自攻式混凝土螺钉的制作方法

专利名称：自攻式混凝土螺钉的制作方法
自攻式混凝土螺钉本发明涉及 一 种自攻式混凝土螺钉(gewindeschneidende Betonschraube，又称自动攻丝混凝土螺钉)，其用于狞入在混凝土、 砖石建筑或其同类物中的钻孔内。在没有木楔或其同类物的情况下，混凝土螺钉拧入在混凝土 ， 砖石建筑或其同类物中的、预先打钻的钻孔内。在此过程中其螺紋 线切入钻孔壁内。混凝土螺钉的核芯直径小于钻孔直径，以使在螺 钉核芯和钻孔壁之间形成空隙。在EP623759B1中公开了这种混凝土 螺钉的一个示例。本发明的目的在于，提供一种自攻式混凝土螺钉，其对于可接 受的拧入扭矩或拧入能量具有强大的保持力。根据本发明，该目的通过权利要求1的特征来实现。根据本发 明的混凝土螺钉具有两条螺紋线(Gewindegang),其具有不同的外直 径并且沿混凝土螺钉的轴线两向(beide Achsrichtungen)具有彼此之间 不同的间距。螺紋线彼此之间不同的间距意味着，从一条螺紋线到 另 一条螺紋线的、沿混凝土螺钉的一条轴线方向的间距小于沿另一 条轴线方向的间距。螺紋线不处于相应的另一个螺紋线的、两个依 次邻接的螺旋(Windung)的中间。钻孔直径应该小于较小螺紋线的外 直径，以使具有较小外直径的螺紋线切入钻孔壁内并有助于在混凝 土内保持混凝土螺钉。与一条螺紋线和带有相同外直径的两条螺紋线比较，带有不同 外直径的两螺紋线可以更均匀的及以更好的分布方式在混凝土中传 递力量。另一个优点是对于操作者来说，在把混凝土螺钉拧入钻孔 内时，拥有改善了的安装感觉，混凝土螺钉可以更好地拧入和切入 钻孔中。
沿混凝土螺钉的两方向的、螺紋线的不同间距还改善了在混凝 土中混凝土螺钉的力传导。其中螺紋线的间距大小这样来选择，即 在打钻后留在钻孔内的和在螺紋线切入钻孔壁时产生的钻屑，在螺 紋线之间以及混凝土螺钉的核芯与钻孔壁之间具有足够的自由空 间。在本发明的优选实施例中，带有较小外直径的螺紋线和带有较大外直径的螺紋线的间距，在向着混凝土螺钉的旋拧前端(vorder Schraubend)方向上大于其向着旋柠后端(hinter Schraubend)方向上的间距。旋拧前端指的是混凝土螺钉向前拧入钻孔的一端。旋拧后端 通常具有螺钉头并且设置为可用于安装旋转工具或旋转打击工具。 从带有较大外直径的螺紋线的这一侧来看，带有较小外直径的螺紋 线在向着旋柠前端的观察方向上比向着旋柠后端的方向具有较小的 间距。因为混凝土螺钉作用在混凝土上的力量从螺紋线向着旋柠后 端方向传递到混凝土上，切入钻孔壁较浅的、带有较小外直径的螺 紋线的力量，以较短间距沿从带有较大外直径的螺紋线向着旋拧后 端的方向传递到混凝土上，而切入钻孔壁较深的、带有较大外直径 的螺紋线的力量，以向着旋柠后端的方向上、向下一个带有较小螺 钉直径(Schraubendurchmesser)的螺紋线的螺旋的、较长的间距传递到 混凝土上。混凝土螺钉作用在混凝土上的力传导由此改善。在优选实施例中，带有较大外直径的螺紋线的外直径与带有较 小外直径的螺紋线的外直径的比值约为1.03至1.14。较大的外直径 最多可以比较小的外直径大约20%。这两螺紋线外直径的直径比对 于混凝土螺钉在混凝土中的强大的保持力来说是有利的。在本发明的实施例中，带有较大外直径的螺紋线的外直径与混 凝土螺钉的螺紋线的螺距的比值约为0.9至1.2。其中螺距是螺紋线 的依次邻接的螺旋的轴向间距。在本发明的实施例中，带有较大外直径的螺紋线的外直径与混 凝土螺钉的核芯直径约为1.2至1.4,优选地约为1.25至1.35，而尤
