TWI565883B - 切出螺紋之螺絲以及製造切出螺紋之螺絲的方法 - Google Patents

Description

切出螺紋之螺絲以及製造切出螺紋之螺絲的方法

本發明關於申請專利範圍中第1項的引文的一種切出螺紋的螺絲，以及依申請專利範圍第9項的引文的一種切出螺紋絲的製造方法。

切出螺紋的「混凝土螺絲」係旋入一構造材料(特別是混凝土)的鑽孔中，而不使用栓釘(Dübel)。在此，鑽孔的直徑大於螺絲的核心直徑而小於具螺的螺絲的外直徑。如此，在螺絲旋入時〔特別是利用一打擊上螺絲機(Schlagschrauber)時〕螺絲進入構造材料中，使其螺紋將一條對應的「對立螺紋」加工到或切入該構造材料中，因此螺絲本發切入的螺紋形洞穴造成螺絲的螺紋與構造材料所需之螺紋之間的必要的形狀嵌合。

在EP 1795768 B1提到一種切出螺紋的螺絲，特別是混凝土螺絲，它具有一螺紋及一螺紋核心，其中該螺紋具有中斷部，可形成切刃，螺紋核心呈錐形在螺絲的一前區域中形成，且該螺絲有一槽，該槽沿螺絲的縱方向延伸且貫穿過螺紋並形成中斷部，且槽的深度比螺紋高度大，因此槽底達螺紋核心，其中在螺絲的前端，槽的深度朝向螺紋核心的錐形區域末端遞減。

本發明的目的在提供一種切出螺紋的螺絲以及一種製造一種切出螺紋的螺絲的方法，其中，當螺絲旋入一鑽孔時所需的轉入力矩很小，且該螺絲在製造上很廉價。

此目的係利用一種切出螺紋的螺絲(特別是混凝土螺絲)達成，它包含：一螺絲頭、一螺絲幹軸、及一至少部分地在螺絲幹軸上形成的螺紋，其中在螺絲的一前區域，從一螺絲端開始在螺絲幹軸上形成一縱槽，且該至少一縱槽被螺絲幹軸上的二條縱側定出界限，該二縱側對螺絲的縱軸大致沿徑向(亦即對一條半徑以少於30°~20°、或10°的偏差)，其中各縱槽的至少一縱側對一條平行於螺的縱軸的直線成一角度α，在1°~20°之間。一第一及一第二縱槽(9)的形狀係可藉以下方式得到：一個繞一第一旋轉軸(13)旋轉的具有一加工環(12)的盤形第一工具(11)切入該螺絲(1)中，該至少一縱槽(9)呈螺旋線形在螺絲幹軸(5)上形成，一第二縱槽(9)及一第四縱槽(9)的形狀可用以下方式得到：一個繞一第二旋轉軸(13)旋轉的具有一加工環(12)的第二工具(11)切入該螺絲(1)中，其中該第一及第二加工環(12)設成互相間隔一距離，且該螺絲(1)位在該第一及第二加工環(12)之間的位置，使得螺絲(1)和該第一及第二加工環(12)之間的相對運動將各二對互相對立的縱槽(9)加工進去。半徑垂直於縱軸，該至少一縱軸的螺旋線宜與螺紋的一螺旋線沿相同旋轉方向朝向，該至少一縱槽的螺旋線的斜升角度在在1°~20°之間，且宜在2°~10°間，尤宜在3°~8°之間。

當該切出螺紋的螺絲旋入一鑽孔時，在螺絲末端的區 域產生構造材料的石屑。在此，石屑造成之結果，可使得在螺絲鑽入孔中後，在孔中的石屑不能完全除去及/或在該切出螺紋的螺紋旋入鑽孔時，在螺絲末端的區域產生石屑。在此，該縱槽就構成囊袋，以容納螺絲幹軸與鑽孔壁間的石屑。由於縱槽的至少一縱側對該直線成一α角度，故石屑在縱槽中從螺絲末端的區域在縱槽中向螺絲頭的方向送到一後區域，因此在至少一縱槽的前端區域在螺絲末端可再無問題地容納附加的石屑，如此，在螺絲幹軸與鑽孔壁之間的中間空間中的石屑很少或根本沒有，因此螺絲與鑽孔壁之間的摩擦可減少，且因此所需之轉入力矩大大減少。

