專利名稱：螺釘?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成螺紋的螺釘。
背景技術(shù)：
彼此可分離地連接的金屬板組件通常通過金屬板螺釘或經(jīng)改型的螺紋元件以螺 釘連接在一起。通常，螺釘連接需要組件以及待被夾持的部件是穿孔的。組件可以通過鉆 孔、沖孔、深拉等來穿孔。螺紋通過在插入過程期間由螺釘自身來預(yù)形成和/或預(yù)切割或形 成。已知的是形成孔和螺紋的螺釘，其包括具有螺紋部分和鄰接的無螺紋部分的螺釘 桿。螺釘桿的無螺紋部分在螺紋鄰接的部分具有圓柱形，因此，其直徑不改變。該圓柱形部 分的長度應(yīng)對應(yīng)于金屬板厚度的四倍。螺釘尖端球狀地形成(DE 3909725)。同樣已知的是具有圓柱形螺紋部分和以實際的尖銳尖端終止的錐形尖端的形成 螺紋的螺釘。在螺釘尖端部設(shè)置螺紋圈(DE 10 2006 058 464)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于開發(fā)出一種具有改善性能的形成螺紋的螺釘。為了完成該任務(wù)，本發(fā)明提出一種具有在權(quán)利要求1中所述的特征的螺釘。本發(fā) 明的其它實施例是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。與當前的技術(shù)狀況相比，無螺紋部分的直徑直接在螺紋的端部處減小。該具有遞 減直徑的至少部分無螺紋部分用于在產(chǎn)生孔之后形成通道，用于在材料中更好地保持螺 紋。因此將該部分稱作形成部分(成形部分)。在本發(fā)明的實施例中，可有利的是，投影垂直于螺釘縱向軸線的平面的螺釘桿的 偏離圓形形狀的螺紋刃體現(xiàn)為多邊形，尤其是具有圓角和凸側(cè)邊的三角形，因此形狀還被 稱為多邊形。具體地說，提出了螺釘?shù)穆菁y部分的芯截面也具有這種形狀。在本發(fā)明的實施例中，可有利的是，螺釘桿的螺紋部分具有鄰接所述形成部分的 第一、實際上為凹槽部分以及延伸到螺釘頭部的鄰接的第二保持部分。可有利的是，在所述 保持部分通過所述螺釘桿的截面與凹槽部分相比具有較少的多邊形形狀。具體地說，所述 保持部分可以具有圓形截面。這考慮到在旋進阻力不是太大的情況下凹槽部分首先在所形 成的通道中形成螺紋。在直接位于螺釘頭部下方的保持部分中，正是將要螺釘連接的元件 的實際緊固應(yīng)當發(fā)生的地方。在本發(fā)明的另一實施例中，可有利的是，所述螺釘?shù)臒o螺紋桿部分的截面具有多 邊形形狀，特別是具有圓角和凸形側(cè)邊的三角形形狀。在優(yōu)選的實施例中，如果適用，則所述螺釘在其整個長度上除了保持部分之外具 有這種多邊形截面。所述螺紋部分的外直徑可以在所述形成部分之前形成有遞減的直徑。
所述形成部分的邊線可以至少部分地直線延伸，從而所述形成部分被形成為錐形。然而，還可能的是，所述形成部分的邊線以曲線延伸，由此其可以包括恒定的曲率 或者也可兩個部分具有不同的但恒定的曲率。所述形成部分可以完全地無螺紋，或者部分地無螺紋。例如，從其前端開始，所述 螺釘尖端可以具有最初在幾個螺紋圈上延伸然后鄰接表面平滑的部分的螺紋。這些最初的 螺紋圈使得螺釘容易地穿入到其應(yīng)當形成孔的材料中。鄰接的無螺紋部分將該孔擴大。還可能的是，從尖端開始的所述形成部分首先保持平滑，但就在其到達所述凹槽 部分之前，在所述形成部分中設(shè)置螺紋，由此螺紋高度逐漸地增加。已經(jīng)證實特別合理的是所述螺紋包括圓螺紋。本發(fā)明提出的螺釘不僅可以應(yīng)用于金屬板，而且可以應(yīng)用于纖維復(fù)合材料和塑 料，以及應(yīng)用于由組合材料制成的緊固對象。


本發(fā)明的其它特征、細節(jié)和優(yōu)點從權(quán)利要求書和發(fā)明內(nèi)容、基于參考描述內(nèi)容的 字詞、本發(fā)明優(yōu)選實施例的以下描述以及附圖中得出。由此示出
