DE4016724C2

DE4016724C2 -

Info

Publication number: DE4016724C2
Application number: DE19904016724
Authority: DE
Inventors: Peter Prof. Dr. 7302 Ostfildern De Eyerer; Rolf Dipl.-Ing. Steckborn Ch Weigele; Siegfried 7032 Sindelfingen De Heck
Original assignee: Ejot Eberhard Jaeger & Co Kg 5928 Bad Laasphe De GmbH
Current assignee: Ejot Eberhard Jaeger & Co Kg 5928 Bad Laasphe De GmbH
Priority date: 1990-05-24
Filing date: 1990-05-24
Publication date: 1992-05-07
Also published as: DE4016724A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine gewindeformende Schraube mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a thread-forming screw the features in the preamble of claim 1.

Es ist eine Schraube bekannt (EP-OS 1 02 605), die so konzipiert ist, daß sie sich nach Art eines Nagels in Holz oder Kunststoff- Dübel eintreiben läßt, und zwar eingeschlagen oder eingeschossen werden kann. Bei dieser Schraube ist jeder Gewindegang mit einem konvex gewölbten Außenabschnitt versehen, der durch einen Kreisbogen begrenzt ist, wobei dieser gewölbte Außenabschnitt über den Flächenverlauf der Flanke, an die sich dieser Außenabschnitt außen anschließt, nur geringfügig übersteht. Jeder Gewindegang dieser Schraube ist mit einem solchen geringfügig außen überstehenden gewölbten Außenabschnitt versehen, der bei jedem Gewindegang nur am Ende der jeweils unteren, zur Schraubenspitze hinweisenden Flanke vorgesehen ist. Dadurch soll ein Aufspleißen des Materials im Bereich eines die Schraube aufnehmenden Loches verhindert werden. Eine solche Schraube ist also nicht als selbstschneidende oder selbstfurchende Schraube geeignet, die sich beim Einschrauben in ein Bauteil selbst ihr Gewinde in diesem Bauteil schneidet und formt.A screw is known (EP-OS 1 02 605) that is designed in this way is that it resembles a nail in wood or plastic Can drive in dowels, hammered or shot can be. With this screw, every thread is with one convex curved outer section provided by an arc is limited, with this curved outer section over the surface course of the flank to which this outer section is located connects outside, only slightly protrudes. Every thread this screw is slightly protruding from the outside with such vaulted outer section provided with each thread only at the end of the lower one, to the screw tip indicative flank is provided. This is supposed to unravel of the material in the area of a hole receiving the screw be prevented. Such a screw is not as self-tapping or self-tapping screw suitable itself when screwing into a component cuts and shapes this component.

Es ist weiterhin aus der US-PS 43 34 814 eine gewindeformende Schraube bekannt, die vor allem für das Eindrehen in Kunststoffmaterial vorgesehen ist. Die Schraube weist im Bereich des vollen Außendurchmessers der Gewindegänge an diesen einen über sämtliche Gewindegänge sich erstreckenden axialen Vorsprung auf, der krallenartig in Richtung des Schraubenkopfes weist und dazu dienen soll, durch die Gewindegänge verdrängtes Kunststoffmaterial in Richtung zu dem Gewindegang zu drücken.It is also known from US-PS 43 34 814 a thread-forming screw, which is primarily intended for screwing into plastic material. The Screw instructs in the area of the full outer diameter of the threads this an axial projection extending over all threads on, which points like a claw in the direction of the screw head and is intended to serve plastic material displaced by the threads in the direction of the To press thread.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gewindeformende Schraube der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die im Vergleich zu bekannten Schrauben erheblich höhere Ausreißkräfte und einen hohen Ausziehwiderstand gewährleistet.The invention has for its object a thread forming Screw mentioned in the preamble of claim 1 Kind of creating that compared to known screws considerably higher pull-out forces and a high pull-out resistance guaranteed.

