螺钉和混凝土螺钉的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于制造螺钉，特别是混凝土螺钉的方法，该螺钉具有杆和设置在杆侧面上的螺纹，其中在杆的顶端上在杆侧面中设有至少一个切削凹槽。在这种方法中，
[0002]-准备线状件作为工件，
[0003]-在螺纹滚乳工艺中在工件侧面成形出至少一条螺纹螺旋线(螺纹线)，在该螺纹滚乳工艺中有两个成型化轮廓(profiIierte)的滚乳工具优选作用在工件的相对侧上，并且
[0004]-在工件的端部区域上在工件侧面中引入至少一个凹陷部。
[0005]本发明还涉及一种根据权利要求9的前序部分所述的混凝土螺钉。这种混凝土螺钉设有杆和设置在杆侧面上的螺纹，其中在杆的顶端上在杆侧面中设有至少一个切削凹槽。
【背景技术】
[0006]由US 2011274516 A已知这类方法。该文献描述了一种用于混凝土螺钉的制造方法，其中首先在杆上成形螺纹，并且随后借助倾斜设置的铣轮在杆上铣出沟槽。该铣出的沟槽表现出铣轮的成像并且由尖锐的棱边限定。例如在EP 2 233 757 A2中所述，该棱边能够作为切削边，该切削边在螺钉的旋入过程中可能扩张非理想柱形的钻孔，并且因此能将具有较大内径的混凝土螺钉以较高负荷钉入。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于，提供一种用于螺钉、特别是混凝土螺钉的制造方法以及相应的混凝土螺钉，通过该方法能够特别简单且成本有利地制造能经受负荷并容易安装的螺钉。
[0008]根据本发明通过一种具有权利要求1特征的方法以及通过一种具有权利要求9特征的螺钉来实现所述目的。优选的实施方式在相应的从属权利要求中给出。
[0009]根据本发明的方法的特征在于，
[0010]-在工件的截面中观察，凹陷部位于工件的无凹陷区域的径向对面，
[0011]-首先在工件侧面中引入凹陷部并且随后在工件侧面上成形出螺纹螺旋线，并且
[0012]-其中的至少一个滚乳工具，优选两个滚乳工具在螺纹滚乳工艺中也作用在工件的具有凹陷部的端部区域上。
[0013]本发明的第一基本构思可以在于，这样设置凹陷部，S卩，其中至少一个凹陷部，优选所有的凹陷部的对面没有相应的凹陷部，从而在凹陷部区域中的工件横截面相对于工件纵轴上的镜面不对称。由此，至少其中一个凹陷部，优选所有的凹陷部分别与没有凹陷的区域、即无凹陷区域相对立，在该区域上工件凸出地、特别是以柱区段的形式形成和/或凸球状地向外突出。另一个基本构思可以在于，在螺纹滚乳工艺中滚过这样设置的凹陷部，也就是说其中至少一个、优选两个相对立的滚乳工具也作用到紧邻凹陷部的周围。
[0014]以令人惊讶的方式示出了，在这种方法实施过程中，在凹陷部的区域中以及甚至在该区域的轴向方向上可能出现杆的变形，在该变形中初始的具有统一曲率的圆形杆横截面转变成具有变化的曲率的非圆横截面，特别是转变成接近于多边形的横截面。另外以令人惊讶的方式示出了，制成的螺钉在具有良好负荷能力的同时能够特别容易地安装。在凹陷部周围形成非圆的横截面可以归因于以下情况，即，设有至少一个不对称的凹陷部的工件的自由端部由于在滚乳过程中不对称的横截面结构而进行一种摇摆运动，该运动可能在滚乳工艺的进程中增大。良好的可安装性又可能归因于，在顶端区域中形成横截面形状的情况下在螺钉芯和钻孔壁之间仅局部出现摩擦，并且不会丢失螺钉的扩张钻孔的能力。
