CN110300858B - 螺钉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自攻丝螺钉（1），其具有螺钉杆（2）、螺钉尖（3）和作为螺钉螺纹（5）的尖角螺纹。本发明提出，在短的与螺钉尖（3）连接的区段（L）中在螺钉杆（2）的直径上通过螺旋形的和锯齿形的槽（7）给螺钉杆（2）设置切削刃（6）。

Description

螺钉

技术领域

本发明涉及一种螺钉。本发明特别是涉及一种自攻丝螺钉，其自身的螺纹在比如木料或塑料的材料中切出配合螺纹。

背景技术

专利申请EP 0 939 235 A1公开了一种自攻丝螺钉，其带有螺钉杆、在螺钉杆后端处的螺钉头、在螺钉杆前端处的锥形的螺钉尖和螺钉螺纹，该螺钉螺纹开始于螺钉尖前端，并且大致伸展直至螺钉杆的长度中间。此外，已知的螺钉具有横截面为锯齿形的肋，这些肋相对于螺钉的纵轴线以5°或更大的角度伸展，并且在螺钉尖上和螺钉杆的长度的一个短的部分上延伸。肋的锯齿形状与螺钉的拧入方向相反地朝向，并且肋与螺钉螺纹相反地盘绕。肋的相对于螺钉径向地观察靠外的边缘形成了切削刃，该切削刃在螺钉拧入到锚地中时切出用于螺钉杆的型芯孔。相对于螺钉径向地观察，切削刃突出超过螺钉杆，从而被切削刃切出来的型芯孔具有比螺钉杆大的直径。

发明内容

本发明的目的是，提出一种特别是自攻丝的螺钉，其同样适合于拧入到木料中，并且适合于在由塑料制成的膨胀锚栓中应用。

根据本发明的螺钉具有螺钉杆、螺钉尖和螺钉螺纹，所述螺钉尖与螺钉杆的前端连接，所述螺钉螺纹可以是单线的或多线的，并且从螺钉尖起至少在螺钉杆长度的一部分上延伸。在螺钉杆的带螺钉螺纹的部分上因而可以连接着无螺纹的部分。“螺钉尖”在此并非指螺钉的最前面的点，而是指从螺钉的最前面的点直至螺钉杆的特别是锥形的过渡区域。“从螺钉尖起”指的是，螺钉螺纹可以开始于螺钉的前端、最前面的点，或者开始于后端，即延至螺钉杆的过渡部，或者开始于它们之间。“前面”和“后面”在此始终都以拧入方向为参照。如果在下面提及“螺钉杆”，则这始终应理解为螺钉螺纹并非螺钉杆的一部分。同样的情况适用于螺钉尖。

螺钉尖并非必须以尖端终止，而是也可以例如具有截锥形状。沿着螺钉的纵轴线，从前往后，在螺钉尖的区域中围绕型芯横截面的假想的圆周具有基本上连续增大的直径，而它在螺钉杆的与其邻接的区域中基本上是恒定的。“型芯横截面”是指在假定去除螺钉螺纹和下面还将介绍的切削刃时的螺钉的横截面。

此外，根据本发明的螺钉具有至少一个切削刃，该切削刃与螺钉螺纹成一角度地伸展。“成一角度地”指的是，切削刃并非平行于螺钉螺纹伸展，也就是说，并非以与螺钉螺纹具有相同螺距的螺旋而伸展。由于相对于螺钉螺纹的角度，在螺钉拧入到锚地中时，切削刃进行切削运动。切削刃可以例如轴向平行地、环绕地或者螺旋形地伸展，但具有与螺钉螺纹不同的也对立的螺距。至少一个切削刃的目的是，在螺钉拧入到锚地中时，自由地切出用于螺钉杆的型芯孔。如果锚地被预先钻孔，或者螺钉尖在锚地中形成一个孔，则至少一个切削刃使得孔扩展，只要该孔不大于至少一个切削刃要切成的孔。

