DE102018100478A1

DE102018100478A1 - Schraube für eine Schraubverbindung mit einem Bauteil

Info

Publication number: DE102018100478A1
Application number: DE102018100478.8A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Heinrichs; Stefan Reker; Alexander Vorderwisch
Original assignee: Boellhoff Verbindungstechnik GmbH
Current assignee: Boellhoff Verbindungstechnik GmbH
Priority date: 2018-01-10
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2019-07-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schraube für eine Schraubverbindung mit einem Bauteil, insbesondere einem Bauteil aus geschäumtem Material. Die Schraube umfasst einen Kopf, der ein erstes axiales Ende definiert und ein Antriebsmerkmal sowie ein zentrales Durchgangsloch umfasst, eine Spitze, die ein zweites axiales Ende definiert, sowie ein sich zumindest teilweise zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ende erstreckendes wendelförmiges Gewinde mit einem ersten axialen Gewindeende, das benachbart zum Kopf angeordnet ist, und einem zweiten axialen Gewindeende. Das Gewinde weist mindestens in einem Teilbereich zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Gewindeende mindestens eine Windung von mindestens 360°, vorzugsweise eine Mehrzahl an Windungen von jeweils mindestens 360°, auf, die mit einer vorhergehenden und nachfolgenden Windung ausschließlich über das Gewinde selbst verbunden ist, so dass das Gewinde in diesem Teilbereich mindestens axial elastisch ist. Zudem ist das erste axiale Gewindeende außermittig am Kopf angeordnet und/oder es ist an einem sich zentral vom Kopf in Richtung Spitze erstreckenden ersten hohlzylindrischen Gewindekern angeordnet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schraube für eine Schraubverbindung mit einem Bauteil, insbesondere einem Bauteil aus geschäumtem Material. Weiterhin betrifft die vorliegende Verbindung ein Bauteil aus einem geschäumten Material mit einer Schraube, eine Verbindung aus zwei Bauteilen mittels einer Schraube, ein Montagewerkzeug für einen Schraube, einen Montagebausatz mit Schraube sowie ein Montageverfahren für eine Schraube.
Hintergrund der Erfindung
Schrauben stellen eine Möglichkeit dar, um an einem Bauteil etwas zu befestigen oder ein Bauteil mit einem weiteren Bauteil zu verbinden. Der Grundaufbau einer Schraube umfasst üblicherweise einen Kopf und einen mit Gewinde versehenen Bereich, der aus dem üblicherweise vollzylindrisch ausgebildeten Gewindekern und dem mit dem Gewindekern stoffschlüssig verbundenen Gewinde besteht. Aufgrund der immer größer werdenden Bedeutung des Leichtbaus in unterschiedlichen Industriezweigen, beispielsweise im Automobilbau, gewinnen Bauteile aus einem geschäumten Material, beispielsweise Bauteile aus geschäumtem Kunststoff, zunehmend an Relevanz. Aufgrund dieses Bauteilmaterials ist die Verwendung von herkömmlichen Blech- oder Holzschrauben oft nicht möglich.
Eine beispielhafte Schraube für eine Verbindung mit einem Bauteil aus geschäumtem Material ist in DE 603 06 829 T2 beschrieben. Die Schraube weist ein selbstschneidendes, spiralförmiges Gewinde mit einem von der Endspitze her zunehmenden äußeren Umfang sowie einen zylindrischen Schaft zum Tragen eines Auflageflanschs und einen Kopf auf.
Ein selbstzentrierender Wandanker ist in DE 695 15 505 T2 beschrieben. Der Wandanker weist einen nach außen hin mit einem Gewinde versehenen hohlzylindrischen Körper auf, der ein proximales Ende oder Kopfende mit einem Flansch und ein schneidendes distales oder weiter entferntes Ende umfasst. Der hohlzylindrische Körper verjüngt sich im Durchmesser in Richtung des distalen Schneideendes in Form eines mit Spitze versehenen Doms mit einer Zentrierungsspitze auf der Mittelachse des Ankers. Eine innere Bohrung erstreckt sich kontinuierlich von der Öffnung am proximalen Ende entlang der Mittelachse des hohlzylindrischen Körpers zur Zentrierungsspitze am distalen Ende, wo die Bohrung aufgrund der Anordnung der Zentrierungsspitze auf der Mittelachse teilweise geschlossen ist. Auf diese Weise bleibt eine seitliche Zugangsöffnung offen, die zur Aufnahme von herausgeschnittenem Wandmaterial dient.
Die DE 695 15 505 T2 beschreibt weiterhin, dass es zu Problemen führt, wenn das Gewinde auf der Außenfläche des proximalen Endes ununterbrochen bis in die unmittelbare Nähe der Zentrierungsspitze geführt wird. In diesem Fall würde die Gewindebahn nämlich über den leeren Raum, also die Zugangsöffnung, verlaufen. Dies würde jedoch zu Problemen beim Formen bzw. bei der Herstellung des Ankers führen und zudem wäre die Zugangsöffnung durch das Gewinde in diesem Bereich verschlossen. Daher lehrt die DE 695 15 505 T2 , dass das Gewinde im Bereich der Zugangsöffnung unterbrochen werden muss.
In der DE 77 06 708 U1 wird ein Befestigungselement beschrieben, bei dem ein Wandverankerungsteil etwa wendel- oder schneckenartig mit einer Drehspitze ausgebildet ist. Das Befestigungselement kann direkt in eine Wand aus Weichbauwerkstoff eingedreht werden, wobei ein aufwändiges Hilfswerkzeug, insbesondere eine Bohrmaschine, entbehrlich ist. Das Verbindungsteil weist an seinem äußeren Ende jeweils einen Schraubenkopf mit verschiedenen Kopfformen auf, die mit dem Verbindungsteil einstückig verbunden sind. Auch das Wandverankerungsteil ist einstückig mit dem Verbindungsteil verbunden, sodass sich insgesamt eine einstückige Gestaltung ergibt. Eine Steigung der Wendelung des Wandverankerungsteils ist über dessen Länge etwa gleich, sodass eine übermäßige Verdrängungsarbeit innerhalb des geschaffenen Wendelkanals vermieden wird. Wesentlich ist zudem, dass die Eindrehspitze in Richtung der wendelartig verlaufenden Wendelmittellinie orientiert ist. Eine zur Längsachse sich nähernde Spitze oder sogar ein zentrieransatzartiges Auslaufen der Eindrehspitze wie dies beispielsweise bei Holz- und Blechschrauben üblich ist, würde in nachteiliger Weise eine Beschädigung des den eigentlichen Wendelkanal umgebenden unelastischen Wandwerkstoffs bewirken und ist daher nicht gewünscht.