圖1是由本發(fā)明提出的螺釘?shù)膫?cè)視圖； 圖2是螺釘?shù)慕孛妫?圖3是放大比例的軸向部分； 圖4是根據(jù)第二實施例的螺釘?shù)膫?cè)視圖； 圖5是設(shè)置有頭部的曲頭釘?shù)膫?cè)視圖； 圖6是沿線VI-VI的曲頭釘?shù)慕孛妫?圖7是沿線VII-VII的曲頭釘?shù)慕孛妫?圖8是根據(jù)另一實施例的螺釘?shù)膫?cè)視圖； 圖9是根據(jù)又一實施例的螺釘?shù)那安浚?圖10是插入的螺釘；
圖11是根據(jù)另一實施例的螺釘?shù)膫?cè)視圖； 圖12是圖11的螺釘?shù)穆菁y的細節(jié)。
具體實施例方式在圖1中示出的螺釘包括螺釘頭部1，螺釘頭部1具有位于其端面2中的用于驅(qū)動 螺釘?shù)陌枷?。也可以將突出件設(shè)置為螺釘驅(qū)動件。從螺釘頭部1的位于平面的下側(cè)3，螺釘桿4沿中部延伸，其從螺釘頭部1開始， 首先是圓柱形，并具有螺紋5。然后，螺紋在相對短的部分6處終止。該部分包括所謂的槽 區(qū)。該部分表示為螺紋5，無螺紋部分7然后鄰接螺紋5，并在圓形尖端8終止。在圖1中 看到的無螺紋部分7的外輪廓9始終以曲率延伸，實際上以恒定的曲率延伸?？傊瑹o螺紋 部分7形成彈形尖部。圖2示出螺釘桿的截面。同時，出于簡化的原因，將螺紋的外直徑的形狀轉(zhuǎn)變?yōu)槠?面。因此，看出截面是通過螺釘桿從帶有圓角和凸形側(cè)邊的三角形形成。也將這種形狀稱為三角形狀。該截面形狀在螺釘中體現(xiàn)在螺紋部分的芯中以及體現(xiàn)在螺紋5的外直徑中以及 體現(xiàn)在無螺紋部分7中。圖3示出通過螺釘?shù)臈U4的螺紋部分的放大比例的局部部分。這里看出，螺紋5 是圓螺紋，其中螺紋圈在突出處以及在凹陷處均為圓形。雖然圖1示出前部7完全地保持無螺紋的螺釘，但圖4示出一種螺釘?shù)膫?cè)視圖，在 該螺釘上，前凹槽部分17從尖銳邊緣尖端18開始，首先保持無螺紋，然后在鄰接的部分上 逐漸地形成螺紋，直到其過渡為具有完全形成螺紋的桿部4為止。在下面的段落中，現(xiàn)在涉及的圖5示出了生產(chǎn)出所示的螺釘?shù)呐骷?。盡管在側(cè)視 圖中不能明顯地識別出不同的截面形狀，但是這在初始產(chǎn)品的圖示中是更有可能的。作為 用于生產(chǎn)螺釘?shù)某跏籍a(chǎn)品，使用線材，在線材上首先形成螺釘頭部1。該螺釘頭部1在部分 地以剖視方式繪出的圖5示出，因此還可以看到在頭部中設(shè)置的用于驅(qū)動螺釘?shù)陌枷荨Ｔ?螺釘頭部1的下側(cè)的正下方，線材具有直徑上略微更大的截面。該部分14的長度大約對應(yīng) 于直徑。在該第一部分14上，線材的剩余部分然后鄰接直徑比上面區(qū)域的直徑稍微更小的 部分。從圖6和圖7可以看出，在生產(chǎn)螺釘?shù)倪@一階段，由步驟劃分的兩個部分的截面形狀 是不同的。在直接鄰接螺釘頭部的部分14中，截面例如完全是圓形的，而其在其它部分具 有已經(jīng)討論的多邊形。在軋制螺紋之后保持這兩種不同的截面形狀和截面尺寸。因此，在圖 8中示出的螺釘再次示出鄰接螺釘頭部的保持部分14，凹槽部分15然后鄰接保持部分14， 其中截面具有多邊形。該多邊形還在凹槽部分7上繼續(xù)延至螺釘尖端8。在圖8的實施例 中，螺釘尖端7具有兩個部分，其中邊線9以曲率延伸，并且兩個部分具有不同的曲率，由此 形成一種凹痕10。
在圖9示出的實施例中，僅在由本發(fā)明提出的螺釘?shù)那懊鎱^(qū)域中，直接地在螺釘 尖端觀處，提供了延伸大約兩個螺紋圈25的螺紋，然后鄰接的是形成部分的無螺紋部分 19。僅在過渡為圓柱形螺紋時，提供了部分4，然后又是桿螺紋5。該前面的螺紋25還用于 加快并改進螺釘穿透到需要形成孔的材料中。一旦螺釘穿過，無螺紋部分就額外用于將孔 重塑為通道。在該通道中，螺紋然后通過凹槽部分而形成。圖11示出螺釘?shù)牧硪粚嵤├膫?cè)視圖，其中螺釘具有所謂的塑料螺紋。在各個螺 釘圈之間設(shè)置間隙。如圖11右側(cè)所示，螺紋的頂尖角為大約40°。螺紋是對稱的。螺紋未 形成尖銳的螺紋邊緣，而是形成在圖12左側(cè)看到的扁平形。所描述的螺釘?shù)氖褂?br> 可以參照圖10最佳地闡明這里提出的螺釘?shù)倪B接類型。