具有独立的螺纹螺旋和不同的螺纹侧面角的螺纹成型螺丝

摘要

本发明涉及一种螺纹成型螺丝，其具有：杆部(10)，该杆部在该杆部的前区域内具有用于导入基础中的孔中的顶端(11)，并在该杆部的后区域内具有用于将转矩传递到该杆部的驱动件；螺旋形槽；和插入该螺旋形槽中的螺纹螺旋(30)，其中，该螺旋形槽具有前侧面(20)以及与该前侧面对置的后侧面(22)。根据本发明，该前侧面至少部分地具有不同于后侧面的螺纹侧面角。

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的螺纹成形、特别是螺纹切削螺丝。这样的螺丝配设有杆部，该杆部在其前区域内具有用于导入基础中的孔中的顶端，并在该杆部的后区域内具有用于将转矩传递到杆部的驱动件，以及具有螺旋形槽，并且该螺丝配设有插入到该螺旋形槽中的螺纹螺旋，其中，螺旋形槽具有前侧面和与该前侧面对置的后侧面。

背景技术

US20110142569A1公开了一种具有两个螺纹区段的混凝土螺丝。第一后螺纹区段与杆部一体化地构成，第二前螺纹区段由设置在杆部中的螺旋形槽中的螺纹螺旋构成。这两个螺纹部分构成唯一的连贯螺纹。

DE102010063682A1示出了一种混凝土螺丝，其包括带有螺纹的杆部以及切削弹簧，该切削弹簧至少部分地旋入杆部的螺纹中。切削弹簧可以例如具有水滴状的横截面。

DE102007042977A1，EP2185829B1和EP2390516A1公开了一种用于将附件固定在混凝土或砖石中的螺丝锚，其具有带有外螺纹的相应杆部，该外螺纹由独立于杆部的螺纹螺旋构成，在此，螺纹螺旋以不同的方式固定在杆部上。

DE102008016866B4公开了一种螺丝，其包括由实心材料制成的杆部和连接、接合在该杆部上的、由成型金属带卷绕而成的螺纹部。

EP1498618 A2提出了一种螺丝，其杆部带有滚压螺纹并由耐腐蚀金属制成。在螺丝杆的前端部区域内铣削出位于螺纹线中的凹口，在该凹口中插入由硬化金属构成的插入件。该插入件在其外侧上具有包含多个锯齿并位于螺纹线中的切削成型部。

US1181971A，DE8713708U1和US20040258502A1提出了具有独立的螺旋布置的其他固定元件。

EP0905389A2公开了一种混凝土螺丝，其中，沿拧入方向位于前部的螺丝部分由硬化钢构成，沿拧入方向位于后部的螺丝部分由耐腐蚀钢构成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种易于制造的螺纹成型螺丝，其具有独立于杆部的螺纹螺旋，该螺丝用途特别广泛，特别可靠并且具有特别良好的负载值。

该目的根据本发明通过一种具有权利要求1所述特征的螺丝来实现。优选的实施方式在从属权利要求中给出。

根据本发明的螺丝的特征在于，螺旋形槽的前侧面至少部分地具有不同于螺旋形槽的后侧面的螺纹侧面角。

本发明的基本思想在于：为了容纳独立于杆部的螺纹螺旋而设置的螺旋形槽在截面中是不对称的。特别是螺旋形槽的两个对置的侧面以不同的螺纹侧面角设置。螺纹侧面角在此可以按照专业常见的方式被理解为各个侧面和在轴向截面中关于螺纹轴线的垂线之间的角度。本发明发现：在具有独立的螺纹螺旋的这种型螺丝中，螺旋形槽的侧面或螺纹螺旋的侧面可以构成一个楔形传动部，其可以将杆部中的轴向载荷转换成螺纹螺旋中的径向力分量及运动分量。通过根据本发明有针对性地改变相应的螺纹侧面角，可以在螺丝上轻松地通过再胀开来提供诸如抗震性这样的附加功能。

该螺丝是一种螺纹成型的螺丝，这意味着该螺丝和特别是其螺纹螺旋被设计为，使它们在被旋入基础中的圆柱形孔时自身能够产生配合螺纹。基础特别可以是矿物建材，优选为混凝土，也就是说螺丝可以优选是混凝土螺丝。就纵向方向，径向方向和/或圆周方向而言，这可以特别是涉及到(相对于)杆部和/或螺丝的纵向轴线。在此特别是可以统一地使用方向属性“前”和“后”，因此，例如螺旋形槽的前侧面位于该螺旋形槽的后侧面之前，而杆部的前区域在相同的方向上位于杆部的后区域之前。方向属性“前”和“后”特别是可以涉及到螺丝的纵向轴线，即拧入方向。在螺旋形槽的两个侧面之间也可以是例如平的、凸起或凹入的螺纹牙底。

