DE9006590U1 - Self-drilling screw - Google Patents
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Description
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11. Juni 1990 June 11, 1990
VNR: 11 58 51VNR: 11 58 51
^■ie Erfindung betrifft eine selbstbohrende Schraube^■The invention relates to a self-drilling screw mit einem Schaft mit im wesentlichen konstantemwith a shaft with essentially constant
abnehmendem Durchmesser, die in einer Körnerspitze ausläuft,decreasing diameter, ending in a center punch, einem über Schaft und Spitze durchgehend verlaufendena continuous line running over the shaft and tip
Solche Schrauben, insbesondere mit Spanplatten und Holzschraubengewinde, sind geeignet zum Eindrehen in Holz, Hartholz, Kunststoff, Glasfiber oder auch Eternit.Such screws, especially with chipboard and wood screw threads, are suitable for screwing into wood, hardwood, plastic, fiberglass or even Eternit.
&idigr; &iacgr;&idigr;&iacgr;
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Üblxche Schrauben dieser Art haben eine kegelförmige Spitze od^- auch eine korkenzieherartige Spitze. Beim Einschrauben solcher Schrauben in das vorgenannte Material können die Spitzen nicht von sich aus sofort greifen, so daß der Einschraubvorgang ohne Vorbohren erheblich erschwert ist.Common screws of this type have a conical tip or a corkscrew-like tip. When screwing such screws into the aforementioned material, the tips cannot immediately grip on their own, so that the screwing process is considerably more difficult without pre-drilling.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine selbstbohrende Schraube gattungsgemäßer Art zu schaffen, die leicht einzuschrauben ist und bei der trotz geringem aufzubringendem Einschraub-Drehmoment ein hoher Auszugswert erreicht wird.Based on this state of the art, the invention is based on the object of creating a self-drilling screw of the generic type that is easy to screw in and with which a high extraction value is achieved despite the low screwing torque required.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Körnerspitze radial relativ zur Schraubenschaftraittelachse versetzt ist.To solve this problem, the invention proposes that the punch tip is offset radially relative to the screw shaft axis.
Dadurch, daß die Körnerspitze radial relativ zur Schraubenschaftmittelachse versetzt ist, durchschabt die Körnerspitze beim Drehen, insbesondere auchBecause the punch point is offset radially relative to the screw shaft center axis, the punch point scrapes through the screw during turning, especially
Reisser 10029/9*>·:··Reisser 10029/9*>· : ··
maschinellen Drehen der Schraube die harte, glatte oder auch spröde Werkstoffober fläche. Bei fortlaufender Einschraubbewegung dringen diese Schabpunkte der exzentrischen Körnerspitze in den Werkstoff ein, während die Schraube sich um ihre Mittelachse bewegt.mechanical turning of the screw the hard, smooth or brittle material surface. As the screwing movement continues, these scraping points of the eccentric punch tip penetrate into the material while the screw moves around its central axis.
Beim weiteren Eindringen der exzentrischen Körnerspitze greift der erste Gewindegang und die anfangs bestehende Taumelneigung der Schraube wird unterbunden Dabei dreht sich ständig die Körnerspi'ze exzentrisch um die Rotationsachse, wodurch ein Vorbohreffekt n> i t n|ilv?rf örosi0?!! Werkstpf fabtraa erreicht wird.As the eccentric punch point penetrates further , the first thread engages and the initial tendency of the screw to wobble is prevented. The punch point constantly rotates eccentrically around the axis of rotation, which achieves a pre-drilling effect on the workpiece.
Hierdurch wird ein gewisser Freischnitt erreicht, wodurch das Einschraub-Drehmoment erniedrigt wird. Der Einschraub-Widerstand wird also durch die exzentrisch angeordnete Körnerspitze reduziert.This creates a certain amount of clearance, which reduces the screwing torque. The screwing resistance is therefore reduced by the eccentrically arranged punch tip.
Dabei werden dennoch die AuszugswerLe nicht verringert, da die Auszugswerte durch das beim weiteren Einschrauben in das Werkstück eingreifendeHowever, the pull-out values are not reduced, since the pull-out values are affected by the force exerted by the screw as it is screwed into the workpiece.
