本发明涉及一种钻尾螺丝，尤其是两件式钢螺丝，其具有头部件和切削件，其中头部件由耐腐蚀的材料制造并且具有螺丝头和杆部段，其中切削件由可硬化的或硬质的材料制造。
此外，本发明涉及一种用于制造钻尾螺丝，尤其是两件式钢螺丝的方法，所述钻尾螺丝包括：由耐腐蚀的材料构成的头部件，所述头部件具有螺丝头和杆部段；由可硬化的或硬质的材料构成的切削件和在杆部段和切削件之间设置的由耐腐蚀的材料构成的中间部段。
背景技术：
钻尾螺丝或两件式钢螺丝以及用于制造钻尾螺丝或两件式钢螺丝的方法在现有技术中是众所周知的。这样尤其是在建筑工程中已知设计了两件式钢螺丝，其具有用于建筑外立面的不锈的头部件，使得头部件不受腐蚀或不受锈蚀。此外，现有技术中已知的两件式钢螺丝在切削件上具有带有钢钻头的硬化部分，使得一方面可以为两件式钢螺丝提供受气候条件影响的不锈的外侧，而硬化的前部分提供钻头。
为了将头部件与切削件连接，现有技术中已知的是，将这两部分粘合，将这两部分焊接或将这两部分旋紧。在此可以设计为，不仅头部件而且切削件分别具有内螺纹并且这两个部分利用螺纹销连接。
然而，在现有技术中已知的两件式钢螺丝中已显现出：头部件和切削件不再能够可靠地彼此连接。此外，为了在两件式钢螺丝上制造螺纹必需将头部件和切削件彼此轴向平齐地设置。在此，在实践中也出现高位移。因此，现有技术中已知的两件式钢螺丝和用于制造这样的两件式钢螺丝的方法导致高次品率和高的检验开销。在后公开的德国专利申请de102014204598中公开了，将切削件与头部件借助挤压连接。然而在此情况下也显现出，尤其是长的螺丝不能如所说明的那样制造。
技术实现要素：
因此，本发明提出了如下任务，一种钻尾螺丝，尤其是两件式钢螺丝，以及一种用于制造钻尾螺丝或两件式钢螺丝的方法，其中避免所述的问题。
开头所述的任务利用具有权利要求1的特征的钻尾螺丝来解决。两件式钢螺丝的其他有利的设计方案在从属权利要求中得到。相应地设计为，在杆部段与切削件之间设置由耐腐蚀的材料构成的中间部段，该中间部段与杆部段不可松脱地连接，其中切削件具有榫销状的凸起或碗状的凹部，并且其中，中间部段具有碗状的凹部或榫销状的凸起，其中这两个连接配对件中的一个在横截面上具有咬合轮廓，其中榫销状的凸起设置在碗状的凹部中，并且其中中间部段与切削件挤压持久地连接，使得切削件的榫销状的凸起在碗状的凹部的区域中至少分部段地轴向底切中间部段或中间部段的榫销状的凸起在碗状的凹部的区域中至少分部段地轴向底切切削件。当切削件与中间部段连接并且该切削件在杆部段的区域中与头部件(例如通过焊接)不可松脱地连接时，杆部段、中间部段和切削件一起形成螺丝杆(schraubenschaft)。于是例如将螺纹施加到螺丝杆上。
优选地，头部件和中间部段在此由不锈钢制造，而切削件优选由经热处理的钢、hss、硬质金属或工程陶瓷制造。在此，特别优选的是，头部件与切削件借助横向挤压工艺(querflieβprozess)连接。根据本发明的轴向底切(hinterschneidung)尤其可以通过横向挤压工艺实现，其中材料流可以横向于挤压机的作用方向进行。
由于比较短的中间部段可以用于挤压工艺，所以一方面可以实现在切削件与中间部段之间的安全的连接，其中另一方面由于中间部段和头部件的材料类型相同可以在头部件与中间部段之间建立可靠的不可脱开的连接。螺丝长度的确定于是可以有利地通过头部件的杆部段的长度的确定来进行。
