專利名稱：螺紋連接的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種特別適用于塑料元件的螺紋連接，包括一個螺釘和一個插入件，該插入件被非旋轉地固定到其中一個連接元件上，并且該插入件的軸向通道容納該螺釘的螺紋部。
已知這種類型的螺紋連接為所謂的細牙螺紋結構的形式。由于這些連接通常不能承受當自攻螺釘的螺紋擰入時所產生的力，就現有技術的狀況來說，需要使用插入件，在塑料元件的注射模塑的生產過程中，圍繞該插入件注射塑料材料(稱為嵌入)，或者隨后熱埋置到塑料元件中(熱塑)，或者借助于超聲波(稱為插入)。這些已知的插入件由黃銅制成，并以車削元件的形式進行制作，在通道中加工出一條內螺紋，且外側滾花或以其它方式以增強在埋入情況下的旋轉阻力。該螺釘可以使用一種公制的鋼螺釘。這種公知的螺紋連接不僅需要較高的制造成本，其重量也較大，對許多應用場合都不理想，例如在用于便攜電話的情況。進一步，預加工螺紋所需的公差使其一致性變差，特別是在存在動負載時，降低了螺紋連接的可靠性；此外，由于這些材料的熱膨脹系數不同，溫度的升降也導致預應力降低。
本發明的目的是提供一種特別適于上文提及的那種用途的、可以較廉價地加工、但操作可靠且安全的螺紋連接。
基于本文開始部分中說明的現有技術的狀況，本發明的插入件的軸向通道呈光滑內壁(無螺紋)形狀，并且該螺釘具有用于自切削或自攻槽該插入件的內螺紋的螺紋。這種插入件，尤其是例如通過擠壓而成時，比一個車削而成的元件的制作要簡單并且廉價，另一方面，還可以承受通過恰當設計的螺釘在通道中切槽或切削內螺紋時產生的力，并且容納該插入件的塑料元件不會受到損壞。
這也構成了這種廣為公知的螺釘的該用途的特殊性，通過其自身的特殊的形狀，自切削或自攻槽以形成處于其它連接元件中的配合物的螺紋，迄今為止，這種螺釘僅用于在連接中不需要特殊的附加配合連接元件的場合，螺釘直接地(在形成了一個引導孔之后)擰入待安裝元件中或一個同樣固定的元件中。
無螺紋通道的直徑不一定要在其整個軸向長度上保持一致，而是可以從一端到另一端逐漸減小。就通道的橫截面來說，還可以是非圓的，例如可以是橢圓的橫截面，或者是帶有凸起的圓形橫截面，所述凸起沿通道的壁面以相對軸線彼此平行延伸的肋的形式設置，這樣，要在插入件上形成的螺紋僅限于那些肋上，使形成螺紋的過程更容易。
從插入件的加工和應用的工藝規程的觀點來看，已證明用鋁來制作是較為有利的，如果螺釘也是鋁合金構成的，其硬度遠大于該插入件的鋁合金材料的硬度，則本發明特別有利的是，該使用方式不會受到限制。該插入件的材料最好是一種不能被時效硬化的鋁合金，或者，也可以是普通硬度的或能夠被冷時效硬化的，硬度＜90HB，同時，螺釘由一種能夠被熱時效硬化的鋁合金制成，硬度＞140HB。如果以抗拉強度Rm為標準，那么，該螺釘的抗拉強度應是＞450Mpa(N/mm2)，而對于插入件來說，應為Rm＜300N/mm2。特別是已開始考慮將AlMg合金或AlMgSi合金用于插入件，將AlZnMgCu合金用于螺釘。
此外，就上述的常規搭配來說，可使重量減輕到原來的三分之一，并且，由于螺釘與插入件之間沒有協同操作的動作，使自鎖效果極好，另外，在脈動的熱負載的情況下，由于這些元件的熱膨脹系數相同，因此，鋁合金搭配的另一個優點是可使預應力損失較小；此外，它們還可用于防磁性連接。
下面借助于一個實施例用
本發明。其中，圖1至6以剖面圖及相應的A向視圖示出了插入件的各種形式；圖7和8示出了圖2和4的插入件處于安裝狀態的視圖；圖9和10表示將一個扁平元件固定到一元件上時，螺釘擰入插入件之前和之后的視圖。
在圖1中示出的并由標記數字1表示的插入件具有一個通道2，該通道呈圓柱形，也就是說橫截面為圓形。設置在其外側面的一端是一個圓環3，同時，其長度上的其余部分，即區域4的外側輪廓上，具有呈帶有肋5和槽6的倒圓的外六角形的圓橫截面。
