(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
穿孔部分(4)およびねじ部分(5)を有する軸部(2)と、ねじ込み工具を当てるための係合部分とからなる、金属形材とプラスチック形材またはこれらの一方或いはプラスチック板を下部構造にトルクに依存して固定するためのねじにおいて、
相応する大きなトルクのときに解放されるようになっているねじこみ工具のトルク継手をいっそう良く利用するためにかつ固定すべき形材または板が歪んでいても下部構造に対する形材または板の充分な接触と軸方向予負荷を確保するために、係合部分に隣接する軸部(2)の部分(6)が係合部分に向かう方向に円錐形に拡げられて設計され、かつ軸部(2)の円錐形部分(6)の係合部分近くの端部の直径(DK)がねじ(1)の穿孔部分(4)の穿孔直径(DB)より大きく、同時に軸部(2)の円錐形部分(6)の係合部分近くの端部の直径(DK)は軸部(2)上のねじ部分(5)の外径(DG)より大きいことを特徴とするねじ。
【請求項２】
軸部(2)の円錐形部分(6)はねじ頭部(3)として形成された係合部分まで直接または係合部分の下側(7)まで導かれることを特徴とする請求項１に記載のねじ。
【請求項３】
ねじ頭部(3)として形成された係合部分がこの下側(7)に隆起(8)とくぼみ(9)またはこれらの一方を有することを特徴とする請求項１に記載のねじ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、穿孔部分およびねじ部分を有する軸部と、ねじ込み工具を当てるための係合部分とからなる、金属形材とプラスチック形材またはこれらの一方或いはプラスチック板を下部構造に固定するためのねじに関する。
【０００２】
【従来の技術】
まさに、下部構造へ形材または板を固定する場合に、これを下部構造にしっかりと押圧した状態で固定しなければならないという問題が生ずる。場合によっては、比較的剛性のある下部構造または板がさらになおゆがめられているかまたは長手方向ねじりを有する場合には、この否定的な作用が強まる。この場合に、通例ねじ込み装置に深さのストッパーを加工することができる。トルク継ぎ手を使用したときでさえ、遮断時点に問題が生ずる。なぜなら、ねじ頭部を固定すべき形材上に載せた後のトルクが相応して増大し、それとともにねじこみ装置の遮断をもたらすからである。そのとき、今や固定すべき金属形材とプラスチック形材またはこれらの一方或いはプラスチック板が下部構造上にぴったりと合って載っているかいないかとは無関係にさらに続くねじ込み運動の遮断が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
それ故、本発明は、使用したときに、固定すべき形材または固定すべき板が最終的に設置された状態で下部構造にぴったり合って載っている、冒頭に述べた種類のねじを提案することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明により、相応する大きなトルクのときに解放されるようになっているねじこみ工具のトルク継手をいっそう良く利用するためにかつ固定すべき形材または板が歪んでいても下部構造に対する形材または板の充分な接触と軸方向予負荷を確保するために、係合部分に隣接する軸部の部分が係合部分に向かう方向に円錐形に拡げられて設計され、かつ軸の円錐形部分の係合部分近くの端部の直径がねじの穿孔部分の穿孔直径より大きく、同時に軸部の円錐形部分の係合部分近くの端部の直径は軸部上のねじ部分の外径より大きいことにより解決される。
【０００５】
この本発明の手段により、ねじを一回転以上の回転を経てねじこんだときにすでに、固定すべき金属形材とプラスチック形材またはこれらの一方が下部構造に向かう方向に予め負荷され、それとともに下部構造に押圧される。ねじ頭部に続く軸部の円錐形部分が、穿孔部分によりあけられた穿孔壁との相応する摩擦によりおよび円錐形の設計により、固定すべき形材上へねじこみ方向の力の作用がもたらされる。
【０００６】
その場合に、相応する大きなトルクのときに始めてトルク継ぎ手が解放されるように相応するトルク継ぎ手を調整することは簡単である。この時点で、固定すべき形材がすでに円錐形部分の作用により下部構造にぴったり合って押圧されるので、ねじ込み工具を相応するトルクに達したときに遮断することが大事である。
