DE102005041586A1

DE102005041586A1 - Thread-forming screw

Info

Publication number: DE102005041586A1
Application number: DE102005041586A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr. Friederich; Michael Achenbach
Original assignee: Ejot GmbH and Co KG
Current assignee: Ejot GmbH and Co KG
Priority date: 2005-09-01
Filing date: 2005-09-01
Publication date: 2007-03-08
Also published as: WO2007025736A3; WO2007025736A2

Abstract

Gewindefurchende Schraube mit Vorsprüngen auf ihrem Gewinde, deren Rückflanke vom Gewindeanfang her mit von ihr abstehenden Vorsprüngen versehen ist und deren Lastflanke eine durchgehende glatte Fläche bildet.Thread rolling screw with protrusions on its thread, the rear flank of which is provided with protrusions protruding from it and the load flank forms a continuous smooth surface.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine gewindefurchende Schraube mit Vorsprüngen auf ihrem Gewinde.The The invention relates to a thread-forming screw with projections their thread.

Schrauben mit derartigen Vorsprüngen sind im Stand der Technik in großer Zahl vorhanden. Beispielsweise handelt es sich dabei um Schrauben, die auf ihrer Lastflanke (dem Schraubenkopf zugewandte Flanke) mit Vorsprüngen versehen sind, die so gestaltet sind, dass sie dem Rückdrehen einer eingedrehten Schraube einen besonders großen Widerstand entgegen setzen (siehe DE 299 06 105 U1 Ausschraubnocken 8, japanische Patentanmeldung 09144733 Vorsprung 5). Weiterhin gibt es auf beiden Seiten des Gewindeganges (Lastflanke und gegenüberliegende Rückflanke) vorgesehene Vorsprünge, die sowohl beim Eindrehen das Gewindefurchen erleichtern als auch das Ausdrehen erschweren ( DE 197 24 052 A1 Vorsprünge gemäß Kurzauszug, DE 42 06 440 A1 Stufen im Gewindegang, OS 27 03 433 Wülste oder Höcker auf beiden Seiten des Gewindeganges). Diese vielfältigen Gestaltungen sind auf ein verbessertes Gewindefurchen und gegebenenfalls erschwertes Rückdrehen abgestellt, d.h. auf die mit der jeweiligen Schraube im Zusammenhang stehenden Drehvorgänge. Sie berücksichtigen also den Zustand und die auf eine derartige Schraube wirkenden Kräfte im Zustand der angezogenen Schraube, wenn diese vollständig eingedreht und dabei entsprechend einer Dauerbelastung unterworfen ist.Screws with such projections are present in large numbers in the prior art. For example, these are screws which are provided on their load flank (the screw head facing edge) with projections which are designed so that they oppose the reverse rotation of a screwed screw a very large resistance (see DE 299 06 105 U1 Ausschraubnocken 8th , Japanese Patent Application 09144733 projection 5 ). Furthermore, there are on both sides of the thread (load flank and opposite trailing edge) provided projections that facilitate both when screwing the thread furrows and make it difficult to unscrew ( DE 197 24 052 A1 Projections according to short excerpt, DE 42 06 440 A1 Stages in the thread, OS 27 03 433 Ridges or bumps on either side of the thread). These diverse designs are geared to improved thread furrowing and, where appropriate, difficult reversing, ie to the turning operations associated with the respective screw. So they take into account the state and the forces acting on such a screw forces in the state of the tightened screw when it is fully screwed and thereby subjected to a continuous load.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gewindefurchende Schraube mit Vorsprüngen auf ihren Flanken so zu gestalten, dass sich einerseits beim Eindrehen das Gewinde mit günstigem Kraftaufwand furcht und andererseits im angezo genen Zustand besonders hohen axialen Belastungen (Vorspannkraft) widerstehen kann. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, dass ihre Rückflanke vom Gewindeanfang her mit von ihr abstehenden Vorsprüngen versehen ist und ihre Lastflanke eine durchgehende glatte Fläche bildet.Of the Invention is based on the object, a thread-forming screw with projections on their flanks so that on the one hand when screwing the thread with a favorable force fear and on the other hand in angezo gene state particularly high axial Resistances (biasing force) can withstand. According to the invention happens this by having their trailing edge provided from the beginning of the thread with her protruding projections is and their load flank forms a continuous smooth surface.

