用于部件的具有自攻螺纹和安全螺纹的塑料制固定元件的制作方法

在德国实用新型专利DE 203 07 622 U1中公开了这种类型的固定元件，其中涉及到一种用于以塑料螺栓使安装件固定在塑料壁上的螺栓连接。该塑料螺栓由比塑料壁的塑料更硬的塑料组成，并且配设有自攻螺纹，自攻螺纹切入塑料壁中以形成自锁的螺栓连接。在这种自攻螺栓切入材料中时会产生切屑料，切削料积聚在螺纹和材料之间并且导致为旋拧螺栓所需扭矩的提高。

本发明要解决的技术问题在于，提供一种自攻固定件，其中，由于产生的切屑料而使为旋拧在螺纹上所需的扭矩的改变被减小或者被最小化。

本发明由独立权利要求的特征得出。有利的改进设计方案和设计方案是从属权利要求的内容。本发明的其他特征、应用可能性和优点由下面的说明、以及对附图中所示本发明实施例的阐述中得出。

在第一方面，上述技术问题通过一种用于旋拧在螺栓上的固定元件解决，其包括由凹陷部构造的旋转对称的带有内直径的孔，所述内直径大于螺栓的螺纹底直径并且小于螺栓的螺纹外直径，其中，在构成孔的凹陷部的壁中构造至少一个沿孔的纵向延伸的切屑容纳槽。规定固定元件分别具有小于旋拧在该固定元件上的螺栓的硬度。

尽管孔的直径允许螺栓以螺栓的螺纹底直径穿过，然而孔的直径却小于螺栓的螺纹外直径，旋转对称的孔的这种尺寸确保了，在固定元件的孔安置在螺栓上并且在压力下沿螺纹方向转动时，螺栓的螺纹切入凹陷部的壁中。由此在切入的螺栓和凹陷部的壁之间产生自锁式的螺栓连接。凹陷部的壁具有至少一个沿凹陷部的纵向延伸的切屑容纳槽，其中，纵向包含任何不与凹陷部的轴线垂直的方向。在螺纹切入凹陷部的壁的过程中从壁上脱落的切屑料在螺纹相对于壁转动过程中被运输，直至到达切屑容纳槽中。切屑料积聚在切屑容纳槽中，以此在螺纹转动期间不会引起额外的摩擦力。在此，切屑料指的是壁的在螺栓的螺纹上旋拧期间从壁上剥离的材料，即不仅是宏观的切屑，而尤其是微观或者亚微观小的颗粒。切屑料可以积聚在至少一个切屑容纳槽中并且额外的摩擦力被减至最小，这一事实有利地实现基本保持不变的扭矩，或者在考虑到随螺纹不断切入凹陷部的壁中使得在固定元件和螺栓之间的接触面和进而使得摩擦面不断变大时，扭矩基本上均匀地升高。在安装过程中进而可以以标准的(nomierte)扭矩或者扭矩变化为基础，其中，确保不会错误地由于切屑料达到预定的最大扭矩。

按照改进方案，由至少一个切屑容纳槽提供的总体积设计为使该总体积至少相当于脱落的切屑料的体积，该体积例如可以近似地确定为螺纹的应当牢固地嵌入凹陷部的壁中的份额的体积。至少一个切屑容纳槽可以具有任意形状，例如圆形、尤其基本半圆形的横截面，或者有角的、例如三角、四角或者多角的横截面。

固定元件可以设为由技术人员可以在本发明构思的教导和有意使用中容易选择的任意的形状。对相应的改进设计的非限制性示例是盘形，例如圆形或者椭圆的盘形，或者多角式的盘形，例如三角、四角或者六角的盘形。为了减轻质量、出于配合恰当的原因或者出于设计方面的原因，该盘件可以在提供为容纳螺栓所需的旋转对称的孔的凹陷部之外还额外地具有一个或者多个其他凹陷部。

按照一种实施方式，固定元件的孔是盲孔。该实施方式适用于提供具有基本平整的表面的固定件，以此可以有利地实现较小的空气动力学上的阻力，并且阻止液体或者脏物颗粒从固定件的与盲孔相对的表面朝盲孔的方向和进而朝螺栓的方向进入。

按照另一种实施方式，固定件的孔是通孔，使得凹陷部成为贯通部，以此有利地实现规定螺栓要经固定件穿过的应用。

按照另一种实施方式，在容纳部的壁中配设多个切屑容纳槽，例如两个到八个切屑容纳槽、优选两个到六个切屑容纳槽和尤其两个到四个切屑容纳槽。切屑容纳槽优选均匀地分布，即相互平行地沿壁布置。由一个或者多个切屑容纳槽提供的总体积优选地设计为，该总体积相当于预期脱落的切屑料的总体积，或者比所述总体积略微多例如百分之5至50，如约百分之10至30。通过提供多个切屑容纳槽可以使各个单独的切屑容纳槽的体积被保持得更小，以此有利地防止对固定元件的壁的结构上的削弱。此外还减小被剥离的切屑料至下一个切屑容纳槽必须经过的行程，有利地减小在固定元件在螺栓上旋拧及直到到达下一个切屑容纳槽的过程中由被剥离的切屑料引起的瞬时摩擦力所导致的所用扭矩的波动。切屑容纳槽可以具有圆形或者有角的横截面。