Die Aufgabe ist bei einer gewindeformenden Schraube der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst. Aufgrund dieser Verdickungsabschnitte des Gewindes ergeben sich beim Einschrauben der Schraube in Bauteile aus Kunststoff, Holz, Pappe od. dgl. aufgrund eines geringeren Kerbradius erheblich reduzierte Spannungsspitzen mit der Folge, daß erheblich größere Ausreißkräfte und ein höherer Ausziehwiderstand gewährleistet sind.The task is the beginning of a thread-forming screw mentioned type according to the invention by the features solved in the characterizing part of claim 1. Based on these Thickening sections of the thread result when screwing in the screw in plastic, wood, Cardboard or the like. Considerable due to a smaller notch radius reduced voltage peaks with the consequence that considerably greater pull-out forces and higher pull-out resistance are guaranteed.

Weitere vorteilhafte Erfindungsmerkmale ergeben sich aus den Ansprüchen 2-9. Es versteht sich, daß die Schraube z. B. als Blechschraube und dazu verwendet werden kann, um an einem von der Schraube durchsetzten Blech ein Bauteil aus Kunststoff, Holz, Pappe od. dgl. zu befestigen oder umgekehrt oder zwei Bauteile, die von der Schraube durchsetzt sind, miteinander zu befestigen, wobei die Schraube mit ihrem Schraubenkern das eine Bauteil mit axialem Bewegungsspiel durchsetzt und sich mit ihrem Gewinde in das andere Bauteil selbst einschneidet.Further advantageous features of the invention result from the Claims 2-9. It is understood that the screw z. B. as a self-tapping screw and can be used to attach a component from a sheet penetrated by the screw To fasten plastic, wood, cardboard or the like or vice versa or two components penetrated by the screw are to be fastened together, the screw with their screw core the one component with axial play interspersed and with their thread in the other Cuts the component itself.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.Further details and advantages of the invention emerge from the description below.

Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummern darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben. Dabei sind alle in der vorstehenden und folgenden Beschreibung erwähnten Merkmale sowie auch die allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.The full wording of the claims is alone above not reproduced to avoid unnecessary repetitions, but instead only by naming the claim numbers referred to, however, all of these Claim features as express and essential to the invention at this point have to be disclosed. Everyone is there mentioned in the above and following description Features as well as those that can only be taken from the drawing Features other components of the invention, even if they not particularly emphasized and especially not in the Claims are mentioned.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen schematischen axialen Längsschnitt einer gewindeformenden Schraube.The invention is based on one in the drawing shown embodiment explained in more detail. The drawing shows a schematic axial longitudinal section of a thread-forming screw.

Die in der Zeichnung gezeigte gewindeformende Schraube 10 besteht insbesondere aus Metall. Sie kann statt dessen aber auch aus anderen Materialien, z. B. auch aus Kunststoff, bestehen. Die Schraube 10 ist so konzipiert, daß sie selbstschneidend oder selbstfurchend ist. Sie weist einen Schraubenkern 11 mit einer Spitze 12 am einen Ende und einem Kopf 13 am anderen Ende auf, der mit einer Werkzeugangriffsfläche 14, hier in Form eines eingearbeiteten Schlitzes, versehen ist. Der Kopf 13 kann beliebig gestaltet sein und jede gebräuchliche Form haben, z. B. diejenige als Senkkopf, Linsenkopf, Halbrundkopf, Mehrkantkopf od. dgl. Die Werkzeugangriffsfläche 14 kann ebenfalls beliebig gestaltet sein und somit auch jede andere gebräuchliche Form haben, z. B. diejenige eines eingearbeiteten Kreuzschlitzes verschiedener Art, oder sie wird z. B. bei beispielsweise als Mehrkantkopf gestaltetem Kopf 13 durch dessen Außenflächen gebildet. Der Schraubenkern 11 ist zumindest im wesentlichen zylindrisch. Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel verjüngt sich der Schraubenkern 11 statt dessen in Richtung zur Spitze 12 hin.The thread-forming screw 10 shown in the drawing consists in particular of metal. You can instead of other materials such. B. also made of plastic. The screw 10 is designed to be self-tapping or self-tapping. It has a screw core 11 with a tip 12 at one end and a head 13 at the other end, which is provided with a tool engagement surface 14 , here in the form of an incorporated slot. The head 13 can be of any design and have any common shape, e.g. B. that as a countersunk head, pan head, semicircular head, polygonal head or the like. The tool engagement surface 14 can also be designed arbitrarily and thus also have any other common shape, for. B. that of an incorporated Phillips of different types, or z. B. formed for example as a polygonal head 13 by the outer surfaces. The screw core 11 is at least essentially cylindrical. In another embodiment, not shown, the screw core 11 tapers instead towards the tip 12 .