其优选地是1.27至1.32。对于混凝土螺钉在混凝土中的强大的保持 力来说，在可接受的拧入扭矩下，上一个所提及的比值被证明是尤 其有利的。可比的良好保持值和拧入扭矩在较大误差范围内无论怎 样都是可能的。在本发明的实施例中，混凝土螺钉的 一条或所有两条螺紋线的 螺紋啮合角ot约为40。至50°。其中螺紋线可以是带有在螺紋线两侧相 同的螺紋啮合角的尖角螺紋。在本发明的实施例中，对于混凝土螺 钉的一条或所有两条螺紋线，设置的是锯齿螺紋，其中优选地，面 向旋拧前端的螺紋凸缘比较陡峭，而面向旋拧后端的螺紋凸缘比较 平坦。前面的螺紋凸缘具有与轴线方向的例如约为80。至90。的夹角， 也就是说是径向的或者说是与径向方向有着约为10。的夹角。各螺紋 线两凸缘之间螺紋啮合角保持不变，处于约40°和50。之间或者更钝。 在锯齿螺紋中，螺紋线后凸缘的较大倾度(Schraegstellung)改善了从 螺紋线到混凝土上的力传导。权利要求8指向前述实施例中的拧入混凝土中钻孔内的自攻式 混凝土螺钉。其中在本发明的优选实施例中，混凝土螺钉螺紋线的 螺距与钻孔直径的比值约为1.01至1.45。在本发明的实施例中，带 有较小外直径的螺紋线的外直径与钻孔直径的比值约为1.01至1.15， 而在本发明的实施例中，混凝土螺钉的核芯直径与钻孔直径的比值 约为0.95。这些可以在本发明的单个实施例或任意的实施例组合中 实现的测量规则，-波证明对于混凝土螺钉在混凝土内的保持值来说 是有利的。在本发明的优选实施例中，螺紋线彼此之间、向着混凝土螺钉 的旋拧后端方向看去的间距与各螺紋线在钻孔壁内的穿透深度的比 值约为8:1。穿透深度是各螺紋线的外直径和钻孔直径之差的1/2。 因为螺紋线彼此之间、向着混凝土螺钉的旋柠后端方向看去的间距 是不同的，也就是说，对于带有较小外直径的螺紋线来说其较小而 对于带有较大外直径的螺紋线来说其较大，所给出的螺紋线间距与穿透深度的比值对于这两条螺紋线来说至少是或多或少可以实现 的。该比值也依赖于混凝土的硬性。该实施例被证明对于从螺紋线 到混凝土上的高效力传导来说^^有利的。本发明接下来将参考在附图
中显示的实施例来更详细地说明。 该图显示了根据本发明的混凝土螺钉，其稍稍柠入在钻孔中。该图 并不是按比值画的。如图所示，设有根据本发明的自攻式混凝土螺钉1以在钻孔2 内拧入到混凝土3、砖石建筑或其同类物中。混凝土螺钉l在不使用 木楔或其它辅助工具的情况下拧入钻孔2内。混凝土螺钉1在旋柠前端5上具有截头圆锥形的锥体 (Verjiingung)4而在旋拧后端7上具有螺钉头6。在所示实施示例中， 螺钉头6是六角形头，不过这种头部形状并不是强制的。混凝土螺钉1具有带有不同大小外直径的两条螺紋线8、 9。带 有较小外直径&的螺紋线8的外直径&大于钻孔直径D，以使在混 凝土螺钉1柠入钻孔2内时，这两条螺紋线8、 9切入在钻孔壁10 中。螺紋线8、 9不处于相应的另一条螺紋线8、 9的螺旋的中间。 