角度α特別是在2°~10°之間，尤其是在3°~8°之間。

在另一特點中，各縱槽的二縱側對於一條平行於該螺絲的縱軸的直線成一角度α，在1°~20°之間。

在另一實施例中，該螺絲有數條縱槽，分佈在周圍，且特別是間隔者。

特別有利的方式係設四條縱槽。

最好各縱槽沿軸向有不同的延伸長度。

在一變更例中，在該至少一縱槽上至少有一螺紋被中斷。

最好該至少一縱槽的橫截面設計成L形或V形，及/或該至少一縱槽的深度沿著從螺絲末端到螺絲頭的方向減少，特別是持續遞減。

最好至少一縱側與螺絲幹軸夾成一直角。

這點也同樣表示：該至少一縱側的徑向朝向及延伸方向係經過螺絲中軸延伸。如此該縱槽的切割和運送效果可進一步最佳化。

在另一實施例，該螺絲至少部分地由金屬(例如鋼)或宜由縱維補強塑膠(例如玻璃纖維補強塑膠)構成。

依本發明製一切出螺紋的螺絲的方法(特別是本案所述的螺絲)包含以下步驟：提供一種切出螺紋的螺絲，特別是混凝土螺絲，該螺絲包含：一螺絲頭、一螺絲幹軸、及一螺紋，該螺紋至少部分地在該螺絲幹軸上形成；將至少一縱槽加工做到螺絲的一前區域中，其中：將至少一縱槽加工作到該螺絲幹軸中，該縱槽與一條平行於螺絲的縱軸的直線交成一角度α，α在1°~20°之間；及/或將至少一縱槽呈螺旋線形加工做到該螺絲幹軸。

在另一設計中，該加工作入的角度α在2°~10°之間，特別是3°~8°之間。

最好該至少一縱槽用一繞一旋轉軸旋轉的盤形工具以切屑的方式加工做入，且在加入做入時，該旋轉軸對一直線成一角度，該直線垂直於一條平行於該縱軸的縱直線對準。

在以下配合圖式詳細說明本發明一實施例。

一根切出螺紋的螺絲(1)(圖1)〔它呈混凝土螺絲(2)的形式〕用於旋入混凝土的一鑽孔(圖未示)中，螺絲(1)有一螺絲頭(3)、一螺絲端(4)、以及在一螺絲幹軸(5)上的一螺紋(6)。在此，螺紋幹軸(5)有一部段，它設計成不具螺紋(6)，在螺紋頭(3)的區域中，為無螺紋(6)的螺絲幹軸(5)，螺絲端上的一部段為具螺紋(6)的幹軸(5)。螺絲(1)具有螺絲幹軸(5)的核心直徑Di以及在螺紋(6)上的一外直徑(Da)，此外，螺紋(6)有一斜升度(螺距)P，它相當於螺紋(6)的二條繞捲之間的距離(圖2)。

該切出螺紋的螺絲(1)的一前區域(7)在螺絲端(4)開始，並沿螺絲(1)的一縱軸(8)的方向朝向螺絲頭(3)的方向延伸。在此，前區域(7)大約包含螺紋(6)的二個繞圈。在螺絲(1)的前區域(7)中做入四條縱槽(9)(圖1~圖3及圖5)。縱槽(9)沿縱軸(8)的方向有二種不同的長度L₁與L₂，二條相對於縱軸(8)形成的縱槽(9)具較短的長度L₁，而二條同樣地相對於縱軸(8)的對立的縱槽(9)具較大的長度L₂(圖2)。在此，具長度L₁的二條縱槽(9)只將螺紋(6)的第一繞圈中斷，且不達到螺紋(6)的一第二繞圈。在此，具較大長度L₂的縱槽(9)將螺紋(6)的第一及第二繞圈從螺絲端(4)起中斷，且在此，具較大長度L₂的縱槽(9)在螺紋(6)的第二繞圈結束或在第二繞圈的區域結束，因此螺紋(6)的二個繞圈被具有長度L₂的縱槽(9)中斷(圖1及圖2)。

在垂直於螺絲(1)之縱軸(8)的一剖面中，在螺絲(1)的前 區域(7)的範圍中，螺絲幹軸(5)主要由互相垂直的腿(14)構成(圖3a,3b)。因此在具厚度S的腿(14)之間有縱槽(9)。在此，縱槽(9)各被螺絲幹軸(5)或腿(14)的二縱側(10)圍住。在此，縱槽(9)大致設計成L形，因為該二縱側(9)大致互相垂直朝向(「大致」一詞，係指偏差小於20°或10°)。在此例中，縱側(10)對一條平行於螺絲(1)的縱軸(8)的直線成一角度α=6°(圖2)，但也可為1°~20°之間其他角度。因此當螺絲(1)旋入一孔(圖未示)，在一構造材料中產生的石屑可較容易地從螺絲端(4)之縱槽(9)的一前端區域朝向螺絲頭(3)的方向送入縱槽(9)，因此，在螺絲幹軸(5)與孔壁之間的石屑很少或完全沒有。

