NO178352B

NO178352B - Self-tapping screw

Info

Publication number: NO178352B
Application number: NO920200A
Authority: NO
Inventors: Elmar Hangartner
Original assignee: Sfs Ind Holding Ag; Sfs Stadler Holding Ag
Priority date: 1990-05-16
Filing date: 1992-01-15
Publication date: 1995-11-27
Also published as: FI98553C; FI98553B; NO920200L; DE59106722D1; WO1991018215A1; ES2080946T3; JPH04507451A; ATE129321T1; EP0483318B1; FI920179A0; NO920200D0; NO178352C; EP0483318A1

Abstract

A tapping screw (1) is screwed into a prefabricated hole (7) in a workpiece (6). The tapping screw (1) is provided with an adhesive layer (5) which covers at least part of the screw surface (2). When a tap is formed by screwing the screw (1) into the hole (7) in the workpiece (6), a thin film of adhesive layer (5) is entrained with the screw, enclosing its circumference, preventing it from working loose and for sealing.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en selvgjengende skrue for inndreiing i et på forhånd utført hull, f.eks. borete, støpte eller utstansete hull i et arbeidsstykke. The present invention relates to a self-tapping screw for screwing into a previously made hole, e.g. drilled, cast or punched holes in a workpiece.

Ved innmontering av selvgjengende skruer har man hittil gått ut fra at pga. gjengeformen på skruen og de av skruen selv i hullet i arbeidsstykket tildannete innergjenger oppnås en såvidt trang pasning at ytterligere foranstaltninger som sikring mot løsdreining ikke har vært nødvendig. Dessuten har bransjen vært av den oppfatning at en avtetting av slike skrueforbindelser enten ikke har vært nødvendig eller ikke har vært realiserbar pga. at toleransen mellom skruegjengene og innergjengene i arbeidsstykket praktisk talt er redusert til null. Dette fremgår av innholdet og redegjørelsen i US patent A-4657460. When installing self-tapping screws, it has so far been assumed that because the thread shape of the screw and the internal threads formed by the screw itself in the hole in the workpiece achieve such a tight fit that further measures such as securing against loosening have not been necessary. Furthermore, the industry has been of the opinion that a sealing of such screw connections has either not been necessary or has not been feasible due to that the tolerance between the screw threads and the internal threads in the workpiece is practically reduced to zero. This is evident from the content and explanation in US patent A-4657460.

Foreliggende oppfinnelse har det formål for øye å til-veiebringe en selvgjengende skrue som oppviser forbedret sikkerhet mot løsdreining, samtidig som det oppnås en tett skrueforbindelse. The purpose of the present invention is to provide a self-tapping screw which exhibits improved security against loosening, while at the same time achieving a tight screw connection.

Løsningen på denne oppgave går ifølge oppfinnelsen ut på at den selvgjengende skruen oppviser et ikke-rundt tverrsnitt, f.eks. trilobulært, flerkantet eller et tverrsnitt med ensartet tykkelse, og ved at skruen er forsynt med et klebemiddelskikt som tildekker minst en del av gjengeoverflaten. According to the invention, the solution to this problem is that the self-tapping screw has a non-round cross-section, e.g. trilobular, polygonal or a cross-section of uniform thickness, and in that the screw is provided with an adhesive layer that covers at least part of the thread surface.

Det har ved forsøk vist seg, i motsetning til den almin-nelige oppfatningen blant fagfolk på området, at et på gjenge-overf laten anordnet klebemiddelskikt også er mulig å anvende ved selvgjengende skruer, og at det derved kan oppnås en optimal virkning eller ytelse av skrueforbindelsen. Selv om gjengen i hullet blir dannet av selve skruen, og gjengeflåtene eller flankene på skruen ligger an mot de tilsvarende flatene på innergjengen, blir det ved hjelp av klebemiddelskiktet dannet en mikrofin film mellom skruen og hullveggen, hvorved det kan tilveiebringes en effektiv sikkerhet mot løsdreining og en tett forbindelse. Experiments have shown, contrary to the general opinion among experts in the field, that an adhesive layer arranged on the surface of the thread can also be used with self-tapping screws, and that an optimal effect or performance can thereby be achieved the screw connection. Although the thread in the hole is formed by the screw itself, and the thread flats or flanks of the screw rest against the corresponding surfaces of the internal thread, with the help of the adhesive layer, a microfine film is formed between the screw and the hole wall, whereby effective security against loosening can be provided and a tight connection.

