專利名稱：穿孔自攻螺釘?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種穿孔自攻螺釘，包括用于容納工具的開槽頭，螺紋 軸，以及呈錐形逐漸變細(xì)的穿孔部分，其上具有類似于螺紋沿該穿孔部分 延伸的棱。
背景技術(shù)：
DE 19632838A1公開了這種類型的螺釘。在這種螺釘中，所設(shè)置的棱 被設(shè)計(jì)為切削刃，并類似于螺紋沿錐形漸細(xì)至一點(diǎn)的穿孔部分延伸，這些 棱的間隔方向?qū)?yīng)于實(shí)際螺釘螺紋的螺距方向。根據(jù)這種設(shè)計(jì)，當(dāng)螺釘被 旋入板件時(shí)，切削刃在板件中碾磨出孔，直到螺釘螺紋最終到達(dá)所碾磨出 的孔并在板件中切出螺紋。
EP 0464071也公開了一種螺釘，其中通過螺釘?shù)拇┛撞糠掷梅乔懈?方式在板件中打孔，通過旋轉(zhuǎn)螺釘并從而產(chǎn)生摩擦熱量以使板件變形。這 種已知的螺釘采用錐形逐漸變細(xì)的穿孔部分，該穿孔部分通過作為磨孔部 分的鈍的尾端件而與相關(guān)板件配合，從而使得螺釘?shù)难杆傩D(zhuǎn)對板件加 熱，直至板件的材料屈服于鈍的尾端件，從而形成具有在板件兩側(cè)軸向延 伸的噴嘴狀的通道的孔。
DE19525732也公開了一種自攻螺釘，其具有螺紋軸和逐漸變細(xì)的錐 形穿孔部分，該穿孔部分具有用于方便螺釘被初始旋入后的旋入過程(具 體指旋入刨花板或木板中)的軸向碾磨棱。該碾磨棱具有沿其外側(cè)延伸的 碾磨棱刃，正如其名稱所示，該碾磨棱用于碾磨木板或刨花板中的材料， 而不用施加將螺釘壓入木板或刨花板中的軸向力。碾磨棱因此只形成用于 后續(xù)裝入螺釘?shù)目?，即，它們?zhí)行的動(dòng)作不僅僅是切割木板或刨花板。

發(fā)明內(nèi)容
4本發(fā)明的目的在于以下述方式設(shè)計(jì)上述的螺釘，使得當(dāng)穿孔部分穿過 時(shí)，板件材料不被切削，而只是被位移，從而可以保留材料以僅在板件的 一側(cè)形成通道，通道的位置實(shí)質(zhì)上可以選擇為與螺釘面對的一側(cè)或背對螺 釘?shù)囊粋?cè)。
根據(jù)本發(fā)明，通過使穿孔部分終止于倒圓的鈍的尾端件，并且使用于 僅使板件材料位移的倒圓的棱彼此相對對稱布置，并使其間距是螺紋的螺 距的數(shù)倍，來實(shí)現(xiàn)上述目的。
由于具有沿穿孔部分延伸的特別陡的棱，故板的材料將聚集在棱的前 面，從而由于當(dāng)螺釘被旋入時(shí)作用于其上的壓力而促進(jìn)通道的形成。因 此，通道的形成在板的一側(cè)尤為明顯。因此該類似于螺紋沿穿孔部分延伸 的棱不具有切削作用，這是相應(yīng)地加工板件時(shí)所特別期望的，因?yàn)樵诩庸?過程中使用板件時(shí)，避免切屑的形成是非常重要的。