Gerade bei Bauteilen aus geschäumtem Material haben bekannte Schrauben den Nachteil, dass es beim Einschrauben zu Schädigungen des Kunststoffs, beispielsweise durch Aufplatzen oder Spannungsrissbildung kommt, wobei gleichzeitig relativ hohe Drehmomente zum Einbringen der Schrauben in das Bauteil notwendig sind. Gerade in diesem speziellen Anwendungsgebiet der Bauteile aus geschäumten Materialien werden an die herzustellenden Schraubverbindungen daher besondere Anforderungen gestellt, die durch den Einsatz herkömmlicher Blech-oder Holzschrauben nicht oder nur unzureichend erfüllt werden. Zudem ist nachteilig, dass keine der bekannten Schrauben eine elastische Verformbarkeit des Bauteils berücksichtigen kann, in das sie eingebracht wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine im Vergleich zum Stand der Technik optimierte Schraube bereitzustellen, die einfach und sicher in Bauteile einbringbar ist, insbesondere in Bauteile aus geschäumten Materialien. Hierbei ist es eine besondere Aufgabe, dass die Schraube auch zumindest teilweise elastische Eigenschaften des Bauteilmaterials berücksichtigen kann. Weiterhin ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bauteil mit einer Schraube, eine Verbindung aus zwei Bauteilen mittels einer Schraube, ein Montagewerkzeug für eine Schraube sowie einen Montagebausatz mit einer Schraube und ein Montageverfahren für eine Schraube bereitzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die obige Aufgabe wird gelöst durch eine Schraube für eine Schraubverbindung mit einem Bauteil gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, ein Bauteil aus einem geschäumten Material mit einer Schraube gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 20, eine Verbindung aus zwei Bauteilen mittels einer Schraube gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 21, ein Montagewerkzeug für eine Schraube gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 22, einen Montagebausatz mit einer Schraube gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 26 sowie ein Montageverfahren für eine Schraube gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 29. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie den anhängigen Patentansprüchen.
Eine erfindungsgemäße Schraube für eine Schraubverbindung mit einem Bauteil, insbesondere einem Bauteil aus geschäumtem Material, umfasst einen Kopf, der ein erstes axiales Ende definiert und ein Antriebsmerkmal sowie ein zentrales Durchgangsloch umfasst, eine Spitze, die ein zweites axiales Ende definiert, sowie ein sich zumindest teilweise zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ende erstreckendes wendelförmiges Gewinde mit einem ersten axialen Gewindeende, das benachbart zum Kopf angeordnet ist, und einem zweiten axialen Gewindeende, wobei das Gewinde mindestens in einem Teilbereich zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Gewindeende mindestens eine Windung von mindestens 360°, vorzugsweise eine Mehrzahl an Windungen, aufweist, die mit einer vorhergehenden und nachfolgenden Windung ausschließlich über das Gewinde selbst verbunden ist, so dass das Gewinde in diesem Teilbereich mindestens axial elastisch ist, und das erste axiale Gewindeende ist außermittig am Kopf angeordnet und/oder das erste axiale Gewindeende ist an einem sich zentral vom Kopf in Richtung Spitze erstreckenden ersten hohlzylindrischen Gewindekern angeordnet.
Die Schraube dient als Träger oder Befestigungselement für weitere Verbindungselemente oder verbindet mindestens zwei Bauteile direkt miteinander. Eine Besonderheit der Schraube ist, dass der Teilbereich des wendelförmigen oder spiralförmigen Gewindes zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Gewindeende mit einer vorhergehenden und nachfolgenden Windung ausschließlich über das Gewinde selbst verbunden ist. Der Teilbereich umfasst mindestens eine Windung von mindestens 360°. Dies bedeutet, dass das Gewinde in diesem Teilbereich mindestens über eine Ganghöhe, d.h. 360° oder eine Umdrehung, nicht mit einem Gewindekern verbunden ist, wobei in diesem Teilbereich insbesondere gar kein Gewindekern vorgesehen ist. Als Gewindekern wird hierbei ein Element der Schraube verstanden, mit dem das Gewinde an seiner radial inneren Seite stoffschlüssig und/oder formschlüssig verbunden ist. Aufgrund der fehlenden Verbindung des Gewindes zum Gewindekern im Teilbereich ergibt sich mindestens eine axiale Elastizität der Schraube. Die axiale Elastizität oder Verformbarkeit bedeutet dabei, dass ein Abstand zwischen dem Kopf und der Spitze der Schraube veränderbar ist, also verkürzbar oder verlängerbar. Die Schraube verhält sich in diesem Bereich also ähnlich einer Feder. Aufgrund des elastischen Teilbereichs kann die Schraube vorzugsweise ebenfalls einer elastischen Bewegung des Bauteilmaterials in einer Ebene quer zur Längsachse der Schraube, d.h. einer lateralen Bewegung, zumindest teilweise folgen. Auf diese Weise ist die Schraube besonders vorteilhaft in einem Bauteil aus einem elastischen Material verwendbar, was später erläutert wird.
Die Elastizität in axialer Richtung und/oder in einer Ebene quer dazu wird von der Materialwahl der Schraube, insbesondere der Materialwahl für das Gewinde, sowie der axialen Länge des Teilbereichs beeinflusst, also der Anzahl an Windungen von jeweils mindestens 360°, die nur über die vorhergehende und nachfolgende Windung mit dem Kopf oder dem ersten hohlzylindrischen Gewindekern verbunden sind. Je länger der Teilbereich ist, desto größer ist die Elastizität der Schraube. In gleichem Maße gilt, dass ein besonders elastisches Material ebenfalls zu einer größeren Elastizität im Vergleich zu einem weniger elastischen Material führt. Ein Beispiel für ein elastisches Material ist PA66-GF30 und ein Beispiel für ein weniger elastisches, also steiferes Material, ist PPA-GF50. Vorzugsweise wird das Material der Schraube und somit die Elastizität der Schraube ausgehend vom Bauteilmaterial ausgewählt. Dies bedeutet, dass beispielsweise ein Bauteil aus einem festeren Material eine Schraube aus einem steiferen Material erfordert. In gleicher Weise wird die Länge des Teilbereichs ausgehend vom Bauteilmaterial gewählt. Da es sich insbesondere um ein elastisches Bauteilmaterial handelt, vorzugsweise um einen elastischen Schaum, ist bei der Materialwahl besonders wichtig, dass das Material der Schraube elastisch genug ist, um einer elastischen Verformung des Bauteils zu folgen und andererseits steif genug ist, um verlässlich in das Bauteil eingebracht werden zu können.
Die erfindungsgemäße Schraube wird, wie bereits kurz erwähnt, mit einem Bauteil aus geschäumtem Material verwendet. Somit dient die Schraube zur Herstellung einer Schraubverbindung mit einem entsprechenden Bauteil. Bei dem Bauteil aus geschäumtem Material handelt es sich vorzugsweise um ein Bauteil aus einem elastischen Schaum.
Die Schraube wird über das erste Antriebsmerkmal am Kopf mittels eines nachfolgend diskutierten Montagewerkzeugs oder eines anderen, vorzugsweise herkömmlichen, Antriebsmittels in das Bauteil eingeschraubt. Bei dem ersten Antriebsmerkmal kann es sich um einen Außensechskant handeln, der am Kopf auf einer dem Gewinde abgewandten Seite angeordnet ist.
Das zentrale Durchgangsloch dient mindestens während des Einbringens der Schraube in das Bauteil dazu, einen Schaft aufzunehmen, beispielsweise den eines Montagewerkzeugs oder eines eigens für die Montage der Schraube bereitgestellten Elements. Der Schaft liegt im elastischen Teilbereich an der radial inneren Seite der Gewindeflanken an und verhindert so eine Verringerung des Innendurchmessers in diesem Bereich. Zudem verhindert der Schaft, dass während des Einbringens ein seitlicher Versatz zwischen Spitze und Kopf auftritt. Aufgrund dieser Funktionsweisen ergibt sich, dass das erste axiale Gewindeende außermittig am Kopf angeordnet sein muss und/oder es muss am sich zentral vom Kopf in Richtung Spitze erstreckenden ersten hohlzylindrischen Gewindekern angeordnet sein, um das zentrale Durchgangsloch freizuhalten. Der erste hohlzylindrische Gewindekern hat den weiteren Vorteil, dass die Schraube benachbart zum Kopf steifer gestaltet ist und das Gewinde dadurch stabilisiert ist, was insbesondere bei höheren Eindrehmomenten sinnvoll ist. Die Besonderheiten beim Einbringen der Schraube werden später detailliert erläutert, insbesondere im Zusammenhang mit dem Montagewerkzeug, dem Montagebausatz sowie dem Montageverfahren.
