[发明专利]用于拧入塑料的螺钉

说明书

本发明涉及用于拧入塑料的螺钉，包括下螺纹部(F)和上螺纹部(T)，下螺纹部比上螺纹部具有更大的直径和更大的尖端面积。

技术领域

本发明涉及一种螺钉，特别是用于拧入塑料的螺钉。

背景技术

US 5795120 B公开了一种用于插入具有导孔的部件的螺钉。所述螺钉具有成形螺纹区域和承载螺纹区域，所述成形螺钉区域中的螺纹轮廓比所述承载螺纹区域中的螺纹轮廓成成比例地大。

这种设计的缺点是，特别是当螺钉用于塑料材料时，如果螺钉要实现较大的螺距和较小的后倾角，则会对构件产生较大的载荷。

发明内容

本发明的目的是提供一种螺钉，该螺钉以低插入扭矩获得部件上的低机械负荷同时实现高拔出值。

在现有技术中，螺钉有一个螺钉中心轴、一个驱动件和一个螺纹杆。所述杆部至少有一圈螺纹匝，所述螺纹匝至少部分地沿着螺纹杆以恒定螺距的螺旋线延伸，从而形成具有可变牙型轮廓的主螺纹，主螺纹在其长度具有平均螺纹半径。牙型轮廓由螺纹在螺旋线截面平面内的横截面定义，螺钉中心轴位于截面内。螺纹半径是从螺钉中心轴到螺纹匝的牙型轮廓的最大正交距离。主螺纹具有承载区域和成形区域，在成形区域得到具有成形区域半径的成形牙型轮廓，在承载区域得到具有承载区域半径的承载牙型轮廓。

成形牙型轮廓定义为螺纹匝从螺纹杆的自由端开始长度为平均螺纹半径的三倍的轴向延伸区域内沿螺旋线到到螺旋线的截面的投影，其中螺钉中心轴M位于该截面中。因此，该投影对应于螺纹匝到螺钉中心轴所在在螺旋线的截面上的线性展开投影。这将产生最大程度代表有效成形牙型轮廓的成形牙型轮廓。该成形牙型轮廓与螺钉中心轴具有最大的正交距离，该距离定义了成形区域半径。

所述成形区域终止于成形牙型轮廓最接近驱动件的最大延展度在平均螺纹半径的85％的范围内的螺旋线点，随后的牙型轮廓再次位于成形牙型轮廓内。

所述承载牙型轮廓定义为螺纹匝在始于距成形区域末端为2/3倍的平均螺纹半径的轴向距离处并终止于5/3倍的平均螺纹半径的轴向距离的区域内沿螺旋线到螺旋线的截面上的投影。该区域形成承载区域的至少一部分区域。只要牙型轮廓不超出承载牙型轮廓，它就可以沿着主螺纹向传动方向进一步延伸。该承载牙型轮廓与螺钉中心轴具有最大的正交距离，该距离定义了承载区域半径。

这可确保从成形区域到承载区域的过渡区域尽可能短，并且承载区域足够长，以实现螺钉的基本固定功能。

此外，承载牙型轮廓和成形牙型轮廓彼此匹配，在承载牙型轮廓和成形牙型轮廓至少在从成形区域半径的85％径向向外延伸的区域内重叠的情况下，承载牙型轮廓完全位于成形牙型轮廓内。

这确保了可以考虑所形成的内螺纹中的材料回弹并且可以实现低的插入扭矩。

根据本发明，由成形牙型轮廓限定的成形轮廓面大于由承载牙型轮廓限定的承载轮廓面，其中，成形轮廓面从成形牙型轮廓到螺钉中心轴的最大正交距离开始在成形区域半径的10％的范围内径向向内测得，承载轮廓面从承载牙型轮廓到螺钉中心轴的最大正交距离开始在成形区域半径的10％的范围内径向向内测得。

即使是相对较小的侧面角，根据本发明的牙型轮廓的这种匹配也可以补偿内螺纹中的回弹，确保足够的侧面覆盖。这样可以防止对部件材料造成损坏，因为螺钉具有成比例增大的成形区域螺纹。

优选地，成形牙型轮廓和承载牙型轮廓的侧面角(α)小于35°。成形轮廓的侧面角为180°减去在成形轮廓半径RF的85％处和成形轮廓半径RF95％处平行于螺钉轴的截面线构成的梯形的两个底角之和。基准角是较长梯形基底处的角度，即在85％的剖面线处的角度。

同样，承载牙型轮廓也使用相同规则来确定侧面角，在这种情况下，截面线位于承载轮廓半径RT的85％处和轴承轮廓半径RT的95％处。