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Reisser 10029/90: .Reisser 10029/90: .
Gewinde des im wesentlichen zylindrischen Schaftes bestimmt werden.Thread of the essentially cylindrical shaft can be determined.
Eine mögliche Weiterbildung wird darin gesehen, daß die Körnerspitze die Spitze eines schiefen Kegels ist, der Bestandteil der Schraubenspitze ist bzw. diese bildet.A possible further development is seen in the fact that the punch point is the tip of an oblique cone, which is part of the screw point or forms it.
Eine bevorzugte Weiterbildung besteht darin, daß die Spitze einseitig abgeflacht ist, wobei die durch die Abflachung gebildete Fläche die Mittelachse des Schraubenschaftes kreuzt und die durch die Abflachung gebildete Spitze der Schraube achsparallel zur Mittelachse des SchraubenschaftesA preferred further development consists in that the tip is flattened on one side, whereby the surface formed by the flattening crosses the central axis of the screw shaft and the tip of the screw formed by the flattening is axially parallel to the central axis of the screw shaft
versetzt ist.is offset.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß der Versatzabstand der Körnerspitze von der Schraubenmittelachse etwa 2/10 des Schraubenkernradius im Schaftbereich entspricht.Preferably, the offset distance of the punch tip from the screw center axis corresponds to approximately 2/10 of the screw core radius in the shaft area.
ReisserRipper
Besonders bevorzugt ist, daß die Abflachung die Form eines elliptischen Kegelschnittes aufweist".It is particularly preferred that the flattening has the shape of an elliptical conic section."
Dabei ist bevorzugt vorgesehen, daß die Abflachung lediglich über die vordere Hälfte, insbesondere das vordere Drittel, der Spitze der Schraube verläuft, und der zwischen Abflachung und Mittelachse eingeschlossene Winkel größer als der zwischen Mantellinie der Spirze der Schraube im abflachungsfreien Bereich und det Mittelachse eingeschlossene Winkel ist.It is preferably provided that the flattening extends only over the front half, in particular the front third, of the tip of the screw, and the angle enclosed between the flattening and the central axis is greater than the angle enclosed between the surface line of the tip of the screw in the flattening-free area and the central axis.
Desweiteren ist bevorzugt, daß der zwischen Abflachung und Mittelachse eingeschlossene Winkel etwa 30° beträgt, wobei insbesondere der zwischen Mantellinie der Spitze und Mittelachse eingeschlossene Winkel etwa 18° beträgt.Furthermore, it is preferred that the angle enclosed between the flattening and the central axis is approximately 30°, with the angle enclosed between the surface line of the tip and the central axis in particular being approximately 18°.
Die Abflachung der erfindungsgemäßen Ausführungsform kann in einfacher Weise dadurch erzeugt werden, daß die Fläche durch einen Schrägschliff erzeugt wird.The flattening of the embodiment according to the invention can be produced in a simple manner by creating the surface by means of an oblique grinding.
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Aurh bei dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung durchschdbt die Spitze sofort die harte, glatte oder spröiie werkstoffoberfläche.Even with this development according to the invention, the tip immediately cuts through the hard, smooth or brittle material surface.
Bei der fortlaufenden Einschraubbewegung dringen die S'habpunkte der durch die Abfiachung gebildeten schaufelartigen Spitze tangential in den Werkstoff ein. Die Schraube bewegt sich dabei um ihre Drehachse. Der exzentrische Versatz der Spitze hat bei diesem Anfangszustand nur einen geringen Einfluß, da die Schraube selbst die minimale Taumelbewegung ausgleichen kann. Bei weiteren Eindringen der Schabspitze kommt die Wirkung der seitlichen Schneidkante der Abflachungsfläche hinzu, wodurch ein leichteres Einschrauben bewirkt wird. Sobald dann der ersre Gewindegang greift, verliert sich die minimale Taumelbewegung und der Schraubenkörper stabilisiert sich^During the continuous screwing movement, the scraping points of the shovel-like tip formed by the flattening penetrate tangentially into the material. The screw moves around its axis of rotation. The eccentric offset of the tip has only a small influence in this initial state, since the screw itself can compensate for the minimal wobbling movement. As the scraping tip penetrates further, the effect of the lateral cutting edge of the flattening surface is added, which makes screwing in easier. As soon as the first thread engages, the minimal wobbling movement disappears and the screw body stabilizes.