适宜的作法是，杆部由一金属材料构成。附加地或替代地，螺纹螺旋也可以由一金属材料构成。螺旋螺纹和杆部特别是可以由不同的材料制成，这例如可在载运能力和/或耐腐蚀性方面具有优势。

驱动件例如可以具有外多边形或内多边形，并且特别是被设计为螺钉头。由于混凝土螺丝的顶端通常不必排挤材料，因此该顶端可以优选由至少接近平坦的端面来构成。但是，杆部在该顶端上例如也可以是尖的。

适宜地，螺旋形槽的前侧面的螺纹侧面角与螺旋形槽的后侧面的螺纹侧面角相差至少2°或5°，优选为至少10°。由此可以实现特别大的应用范围。

根据本发明的一种特别优选的设计方案，螺旋形槽的前侧面至少部分地具有比螺旋形槽的后侧面更大的螺纹侧面角。这对于针对地震所设置的螺丝是特别有利的。因为在发生地震时，设置有螺丝的孔在某些情况下可能会扩展，其原因在于穿过孔的裂缝在基础上会张开。在这种情况下，根据本发明的这种优选的实施方案，螺纹螺旋可以在相对平缓的前侧面上滑动，并且在径向扩展的情况下径向向外移动。由此使得螺纹螺旋和基础之间在裂缝张开的情况下仍保持形状配合(锁合)，从而保留下特别高的剩余负载力，其原因特别在于，杆部上由于相应减小的承载面所导致的负载力损失通常由于相对较高的金属抗压强度而可以忽略不计。同时，后侧面采用相对陡峭的布置方案，也能够确保在置入螺丝时在杆部中出现的压力载荷不会导致螺纹螺旋过早发生径向扩展，从而进一步提高了可靠性和负载值。

螺纹螺旋可以具有两个外侧面，在这两个外侧面之间构成螺纹牙顶。该螺纹牙顶在钉入过程中钻入基础并构成底切(Hinterschnitt)。优选地，这两个外侧面可以具有不同的螺纹侧面角，由此可以进一步改进功能性，特别是钉入特性。

此外适宜的是使螺纹螺旋沿着螺旋形槽可移动地插入到螺旋形槽中。由此能够导致螺纹螺旋获得特别有效的径向扩展。例如，螺纹螺旋可以在杆部的顶端上轴向地固定在杆部上。为此，例如可以在杆部的顶端上设置径向延伸的保持槽，螺纹螺旋的相应端部被嵌入到该保持槽中。该保持槽特别是可以延伸跨过杆部的整个横截面。

根据本发明，可以根据应用领域为螺旋凹槽提供不同的螺距，并进而也可以为螺纹螺旋提供不同的螺距。

附图说明

下面根据在附图中示意性示出的优选的实施例对本发明做详细说明，其中，下述实施例的各个特征在本发明的框架下原则上可以单独地或以任意的组合来实现。在附图中示意性示出：

图1是根据本发明的螺丝的杆部在无螺纹螺旋的情况下的透视图；

图2是图1中的螺丝对应于图1的透视图，其具有被部分安装的螺纹螺旋；

图3是图1中的螺丝对应于图1的透视图，其具有处于备用状态下的螺纹螺旋；

图4是根据图3的螺丝在图3所示矩形区域内的轴向截面中的细节视图，其中，为说明方向还附加地粗略示出了螺丝的顶端和驱动件；和

图5是图3中的螺丝对应于图4的细节视图，其中，螺丝被旋入基础中的孔中；和

图6是对应于图5的细节视图，但是其中的孔壁例如因发生地震时裂缝张开而与螺丝杆部的距离略大于图5所示的情况。

具体实施方式

在附图中示出了根据本发明的螺丝的实施例。特别是如图1至图3所示，螺丝具有大约为圆柱形的杆部10，在其前端部上设有用于导入到孔中的顶端11，并且在其与前端部对置的后端部区域上设有驱动件12，利用该驱动件可以将转矩传递到杆部10。驱动件12可以例如具有内部多边形结构或外部多边形结构。在本实施例中，驱动件12被构造为具有外六边形结构的端侧螺钉头。在杆部10的侧表面中设有从杆部10的顶端11开始延伸的螺旋形槽20。

螺丝还具有螺纹螺旋30。该螺纹螺旋30具有与螺旋形槽20相同的螺距，并且在螺丝完成组装的状态下布置在螺旋形槽20中(见图3)。螺纹螺旋30构成在将螺丝旋入基础时切削出配合螺纹的切削螺纹。