【０００７】
さらになお、穿孔壁上への円錐形部分の作用によりきわめて良好な戻り止めが引き起こされる。円錐形部分の表面が穿孔壁と実質的にとまり嵌めで存在し、その際それに加えてまさに、形材が相応してゆがめられるかまたは捩じられたときに、形材がその出発位置に戻ろうとする力を有する。それにより、常に、特に円錐形部分の作用に関して戻り止めを強める、付加的な弾力のある負荷がねじに存在している。
【０００８】
円錐形部分の始まりが軸部からまたは捩じれのない軸部の部分から出発しなければならないことは自ずと明らかである。なぜなら、実際この円錐形部分を、固定すべき形材の穿孔の中へ軸部に続いて簡単な仕方で導入しなければならないからである。しかしながら、それに引き続いて、円錐形部分ができるだけ迅速にかつ有効に穿孔の壁と係合して、それにより軸方向の予負荷を最適にやり遂げることが必要である。したがって、それにもかかわらずねじのねじこみの比較的短い領域に始動トルクが、それとともに軸方向予負荷が固定すべき形材へ及ぼされ、その後ねじのねじ込み過程の最終的な終了になる。
【０００９】
円錐形部分によれば、下部構造が場合によっては薄い板または他の薄い材料からなるときでも、下部構造へ最適に固定することができる。円錐形部分が実質的にトルクの相応する増加のためのトリガーであるので、下部構造でねじ山を回し過ぎることはできない。
【００１０】
すでに、肉厚部を形成するために軸部の頭端部に円錐形軸部を設けて、それによりねじ回し用の係合凹部に対し補償のために軸部に補強をつけたねじ（ドイツ連邦共和国特許公開第21 57 212号）が知られている。その上、周知のねじの頭部の下側に切刃を設けて、加工片の中へ凹部を切り込み、加工片のねじの頭部を沈下させる。
【００１１】
さらに、常にねじとナットからなる固定装置が知られている（ドイツ連邦共和国特許公開第22 38 191号）。そのねじは、ナットを孔の中へ引き寄せることにより引き入れられ、したがって回らない。ねじの円錐形部分は、ナットを引き寄せたときに生ずる摩擦力が孔における軸部の回転を阻止するように寸法決めされている。この摩擦により、トルクに依存して遮断可能なねじ込み工具が遮断することができない。
【００１２】
他の周知のねじ（ドイツ連邦共和国特許第40 19 157）では、ねじ頭部の領域に、基礎の材料の中へ係合する成形部分を形成して、基礎と直接接触したときにねじのねじ込みモーメントを突然に強く増加させるようになっている。この作用を得ようとしているのは、例えば気泡コンクリートのようなわずかな引き出し強度をもつ下部構造の中へねじこまなければならないねじの場合である。本発明によるねじの使用では、このような作用は望ましくないし、この種の成形部分が使用されない。その代わりに、円錐形部分と穿孔壁の間の増加する摩擦を利用して、ねじ込み工具をトルクに依存して遮断するのである。
【００１３】
本発明により、さらに、軸部の円錐形部分をねじ頭部として形成された係合部分の下側までまたは直接係合部分まで導くことを提案する。それとともに、穿孔がねじの最終的な設置まで絶え間なく拡大されることが確保される。それにより、調整可能な遮断反応を有するねじ込み工具により検知できる絶え間なく増加するトルクが生ずる。
【００１４】
その場合に、トルクによる遮断を完全に正確に行わなければならないことを特に考慮しなければならない。なぜなら、事情によっては遮断が遅すぎると、下部構造のねじ係合部の損傷が起こり得るので、固定がそれ自体再び無効になるからである。
【００１５】
さらに、軸部の円錐形部分の係合部分近くの端部の直径が軸部上のねじ部分の外径より大きい場合が有利であることができる。ねじに穿孔部分が設けられていてかつそれとともに固定すべき形材の貫通孔および下部構造自体の穿孔も作られるので、もちろんねじ部分も固定すべき形材を通って回される。したがって、固定すべき形材または板の穿孔にまず第一に相応するねじ山が切られ、その際軸方向予負荷が、固定すべき形材の、ねじ山を備えた穿孔に円錐形部分により生じる。したがって、形材に形成されたねじ山のピッチは実質的に円錐形部分により再び押圧されるかまたは平らにプレスされ、その際それにより少なくとも最初の二回転では、穿孔壁に対する円錐形部分の摩擦が、滑らかな穿孔壁が存在していたときよりいっそう小さい。
