專利名稱：形成螺紋的螺釘和其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種形成螺紋的螺釘。
背景技術：
要可拆卸地相互連接的薄板部件通常通過薄板螺釘或改型的螺紋部件旋緊。旋緊通常需要預鉆孔零部件以及要夾緊部件。零部件中的預鉆孔可以通過鉆孔、沖壓、深拉或類似方式實現(xiàn)。螺紋或者已經(jīng)預成形或者預切割，或者也可以通過螺釘本身在旋入時成形。已經(jīng)公知形成孔和螺紋的螺釘，它包括一具有螺紋段的螺桿和一連接在其上的無螺紋的部分。螺桿的無螺紋部分在連接在螺紋上的部分首先具有圓柱體形狀，即在直徑上不減小。這個圓柱形部分要具有對應于四倍板厚的長度。螺釘尖端是球形的(DE 3909725)。 同樣已知一產(chǎn)生螺紋的螺釘，具有圓柱形的螺紋段和錐形尖端，它終結在有效的尖端。在螺釘尖端部位存在一螺紋導程(DE 10 2006 058 464)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，在更好的性能方面繼續(xù)改進形成螺紋的螺釘。為了實現(xiàn)這個目的本發(fā)明建議一種具有權利要求I所述特征的螺釘和這種螺釘?shù)膽?。從屬權利要求的?nèi)容是本發(fā)明的擴展結構。與現(xiàn)有技術不同，緊靠螺紋端部的無螺紋段在其直徑上已經(jīng)減小。這個至少局部無螺紋的在其直徑上減小的部位用于，在孔中形成拉削，拉削用于更好地固定螺紋在材料里面。因此這個段稱為成形段。在本發(fā)明的改進方案中可以規(guī)定，所述螺桿的螺紋棱邊在垂直于螺釘縱軸線的平面的投影中偏離圓形形成多邊形、尤其三角形，具有倒圓的拐角和凸起的側面，即，也稱為多葉的形狀。尤其建議，所述螺釘?shù)穆菁y段的芯橫截面具有這樣的形狀。在本發(fā)明的改進方案中可以規(guī)定，所述螺桿的螺紋段具有連接在成形段上的第一溝紋段和連接在溝紋段上的直到螺釘頭的第二固定段。在此可以規(guī)定，在固定段中的螺桿橫截面比在溝紋段中更不多邊形地構成。尤其所述固定段可以具有圓形橫截面。因此考慮至IJ，溝紋段首先主要用于，在形成的拉削中形成螺紋，不會使旋入阻力變得太大。但是在緊靠螺釘頭下面的固定段里面要實現(xiàn)要旋緊物體的實際固定。在本發(fā)明的另一改進方案中可以規(guī)定，所述螺釘?shù)臒o螺紋的螺桿段的橫截面具有多邊形、尤其三角形的形狀，具有倒圓的拐角和凸起的側面。在優(yōu)選的實施例中所述螺釘在其整個長度上可能除了固定段具有這種多葉的橫截面。所述螺紋段的外徑可以在緊靠成形段前面減小地構成。所述成形段的側面線可以至少局部地直線地延伸，由此錐形地構成成形段。但是同樣能夠使所述成形段的側面線彎曲地延伸，其中也可以是恒定的曲率或者也可以是兩個具有不同的但是恒定的曲率的段。所述成形段可以總體上是無螺紋的，或者也可以是局部無螺紋的。例如可以規(guī)定，所述成形段從尖端開始首先保持光滑，但是在達到溝紋段前在成形段里面已經(jīng)存在螺紋，其螺紋高度逐漸增加。
