專利名稱：用來將金屬和/或塑料型材或板材固定在基體上的螺釘的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用來將金屬和/或塑料型材或板材固定在基體上的螺釘，它由一個帶鉆削部分和螺紋部分的柄部以及一個用來安裝擰入工具的操作部分組成。
恰恰是在將型材或板材固定在基體上時出現如下的問題，必須在緊密地壓在基體上的狀態下加以固定。如果比較剛性的型材或板材也許附加地產生變形或者存在縱向扭曲，這種負面影響還會擴大。在這種情況下通常不能用擰入工具中的深度擋塊來操作。而在采用扭矩離合器時會出現關斷時刻的問題，因為當螺釘頭貼在待固定的型材上以后扭矩相應地提高，從而使擰入工具關掉。這樣，不管待固定的金屬或塑料型材或板材是否已貼合在基體上，便已經切斷了后續的擰入運動。
因此本發明的目的在于創造一種開頭所述這種類型的螺釘，在采用這種螺釘時在最終安裝狀態下待固定型材或板材無間隙地貼合在基體上。
按照本發明這通過這樣的方法來達到，柄部連接在操作部分上的這一段朝操作部分方向做得錐形加粗，并且柄部的錐形段靠操作部分的末端的直徑大于待安裝型材內安裝螺釘的孔的直徑，因此也大于鉆削部分的鉆削直徑。
通過這個按本發明的措施在螺釘擰入一圈或幾圈時已經促使，待固定的金屬和/或塑料型材朝向基體的方向預緊，因此壓在基體上。連接在螺釘頭上的柄部錐形段通過在孔內的相應摩擦力和通過在擰入方向的錐形結構在待固定型材上產生一個作用力。
這時可以方便地這樣調整扭矩離合器，使得它在剛好達到相應大小的扭矩時脫開。但是在這一時刻待固定的型材通過錐形段的作用已經無間隙地壓在基體上了，使得只需要在到達相應的扭矩時關掉擰入工具。
此外通過錐形段對孔壁的作用還引起一個特別好的防倒轉效果。錐形段的表面與孔壁實際上處于一種壓配合，此外這里在型材相應地變形或扭曲時恰好使型材具有回到它的原來狀態的趨勢。由此在螺釘上始終存在一個附加的彈性載荷，特別是鑒于錐形段的作用這加強了防倒轉的作用。
顯然錐形段的起始點必須從柄部或者說從柄部的無螺紋段出發，因為這個錐形段應該方便地跟隨柄部引入待固定型材的孔內。但是接著要求，錐形段盡快而有效地與孔壁咬合，以便由此能最佳地調整軸向預緊力。所以用一個比較短的螺釘擰入區，在螺釘結束最終的擰入過程以前就對待固定的型材施加緊固力矩，從而也施加軸向預緊力。
當在某些情況下基體由薄板或者其他薄壁材料組成時，通過錐形段還起可以最佳地固定在基體上的作用。因為錐形段實際上起相應地提高扭矩的起動器作用，使得螺紋不會過分擰入基體。
已知一種螺釘(DE-OS 2157212)，在這種螺釘中在柄部的螺釘頭末端處設有一個錐柄段而變粗，以便加強柄部來補償螺釘板手的嵌入孔。此外這種已知螺釘的螺釘頭下側設有切削刃，以便在工件上切出一個孔，這樣螺釘頭可以埋入工件內。
另外已知一種固定裝置(DE-OS 2238191)，它總是由螺釘和螺母組成。通過擰緊螺母將螺釘拉入孔內，也就是說螺釘不旋轉。其中螺釘的錐形段的尺寸做成這樣，使得在擰緊螺母時根據摩擦力防止螺釘在孔內旋轉。通過這個摩擦力不可能使可以按照扭矩關斷的擰入工具關斷。
在另一種已知螺釘(DE 40 19 157C1)中在螺釘頭區域設有凹凸輪廓，它嵌入基體材料，以使在與基體直接接觸時螺釘的扭矩突然大大提高。在應該擰入拉伸強度小的基體，例如泡沫水泥中的螺釘時力求這種效應。在應用按本發明的螺釘時既不追求這種效應，也不采用相應的凹凸輪廓。而是利用錐形段和螺釘孔之間的摩擦力的增加，以便根據扭矩關斷擰入工具。
其次按照本發明建議，柄部的錐形如直接通到操作部分或者說做成螺釘頭的操作部分的底面上。由此保證，使得螺釘孔直到螺釘最終裝好為止不斷地擴大。由此也得到不斷加大的扭矩，這個扭矩可以被具有可調的關斷作用的擰入工具測量出來。