至少一个切削刃从螺钉尖起在螺钉杆的长度上伸展的距离小于螺钉螺纹，更确切地说，至少一个切削刃如此伸展，使得在带有至少一个切削刃的前面的螺纹区段上连接着无切削刃的后面的螺纹区段，也就是说，相比于至少一个切削刃，螺钉螺纹从螺钉杆的前端进一步向后伸展。这并不排除在后面的螺纹区段之后的另一螺纹区段中布置另一切削刃。优选地，至少一个切削刃开始于螺钉尖的前端与后端之间，即并非在延至螺钉杆的过渡部处才开始，其中，并不排除后者情况。螺钉尖因而也可以无切削刃。

根据本发明，至少一个切削刃至少在前面的螺纹区段中沿径向方向最大伸展到与在后面的螺纹区段中的型芯的假想的柱形侧面相同的程度。该最大径向伸展特别地也适用于在螺钉尖的区域中的至少一个切削刃，只要该切削刃伸展直到螺钉尖中。但切削刃在那里也可以径向地突出超过柱形侧面。“径向”在此始终都表示垂直于螺钉纵轴线的方向。“型芯”在此是指在假定除去螺钉螺纹的情况下螺钉的相关横截面，即螺钉杆的横截面。型芯被认为出现在后面的螺纹区段的主要长度上，也就是说，例如并非可能过渡到螺钉杆的无螺纹的部分。对于柱形的型芯而言，侧面就相当于螺钉杆的圆周面，在其他情况下，表面是假想的包络的柱体面。

通过切削刃的根据本发明的尺寸设计，在拧入到锚地中时至少一个切削刃自由地切出用于螺钉杆的型芯孔，该型芯孔不大于螺钉杆的型芯。特别是在长的螺钉杆的情况下，型芯孔减小了需要用来把螺钉拧入到锚地中的扭矩，因为它通过自由切出型芯孔而减小了螺钉杆与锚地之间的摩擦。由于型芯孔不大于螺钉杆，根据本发明的螺钉使得由塑料制成的膨胀锚栓良好地膨胀。

至少一个切削刃可以由螺旋形的肋的边缘形成或者由螺旋形的槽的边缘形成，所述肋具有锯齿形的横截面。该列举是示例性的而非穷举。

根据本发明的一种设计，至少一个切削刃从螺钉杆的前端在一长度上延伸，该长度等于螺钉杆的直径的1至6倍，特别是3至5倍。所述直径指的是在后面的螺纹区段中的型芯的上述侧面的直径。这种尺寸设计已表明对拧入特性是有利的。

在本发明的优选的设计中，螺钉螺纹无中断地在与至少一个切削刃的相交部位处经过。

在本发明的优选的设计中，相比于在后面的螺纹区段中，螺钉螺纹在前面的螺纹区段中具有更大的横截面。例如，相比于在后面的螺纹区段中，螺钉螺纹在前面的螺纹区段中更高和/或更宽。螺钉螺纹的“横截面”是指垂直于螺钉螺纹的纵向伸展的假想的截面。在通过螺钉杆的先前柱形的坯件的变形来制造螺钉螺纹和至少一个切削刃时，可以把为了制造至少一个切削刃而受到挤压的材料挤压成螺钉螺纹。这便于通过变形来制造螺钉螺纹和至少一个切削刃。螺钉螺纹的横截面在螺钉尖处也可以大于在后面的螺纹区段中或者甚至大于在前面的螺纹区段中。如果通过先前柱形的工件的变形来制造螺钉尖，则相比于在螺钉杆的区域内，在螺钉尖的区域中必须有更多的材料变形。具有较大横截面的螺钉螺纹有利于此。

螺钉杆优选是柱形的，其中，该螺钉杆在前面的螺纹区段中可以具有不同于在没有切削刃的区域中的直径。在螺钉杆的具有螺钉螺纹的区域与—如果存在—没有螺纹的区域之间，也可以存在直径差。

根据本发明的螺钉优选具有三个或更多个切削刃，这些切削刃特别是在圆周上均匀分布地布置。所述切削刃优选相互平行地伸展，特别是以相同的螺距螺旋形地伸展。但是，具有不同形状和/或伸展情况的切削刃也是可考虑的。