Selv om det ved innskruing av skruer i byggelementer av plast er kjent å påføre et klebemiddel [Research Disclosure Although it is known to apply an adhesive when screwing screws into plastic building elements [Research Disclosure

No. 301, May 1989, sammendrag nr. 30 11 17, (New York, US)], dreier det seg her om det problem at klebestoffet avstrykes ved innskruingen. Selv i forbindelse med tynne klebestofflag kan man i forbindelse med sylindriske skruestammer ikke hindre avstrykning av klebestoffet. No. 301, May 1989, summary no. 30 11 17, (New York, US)], the problem here is that the adhesive is rubbed off during screwing. Even in connection with thin layers of adhesive material, in connection with cylindrical screw stems, the removal of the adhesive material cannot be prevented.

Selvgjengende skruer ifølge DIN 7500 ble tidligere ikke anvendt for tette forbindelser og på den annen side ble skruer med klebende skikt ifølge DIN 267, del 27, bare anvendt der hvor det var anbrakt hull med på forhånd fremstilte indre gjenger, henholdsvis passende muttere. Innenfor festeområdet måtte altså en fordom fra bransjen overvinnes for overhodet å kunne diskutere muligheten av å anbringe klebende skikt på selvgjengende skruer. Self-tapping screws according to DIN 7500 were previously not used for tight connections and, on the other hand, screws with an adhesive layer according to DIN 267, part 27, were only used where there were holes with previously produced internal threads, respectively suitable nuts. Within the fastening area, a prejudice from the industry had to be overcome in order to be able to discuss the possibility of applying an adhesive layer to self-tapping screws at all.

Ved innskruing av en selvgjengende skrue kan klebemiddelskiktet i visse tilfeller til og med forholde seg på tilsvarende måte som et smøremiddel, for på denne måte å forbedre gjengefremstillingen og for å forminske innskruings-dreiemomentet. Det er i alle tilfelle sørget for at det på heie gjengeoverflaten i det minste over et delområde av leng-den av gjengeavsnittet dannes en klebemiddelfilm som i vesent-lig grad forhøyer løsdreiningssikkerheten for slike selvgjengende skruer og dessuten sikrer en optimal avtetting av skrueforbindelsen. When screwing in a self-tapping screw, the adhesive layer can in certain cases even behave in a similar way as a lubricant, in this way to improve the thread production and to reduce the screwing-in torque. In all cases, it is ensured that an adhesive film is formed on the hot thread surface at least over a partial area of the length of the thread section, which significantly increases the loosening security for such self-tapping screws and also ensures an optimal sealing of the screw connection.

Tiltakene ifølge oppfinnelsen er mest virkningsfulle dersom den selvgjengende skrue oppviser et ikke-rundt tverrsnitt, f.eks. trilobulært eller flerkantet tverrsnitt. Klebe-midlet samles da praktisk talt til stadighet igjen i de områ-der som er utført med lav gjengehøyde, og alltid i form av en tynn film på hele gjengeomkretsen. The measures according to the invention are most effective if the self-tapping screw has a non-round cross-section, e.g. trilobular or polygonal cross-section. The adhesive is then practically constantly collected again in the areas which have been made with a low thread height, and always in the form of a thin film on the entire thread circumference.

