DE9417276U1 - Self-tapping screw - Google Patents
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Selbstschneidende SchraubeSelf-tapping screw
Die Erfindung betrifft eine selbstschneidende Schraube mit einem Schraubenkopf mit Antriebsausgestaltung, einem Schraubenschaft, auf dem aus Gewindegängen ein Doppelganggewinde mit symmetrischem Profil gebildet ist, sowie einer Schraubenspitze. The invention relates to a self-tapping screw with a screw head with a drive design, a screw shaft, on which a double thread with a symmetrical profile is formed from threads, and a screw tip.
Schrauben dieser Art sind in der Technik gut bekannt. Sie werden als Verbindungselemente verwendet, wobei ein besonderer Vorteil darin liegt, daß zu ihrer Anbringung kein vorgebohrtes Führungsloch notwendig ist.Screws of this type are well known in technology. They are used as connecting elements, with a particular advantage being that no pre-drilled pilot hole is required for their installation.
In Abhängigkeit von ihrem Einsatzbereich weisen solche Schrauben unterschiedliche Merkmale auf. Sie unterscheiden sich insbesondere hinsichtlich der Profilform, der Gewindeart, des Flankenwinkels, des Schnittiefenverhältnisses und der Steigung. Die Leistungen einer Schraube, z.B. der Vorschub, der Einschraubwiderstand, die Ausreißkraft und die Schraubenfestigkeit, werden wesentlich durch die Auswahl derDepending on their area of application, such screws have different characteristics. They differ in particular in terms of the profile shape, the type of thread, the flank angle, the cutting depth ratio and the pitch. The performance of a screw, e.g. the feed, the screwing resistance, the pull-out force and the screw strength, are largely determined by the selection of the
Werte dieser Parameter beeinflußt, wobei diese Auswahl immer einen Kompromiß darstellt. So erhöht eine Vergrößerung des Schnittiefenverhältnisses im allgemeinen die Ausreißkraft, während gleichzeitig (unter der Voraussetzung eines gleichbleibenden Nenndurchmessers) aufgrund des abnehmenden Kerndurchmessers die Schraubenfestigkeit sinkt. In gleicher Weise verkürzt eine Erhöhung der Steigung die Einschraubzeit, während gleichzeitig der Einschraubwiderstand steigt. Durch geeignete Kombinationen der Werte dieser Parameter können die Leistungen der Schrauben für bestimmte Anwendungsfälle optimiert werden, z.B. für eine Verschraubung in Spanplatten. Values of these parameters are influenced, whereby this selection always represents a compromise. For example, an increase in the cutting depth ratio generally increases the pull-out force, while at the same time (assuming a constant nominal diameter) the screw strength decreases due to the decreasing core diameter. In the same way, an increase in the pitch shortens the screwing time, while at the same time the screwing resistance increases. By suitable combinations of the values of these parameters, the performance of the screws can be optimized for certain applications, e.g. for screwing into chipboard.
Um nun zu vermeiden, daß der Verwender solcher Schrauben für jeden Anwendungsfall einen speziellen Schraubentyp vorrätig haben muß, wird angestrebt, durch geeignete Werteauswahl der oben angegebenen Parameter eine sogenannte Universalschraube zu schaffen, deren Kompromiß hinsichtlich der Einzelleistungen eine zufriedenstellende Gesamtleistung für eine Vielzahl von Anwendungsfällen ergibt und somit den Einsatz von speziell für den jeweiligen Anwendungsfall ausgelegten Schrauben überflüssig macht.In order to avoid the user of such screws having to have a special type of screw in stock for each application, the aim is to create a so-called universal screw by selecting suitable values for the parameters given above, the compromise in terms of individual performance results in a satisfactory overall performance for a large number of applications and thus makes the use of screws specially designed for the respective application superfluous.
Im Stand der Technik ist eine Vielzahl solcher Universalschrauben bekannt, die jedoch hinsichtlich ihrer Leistungen bei den geforderten verschiedenen Anwendungsfällen nicht überzeugen können.A large number of such universal screws are known in the state of the art, but they are not convincing in terms of their performance in the various applications required.
Aufgabe der Erfindung ist es also, eine selbstschneidende Schraube bereitzustellen, die bei einer Vielzahl von Anwendungsfällen hohe Leistungen erzielt.The object of the invention is therefore to provide a self-tapping screw that achieves high performance in a variety of applications.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schraube der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Gewinde einen Flankenwinkel &agr; von 45°±2,5°, ein Schnittiefenverhältnis D/d von l,5±0,02 und ein Gewindesteigungsverhältnis Ph/D von 0,72±0,04 aufweist.This object is achieved according to the invention by a screw of the type mentioned at the outset, which is characterized in that the thread has a flank angle α of 45°±2.5°, a cutting depth ratio D/d of 1.5±0.02 and a thread pitch ratio Ph/D of 0.72±0.04.
