DE10149755A1

DE10149755A1 - Schraube und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE10149755A1
Application number: DE10149755A
Authority: DE
Inventors: Andreas Wunderlich
Original assignee: Adolf Wuerth GmbH and Co KG
Current assignee: Adolf Wuerth GmbH and Co KG
Priority date: 2001-10-02
Filing date: 2001-10-02
Publication date: 2003-04-10

Abstract

Es wird eine Schraube vorgeschlagen, die als Furchschraube verwendet werden kann. Der Schaft besteht aus zwei Teilen, nämlich einem vorderen das Einschraubende bildenden und einem hinteren, dem Schraubenkopf zugeordneten Teil. Der vordere Teil besteht aus härtbarem Material, während der dem Schraubenkopf zugeordnete Teil aus korrosionsbeständigem Metall besteht. Auf den Schraubenschaft wird ein Gewinde aufgewalzt, das im Bereich der Verbindungsstelle zwischen den beiden Teilen des Schraubenschafts unterbrochen ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schraube, die zum Einschrauben in hartes Material, beispielsweise Mauerwerk, insbesondere Beton, aber auch Stahl und nicht rostenden Stahl, bestimmt ist. Bei Schrauben dieser Art besteht das grundsätzliche Problem, dass aus Festigkeitsgründen die Schraube aus gehärtetem Material bestehen sollte, dass dieses Material aber nicht korrosionsbeständig ist. Die größere Festigkeit wird bei solchen Schrauben nur im Bereich des vorderen Endes benötigt, da dort die Haupttätigkeit des Furchens des Gewindes in das vorgebohrte Loch des Untergrunds geleistet wird.
Die Problematik der Korrosion besteht dagegen eher an dem entgegengesetzten Ende der Schraube, da nur dieser Seite korrosive Medien wirken können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schraube zu schaffen, die sich einfach herstellen lässt und die als Furchschraube für Stahl und Beton Anwendung finden kann. Der Erfindung liegt ebenfalls die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Schraube zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Schraube mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den im Anspruch 13 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen, deren Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird.
Die Schraube wird aus zwei Teilen hergestellt, nämlich einem vorderen zum Einsetzen in den Untergrund bestimmten Bereich, der aus härtbarem Material besteht, sowie einem dem Schraubenkopf zugeordneten Bereich, der aus korrosionsbeständigem Material besteht. Nach Herstellung der Schraube aus den beiden Teilen wird das Gewinde aufgewalzt. Die Schraube weist also alle Merkmale auf, die ihre Verwendung als Furchschraube ermöglichen. Darüber hinaus lässt sie sich sehr einfach herstellen.
In dem Bereich, in dem die beiden Teile des Schraubenschafts miteinander verbunden sind, kann unter Umständen eine gewisse Schwächung auftreten. Daher sieht die Erfindung vor, dass das aufgewalzte Gewinde in diesem Bereich gegebenenfalls unterbrochen wird. Beim Aufwalzen des Gewindes treten erhebliche Verformungskräfte auf, so dass die Unterbrechung des Gewindes an dieser Stelle dafür sorgt, dass die Schraube hier nicht zu stark belastet wird.
Dieser gewindefreie Teil kann auch als Raum zur Aufnahme von Spänen genutzt werden.
Zur Verbindung der beiden Teile des Schraubenschafts kann vorgesehen sein, dass hier eine Verschraubung vorliegt.
Für eine Verschraubung kann vorgesehen sein, dass am Ende mindestens des einen Teils des Schraubenschafts ein Gewindezapfen ausgebildet ist, der einen gegenüber dem Schraubenschaft verringerten Durchmesser aufweist.
Es kann ebenfalls vorgesehen sein und wird von Erfindung vorgeschlagen, dass am Ende mindestens eines Teils des Schraubenschafts ein Sackloch mit einem Innengewinde ausgebildet ist.