Aufgrund dieser Gestaltung können die Vorsprünge, die von der Rückflanke abstehen, beim Eindrehen der Schraube in ein Mutterstück durch die dabei führenden Vorsprünge das Gewinde in günstiger Weise einfurchen, weil die Rückflanke die dabei führende Seite der Schraube bildet. Im angezogenen Zustand liegt die durchgehend glatte Fläche der Lastflanke gegen die entsprechende Flanke des gefurchten Muttergewindes satt an, wird also nicht durch die gemäß dem Stand der Technik auf dieser Seite vorgesehenen Vorsprünge hinsichtlich der durch diese erzeugten Flächenpressung ungünstig beeinflusst, da nämlich bei axialer Belastung der angezogenen Schraube diese gemäß dem Stand der Technik die von ihrer Lastflanke her abstehenden Vorsprünge in das Material des Mutterstücks eindrückt, was zu einer örtlichen Steigerung der Flächenpressung im Muttergewinde führt und damit die der Schraube zumutbare Vorspannkraft entsprechend verringert.by virtue of this design can the projections, from the trailing edge protrude, when screwing the screw in a nut piece through leading the way projections the thread in a favorable manner furrow, because the trailing edge leading the way Side of the screw forms. When tightened, the continuous smooth surface the load flank against the corresponding flank of the grooved nut thread so full, so is not by the according to the prior art this page provided projections with regard to the surface pressure generated by this unfavorable, since namely at axial load of the tightened screw this according to the state the technique of protruding from their load flank ago projections in the Material of the mother piece pushing, what a local Increase in surface pressure leads in the nut thread and thus the screw of the reasonable biasing force accordingly reduced.

Die Vorsprünge kann man insbesondere hinsichtlich ihrer radialen Länge verschieden gestalten. So ist es möglich, die Vorsprünge so zu gestalten, dass sie sich über die Gewindegangspitzen erstrecken. Weiterhin können die Vorsprünge auch so kurz ausgebildet sein, dass sie sich nur über einen Teil der Rückflanke radial erstrecken.The projections you can different in particular with regard to their radial length shape. So it is possible the projections so that they are over the thread tips extend. Furthermore, the projections can also be formed so short that they only cover part of the trailing edge extend radially.

Die Anzahl der Vorsprünge längs eines Gewindeganges über 360° lässt sich in verschiedener Zahl vorsehen. So können z.B. über den Bereich von 360° mindestens zwei Vorsprünge vorgesehen sein, was bedeutet, dass natürlich auch wesentlich mehr Vorsprünge über die 360° verteilt sind.The Number of protrusions along a Thread turns over 360 ° can be to provide in different numbers. Thus, e.g. over the range of 360 ° at least two projections be provided, which means that, of course, much more protrusions over the Distributed 360 ° are.

Hinsichtlich der axialen Längserstreckung des Bereichs mit den Vorsprüngen ist es möglich, dass das Gewinde über seine volle Länge, also über seine gesamte Erstreckung, mit Vorsprüngen versehen ist. Es ist aber auch möglich, das Gewinde nur über einen Teil seiner Länge mit den Vorsprüngen zu versehen.Regarding the axial length of the Area with the tabs is it possible that the thread over his full length, so about his entire extension, with protrusions is provided. But it is also possible the thread only over a part of its length with the projections to provide.

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, es zeigen:In the figures are embodiments of Invention shown, show:

1 eine gewindefurchende Schraube mit über die volle Länge ihres Gewindes vorgesehenen Vorsprüngen; 1 a thread-forming screw with projections provided over the full length of its thread;

2 einen Ausschnitt aus dem Gewinde mit Vorsprüngen in vergrößerter Darstellung; 2 a section of the thread with projections in an enlarged view;

3 einen Querschnitt durch einen Gewindegang längs des Schnittes III-III aus 2; 3 a cross section through a thread along the section III-III 2 ;

4 einen Schnitt durch die Schraube gemäß 1 längs des Schnittes IV-IV; 4 a section through the screw according to 1 along the section IV-IV;