已經(jīng)證實特別有意義的是，所述螺紋是圓螺紋。緊靠螺釘頭下面開始的固定段最好可以具有圓形的橫截面，該固定段還可以附加地略微錐形地構成，其中直徑在螺釘頭方向上增加。錐度可以位于約1°至約10°的范圍。本發(fā)明建議的螺釘不僅可以在薄板中使用，而且也可以在復合纖維材料和塑料中使用，并且在固定復合材料物體時使用。本發(fā)明同樣建議使用具有在這里所述特征的螺釘，用于連接預鉆孔的零部件。所述螺釘尤其可以在預鉆孔的零部件中使用，在這些零部件中孔徑小于螺釘?shù)男局睆?。成形段的多邊形橫截面導致，在這里可以產(chǎn)生拉削。拉削用于改善螺釘?shù)墓潭?。因此所述螺釘尤其適用于在非常薄的板中使用。板、不只在非常薄的板中的材料可以是鋼板、輕金屬和NE金屬?？梢詻_壓、鉆孔、澆鑄或利用激光加工孔。所述螺釘也適用于水射流的或深拉的孔。使用所述螺釘導致，能夠以微小的軸向頂壓力實現(xiàn)輕松安置，產(chǎn)生恒定的小的旋入和溝紋轉矩并且還可以提高過旋轉保護并改善拉伸力。這尤其適用于，固定段錐形地構成，其中螺桿的芯直徑向著螺釘頭增加。在這里1°至約10°范圍的錐度是有意義的。


由權利要求和摘要(其內(nèi)容借助于說明書的內(nèi)容解釋)、下面的優(yōu)選本發(fā)明實施例的描述以及借助于附圖給出本發(fā)明的其它特征、細節(jié)和優(yōu)點。附圖中
圖I本發(fā)明建議的螺釘?shù)膫纫晥D，
圖2螺釘?shù)臋M截面圖，
圖3放大比例的軸向截面圖，
圖4按照第二實施例的螺釘?shù)膫纫晥D，
圖5配有頭部的銷釘側視圖，
圖6沿著剖面線VI-VI的銷釘橫截面圖，
圖7沿著剖面線VII-VII的銷釘橫截面圖，
圖8按照另一實施例的螺釘?shù)膫纫晥D，
圖9按照另一實施例的螺釘?shù)那岸瞬课唬?br> 圖10旋入的螺釘，
圖11按照另一實施例的螺釘?shù)膫纫晥D，
圖12圖11的螺釘?shù)穆菁y細節(jié)圖。
具體實施例方式在圖I中所示的螺釘包括螺釘頭1，它在其端面2里面具有凹形，它用于驅(qū)動螺釘。也能夠設有凸起作為螺釘驅(qū)動。從位于一個平面里面的螺釘頭I的底面3開始中心地延伸螺桿4，它從螺釘頭I開始首先圓柱形地構成并且具有螺紋5。螺紋在相對較短的段6里面終結。這個段是所謂的溝紋區(qū)。在這個配有螺紋5的段上連接無螺紋的成形段7，它在倒圓的尖端8里面終結。在圖I中看到的無螺紋段7的外輪廓通常彎曲地延伸，更確切地說是恒定曲率地延伸。無螺紋的成形段7總體上形成倒圓的前端螺釘端部8。圖2示出螺桿的橫截面圖。在此為了簡化在一個平面中示出螺紋外徑的走向。也看到，螺桿的橫截面由三角形形成，具有倒圓的拐角和凸起的側面。這種形狀也稱為三葉形。這個橫截面形狀在螺釘中不僅在螺紋段的芯里面存在，而且也在螺紋5的外徑中、也在無螺紋的成形段7中存在。圖3示出放大比例的螺釘螺桿4的螺紋段的局部截面圖。在這里看出，螺紋5是 圓螺紋，其中螺紋導程不僅在凸起上而且在凹形上都倒圓地延伸。圖I示出一螺釘，其中前端的成形段7完全沒有螺紋，而圖4示出一螺釘?shù)膫纫晥D，其中前端的成形段17從倒圓的尖端18開始盡管開始沒有螺紋，但是接著連接一段，在其中逐漸地形成螺紋，直到完全過渡到具有完整螺紋的螺桿段4。