這里也應該注意，通過扭矩的關斷必須精確地進行，因為關斷太晚也許會引起螺紋咬合的損壞，使得固定失效。
其次如果柄部錐形如靠操作部分的末端的直徑大于柄部上螺紋段的外徑的話有好處。因為螺釘設有鉆削部分，因此自動加工出待固定型材上的螺釘孔，還有基體上的孔，當然螺紋段也穿過待固定型材。也就是在待固定的型板或板材的螺釘孔內首先切削出相應的螺紋，其中通過錐形段在待固定型材的設有螺紋的螺釘孔內應該起到軸向預緊的作用。也就是形成的螺紋實際上通過錐形段重新收口或壓平，這時由此錐形段相對于孔壁的摩擦力至少在最初幾圈時要少于出現壓平的孔壁以后的摩擦力。
剛好當螺釘安裝到正確的深度時，也就是說做成螺釘頭的操作部分必須始終確實貼合在待固定型材或板材的表面上時，可以附加地考慮，做成螺釘頭的操作部分在其底面上具有突起和/或凹陷。那么可以這樣地調整擰入工具的扭矩離合器，使得它不是在錐形段的作用時就脫開，而是只有在螺釘頭完全貼合在待固定型材或板材上時通過設置在螺釘頭底面上的突起和/或凹陷使扭矩突然升到相當高時扭矩離合器才脫開。通過錐形段的預先的作用待固定的型材或板材已經無間隙地壓在基體上，使得僅僅不需要通過扭矩的相應提高關斷擰入工具。
在下面的敘述中借助于附圖再較詳細地對按本發明的其他特征和特別的優點加以說明。其中表示
圖1．按本發明的螺釘的視圖；圖2．沿圖1中Ⅱ-Ⅱ線的剖面；圖3．通過圖1中螺釘的以Ⅲ表示的部分的剖面；圖4．通過按本發明的螺釘的固定連接部位的剖面，也就是通過型材固定在固定不動的基體上的部位的剖面；圖5．在擰入過程中的螺釘連同被穿透的待固定型材的局部視圖；圖6．在安裝完工狀態下的螺釘的局部視圖，其中還畫出了待固定型材直接包圍螺釘的那一部分。
按本發明的螺釘1由一個柄部2和一個做成螺釘頭3的操作部分組成。柄部2在其一端上具有一個鉆削部分4，另外還設有一個螺紋段5。柄部2連接在螺釘頭3上的那一段6沿朝向螺釘頭的方向做得錐形加粗。螺釘頭3在其底面7上設有突起8和/或凹陷9。突起8和/或凹陷9可以做成筋、槽、波紋形筋、粗糙表面、單個尖鋒、鋸齒形筋等等的形狀。這關系到，在螺釘擰入時產生一個不斷增加的和在必要情況下突然極大地升高的扭矩，它促使在正確的時刻關斷帶有相應扭矩離合器的擰入工具。至于扭矩離合器是機械的或電器的或液壓控制的在此則無關緊要。
柄部2的錐形段6直接通到螺釘頭3的底部7上。錐形段6靠螺釘頭的末端的直徑DK做得大于待固定型材10上的安裝螺釘1的孔14的直徑。因此直徑DK當然也大于鉆削部分4的鉆頭直徑DB。為了達到相應的最佳效果，錐形段6靠螺釘頭的末端的直徑DK做得大于柄部2上螺紋段5的外徑DG。螺釘1用來將型材10固定在基體11上，如圖4中可看到的那樣。在所示圖形中將金屬型材，例如鋁型材固定在同樣由金屬型材，例如鋁或鋼型材構成的基體11上。在待固定的型材中可以配備孔或腰形槽12，其中在槽12內進行固定。因此螺釘頭3在安裝完工狀態下低于外表面13。但是按本發明制作的螺釘也完全可以用來將塑料型材固定在由塑料型材或者由金屬型材制成的基體11上。
如正好由圖4和圖5和圖6所看到的，在螺釘1擰入時首先借助于鉆削部分4在待固定型材10上制造一個孔14。然后跟在鉆削部分4后面的螺紋段5在待固定的型材10的孔14內形成相應的螺紋15。接著鉆削部分4與基體11相接觸，并在那里鉆出一個相應的孔，然后螺紋段5再在這個孔內造型。在固定不動的基體11內螺紋段5起相應的機械固定的作用。在固定不動的基體11內制出安裝孔以后在柄部2靠螺釘頭的末端上的錐形段6立即起作用，其中錐形段6壓在孔14的孔壁或者在孔14內加工出的螺紋15上，通過錐形段6的錐形結構待固定型材10在螺釘擰入過程中沿擰入方向受到預緊，使待固定型材10的下部17緊密地壓在基體11的上表面18上。也就是在軸線方向產生相應的緊固力矩，使得待固定型材10始終可靠地、無間隙地壓在固定不動的基體11上，并與它貼合。即使在某些情況下型材10變形或扭曲，也會使型材規則地貼合。