Aufgrund der Elastizität des Gewindes bzw. des Teilbereichs des Gewindes kann die in das Bauteil eingebrachte Schraube einer elastischen Bewegung des Bauteils mindestens teilweise folgen. Dies bedeutet, dass das Gewinde bzw. die Schraube insgesamt mindestens einem Teil einer axialen und/oder quer zur Achse verlaufenden elastischen Bewegung des Bauteilmaterials folgen kann. Die Elastizität in axialer Richtung bedeutet dabei, dass sich ein Abstand zwischen Kopf und Spitze der Schraube in Abhängigkeit von einer elastischen Verformung des Bauteils entlang dieser Achse verändert. Elastizität in einer Ebene quer zur Achse bedeutet, dass ein Versatz zwischen Kopf und Spitze der Schraube in Abhängigkeit von der elastischen Verformung des Bauteils in dieser Ebene erfolgt. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Schraube ist somit, dass sie aufgrund der Elastizität insbesondere auf eine Verwendung in Bauteilen aus einem elastischen Material, insbesondere einem elastischen Schaum, optimiert ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Schraube im elastischen Teilbereich einen Freiraum auf, der von der mindestens einen Windung umgeben ist. Die Bedeutung dieses Freiraums wurde bereits oben erläutert. Zusammenfassend bedeutet dies, dass im Teilbereich des Gewindes kein Gewindekern vorgesehen ist, die radial inneren Seiten der Gewindeflanken des Gewindes in diesem Bereich also keine Verbindung, insbesondere keine feste Verbindung, zu einem Gewindekern aufweisen. Als Gewindekern wird hierbei ein Element oder Bestandteil der Schraube verstanden, mit dem das Gewinde an seiner radial inneren Seite stoffschlüssig und/oder formschlüssig verbunden ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Kopf der Schraube zumindest teilweise scheibenförmig und weist einen Außendurchmesser auf, der vorzugsweise größer ist als ein Außendurchmesser des Gewindes. Der Kopf umfasst somit einen Flansch, der eine axiale Begrenzung für das Einschrauben der Schraube in das Bauteil darstellt.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn sich der erste hohlzylindrische Gewindekern axial vom Kopf in Richtung Spitze über mindestens eine Windung des Gewindes erstreckt, vorzugsweise über mindestens zwei Windungen. Der Begriff mindestens eine Windung bezeichnet dabei einen Bereich des Gewindeverlaufs von mindestens 360°. Dies bedeutet, dass das Gewinde über mindestens eine Ganghöhe am ersten hohlzylindrischen Gewindekern befestigt ist, insbesondere stoffschlüssig mit diesem verbunden ist. Als Bezugspunkt wird dabei der Beginn des Gewindes verwendet, also das erste axiale Gewindeende. Daher sind grundsätzlich zwei unterschiedliche Ausführungsformen möglich. Ist das erste axiale Gewindeende am Kopf angeordnet, dann erstreckt sich der erste hohlzylindrische Gewindekern vom Kopf in Richtung Spitze über mindestens eine Ganghöhe des Gewindes in diesem Bereich. Alternativ, und wenn das erste axiale Gewindeende nicht am Kopf angeordnet ist, dann verlängert sich der erste hohlzylindrische Gewindekern um den Abstand zwischen erstem axialen Gewindeende und Kopf, um so für eine indirekte Anbindung des Gewindes an den Kopf zu sorgen. Wie bereits oben erläutert ist der erste hohlzylindrische Gewindekern besonders vorteilhaft, um höhere Eindrehmomente im Vergleich zu einer Ausführungsform ohne ersten hohlzylindrischen Gewindekern auf die Schraube aufzubringen.
Es ist ebenso bevorzugt, wenn sich das Gewinde in Richtung des zweiten axialen Gewindeendes verjüngt. Der auf diese Weise verjüngte Spitzenbereich des Gewindes ermöglicht ein verbessertes Einbringen des Gewindes in das Bauteilmaterial, insbesondere wenn es sich um ein nicht vorgebohrtes Bauteil handelt. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine Gewindesteigung der Schraube variabel ist, insbesondere wenn die Gewindesteigung vom zweiten axialen Gewindeende in Richtung des ersten axialen Gewindeendes bis zu einem Maximum zunimmt. Mittels dieser Ausgestaltung ist eine gleichmäßige verteilte Vorspannung im Bauteilmaterial realisierbar. In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls bevorzugt, dass das Gewinde selbstschneidend ausgeführt ist. Auf diese Weise kann eine nachteilige Beeinträchtigung des Bauteilmaterials beim Einbringen der Schraube im Vergleich zu anderen Gewindegestaltungen minimiert werden. Zur Verbesserung dieses Effekts ist es besonders bevorzugt, wenn die Gewindeflanke an einer radial äußeren Seite spitzwinklig ausgebildet ist und sich ein Winkel der Gewindeflanke in Richtung einer radial inneren Seite vergrößert, wobei die Gewindeflanke an der radial inneren Seite axial flächig ausgebildet ist. Die flächige Ausbildung der Gewindeflanke an der radial inneren Seite sorgt insbesondere während des Einbringens der Schraube in das Bauteilmaterial für einen sicheren Kontakt zum Schaft, der während des Einbringens vorhandenen ist, wie oben erläutert und nachfolgend im Zusammenhang mit dem Montagewerkzeug, dem Montagebausatz sowie dem Montageverfahren detailliert diskutiert. In diesem Zusammenhang ist eine Gestaltung der Schraube besonders vorteilhaft, bei der ein Innendurchmesser im elastischen Teilbereich im Vergleich zum Außendurchmesser des Gewindes klein ist. Aufgrund dieser Ausgestaltung weisen die Gewindeflanken eine große Fläche auf, die mit dem Bauteilmaterial in Eingriff gelangen kann. Dabei ist es bevorzugt, wenn das Verhältnis von Innendurchmesser im Teilbereich zum Außendurchmesser des Gewindes mindestens 1:2, weiterhin bevorzugt mindestens 1:3 und besonders bevorzugt mindestens 1:4 beträgt.
Gemäß einer ersten Alternative erstreckt sich in einer bevorzugten Ausführungsform der Teilbereich der Schraube bis zum zweiten axialen Gewindeende. Dies bedeutet, dass bei einer Anordnung oder Befestigung des ersten axialen Gewindeendes außermittig am Kopf gar kein Gewindekern vorhanden ist. Bei einer Anbindung des ersten axialen Gewindeendes an den ersten hohlzylindrischen Gewindekern ist außer dem ersten hohlzylindrischen Gewindekern kein Gewindekern vorhanden. Im Hinblick auf die Definition eines Gewindekerns wird auf die obigen Ausführungen verwiesen. Mittels dieser Ausgestaltung ist daher eine besonders elastische Schraube bereitstellbar.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform dieser ersten Alternative ist mindestens ein Teil der letzten Windung am axial zweiten Gewindeende radial nach innen versetzt, so dass sich der Innendurchmesser an dieser Stelle stufenartig verringert. Der Begriff der letzten Windung umfasst dabei einen Bereich des Gewindeverlaufs beginnend am zweiten axialen Gewindeende von 360°. Dieser Versatz von mindestens einem Teil der letzten Windung wirkt während des Einbringens der Schraube mit einem entsprechenden Hinterschnitt eines Montagewerkzeugs zusammen. Dadurch kann eine axiale Kompression der Schraube während des Einbringens effektiv verhindert werden.