有利地，咬合部段在碗状的凹部中或在榫销上径向向内延伸。通过挤压工艺，或通过横向挤压工艺于是可以在切削件与中间部段之间或在榫销状的凸起与碗状的凹部之间提供底切部，使得中间部段和切削件在轴向方向上，即沿着螺丝的纵轴线方向安全地连接。
通过为咬合轮廓设置咬合部段也还可以提供从头部件到切削件的传递扭矩。因此，利用根据本发明的钻尾螺丝可以将头部件与切削件不仅在轴向方向上而且在径向方向上可靠地且简单连接。
有利地，碗状的凹部和榫销状的凸起分别设置在头部件的或切削件的垂直于螺丝的中心纵轴线的端侧上。
此外特别优选的是，榫销状的凸起完全填充碗状的凹部或中间件完全包围榫销状的凸起。因此，在根据本发明的钻尾螺丝中可以提供中间部段与切削件的形配合的连接。
此外有利的是，切削件是硬化的，尤其是表面硬化的且具有钻头。
在此特别优选的是，切削件具有芯钻部，其汇入钻头。这种芯钻部可以在钻尾螺丝运行中即在旋入例如板桁中时用作润滑材料储存器。
优选地，切削件由高速钢(hss)、高合金的或碳素钢、硬质金属或工程陶瓷制造。
在此特别优选的是，头部件和中间部段由不锈钢制造。有利地，头部件和中间部段由相同的不锈钢制造，使得头部件可以与中间部段简单且可靠地不可脱开地彼此连接。
钻尾螺丝的另一有利的改进方案设计为，咬合轮廓构成为梅花槽、增强型梅花槽、六边形、多齿形、齿部或十字形。
在钻尾螺丝的另一有利的设计方案中设计为，在咬合部段之间分别设置圆形部段。有利地，咬合轮廓具有三个咬合部段。因此，在设置三个咬合部段时，咬合轮廓也具有三个圆形部段。在此，圆形部段有利地可以径向从外部设置到碗状的凹部中的咬合部段上或设置在榫销状的凸起上。
此外有利的是，咬合部段和圆形部段彼此以大约120度的角度设置在碗状的凹部的环周中或设置在榫销状的凸起上。
两件式钢螺丝的另一有利的设计方案设计为，碗状的凹部或榫销状的凸起在圆形的部段的区域中具有第一半径而在咬合部段的区域中具有减小的第二半径，该第二半径小于第一半径。尤其是，咬合部段可以构成为反向的朝向凹部的中部径向向内延伸的圆形部段。
上述任务也通过具有权利要求8所述的特征的用于制造两件式钢螺丝的方法来解决。这样的方法包括如下步骤：以预设的深度将碗状的凹部挤压入中间部段中，或将具有预设的长度的榫销状的凸起模制到中间部段上；制造具有榫销状的凸起的切削件，所述凸起具有大于凹部的深度的长度，或将碗状的凹部以如下深度挤入切削件，所述深度小于中间部段的榫销状的凸起的长度；其中在将碗状的凹部挤入时挤入带有咬合部段的咬合轮廓；将凸起引入凹部中并且借助挤压工艺将中间部段和切削件连接，使得榫销状的凸起完全成型碗状的凹部；将杆部段和与切削件连接的中间部段焊接。在此特别优选的是，横向挤压工艺用作挤压工艺。
开头所述的任务通过具有权利要求8所述的特征的用于制造两件式钢螺丝的方法来解决。这样的方法包括如下步骤：将碗状的凹部以预设的深度挤入中间部段中或将具有预设的长度的榫销状的凸起模制到中间部段上；制造具有榫销状的凸起的切削件或在横截面上具有咬合轮廓的碗状的凹部；将凸起引入凹部中并且借助挤压工艺将中间部段和切削件连接，使得榫销状的凸起完全成型碗状的凹部或包围榫销状的凸起；将杆部段和与切削件连接的中间部段不可脱开地连接。在此特别优选的是，横向挤压工艺用作挤压工艺。