Die Schraube 10 weist einen sich zumindest über einen wesentlichen Teil der Axiallänge erstreckenden Gewindeabschnitt 15 auf. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich dieser Gewindeabschnitt 15 praktisch über die gesamte Axialerstreckung des Schraubenkerns 11, und zwar ausgehend von der Spitze 12 zumindest bis nahe zum Kopf 13. Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel schließt sich an den Kopf 13 zunächst ein z. B. zylindrischer Abschnitt des Schraubenkerns 11 an, der kein Gewinde trägt und der z. B. eine solche Axialerstreckung hat, daß die Schraube mit diesem zylindrischen Schraubenkernabschnitt eine Durchlaßöffnung in irgendeinem Bauteil durchsetzen kann, z. B. in einer Platte aus verschiedensten Werkstoffen, in einem Blech od. dgl., an der bzw. an dem bei der Befestigung von Bauteilen dann z. B. der Kopf 13 mit seiner Unterseite anliegen kann. In gleicher Weise ist auch mittels der gezeigten Schraube 10 eine Befestigung möglich. Die Schraube 10 ist mit ihrem Gewindeabschnitt 15 in ein Bauteil aus Kunststoff, Holz, Pappe od. dgl. einschraubbar, wobei der Gewindeabschnitt 15 sich beim Einschrauben das Gewinde selbst schneidet. Dieses Bauteil kann mit Hilfe der Schraube 10 an einem anderen Bauteil, z. B. einer Platte, einem Blech od. dgl., befestigt werden oder umgekehrt letzteres an dem Bauteil, in das der Gewindeabschnitt 15 eingreift, wobei in beiden Fällen der Kopf 13 mit seiner zur Spitze 12 weisenden Unterseite an einem Bauteil, z. B. einer Platte, einem Blech od. dgl., zur Anlage kommt.The screw 10 has a threaded section 15 which extends at least over a substantial part of the axial length. In the exemplary embodiment shown, this threaded section 15 extends practically over the entire axial extent of the screw core 11 , starting from the tip 12 at least up to the head 13 . In another, not shown embodiment, the head 13 is initially a z. B. cylindrical portion of the screw core 11 , which carries no thread and the z. B. has such an axial extent that the screw with this cylindrical screw core section can pass through a passage opening in any component, for. B. in a plate made of different materials, in a sheet metal or the like. On or on which when attaching components then z. B. the head 13 can rest with its underside. In the same way, fastening is also possible by means of the screw 10 shown. The screw 10 can be screwed with its threaded section 15 into a component made of plastic, wood, cardboard or the like, the threaded section 15 cutting the thread itself when screwed in. This component can be connected to another component, for example by means of the screw 10 degrees. B. a plate, a sheet metal or the like., Or vice versa, the latter on the component in which the threaded portion 15 engages, in both cases the head 13 with its tip 12 facing underside on a component, for. B. a plate, a sheet metal or the like.

