用于无预制孔地直接螺接构件的自成孔和自攻丝的螺钉以及以此制造的构件复合结构的制作方法_4

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过自攻螺纹部段122的外直径。也就是说,切割边缘126在此情况下不与要成型在构件中 的螺纹的标称直径相重合。
[0069] 然而还可以想到如下的构造形式,其中切割边缘126延伸至圆柱形部段123中和 /或延伸至螺钉头125。还可以想到如下的构造形式,其中切割边缘126基本上仅设置在自 攻螺纹部段122与孔成型部段124之间的圆柱形部段123或其它轴向部段(参见例如图8 中的附图标记129)中。由此,切割边缘126可以延伸至自攻螺纹部段122上或甚至延伸至 自攻螺纹部段122中并且尤其延伸至开槽部段122'中。
[0070] 下面借助图2中所示的按图1所给出的剖切线C-C的剖视图更详细地阐述切割边 缘126的可能的构造形式。然而切割边缘126也可以构成为其它样式。
[0071] 图2a示出了第一构造形式可能性,其中所述两个切割边缘126构成在径向指向外 的或从孔成型部段124的锥形侧表面突出的凸肩127上。还可以以相类似的方式设置多于 两个切割边缘126、例如三个切割边缘126。凸肩127可以沿轴向方向构成为具有恒定的径 向高度或可变的径向高度。
[0072] 凸肩127螺旋状地延伸(如上文所说明的那样)并且彼此对称地设置或构成。同 样也可以想到不对称的布置结构。凸肩127分别具有沿切割-转动方向A定向的前侧,尖 棱的切割边缘126构成在该前侧上。切割边缘126位于如下的周边上,该周边的直径大于 杆120在孔成型部段124中的直径。在通孔的孔切割时,所述前侧连同位于其上的切割边 缘126方向相反地或沿切割-转动方向A穿过所涉及构件的材料地运动,借此至少部分地 利用切削作用产生通穿的圆孔或圆形孔。凸肩127在其与所述前侧或切割边缘126相背离 的背侧上构成为钝的且尤其是圆角的,从而使凸肩127不明显妨碍随转动方向B形成旋挤 孔,该转动方向与切割-转动方向A相反。
[0073] 图2b示出了第二构造形式可能性,其中所述两个切割边缘126构成在径向向内定 向的槽或切割槽128上。同样还可以设置多于两个切割槽128。槽128和可以称为切割切 口并且具有与所示不同的另一横截面形状。槽128可以沿轴向构成为具有有恒定的径向深 度或可变的径向深度。
[0074] 槽128螺旋状地延伸(如上文所说明的那样)并且彼此对称地亦或必要时彼此不 对称地设置或构成。关于切割-转动方向A在后方的槽外边缘构成为尖棱的切割边缘126, 利用所述切割边缘可以沿相反方向产生通穿的圆孔或圆形孔,如前文所述的那样。关于切 割-转动方向A在前方的槽外边缘构成为钝的且尤其是圆角的(或者具有连续的过渡部), 从而使槽128不会明显妨碍随转动方向B形成旋挤孔,该转动方向与切割-转动方向A相 反。槽128也有利于逆着拧入方向E(如图1中所说明的那样)运走切削产物(切削排料)。
[0075] 图2c和图2d示出了其它构造形式可能性,前文结合图2a及图2b所做的阐述类 似地适用于这些构造形式可能性。按图2c的构造形式可能性尤其是特征在于切割边缘126 之前的自由区域或后角。该自由区域也有利于逆着拧入方向E运走切削产物。按图2d的 构造形式可能性尤其是特征在于大量(大于二)的切割边缘126,借此在部段124中得出星 形的横截面轮廓。
[0076] 图3示出了构件复合结构200的局部,该构件复合结构包括类板材的上方的第一 构件210、类板材的下方的第二构件220和至少一个螺钉100。该示图仅示出了一个单个的 接合位置或螺接位置,两个构件210和220在所述位置上与根据本发明的螺钉100接合,其 中,构件210和220还可以与多个螺钉100接合。附加地,构件210和220可以至少在所述 螺接位置上彼此面状地粘合。构件210和220也可以称为接合对。构件复合结构200也可 以包括多于两个构件。
[0077] 上方构件210是与螺钉100的头部110相面对的构件,头部110或其底面也贴靠 在该上方构件上。上方的或第一构件210关于螺钉100设为进入侧。下方部件220是与头 部110相背离的构件。下方构件220关于螺钉100设为排出侧。类板材的上方构件210例 如由纤维增强的塑料构成并且尤其是由CFK材料形成,其中,所述材料不具有塑性特性。下 方构件220例如涉及铝板或钢板。上方构件210和下方构件220都可以具有空间造型。下 方构件220尤其也可以是型材边框、具有固定凸缘的铸件或类似物。
[0078] 所述两个构件210和220形锁合地且力锁合地这样与螺钉100连接,即螺钉100 以其杆120使上方部件210延伸穿过所引入的且尤其是所切入的通孔并且以其构成在杆上 的自攻螺纹部段122力锁合且形锁合地接合到构成在下方构件220上的旋挤孔中。在此, 上方部件210近似是粘入到头部110与下方构件220之间。在形成旋挤孔时构成在下方构 件220上的翻边以221标记。根据构件210和220的构件厚度,螺钉100的孔成型部段124 在排出侧上从下方部件220突出或者必要时突出到属于下方构件220的空腔中。与图3中 所示的示图不同的是,自攻螺纹部段122以及尤其是自攻螺纹线122'(开槽部段)可以从 下方部件220突出。