在前面的螺纹区段中可以布置三个或更多个切削刃，其中并非全部切削刃、特别是仅仅一个切削刃伸展直至螺钉尖的区域内部。但优选地，螺钉具有三个或更多个切削刃，这些切削刃全部都开始于螺钉尖的区域内部，特别是开始于螺钉尖的轴向中间的三分之一处。这些切削刃可以长度不同，但它们优选长度相同且在相同的轴向区段上伸展。切削刃在此优选在螺钉尖的区域内由肋形成，且在螺钉杆的区域内由槽上的边缘形成。

所述切削刃和在此特别是形成切削刃的肋尤其全部都相同高度地设计，但并非必须如此。

附图说明

下面借助于在附图中所示的实施例详述本发明。其中：

图1以侧视图示出了根据本发明的螺钉；并且

图2以较大的视图示出了图1的螺钉的螺钉杆沿着线II-II的横剖面。

具体实施方式

在图中示出的根据本发明的螺钉1是例如由钢制成的自攻丝螺钉1。它具有柱形的螺钉杆2，该螺钉杆在螺钉杆2的沿拧入方向的前端处带有锥形的螺钉尖3并且在螺钉杆2的以拧入方向E为参照的后端处带有螺钉头4。在该实施例中，螺钉头4是沉头，该沉头带有在图中不可见的用于螺钉1的旋转驱动的内部星形套（米字头），但这对于本发明来说并非强制的。作为螺钉螺纹5，螺钉1具有自攻丝的尖角螺纹，在把螺钉1拧入到例如由木料或塑料制成的（未示出的）锚地中时，该尖角螺纹将配合螺纹切入到锚地中。螺钉螺纹5不是螺钉杆2或螺钉尖3的一部分，并且从或者几乎从螺钉1的沿拧入方向E的前端在螺钉尖3上并且在螺钉杆2的长度的大部分上延伸，直至靠近螺钉头4。但螺钉1的下述设计也是可行的，在所述设计中，螺钉螺纹5以相距螺钉头4有较大距离的方式终止，并且螺钉杆2具有较长的无螺钉螺纹5的区段（未示出）。

在前面的螺纹区段8中，螺钉杆2具有三个切削刃6。在该实施例中，所述切削刃6由在横截面为锯齿形的槽7上的边缘形成（图2），所述槽在前面的螺纹区段8中围绕螺钉杆2螺旋形地盘绕。槽7和切削刃6在该实施例中具有相同的螺旋方向，但具有与螺钉螺纹5不同的螺距，从而它们与螺钉螺纹5成夹角地伸展。螺钉螺纹5在与切削刃6的相交部位处经过，也就是说，槽7在相交部位处被螺钉螺纹5中断。也可行的是，带切削刃6的槽7具有与螺钉螺纹5对立的螺距（未示出）。这些切削刃6如此取向，使得在拧入螺钉1时它们切入到锚地中。在带有切削刃6的前面的螺纹区段8中，螺钉杆2直至在前面过渡到螺钉尖3中地具有假想的柱形侧面10，该柱形侧面带有与在后面的螺纹区段9中相同的直径D。后面的螺纹区段9与引入方向E相反地连接到前面的螺纹区段8上。在后面的螺纹区段9中，螺钉杆2具有螺钉螺纹5，但没有槽7且没有切削刃6。换句话说，除了形成切削刃6的槽7之外，螺钉杆2柱形地从其面向螺钉头4的后端直至其面向螺钉尖3的前端。切削刃6径向地延展直至螺钉杆2的柱形侧面10。这些切削刃因而在径向方向上延伸到与柱形侧面10相同的程度。也可行的是，螺钉杆2在前面的螺纹区段8中较小地径向伸展，并且与径向伸展无关地，例如肋的横截面为锯齿形，所述肋的外边缘形成切削刃6（未示出）。在这种情况下，切削刃6也径向地延展直至螺钉杆2在后面的螺纹区段中的假想的柱形侧面10（未示出）。三个切削刃6在螺钉杆2的前端之前开始，即大致在螺钉尖3的中间三分之一的前端处开始，长度相同，并且在相同的轴向长度L上延伸，该轴向长度大致对应于侧面10的直径D的4.5倍。相比于切削刃6，螺钉螺纹5在螺钉杆2上向后朝向螺钉头4进一步伸展。在该实施例中，如所提到的那样，螺钉螺纹5伸展至靠近螺钉头4。但也可以在螺钉头4与螺钉螺纹5之间给螺钉1设有无螺纹的杆区段（未示出）。在任何情况下，相比于切削刃6，螺钉螺纹5都向后进一步伸展。在该实施例中，螺钉1具有三个分布在圆周上的槽7，所述槽用于在前面的螺纹区段8中形成切削刃6。槽7具有盘绕的三角形造型，该三角形造型也可以称为锯齿形。如果在螺钉1的圆周方向上观察该三角形造型，更确切地说，在拧入螺钉1时在旋转方向上观察该三角形造型，那么该轮廓就从直径D形成边缘12地跳回到相距纵轴线A较小的径向距离，并且然后经过大约90度又增大至直径D。边缘12形成切削刃6。

