[发明专利]螺纹成型自攻螺钉和螺纹连接系统以及用于制造螺钉的坯件

说明书

技术领域

本发明涉及一种螺纹成型自攻螺钉(gewindeformende Schraube)和带有该螺钉的螺纹连接系统(Schraubverbindung)以及用于制造该螺纹的坯件，螺纹成型自攻螺钉具有至少部分地设有螺纹的杆和在该杆的端部处的螺钉顶端，其中，杆具有从螺钉顶端延伸离开的螺纹成型的成型区域和联接到该成型区域处的带有承载螺纹的承载区域以及必要时联接到承载区域处的其他区域，其中，带有承载螺纹的区域相应于圆形的截面。

在此，螺钉可具有螺钉头部或以不同的方式构造的、用于通过力作用面力导入的驱动侧或在无头部的情况下例如构造为双螺纹螺栓或双头螺钉(还被称为定位螺栓)。

背景技术

通常的螺纹成型自攻螺钉中的大多数具有倒圆的三角形的截面。这种被称为三叶状的(trilobular)几何形状正面地影响对于螺纹形状所必需的扭矩，然而利用这种螺钉建立的螺纹连接针对液体或气体的密封仅通过附加的密封器件来实现。密封的这种类型由于磨蚀效应(其将螺母构件的已成型的螺纹通过螺母构件的弹性的回弹作用到螺钉的螺纹轮廓侧面上)还仅可以极其受限的程度来实现。这尤其适用于盲孔状的螺纹连接，在其中，螺钉的开槽区域(Furchbereich)仍然主动地处于接合中并且由于拧紧长度必须将密封器件应用在该区域中。

由文件DE 10 2007 010 221 A1已知一种螺钉，其带有用于产生公制螺纹的螺纹成型的螺纹，该螺纹包括在顶端处的成型的螺纹区段和起承载作用的螺纹区段。此外，公开了柱状的螺纹相对于三叶状的螺钉具有这样的优点：螺纹相对于气体和液体至少在很小的压差的情况下是密封的。

问题在于提供成型螺钉，其针对直接拧紧(Direktverschraubung)提供螺纹连接系统相对于气体和液体的经改善的密封。

发明内容

根据本发明的螺纹成型自攻螺钉具有至少部分地设有螺纹的杆和在杆的背对螺钉头部的端部处的螺钉顶端。杆具有从螺钉顶端延伸离开的螺纹成型的螺纹区段和联接到该螺纹区段处的起承载作用的螺纹区段以及必要时联接到该处的其他区域，其中，起承载作用的螺纹区段具有圆形的截面。起承载作用的螺纹区段在从螺钉顶端离开的方向上且朝螺钉头部具有关于起承载作用的螺纹区段的长度LG成1:50至1:500的比的节径和/或外径的增量，优选成1:100至1:400的比，其中，节径DF和/或外径DA在承载区域的长度LG上的增量恒定地变化。

螺纹的在朝螺钉头部的方向上后置于成型区域的可完整利用的承载区域通过成所说明的比的锥度使得螺钉的螺纹线能够保持一方面密封地贴靠在承载区域中，另一方面能够密封贴靠在成型在构件中的螺纹线处。

通过起承载作用的螺纹部分的锥状的成型，还在继续进行的旋入深度中抵抗已成型的螺纹线的变平和平整，并且因此维持螺纹轮廓侧面的所限定的夹紧或密封的贴靠。因此提供具有所限定的自锁以及改善的密封功能的螺纹成型自攻螺钉。

该效果可通过以下方式直观地在旋入简图中来观察，即，在螺钉的开槽区域从构件中撤消之后，扭矩的对于直接拧紧典型的侵入减小或者甚至完全取消，并且因此明显的夹紧作用是显而易见的。

此外，锥形的成型同样引起所谓的过扭矩(überdrehmoment，即相应的所施加的扭矩)的升高，在其中，螺纹连接机械地失效，这尤其在薄板螺钉中对于堵塞性(Verbaubarkeit)引起正面的作用。

在螺纹中的受限定的预紧力的结构确保待紧固的构件(还被称为在具有螺纹连接的构件处的接合物，还被称为螺母构件)的足够的紧固。

虽然在用于在螺母件中形成螺纹的螺钉的开槽扭矩(Einfurchoment)与用于实现所要求的预紧力的拧紧扭矩之间的力矩差相对于在起承载作用的螺纹区段中无锥形的截面增量的通常的自攻的螺纹连接部通过起承载作用的螺纹区段的根据本发明的恒定的增量和由此构造的锥度来改变，然而这并非是不利的，因为由于螺母螺纹到螺钉上的夹紧作用和/或摩擦以同样的程度提高螺纹连接的过扭矩并且因此还可实现更高的拧紧扭矩以达到所要求的预紧力。