Erfindungsgemäß kann auch die Schraubenspitze mit Gewindegängen versehen sein, und vorzugsweise weist sie einen Spitzenwinkel &bgr; von 30° bis 35° auf.According to the invention, the screw tip can also be provided with threads and preferably has a tip angle β of 30° to 35°.
Die selbstschneidende Schraube kann erfindungsgemäß aus einem vergüteten Stahl bestehen und oberflächengehärtet sein.According to the invention, the self-tapping screw can consist of a tempered steel and be surface-hardened.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform erläutert, die in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist. In dieser zeigt:The invention is explained below with reference to a preferred embodiment shown in the accompanying drawing. In this drawing:
- Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schraube ; und- Fig. 1 is a side view of a screw according to the invention ; and
- Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Schnitts durch den in Fig. 1 mit A markierten Bereich.- Fig. 2 is an enlarged view of a section through the area marked A in Fig. 1.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße selbstschneidende Schraube 10 dargestellt, die aus einem Schraubenkopf 1 mit Antriebsausgestaltung 2 sowie aus einem mit Gewindegängen 5 versehenen Schraubenschaft 3 und einer Schraubenspitze 4 besteht. Die Gewindegänge 5 erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Schraubenschaftes 3 und enden im Bereich der Schraubenspitze 4. Der Schraubenkopf 1 ist als Senkkopf ausgebildet. Das von den Gewindegängen 5 gebildete Gewinde ist ein Doppelganggewinde und weist eine symmetrische Profilform auf, wie in Fig. 2 zu erkennen ist.Fig. 1 shows a self-tapping screw 10 according to the invention, which consists of a screw head 1 with a drive design 2 and a screw shaft 3 provided with threads 5 and a screw tip 4. The threads 5 extend essentially over the entire length of the screw shaft 3 and end in the area of the screw tip 4. The screw head 1 is designed as a countersunk head. The thread formed by the threads 5 is a double thread and has a symmetrical profile shape, as can be seen in Fig. 2.
Die Schraube weist einen Kerndurchmesser d, einen Nenndurchmesser D und an der Schraubenspitze einen Spitzenwinkel &bgr; auf. Das Gewinde weist eine Steigung Ph auf, die aufgrund des Doppelganggewindes doppelt so groß wie der Gewindegangabstand P ist, und einen Flankenwinkel ce.The screw has a core diameter d, a nominal diameter D and a tip angle β at the screw tip. The thread has a pitch Ph, which is twice the pitch P due to the double thread, and a flank angle ce.
Das an der erfindungsgemäßen Schraube vorgesehene Doppelganggewinde ergibt beim Einschrauben der Schraube einen hohen Vorschub und somit eine geringe Einschraubzeit.The double thread provided on the screw according to the invention results in a high feed rate when screwing in the screw and thus a short screwing-in time.
Um den Einschraubwiderstand im Vergleich zu herkömmlichen Schrauben mit Doppelganggewinde zu vermindern, ist ein Gewindesteigungsverhältnis Ph/D von 0,72±0,02 gewählt. Dieser Wert ist geringer als das üblicherweise bei Doppelganggewinden verwendete Steigungsverhältnis Ph/D von 0,85 - 0,95. Durch dieses Merkmal wird der bei herkömmlichen Doppelganggewinden zu beobachtende Anstieg des Einschraubwiderstandes aufgefangen, während gleichzeitig der Vorteil einer großen Einschraubgeschwindigkeit im wesentlichen erhalten bleibt.In order to reduce the screwing resistance compared to conventional screws with double threads, a thread pitch ratio Ph/D of 0.72±0.02 is selected. This value is lower than the pitch ratio Ph/D of 0.85 - 0.95 usually used for double threads. This feature compensates for the increase in screwing resistance observed with conventional double threads, while at the same time the advantage of a high screwing speed is essentially retained.
Der Flankenwinkel &agr; des Profils beträgt bei der bevorzugten Ausführungsform 45°, wodurch ein guter Kompromiß hinsichtlich der Leistungen einer Blechschraube (üblicherweise größerer Flankenwinkel a) und den Leistungen einer Spanplattenschraube (üblicherweise kleinerer Flankenwinkel a) erzielt wird. Zusammen mit dem Schnittiefenverhaltnis (der Begriff "Schnittiefenverhaltnis" bezeichnet das Verhältnis von Nenndurchmesser D zu Kerndurchmesser d und bezieht sich auch auf Schrauben, deren Gewinde gerollt und nicht geschnitten ist) von D/d = 1,5 wird eine Ausreißkraft erzielt, die derjenigen von herkömmlichen Schrauben entspricht.The flank angle α of the profile is 45° in the preferred embodiment, which provides a good compromise between the performance of a sheet metal screw (usually larger flank angle a) and the performance of a chipboard screw (usually smaller flank angle a) . Together with the depth of cut ratio (the term "depth of cut ratio" refers to the ratio of nominal diameter D to core diameter d and also refers to screws whose thread is rolled and not cut) of D/d = 1.5, a pull-out force is achieved that corresponds to that of conventional screws.