作為示例，在過程中使用圖8 的螺釘。在高壓條件下在待被連接的組件上按壓具有截面被形成為帶有圓的角和側(cè)邊的三 角形的彈形尖端的螺釘，并借助于螺絲刀或此類工具以高速驅(qū)動。通過由此產(chǎn)生的摩擦熱， 組件變得塑性可延展，從而彈形尖端可以穿過組件材料。此時在尖端穿過之后具有圓角的 近似三角形截面確保其仍然非常快速地旋轉(zhuǎn)；因此在高壓下按壓，但是其在圓周上僅通過 摩擦逐點支撐。因此，避免了螺釘和組件之間的焊接作用。當尖端已經(jīng)幾乎全部穿到組件中，并且已經(jīng)同時出現(xiàn)一種通道時，基于對正常的 螺釘驅(qū)動速度的阻力增大，速度減小。同時，接觸壓力減小。現(xiàn)在，螺紋5的第一螺紋圈接 合到組件中，因此出現(xiàn)強制性的進給。因此，形成螺紋的過程開始。
螺紋還具有前面描述的帶有圓角的三角形輪廓。該輪廓還具有如下優(yōu)點摩擦接 觸不沿整個圓周產(chǎn)生，而是僅在特定的點產(chǎn)生，從而摩擦阻力減小，因此產(chǎn)生較小的螺旋扭 矩。同時，以這種方式形成螺紋孔的組件材料具有向內(nèi)彈回的趨勢。因此，產(chǎn)生一種自保持 力，這額外產(chǎn)生防止意外松動的穩(wěn)固的螺釘連接。結(jié)果可以從圖10中看到。這里看到，在需要在其上緊固第一金屬板21的第二金 屬板20中，形成通道，通道沿軸向方向形成較長的壁，螺釘?shù)穆菁y在其中接合。螺釘桿的該 部分對應(yīng)于參照圖5闡明的保持部分14。
權(quán)利要求
1. 一種形成孔和螺紋的螺釘，具有1.1螺釘頭部(1)，1. 2所述螺釘頭部(1)具有驅(qū)動螺釘?shù)男螤睿?.3螺釘桿(4)，1.4所述螺釘桿(4)具有圓柱形螺紋部分，以及1.5形成部分(7)，所述形成部分(7)至少部分地延伸至無螺紋的螺釘尖端(8)，1.6通過所述形成部分(7)，截面沿朝向所述螺釘尖端(8)的方向連續(xù)地減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺釘，其中，所述螺釘桿的螺紋( 具有在截面為多邊 形特別是具有圓角和凸曲線側(cè)邊的三角形的柱體中刻出的螺紋邊緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺釘，其中，所述螺釘桿的螺紋部分的芯截面具有 多邊形形狀，特別是具有圓角和凸側(cè)邊的三角形形狀。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項權(quán)利要求所述的螺釘，其中，所述螺紋部分具有鄰接所 述形成部分的第一凹槽部分(1 以及鄰接到所述第一凹槽部分(1 的且延伸到所述螺釘 頭部(1)的保持部分(14)，其中，所述螺釘桿的截面被形成為比所述凹槽部分(1 更欠多 邊形形狀。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項權(quán)利要求所述的螺釘，其中，無螺紋的桿部分(7)的截 面具有多邊形特別是具有圓角和凸側(cè)邊的三角形的形狀。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項權(quán)利要求所述的螺釘，其中，所述螺紋(5)的外直徑在 從所述螺紋部分過渡到所述形成部分(7)時減小。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項權(quán)利要求所述的螺釘，其中，所述形成部分(17)的邊 線(9)至少部分地沿直線延伸。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項權(quán)利要求所述的螺釘，其中，所述螺釘尖端形成尖點 (18)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的一項權(quán)利要求所述的螺釘，其中，所述形成部分(7)的所 述邊線(9)以曲線延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至7和權(quán)利要求9中的一項權(quán)利要求所述的螺釘，其中，所述螺釘 尖端⑶為圓形。