Gemäß einer zweiten Alternative ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Schraube das zweite axiale Gewindeende an einem sich zentral von der Spitze in Richtung Kopf erstreckenden zweiten zumindest teilweise hohlzylindrischen Gewindekern angeordnet. Auf diese Weise kann eine größere Kraftübertragung bei der Einbringung der Schraube in das Bauteilmaterial gewährleistet werden. Dies wird später im Zusammenhang mit dem entsprechenden Montagewerkzeug erläutert.
Besonders vorteilhaft ist es daher, wenn im Inneren des zweiten zumindest teilweise hohlzylindrischen Gewindekerns ein zweites Antriebsmerkmal vorhanden ist. Mittels des zweiten Antriebsmerkmals, das insbesondere benachbart der Spitze der Schraube angeordnet ist, kann dort direkt eine Kraft ausgeübt werden, so dass eine Belastung des Gewindes verringert werden, gerade im elastischen Teilbereich des Gewindes.
Zudem ist es bevorzugt, dass ein Innendurchmesser des zweiten zumindest teilweise hohlzylindrischen Gewindekerns kleiner ist als ein Innendurchmesser des Teilbereichs des Gewindes. Auf diese Weise wird auch in dieser Ausführungsform eine Stufe bereitgestellt, die mit dem entsprechenden Montagewerkzeug zusammenwirkt und so einer axialen Kompression der Schraube beim Einbringen in das Bauteil entgegengewirkt werden kann.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn der zweite zumindest teilweise hohlzylindrische Gewindekern in Richtung der Spitze spitz zuläuft und vorzugsweise scharfkantig ausgebildet ist. Auf diese Weise wird ein Einbringen der Schraube insbesondere in ein nicht vorgebohrtes Bauteil unterstützt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Innendurchmesser im Teilbereich des Gewindes konstant. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn ein Innendurchmesser des ersten hohlzylindrischen Gewindekerns dem Innendurchmesser im Teilbereich des Gewindes entspricht. Aufgrund dieser geometrischen Ausgestaltung im Inneren kann besonders einfach sichergestellt werden, dass ein während des Einbringens im Inneren der Schraube vorhandener Schaft, beispielsweise des Montagewerkzeugs, an der radial inneren Seite der Gewindeflanken anliegt. Auf diese Weise wird dann eine Verringerung des Innendurchmessers während des Einbringens effektiv verhindert.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform verändert sich der Innendurchmesser im Teilbereich gleichmäßig, insbesondere nimmt er vom Kopf in Richtung Spitze ab. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn ein Innendurchmesser des ersten hohlzylindrischen Gewindekerns gleichmäßig in den Innendurchmesser des Teilbereichs des Gewindes übergeht. Aufgrund dieser geometrischen Ausgestaltung im Inneren kann in dieser Ausführungsform ebenfalls besonders einfach sichergestellt werden, dass ein während des Einbringens im Inneren der Schraube vorhandener Schaft, beispielsweise des Montagewerkzeugs, an der radial inneren Seite der Gewindeflanken anliegt. Auch hier wird auf diese Weise eine Verringerung des Innendurchmessers während des Einbringens effektiv verhindert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein sich vom Kopf in Richtung Spitze und vorzugsweise über die Spitze hinaus ersteckender Schaft in das Durchgangsloch im Kopf eingesetzt. Mittels des eingesetzten Schafts ist einer Verringerung des Innendurchmessers im elastischen Teilbereich des Gewindes verhindert. Die Verwendung des Schafts, der keinen Gewindekern im Sinne der vorliegenden Erfindung darstellt, da er zumindest im elastischen Teilbereich keine stoffschlüssige Verbindung zum Gewinde aufweist, erlaubt das Einbringen der Schraube in ein Bauteil ohne Verwendung eines speziellen Montagewerkzeugs. Dementsprechend, und bezogen auf den Außensechskant als erstes Antriebsmerkmal am Kopf, kann dieser mit einem herkömmlichen Werkzeug angegriffen werden und die Schraube so in einfacher Weise in das Bauteil eingebracht werden. Dies wird später im Zusammenhang mit dem Montagebausatz erläutert, wo auch weitere Merkmale des Schafts diskutiert werden.
Ein erfindungsgemäßes Bauteil aus einem geschäumten Material weist eine erfindungsgemäße Schraube auf, wobei der Kopf der Schraube vorzugsweise ein Befestigungsmerkmal aufweist. Mittels dieser Ausgestaltung sind an dem Bauteil über die erfindungsgemäße Schraube weitere Komponenten befestigbar, wie beispielsweise Kabelhalter oder dergleichen. Im Hinblick auf die Vorteile wird daher auf die obigen Ausführungen zur erfindungsgemäßen Schraube verwiesen. In diesem Zusammenhang handelt es sich insbesondere um ein Bauteil aus einem elastischen Schaum.
Eine erfindungsgemäße Verbindung aus zwei Bauteilen, von denen mindestens eines aus einem geschäumten Material besteht, umfasst eine erfindungsgemäße Schraube, wobei die zwei Bauteile mittels der Schraube verbunden sind. Im Hinblick auf die Vorteile wird daher ebenfalls auf die obigen Ausführungen zur erfindungsgemäßen Schraube verwiesen. Auch hier handelt es sich bei mindestens einem der Bauteile um ein Bauteil aus einem elastischen Schaum. Bei der Verwendung der Schraube ist dabei insbesondere der elastische Teilbereich der Schraube im Bauteil aus elastischem Schaum angeordnet.
Ein erfindungsgemäßes Montagewerkzeug für eine Schraube mit einem Gewindeteilbereich, der nur über den Gewindeverlauf mit dem Kopf der Schraube oder einem hohlzylindrischen Gewindekern verbunden ist, insbesondere für eine erfindungsgemäße Schraube, umfasst einen länglichen Schaft, der bei Verwendung mit der Schraube mindestens teilweise eine Anlagefläche für das Gewinde darstellt und ein erstes axiales Ende sowie ein dem ersten axialen Ende entgegengesetztes zweites axiales Ende aufweist, während am ersten axialen Ende ein erstes Antriebsmerkmal zum Zusammenwirken mit einem ersten Antriebsmerkmal der Schraube, insbesondere an einem Kopf einer Schraube, vorhanden ist und mit einem Bereich benachbart zum zweiten axialen Ende eine axiale Kompression der Schraube während eines Einschraubvorgangs verhinderbar ist. Die Funktionsweise des Montagewerkzeugs wird nachfolgend beispielhaft in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Schraube dargestellt.
Zunächst wird die Schraube auf dem Schaft des Montagewerkzeugs so angeordnet, dass der Kopf der Schraube, der das Antriebsmerkmal aufweist, mit dem Antriebsmerkmal des Montagewerkzeugs in Eingriff gelangt. Bei dem ersten Antriebsmerkmal am Kopf der Schraube handelt es sich beispielsweise um einen Außensechskant und beim ersten Antriebsmerkmal des Montagewerkzeugs dementsprechend um einen Innensechskant. Der Schaft des Montagewerkzeugs durchtaucht das Innere der Schraube so, dass er im elastischen Teilbereich des Gewindes mit dem Gewinde in Anlage gelangt. Insbesondere kommt der radial äußere Bereich des Schafts mit der radial inneren Seite der Gewindeflanken in Anlage und verhindert so während des Einbringens der Schraube in das Bauteil eine Verringerung des Innendurchmessers der Schraube in diesem Bereich.