Es entsteht ein exzentrischer Rotationseffekt der Spitze, wodurch ein Vorbohreffekt mit pulverförmigem Werkstoffabtrag erreicht wird. This creates an eccentric rotation effect of the tip, which achieves a pre-drilling effect with powdery material removal.
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Durch den Versatz der Spitze außermittig zur Schraubenmittelachse entsteht ein Moment, bezogen auf das Kräftegleichgewicht.The offset of the tip off-center to the screw center axis creates a moment related to the equilibrium of forces.
Durch die Einschraubbewegung wird dieses Moment überlagert und es ergibt sich eine Taumelbewegung im Einschraubraum.This moment is superimposed by the screwing movement and a wobbling movement results in the screwing space.
Diese Bewegung bewirkt einen Freischnitt, der das aufzubringende Einschraub-Drehmoment erniedrigt. Dennoch werden die Auszugswerte der fertig eingeschraubten Schraube nicht verringert, sondern die üblicherweise mit solchen Schrauben erreichbaren Auszugswerte werden erreicht.This movement causes a free cut, which reduces the screwing torque that must be applied. However, the pull-out values of the screwed-in screw are not reduced, but the pull-out values that can usually be achieved with such screws are achieved.
Eine bevorzugte Variante wird darin gesehen, daß die Abflachung durch eine parallel zu einer Seitenlinie des die Spitze bildenden Kegels nach innen auf die Schraubenmittelachse zu versetzte Schnittebene gebildet ist.A preferred variant is seen in that the flattening is formed by a cutting plane parallel to a side line of the cone forming the tip and offset inwards towards the screw center axis.
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Bei dieser Ausbildung reicht die Abflachung von der exzentrischen Spitze bis in das Kernmaterial des zylindrischen Bereiches d<= : Schraube hinein. Das Maß des Versatzes der Schnittebene bestimmt sich nach dem gewünschten Veisatzabstand der Körnerspitze von der Schraubenmittelachse, die vorzugsweise etwa im Bereich von 2/10 des Schraubenkernradius liegt.With this design, the flattening extends from the eccentric tip into the core material of the cylindrical area d<= : screw. The extent of the offset of the cutting plane is determined by the desired offset distance of the punch tip from the screw center axis, which is preferably in the range of approximately 2/10 of the screw core radius.
In Weiterbildung kann auch vorteilhaft sein, wenn die Abflachung im Querschnitt gewölbt ist.In further development it can also be advantageous if the flattening is curved in cross-section.
Die Wölbung kann dabei konkav oder konvex ausgebildet sein.The curvature can be concave or convex.
Zwei Ausf(ihrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.Two embodiments of the invention are shown in the drawing and described in more detail below.
Reisser 10029/90.· ·· ;: ;· ·» ·Reisser 10029/90.· ·· ;: ;· ·» ·
Es zeigt:It shows:
um 90° verdrehter Lage;rotated by 90°;
gleicher Darstellung wie Fig. 1 und 2;same representation as Fig. 1 and 2;
Fig. 5 und 6 die Ausführungsformen nach Fig. 3 und beim Eindrehen in ein Werkstück.Fig. 5 and 6 show the embodiments according to Fig. 3 and when screwing into a workpiece.
Die selbstbohrende Schraube weist einen Schuft mit im wesentlichen konstantem Durchmesser, eine Spitze 2 mit kontinuierlich abnehmendem Durchmesser, die in einer Körnerspitze 3 ausläuft, ein über Schaft und Spitze durchgehend verlaufendes Gewinde 4 sowie einen im Schraubenkopf angeordneten Eingriff für ein Schraubwerkzeug auf.The self-drilling screw has a shaft with a substantially constant diameter, a tip 2 with a continuously decreasing diameter, which ends in a punch point 3, a thread 4 running continuously over the shaft and tip, and an opening for a screwing tool arranged in the screw head.