下面描述圖5，它示出一毛坯，由該毛坯加工所示的螺釘。在側視圖中不能絕對地看到不同的橫截面形狀，而在初始產(chǎn)品的圖中能夠更清楚地看出。作為用于加工螺釘?shù)某跏籍a(chǎn)品使用鋼絲，其中首先成形一螺釘頭I。這個螺釘頭I在圖5中以局部截面圖示出，因此同樣可以看到在頭部I里面存在的凹形的驅(qū)動結構。緊靠螺釘頭I底面以下鋼絲具有在直徑上略微加大的橫截面。這個段14的長度基本等于直徑。在這個第一段14上連接鋼絲的其余部分，在其中直徑略微小于上部。由圖6和7中可以看出，在這個螺釘加工站中兩個通過臺階分開的段的橫截面形狀是不同的。在緊接著螺釘頭的部位14中橫截面例如是完全圓形的，而它在其它段中具有上述的多邊形形狀。這兩個不同的橫截面形狀和橫截面尺寸在滾軋螺紋后保持。由此在圖8中再一次示出的螺釘具有連接在螺釘頭上的固定段14，在其上連接溝紋段15，在其中橫截面具有多邊形的形狀。這個多邊形形狀也通過成形段7一直延續(xù)到前端的螺釘端部8。在圖8的實施例中成形段7具有兩個段，在其中側面線9是彎曲的，而且在兩個段中具有不同的曲率，由此形成一種中斷10。在圖9中只以前端部位示出的本發(fā)明建議的螺釘?shù)膶嵤├星岸说穆葆敹瞬?8幾乎半圓形地以相對較大的曲率半徑倒圓。只有在到圓柱形的螺紋段4的過渡中才存在螺紋5。一旦螺釘旋入到現(xiàn)有的孔里面，無螺紋的部分用于使孔在拉削中變形。在這個拉削中通過溝紋段形成螺紋。這種螺釘尤其用于連接薄板件，其中在內(nèi)側面上可能出現(xiàn)與電纜或其它物體接觸。圖11示出螺釘?shù)牧硪粚嵤├膫纫晥D，其中螺釘具有所謂的塑料螺紋。在各個螺紋之間存在距離。螺紋的尖角約為40°，在圖11的右側表示。螺紋是對稱的。沒有形成銳利的螺紋棱邊，而是倒平，這在左側的圖12中看出。所述螺釘?shù)膽?br> 在這里建議的螺釘?shù)倪B接形式可以最清楚地借助于圖10解釋。在這里作為示例使用圖8的螺釘。螺釘具有前端的成形段7，它在橫截面中三角形地通過倒圓的拐角和側面構成，通過這個成形段螺釘插入到要連接部件的孔里面并且借助于螺釘機或類似工具以高轉速旋轉驅(qū)動。在前端螺釘端部旋入(它此時還總是非?？焖俚匦D并且頂壓)以后，接近三角形的具有倒圓拐角的橫截面負責在圓周上只點狀地摩擦接觸。由此避免螺釘與零部件之間的磨損。當成形段幾乎完全旋入到零部件里面并且已經(jīng)產(chǎn)生拉削時，由于增加的阻力使轉速減小到通常的旋入速度。同時減小頂壓力。現(xiàn)在螺紋5的第一螺紋導程嵌入到零部件里面，由此產(chǎn)生被迫進給。由此開始螺紋成形過程。螺桿在螺紋段內(nèi)部的橫截面同樣具有上述的具有倒圓拐角的三角形輪廓。這個輪廓同樣具有優(yōu)點，通過不沿著整個圓周、而是只點狀出現(xiàn)的摩擦接觸產(chǎn)生更小的摩擦并由此產(chǎn)生更小的旋入轉矩。同時零部件材料在以這種方式成形的螺紋孔中具有向內(nèi)彈回的傾向。由此產(chǎn)生所期望的自鎖，它導致，防止不期望地松開螺栓連接。由圖10可以得到這一結果。