In einem dem elastischen Teilbereich nachgelagerten Bereich, wenn die Schraube vom Kopf her betrachtet wird, weist die Schraube ein Eingriffsmerkmal auf, das mit einem entsprechenden Eingriffsmerkmal des Schaft des Montagewerkzeugs zusammenwirkt, um eine axiale Kompression der Schraube zu verhindern. Derartige Eingriffsmerkmale werden nachfolgend im Rahmen der verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen des Montagewerkzeugs erläutert. Mittels des erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs ist somit insbesondere die erfindungsgemäße Schraube in ein Bauteil effektiv einbringbar. Im Hinblick auf die Vorteile und technischen Effekte wird daher auf die obigen Ausführungen zur erfindungsgemäßen Schraube verwiesen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Bereich des Montagewerkzeugs benachbart zum zweiten axialen Ende zur Verhinderung einer axiale Kompression der Schraube während des Einschraubvorgangs eine Veränderung des Außendurchmessers des Schafts auf, so dass insbesondere der Außendurchmesser benachbart des zweiten axialen Endes kleiner ist als der Außendurchmesser benachbart des ersten axialen Endes. Mittels dieser Ausgestaltungen ist die axiale Kompression der Schraube während des Einbringens an einer auf die Ausgestaltung der Schraube angepassten Position gezielt verhinderbar.
Zusätzlich oder alternativ ist es bevorzugt, dass das zweite axiale Ende ein zweites Antriebsmerkmal zum Zusammenwirken mit einem zweiten Antriebsmerkmal der Schraube aufweist, insbesondere im Inneren eines sich zentral von einer Spitze der Schraube in Richtung Kopf erstreckenden zumindest teilweise hohlzylindrischen Gewindekerns. Auf diese Weise kann über das zweite Antriebsmerkmal eine Kraft nahe der Spitze der Schraube in die Schraube eingeleitet werden, sodass eine größere Kraftübertragung realisierbar ist, ohne dass das Gewinde insbesondere im elastischen Teilbereich überbeansprucht wird. Dies ist insbesondere bei steiferen Materialien des Bauteils wichtig, um die erforderlichen Drehmomente auf die Schraube aufzubringen, ohne diese und/oder das Bauteil zu beschädigen.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn sich vom ersten axialen Ende des Montagewerkzeugs ein drittes Antriebsmerkmal zum Zusammenwirken mit einem Werkzeugantrieb in eine Richtung entgegengesetzt zum zweiten axialen Ende erstreckt. Diese Ausgestaltung vereinfacht das Einbringen der Schraube mittels des Montagewerkzeugs in das Bauteil zusätzlich, da das Montagewerkzeug über das dritte Antriebsmerkmal beispielsweise an einen elektrischen Werkzeugantrieb lösbar gekoppelt werden kann.
Ein erfindungsgemäßer Montagebausatz umfasst eine erfindungsgemäße Schraube sowie ein erfindungsgemäßes Montagewerkzeug oder einen Schaft mit einem ersten axialen Ende, das benachbart zum Kopf angeordnet ist, und einem dem ersten axialen Ende entgegengesetzten zweiten axialen Ende, wobei sich der Schaft im Inneren der Schraube vom Kopf in Richtung des zweiten axialen Gewindeendes erstreckt, vorzugsweise darüber hinaus, und der einen Außendurchmesser aufweist, der an den Innendurchmesser der Schraube angepasst ist. Im Hinblick auf die sich ergebenden Vorteile wird auf die Ausführungen zur erfindungsgemäßen Schraube, der Ausführungsform der Schraube mit Schaft und das erfindungsgemäße Montagewerkzeug verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schaft am ersten axialen Ende ein erstes Befestigungsmittel auf, das mit einem zweiten Befestigungsmittel im Kopf der Schraube zusammenwirkt. Bei dem ersten Befestigungsmittel handelt es sich beispielsweise um zwei Vorsprünge, die auf gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind. Diese wirken dann derart mit dem Kopf der Schraube zusammen, dass ein Drehen des Schafts während des Einbringens der Schraube in das Bauteil verhindert ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Schaft am zweiten axialen Ende spitz ausgebildet. Auf diese Weise stellt der Schaft eine Zentrierungshilfe während des Einbringens der Schraube dar. Zudem ist kein Vorbohren des Bauteils aufgrund des spitz ausgebildeten Schafts am zweiten axialen Ende erforderlich. Hierzu ist die Spitze des Schafts vorzugsweise scharfkantig ausgebildet.
Ein erfindungsgemäßes Montageverfahren für eine Schraube mit einem Gewindeteilbereich, der nur über den Gewindeverlauf mit dem Kopf der Schraube oder einem hohlzylindrischen Gewindekern verbunden ist, insbesondere eine erfindungsgemäße Schraube, in ein Bauteil aus einem geschäumten Material, umfasst die Schritte: Anordnen der Schraube auf einem Montagewerkzeug mit dem eine axiale Kompression des Gewindeteilbereichs verhinderbar ist, insbesondere ein erfindungsgemäßes Montagewerkzeug, oder Anordnen der Schraube auf einem Schaft mit einem ersten axialen Ende, das benachbart zum Kopf der Schraube angeordnet ist, und einem dem ersten axialen Ende entgegengesetzten zweiten axialen Ende, so dass sich der Schaft im Inneren der Schraube vom Kopf in Richtung des zweiten axialen Gewindeendes erstreckt, vorzugsweise darüber hinaus, und der einen Außendurchmesser aufweist, der an den Innendurchmesser der Schraube im Gewindeteilbereich angepasst ist, Drehen der Schraube über ein erstes Antriebsmerkmal der Schraube und so Einbringen der Schraube in das Bauteil aus geschäumtem Material sowie Beenden des Drehens der Schraube bei Erreichen einer gewünschten Einbringposition. Mit dem erfindungsgemäßen Montageverfahren ist insbesondere die erfindungsgemäße Schraube in ein Bauteil einbringbar. Im Hinblick auf die sich ergebenden Vorteile wird daher auf die obigen Ausführungen zur erfindungsgemäßen Schraube verwiesen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Montageverfahrens wirkt das erste Antriebsmerkmal der Schraube mit einem ersten Antriebsmerkmal des Montagewerkzeugs zusammen. Im Hinblick auf diese Ausführungsform wird auf die Ausführungen zum erfindungsgemäßen Montagewerkzeug verwiesen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Montageverfahren vor dem Einbringen der Schraube den weiteren Schritt auf: Vorbohren des Bauteils aus geschäumtem Material an der Einbringposition der Schraube. Mithilfe dieses vorbereitenden Schritts wird ein Einbringen der Schraube in das Bauteil weiter vereinfacht. Alternativ hierzu kann das Bauteil aus geschäumtem Material bereits eine Öffnung aufweisen, die beispielsweise während des Herstellungsverfahrens des Bauteils vorgesehen wurde. Ebenso ist es bevorzugt, dass das Bauteil keine Öffnung aufweist.