Das bei der bevorzugten Ausführungsform gewählte Schnittiefenverhältnis führt auch zu einem Vorteil in Verbindung mit dem spezifischen Verdrängungsvolumen. Das spezifische Verdrängungsvolumen ist ein Maß für das beim Einschrauben der Schraube verdrängte Volumen und insbesondere hinsichtlich der Ausreißkraft der Schraube aus Kunststoffdübeln von Bedeutung. Nimmt man das spezifische Verdrängungsvolumen einer herkömmlichen Holzschraube mit 100% an, so weist eine herkömmlich Spanplattenschraube ein um ungefähr 25% geringeres spezifisches Verdrängungsvolumen auf. Dies führt bei der Verschraubung in Kunststoffdübeln zu verminderten Ausreißkräften. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Universalschraube ergibt sich ein im Vergleich mit einer herkömmlichen Holzschraube nur um rund 5% bis 7% vermindertes spezifisches Verdrängungsvolumen, so daß die UniversalschraubeThe cutting depth ratio selected in the preferred embodiment also leads to an advantage in connection with the specific displacement volume. The specific displacement volume is a measure of the volume displaced when the screw is screwed in and is particularly important with regard to the pull-out force of the screw from plastic dowels. If the specific displacement volume of a conventional wood screw is assumed to be 100%, a conventional chipboard screw has a specific displacement volume that is approximately 25% lower. This leads to reduced pull-out forces when screwing into plastic dowels. In the preferred embodiment of the universal screw, the specific displacement volume is only around 5% to 7% lower than that of a conventional wood screw, so that the universal screw
anderen Alternativen zur Holzschraube bei der Verschraubung in Kunststoffdübeln überlegen ist.is superior to other alternatives to wood screws when screwing into plastic dowels.
Aus dem bevorzugten Wert des Gewindesteigungsverhältnisses Ph/D von 0,72±0,02 ergibt sich, daß der Wert des Gewindegangabstandsverhältnisses P/D = 0,36+0,02 beträgt. Dies orientiert sich an dem Gewindegangabstandsverhältnis P/D von 0,29 bis 0,38 von herkömmlichen Blechschrauben, so daß die erfindungsgemäße Schraube anstelle von herkömmlichen Blechschrauben verwendet werden kann.From the preferred value of the thread pitch ratio Ph/D of 0.72±0.02, it follows that the value of the thread pitch ratio P/D = 0.36+0.02. This is based on the thread pitch ratio P/D of 0.29 to 0.38 of conventional sheet metal screws, so that the screw according to the invention can be used instead of conventional sheet metal screws.
Die Schraubenspitze 4 weist einen Spitzenwinkel &bgr; von ungefähr 3 5° auf, was ein leichtes Einschrauben der Schraube sowie ein gutes Greifen der ersten Gewindegänge der Schraubenspitze 4 sichert.The screw tip 4 has a tip angle β of approximately 3 5°, which ensures easy screwing in of the screw and good grip of the first threads of the screw tip 4.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Schraube aus einem Stahl besteht, bei dem durch geeignete Wärmebehandlung gleichzeitig sowohl eine Kernvergütung als auch eine Oberflächenhärtung erzielt wird. Dadurch wird eine hohe Schraubenfestigkeit gewährleistet.According to the invention, the screw is made of a steel in which both core hardening and surface hardening are achieved simultaneously through suitable heat treatment. This ensures a high screw strength.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9417276U DE9417276U1 (en) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | Self-tapping screw |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE9417276U DE9417276U1 (en) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | Self-tapping screw |
Publications (1)
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| DE9417276U1 true DE9417276U1 (en) | 1994-12-15 |
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| DE9417276U Expired - Lifetime DE9417276U1 (en) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | Self-tapping screw |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE9417276U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19637969A1 (en) * | 1996-09-18 | 1998-03-26 | Schrauben Betzer Gmbh & Co Kg | Thin sheet tapping screw having tool end and conical tip |
| EP3536989A1 (en) * | 2018-03-06 | 2019-09-11 | SFS Intec Holding AG | Façade plate screw and fastening arrangement using the same |
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1994
- 1994-10-27 DE DE9417276U patent/DE9417276U1/en not_active Expired - Lifetime
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