Der in die Spitze 12 auslaufende Gewindeabschnitt 15 weist zumindest auf einem Teil seiner Axialerstreckung ein Spitzgewinde 16 auf, wobei die dieses definierenden beidseitigen Flanken 17 und 18 z. B. unter gleichem Winkel zur Längsmittelachse 19 verlaufen können. Es versteht sich gleichwohl, daß bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel die Winkel der Flanken 17 und 18 unterschiedlich groß sein können. Wie gezeigt, sind die Flanken 17 und 18 des Spitzgewindes 16 ebenflächig. Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel können diese Flanken statt dessen auch gewellt sein. Wie ferner ersichtlich ist, verlaufen die Flanken 17, 18, ausgehend vom Schraubenkern 11 in Radialrichtung ohne Stufen ebenflächig bis hin zur Spitze 20. Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann z. B. die jeweils obere Flanke 17 und/oder untere Flanke 18 auch aus zwei in Radialrichtung aneinander anschließenden Teilflanken gebildet sein, wobei z. B. der Flankenwinkel der dem Schraubenkern 11 nahen Teilflanke steiler als der Flankenwirbel der anderen Teilflanke sein kann, die sich radial daran anschließt und bis zur Spitze 20 reicht. The threaded section 15 running into the tip 12 has a pointed thread 16 on at least part of its axial extent, the flanks 17 and 18 defining this on both sides, e.g. B. can run at the same angle to the longitudinal central axis 19 . It goes without saying, however, that in another embodiment, not shown, the angles of the flanks 17 and 18 can be of different sizes. As shown, the flanks 17 and 18 of the pointed thread 16 are flat. In another embodiment, not shown, these flanks can instead be wavy. As can also be seen, the flanks 17, 18 , starting from the screw core 11 , extend in the radial direction without steps evenly to the tip 20 . In another embodiment, not shown, z. B. the respective upper flank 17 and / or lower flank 18 can also be formed from two partial flanks adjoining one another in the radial direction, z. B. the flank angle of the partial flank near the screw core 11 can be steeper than the flank vortex of the other partial flank, which adjoins it radially and extends to the tip 20 .

Eine weitere wesentliche Besonderheit der Schraube 10 liegt darin, daß zumindest einige Gewindegänge des Gewindeabschnitts 15, die in der Zeichnung mit 21-24 bezeichnet sind, einen sich in Radialrichtung nach außen an den Profilquerschnitt anschließenden jeweiligen Verdickungsabschnitt 25-28 aufweisen, der ersichtlich jeweils in Axialrichtung über die beiden Flanken 17, 18 des jeweiligen Gewindeganges 21-24 übersteht. Jeder Verdickungsabschnitt 25-28 schließt sich einstückig an den im Querschnitt sich nach außen verjüngenden Profilquerschnitt des jeweiligen Gewindeganges 21-24 an. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Anordnung so getroffen, daß die der Spitze 12 fernen oberen Gewindegänge 21-24 jeweils einen Verdickungsabschnitt 25-28 aufweisen. Es handelt sich dabei vorzugsweise um die Gewindegänge 21-24, die sich nahe dem Kopf 13 der Schraube 10 befinden.Another essential special feature of the screw 10 is that at least some threads of the threaded section 15 , which are denoted in the drawing with 21-24 , have a respective thickening section 25-28 which adjoins the profile cross section in the radial direction, which can be seen in each case in Extends axially over the two flanks 17, 18 of the respective thread 21-24 . Each thickening section 25-28 connects in one piece to the profile cross section of the respective thread 21-24 which tapers outwards in cross section. In the embodiment shown, the arrangement is such that the upper threads 21-24 remote from the tip 12 each have a thickening section 25-28 . These are preferably the threads 21-24 , which are located near the head 13 of the screw 10 .

