[发明专利]无切屑螺纹成形的螺钉

说明书

技术领域

本发明涉及一种无切屑螺纹成形的螺钉。这种螺钉特别用于金属板的螺钉连接。

背景技术

由US 4 844 676已知一种自攻式螺钉，它包括一钉头和一与其紧接的钉杆，钉杆在其远离钉头的一侧以一尖端结尾。其中钉杆具有一鼓形的第一部分，它向尖端那边逐渐变细，和一向钉头的方向与其紧接的第二圆柱形部分。弧形的第一部分具有一包括间隔较宽的螺纹线的第一螺纹，而第二圆柱形部分具有一包括间隔较窄的螺纹线的第二螺纹。在鼓形的第一部分与圆柱形的第二部分之间还设置一弧形的过渡部分。

这种自攻式螺钉的缺点是，其只可用于很薄的金属板，如其例如应用于汽车制造中。该螺钉不适用于一堆多个相叠的板的相互螺钉连接。

由DE 196 37 969 C2已知一种无切屑钻孔和螺纹成形的螺钉，其具有一包括工具嵌槽的钉头和一紧接它的螺纹杆，它圆锥形逐渐变细地伸出。在基本上圆柱形的螺纹杆上连接圆锥形逐渐变细部的多边形横截面形状的第一部分，而圆锥形逐渐变细部的第二部分成型为尖锥，其中第一和第二部分的锥顶角为60°左右。

该螺钉的缺点同样是，它只可用于很薄的约1.5mm或更薄的金属板。此外这种螺钉的安装需要高的压紧力，其例如在汽车制造中通过自动安装器施加。这种螺钉同样不适用于一堆多个相叠的板的相互螺钉连接。

由US 5 597 357已知一种自钻孔螺钉，它在钉杆的远离钉头的一端具有一钻孔尖端。利用该自钻孔螺钉也能够穿透厚度大于2mm的 金属板。

但这种自钻孔螺钉的缺点是，在安装过程中产生切屑，由于腐蚀原因必须将其排除。此外在整个的钻孔过程中必须由使用者施加高的压紧力。由于切削加工还失去材料，于是它不可能参与接收固定力。

发明内容

本发明的目的在于，避免上述的缺点并提供一种螺纹成形的螺钉，其无切屑地也可以穿透包括至少两层相叠的金属板、总厚度至少为2mm的板叠。

按本发明的无切屑螺纹成形的螺钉，包括一至少部分地带有螺纹的钉杆，在其一端设置一尖端和在其对置的另一端设置一钉头；并且包括一尖圆锥形部分，它从尖端起向钉头的方向延伸，和一圆柱形部分，它设置在第一尖圆锥形部分与钉头之间；其特征在于，设有一第一鼓形部分，它向钉头的方向连接在第一尖圆锥形部分上并且其外表面沿轴向方向具有一第一曲率半径；和设有一第二鼓形部分，它设置在第一鼓形部分与圆柱形部分之间并且其外表面沿轴向方向具有一第二曲率半径，其中第一曲率半径不等于第二曲率半径。

这通过本发明的措施来达到。按此，无切屑螺纹成形的螺钉具有一第一鼓形部分，其向钉头的方向连接在第一尖圆锥形部分上并且其外表面沿轴向方向具有一第一曲率半径，和一第二鼓形部分，其设置在第一鼓形部分与圆柱形部分之间并且其外表面沿轴向方向具有一第二曲率半径，其中第一曲率半径不等于第二曲率半径。

通过这样的措施可使本发明的无切屑螺纹成形的螺钉穿透总厚度为2mm到约4mm的金属板和金属板叠并可成形螺纹。此外确保，即使在具有大于4mm的最大钉杆直径的螺钉时也不会超过螺钉的承载能力。此外螺钉总体上并不显著变长。

有利的是，在第一鼓形部分与第二鼓形部分之间设置一圆锥形的过渡部分，借此可以避免在拧入螺钉时两部分之间的突然的载荷升高。

有利地将螺钉这样设计，即第二曲率半径小于第一曲率半径，借此在第二鼓形部分的区域内比在第一鼓形部分的区域内达到钉杆的外 表面的较大的螺距。

还有利的是，尖圆锥形部分的尖角在10°与20°之间，因此对于螺钉在待拧紧的材料中的第一穿透只需要低的压紧力。

有利地，圆锥形的过渡部分的圆锥角在6°与40°之间，因此在过渡部分内可以保持低的压紧力。

在一技术优化的方案中，第一曲率半径在30mm与100mm之间。第二曲率半径此时例如在15与30mm之间。

也有利的是，螺纹从圆柱部分一直延伸到尖圆锥形部分，同时螺纹高度向尖圆锥形部分那边逐渐减小。通过该措施一方面达到，螺钉通过螺钉旋转在第一穿透以后可自动地被拉进材料或基础中，另一方面，对于第一穿透可以保持低的必需的压紧力。

附图说明

由诸以下描述和附图得出本发明的其他优点和措施。附图中以一个实例描述本发明。其中：

图1示出本发明的螺纹成形的螺钉的纵剖面图。

具体实施方式