在制造切削件时，该切削件有利地可以以最大75％的挤压比例被挤压或深冲。在连接之后，即在榫销状的凸起完全成型或完全包围碗状的凹部时，特别优选的是，榫销状的凸起在此至少分部段地轴向底切碗状的凹部。因为榫销状的凸起在连接之前具有大于碗状的凹部的深度的长度，所以切削件的材料可以在挤压工艺期间轴向移动时沿着径向方向位移到碗状的凹部中。因此，在完成连接的螺丝中在榫销状的凸起上可以制造径向向外延伸的有腹的部段。利用有腹的凸起可以提供底切，由此头部件与切削件在轴向方向上可靠地形配合地连接。此外，在榫销状的凸起上或在碗状的凹部中已经可以安置底切，使得在横向挤压工艺期间中间部段的材料贴靠到榫销状的凸起上或贴靠到碗状的凹部的壁上并且因此制造形状配合的轴向连接。
该方法的有利的改进方案设计为，碗状的凹部以相对于中间部段的横截面的大约20％到大约75％的面积比挤入到中间部段中或切削件中。已表明的是，在这样的面积比时，可以提供中间部段与切削件的特别可靠的连接。
此外，有利的是，在制造切削件时圆柱形地制造榫销状的凸起。凸起在此有利地在其环周面上光滑地构成。圆柱形的凸起的直径优选选择为使得该直径小于或等于碗状的凹部的最小的内直径。因此，在进行挤压工艺之前，凸起可以简单地引入碗状的凹部中。
根据本发明的方法设计为，在将碗状的凹部挤入时，将具有咬合部段的咬合轮廓挤入中间部段中。在此特别有利的是，咬合部段径向向内延伸，使得咬合部段在通过挤压连接之后可以用于改进在头部件与切削件之间的传递扭矩。
根据本发明的方法设计为，在挤压榫销状的凸起时，将具有咬合部段的咬合轮廓安置到切削件上。在此特别优选的是，咬合部段径向向内延伸，使得咬合部段在通过挤压连接之后可以用于改进在中间部段与切削件之间的传递扭矩。
该方法的另一有利的改进方案设计为，中间部段和切削件在连接之前轴向平齐地设置。在此，可以设计为，中间部段和切削件在设置在压模中时通过压模平齐地设置。
此外，有利的是，杆部段和与切削件连接的中间部段在焊接之前轴向平齐地设置。
在此特别优选的是，杆部段、中间部段和切削件在焊接之后被笔直滚压并且接着将螺纹滚压到杆部段、中间部段和切削件上。在此特别优选的是，通过螺纹滚压进一步改进在头部件与切削件之间的连接。
此外有利的是，切削件或中间部段的制造和与这两个部件中的一个部件的连接在一个多级挤压中执行。
附图说明
本发明的其他细节和有利的改进方案从如下描述中得到，借助其详细描述和阐述了本发明的在附图中所示的实施形式。
在附图中：
图1示出了根据本发明的钻尾螺丝，
图2示出了用于根据图1的钻尾螺丝的中间部段；
图3示出了用于根据图1的钻尾螺丝的切削件；
图4示出了在挤压工艺之前根据图1的钻尾螺丝的平齐设置的中间部段和切削件；
图5示出了在开始挤压工艺时中间部段和切削件的细节视图；
图6示出了在挤压工艺之后挤压连接的细节视图；
图7示出了根据图2的中间部段的碗状的凹部；以及
图8至图13示出了根据本发明的实施例的其他细节视图。
具体实施方式
图1示出了构成为两件式钢螺丝的钻尾螺丝10，其中钻尾螺丝10具有头部件12和切削件14。在头部件12和切削件14之间轴向上与钻尾螺丝的中心纵向轴线18平齐地设置中间部段16。此外，头部件12具有螺丝头20以及杆部段22。中间部段16和切削件14借助挤压工艺在冲头24的区域中彼此连接。此外，与切削件14通过挤压连接的中间部段16与杆部段22的区域中的头部件12在冲头25的区域中不可松脱地彼此连接。头部件12和中间部段16由不锈钢制造，其中切削件由可硬化的材料、硬质金属或工程陶瓷制造。
