專利名稱：攻絲螺釘?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1的前序部分所述的攻絲螺釘。
背景技術(shù)：
可以從例如EP 1129297A(對應(yīng)于美國專利No.09/831707)中獲知這種普通類型的螺釘。其中在螺釘?shù)穆菁y中設(shè)有設(shè)計成刀片桿(Schneid-Einsatz-Schift)形式的切削元件。這類螺釘具有良好的切削作用，但是比較難以制造，尤其是在插入式切削銷與芯部的連接方面。
此外，通過在前的公開使用已經(jīng)知道攻絲螺釘，所述攻絲螺釘經(jīng)過滲碳處理以提高強度，即增加其碳含量從而使其硬化。實踐證明，這種螺釘易于脆性斷裂。一般認為這是由于氫滲入芯部從而破壞了螺釘材料的微結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是以這樣的方式改進開始所述類型的螺釘即將切削元件和芯部相結(jié)合在制造費用上的要求較低，同時可以避免在其它已知的攻絲螺釘中出現(xiàn)的脆性斷裂的危險。
按照本發(fā)明，該目的由一種具有權(quán)利要求1的特征部分所述特征的螺釘實現(xiàn)。
本發(fā)明來自這樣的思想即可將至少一個切削元件通過焊接結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，這使得能通過焊接將切削元件和螺釘結(jié)合以形成較簡單的連接，該連接同時還完全符合在將螺釘擰入混凝土壁中時所需要的切削要求。為螺釘設(shè)置僅在明確限定的局部具有較高碳含量的切削元件，可省略任何現(xiàn)有技術(shù)中的滲碳處理。試驗已經(jīng)出人意料地表明這有助于避免脆性斷裂的危險。其原因在于這樣的事實對切削元件的焊接會使螺釘只在明確限定的局部被加熱，這可顯著阻止形成氫誘導(wasserstoffinduzieren)裂縫。可以以合理的花費對碳含量在重量的0％至0.5％之間的芯部材料進行成形加工。由碳含量在重量的0.8％以上的材料制成的切削元件具有對于攻絲/螺紋切削已足夠的硬度。
碳含量越低，就可以越好地對根據(jù)權(quán)利要求2的芯部材料進行成形加工。也可設(shè)想將不含碳的材料例如諸如鋁或黃銅的純金屬用作芯部材料。
碳含量越高，根據(jù)權(quán)利要求3的切削元件的高硬度就越有利于切削。
根據(jù)權(quán)利要求4和5的切削元件的布置和數(shù)目已被證實對于螺釘?shù)目煽壳邢鬟M入是足夠的。
根據(jù)權(quán)利要求6的導切元件還確保可以有控制地進行切削過程。
根據(jù)權(quán)利要求7的導切元件特別堅固。
已經(jīng)證明根據(jù)權(quán)利要求8和9的凸出部分是在切削元件的良好切削作用和切削后螺釘?shù)木o密配合之間非常好的折衷方案。但這些凸出部分并不是必需的。
根據(jù)權(quán)利要求10的對芯部材料在制造并成形后進行的調(diào)質(zhì)(Vergüten)可進一步提高螺釘?shù)那邢餍阅?。不過，這種后續(xù)的調(diào)質(zhì)過程并不是對所有應(yīng)用和設(shè)計都是必需的。將切削元件焊接在經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理的芯部材料上不會對經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理的材料結(jié)構(gòu)造成任何改變。


根據(jù)下面結(jié)合附圖對示例性實施例的說明，本發(fā)明的細節(jié)將顯而易見，其中圖1為螺釘?shù)膫?cè)視圖；圖2以放大的比例示出沿圖1和3中的線II-II斷開的剖視圖；圖3以放大的比例示出沿圖2中的線III-III斷開的剖視圖；圖4與圖3類似，為螺釘?shù)牧硪粚嵤├钠室晥D；以及圖5與圖3類似，為螺釘?shù)挠忠粚嵤├钠室晥D。
具體實施例方式
圖1所示的攻絲螺釘1是一種特別適于旋擰入鉆孔1b的鉆孔壁1a中的混凝土螺釘。螺釘1具有一由碳含量在重量的0.18％的范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)鋼制成的柱形芯部2。這種鋼是眾所周知的。螺釘1的芯部直徑適用于10mm的鉆孔直徑。芯部直徑也可為其它的30mm以內(nèi)的直徑。在芯部2的一端按已知的方式一體形成有一六角形頭部3。芯部2具有一在圖1中用點劃線概略示出的縱向中心軸線4。