特别是如图1所示，在杆部10的顶端11上设置有端侧保持槽19。特别是如图2所示，螺纹螺旋30在其前端上具有偏转的保持条39，螺纹螺旋30在该保持条上偏离其纯螺旋形状。特别是如图3所示，保持条39在螺丝完成组装的情况下被插入到保持槽19中。由此使得螺纹螺旋30在其前端部上关于杆部10的纵向轴线100轴向地固定在杆部10上。此外，螺纹螺旋30可沿螺旋形槽20移动地设置在螺旋形槽20中，也就是说，螺旋螺纹30可以在螺旋形槽20中螺旋状地前后移动。

特别是如图4所示，螺旋形槽20具有两个侧面，即，在螺丝的纵截面中面向驱动件12并靠近顶端的前侧面21，以及在螺丝的纵截面中面向顶端11并靠近驱动件的后侧面22，该后侧面与前侧面21相对置。前侧面21具有螺纹侧面角(Teilflankenwinkel，局部侧面角)α_f，而后侧面22具有螺纹侧面角α_r。根据本发明，这两个螺纹侧面角是彼此不同的，即，α_f≠α_r。特别地，前侧面21的螺纹侧面角α_f大于后侧面22的螺纹侧面角α_r，即α_f＞α_r。优选地，这两个侧面角相差至少2°，至少5°或者至少10°，特别是α_f＞α_r+2°，α_f＞α_r+5°或α_f＞α_r+10°。按照专业常用的方式，特别是可以将各个侧面和关于纵向轴线100的垂线之间的角度理解为各自的螺纹侧面角。

在杆部10的两个侧面21和22之间还可以有在纵截面中例如是平的，凸的或凹的螺纹底，但是该螺纹底在图中未示出。

螺纹螺旋30包括两个面向螺旋形槽20的和/或面向杆部10的纵向轴线100的，即内侧面31和32，也就是在螺丝的纵截面中靠近顶端的前侧面31和在螺丝的纵截面中靠近驱动件的后侧面32。在这种情况下，螺纹螺旋30的前侧面31与螺旋形槽20的前侧面21相邻，并特别是具有与螺旋形槽20的前侧面21至少大致相同的螺纹侧面角。螺纹螺旋30的后侧面32与螺旋形槽20的后侧面22相邻，并特别是具有与螺旋形槽20的后侧面22至少大致相同的螺纹侧面角。

螺纹螺旋30还具有两个背向螺旋形槽20的和/或背向杆部10的纵向轴线100的，即外侧面33和34，也就是在螺丝的纵截面中靠近顶端的前侧面33和在螺丝的纵截面中靠近驱动件的后侧面34。在这两个侧面33和34之间构成螺丝的切削螺纹的螺纹牙顶38。螺纹螺旋30的前侧面33具有螺纹侧面角δ_f，而后侧面34具有螺纹侧面角δ_r。在所示出的实施例中，这两个螺纹侧面角是彼此不同的，也就是δ_f≠δ_r。特别地，前侧面33的螺纹侧面角δ_f大于后侧面34的螺纹侧面角δ_r，即δ_f＞δ_r，优选地相差至少5°或10°，δ_f＞δ_r+5°或δ_f＞δ_r+10°。

图5示出了螺丝旋入基础90中的孔之后的细节。该螺丝是螺纹成型螺丝，这意味着该螺丝和特别是其螺纹螺旋30被设计为，使其在被旋入基础90中的圆柱形孔中时自身能产生其配合螺纹。基础90可以特别是矿物建材，优选是混凝土，也就是说，螺丝可以优选是混凝土螺丝。

图6示出了对应于图5的视图，但是根据图6，孔壁与螺丝的杆部的距离略大于图5中的情况。例如在地震的情况下，当穿过基础中的孔延伸的裂纹张开并因此使得孔直径部分增大时，可能出现如图6所示的情况。由于在图6中以箭头示出的拉伸力F作用在螺丝的杆部10上，因此螺纹螺旋30的前侧面在裂缝张开时将在螺旋形槽20的前侧面21上滑出。在这种情况下，螺纹螺旋30优选可逆地相对于纵轴线100径向向外移动，并与基础90保持形状配合地接合，从而能够尽可能地保持负载能力。由于螺旋形槽20的前侧面21的螺纹侧面角α_f被选择为大于螺纹螺旋30的后外侧面34的螺纹侧面角δ_r，即，α_f>δ_r，因此能够有针对性地将相对移动从基础90-螺纹螺旋30的接触面转移至螺纹螺旋30-杆部10的接触面上。