螺絲(1)有四條縱槽(9)，對螺絲周圍成等間隔。圖4及圖5顯示做出這些縱槽(9)，二個盤形工具(11)的徑向末端有一加工環(12)。盤形工具(11)各繞一旋轉軸(13)旋轉，且因此在旋轉軸(13)上在盤形工具(11)的中心形成工具(11)的一中心(15)。在製造該切出螺絲的螺絲(1)時，最先提供無縱槽(9)之切出螺紋的螺絲(1)。在此，該二盤形工具(11)上下重疊設置，因此二加工環(12)互相隔一距離，具工具的二旋軸(13)互相平行對準，螺絲(1)放在二加工環(12)之間，因此藉著螺絲(1)與加工環(12)之間的相對運動，各做出兩對互相對立的縱槽(9)，螺絲(1)的縱軸與工具(11)的平面的角度相當於做入的縱槽(9)的角度α。如果螺絲(1)以較大長度放入二加工環(12)之間的空間，則形成具較大長度L₂的一縱軸(9)，且當以較短長度放入加工環(12)之間的空間中時，產生 具有較小長度L₁的縱槽(9)。在此，縱槽(9)從螺絲端(4)開始，其深度向螺絲頭(3)的方向減少，因為由於該圓形橫截面的螺絲工具(11)的半徑R之故，該深度做成對應地減少(圖5)。在此，工具(11)的一中心(15)在一個與通過縱軸(8)的切面的交點距一平面一段距離，其中該平面倚在螺絲端(4)上，且該表面垂直於縱軸(8)(圖5)。

在圖示例子中，工具(11)的半徑相同，但也可利用具不同半徑的工具(11)製造縱槽(9)，特別是具有兩對相同之縱槽(9)，特別是具有兩對相同之縱槽者，其中將具有相同半徑的工具(11)設成交叉。

圖3中顯示在前區域中垂直於螺絲(1)的縱軸(8)的一切面，其中，利用不相同組的工具(11)製造螺絲。

在圖3a及3b所示的二種變更方式使用之工具(11)中，其函殼面垂直於工具(11)的側面設。但如不採此方式，此處使用的工具(11)也可使函殼面對側面設成非90°的角度，如此產生縱軸(9)，其中側面(10)不同於圖3a及3b所示之變更例，不夾成直角。

整體看來，該切出螺紋的螺絲(1)有重大優點，此切出螺紋的螺絲(1)在製造上簡單而廉價，因為縱槽(9)可簡單地利用至少一盤形工具(11)做入螺絲(1)中。由於縱槽(9)的縱且相對於螺絲(1)的縱軸(8)對準，因此在螺絲(1)放入及旋入一鑽孔中時，在螺絲端(4)的區域中的石屑可很容易被縱槽(9)容納並向螺絲頭(3)的方向運送。

(1)‧‧‧螺絲

(2)‧‧‧混凝土螺絲

(3)‧‧‧螺絲頭

(4)‧‧‧螺絲端

(5)‧‧‧螺絲幹軸

(6)‧‧‧螺紋

(7)‧‧‧前區域

(8)‧‧‧縱軸

(9)‧‧‧縱軸

(10)‧‧‧縱側

(11)‧‧‧盤形工具

(12)‧‧‧加工環

(13)‧‧‧旋轉軸

(14)‧‧‧腿

(15)‧‧‧中心

圖1係一切出螺紋的螺紋的立體圖；圖2係依圖1的螺紋的部分視圖；圖3a及3b係圖1的螺絲在前區域之不同設計的橫截面圖；圖4係二個盤形工具和螺絲在縱槽加工時的立體圖；圖5係圖1的螺絲以及盤形工具的一中心的側視圖。

(1)‧‧‧螺絲

(2)‧‧‧混凝土螺絲

(3)‧‧‧螺絲頭

(4)‧‧‧螺絲端

(5)‧‧‧螺絲幹軸

(6)‧‧‧螺紋

(7)‧‧‧前區域

(8)‧‧‧縱軸

(9)‧‧‧縱軸

(10)‧‧‧縱側

Claims (16)