該棱可被設(shè)計(jì)為使其在穿孔部分的整個(gè)長度或僅在其部分長度上延 伸。如果是后者，優(yōu)選地，棱實(shí)質(zhì)設(shè)置在穿孔部分的初始區(qū)域上(即直接 靠近鈍的尾端件的部分)。然而，很自然，棱也可以實(shí)質(zhì)上在穿孔部分的 末端區(qū)域上延伸。這取決于板件的材料，基于材料加工經(jīng)驗(yàn)，使棱優(yōu)選地 在穿孔部分的初始區(qū)域或末端區(qū)域上被探測到。也可以相對于螺紋軸的螺 紋的螺距方向來選取的棱的間距方向。從而可以將間距方向設(shè)為與螺紋軸 的螺紋的螺距方向一致，由此在面對螺釘?shù)陌寮囊粋?cè)促進(jìn)通道形成。抑 或，也可以將棱的間距方向設(shè)置為與螺紋軸的螺紋的螺距方向相反，由此 在背對螺釘?shù)陌寮囊粋?cè)促進(jìn)通道形成。
根據(jù)對板件以及形成通道所期望的作用效果，穿孔部件前端區(qū)域中的 棱的數(shù)量可以不同于后端區(qū)域中的數(shù)量。具體地，如果穿孔部件前端區(qū)域 中的棱的數(shù)量大于后端區(qū)域中的棱的數(shù)量，若螺釘已經(jīng)通過鈍的尾端件形 成了孔，則會(huì)導(dǎo)致棱對將被旋入的螺釘施加非常大的張力
非常適合通過從穿孔部分的材料擠壓出棱來形成棱。實(shí)現(xiàn)方法可以是 在被壓入穿孔部分中的至少一個(gè)軋槽的旁邊壓出每個(gè)棱。
如果尾端件包括被鈍的緣(其外徑比穿孔部分的最大直徑小0.35至 0.7倍)環(huán)繞的同軸凹坑，那么存在一種穿孔部分在其尾端件區(qū)域上成型
5的非常有利的方法。這種情況下，當(dāng)螺釘向板件抵壓時(shí)，相比與倒圓的鈍 的尾端件的點(diǎn)接觸，可以實(shí)現(xiàn)表面接觸以及相應(yīng)產(chǎn)生大量熱量，從而使板 的材料迅速變形，使螺釘穿入板件，從而也形成了通道。
穿孔部分的尾端件的凹坑的長度小于3毫米即足夠，其在任何情況下 已經(jīng)足夠在板件軟化的過程中容納材料。
然而，應(yīng)注意穿孔部分自然也可以設(shè)計(jì)為倒圓的鈍的尾端件，特別是 如果板件由相對較軟的材料(如鋁)制成，其意義重大。


附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，其中
圖1示出的螺釘具有在穿孔部分的整個(gè)長度上延伸的多條棱，這些棱 的間距方向與螺紋軸的螺距方向相反；
圖2示出了沿圖1中的線II-II所取的橫截面視圖3示出的穿孔部分具有只在穿孔部分初始作用的區(qū)域上延伸的棱；
圖4示出的穿孔部分具有實(shí)質(zhì)上在穿孔部分的末端區(qū)域上延伸的棱；
圖5示出的穿孔部分具有在其整個(gè)長度上延伸的棱，其間距方向與螺 紋軸的螺距方向一致；
圖6示出的穿孔部分具有在穿孔部分的整個(gè)或僅部分長度上延伸的 棱，較短的棱位于穿孔部分的初始區(qū)域上；
圖7示出的穿孔部分具有在穿孔部分的整個(gè)或僅部分長度上延伸的 棱，較短的棱在穿孔部分的末端區(qū)域上延伸； .