Alt etter anvendelsesområde for en slik selvgjengende skrue og alt etter det materiale hvor denne skrue skal skrues inn, forekommer det forskjellige muligheter for påføring av klebemiddelskiktet. Det er således tenkbart at klebemiddelskiktet kan påføres stripeformet og parallelt med aksen på gjengeområdet. Det kan imidlertid også forutsettes at klebemiddelskiktet påføres i flere stripeformete avsnitt som for-løper parallelt med aksen og som har en avstand fra hverandre. Depending on the area of application for such a self-tapping screw and depending on the material into which this screw is to be screwed, there are different possibilities for applying the adhesive layer. It is thus conceivable that the adhesive layer can be applied in strip form and parallel to the axis on the thread area. However, it can also be assumed that the adhesive layer is applied in several strip-shaped sections which run parallel to the axis and which have a distance from each other.

En ytterligere variant ligger i at klebemiddelskiktet er påført gjengeområdet i form av et ringformet enkeltavsnitt eller i form av flere ringavsnitt som har en avstand fra hverandre i aksial retning. Selv om klebemiddelskiktet i den stripeformete anordning i akseparallell retning ikke anbringes i lukket form rundt omkretsen på et gjengeavsnitt, sikres det pga. den spesielle utforming av den selvgjengende skrue at en tynn film av klebemiddel ved fremstillingen av den indre gjenge i hullet i arbeidsstykket, trekkes med og fordeles i lukket form rundt omkretsen. A further variant is that the adhesive layer is applied to the thread area in the form of a ring-shaped single section or in the form of several ring sections that have a distance from each other in the axial direction. Even if the adhesive layer in the strip-shaped device in an axis-parallel direction is not placed in a closed form around the circumference of a threaded section, it is ensured because the special design of the self-tapping screw that a thin film of adhesive during the production of the internal thread in the hole in the workpiece is drawn along and distributed in a closed form around the circumference.

Videre foreslås det at klebemiddelskiktet består av et mikroinnkapslet klebemiddel. For sikring og tetting av skrueforbindelser mellom en selvgjengende skrue og den gjenge som pløyes inn i et hull i materialet, oppfyller de gjengeområder som på forhånd er påført et skikt med mikroinnkapslete, flytende klebemidler de høyeste krav for bibeholdelse av for-spenningskraften, også under dynamisk påvirkning på tvers av skrueaksen. Mikroinnkapslingen er en fysikalsk-kjemisk pro-sess som lukker inn herdende, flytende plast i små kapsler. Ved innskruingen og på denne måte ved innpløying av gjengen i materialet, sprekker mikrokapslene og som en følge av dette, frigis den flytende plast og ved reaksjon med den andre kompo-nent, som er en herder, oppstår en utmerket klebeforbindelse. På denne måte garanteres sikkerhet mot løsdreining. Den ifølge oppfinnelsen utformete selvgjengende skrue er allerede etter få timer godt sikret mot å løsne av seg selv, og den tetter på utmerket måte mot mange medier. Furthermore, it is proposed that the adhesive layer consists of a microencapsulated adhesive. For securing and sealing screw connections between a self-tapping screw and the thread plowed into a hole in the material, the thread areas pre-coated with a layer of micro-encapsulated, liquid adhesives meet the highest requirements for maintaining the prestressing force, even under dynamic impact across the screw axis. The micro-encapsulation is a physico-chemical process that encloses hardening, liquid plastic in small capsules. When screwing in and in this way when the thread is plowed into the material, the microcapsules burst and as a result of this, the liquid plastic is released and by reaction with the second component, which is a hardener, an excellent adhesive connection occurs. In this way, safety against loosening is guaranteed. The self-tapping screw designed according to the invention is already well secured against loosening by itself after a few hours, and it seals excellently against many media.

Innenfor oppfinnelsens ramme er det selvsagt mulig å forutsette andre klebemiddelskikt, spesielt kan det også Within the scope of the invention, it is of course possible to assume other adhesive layers, in particular it is also possible

påføres flytende klebestoffer umiddelbart før inndreiningen av skruen, men med klebemiddelskiktet i form av mikroinnkapslete klebemidler er nettopp sikret en optimal ferdigbearbeidelse av skruene med lagringsevne i lang tid før innskruing. liquid adhesives are applied immediately before driving in the screw, but with the adhesive layer in the form of micro-encapsulated adhesives, optimal finishing of the screws with storage capacity for a long time before driving in is precisely ensured.