按照一种实施方式，至少一个切屑容纳槽沿凹陷部和由所述凹陷部构成的孔的纵向延伸，即沿孔的轴线方向延伸。若存在多个切屑容纳槽，按照一种改进设计则其优选地都沿轴线方向。

按照另一种实施方式，至少一个切屑容纳槽与孔的轴线方向成角度地延伸。相应地，切屑容纳槽在立体视角中构成沿凹陷部的表面的螺旋或者不完全螺旋。在具有多个切屑容纳槽时，优选地其与孔的轴线方向所成角度相同。一个或者多个切屑容纳槽引起的壁厚减小因此就不会沿轴线方向集中在与切屑容纳槽的数量相当的一个或者多个位置上，而是有利地均匀地绕轴线径向地分布。

按照一种实施方式，旋转对称的孔是圆柱形地构造的，即在每个位置上都具有相同的直径。这种固定件有利地适合于旋拧在同样圆柱形构造的螺栓上。

按照另一种实施方式，孔实施为锥形，这也包括截角锥头的形状，如在构造为具有盲孔的固定件时。在特别的改进设计中，锥角为0.1°至15°，例如0.5°至12.5°，尤其1°至10°。这种固定件例如有利地适用于旋拧在锥形的、包括截角锥头的螺栓上。然而这种固定件还有利地适合用于旋拧在圆柱形的螺栓上。在这种情况中，旋转对称的孔的比螺栓的螺纹底直径大和比螺纹外直径小的内直径涉及在锥形的和尤其截角锥头的孔的具有最小直径的位置上测得的直径。在螺栓向具有带锥角的孔的固定元件上旋拧时，有利地在构成孔的凹陷部的壁和螺栓的螺纹之间提供了更大的接触面，并且进而在拧紧的状态中提供更好地固持。按照特别的改进设计，锥形的孔是截角锥头地构造的，其中，其在截头锥的顶面上、即截头锥的具有最小的直径的面上的内直径比待旋拧的螺栓的螺纹底直径大，并且其中，其在截头锥的底面上、即截头锥的具有最大的直径的面上的内直径比待旋拧的螺栓的螺纹底直径小。

按照另一种实施方式，规定圆柱形的和锥形的孔的混合形式，例如用于容纳具有在端部锥形地变尖的圆柱形基础形状的螺栓。

按照一种实施方式，固定件具有操控凸出部，其有利地简化使用者对固定件的夹持和/或向螺栓上的旋拧。按照一种改进设计，操控凸出部四角或者六角式地构造。该四角或者六角式地构造的凸出部例如与具有相同的四角或者六角式的、用于嵌接该突出部的螺母的手动操控工具配合，从而可以借助该手动操控工具将固定件旋拧在螺栓上。按照改进设计方案，固定元件是盘式地构造的，其中，孔在中央布置并且操控凸出部成型在侧向上。优选地，凸出部比盘式构造的固定元件(凸出部成型在所述固定元件上)具有更小的直径。

按照一种实施方式，固定元件包括一个或者多个塑料、金属或者金属合金或者上述材料的组合，或者由前述代表物的一个或者多个组成。按照一种特别的实施方式，固定元件由塑料组成。合适的材料和塑料可由技术人员按照本发明的构思容易地确定，其中，对塑料的非限制性的示例包括聚酰胺、丙烯酸、聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚偏二氟乙烯和聚氨酯，必要时可以具有碳纤维或者玻璃纤维作为增强元件。用于制造固定元件的塑料的特别的示例是聚酰胺、尤其PA6、PA6.6、PA6.10、PA6.12、PA11和PA12。在特别的改进设计中，塑料是聚酰胺、聚醚醚酮或者聚偏二氟乙烯。有利的是，通过使用由塑料制造的固定元件避免即使在固定元件与由金属制造的螺栓拧紧时的接触腐蚀。令人惊喜的是，在至少使用型号为PA6和PA6.6的聚酰胺时甚至得到在构成的螺纹连接过度旋拧时的可用性，其中，固定元件与螺栓可以通过沿与旋拧时相反的方向的转动又相互分离并且重新牢固地相互拧紧。

在另外的一方面，所述技术问题通过使用如前述用于将部件固定在车辆上、尤其机动车上的固定元件解决，所述部件例如是用于改善空气动力学、用于隔热或者用于防溅水的盖板。按照一种特别的改进方案，所述部件是车辆的、尤其机动车的固定在车辆上、尤其在车辆底板上的隔热罩。