由于头部件12和中间部段16由优选相同的材料制造，所以头部件12和中间部段16在冲头25的区域中简单且可靠地焊接。
图2示出了图1中所示的钻尾螺丝10的中间部段16。中间部段16相对于中心纵轴线18同心地设置。中间部段16具有碗状的凹部26。碗状的凹部26具有深度28，该深度在轴向上即沿着中心纵轴线18延伸。碗状的凹部26在图2中还具有直径30。中间部段16构成为圆柱体并且具有直径32。碗状的凹部26优选借助挤压工艺引入中间部段16。有利地，碗状的凹部26具有图7中示出的咬合轮廓(mitnahmeprofil)70，该咬合轮廓在下文中还参照图7还将予以详细描述和阐述。
图3示出了图1中所示的钻尾螺丝10的切削件14。切削件14具有直径34，该直径大致对应于中间部段16的直径32。此外，切削件14还具有榫销状的凸起36。榫销状的凸起36和切削件14与中心纵轴线18同心地设置。在榫销状的凸起36的区域中，切削件14具有直径38。此外，榫销状的凸起36沿着中心纵轴线18具有长度40。
榫销状的凸起36的长度40大于中间部段16的碗状的凹部26的深度28。榫销状的凸起36的直径38小于碗状的凹部26的最小的直径30。
这在图4中可清楚地看到。图4示出了中间部段16和切削件14，其中，中间部段16和切削件14轴向上与中心纵轴线18平齐地设置。切削件14的榫销状的凸起36在此推入到中间部段16的碗状的凹部26中。榫销状的凸起36推入碗状的凹部26中可以沿着箭头42的方向进行。明显可看到的是，榫销状的凸起36具有比碗状的凹部26的深度28更大的长度40。此外可看到的是，碗状的凹部26具有比榫销状的凸起36的直径38更大的直径30。图4示出了在此情况下在执行挤压工艺之前的中间部段16和切削件14。
图5示出了中间部段16的放大的部分，其中切削件14的榫销状的凸起36引入到中间部段16的碗状的凹部26中。这两个部分即中间部段16和切削件14设置在多级挤压的模具44中并且支撑在模具44的环周面46上。图5示出了在开始挤压工艺时的中间部段16和切削件14。机器的作用方向通过箭头48示出。现在当切削件14进一步沿着箭头48的方向运动经过图4中所示的位置时，则榫销状的凸起36的端侧50至少部分没入碗状的凹部26的底面52中。由于从碗状的凹部26的底部52沿着箭头48的方向的进一步的轴向的位移被限制，所以榫销状的凸起36的材料沿着箭头54的方向可以径向向外流入在切削件14的榫销状的凸起36与中间部段16之间的空腔56中，即横向于箭头48流动。
图6示出了在挤压工艺结束时挤压连接的放大的部分。钻尾螺丝10的切削件14和中间部段16还始终设置在多级过程的模具44中并且支撑在模具的环周面46上。明显可看到的是，这实现了沿着箭头54的流动过程。榫销状的凸起36的材料可以横向于挤压的作用方向，即横向于通过箭头48所示的方向流动。材料在此流入图5中所示的空腔56中并且填充该空腔。
中间部段16的形成榫销状的凹部26的侧面58的运动通过模具44的环周面46限制，因为中间部段16和切削件14支撑在模具44的环周面46上。在挤压工艺结束时，榫销状的凸起36完全填充碗状的凹部26。
如在图6中可看到的那样，榫销状的凸起36于是具有鼓起部58。在鼓起部60的区域中，榫销状的凸起36在挤压工艺之后具有直径62。在至榫销状的凸起36的过渡区域64上，榫销状的凸起36还具有直径66。直径62大于直径66，使得榫销状的凸起36在轴向方向上底切碗状的凸起26。因此，不再可能从碗状的凹部26沿着箭头68对榫销状的凸起36拉出。