從螺釘1的與頭部3相對的端部至大約所述兩個端部的中央，芯部2包括與該芯部一體形成的螺紋5。該螺紋5為梯形螺紋(參見圖3)。
螺紋5的在螺釘1進入鉆孔中時起導向作用的部分被構(gòu)造成一導切元件6。該導切元件具體為碳含量超過重量的0.8％—在本實施例中為0.85％的高速鋼焊接結(jié)構(gòu)，這與緊隨該導切元件6設(shè)置在螺紋5的三個螺紋導程(Gewindegang)的范圍內(nèi)的切削元件7相同。如圖1所示，與其它切削元件7相比，導切元件6沿螺紋5的長度較長。當旋擰入時，導切元件6立即在鉆孔壁上形成一具有確定的螺距的螺紋，這使被旋擰的螺釘1得以精確導向。導切元件6的作用可與木螺釘?shù)募舛说膶性淖饔妙愃?。在導切元?后面的每個螺紋導程上都布置有三個切削元件7，其中只有螺紋5的前三個螺紋導程上設(shè)有切削元件7，所以共有九個切削元件7，在圖1中可以看到其中的兩個。
切削元件6、7通過焊接安裝在螺紋5中，以協(xié)調(diào)地延續(xù)該螺紋。切削元件6、7在縱向中心軸線4的軸向和徑向方向都略超過螺紋5的其它部分凸出。
圖2和3中清楚地示出了上述凸出部分。由于在安裝到螺紋5上時的焊接過程，切削元件7近似為杯形，同時該切削元件7的杯形底部插入芯部2中。切削元件7超過螺紋5的側(cè)面8和端壁9凸出。切削元件7在螺紋5上的徑向凸出部分在圖2中用a表示。在螺釘1中，切削元件的凸出部分a為螺紋深度的5％。
圖3是包含縱向中心軸線4的螺釘1的局部剖視圖，其剖面緊鄰圖2的切削元件7。除徑向凸出部分a外，圖3還示出切削元件7超過螺紋5的軸向凸出部分b。在圖3中，沿距離A的方向標出了軸向凸出部分b并將其表示為b，該距離A為螺紋5的(兩)側(cè)面8過渡進入芯部2處彼此之間的距離。在螺釘1中，凸出部分b的大小為距離A的5％。
在螺紋5中，螺紋深度和距離A約為2mm。因此，凸出部分a、b約為0.1mm。也可以根據(jù)芯部直徑和螺紋深度選擇例如0.2mm或0.3mm的其它凸出部分。
芯部2也可以使用其它鋼，所述鋼的碳含量例如小于重量的0.5％，例如為重量的0.42％；或小于重量的0.35％，例如為重量的0.30％；或小于重量的0.25％，例如為重量的0.22％；或小于重量的0.2％，例如為重量的0.18％；或小于重量的0.15％，例如為重量的0.12％。根據(jù)安裝切削元件6、7之前對用于制造芯部2和螺紋5的材料的可成形性的要求，可以選擇一種其碳含量符合相應(yīng)要求的鋼。
也可使用不含碳的材料如鋁或黃銅作為芯部材料。
也可使用其它鋼作為切削元件6、7的材料，所述鋼的碳含量超過重量的1.0％，例如為重量的1.2％；或超過重量的1.5％，例如為重量的1.8％、2.0％或2.5％。碳含量越高，則切削元件6、7越硬。
在可選的螺釘中，也可使用較少的切削元件7—例如四個切削元件或六個切削元件。
在可選的螺釘中，切削元件7可分布在較少的螺紋導程上，例如僅分布在最后的兩個螺紋導程上。在螺釘?shù)钠渌O(shè)計中，也可使切削元件7分布在最后的五個螺紋導程上。
切削元件6、7在螺紋5上的數(shù)目和分布取決于螺釘1、螺紋5的幾何形狀以及鉆孔壁的材料。尤其是在芯部直徑較大的情況下，可以在每個螺紋導程上設(shè)置多個切削元件6、7。
螺釘1的制造如下所述首先通過軋制和壓制預成形芯部2，該芯部具有與之一體形成的未經(jīng)加工的螺紋和頭部3。對芯部材料進行調(diào)質(zhì)，對于直徑較大的螺釘例如其芯部直徑可用于大于16mm的鉆孔的螺釘，該步驟可省略。當螺紋5已經(jīng)形成后，通過焊接將切削元件6、7結(jié)合到該螺紋5中。
圖4和5示出根據(jù)本發(fā)明的螺釘?shù)钠渌鼘嵤├?。與參考圖1至3說明的元件相對應(yīng)的元件具有帶撇號的相同的標號，因此不再詳細說明。
圖4示出其形式為三角形螺紋的螺紋5’。切削元件7超過螺紋5’的兩個側(cè)面8’凸出。在螺紋5’的尖端上的切削元件7的垂直于縱向中心軸線4的凸出部分用a’標出。
圖5示出帶有其形式為方螺紋的螺紋5”的另一實施例。切削元件7超過在本例中彼此平行的螺紋側(cè)面8”和端壁9”凸出。
權(quán)利要求