[0079] 为了进行直接螺接,所述两个构件210和220首先彼此定位。之后,螺钉100以其 倒圆的螺钉头125在进入侧上压靠到上方部件210上,这利用适当的工具装置进行,该工具 装置借助工具形锁合地与工具容纳部111连接。轴向作用的压力标记为F,其中,压力F的 方向也与螺钉100的拧入方向E相对应。通过沿切割-转动方向A转动螺钉100,借助切割 边缘126将通孔引入到上方构件210中,这至少部分地伴随有对构件材料的切削,如上文详 细阐述的那样。大致在螺钉尖端125触碰到下方部件220上之后,反转转动方向,从而使螺 钉100从此时起沿相反的转动方向B(形成旋挤孔-转动方向)转动。这里,在没有进一步 转动方向反转的情况下使旋挤孔成型到下方构件220中,之后螺钉100的杆120上的自攻 螺纹部段122还会形锁合地接合到该旋挤孔中。因此,所述旋挤孔形成和自攻丝沿同一个 转动方向B进行。
[0080] 根据前文的阐述,为了在上方构件210中切割通孔,需要螺钉100逆时针转动A。 为了在下方构件220中形成旋挤孔和自攻丝,需要螺钉100顺时针转动B。用于产生或切 割通孔的和用于形成旋挤孔及随后的自攻丝的转动方向由切割边缘126的构型以及自攻 螺纹部段122的取向而得出。通过螺钉100的另一构造形式,所述转动方向也可以不同。 此外可以想到,穿通孔的产生或切割以及随后的形成旋挤孔和自攻丝可以沿同一个方向进 行。此外可以想到,在形成旋挤孔与自攻丝之间设置转动方向反转。
[0081] 特别优选地规定:切割边缘126构成为磨损边缘,该磨损边缘在拧入过程期间并 且尤其在产生或切割通孔期间和/或在形成旋挤孔开始时(即在旋挤过程期间)磨损或变 钝,从而不妨碍进一步地形成旋挤孔和/或从而将所产生的旋挤孔的所产生的内直径保持 得小(尤其是在自攻螺纹部段122的外直径或标称直径以下)。
[0082] 在拧紧螺钉100时,上方构件210的位于螺钉100的头部110之下的构件材料必 要时变形。通过杆120在直接连接在头部110上的轴向部段121中不设置螺纹并且构成为 具有比自攻螺纹部段122的外直径更小的直径,头部110之下的构件材料可以有条件地变 形到孔隙中。突出的构件材料可以变形到头部110的底面上的槽112中,从而保证头部110 在上方部件210上面状地且紧密地贴靠。然而螺钉100也可以构成为没有这样的槽112,由 此可以扩大头部贴靠面并且减小上方构件210上的表面压力。
[0083] 图4示出了根据本发明的自成孔和自攻丝的螺钉的第二实施可能性。鉴于其它实 施可能性,针对相同的或功能相同的元件或部件使用相同的附图标记,但带有附注"a"。除 了下文所阐述的区别以外,螺钉l〇〇a具有其它实施可能性的所有特征。类似地适用相应的 阐述。
[0084] 在螺钉100a中,切割边缘126a直线地且平行于纵轴线L地构成在孔成型部段 124a上。在孔成型部段124a可以设置有多个这样的直线切割边缘126a,所述切割边缘对 称地、即以均匀的圆周间距彼此间隔开地设置亦或不对称地设置。如在所述第一实施可能 性中,切割边缘126a既不突出到圆柱形的部段123a中也不突出到倒圆的螺钉尖端125上。 切割边缘126a的横截面可以如图2中所示或上文所阐述地构成。此外,类似地适用结合第 一实施可能性的实施方式。
[0085] 图5示出了根据本发明的自成孔和自攻丝的螺钉的第三实施可能性。鉴于其它实 施可能性,针对相同的或功能相同的元件或部件使用相同的附图标记,但带有附注"b"。除 了下文所阐述的区别以外,螺钉l〇〇b具有其它实施可能性的所有特征。类似地适用相应的 阐述。
[0086] 在螺钉100b中,杆120b构成为没有圆柱形的部段123。自攻螺纹部段122b关于 拧入方向直接地、必要时利用适当构成的过渡部过渡到孔成型部段124b中。切割边缘126b 在自攻螺纹部段122b与倒圆的螺钉尖端125b之间沿轴向方向延伸,而不延伸到螺纹部段 122b和螺栓尖端125上。切割边缘126b构成为螺旋状,但也可以构成为直线的,如图4中 所示或上文所阐述的那样。此外,类似地适用结合第一实施可能性的实施方式。
[0087] 图6示出了根据本发明的自成孔和自攻丝的螺钉的第四实施可能性,其中,这里 仅示出杆的下方区域。鉴于其它实施可能性,针对相同的或功能相同的元件或部件使用相 同的附图标记,但带有附注"c"。除了下文所阐述的区别以外,螺钉100c具有其它实施可能 性的所有特征。类似地适用相应的阐述。
[0088] 与前文所阐述的所不同地,直线的或必要情况下也螺旋状的切割边缘126c这样 构成,使得其沿轴向方向L超出孔成型部段124c并且延伸至圆柱形部段123c中。在所示 的示例中,切割边缘126c沿轴向方向占一半地延伸在孔成型部段124c和圆柱形部段123c 上,其中,其它长度分配也是可行的(例如1/3对2/3、1/4对3/4或与此相反)
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