Ytterligere trekk ifølge oppfinnelsen og spesielle forde-ler skal forklares i den følgende beskrivelse på grunnlag av vedlagte tegninger, hvor Further features according to the invention and special advantages shall be explained in the following description on the basis of the attached drawings, where

fig. 1 viser en selvgjengende skrue som delvis er dreiet inn i et hull i et arbeidsstykke, fig. 1 shows a self-tapping screw which is partially turned into a hole in a workpiece,

fig. 2 viser i en forstørret målestokk et delavsnitt av gjengeområdet på den selvgjengende skruen. fig. 2 shows on an enlarged scale a partial section of the thread area of the self-tapping screw.

Den selvgjengende skruen 1 består av en med et gjengeavsnitt 2 utformet stamme 3 og et skruehode 4. Det dreier seg her om et sekskanthode. Oppfinnelsen egner seg imidlertid > ikke bare for skruer med sekskanthode, men for alle typer skruer med selvgjengende stammedeler, herunder bolteskruer, altså skruer uten hode, eller for skruer med ulike former for hode eller flenser, alt etter skruens bruksområde. The self-tapping screw 1 consists of a stem 3 designed with a threaded section 2 and a screw head 4. This is a hexagon head. However, the invention is suitable > not only for screws with a hexagonal head, but for all types of screws with self-tapping stem parts, including bolt screws, i.e. screws without a head, or for screws with different types of head or flanges, depending on the screw's application area.

Den selvgjengende skruen 1 er over i det minste en del av gjengeoverflaten forsynt med et dekkende klebemiddelskikt 5. Klebemiddelskiktet består fortrinnsvis av et såkalt mikroinnkapslet klebemiddel som kan anbringes allerede på skruens produksj onssted. The self-tapping screw 1 is provided over at least part of the thread surface with a covering adhesive layer 5. The adhesive layer preferably consists of a so-called micro-encapsulated adhesive which can already be placed at the screw's place of production.

Selvgjengende skruer oppviser vanligvis et ikke-rundt tverrsnitt, f.eks. et trilobulært, flerhjørnet eller et tverrsnitt med ens tykkelse. Det er imidlertid også kjent selvgjengende skruer av denne typen som i lengderetningen oppviser tilnærmet akseparallelt forløpende slisser eller forsenkninger og som likeledes betegnes som selvgjengende skruer. Self-tapping screws usually have a non-round cross-section, e.g. a trilobular, polygonal or a cross-section of equal thickness. However, there are also known self-tapping screws of this type which in the longitudinal direction exhibit slots or recesses running approximately parallel to the axis and which are likewise designated as self-tapping screws.

Klebemiddelskiktet 5 kan anbringes på forskjellige måter langsover gjengeområdet på den selvgjengende skruen 1. Således er det mulig å anbringe klebemiddelskiktet i striper akseparallelt på gjengeområdet, men det er også mulig å pålegge klebemiddelskiktet i form av på hverandre følgende, stripe-lignende eller akseparallelt forløpende avsnitt. Det er imidlertid også mulig å anbringe klebemiddelskiktet i form av ringformete enkeltavsnitt eller i form av et antall i aksial retning med innbyrdes avstand påfølgende ringavsnitt langs gjengepartiet. Videre kan selvsagt klebemiddelskiktet anordnes over hele gjengeområdet på stammen 3 av den selvgjengende skruen 1. Det kan imidlertid ved en slik utførelse forekomme at det er forhånden for meget klebemiddelmateriale, idet det mellom innergjengen på arbeidsstykket 6 og gjengen på skruen praktisk talt ikke foreligger noe spillerom, og bare et mikrotynt skikt kan trekkes inn og pålegges omkring hele omkretsen. The adhesive layer 5 can be applied in different ways along the thread area of the self-tapping screw 1. Thus, it is possible to apply the adhesive layer in strips parallel to the axis of the thread area, but it is also possible to apply the adhesive layer in the form of successive, strip-like or axis-parallel sections . However, it is also possible to place the adhesive layer in the form of ring-shaped individual sections or in the form of a number in the axial direction with mutually spaced successive ring sections along the threaded portion. Furthermore, of course, the adhesive layer can be arranged over the entire thread area of the stem 3 of the self-tapping screw 1. However, with such an embodiment, it can happen that there is too much adhesive material, as there is practically no room for play between the internal thread on the workpiece 6 and the thread on the screw , and only a micro-thin layer can be drawn in and applied around the entire circumference.