因为在制造钻孔时或因为在使用钻尾螺丝10时也必须传递高的扭矩，所以中间部段16的碗状的凹部如已在上文中深入解释的那样具有在图7中所示的咬合轮廓70。咬合轮廓70由圆形的部段72和设置在圆形部段72之间的咬合部段(mitnahmeabschnitten)74形成。在图7中分别设置三个圆形部段72，使得所述圆形部段相互以大约120度的角度76设置。在圆形部段72的区域中，碗状的凹部26具有半径78，该半径在圆形部段72的区域中是恒定的。在咬合部段74的区域中，碗状的凹部26还具有半径80，该半径朝向咬合部段74的中部82连续减小。该减小的半径80限定了如下间距，该间距在咬合部段74的区域中减小。咬合部段74构成为反向的圆形部段并且也可以通过从外部施加的半径86限定。
现在当切削件14或切削件14的榫销状的凸起36为了挤压工艺被引入中间部段16的碗状的凹部26中，特别优选的是，榫销状的凸起36的直径38选择得小于或等于碗状的凹部26在咬合部段74的中部82的区域中的最小直径，使得榫销状的凸起36可以毫无问题地引入碗状的凹部26中。在挤压工艺中，于是榫销状的凸起36的材料可以位移到空腔56中，该空腔通过圆形部段72限定。由于咬合轮廓70于是除了底切通过鼓起部60之外还可以提供沿着径向方向的传递扭矩，所述鼓起部保证了轴向方向上的连接。
类似于上文的参数和附图，图8至13示出了针对切削件14的材料不再能够充分改型的情况的不同的实施方式。成型在此情况下几乎仅通过中间部件16承担，而底切88和90在凸起状的榫销36上或在碗状的凹部26中已通过前面的过程制造。
在图8中示出了如下情况：碗状的凹部26与咬合轮廓70一起引入切削件14中以及底切88被引入。凸起状的榫销36在此是圆柱形的并且如前面所阐述的那样长于碗状的凹部26的深度并且直径小于或等于底切88的内直径。
特别之处是根据图9的变型方案，因为在那里中间部段16的碗部的制造过程以及中间部段16和切削件14的挤压根据切削件14的材料可以在一个步骤中执行。在此情况下通过切削件14实现改型。此外，在该变型方案中，对于鼓起部所需的附加的材料通过从中间部段16的上部区域的再流动来提供。榫销状的凸起36在此情况下已经与咬合轮廓70以及底切90一起在前述的过程中安置到切削件14上。
在图10中示出了类似于图5的情况：咬合轮廓70和底切88事先安置在切削件14上的碗状的凹部26中。
在图11中示出了类似于图5的情况：咬合轮廓70和底切90事先安置在切削件14的榫销状的凸起36上。
在图12中示出了类似于图6的情况：咬合轮廓70和底切88事先安置在切削件14上的碗状的凹部26中。
在图13中示出了类似于图6的情况：咬合轮廓70和底切90事先安置在切削件14的榫销状的凸起36上。
在通过挤压将中间部段16和切削件14连接之后，与切削件14连接的中间部段16与在杆部段22的区域中的头部件12焊接。
由于比较短的中间部段16可以用于挤压，所以一方面可以实现在切削件14和中间部段16之间的可靠的连接，其中另一方面由于中间部段16和头部件12的材料类型相同可以在头部件12和中间部段16之间建立可靠的焊接连接。螺丝长度的确定于是可以有利地通过头部件12的杆部段22的长度的确定来进行。