Jeder einzelne Verdickungsabschnitt 25-28, der axial in Richtung zum Kopf 13 und auch axial in Richtung zur Spitze 12 über die Flanken 17, 18 übersteht, ist bogenförmig ausgewölbt, derart, daß die Verdickungsabschnitte 25-28 in Gangrichtung des Gewindes im Vergleich dazu querschnittsdickere Außenringe bilden. Wie ersichtlich ist, ist jeder Verdickungsabschnitt 25-28 im Querschnitt etwa kreisförmig oder zumindest teilkreisförmig ausgebildet. Der jeweilige Kreisbogen ist mit 29-32 bezeichnet. Man erkennt, daß sich der Kreisbogen 29 des Verdickungsabschnitts 25, der den Übergang zwischen dem Spitzgewinde 16 und den übrigen Gewindegängen 21-24 bildet, noch über einen relativ kleinen Umfangswinkel erstreckt, der gleichwohl aber bereits so groß gewählt ist, daß auch dieser Verdickungsabschnitt 25 axial zu beiden Seiten über die Flanken 17 und 18 übersteht. Der Kreisbogen 30, 31 und 32 erstreckt sich ersichtlich über einen Umfangswinkel von etwa 180° oder größer. Alle Verdickungsabschnitte 25-28 sind bezogen auf eine Diametralebene symmetrisch gestaltet. Dies ist jedoch nicht zwingend. Auf jeden Fall ist der Querschnitt jedes Verdickungsabschnittes 25-28 größer als derjenige des Profils des Gewindes in dem Bereich gewählt, in dem sich der Verdickungsabschnitt 25-28 außen an dieses Profil dieses Gewindeganges 21-24 anschließt.Each individual thickening section 25-28 , which protrudes axially in the direction of the head 13 and also axially in the direction of the tip 12 over the flanks 17, 18 , is arched out in such a way that the thickening sections 25-28 in the thread direction in comparison are thicker in cross-section Form outer rings. As can be seen, each thickening section 25-28 is approximately circular or at least partially circular in cross section. The respective arc is labeled 29-32 . It can be seen that the circular arc 29 of the thickening section 25 , which forms the transition between the pointed thread 16 and the other threads 21-24 , still extends over a relatively small circumferential angle, but which is nevertheless chosen to be so large that this thickening section 25 protrudes axially on both sides over the flanks 17 and 18 . The circular arc 30, 31 and 32 obviously extends over a circumferential angle of approximately 180 ° or larger. All thickening sections 25-28 are symmetrical with respect to a diametrical plane. However, this is not mandatory. In any case, the cross section of each thickening section 25-28 is selected to be larger than that of the profile of the thread in the area in which the thickening section 25-28 is connected to the outside of this profile of this thread 21-24 .

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser der die Verdickungsabschnitte 25-28 aufweisenden Gewindegänge 21-24 nur geringförmig größer als der Außendurchmesser der übrigen, sich daran anschließenden und in die Spitze 12 auslaufenden Gewindegänge. Es versteht sich gleichwohl, daß bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel der Außendurchmesser der einzelnen Gewindegänge z. B. ausgehend vom dem Kopf 13 nahen Bereich bis hin zur Spitze 12 stufenförmig abnehmen kann, so daß sich etwa Kegelform ergibt.In the exemplary embodiment shown, the outer diameter of the threads 21-24 having the thickening sections 25-28 is only slightly larger than the outer diameter of the other threads which adjoin and run out into the tip 12 . It goes without saying, however, that in another embodiment, not shown, the outer diameter of the individual threads z. B. starting from the head 13 close to the tip 12 can gradually decrease, so that there is approximately conical shape.