从旋拧前端5看去，带有较小直径d,的螺紋线8到带有较大外直径d2 的螺紋线9的间距Pi小于带有较大外直径(12的螺紋线9到带有较小 外直径&的螺紋线8的间距P2。混凝土螺钉1的螺距P是螺紋线8、 9的螺紋到同一条螺紋线8、 9的下一个螺紋的间距，也即螺紋线8、 9彼此之间的间距P！ 、 P2的总和。螺紋线8、 9可以实现为带有例如约为40。至50。螺紋啮合角的尖 角螺紋(未显示)。在所示和所述的本发明实施示例中，螺紋线8、 9 实现为锯齿螺紋，其中螺紋线8、 9的比较陡峭的凸缘11、 12面向 旋拧前端5而比较平坦的螺紋凸缘13、 14面向旋拧后端7。螺紋线 8、 9的前凸缘11、 12具有与混凝土螺钉1的轴线方向约为80°至90° 的夹角，在所示和所述实施示例中，该角度为80°,也即螺紋线8、 9 的前凸缘11、 12近似轴向地从混凝土螺钉1延伸。螺紋线8、 9的
两凸缘ll、 13; 12、 14之间的螺紋啮合角a为60。，以使螺紋线8、 9的后凸缘13、 14以40。的角度向混凝土螺钉1的轴线方向延伸。特 别地，螺紋线8、 9的后面的螺紋凸缘13、 14的倾度(其形成了近似 截头圓锥形的、围绕混凝土螺钉1的螺紋核芯15盘绕的平面)决定或 至少共同决定了混凝土螺钉1在混凝土 3中的保持力。带有较大外直径的螺紋线9的外直径(12与螺紋核芯15的核芯直 径dK的比值为1.3，带有较大外直径d2的螺紋线9的外直径&比带 有净交小外直径d,的螺紋线8的外直径约大10%至12%。带有较大外直径的螺紋线9的外直径(12与混凝土螺钉的螺距P 的比值为1，或也许更多。螺紋线8、 9彼此之间的、也就是说从旋拧前端5前段看去的间 距P"P^与各螺紋线8、9在钻孔壁10内的穿透深度的比值约为8:1。 其中穿透深度是螺紋线8、 9的各个外直径d2、 c^与钻孔直径D之间 的差值的1/2(即1/2(d厂D)或1/2(d厂D》。因为螺紋线8、 9彼此的间 距P卩P2大小不同，所述比值对于这两条螺紋线8、 9可以至少近似 地保持，尽管螺紋线8、 9的外直径不同。因为带有较小外直径d,的 螺紋线8具有钻孔壁10内较小的穿透深度，其所必需的沿轴线方向 至下一条螺紋线9的、用以传递从混凝土螺钉1到混凝土 3上的拉 出力的支持长度，比带有较大外直径d2的螺紋线9来说较小。所述8:1 的比值对于从螺紋线8、9到混凝土 3的力传导来说看起来是最优值(或 至少接近最优值)，并且因此给予混凝土螺钉1在混凝土 3中强大的 保持力。混凝土螺钉1的螺紋线8、 9的螺距P与钻孔2的直径D的比值 约为1.2，带有较小外直径的螺紋线8的外直径d,与钻孔2的直径 D的比值约为1.1。混凝土螺钉1的螺紋核芯15的直径DK与钻孔直 径D的值约为0.95，以^使螺紋核芯15和钻孔壁10之间形成空隙。 混凝土螺钉1的在钻孔2内的可拧入性由此而改善了 ，或者是完全 第一次成为可能。从钻孔2的打钻和混凝土螺钉1拧入时螺紋线8、9在钻孔壁10内的切入而产生的钻屑可以收集在空隙内
权利要求
1.一种用于拧入混凝土中钻孔内的自攻式混凝土螺钉，其特征在于，所述混凝土螺钉(1)具有两条螺纹线(8、9)，所述螺纹线(8、9)具有不同的外直径(d1、d2)，而且所述螺纹线(8、9)彼此之间的间距(P1、P2)沿所述混凝土螺钉(1)的轴线的两个方向不同。