【００１６】
正に、ねじの正確な深さの設置が重要であるときに、すなわちねじ頭部として形成された係合部分が固定すべき形材または固定すべき板の表面に常に正確に載っていなければならないときに、さらに、ねじ頭部として形成された係合部分がその下側に隆起とくぼみまたはこれらの一方を有するようにすることを提案することができる。そのとき、トルク継ぎ手が円錐形部分の作用時にすでに解放されないで、突然に相応するトルクの増加がねじ頭部の下側に設けられた隆起およびまたはくぼみにより起こるときに始めて、したがってねじ頭部が固定すべき形材または固定すべき板上に全面で当接するときに、トルク継ぎ手が解放されるようにねじ込み工具のトルク継ぎ手を調整することができる。円錐形部分の先行する作用により、固定すべき形材または固定すべき板がすでに充分に下部構造を押圧しているので、そのとき相応する隆起とくぼみまたはこれらの一方による激しいトルクの増大によりねじ込み工具を遮断することのみが重要である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
さらに本発明による特徴と特別な利点を次の記載で図面によりなおいっそう詳細に説明する。
【００１８】
本発明によるねじ１は軸部２およびねじ頭部３として形成された作用部分からなる。軸部２はその一端に穿孔部分４を有しかつさらにねじ部分５を備えている。ねじ頭部３に隣接する軸部２の部分６はねじ頭部３に向かう方向に拡がるように設計されている。ねじ頭部３はその下側７に隆起８とくぼみ９またはこれらの一方を備えている。隆起８とくぼみ９またはこれらの一方はリブ、溝、波形のリブ、ざらざらの面、個々の尖端、鋸歯状リブまたは同様なものの形態で実施することができる。ねじをねじ込む際に、安定したかつ場合によっては突然に極端に増加するトルク負荷を発生させることが問題であり、このトルク負荷は正しい時点までねじ込み工具の遮断を相応するトルク継ぎ手で実現する。このトルク継ぎ手が機械的にまたは電子的に実現されるかどうかまたは液圧的な制御装置が用いられるかどうかはその場合重大でない。
【００１９】
軸部２の円錐形部分６はねじ頭部３のすぐ下側７まで導かれている。円錐形部分６のねじ頭部近くの端部の直径ＤＫは、固定すべき形材１０の、ねじ１を受け入れる穿孔１４の直径より大きく設計されている。それにより、直径ＤＫはもちろん穿孔部分４の穿孔直径ＤＢよりも大きい。相応する最適な作用を達成するために、円錐形部分６のねじ頭部近くの端部の直径ＤＫは軸２上のねじ部分５の外径ＤＧより大きく設計されている。ねじ１は、例えば第４図から推定できるような下部構造１１に形材１０を固定するのに役立つ。目下の記述では、金属形材、例えばアルミニウム形材が、同様に金属形材、例えばアルミニウム形材または鋼形材で形成されている下部構造１１に固定される。固定すべき形材１０には、対応する凹部または長手方向溝１２を設けることができ、その場合溝１２の中へ固定が行われる。それにより、ねじ頭部３は設置が完了した状態で外側表面１３に対して沈下して配置されている。しかしながら、本発明により形成されたねじは、プラスチック形材を、プラスチック形材からなるまたは金属形材からなる相応する下部構造１１に固定するためにも完全に使用することができる。
【００２０】
まさに第４図からおよび第５および６図から明らかなように、ねじ１をねじ込む際には、まず第一に穿孔部分４により、穿孔１４が固定すべき形材１０に作られる。それから、穿孔部分４に続くねじ部分５が、相応する雌ねじ１５を、固定すべき形材１０の穿孔１４の中へ成形する。それ故に、ねじ１の穿孔部分４が下部構造１１と接触して、そこに相応する孔をあけ、その孔にはそれからさらにねじ部分５がねじを成形できる。固定下部構造１１において、ねじ部分５が相応する機械的固定を実現する。固定下部構造１１に穿孔を作った直後、軸部２のねじ頭部近くの端部にある円錐形部分６が挿着されるが、そのとき円錐形部分６が穿孔１４の壁に押圧され、すなわち穿孔１４に作られた雌ねじ１５に押圧される。部分６を円錐形に設計することにより、ねじ込み方向１６にねじのねじ込み過程中固定すべき形材１０に予め負荷がかけられるので、固定すべき形材１０の下方部分１７が下部構造１１の上側１８に対して確実に押圧される。したがって、軸方向に、相応する始動トルクが生じるので、固定すべき形材が常に確実にかつ充分に固定下部構造１１に押圧されてこれに載ることになる。形材１０が場合によっては、ゆがめられるかまたはねじられる場合でも、整然たる形材の設計をもたらす。