在這里看出，在第二部位20，在其上要固定第一部位 21，已經(jīng)形成拉削，它形成軸向更長的壁，在其中嵌入螺釘?shù)穆菁y。螺桿的這個部分對應于在借助于圖5解釋的固定段14。如果相互比較例如圖4與圖9的實施例，則可以看出，在螺釘前端部位中的倒圓形式是不同強度的。由此也可以得出，圖4實施例的螺釘例如在孔徑明顯小于螺桿芯徑時使用。而按照圖9的實施例的螺釘適用于幾乎與螺桿芯徑相同的孔。螺紋不僅可以是圓形螺紋，如圖所示的那樣，而且也可以是公制螺紋，或者根據(jù)使用情況也可以是薄板螺紋或者自攻螺紋。螺紋也可以由非對稱螺紋構成，也可以是粗螺紋。為了加大進給螺紋也可以是雙導程螺紋。
權利要求
1. 一形成孔和螺紋的螺釘，具有 1.1 一螺釘頭(1)，它 1.2具有一螺釘驅(qū)動結構， 1.3 —螺桿(4),它 1.4具有一圓柱形的螺紋段，該螺紋段具有 1.41一源自螺釘頭的固定段(14)和 1.42一連接在固定段上的溝紋段(15)，和· I. 5 一直到前端螺釘端部(8)的局部無螺紋的成形段(7)， 1.6其橫截面在前端的螺釘端部(8)方向上連續(xù)地減小，其中 1.7所述螺桿(4)的螺紋段的芯橫截面至少在溝紋段(15)內(nèi)部具有多邊形的、尤其三角形的形狀，具有倒圓的拐角和凸起的側面。
2.如權利要求I所述的螺釘，其中所述螺桿的橫截面在固定段(14)比在溝紋段(15)中更不多邊形，必要時是圓形的。
3.如權利要求I或2所述的螺釘，其中所述成形段(7)的橫截面具有多邊形、尤其三角形的形狀，具有倒圓的拐角和凸起的側面。
4.如上述權利要求中任一項所述的螺釘，其中所述螺紋(5)的外徑在從螺紋段到成形段(7)的過渡中減小。
5.如上述權利要求中任一項所述的螺釘，其中所述成形段(17)的側面線(9)至少部分直線地和/或彎曲地延伸。
6.如上述權利要求中任一項所述的螺釘，其中所述成形段(7)從前端的螺釘端部(18)開始沒有螺紋并且在螺紋段前面具有增加螺紋高度的螺紋。
7.如上述權利要求中任一項所述的螺釘，其中所述螺釘?shù)穆輻U在固定段(14)中略微錐形地構成。
8.使用如上述權利要求中任一項所述的螺釘，用于薄板旋緊預鉆孔的零部件。
9.在塑料和/或在纖維復合材料中使用如權利要求I至7中任一項所述的螺釘。
10.如權利要求8或9所述的使用，其中要被旋緊的零部件的孔的直徑小于螺桿的芯直徑。
全文摘要
一具有多邊形橫截面(4)的螺釘具有一螺紋段和一連接在螺紋段上的直到前端倒圓的螺釘端部(8)的、可能無螺紋的成形段(7)?？赡軣o螺紋的成形段的側面線光滑地延伸并且沒有中斷地從螺紋段一直到具有恒定曲率的尖端(8)。所述螺釘用于安置部件在薄板部分上，其中螺釘嵌入到薄板部件中現(xiàn)有的孔里面并且形成螺紋本身。同時螺釘也可以加大孔并且形成拉削。
文檔編號F16B25/10GK102753843SQ201080060814
公開日2012年10月24日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權日2010年1月6日
發(fā)明者B.韋特魏因 申請人:阿諾德成形技術有限責任兩合公司