Reisser 10029/.}.0.:;. * iJS'j · -Ji Reisser 10029/.}.0. : ;. * iJS'j · -Ji
Der Schraubenkopf nebst Eingriffsschlitz oder dergleichen ist ir. der Zeichnung nicht dargestellt. Die Ausbildung des Eingriffes ist in vielfacher Weise möglich, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.The screw head and the engagement slot or the like are not shown in the drawing. The engagement can be designed in many different ways, as is known from the state of the art.
Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß die Körnerspitze 3 radial relativ zur Schraubenschaftmittelachse 5 versetzt ist. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 ist die Spitze 2 einseitig abgeflacht, wobei die durch die Abflachung gebildete Fläche 6 die Mittelachse 5 des Schraubenschaftes kreuzt und die durch die Abflachung gebildete Spitze 3 der Schraube achsparallel zur Mittelachse 5 des Schraubenschaftes 1 versetzt ist. Der Versatzabstand 7 der Körnerspitze 3 von der Schraubenmittelachse 5 entspricht etwa 2/10 des Schraubenkernradius.All embodiments have in common that the punch point 3 is offset radially relative to the screw shaft center axis 5. In the embodiment according to Fig. 1 and 2, the point 2 is flattened on one side, with the surface 6 formed by the flattening crossing the center axis 5 of the screw shaft and the screw point 3 formed by the flattening being offset parallel to the center axis 5 of the screw shaft 1. The offset distance 7 of the punch point 3 from the screw center axis 5 corresponds to approximately 2/10 of the screw core radius.
Wie insbesondere aus Fl<j. 1 ersichtlich, weist die Abflachung 6 die Form eines elliptischen Kegt'lschnittes auf.As can be seen in particular from Fig. 1, the flattening 6 has the shape of an elliptical cone section.
Reisser 10029/jO ,·Reisser 10029/jO ,·
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Die Abflachung 6 verläuft lediglich über die vordere Hälfte, insbesondere das vordere Drittel, der Spitze 2 der Schraube, wobei der zwischen der Abflachung 6 und der Mittelachse 5 einges<hlossene Winkel größer ist als der zwischen der Mantellinie der Spitze 2 der Schraube i.m abflachungsfreie" Bereich und der Mittelachse 5 eingeschlossene Winkel ist.The flattening 6 extends only over the front half, in particular the front third, of the tip 2 of the screw, whereby the angle enclosed between the flattening 6 and the central axis 5 is greater than the angle enclosed between the surface line of the tip 2 of the screw in the "flattening-free" area and the central axis 5.
Der erstgenannte Winkel ist in der Zeichnung mit 0 bezeichnet, während der zweitgennnnte Winkel in der Zeichnung mit <£ bezeichnet ist. Der zwischen der Abflachung 6 und der Mittelachse eingeschlossene Winkel beträgt im Ausführungsbeispiel etwa 30°, während der zwischen der Mantellinie der Spitze 2 und der Mittelachse 5 eingeschlossene Winkel etwa 18° beträgt.The first angle is marked 0 in the drawing, while the second angle is marked <£ in the drawing. The angle enclosed between the flattening 6 and the central axis is approximately 30° in the exemplary embodiment, while the angle enclosed between the surface line of the tip 2 and the central axis 5 is approximately 18°.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 bis 6 ist die Abflachung 6' durch eine parallel zu einer Seitenlinie 8 des die Spitze 2 bildenden Kegels nach innen auf die Schraubenmittelachse 5 zu versetzte Schnittebene gebildet.In the embodiment according to Fig. 3 to 6, the flattening 6' is formed by a cutting plane parallel to a side line 8 of the cone forming the tip 2 and offset inwards towards the screw center axis 5.
Reisser 10029/50* /. I il·4..·'·· jReisser 10029/50* /. I il· 4 ..·'·· j
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Dies ist insbesondere aus Fig. A ersichtlich, in der die Mantellinie 8 gezeigt ist, die durch Hs Anordnung dsr Abflachung abgeschliffen bzw. entfernt ist.This is particularly evident from Fig. A, in which the surface line 8 is shown, which is ground down or removed by H's arrangement of the flattening.