【００２１】
その上、第６図から明らかなように、穿孔１４の下側における円錐形部分６の作用により材料の押し出しが生じ得るので、実際にぐるりと回っている鼻部１９が形成される。円錐形部分６の材料置換により、固定すべき輪郭１０の材料に応じて比較的小さいまたは比較的大きい変形が生じるかまたは全く変形が生じない。
【００２２】
そのような適用の仕方では−したがって正確な深さの設定を考慮しなければならない場合に−使用された円錐形部分により相応する始動作用が惹起されかつ対応する隆起およびまたはくぼみを有するねじ頭部の下側の使用により突然のトルクの増大がもたらされる。
【００２３】
円錐形部分６がねじ頭部のすぐ下側７まで導かれないで、円錐形部分６に例えば短い円筒状部分が隣接し、そのとき円筒状部分がねじ頭部３の下側７の中へ移行することも考えられよう。ねじ頭部３の下側７にぐるりと回っている溝が存在するとすれば、円錐形部分６の接触により相応する材料の受け入れが可能であろう。そのとき、それにもかかわらず、相応する環状の領域上に、ねじ頭部３の下側７に隆起およびまたはくぼみを設けることがなお可能であり、それとともに必要なトルクの増大が起こり得る。
【００２４】
図において、円筒状のねじ頭部３を有するねじから出発している。このねじ頭部には、ねじ工具を使用するために中心の開口２０が設けられている。本発明の範囲内で、本発明によるやり方で、徹底的に、相応する外側係合部を有するねじも、および円筒状のねじ頭部３の代わりにさら頭として設計されたねじ頭部を形成することも考えられよう。
【００２５】
ねじの正確な深さの設置が重要でない場合には、すなわちそのようなねじが相応する設置後被覆要素または同様なものにより覆われるかまたはねじ頭部の滑らかな下側が突き当たったときにねじ込み工具を突然に遮断することができる正確な調整可能性がある場合には、ねじ頭部の下側に隆起およびまたはくぼみは必要でない。
【００２６】
ねじ込み工具を接続するために、相応する高いトルクを構成することが、ねじの設置のために全く充分であれば、円錐形部分だけでも充分であるから、全くねじ頭部を必要としない。そのとき、相応する係合部分を形成することは簡単であり、この係合部分は内側係合部としても外側係合部としても形成できよう。例えば、そのようなねじに外側六面角または内側六面角、場合によっては他の内側または外側係合部を形成することも考えられよう。この場合に、係合部分は直径が、円錐形部分６の対応する端部と同じかまたはこれよりわずかに大きくすることができる。
【００２７】
円錐形部分が係合したときの大きなトルクの増大により、事情によっては下部構造のねじの損傷が引き起こされる前に、ねじ込み工具の遮断が行われることが確実に確保されるので、本発明によるねじは薄板金にまたは一般に薄い材料からなる下部構造に有利な仕方で使用することができる。円錐形部分により、相応する戻り止めも確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるねじの立面図を示す。
【図２】  図１の線II-IIに沿って切断した横断面を示す。
【図３】  図１のIIIで示したねじの部分の断面を示す。
【図４】  形材を固定下部構造に固定しなればならない所で本発明によるねじの固定使用の断面を示す。
【図５】  固定すべき形材の貫通部分を有するねじこみ過程の際のねじの部分を示す。
【図６】  完全に設置された状態のねじの部分正面図を示し、その際ねじを直接囲む、固定すべき形材の部分も同様に示してある。
【符号の説明】
１      ねじ
２      軸部
３      ねじ頭部
４      穿孔部分
５      ねじ部分
６      円錐形部分
７      係合部分の下側
８      隆起
９      くぼみ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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