圖2中示出的插入件1也具有一個圓柱形的通道2，在該通道2的一端，在一較短的長度部分上被擴大，以形成一個槽2a。設置在另一端外側的是一個圓柱形部分3，而形成在區域4的是一個帶有尖點7和凹點8的多齒輪廓。
圖3示出的插入件1的通道2的一端由一個端部9封閉，因此，通道2形成有一個盲孔。該盲孔的橫截面呈六角形，且該插入件1的外側面10的橫截面被成形為帶有尖點7a和凹點8a的多齒輪廓。
就圖4所示的插入件1來說，通道2的橫截面為橢圓形，且在擰入方向從其一端到另一端形成有錐度。在外側，橫向尺寸在該插入件的整個長度上保持一致，并被成形為帶有尖點7和凹點8的多齒輪廓。
圖5所示的插入件1具有一個通道2，該通道2的橫截面形狀呈倒圓的帶有肋11和槽12的內六角形。該通道2的橫向尺寸在該插入件1的整個長度上是相同的，其外側面10在擰入方向從一端到另一端被擴大，并呈帶有尖點7a和凹點8a的多齒輪廓的形狀。
圖6所示的插入件1的橫向尺寸在其整個長度上保持一致，但其通道2的一端由一個端部9封閉。此外，該通道2的橫截面形狀呈三葉形，而外側面10呈帶有肋5和槽6的圓外六角形。
圖7表示圖2的插入件安裝在一個元件20中的情況，特別是以這樣一種方式，即插入件1的帶有凹槽2a的端部，與該元件20的表面21終端對齊。
圖8示出了圖4所示的插入件1的類似的安裝情況，特別是以這樣一種方式，即該插入件的帶有該通道2的直徑較大的端部，與該元件20的表面21終端對齊。
圖9和10表示借助于插入件1及螺釘23將一個扁平元件22安裝到元件20上，其中插入件1固定在元件20中。當該螺釘23通過孔24擰入該插入件1中時，它可以在該插入件1的通道2中切削或切割一道與該螺釘23的螺紋25對應的螺紋，最后，其頭部26將扁平元件22夾住固定在元件20上。
權利要求
1．一種螺紋連接，特別適用于塑料元件，包括一個螺釘和一個插入件，該插入件被非旋轉地固定到其中一個連接元件上，并且該插入件的軸向通道容納該螺釘的螺紋部分，其特征在于，該插入件(1)的軸向通道(2；2a)呈光滑內壁(無螺紋)形狀，并且該螺釘具有可以切削或切割出該插入件的內螺紋的螺紋。
2．如權利要求1所述的螺紋連接，其特征在于，該軸向通道(2)的橫截面形狀呈非圓形狀(橢圓；徑向凸起)。
3．如權利要求1或2所述的螺紋連接，其特征在于，該軸向通道(2)的橫截面形狀沿縱向方向逐漸減小(擰入方向)。
4．如前述權利要求之一所述的螺紋連接，其特征在于，該插入件的外側橫截面具有軸向延伸的徑向凸起(7；7a)。
5．如前述權利要求之一所述的螺紋連接，其特征在于，該插入件(1)的外部橫截面沿縱向方向(擰入方向)擴大。
6．如前述權利要求之一所述的螺紋連接，其特征在于，該插入件(1)是一個擠壓件。
7．如前述權利要求之一所述的螺紋連接，其特征在于，該插入件(1)由一種鋁合金構成。
8．如權利要求7所述的螺紋連接，其特征在于，該螺釘也由一種鋁合金構成，其中，螺釘的合金的硬度遠遠大于插入件(1)的合金的硬度。
9．如權利要求8所述的螺紋連接，其特征在于，該插入件(1)由硬度值＜90HB的一種普通硬度的或可冷時效硬化的鋁合金構成，而螺釘則由硬度值＞140HB的一種可熱時效硬化的鋁合金構成。
10．如權利要求9所述的螺紋連接，其特征在于，該插入件(1)由一種AlMg或AlMgSi合金構成，而螺釘則由一種AlZnMgCu合金構成。
全文摘要
本發明涉及一種特別適用于塑料元件的螺紋連接,它包括一個螺釘和一個插入件,該插入件被非旋轉地固定到其中一個連接元件上,并且該插入件的軸向通道容納該螺釘的螺紋部分。本發明的插入件的軸向通道呈光滑內壁,即無螺紋的形狀,并且該螺釘具有可以切削或切割出該插入件的內螺紋的螺紋。該螺釘同插入件一樣,也可由一種鋁合金構成,但螺釘的合金的硬度遠遠大于插入件的合金的硬度。
文檔編號F16B25/00GK1321226SQ00801961
公開日2001年11月7日 申請日期2000年7月13日 優先權日1999年9月16日
發明者B·布雷特施奈德, H·弗里德里希, R·施莫克 申請人:聯結技術兩合公司