[0015]通过根据本发明的方法优选制成一种混凝土螺钉，即具有自动切削的(自攻)螺纹的螺钉，该螺钉通过形成对应螺纹而能够旋入混凝土基体中。以适宜的方式必要时在精加工之后，该至少一条螺纹螺旋线在最终的螺钉中形成螺纹，和/或必要时在精加工之后工件侧面中的凹陷部在最终的螺钉中形成切削凹槽。本发明特别适合用于制造具有较粗杆的混凝土螺钉，即例如用于制造这种螺钉，该螺钉中螺纹的外径与杆的内径的比例为1.1至1.4。工件和/或螺钉优选由金属材料构成。
[0016]杆和/或工件适宜地至少区段性地具有柱形的侧面。杆的顶端特别可以理解为杆的这种端部，该端部在螺钉的特定应用情况下首先进入基体中，即自动切削的螺纹起始的区域。侧面根据定义特别可以理解为具有套管形状的外表面。
[0017]特别适宜的是，根据本发明的方法最初开始的线状件具有圆形的横截面。优选该线状件形成为柱形，特别优选形成圆柱形，特别是形成平直圆柱形的形状。由此能够进一步减少制造费用，特别是因为由于高度对称性而能够消除工件的定向。
[0018]另外有利的是，在工件侧面中引入奇数数量的凹陷部，特别是引入至少三个凹陷部，优选恰好三个凹陷部。由此能够在制造技术上特别简单地获得用于螺纹滚乳的、根据本发明的非对称初始形状。优选设置三个凹陷部。由此能够实现具有较大开口的凹陷部，该开口能够特别好地容纳切削过程中落下的石粉。
[0019]如果设置多个凹陷部，特别有利的是，在工件的横截面中观察，这些凹陷部等距地设置。特别是工件至少在时间上紧邻在螺纹滚乳工艺之前在凹陷部上具有旋转对称的横截面形状，即这样的形状，其中横截面形状经特定角度的旋转获得再次与其本身相重叠的横截面形状。优选设置三倍的旋转对称。通过该设计变体能够进一步减少制造费用和/或在最终的螺钉中进一步改善可安装性和/或负荷能力。
[0020]优选螺纹滚乳工艺为平模(Flachbacken)-滚乳工艺，其中彼此线性移动的两个滚丝机具作为滚乳工具作用在工件上。由此实现了特别成本有利的且有效的工艺实施并且由于在螺纹滚乳过程中形成区域式的非圆横截面，所以根据本发明的效果是特别显著的。根据本发明两个滚乳工具都作用在工件的径向相对侧上。该滚乳工具使工件朝工件滚乳转动方向以旋转的方式移动。
[0021]一个适宜的设计在于，通过成型(Umformen，二次成型)，特别是通过冷成型在工件的侧面中引入凹陷部，即通过非切削的制造工艺，其中工件塑性地并且在维持其质量和其牢固性的情况下形状上发生变化。这种非切削的成型工艺能够特别简单地结合在螺钉的制造顺序中并且与其他步骤相结合。此外，在冷成型过程中可能产生局部的冷作硬化，该冷作硬化能够进一步加强导致非圆的顶端形状的机制。
[0022]根据本发明在工件的端部区域中将凹陷部引入工件侧面中。适宜的是，凹陷部朝向工件的端面开放。凹陷部的朝前开放的构造能够进一步促进根据本发明的导致在螺纹滚乳过程中形成区域式非圆横截面的效果。此外，该设计实现了借助阴模特别简单的制造。因此，特别有利的是，切削凹槽朝向螺钉的端面开放。凹陷部以及进而切削凹槽优选位于工件或螺钉的顶端区域中。
[0023]有利的是，通过压力成型，特别是通过挤出引入凹陷部。这在制造费用方面是有利的。根据定义，压力成型工艺理解为在大量压力负荷下的成型。为了引入凹陷部以适当的方式在阴模中或者穿过阴模压制出凹陷部。
[0024]特别适宜的是，螺钉具有相对于杆加宽的螺钉头。该螺钉头能够用于与安装工具抗扭(旋转固定)地联接。螺钉头为了与安装工具抗扭地联接而例如能够具有多边形结构，优选外六边形。