2. 根据权利要求1所述的混凝土螺钉，其特征在于，带有较 小外直径(d0的螺紋线(8)与带有较大外直径(d》的螺紋线(9)的间距， 在向着所述混凝土螺钉(1)的旋拧前端(5)的方向上大于其向着所迷混 凝土螺钉(1)的旋拧后端(6)的方向上的间距。
3. 根据权利要求1所述的混凝土螺钉，其特征在于，所述带 有较大外直径的螺紋线(9)的所述外直径(d》大于所述带有较小外直径 的螺紋线(8)的所述外直径(《)至约20%。
4. 根据权利要求1所述的混凝土螺钉，其特征在于，所述带 有较大外直径的螺紋线(9)的所述外直径(d》与螺距(P)的比值约为0.9 至1.2。
5. 根据权利要求1所述的混凝土螺钉，其特征在于，所述带 有较大外直径的螺紋线(9)的所述外直径((12)与所述混凝土螺钉(1)的核 芯直径(d0的比值约为1.2至1.4。
6. 根据权利要求1所述的混凝土螺钉，其特征在于，所述混 凝土螺钉(1)的螺紋线(8、 9)具有约40。至60。的啮合角(ot)。
7. 根据权利要求1所述的混凝土螺钉，其特征在于，所述混 凝土螺钉(1)的所述螺紋线(8、 9)是锯齿螺紋。
8. —种拧入在混凝土(3)中的钻孔(2)内的自攻式混凝土螺钉 (1)，其特征在于，所述混凝土螺钉(1)具有两条螺紋线(8、 9)，所述 螺紋线(8、 9)具有不同的外直径(dp 4)，而且所述螺紋线(8、 9)彼此 之间的、沿所述混凝土螺钉(1)轴线的两个方向的间距(P,、 P》不同。
9. 根据权利要求8所述的拧入在混凝土(3)中的钻孔(2)内的自攻式混凝土螺钉(l),其特征在于，所述螺紋线(8、 9)彼此之间的、向 着混凝土螺钉(1)的旋拧后端(6)的方向看去的间距(P,、 P2)，与所述螺 紋线(8、 9)在钻孔壁(10)内的穿透深度的比值约为8:1。
10. 根据权利要求8所述的拧入在混凝土(3)中的钻孔(2)内的自 攻式混凝土螺钉(l)，其特征在于，所述混凝土螺钉(l)的所述螺紋线 (8、 9)的螺距(P)与钻孔直径(D)的比值约为1.01至1.45。
11. 根据权利要求8所述的拧入在混凝土(3)中的钻孔(2)内的自 攻式混凝土螺钉(l)，其特征在于，所述带有较小外直径的螺紋线(8) 的所述外直径(dJ与所述钻孔直径(D)的比值约为1.01至1.15。
12. 根据权利要求8所述的拧入在混凝土(3)中的钻孔(2)内的自 攻式混凝土螺钉(l)，其特征在于，所述混凝土螺钉(l)的所述核芯直 径(d0与所述钻孔直径(D)的比值约为0.95。
全文摘要
为改善自攻式混凝土螺钉(1)在混凝土(3)中的钻孔(2)内的保持力，本发明提供一种带有两条外直径(d₁、d₂)不同的螺纹线(8、9)的混凝土螺钉(1)，其中从旋拧前端(5)看去，带有较小外直径(d₁)的螺纹线(8)与带有较大外直径(d₂)的螺纹线(9)的间距(P₁)小于带有较大外直径的螺纹线(9)与带有较小外直径的螺纹线(8)的间距(P₂)。优选地，螺纹线(8、9)是锯齿螺纹。
文档编号F16B25/00GK101160471SQ200680012413
公开日2008年4月9日 申请日期2006年4月4日 优先权日2005年4月16日
发明者J·-C·贝克, K·迈耶, M·沙弗, O·哈克 申请人:阿图尔-费希尔股份公司费希尔厂