Figurenliste
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnen dabei gleiche Bauteile und/oder Elemente. Es zeigen:

1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schraube,
2 eine Draufsicht auf die Schraube aus 1,
3 eine perspektivische Ansicht der Schraube aus 1,
4 eine Schnittansicht der Schraube aus 1,
5 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Montagebausatzes umfassend die Schraube aus 1 sowie einen Schaft,
6 den Montagebausatz aus 5 im zusammengebauten Zustand,
7 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schraube,
8 eine Draufsicht auf die Schraube aus 7,
9 eine perspektivische Ansicht der Schraube aus 7,
10 eine Schnittansicht der Schraube aus 7,
11 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs,
12 eine Ansicht des Montagewerkzeugs aus 11 von unten,
13 eine Schnittansicht des Montagewerkzeugs aus 11,
14 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Montagebausatzes mit einer Schraube gemäß 1 und einem Montagewerkzeug gemäß 11 im zusammengebauten Zustand,
15 eine Schnittansicht des Montagebausatzes gemäß 14,
16 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs,
17 eine Ansicht des Montagewerkzeugs aus 16 von unten,
18 eine Schnittansicht des Montagewerkzeugs aus 16,
19 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Montagebausatzes mit einer Schraube gemäß 7 und einem Montagewerkzeug gemäß 16 im zusammengebauten Zustand,
20 eine Draufsicht auf den Montagebausatz gemäß 19,
21 eine Schnittansicht des Montagebausatzes gemäß 19 und
22 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Montageverfahrens.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachfolgend wird die Schraube gemäß der vorliegenden Erfindung bei Verwendung mit einem Bauteil aus einem elastischen Schaum beschrieben, um die besonderen technischen Effekte der Schraube besser hervorheben zu können. Die Schraube kann jedoch auch in Verbindung mit irgendeinem beliebigen anderen Material verwendet werden, wobei es sich vorzugsweise um ein geschäumtes Material handelt.
Da es sich insbesondere um ein elastisches Bauteilmaterial handelt, vorzugsweise um einen elastischen Schaum, ist bei der Materialwahl besonders wichtig, dass das Material der Schraube elastisch genug ist, um einer elastischen Verformung des Bauteils zu folgen, und andererseits steif genug ist, um verlässlich in das Bauteil eingebracht werden zu können. Das Material für die Schraube wird daher in Abhängigkeit von dem jeweiligen Bauteilmaterial ausgewählt. Hierbei gilt, dass die Schraube aus einem umso steiferen Material bestehen muss, je fester das Material des Bauteils ist. In diesem Zusammenhang wird als elastisches Material für die Schraube PA66-GF30 angesehen und als weniger elastisches Material bzw. steiferes Material PPA-GF50.
Unter Bezugnahme auf die 1-4 wird zunächst eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schraube 100 diskutiert. Die Schraube 100 umfasst einen Kopf 110, der ein erstes axiales Ende der Schraube 100 definiert, sowie eine Spitze 120, die ein zweites axiales Ende definiert. Zwischen dem Kopf 110 und der Spitze 120 erstreckt sich ein wendelförmiges Gewinde 130. Eine Längsachse der Schraube ist hierbei mit L gekennzeichnet.
Der Kopf 110 ist scheibenförmig und weist einen Außendurchmesser auf, der größer ist als ein Außendurchmesser des Gewindes 130 der Schraube 100. Auf diese Weise bildet der Kopf 110 einen Flansch 112, der eine axiale Begrenzung für ein Einschrauben oder Einbringen der Schraube 100 in ein Bauteil darstellt. Dazu beträgt der Außendurchmesser des Flanschs 130 mindestens das 1,2-fache des Außendurchmessers des Gewindes 130, vorzugsweise mindestens das 1,4-fache und weiter bevorzugt mindestens das 1,6-fache. An einer dem Gewinde 130 abgewandten Seite des Kopfes 110 ist das erste Antriebsmerkmal 114 vorgesehen. In einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform weist die Schraube keinen Flansch auf oder einen Flansch, der dem Außendurchmesser des Gewindes entspricht oder kleiner als dieser ist.
Das erste Antriebsmerkmal 114 ist in der dargestellten Ausführungsform ein Außensechskant. Weiterhin weist der Kopf 110 ein zentrales Durchgangsloch 116 auf. Die Bedeutung des zentralen Durchgangslochs 116 wird später bei der Erläuterung der Montagebausätze, der Montagewerkzeuge sowie des Montageverfahrens deutlich. Die am Kopf 110 auf der dem Gewinde 130 abgewandten Seite vorhandenen Kanten sind vorzugsweise angefast.
Das Gewinde 130 ist mit einem ersten axialen Gewindeende 132 benachbart zum Kopf 110 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform ist das erste axiale Gewindeende 132 an einem sich zentral vom Kopf 110 in Richtung Spitze 120 erstreckenden ersten hohlzylindrischen Gewindekern 140 angeordnet. Angeordnet bedeutet in diesem Fall, dass eine radial innere Seite des Gewindes 130 bzw. der Gewindeflanken stoffschlüssig und/oder formschlüssig mit dem ersten hohlzylindrischen Gewindekern 140 verbunden sind. Um das zentrale Durchgangsloch 116 im Kopf 110 in jedem Fall freizuhalten, wäre bei einem nicht vorhandenen ersten hohlzylindrischen Gewindekern 140 das erste axiale Gewindeende 132 außermittig am Kopf 110 anzuordnen.
Der erste hohlzylindrische Gewindekern 140 erstreckt sich axial vom Kopf 110 in Richtung Spitze 120 mindestens über eine vollständige Windung des Gewindes 130, also mindestens um einen Gewindeverlauf von 360° beginnend am ersten axialen Gewindeende 132. Dies bedeutet, dass das Gewinde 130 über mindestens eine Ganghöhe am ersten hohlzylindrischen Gewindekern 140 befestigt ist, also stoffschlüssig und/oder formschlüssig mit diesem verbunden ist. Als Bezugspunkt wird dabei der Beginn des Gewindes 130 verwendet, also das erste axiale Gewindeende 132. Im dargestellten Ausführungsbeispiel, und da das erste axiale Gewindeende 132 nicht am Kopf 110 angeordnet ist, setzt sich die Gesamtlänge des ersten hohlzylindrischen Gewindekerns 130 aus der mindestens einen Ganghöhe sowie dem Abstand zwischen erstem axialen Gewindeende 132 und Kopf 110 zusammen, um so für eine indirekte Anbindung des Gewindes 130 an den Kopf 110 zu sorgen. Wäre das erste axiale Gewindeende 132 direkt am Kopf 110 angeordnet, dann würde sich der erste hohlzylindrische Gewindekern 140 beispielsweise nur über die mindestens eine Ganghöhe des Gewindes 130 erstrecken. Vorzugweise beträgt die Länge des ersten hohlzylindrischen Gewindekerns 140 mindestens 1/6, weiter bevorzugt mindestens 1/5, des Abstands zwischen Kopf 110 und Spitze 120, insbesondere zwischen einer dem Gewinde 130 zugewandten Unterseite des Kopfs 110 und dem zweiten Gewindeende 134.