1. 一種切出螺紋的螺絲(1)，特別是混凝土螺絲(2)，包含：一螺絲頭(3)、一螺絲幹軸(5)、及一至少部分地該螺絲幹軸(5)上形成的螺紋(6)，其中，在螺絲(1)的一前區域(7)從一螺絲端(4)開始在螺絲幹軸(3)上形成至少一縱槽(9)，且該至少一縱槽(9)宜被螺絲幹軸(5)上的二縱側(10)界定，該二縱側大致沿徑向相對於螺絲(1)的一縱軸(8)延伸，其特徵在：各縱槽(9)至少有一縱側(10)對一條平行於螺絲(1)縱軸(8)的直徑成一角度α，α在1°~20°之間，一第一及一第二縱槽(9)的形狀係可藉以下方式得到：一個繞一第一旋轉軸(13)旋轉的具有一加工環(12)的盤形第一工具(11)切入該螺絲(1)中，該至少一縱槽(9)呈螺旋線形在螺絲幹軸(5)上形成，一第二縱槽(9)及一第四縱槽(9)的形狀可用以下方式得到：一個繞一第二旋轉軸(13)旋轉的具有一加工環(12)的第二工具(11)切入該螺絲(1)中，其中該第一及第二加工環(12)設成互相間隔一距離，且該螺絲(1)位在該第一及第二加工環(12)之間的位置，使得螺絲(1)和該第一及第二加工環(12)之間的相對運動將各二對互相對立的縱槽(9)加工進去。
2. 如申請專利範圍第1項之螺絲，其中：該角度α在2°~10°之間。
3. 如申請專利範圍第2項之螺絲，其中：該角度α在3°~8°之間。
4. 如申請專利範圍第1或第2項之螺絲，其中：各縱槽(9)的二縱側(10)對於一條平行於該螺絲(1)的縱軸(8)的直線成一角度α，在1°~20°之間。
5. 如申請專利範圍第1或第2項之螺絲，其中：該螺絲(1)有數條縱槽(9)，分佈在周圍，且特別是等間隔者。
6. 如申請專利範圍第5項之螺絲，其中：各縱槽(9)沿軸向有不同的延伸長度。
7. 如申請專利範圍第1或第2項之螺絲，其中：在該至少一縱槽(9)上至少有一螺紋(6)被中斷。
8. 如申請專利範圍第1或第2項之螺絲，其中：該至少一縱槽(9)的橫截面設計成L形或V形，及/或該至少一縱槽(9)的深度沿著從螺絲末端(4)到螺絲頭(3)的方向減少，特別是持續遞減。
9. 如申請專利範圍第1或第2項之螺絲，其中：至少一縱側(10)與螺絲幹軸(5)夾成一直角。
10. 如申請專利範圍第1或第2項之螺絲，其中：該螺絲(1)至少部分地由金屬(例如鋼)或宜由纖維補強塑膠(例如玻璃纖維補強塑膠)構成。
11. 一種用於製造切出螺紋之螺絲(1)之方法，其係用於製造前述申請專利範圍第1~9項中之任一項的螺絲(1)者，包含以下步驟：- 提供一種切出螺紋的螺絲(1)，特別是混凝土螺絲(2)，該螺絲包含一螺絲頭(3)、一螺絲幹軸(5)、及一螺紋(6)， 該螺紋至少部分地在該螺絲幹軸(5)上形成；- 將至少一縱槽(9)加工做到該螺絲(1)的一前區域(7)中，其特徵在：將至少一縱槽(9)加工作到該螺絲幹軸(5)中，該縱槽與一條平行於螺絲(1)的縱軸(8)的直線交成一角度α，α在1°~20°之間；及/或將至少一縱槽(9)呈螺旋線形加工做到該螺絲幹軸(5)中。
12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中：該加工作入的角度α在2°~10°之間。
13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中：該角度α在3°~8°之間。
14. 如申請專利範圍第11或12項之方法，其中：該至少一縱槽(9)用一繞一旋轉軸旋轉的盤形工具(11)以切屑的方式加工做入，且在加工做入時，該旋轉軸(13)對一直線成一角度，該直線垂直於一條平行於該縱軸(8)的縱直線對準。
15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中：該旋轉工具(11)的盤有不同的半徑。
16. 如申請專利範圍第11或第12項之方法，其中：所有縱槽(9)在一道加工步驟同時做成。