1.一種用于旋擰入鉆孔(1b)的鉆孔壁(1a)中的攻絲螺釘(1)，特別是混凝土螺釘，包括一具有縱向中心軸線(4)的基本為柱狀的金屬芯部(2)；一與所述芯部(2)形成一體的螺紋(5、5’、5”)；至少一個設(shè)置在所述螺紋(5、5’、5”)中用于與所述鉆孔壁切削接合的切削元件(6、7)，-所述芯部(2)由碳含量在大于重量的0％與0.5％之間的金屬組成，并且-所述至少一個切削元件(6、7)固定地連接到所述芯部(2)上；其特征在于，所述切削元件(6、7)為與所述螺紋(5、5’、5”)結(jié)合的焊接結(jié)構(gòu)，其由碳含量大于重量的0.8％的金屬制成。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺釘，其特征在于，所述芯部(2)由一種金屬構(gòu)成，該金屬的碳含量小于重量的0.35％，尤其小于重量的0.25％，特別優(yōu)選小于重量的0.2％，更優(yōu)選小于重量的0.15％，甚至優(yōu)選小于重量的0.1％。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺釘，其特征在于，所述切削元件(6、7)由一種金屬構(gòu)成，該金屬的碳含量超過重量的1.0％，尤其超過重量的1.5％或超過重量的2.0％。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺釘，其特征在于，所述切削元件(6、7)僅設(shè)置在所述螺紋(5、5’、5”)的最后五個螺紋導程上，尤其是設(shè)置在最后三個螺紋導程上，特別優(yōu)選設(shè)置在最后兩個螺紋導程上。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺釘，其特征在于，總共設(shè)置少于15個切削元件(6、7)，尤其少于10個切削元件(6、7)，特別優(yōu)選少于5個切削元件(6、7)。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺釘，其特征在于，設(shè)有一位于分配給所述螺釘(1)的切削端部的所述螺紋(5、5’、5”)端部處的導切元件(6)。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺釘，其特征在于，與其它切削元件(7)相比，所述導切元件(6)沿所述螺紋(5、5’、5”)的長度較長。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺釘，其特征在于，至少一個切削元件(6、7)沿縱向中心軸線(4)的徑向超過所述螺紋(5、5’、5”)凸出，并且所述切削元件的凸出部分(a、a’、a”)最大為螺紋深度的15％。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺釘，其特征在于，至少一個切削元件(6、7)在縱向中心軸線(4)的方向上超過所述螺紋(5、5’、5”)沿軸向凸出，并且所述切削元件(6、7)的凸出部分(b、b’、b”)最大為距離(A、A’、A”)的15％，該距離為所述螺紋(5、5’、5”)的側(cè)面(8、8’、8”)在過渡進入所述芯部(2)處相互之間的距離。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺釘，其特征在于，所述芯部(2)和/或所述切削元件(6、7)由經(jīng)過后續(xù)的調(diào)質(zhì)處理的材料制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于旋擰入鉆孔(1b)的鉆孔壁(1a)中的攻絲螺釘(1)。該螺釘包括一具有縱向中心軸線(4)的基本為柱狀的金屬芯部(2)，一與芯部(2)形成一體的螺紋(5)和至少一個設(shè)置在螺紋(5)中用于與鉆孔壁切削接合的切削元件(6、7)。該芯部(2)由碳含量在重量的0％至0.5％之間的金屬構(gòu)成。所述至少一個切削元件(6、7)固定地連接到芯部(2)，從而構(gòu)成一由碳含量大于重量的0.8％的金屬形成的焊接結(jié)構(gòu)。由于切削元件(6、7)可靠地連接在芯部(2)上，所以切削元件(6、7)可提供有效的切削操作，同時防止了任何螺釘(1)脆性斷裂的危險。
文檔編號B21K1/56GK1742164SQ03825982
公開日2006年3月1日 申請日期2003年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月18日
發(fā)明者A·格哈德 申請人:托格-迪貝爾A.格哈德兩合公司