Gjennom foreliggende oppfinnelse er den muligheten reali-sert, og man har også fått bekreftet de virkninger som oppnås ved bruk av et klebemiddelskikt på en selvgjengende skrue. I den forbindelse har man for det første tilveiebrakt den mulig-het å forankre en selvgjengende skrue like overfor løs-dreining, og for det annet har man oppnådd en optimal avtetting ved hjelp av en slik skrueforbindelse. Through the present invention, that possibility has been realised, and the effects achieved by using an adhesive layer on a self-tapping screw have also been confirmed. In this connection, firstly, the possibility of anchoring a self-tapping screw directly opposite to loose rotation has been provided, and secondly, optimal sealing has been achieved by means of such a screw connection.

Den selvgjengende skruen blir dreiet inn i på forhånd utførte hull 7. Hullene kan f.eks. fremstilles ved boring, støping eller ved hjelp av stansing. The self-tapping screw is turned into previously made holes 7. The holes can e.g. produced by drilling, casting or by punching.

Den oppfinneriske løsningen kan også anvendes i forbindelse med den omvendte konstruktive løsning, m.a.o. når den selvgjengende skruen oppviser i det minste tilnærmet sylinder-form og hullene 7 i arbeidsstykket 6 har et ikke-rundt tverrsnitt, f.eks. trilobulært, flerkantet eller et tverrsnitt med ensartet tykkelse. The inventive solution can also be used in connection with the reverse constructive solution, i.e. when the self-tapping screw exhibits at least an approximately cylindrical shape and the holes 7 in the workpiece 6 have a non-round cross-section, e.g. trilobular, polygonal or a cross-section of uniform thickness.

Oppfinnelsen egner seg både i forbindelse med inndreiing av selvgjengende skruer i metall og plast. Således er det tenkbart at alene gjennom inndreiing av gjengeenden på en skrueformet metalldel i en åpning i en sprøytestøpt plastdel i samvirke med klebestoffet som er anbragt på gjengene på metalldelen, oppnås en tilsvarende god forbindelse mellom metalldelen og delen av plaststøpegods, slik at byggedelen kan oppta de for håndteringen nødvendige dreiemomenter, bøye-påkjenninger såvel som trekk- og trykk-krefter. The invention is suitable both in connection with screwing in self-tapping screws in metal and plastic. Thus, it is conceivable that simply by turning the thread end of a screw-shaped metal part into an opening in an injection-molded plastic part in cooperation with the adhesive that is placed on the threads on the metal part, a correspondingly good connection is achieved between the metal part and the plastic casting part, so that the building part can accommodate the torques, bending stresses, as well as tensile and compressive forces required for handling.

Claims

1. Self-tapping screw for screwing into pre-made holes in a workpiece, e.g. drilled, cast or punched holes in the workpiece, characterized in that the self-tapping screw (1) has a non-round cross-section, e.g. trilobular, polygonal or a cross-section of uniform thickness, and in that the screw (1) is provided with an adhesive layer (5) which covers at least part of the thread surface (2).

2. Screw according to claim 1, characterized in that the adhesive layer (5) is applied to the threaded area (2) parallel to the axis and in the form of strips.

3. Screw according to claim 2, characterized in that the adhesive layer (5) is applied in the form of several strip-shaped sections which run parallel to the axis and at a distance from each other.

4. Screw according to claim 1, characterized in that the adhesive layer (5) is applied to the thread area in the form of a ring-shaped single section or in the form of several ring sections that follow each other in the axial direction at a distance from each other.

5. Screw according to claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that the adhesive layer (5) consists of a microencapsulated adhesive.