5 einen Ausschnitt aus einem Gewinde ähnlich demjenigen gemäß 1, allerdings mit Vorsprüngen in vergrößerter Darstellung, die sich nur über einen Teil der Rückflanken erstrecken; 5 a section of a thread similar to that according to 1 but with projections in an enlarged view, which extend only over part of the trailing edges;

6 einen Schnitt durch eine Flanke aus 5 gemäß der dortigen Schnittlinie VI-VI; 6 a section through a flank 5 according to the section line VI-VI;

7 eine gewindeformende Schraube, bei der das Gewinde nur über einen Teil seiner Länge mit den Vorsprüngen versehen ist; 7 a thread-forming screw, in which the thread only over a part of its length with the projections is provided;

8a eine Abwandlung der Formgebung der Vorsprünge gemäß den 1 und 2 mit einer Wölbung; 8a a modification of the shape of the projections according to the 1 and 2 with a vault;

8b eine weitere Abwandlung der Formgebung der Vorsprünge gemäß den 1 und 2 mit einseitiger gewölbter Furchkante; 8b a further modification of the shape of the projections according to the 1 and 2 with one-sided arched furrow edge;

8c eine weitere Abwandlung einer Gestaltung der Vorsprünge, bei der die Ecken der Vorsprünge nur einseitig mit Kanten versehen sind. 8c a further modification of a design of the projections, wherein the corners of the projections are provided only on one side with edges.

In der 1 ist eine gewindefurchende Schraube 1 mit dem Schraubenkopf 2 und dem Schaft 3 dargestellt, der im Wesentlichen über seine gesamte Länge mit dem Gewinde 4 versehen ist. Das Gewinde ist über seine gesamte axiale Länge mit den abstehenden Vorsprüngen 5 versehen. Wenn diese Schraube in ein Loch eines Mutterstücks eingedreht wird, dann furcht das Gewinde 4 der Schraube 1 mit ihrem Anfangsgang 6 ein Muttergewinde, das dann entsprechend des sich etwas vergrößernden Durchmessers des Schraubenschaftes 3 aufgeweitet wird und schließlich mit dem Gewinde, wie es in Richtung zum von Gewinde freigelassenen Teil des Schaftes 3 reicht, eingefurcht ist.In the 1 is a thread-forming screw 1 with the screw head 2 and the shaft 3 shown to be threaded over substantially its entire length 4 is provided. The thread is over its entire axial length with the protruding projections 5 Mistake. If this screw is screwed into a hole of a nut piece, then fear the thread 4 the screw 1 with her initial gear 6 a nut thread, which then according to the slightly increasing diameter of the screw shaft 3 is widened and finally threaded, as it towards the threaded part of the shaft 3 is enough, is feared.

Die Gestalt der abstehenden Vorsprünge 5 geht deutlicher aus der 2 hervor, in der die Gewindegänge 7 und die Vorsprünge 5 vergrößert dargestellt sind. 2 zeigt, dass die Vorsprünge 5 nur auf der Rückflanke 8 der Gewindegänge 7 vorgesehen sind, während die gegenüber liegende Lastflanke 9 jedes Gewindeganges eine durchgehend glatte Fläche bildet, die also von keinem Vorsprung unterbrochen ist. Demgemäß kann die Lastflanke 9 erhebliche axiale Kräfte, die auf die Schraube im angezogenen Zustand wirken, aufnehmen. Die auf der Rückflanke 8 angeordneten Vorsprünge 5 sorgen beim Eindrehen der Schraube in ein Mutterstück dafür, dass die Vorsprünge das Einfurchen durch verbessertes Wegdrücken des betreffenden Materials in dem Mutterstück wesentlich erleichtern. Der in 2 eingezeichnete Pfeil weist zum Schraubenkopf 2 hin.The shape of protruding projections 5 goes more clearly from the 2 in which the threads 7 and the projections 5 are shown enlarged. 2 shows that the projections 5 only on the trailing edge 8th the threads 7 are provided while the opposite load side 9 Each thread forms a continuous smooth surface, which is thus interrupted by any projection. Accordingly, the load flank 9 considerable axial forces acting on the screw in the tightened state record. The on the trailing edge 8th arranged protrusions 5 when screwing the screw into a nut piece ensure that the projections significantly facilitate the indentation by improved pushing away of the relevant material in the nut piece. The in 2 drawn arrow points to the screw head 2 out.