Wenn am einen Teil des Schraubenschafts, beispielsweise dem dem Schraubenkopf zugeordneten Teil, ein Zapfen ausgebildet ist, so kann dieser in das Innengewinde des Sacklochs des der Schraubenspitze zugeordneten Teils des Schraubenschafts eingeschraubt werden. Die umgekehrte Ausbildung ist ebenfalls möglich.
Es ist jedoch ebenfalls möglich und wird von Erfindung vorgeschlagen, dass eine Hülse vorgesehen ist, die ein Innengewinde aufweist. Diese Hülse, die als getrenntes Bauteil hergestellt ist, kann beispielsweise dazu verwendet werden, zwei Teile, die mit einem Gewindezapfen versehen sind, miteinander zu verschrauben.
Es ist aber ebenfalls möglich und liegt im Rahmen der Erfindung, dass die beiden Teile des Schraubenschafts jeweils ein Sackloch mit einem Innengewinde aufweisen, und dass zum Verbinden der beiden Teile ein Gewindestift verwendet wird.
Bei einer Verbindung der beiden Schraubenschaftteile durch eine Verschraubung kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die axiale Erstreckung der Gewindeunterbrechung der axialen Erstreckung des Gewindezapfens bzw. des Sacklochs entspricht. An genau dieser Stelle ist die Schraube bei ihrer Herstellung in radialer Richtung etwas weniger belastbar, so dass es sinnvoll ist, die beim Gewindewalzen auftretende Belastung von diesem Bereich fern zu halten.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Gewinde beider Teile auf einer einzigen Schraubenlinie liegt. Dies lässt sich bei der Herstellung durch Walzen verwirklichen. Das Aufwalzen des Gewindes ist bevorzugte Methode, den Bolzen mit einem Gewinde zu versehen.
Die von der Erfindung vorgeschlagene Schraube wird folgendermaßen hergestellt. Zunächst wird ein Bolzen aus korrosionsbeständigem Material, insbesondere nicht rostendem Stahl hergestellt. Dieser Bolzen wird mit einem Schraubenkopf versehen. Gleichzeitig oder anschließend wird ein weiterer Bolzen mit dem gleichen Außendurchmesser aus einem haltbaren Material, insbesondere härtbarem Stahl, hergestellt. Dieser zweite Bolzen erhält keinen Schraubenkopf. Die beiden Bolzen werden dann in axialer Ausrichtung miteinander verbunden. Anschließend wird auf den so hergestellten Schaft ein Gewinde aufgewalzt. Dann wird der dem Schraubenkopf abgewandte Teil der Schraube gehärtet. Dadurch entsteht eine Schraube, die in ein Loch in hartem Untergrund, beispielsweise Beton oder Edelstahl rostfrei, eingeschraubt werden kann. Der vordere Bereich furcht das Gewinde, da das Gewinde des vorderen Bereichs gehärtet ist. Der dem Schraubenkopf näher liegende Teil des Gewindes des Schraubenschafts braucht dieses so hergestellte Gewinde im Mauerwerk nur auszufüllen.
Insbesondere schlägt die Erfindung vor, dass das Gewinde der beiden Teile des Schraubenschafts in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt wird.
In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Gewinde in dem Bereich der Verbindungsstelle zwischen den beiden Teilen des Schraubenschafts unterbrochen wird.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die beiden Teile des Schraubenschafts miteinander verschraubt werden.
Zur Ermöglichung einer Verschraubung zwischen den beiden Teilen kann erfindungsgemäß mindestens einer der beiden Teile des Gewindeschafts mit einem Zapfen mit einem verringerten Außendurchmesser versehen und dieser Zapfen mit einem Gewinde versehen werden.
Es ist ebenfalls möglich und wird von Erfindung vorgeschlagen, mindestens einen der beiden Teile des Schraubenschafts in seinem freien Stirnende mit einem Sackloch zu versehen, das dann mit einem Gewinde versehen wird.
Die beiden Teile des Schraubenschafts können entweder direkt miteinander verschraubt werden, oder mit Hilfe einer ein Innengewinde aufweisenden Hülse, oder mit Hilfe eines Gewindestifts.
Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung vorgesehen werden, dass das Gewinde an der Stelle und über die Länge der Verbindungsstelle zwischen den beiden Teilen unterbrochen wird.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, den Patentansprüchen, deren Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