[0025]为此有利的是，压锻工件并且在此制造端部侧的加粗部。该端部侧的加粗部能够形成为制得的螺钉的螺钉头或者已经直接形成螺钉头。
[0026]通过在工件侧面中引入凹陷部的同时制造或成型出端部侧的加粗部，可减少制造费用。为此可通过冲头在工件的端部上施加轴向力，该端部上形成加粗部，其中该轴向力将工件推入形成凹陷部的阴模中。
[0027]根据本发明的方法的有利设计在于，在工件横截面中观察，引入工件侧面中的凹陷部是不对称的。特别是该凹陷部可以相对于螺钉的径向不对称。通过该不对称的构造可以减小凹陷部模制过程中的成型阻力，并且不会导致制得的螺钉的主要功能损失。
[0028]特别有利的是，相对于工件侧面，凹陷部的在工件滚乳转动方向上先行的(vorauslaufende)侧边比凹陷部的在工件滚乳转动方向上后行(nachlaufende)的侧边更陡。由此造成的不对称的材料流动能够进一步加强导致顶端区域中的非圆横截面的效果。工件滚乳转动方向理解为这样的转动方向，工件在螺纹滚乳工艺中沿该转动方向由两个滚乳工具以旋转的方式移动。
[0029]根据本发明的混凝土螺钉的特征在于，杆在顶端区域一该顶端区域在轴向上比中间区域更靠近混凝土螺钉的顶端一中相比于在中间区域中在杆横截面中具有更大的圆度偏差。也如上所述，通过这种形状实现了在较低摩擦的同时具有良好的切削效果并且因此在高负荷能力的同时具有良好的可安装性。例如杆在中间区域中能够具有圆形的横截面并且在顶端区域中具有接近于凸球状多边形的横截面。圆度偏差特别是能够理解为与理想圆形的平均偏差或最大偏差。
[0030]特别优选的是，杆在顶端区域中的杆横截面中具有奇数数量的最大曲率，特别是至少三个最大曲率，优选恰好三个最大曲率。由此能够在根据本发明的方法中实现特别简单的制造。优选螺钉具有奇数数量的切削凹槽，特别是至少三个切削凹槽，优选恰好三个切削凹槽。
[0031]另外优选的是，相对于中间区域具有更大圆度偏差的顶端区域在轴向上越过切削凹槽向外延伸。根据该实施方式，非圆的顶端区域特别是相比于切削凹槽更远离螺钉顶端延伸和/或更靠近螺钉头延伸。由此能够进一步改善可安装性。该实施方式能够顾及到，切削作用通常集中在切削凹槽的端部上，相反地，在切削凹槽的整个长度上的非圆形状能够容纳落下的混凝土粉末。
[0032]结合根据本发明的螺钉提到的特征也能够应用在根据本发明的方法中，反过来结合根据本发明的方法提到的特征也能够应用在根据本发明的螺钉中。优选根据本发明的混凝土螺钉能够按照根据本发明的方法制造。
[0033]如果结合本发明提到杆的横截面，则特别应当涉及仅仅杆的横截面。螺纹和切削凹槽在本文的定义中优选不属于杆，也就是说螺纹和切削凹槽在本发明的意义上对于杆横截面的观察来说可以是不重要的并且在该区域中的杆横截面需要向内塑造(内推，interpolieren)。横截面特别能够理解为垂直于工件和/或螺钉的纵轴的截面。
【附图说明】
[0034]接下来根据优选的实施例详细说明本发明，在附图中示意性地示出了这些实施例，其中以下示出实施例的单个特征结合本发明可以单独地实现或者以任意组合的形式实现。附图中示意性地示出了:
[0035]图1至5:在根据本发明方法的第一个实施方式的制造顺序中在相继的不同阶段中的工件，图1至4为侧视图以及图5为立体视图，其中图5示出了作为最终产品的根据本发明的混凝土螺钉