In der 3 ist ein Querschnitt längs der Linie III-III aus 2 dargestellt, aus der hervorgeht, wie sich der Vorsprung 5 (straffiert gezeichnet) über den betreffenden Gewindegang 7 erstreckt. Der Vorsprung 5 liegt gewissermaßen auf der gesamten Fläche der Rückflanke 8 auf und erstreckt sich über die Gewindespitze 10, so dass sich ein Vorsprung 5 ergibt, der sich vom Gewindegrund 11 bis über die Gewindespitze 10 erstreckt.In the 3 is a cross section along the line III-III 2 shown, showing how the projection 5 (drawn drawn) over the respective thread 7 extends. The lead 5 is effectively on the entire surface of the trailing edge 8th on and extends over the thread crest 10 , so that's a head start 5 which results from the thread 11 to over the thread crest 10 extends.

Aus der Schnittdarstellung gemäß 4, die einen Schnitt längs der Linie IV-IV aus 1 zeigt, ist ersichtlich, dass die in der 1 dargestellte Schraube 1 pro Gewindegang, also über 360°, mit drei Vorsprüngen 5, 5' und 5'' versehen ist, was über die gesamte Länge des Gewindes der Schraube 1 gilt. Es ist aber natürlich möglich, weniger oder mehr Vorsprünge pro Gewindegang vorzusehen. Bei der Schnittdarstellung gemäß 4 ist der Blick auf die Rückflanke 8 gerichtet.From the sectional view according to 4 making a section along the line IV-IV 1 shows, it can be seen that in the 1 illustrated screw 1 per thread, ie over 360 °, with three protrusions 5 . 5 ' and 5 '' is provided, which extends over the entire length of the thread of the screw 1 applies. But it is of course possible to provide fewer or more projections per thread. In the sectional view according to 4 is the view on the trailing edge 8th directed.

Wenn für eine gewindefurchende Schraube nach Art der hier behandelten Schraube ein geringeres Eindrehmoment verlangt wird, dann werden die Vorsprünge verkürzt, was anhand der 5 und 6 dargestellt ist.If a lesser screw-in torque is required for a thread-forming screw of the type of the screw discussed here, then the projections are shortened, which is based on the 5 and 6 is shown.

Die 5 zeigt, ähnlich der Gestaltung gemäß 2, in vergrößerter Darstellung die Vorsprünge 12, die lediglich auf der jeweiligen Rückflanke 13 des dargestellten Gewindes 16 angeordnet sind, nicht aber über die Gewindespitze 14 hinausragen. Außerdem reichen die Vorsprünge 12 auch nicht bis zum Gewindegrund 15. Hierzu sei auf die 6 verwiesen, in der ein Gewindegang 16 im Schnitt längs der Linie VI-VI aus 5 dargestellt ist, an dem an der Rückflanke 13 der Vorsprung 12 gestrichelt gezeichnet dargestellt ist. Der in 5 eingezeichnete Pfeil weist zum Schraubenkopf 2 hin.The 5 shows, similar to the design according to 2 , in enlarged view, the projections 12 that are only on the respective trailing edge 13 of the thread shown 16 are arranged, but not on the thread crest 14 protrude. In addition, the projections are sufficient 12 not even to the bottom of the thread 15 , To this is on the 6 referenced, in which a thread 16 in section along the line VI-VI 5 is shown at the on the trailing edge 13 the lead 12 shown in dashed lines. The in 5 drawn arrow points to the screw head 2 out.

Bei einem Vergleich der einander entsprechenden 3 und 6 zeigt sich, dass bei jeweils gleicher Höhe h1 eines Gewindeganges 7/16 und gleicher Breite der Gewindespitze b1 (10/14) jeweils ein großer Vorsprung 5 (3) bzw. kleinerer Vorsprung 12 (6) vorgesehen ist, so dass sich bei dem größeren Vorsprung 5 eine geringere Breite b3 (3) gegenüber der Gewindebreite b2 gemäß 6 ergibt, was für das Eindrehen der Schraube in ein Mutterstück bedeutsam ist.In a comparison of the corresponding one 3 and 6 shows that at the same height h1 of each thread 7 / 16 and the same width of the thread crest b1 ( 10 / 14 ) each have a big lead 5 ( 3 ) or smaller projection 12 ( 6 ) is provided, so that at the larger projection 5 a smaller width b3 ( 3 ) relative to the thread width b2 according to 6 shows what is important for screwing the screw into a nut piece.