Fig. 1 in Seitenansicht zwei Teile zur Herstellung einer Schraube;
Fig. 2 die beiden zusammengefügten Teile der Schraube vor dem Aufwalzen des Gewindes;
Fig. 3 eine Detailansicht des vorderen Teils der Schraube bei einer zweiten Ausführungsform.
Die Fig. 1 zeigt die Schraube in einem mittleren Verfahrenszustand. Es wurde ein Bolzen mit einem Schraubenkopf 1 vorher hergestellt. Dieser Bolzen weist einen zylindrischen Schaft 2 auf, an dessen dem Schraubenkopf 1 abgewandten Stirnende ein Zapfen 3 angebracht ist. Dieser Zapfen 3 weist einen Außendurchmesser auf, der deutlich kleiner ist als der Außendurchmesser des zylindrischen Schafts 2. Der Zapfen 3 ist mit einem Außengewinde 4 versehen. Bei dem Schraubenkopf 1 kann es sich, wie in dem dargestellten Beispiel, um einen Sechskantkopf handeln. Selbstverständlich sind auch andere Formen und Größen des Schraubenkopfs 1 möglich.
Es wurde ein zweiter Schraubenteil mit einem zylindrischen Schaft 5 hergestellt, diesmal ohne Schraubenkopf. Der zweite Schraubenteil enthält in seinem einen Stirnende 6 ein Sackloch 7, das mit einem Innengewinde 8 versehen ist. Die Tiefe des Sacklochs 7 ist etwas größer als die Länge des Gewindezapfens 3. Das Innengewinde 8 entspricht dem Außengewinde 4 des Gewindezapfens 3.
Die beiden Schraubenteile mit den Schäften 2 und 5 werden jetzt miteinander verschraubt. Dadurch entsteht eine Vorstufe einer Schraube, die in Fig. 2 dargestellt ist. Es handelt sich um einen durchgehenden Schraubenbolzen, zunächst noch ohne Gewinde. Der dem Schraubenkopf 1 zugeordnete Teil der Schraube, nämlich der Schaft 2, besteht ebenso wie der Schraubenkopf 1 aus einem korrosionsbeständigen Stahl, beispielsweise rostfreiem bzw. nicht rostendem Stahl.
Der dem Schraubenkopf 1 abgewandte das Einschraubende der Schraube bildende Teil, nämlich der Schaft 5, besteht aus einem Stahl, der sich härten lässt.
Der Bolzen wird jetzt zwischen zwei Walzbacken gelegt und zwischen diesen hindurch bewegt. Dadurch wird auf dem Schaft ein Gewinde aufgewalzt, das in dem Bereich 9 unterbrochen ist. Das Gewinde wird also nur auf dem Schaftteil 2 und einem Teil des vorderen Schafts 5 gewalzt. Die beim Walzen auftretenden Belastungen werden also von dem Bereich 9 fern gehalten, in dem die Schraubverbindung zwischen den beiden Teilen angeordnet ist.
Anschließend an das Aufwalzen des Gewindes in einem einzigen Arbeitsgang wird der vordere Teil der Schraube, das heißt im wesentlichen der Schaft 5, gehärtet. Da sich dieser Teil der Schraube härten lässt, entsteht anschließend eine Furchschraube, die in ihrem vorderen Einschraubende gehärtet ist, während ihr dem Schraubenkopf 1 zugeordnetes Ende korrosionsbeständig ist.
Die in den Figuren dargestellte Schraube besteht aus zwei zusammengesetzten Teilen. Es wäre auch möglich, die Verbindung dadurch herzustellen, dass beide Schraubenteile einen Gewindezapfen 3 mit Außengewinde 4 enthalten, so dass das Zusammenschrauben mit Hilfe einer ein Innengewinde aufweisenden Hülse geschehen könnte.
Ebenfalls denkbar ist es, die beiden einander zugewandten Stirnflächen der Schraubenteile mit einem Sackloch 7 mit Innengewinde 8 zu versehen und die Schraube mit Hilfe eines Gewindestifts zu verschrauben.
Bei der in Fig. 3 teilweise dargestellten Ausführungsform ist der Außendurchmesser des Abschnittes des Schraubenschaftes, in dem das Sackloch mit dem Gewinde angeordnet ist, kleiner als der Kerndurchmesser des später aufgewalzten Gewindes. Dadurch wird eine Entlastung der Verbindung ermöglicht. Die zur Herstellung verwendete Walzbacke muss nicht anders aussehen als eine normale Walzbacke. Dadurch wird die Schraube auch als Furchschraube für Stahluntergründe geeignet.