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的螺釘，其中，所述無螺紋的形成部分(7)的所述邊線 (9)具有恒定的曲率。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的螺釘，其中，所述無螺紋的形成部分(7)的所述邊線 (9)具有不同的但恒定的曲率的兩個部分。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項權(quán)利要求所述的螺釘，其中，所述形成部分具有從所 述螺釘尖端08)開始的第一螺紋(25)，所述形成部分的所述無螺紋部分鄰接所述第一螺 紋(25)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至12中的一項權(quán)利要求所述的螺釘，其中，所述形成部分從所述 螺釘點(18)開始是無螺紋的，并且在所述螺紋部分之前具有具有遞增螺紋高度的螺紋。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項權(quán)利要求所述的螺釘，其中，所述螺釘桿的螺紋 (5)被形成為圓螺紋。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至14中的一項權(quán)利要求所述的螺釘，其中，所述螺釘桿的螺紋(5)被形成為公制螺紋。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至14中的一項權(quán)利要求所述的螺釘，其中，所述螺釘桿的螺 紋( 被形成為金屬板螺紋。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至14中的一項權(quán)利要求所述的螺釘，其中，所述螺釘桿的螺 紋(5)被形成為自攻螺紋。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項權(quán)利要求所述的螺釘，其中，所述螺釘桿的螺紋 (5)被形成為不對稱螺紋。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至14和權(quán)利要求19中的一項權(quán)利要求所述的螺釘，其中，所述螺 釘桿的螺紋( 被形成為粗螺紋。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項權(quán)利要求所述的螺釘，其中，所述螺釘桿的螺紋 (5)被形成為左旋螺紋。
22.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項權(quán)利要求所述的螺釘，其中，所述螺釘桿的螺紋 (5)被形成為雙頭螺紋。
23.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項權(quán)利要求所述的螺釘?shù)膽?yīng)用包括纖維復(fù)合材料。
24.根據(jù)權(quán)利要求1至22中的一項權(quán)利要求所述的螺釘?shù)膽?yīng)用包括塑料。
全文摘要
一種具有多邊形截面的螺釘包括螺紋部分(5)和從所述螺紋部分(5)延伸到前面的圓形螺釘尖端(8)的無螺紋部分(7)。所述無螺紋部分(7)的邊線平滑地延伸，并且以恒定的曲率連續(xù)地從所述螺紋部分(5)延伸到尖端(8)。螺釘用于將元件附接到面板組件，其中，螺釘自身在面板組件中產(chǎn)生孔并形成螺紋。
文檔編號F16B25/10GK102089536SQ200980126462
公開日2011年6月8日 申請日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月7日
發(fā)明者維爾特魏因 B. 申請人:阿諾德成形技術(shù)有限責任兩合公司