Durch diese Ausbildung entsteht eine löffelartige Ausbildung, wobei wiederum die Körnerspitze 3 exzentrisch gegenüber der Mittelachse versetzt ist.This formation creates a spoon-like shape, with the punch tip 3 again being offset eccentrically from the central axis.
Die zwschen der Abflachung 6' und der Mittelachse 5 bzw. der Mantellinie 8 der Schraubenspitze und der Mittelachse 5 eingeschlossenen Winkel sind gleich und jeweils mitß bezeichnet. Der Versatz ist wiederum mit Pfeilen gekennzeichnet und mit dem Bezugszeichen 7 versehen. Die Wirkungsweise der selbstbohrenden Schraube ist in den Figuren 5 und 6 ersichtlich. Beim Angriff an ein Werkstück, beispielsweise eine Harthoizpiatte 9 durchschabt die Körnerspitze 3 zunächst die harte Werkstoffoberfläche. Bei fortlaufender Drehbewegung (der Drehsinn ist bei 10 angedeutet) dringen die Schabpunkte der Abflachung 6' stets tangential in den Werkstoff ein. The angles enclosed between the flat 6' and the central axis 5 or the surface line 8 of the screw tip and the central axis 5 are equal and are each designated by ß. The offset is again marked with arrows and provided with the reference symbol 7. The operation of the self-drilling screw is shown in Figures 5 and 6. When attacking a workpiece, for example a hardwood plate 9, the punch tip 3 first scrapes through the hard material surface. With continuous rotation (the direction of rotation is indicated at 10), the scraping points of the flat 6' always penetrate tangentially into the material.
Reisser 10029/!9Q:), " ·..··',,Reisser 10029/!9Q:), " ·..··',,
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Drehpunkt.Pivot point.
diesem Anfangszustand nur einen geringen Einfluß,this initial state only has a small influence, da die Schraube selbst die minimale Taumelbewegungbecause the screw itself has the minimal wobble
ausgleichen kann.can compensate.
sich .itself .
förmigem Werkstoffabtrag erreicht wird.shaped material removal is achieved.
der das aufzubringende Einschraubdrehmotnentthe screw-in torque to be applied
erniedrigt.humiliated.
Reiaser 1OO29/SO.S Reiaser 1OO29/SO. S
Beim vollständigen Kinschrauben der Schraube werden dennoch die gewünschten Auszugswerte erreiche, da dann uas Gewi ii de 4 iiü &zgr; y 1 &iacgr; &eegr; d r i 5 <_ &mgr; e &pgr; Bereich des Schraubenschaft.es 1 wirksam wird.When the screw is fully tightened, the desired extraction values are still achieved, since the thread area of the screw shaft 1 then becomes effective.
Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel .The invention is not limited to the embodiments, but is variable in many ways within the scope of the disclosure.
&lgr; 1 1 &agr; natian -ir» Aar Hucrhroi hnno nnH /ndof 7p|r hnnno offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale v.rden als erfindungswesentlich angesehen.The individual and combination features disclosed in &lgr; 1 1 &agr; natian -ir» Aar Hucrhroi hnno nnH /ndof 7p|r hnnno are regarded as essential to the invention.
Claims (1)
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| DE9006590U DE9006590U1 (en) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | Self-drilling screw |
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Family Applications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4121061A1 (en) * | 1991-06-26 | 1993-01-14 | Reisser Schraubenwerk Gmbh & C | Self-tapping screw with constant dia. shaft - has elliptical or oval pockets underneath screw head with cutting edges |
| DE10147767A1 (en) * | 2001-09-27 | 2003-04-30 | Sfs Intec Holding Ag Heerbrugg | Self-drilling screw |
-
1990
- 1990-06-12 DE DE9006590U patent/DE9006590U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
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| DE10147767A1 (en) * | 2001-09-27 | 2003-04-30 | Sfs Intec Holding Ag Heerbrugg | Self-drilling screw |
| DE10147767B4 (en) * | 2001-09-27 | 2005-09-15 | Sfs Intec Holding Ag | Self-drilling screw |
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