Claims

1. Schraube für hartes Material, beispielsweise Mauerwerk, insbesondere Beton, mit

1. 1.1 einem Schraubenkopf (1),

2. 1.2 einem Einschraubende,

3. 1.3 einem Schraubenschaft und

4. 1.4 einem Schraubengewinde, wobei

5. 1.5 der Schraubenschaft aus zwei Teilen (2, 5) zusammengesetzt ist, von denen

6. 1.6 der dem Einschraubende zugeordnete Teil (5) aus gehärtetem Metall und

7. 1.7 der dem Schraubenkopf (1) zugewandte Teil aus korrosionsbeständigem Metall besteht, und

8. 1.8 das Gewinde im Bereich der Verbindung (9) zwischen den beiden Teilen (2, 5) des Schraubenschafts gegebenenfalls unterbrochen ist.

2. Schraube nach Anspruch 1, bei der die beiden Teile (2, 5) des Schraubenschafts miteinander verschraubt sind.

3. Schraube nach Anspruch 1 oder 2, bei der am Ende mindestens des einen Teils (2) des Schraubenschafts ein Gewindezapfen (3) mit einem gegenüber dem Schraubenschaft (2) verringerten Außendurchmesser ausgebildet ist.

4. Schraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der am Ende mindestens eines Teils des Schafts (2, 5) ein Sackloch (7) mit einem Innengewinde (8) ausgebildet ist.

5. Schraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer ein Innengewinde (8) aufweisenden Hülse zum Aufschrauben auf den Gewindezapfen (3).

6. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem in das Sackloch (7) einschraubbaren Gewindestift.

7. Schraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die axiale Erstreckung der Gewindeunterbrechung der axialen Erstreckung des Gewindezapfens (3) bzw. des Sacklochs (7) entspricht.

8. Schraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Gewinde beider Teile (2, 5) des Schraubenschafts auf einer einzigen Schraubenlinie liegt.

9. Schraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Gewinde aufgewalzt ist.

10. Schraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das das Sackloch (7) aufweisende Ende des einen Schaftteils einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Kerndurchmesser des später aufzuwalzenden Gewindes.

11. Schraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Betonschraube.

12. Schraube nach einem der Ansprüche 1-10 als Furchschraube für Stahluntergründe.

13. Verfahren zum Herstellen einer Schraube für Mauerwerk, insbesondere Beton, mit folgenden Verfahrensschritten:

1. 13.1 ein Bolzen wird aus nichtrostendem Stahl hergestellt und mit einem Schraubenkopf (1) versehen,

2. 13.2 ein zweiter Bolzen gleichen Außendurchmessers wird aus härtbarem Stahl hergestellt,

3. 13.3 die beiden Bolzen (2, 5) werden axial ausgerichtet miteinander verbunden,

4. 13.4 auf den Bolzen wird ein Gewinde aufgewalzt, und

5. 13.5 der härtbare vordere Bereich der Schraube wird gehärtet.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Gewinde in einem einzigen Arbeitsgang gewalzt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem das Gewinde in dem Bereich (9) der Verbindungsstelle zwischen den beiden Teilen (2, 5) des Schafts unterbrochen wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem mindestens einer der beiden Teile (2, 5) des Gewindeschafts mit einem Gewindezapfen (3) mit einem gegenüber dem Schaftdurchmesser verringerten Außendurchmesser versehen wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem mindestens einer der beiden Teile (2, 5) des Schraubenschafts mit einem Sackloch (7) versehen wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Sackloch (7) mit einem Innengewinde (8) versehen wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, bei dem die Unterbrechung des Gewindes sich über die axiale Länge des Gewindezapfens (3) bzw. des Sacklochs (7) erstreckt.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, bei dem die beiden Teile (2, 5) des Schraubenschafts mit Hilfe einer ein Innengewinde (8) aufweisenden Hülse miteinander verschraubt werden.

21. Verfahren nach einer Ansprüche 13 bis 19, bei dem die beiden Teile (2, 5) des Schraubenschafts mit Hilfe eines ein Außengewinde aufweisenden Gewindestifts miteinander verschraubt werden.