In den beiden dargestellten Ausführungsformen gemäß 1/2/3 und 5/6 existiert eine Lastflanke 9, die eine durchgehend glatte Fläche bildet, so dass über diese Fläche eine hohe Vorspannkraft aufgenommen werden kann.In the two illustrated embodiments according to 1 / 2 / 3 and 5 / 6 there is a load flank 9 , which forms a continuous smooth surface, so that over this surface a high biasing force can be absorbed.

In der 7 ist eine Variante der Gestaltung gemäß 1 dargestellt, bei der es sich darum handelt, das Gewinde 4 nur über seinen anfänglichen Teil (abgewandt vom Kopf 2) mit Vorsprüngen 18 zu versehen, die sich vom Anfang 19 des Gewindes 4 (abgewandt vom Kopf 2) erstrecken. Hierdurch erreicht man, dass für das Einfurchen eines Gewindes mit den ersten Gewindegängen einer solchen Schraube sofort die dort angeordneten Vorsprünge 18 zur Erleichterung des Einfurchens zur Wirkung kommen.In the 7 is a variant of the design according to 1 represented, which is the thread 4 only over its initial part (turned away from the head 2 ) with protrusions 18 to provide, extending from the beginning 19 of the thread 4 (turned away from the head 2 ). This achieves that for the Einurchen a thread with the first threads of such a screw immediately there arranged projections 18 come to facilitate the Einrechens effect.

In den 8a, b und c sind Varianten der Gestaltung der Vorsprünge dargestellt, die im Prinzip den Vorsprüngen gemäß den 5 und 6 entsprechen.In the 8a , B and C are shown variants of the design of the projections, which in principle the projections according to the 5 and 6 correspond.

Gemäß 8a weist die Rückflanke 8 den Vorsprung 20 auf, der im Bereich der Gewindespitze 21 in Richtung zum Gewindeende axial vorgewölbt ist. Die Vorsprünge 22 gemäß 8b springen einseitig mit der Wölbung 23 vor und bewirken so anstelle einer mehr schneidenden Verdrängung des Muttermaterials ein Wegdrücken dieses Materials beim Eindrehen der betreffenden Schraube. Die Gestaltung gemäß 8c enthält einseitig eine scharfkantige Begrenzung 24 des Vorsprungs 25, der dann ähnlich wie bei der Gestaltung gemäß 8b sanft in die Rückflanke 8 übergeht.According to 8a has the trailing edge 8th the lead 20 on that in the area of the thread crest 21 is axially bulged toward the threaded end. The projections 22 according to 8b jump unilaterally with the vault 23 and thus cause instead of a more cutting displacement of the parent material a pushing away of this material when screwing the screw in question. The design according to 8c contains a sharp edge on one side 24 of the projection 25 which is then similar to the design according to 8b gently into the trailing edge 8th passes.

Bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen bildet die Lastflanke 9 eine durchgehend glatte Fläche.In all the illustrated embodiments forms the load flank 9 a continuous smooth surface.

Claims

Thread-forming screw ( 1 ) with protrusions on its thread ( 4 ), characterized in that its trailing edge ( 8th ) from the beginning of the thread ( 19 ) ago with protruding projections ( 5 . 12 . 20 . 22 . 25 ) and their load flank ( 9 ) forms a continuous smooth surface.

Thread-forming screw according to claim 1, characterized in that the projections ( 5 ) over the thread tips ( 10 ).

Thread-forming screw according to claim 1, characterized in that the projections ( 12 ) over part of the trailing edge ( 13 ) extend radially.

Thread-forming screw according to one of claims 1 to 3, characterized in that over a range of 360 ° of the thread at least two projections ( 5 ) are provided.

Thread-forming screw according to one of claims 1 to 4, characterized in that the thread ( 4 ) over its full length with the projections ( 5 ) is provided.

Thread-forming screw according to one of claims 1 to 5, characterized in that the thread ( 4 ) over part of its length with the projections ( 18 ) is provided.