圖8示出的穿孔部分具有倒圓的鈍的尾端件和由軋槽壓出的棱；
圖9示出了沿圖8中的線IX-IX所取的橫截面視圖IO示出的類似的橫截面視圖具有由兩個(gè)軋槽壓出的棱；
圖11示出了類似的穿孔部分的橫截面，其中的棱只由一個(gè)軋槽在一
側(cè)壓出；
圖12示出的穿孔部分在其尾端件上具有同軸凹坑；
圖13示出了沿圖12中的線xni-xin所取的橫截面視圖14a至c示出了圖1所示的螺釘?shù)拇┛撞糠执┤氩⑼ㄟ^板件的不同階段。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的穿孔自攻螺釘1的立體圖。螺釘包括螺釘頭
2、螺紋軸3和用于旋入板件(見圖14a-c)的穿孔部分4。螺釘頭2設(shè)置 有任一種已知的用于起子的插孔。處于螺紋軸3以下的穿孔部分4設(shè)置為 錐形并向尾端件5的方向逐漸變細(xì)，尾端件5與工件配合并被旋轉(zhuǎn)從而旋 入工件(具體指板件)中。圖1中的尾端件5具有倒圓的鈍的設(shè)計(jì)。在與 工件配合時(shí)，尾端件5的倒圓的形狀確保板件可被迅速加熱，以使板件的 材料流動(dòng)，并使穿孔部分4能夠穿入板件(關(guān)于此處，參見圖14a-c)。
圖1所示的螺釘1在其穿孔部分4的區(qū)域具有棱6和7，如圖2中的 橫截面視圖所示，這些棱關(guān)于螺釘?shù)妮S對稱。根據(jù)圖2，三條棱6、 7和8 對稱布置。當(dāng)螺釘l被旋入板件，棱6、 7和8使受熱軟化的板件材料發(fā)生 位移，并從而形成其方向受棱6、 7和8的螺距的影響的通道(參見圖 14a-c)。在圖1的螺釘中，棱6、 7和8的間距沿與螺紋軸3的螺紋的螺 距方向相反的方向延伸。由此棱使材料從板件朝向前方位移，并在產(chǎn)生通 道(實(shí)質(zhì)上位于板件與旋入方向相對的一側(cè))(參見圖14c)。棱6、 7和 8專門起使材料變形的作用，從而不會(huì)通過刮削等移去板件的材料，因此 所有來自板件的材料被轉(zhuǎn)移至通道。
圖3示出的螺釘具有穿孔部分9，其在其面對末端件10的區(qū)域上設(shè)置 了縮短的棱11和12。在板件材料不是特別硬的情況下，這些縮短的棱11 和12可能具有特別的優(yōu)勢。'''
圖4示出了圖1的另一種改進(jìn)的設(shè)計(jì)，其中棱也被縮短，此處棱是在 穿孔部分的末端區(qū)域上延伸。棱14和15從螺紋軸3的螺紋開始，大致延 伸到穿孔部分13的中部。由于這種設(shè)計(jì)，將圖1中的螺釘向板件抵壓 時(shí)，開始時(shí)在板件和螺釘之間產(chǎn)生摩擦并加熱接觸點(diǎn)，基于此尾端件16 被壓入板件的材料中，直至棱14和15再使材料從板件位移出并以所期望 的方式形成通道。
圖5示出了類似于圖1中的螺釘?shù)囊环N螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)，然而，其中在整個(gè)穿孔部分17上延伸的棱18和19的間距與螺紋軸3的螺紋的螺距方向相 反。因此，當(dāng)圖5中的螺釘與板件配合時(shí)，形成的通道主要位于板件與螺 釘配合的一側(cè)。
圖6和圖7示出了根據(jù)上述示例性實(shí)施例的螺釘?shù)膬煞N改進(jìn)，其中的 棱具有不同的長度。圖6即設(shè)置了較長和較短的棱，較短的棱位于穿孔部 分20的初始區(qū)域，而在圖7的設(shè)計(jì)中，較短的棱位于穿孔部分21的末端 區(qū)域。對上述特別的螺釘設(shè)計(jì)的應(yīng)用取決于位于下方的板件的具體的材料 特性。
圖8至11示出了具有棱的穿孔部分的設(shè)計(jì)，其中提供了一種加工棱 的有非常有優(yōu)勢的方法。
圖8中的穿孔部分22 (原理上對應(yīng)圖1中的螺釘?shù)脑O(shè)計(jì))示出彼此靠 近延伸的兩條平行棱，其通過將相應(yīng)的軋槽23壓入穿孔部分22而形成， 基于材料的位移，該軋槽可確保兩條平行棱24和25沿軋槽23的側(cè)面形 成。圖9示出了沿圖8中的線IX-IX所取的橫截面視圖，其中的橫截面視 圖也示出了這種設(shè)計(jì)。
如圖10和ll所示，這種類型的棱也可以采用不同的方法形成。圖10 示出了與圖9相似的橫截面視圖，其中通過壓入鄰近棱的一側(cè)的軋槽27 和28來產(chǎn)生棱26。
圖11示出了其改變示例，其中實(shí)質(zhì)上通過壓入鄰近棱的一側(cè)延伸的 單側(cè)軋槽30來產(chǎn)生棱29。
圖12和13示出了穿孔部分31的設(shè)計(jì)，在其尾端件32上設(shè)置被鈍緣 34環(huán)繞的同軸凹坑33，當(dāng)穿孔部分31與板件配合時(shí)，該鈍緣可確保能立 即獲得相對較大的面積以產(chǎn)生摩擦熱量。這種設(shè)計(jì)對穿孔部分31最初穿 入板件有所改善，直至棱35和36產(chǎn)生配合并使板的材料相應(yīng)地變形(如 基于上述示例性實(shí)施例所述)。同時(shí)，圖13示出了沿圖12中的線XIII-