Der sich nun anschließenden Bereich des Gewindes 130 in Richtung eines zweiten axialen Gewindeendes 134 ist mit dem Kopf 110 der Schraube 100 nur über die vorhergehenden Windungen des Gewindes 130 verbunden. Es ist also kein Gewindekern mehr vorhanden, so dass die Windungen in diesem Bereich mit einer vorhergehenden und einer nachfolgenden Windung ausschließlich über das Gewinde 130 selbst verbunden ist. Als Gewindekern wird hierbei ein Element der Schraube 100 verstanden, mit dem das Gewinde 130 an seiner radial inneren Seite stoffschlüssig verbunden ist, wie dies beispielsweise beim ersten hohlzylindrischen Gewindekern 140 der Fall ist. Anders ausgedrückt weist die Schraube 100 im elastischen Bereich somit einen Freiraum auf. Aufgrund der fehlenden Verbindung des Gewindes 130 zu einem Gewindekern ergibt sich mindestens eine axiale Elastizität der Schraube 100 in diesem Bereich.
Das Gewinde 130 weist im elastischen Bereich einen Innendurchmesser auf, der dem Innendurchmesser des ersten hohlzylindrischen Gewindekerns 140 entspricht. Vorzugsweise ist dieser Innendurchmesser konstant. Im Fall eines nicht konstanten Innendurchmesser verjüngt sich dieser vorzugsweise gleichmäßig vom Innendurchmesser des ersten hohlzylindrischen Gewindekerns 140 bis zu einer Stelle am oder benachbart zum zweiten axialen Gewindeende 134. Auf diese Weise geht der Innendurchmesser des ersten hohlzylindrischen Gewindekerns 140 gleichmäßig in den Innendurchmesser im elastischen Teilbereich des Gewindes 130 über.
In der gezeigten ersten Ausführungsform erstreckt sich der elastische Bereich des Gewindes 130 vom Ende des ersten hohlzylindrischen Gewindekerns 140 bis zum zweiten axialen Gewindeende 134 und somit auch bis zur Spitze 120. Mindestens ein Teil der letzten Windung am axial zweiten Gewindeende 134 ist radial nach innen versetzt, so dass sich ein Innendurchmesser an dieser Stelle stufenartig verringert. Der Begriff der letzten Windung umfasst dabei einen Bereich des Gewindeverlaufs beginnend am zweiten axialen Gewindeende 134 von 360°. Bei dem nach innen versetzten Bereich handelt es sich beispielsweise um einen Bereich von mindestens 180°. Dieser Versatz von mindestens einem Teil der letzten Windung wirkt während des Einbringens der Schraube 100 mit einem entsprechenden Hinterschnitt eines Montagewerkzeugs 400 ( 11-15) zusammen, was später erläutert wird.
Die mindestens axiale Elastizität oder Verformbarkeit des Gewindes 130 bedeutet dabei, dass ein Abstand zwischen dem Kopf 110 und der Spitze 120 der Schraube 100 veränderbar ist, also verkürzbar oder verlängerbar. Die Schraube 100 verhält sich in diesem Bereich also ähnlich einer Feder. Aufgrund des elastischen Bereichs kann die Schraube 100 vorzugsweise ebenfalls einer Bewegung in einer Ebene quer zur Längsachse L der Schraube 100, d.h. einer lateralen Bewegung, zumindest teilweise folgen. Dies bedeutet, dass ein Versatz zwischen Kopf 110 und Spitze 120 der Schraube 100 in einer Ebene quer zur Längsachse L erfolgen kann, ohne dass die Schraube dabei zerstört wird. Die Verformbarkeit hängt dabei, wie eingangs dargelegt, von der Materialwahl für die Schraube 100 ab. Ein weiterer Einflussfaktor ist die axiale Länge des elastischen Bereichs. Je länger der elastische Bereich ist, desto größer ist die Verformbarkeit der Schraube 100, also der mögliche axiale und/oder laterale Versatz der Spitze 120 bezogen auf den Kopf 110.
Weiterhin zeigt die Ausführungsform der Schraube 100 gemäß der 1-4, dass sich das Gewinde 130 in Richtung des zweiten axialen Gewindeendes 134 verjüngt. Dies ist insbesondere in 1 und 4 ersichtlich. Der auf diese Weise verjüngte Spitzenbereich des Gewindes 130 ermöglicht ein verbessertes Einbringen des Gewindes 130 in ein insbesondere nicht vorgebohrtes Bauteil. Um ein Einbringen der Schraube 100 in das Bauteil weiter zu unterstützen und eine gleichmäßig verteilte Vorspannung im Bauteil zu realisieren, nimmt eine Gewindesteigung vom zweiten axialen Gewindeende 134 in Richtung des ersten axialen Gewindeendes 132 bis zu einem Maximum zu. Somit ist die Gewindesteigung der Schraube 100 variabel. Ebenso ist es bevorzugt, wenn die Gewindesteigung bei dem Maximum bleibt oder vom Maximum in Richtung des ersten axialen Gewindeendes 132 wieder abnimmt.
Vorteilhafterweise ist das Gewinde 130 selbstschneidend ausgeführt. Auf diese Weise kann eine nachteilige Beeinträchtigung des Bauteilmaterials beim Einbringen der Schraube im Vergleich zu anderen Gewindegestaltungen minimiert werden. Dazu ist die Gewindeflanke an einer radial äußeren Seite 136 spitzwinklig ausgebildet. Weiterhin vergrößert sich ein Winkel der Gewindeflanke in Richtung einer radial inneren Seite 138. An der radial inneren Seite 138 ist die Gewindeflanke flächig ausgebildet ist, wodurch die Gewindeflanke ein Anlagefläche für einen Schaft eines Montagewerkzeugs oder eines gesonderten Elements während des Einbringens der Schraube 100 in ein Bauteil bereitstellt, was nachfolgend im Zusammenhang mit dem Montagewerkzeug, dem Montagebausatz sowie dem Montageverfahren erläutert wird. In einer alternativen Ausführungsform bleibt der Winkel der Gewindeflanke in Richtung der radial inneren Seite 138 gleich und ein Querschnitt der Gewindeflanke wird größer.
In diesem Zusammenhang ist eine Gestaltung der Schraube besonders vorteilhaft, bei der ein Innendurchmesser im elastischen Teilbereich im Vergleich zum Außendurchmesser des Gewindes 130 klein ist, so dass die Gewindeflanken eine große Fläche aufweisen. Dabei ist es bevorzugt, wenn das Verhältnis von Innendurchmesser im elastischen Teilbereich zum Außendurchmesser des Gewindes 130 mindestens 1: 1,5, bevorzugt mindestens 1:2, weiterhin bevorzugt mindestens 1:3 und besonders bevorzugt mindestens 1:4 beträgt.
Die 5 und 6 zeigen eine erste Ausführungsform eines entsprechenden Montagebausatzes 200. Der Montagebausatz 200 umfasst die Schraube 100, wie sie in den 1-4 dargestellt ist und oben erläutert wurden. Weiterhin ist ein gesondertes Element in Form eines Schafts 210 vorhanden. Der Schaft 210 weist ein erstes axiales Ende 212 und ein zweites axiales Ende 214 auf. Benachbart zum ersten axialen Ende 212 sind zwei einander gegenüberliegend angeordnete Vorsprünge 216 vorgesehen und am ersten axialen Ende 212 weist der Schaft 210 einen Flansch 218 auf.