Beim Einschrauben der Schraube 10 mit dem Gewindeabschnitt 15 in ein Bauteil aus Kunststoff, Holz, Pappe od. dgl. schneidet das Spitzengewinde 16 sich in das volle Material dieses Bauteiles ein und formt somit darin ein Gewinde. Es ergibt sich dementsprechend die selbstschneidende oder selbstfurchende Funktion der Schraube 10. Wird die Schraube 10 so tief in das Bauteil eingeschraubt, daß sich auch die Gewindegänge 21-24, die die Verdickungsabschnitte 25-28 tragen, in das Material des Bauteiles einschneiden, was ja gewünscht wird, so ergibt sich aufgrund der Verdickungsabschnitte 25-28 mit bogenförmiger Auswölbung ein geringer Kerbradius. Im Bauteil werden also aufgrund dieser deutlichen Abrundungen bis hin zu etwa kugelförmigen Verdickungsabschnitten 25-28 die dort entstehenden Spannungsspitzen wesentlich reduziert. Diese Reduzierung der Spannungsspitzen findet im Bereich des diesen Gewindegängen 21-24 zugeordneten und dem Kopf 13 nahen Ende des Bauteiles statt. Als Folge der im Bauteil reduzierten Spannungsspitzen ergeben sich erheblich größere Ausreißkräfte und somit ein wesentlich erhöhter Ausziehwiderstand. Die Folge ist ferner eine größere Haltbarkeit der Befestigung, und diese auf Dauer. Bei allem ist die Schraube 10 außerordentlich einfach im Aufbau und kostengünstig in ihrer Herstellung. When screwing the screw 10 with the threaded section 15 into a component made of plastic, wood, cardboard or the like, the tip thread 16 cuts into the full material of this component and thus forms a thread therein. The self-tapping or self-tapping function of the screw 10 is accordingly obtained. If the screw 10 is screwed so deep into the component that the threads 21-24 , which carry the thickening sections 25-28 , cut into the material of the component, which is desired, the result of the thickening sections 25-28 arched bulge a small notch radius. Because of these clear roundings up to approximately spherical thickening sections 25-28, the stress peaks occurring there are substantially reduced in the component. This reduction in the voltage peaks takes place in the region of the end of the component which is assigned to these threads 21-24 and is close to the head 13 . As a result of the reduced voltage peaks in the component, there are considerably greater pull-out forces and thus a significantly increased pull-out resistance. The result is a greater durability of the attachment, and this in the long run. For everything, the screw 10 is extremely simple in construction and inexpensive to manufacture.

Es versteht sich, daß der Bereich des Schraubenkerns 11, der sich zwischen dem oberen Gewindegang 24 und dem Kopf 13 erstreckt, glatt zylindrisch und im Vergleich zum gezeigten Ausführungsbeispiel mit größerer Axiallänge ausgebildet sein kann, was vom jeweils vorgesehenen Einsatzzweck abhängt.It is understood that the area of the screw core 11 , which extends between the upper thread 24 and the head 13 , can be smoothly cylindrical and, compared to the exemplary embodiment shown, can have a larger axial length, depending on the intended use in each case.

Claims

1. Thread-forming screw with an end-running thread section ( 15 ) which has an axial projection which adjoins the profile cross-section of the thread, characterized in that the projection forms a thickening section ( 25-28 ) which extends on both sides and along the thread and which forms adjoins the profile cross section of the thread, which tapers outwards in cross section.

2. Thread-forming screw according to claim 1, characterized in that each thickening section ( 25-28 ) adjoining the profile cross section to the outside is selected in an arc shape.

3. Thread-forming screw according to claim 1 or 2, characterized in that each thickening section ( 25-28 ) is approximately circular in cross section or at least partially circular.

4. Thread-forming screw according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cross section of each thickening section ( 25-28 ) is chosen larger than that of the profile of the thread in the area in which the thickening section ( 25-28 ) on the outside the profile connects.

5. Thread-forming screw according to one of claims 1 to 4, characterized in that the thickening sections ( 25-28 ) form outer rings extending in cross-section in the thread direction of the thread.

6. Thread-forming screw according to one of claims 1 to 5, characterized in that the remaining threaded section has a pointed thread ( 16 ).

7. Thread-forming screw according to one of claims 1 to 6, characterized in that the pointed thread ( 16 ) has the same flank angle on both sides.

8. Thread-forming screw according to one of claims 1 to 7, characterized in that the flank angle in the area close to the screw core ( 11 ) is steeper than in the area of the thread distant from the screw core ( 11 ).

9. Thread-forming screw according to one of claims 1 to 8, characterized in that the flanks ( 17, 18 ) of the thread are corrugated.