xm所取的橫截面視圖。
基于圖l所示的螺釘設(shè)計(jì)，圖14a至14c示出了螺釘被旋入板件并形 成通道。根據(jù)圖14a，穿孔部分4的鈍的尾端件5已經(jīng)部分穿入板件37。 根據(jù)圖14b，穿孔部分4已經(jīng)完全鉆過板件37，從而棱6和7現(xiàn)在作用于
8板件37的材料并使其形成通道38。之后圖14c示出螺釘穿入的最后階 段，其中螺釘?shù)穆菁y軸3已經(jīng)完全通過板件37并從而形成通道38，其實(shí) 質(zhì)上在螺釘穿入的方向上延伸進(jìn)入板件37。
權(quán)利要求
1. 一種用于旋入板件的穿孔自攻螺釘(1)，包括開槽頭(2)，其用來容納工具；螺紋軸(3)；以及錐形漸細(xì)的穿孔部分(4，9，13，17，20，21，22，31)，其上設(shè)置了類似于螺紋沿所述穿孔部分延伸的棱；其特征在于，所述穿孔部分終止于倒圓的鈍的尾端件，并且僅使板件材料位移的倒圓的所述棱彼此對稱布置，且所述棱的間距是所述螺紋的螺距的數(shù)倍。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺釘，其特征在于所述棱(6， 7， 8)在所述穿孔部分(4)的整個(gè)長度上延伸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺釘，其特征在于所述棱(11， 12， 14，15)在所述穿孔部分(9， 13)的部分長度上延伸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺釘，其特征在于所述棱(11， 12)實(shí)質(zhì)上在所述穿孔部分(9)的初始區(qū)域上延伸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺釘，其特征在于所述棱(14， 15)實(shí)質(zhì)上在所述穿孔部分(13)的末端區(qū)域上延伸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的螺釘，其特征在于所述棱(6， 7， 8)的所述間距方向與所述螺紋軸(3)的所述螺紋的所述螺距方向一致。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的螺釘，其特征在于所述棱(18， 19)的所述間距方向與所述螺紋軸(3)的所述螺紋的所述螺距方向相反。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3至7中任一項(xiàng)所述的螺釘，其特征在于所述穿孔部分(20， 21)的前端的所述棱的數(shù)量不同于其后端區(qū)域上所述棱的數(shù)量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的螺釘，其特征在于所述棱(24， 25; 26; 29)中每一者均緊鄰被壓入所述穿孔部分(22)的至少一個(gè)軋槽(23; 27， 28; 30)延伸，并且被該軋槽壓出。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的螺釘，其特征在于所述穿孔部分(31)具有末端件(32)，其包括被鈍的緣(34)環(huán)繞的同軸凹坑(33)，所述緣(34)的外徑比所述穿孔部分(31)的最大直徑小0.35至0.7倍。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的螺釘，其特征在于所述凹坑(33)的長度小于3毫米。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的螺釘，其特征在于所述穿孔部分(4， 9)具有倒圓的鈍的所述尾端件(5， 10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于旋入金屬板的穿孔自攻螺釘(1)，所述螺釘除了螺紋軸(3)和呈錐形逐漸變細(xì)的穿孔部分(4)之外，還包括具有工具容納元件的螺釘頭(2)。棱(6，7)類似于螺紋沿穿孔部分延伸。穿孔部分終止于截頭的倒圓的尾端件(5)，并且只用于移出金屬板的材料的倒圓的棱被對稱布置，并且其間距等于螺紋的螺距的數(shù)倍。
文檔編號(hào)F16B25/10GK101501351SQ200780027624
公開日2009年8月5日 申請日期2007年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月26日
發(fā)明者埃伯哈·克里斯特, 海因里希·弗里德里徹, 邁克爾·阿切巴什 申請人:Ejot合資有限公司