此外由圖6可以看到，通過錐形段6的作用在孔14的底面上產生材料擠出，使得實際上形成一個環形凸臺19。通過錐形段6的材料擠壓根據待固定型材10材料的不同產生一個小的或大的構形，但是也可能根本沒有產生構形。
在那種應該注意安裝深度的準確性的使用場合中，僅僅只需保證，通過采用的錐形段引起相應的拉緊作用，并通過采用帶相應突起和/或凹陷的螺釘頭底面起突然提高扭矩的作用。
也可以設想，錐形段6不是直接通到螺釘頭的底面7，而是在這個錐形段6上例如連接一個短的圓柱段，然后這個圓柱段過渡到螺釘頭的底面7。如果在螺釘頭3的底面7上有一個環形槽，那么通常錐形段6的擠壓使得可以相應地容納材料。然后盡管如此還可以，在螺釘頭3底面7上的相應的環形區域內設置突起和/或凹陷，從而發生必要的扭矩的突然升高。
在附圖中從具有圓柱形螺釘頭3的螺釘出發，在這個螺釘頭內中間設有一個用來安裝擰入工具的孔20，在本發明的范圍內完全可以設想，按照按本發明的類型和方式也可以做成具有相應外嚙合作用的螺釘，并且代替圓柱形螺釘頭3采用做成埋頭的螺釘頭。
如果螺釘沒有到達準確的安裝深度，也就是說如果這種螺釘在相應地安裝以后通過防護件等等遮蓋起來的話，或者在一種擰入工具中存在精確調整的可能性，它在碰到光滑的螺釘頭底面時能夠引起擰入工具的突然關斷，那么在螺釘頭底面上不必設置突起和/或凹陷。
如果對于螺釘的安裝只需要錐形段6足以方便地建立適當大的扭矩，以關斷擰入工具，那么甚至不需要螺釘頭。這樣就可以方便地形成相應的操作部分，其中這個操作部分既可以做成內作用的，也可以是做成外作用的。假如可以設想，這種螺釘配備外六角或內六角或者其他的內或外操作處。在這種情況下操作部分的直徑可以等于或小于或者也可以略大于錐形段6的相應末端的直徑。
通過在錐形段嵌入時扭矩的增大可靠地保證，在基體上的螺紋可能出現損壞前關斷擰入工具，因此按本發明的螺釘也可以優良地用于薄板甚至基體由薄的材料制成的情況。通過錐形段也確保相應地防止螺釘的退出(松脫)。
權利要求
1．用來將金屬和/或塑料型材或板材固定在基體上的螺釘，由一個帶鉆削部分和螺紋段的柄部以及一個用來安裝擰入工具的操作部分組成，其特征在于柄部(2)連接在操作部分上的一段(6)做得朝操作部分方向錐形加粗，柄部(2)的錐形段(6)靠操作部分的末端的直徑(DK)大于待固定型材(10)上螺釘(1)的安裝孔(14)的直徑，因此也大于鉆削部分(4)的鉆頭直徑(DB)。
2．按權利要求1的螺釘，其特征在于柄部(2)的錐形段(6)直接通到操作部分或者通到做成螺釘頭(3)的操作部分的底面(7)上。
3．按權利要求1的螺釘，其特征在于柄部(2)的錐形段(6)靠操作部分的末端的直徑(DK)大于柄部(2)螺紋段(5)的外徑。
4．按權利要求1的螺釘，其特征在于做成螺釘頭(3)的操作部分(3)在其底面(7)上具有突起(8)和/或凹陷(9)。
全文摘要
在將型材固定在基體上的螺釘中設有一個帶鉆削部分(4)和螺紋段(5)的柄部(2)以及一個螺釘頭(3)。柄部(2)連接在螺釘頭(3)上的那一段(6)做得朝螺釘頭(3)的方向錐形加粗。螺釘頭(3)在其底面(7)上具有突起和/或凹陷。在用來將型材固定在基體上時待固定型材通過錐形段(6)沿擰入方向壓在固定不動的基體(11)上。
文檔編號F16B35/06GK1216598SQ97193887
公開日1999年5月12日 申請日期1997年4月10日 優先權日1996年4月17日
發明者諾貝特·克佩爾, 埃里希·帕爾姆 申請人:Sfs工業控股公司