在螺钉尖3的区域中，切削刃6并非由槽形成，而是由肋11形成，这些肋从螺钉尖3的型芯横截面突伸出来，并且具有三角形造型。肋11在从螺钉尖3到螺钉杆2的过渡部处过渡到边缘12中，从而分别形成基本上连贯的切削刃6。肋11在此具有径向伸展，该径向伸展最大相当于直径D。但这些肋也可以略微进一步径向地伸展，其中，超过直径D的超出部分尤其在关于直径D的2%和10%之间。

螺钉尖3、肋11、螺钉螺纹5和锯齿形的槽7通过螺钉杆2的起初柱形的坯件的变形而产生。在此对材料予以挤压，以便形成槽7和螺钉尖3。该材料被挤压到螺钉螺纹5和肋11中。螺钉螺纹5因而在前面的螺纹区段8中具有比在后面的螺纹区段9内大的横截面。在螺钉尖3的区域中，螺钉螺纹5的横截面还会更大。在该实施例中，相比于在后面的螺纹区段9内，螺钉螺纹5在前面的螺纹区段8中更宽且更高。“更高”表示更大的螺纹直径。“更宽”表示垂直于纵向伸展的且垂直于螺钉螺纹5的高度的延展程度更大。在螺钉尖3的区域中，螺钉螺纹5相比于在前面的螺纹区段8中还会更宽且更高。螺钉螺纹5在前面的螺纹区段8中具有50°的螺纹啮合角，且在后面的螺纹区段9中具有40°的螺纹啮合角。在螺钉尖3的区域中，螺纹啮合角还可以更大。

在未预先钻孔就把螺钉1拧入到未示出的例如由木料或塑料制成的锚地中时，螺钉尖3首先在锚地中形成一个孔，切削刃6将该孔扩展到螺钉杆2的直径D。换句话说：切削刃6自由切出一具有螺钉杆2的直径D的型芯孔。如果锚地被预先钻孔或者以其他方式具有一孔，该孔的直径小于螺钉1的螺钉杆2的直径D，则切削刃6使得所述孔同样扩展到螺钉杆2的直径D，也就是说，这些切削刃自由切出具有螺钉杆2的直径D的型芯孔。虽然螺钉尖3使得锚地中的孔扩展到螺钉杆2的直径，但孔的壁通过锚地的弹性压到螺钉杆2上。在拧入时，切削刃6从孔的壁刮除或切除材料，从而孔的壁更微弱地压到螺钉杆2上，并且螺钉1到锚地中的拧入力矩得以减小。切削刃6自由切出的型芯孔防止在将螺钉1拧入到锚地中时在螺钉杆2与锚地之间的摩擦，并且由此减小了需要用来把螺钉1拧入到锚地中的驱动力矩。切削刃6并不切出具有比螺钉杆2的直径D大的直径的孔，从而并不产生包围在锚地中的螺钉杆2的中间腔。这在通过拧入根据本发明的螺钉1来使得由塑料制成的膨胀锚栓膨胀时是有利的，因为其螺钉杆2使得膨胀锚栓保持膨胀（未示出）。