为了这个目的，优选地使用由塑料制造的固定元件，该塑料满足对负荷能力、热稳定性和必要的其他参数例如化学品耐受性的相应要求。隔热罩固定在车辆上的应用对热稳定性或者说或耐热性有更高的要求，例如优选塑料聚酰胺、尤其PA6、PA6.6、PA6.10和PA6.12，尤其PA6.6和PA6.10，以及聚醚醚酮或者聚偏二氟乙烯。有利的是，例如通过常用方法如注塑提供低成本的、可以灵活地与不同的螺栓结合的固定元件，只要固定元件的孔的内直径比螺栓的螺纹底直径大并且比螺栓的螺纹外直径小。

本发明要解决的技术问题还通过一种车辆、尤其机动车解决，其包括按照前述说明的固定元件。

本发明其他的优点、特征和细节由下面的参照附图对至少一个实施例的详细说明中得出。相同的、相似的和/或同功能的部分配设相同的附图标记。

附图中：

图1示出固定元件的俯视图和立体视图

图2示出固定元件的立体剖切视图

图3示出具有隔热罩的固定元件的立体视图。

图1在左侧的子图1A中以俯视图并且在右侧的子图1B中以立体图示出具有旋转对称的孔3的固定元件1。旋转对称的孔3包括四个切屑容纳槽5a、5b、5c、5d，切屑容纳槽容纳当未示出的螺栓7拧入孔3时产生的切屑料。固定元件1整体上构造为盘式并且还包括构造为六角形的操控凸出部9，其中，旋转对称的孔3延伸穿过盘形的固定元件1连同成型在该固定元件上的操控凸出部9。操控凸出部9实现作为操控工具的例如螺栓扳手的安置，以便将固定元件1旋拧在螺栓7上。由左侧的子图1A可以看到，在所示示例中旋转对称的孔3圆柱形地构造并且切屑容纳槽5a、5b、5c、5d具有基本半圆的横截面。由右侧的图1B可知，切屑容纳槽5a、5b、5c、5d沿孔3的轴向延伸。

固定元件1优选地由塑料组成并且可以一件式地例如通过注塑制造。按照使用目的可由技术人员选择所用塑料，以便其具有所需硬度和耐热性。

图2在左侧的子图2A和在右侧的子图2B中以不同视角示出固定元件1的立体剖切视图。剖切平面基本居中地通过旋转对称的孔3延伸，使得总共示出三个切屑容纳槽5a、5b、5d，其中，切屑容纳槽5a完整示出，其他两个切屑容纳槽5b、5d局部地示出。右侧的子图2B示出另外的稍微改变剖切面的剖切视图，其不再包含在左侧的图2A中示出的切屑容纳槽5d。作为另一种设计方案可以看到在孔3中的锥形构造的入口区域11，所述入口区域简化了在螺纹7上的安置。子图2C示出固定元件1的特殊的改进设计的示例，其中，孔3不是圆柱形地构造，而是截角锥头地构造，使得构成孔3的凹陷部的壁具有相对于孔3的锥轴线的锥角。如子图2B示出的一样，所示改进设计方案额外地具有圆锥体形构造的入口区域11，所述入口区域具有明显增大的锥角用于简化在未示出的螺栓7上的安置。

图3以立体剖切视图示出固定元件1，其中，螺栓7被引导穿过孔3。螺栓7的螺纹在图3所示的上侧切入贯穿部的壁中，所述贯穿部构成固定元件1的孔3。切屑容纳槽5a位于在剖切面后。在所示剖切面的情况下，积聚切屑料15的切屑容纳槽5c位于在在螺栓7的相对置的、图3所示的下侧中，该切屑料15在螺栓7向构成孔3的贯穿部的壁中切入时产生。因为切屑料15在固定元件1转动时被输送了在固定元件1和螺栓7之间的较短行程后就积聚在切屑容纳槽5中，这不会导致摩擦力的持续升高，该摩擦力使得在固定元件1在螺栓7上旋拧时需要明显升高的扭矩。作为能通过固定元件1被固定的部件的代表，在图3中示出固定在车辆底板17上的隔热罩13，车辆底板17这一方面代表车辆、尤其机动车的可以固定部件的任意部分。

上面的详细地说明和附图尽管显示了本发明的特定的示例性的设计，但是它们只是为了形象地说明，并且不应理解为限制本发明的范围。只要不脱离权利要求书和其等效范围，所述设计的多种变型都是可能的。尤其从说明和附图中也得出未在权利要求书中提到的实施例的特征。这种特征也可能以不同于此处具体公开的组合出现。多个这样的特征在相同句子中或者以另外的文字关联方式相互提及是合理的，因此不能推断出它们只能出现在具体公开的组合中；相反基于此，也能去掉或改变多个这种特征之中的几个，只要不影响本发明的功能作用即可。

附图标记列表

1 固定元件

3 孔

5a、b、c、d 切屑容纳槽

7 螺栓

9 操控凸出部

11 入口区域

13 隔热罩

15 切屑材料

17 车辆底板