附图标记清单：

1 螺钉

2 螺钉杆

3 螺钉尖

4 螺钉头

5 螺钉螺纹

6 切削刃

7 锯齿形的槽

8 前面的螺纹区段

9 后面的螺纹区段

10 侧面

11 肋

12 边缘

A 螺钉1的纵轴线

D 直径

E 引入方向

L 轴向长度，切削刃6在该轴向长度上伸展。

Claims (14)

1.一种螺钉，具有螺钉杆（2）、螺钉尖（3）、螺钉螺纹（5）和至少一个切削刃（6），所述螺钉尖与所述螺钉杆（2）的前端连接，所述螺钉螺纹从所述螺钉尖（3）起至少在所述螺钉杆（2）的长度的一部分上延伸，所述切削刃与所述螺钉螺纹（5）成一角度地伸展，该切削刃从所述螺钉尖（3）起沿着前面的螺纹区段（8）在所述螺钉杆（2）上伸展的距离小于所述螺钉螺纹（5），从而在所述前面的螺纹区段（8）上连接着无切削刃的后面的螺纹区段（9），并且其中，在所述螺钉（1）拧入到锚地中时所述切削刃（6）自由地切出型芯孔，其特征在于，所述至少一个切削刃（6）至少在所述前面的螺纹区段（8）中沿径向方向最大伸展到与在所述后面的螺纹区段（9）中的型芯的假想的柱形侧面（10）相同的程度。

2.如权利要求1所述的螺钉，其特征在于，所述至少一个切削刃（6）从所述螺钉杆（2）的前端在所述螺钉杆（2）的一轴向长度（L）上延伸，该轴向长度等于所述螺钉杆（2）在所述后面的螺纹区段（9）中的直径（D）的1至6倍。

3.如权利要求1所述的螺钉，其特征在于，所述至少一个切削刃（6）从所述螺钉杆（2）的前端在所述螺钉杆（2）的一轴向长度（L）上延伸，该轴向长度等于所述螺钉杆（2）在所述后面的螺纹区段（9）中的直径（D）的3至5倍。

4.如权利要求1或2所述的螺钉，其特征在于，所述螺钉螺纹（5）在与所述至少一个切削刃（6）的相交部位处经过。

5.如权利要求1所述的螺钉，其特征在于，所述至少一个切削刃（6）相对于所述螺钉螺纹（5）横向地或倾斜地伸展。

6.如权利要求1所述的螺钉，其特征在于，所述至少一个切削刃（6）螺旋形地伸展，但螺距不同于所述螺钉螺纹（5）。

7.如权利要求1所述的螺钉，其特征在于，相比于在所述后面的螺纹区段（9）中，所述螺钉螺纹（5）的横截面在所述前面的螺纹区段（8）中具有更大的横截面。

8.如权利要求1所述的螺钉，其特征在于，相比于在所述后面的螺纹区段（9）中，所述螺钉螺纹（5）在所述前面的螺纹区段（8）中更高。

9.如权利要求1所述的螺钉，其特征在于，相比于在所述后面的螺纹区段（9）中，所述螺钉螺纹（5）在所述前面的螺纹区段（8）中更宽。

10.如权利要求1所述的螺钉，其特征在于，所述螺钉杆（2）在所述前面的螺纹区段（8）中和/或在所述后面的螺纹区段（9）中是柱形的。

11.如权利要求1所述的螺钉，其特征在于，所述螺钉（1）具有三个或更多个切削刃（6）。

12.如权利要求11所述的螺钉，其特征在于，所述切削刃（6）在所述螺钉尖（3）的区域内部开始，长度相同，并且在相同的轴向长度（L）上伸展。

13.如权利要求11所述的螺钉，其特征在于，所述切削刃（6）在所述螺钉尖（3）的轴向中间的三分之一处开始，长度相同，并且在相同的轴向长度（L）上伸展。

14.如权利要求12所述的螺钉，其特征在于，所述切削刃（6）在所述螺钉尖（3）的区域内由肋（11）形成，并且在所述螺钉杆（2）的区域内由槽（7）上的边缘（12）形成。

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