Während der Schaft 210 und die Schraube 100 in 5 getrennt voneinander dargestellt sind, ist der Schaft 210 in 6 in die Schraube 100 eingesetzt. Hierbei taucht der Schaft 210 durch das Innere der Schraube 100 und steht mit seinem zweiten axialen Ende 214 über das zweite axiale Gewindeende 134 hinaus. Mit dem ersten axialen Ende 212 ist der Schaft 210 im Durchgangsloch 116 im Kopf 110 der Schraube 100 angeordnet und wird dort mittels der beiden Vorsprünge 216 verdrehsicher gehalten. Das Einbringen der Schraube 100 in ein Bauteil ist nun mittels eines herkömmlichen Werkzeugs möglich, mit dem ein Außensechskant angreifbar ist. Aufgrund des Schafts 210 im Inneren der Schraube 100 ist eine Verjüngung des Innendurchmessers der Schraube 100 im elastischen Bereich während des Einbringens der Schraube 100 verhindert. Weiterhin stellt das zweite axiale Ende 214 des Schafts 210 eine Spitze mit einer Zentrierungsfunktion zum Einbringen der Schraube bereit. Vorteilhafterweise ist diese Spitze scharfkantig ausgebildet, so dass der Schaft 210 ebenfalls das Einbringen der Schraube 100 in ein nicht vorgebohrtes Bauteil unterstützt.
Nun bezugnehmend auf die 7-10 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schraube 300 dargestellt. In ihrem Grundaufbau entspricht die Schraube 300 der zuvor diskutierten Schraube 100, so dass auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird.
Ein Unterschied zwischen der ersten Ausführungsform der Schraube 100 gemäß den 1-4 und der vorliegenden zweiten Ausführungsform der Schraube 300 ist, dass in der zweiten Ausführungsform der Schraube 300 das zweite axiale Gewindeende 334 an einem sich zentral von der Spitze 320 in Richtung Kopf 310 erstreckenden zweiten zumindest teilweise hohlzylindrischen Gewindekern 350 angeordnet ist. Das Gewinde 330 im Bereich des zweiten Gewindekerns 350 ist mit dem zweiten Gewindekern 350 stoffschlüssig und/oder formschlüssig verbunden. Diese zweite Ausführungsform der Schraube 300 ist insbesondere für steifere Materialen und/oder eine größere Kraftübertragung im Vergleich zu der ersten Ausführungsform der Schraube 100 geeignet.
Im Inneren dieses zweiten zumindest teilweise hohlzylindrischen Gewindekerns 350 ist ein zweites Antriebsmerkmal 352 vorgesehen. In der dargestellten Ausführungsform ist dieses zweite Antriebsmerkmal 352 ein Innensechskant und zusätzlich zum ersten Antriebsmerkmal 314 vorhanden. In einer alternativen Ausgestaltung kann jedoch auch nur das zweite Antriebsmerkmal 352 vorhanden sein. Die Bedeutung des zweiten Antriebsmerkmals wird nachfolgend bei der Diskussion des dazugehörigen Montagewerkzeugs 500 (16-18) erläutert.
Ein Innendurchmesser des zweiten zumindest teilweise hohlzylindrischen Gewindekerns 350 ist kleiner als ein Innendurchmesser des elastischen Bereichs des Gewindes 330. Auf diese Weise bildet der zweite Gewindekern 350 eine Stufe zum Zusammenwirken mit einem entsprechenden Montagewerkzeug 500. Die Funktion der so gebildeten Stufe entspricht der Funktion der durch den Versatz von zumindest einem Teil der letzten Windung gebildeten Stufe in der ersten Ausführungsform der Schraube 100 und wird später bei der Erläuterung des Montagewerkzeugs 500 dargelegt.
Der zweite Gewindekern 350 läuft in Richtung der Spitze 320 der Schraube 300 spitz zu und stellt somit eine Zentrierungshilfe dar, die in die Schraube 300 integriert ist. Vorzugsweise ist die Spitze auch scharfkantig ausgebildet, um ein Einbringen der Schraube 300 in das Bauteil zu unterstützen. Bei dem zweiten Antriebsmerkmal 352 handelt es sich vorzugsweise um einen Innensechskant. Ein Innendurchmesser der Schraube 300 im ersten hohlzylindrischen Gewindekern 340 sowie im elastischen Bereich ist entweder konstant oder verjüngt sich gleichmäßig, wie für die erste Ausführungsform der Schraube 100 beschrieben.
Die 11-13 zeigen eine erste Ausführungsform eines Montagewerkzeugs 400 für die erste Ausführungsform der Schraube 100. Das Montagewerkzeug 400 umfasst einen länglichen Schaft 410, der ein erstes axiales Ende 412 sowie ein zweites axiales Ende 414 aufweist. Bei Verwendung mit der Schraube 100 stellt der Schaft 410 mindestens teilweise eine Anlagefläche für das Gewinde 130 dar, insbesondere im elastischen Bereich. Der Schaft 410 ist vorzugsweise an die Gestaltung des Innenraums der Schraube 100 angepasst.
Am ersten axialen Ende 412 ist ein erstes Antriebsmerkmal 416 zum Zusammenwirken mit einem ersten Antriebsmerkmal der Schraube 100 vorhanden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das erste Antriebsmerkmal 416 am ersten axialen Ende 412 des Schafts 410 daher ein Innensechskant, da die Schraube 100 einen Außensechskant als erstes Antriebsmerkmal 114 aufweist.
Ein Bereich benachbart zum zweiten axialen Ende 414 verhindert bei der Verwendung mit der Schraube 100 eine axiale Kompression der Schraube 100 während eines Einschraubvorgangs. Der Außendurchmesser des Schafts 410 verjüngt sich benachbart zum zweiten axialen Ende 414 so, dass er eine Stufe aufweist. Diese Stufe wirkt bei der Verwendung mit der in der Schraube 100 vorhandenen Stufe zusammen, was aus den 14 und 15 ersichtlich ist, die einen Montagebausatz aus Schraube 100 und darin eingesetztem Montagewerkzeug 400 in Seitenansicht und im Schnitt zeigen. Hieraus ist ebenfalls ersichtlich, dass das zweite axiale Ende 414 des Schafts 410 durch die Schraube 100 durchtaucht. Auf diese Weise stellt das zweite axiale Ende 414 des Schafts 410 eine Zentrierungshilfe dar und führt die Schraube 100 während des Einschraubvorgangs. Ein Antrieb der Schraube 100 erfolgt mittels des Werkzeugs 400 ausschließlich Kopfseitig.
In den 16-18 ist eine zweite Ausführungsform eines Montagewerkzeugs 500 für die zweite Ausführungsform der Schraube 300 dargestellt. Dieses entspricht im wesentlichen dem Montagewerkzeug 400. Allerdings ist das zweite axiale Ende des Schafts aufgrund der anderen Ausgestaltung der Schraube 300 an diese angepasst. So umfasst es zwar eine Stufe, weist jedoch die Form eines Außensechskant als zweites Antriebsmerkmal 518 auf, um mit dem zweiten Antriebsmerkmal der Schraube zusammenzuwirken. Das Zusammenwirken des Werkzeugs mit der Schraube 300 wird aus den 19-21 ersichtlich, die einen Montagebausatz aus Schraube 300 und darin eingesetztem Montagewerkzeug 500 in Seitenansicht, eine Draufsicht darauf und einen Schnitt zeigen. Das zweite Antriebsmerkmal 518 sorgt in Verbindung mit dem zweiten Antriebsmerkmal 352 der Schraube 300 für eine gezielte Kraftübertragung auch an der Spitze 320 der Schraube 300. Somit ist diese Ausführungsform besser in steifere Materialen einbringbar bzw. einschraubbar im Vergleich zur ersten Ausführungsform der Schraube 100.
In beiden Ausführungsformen weist das Montagewerkzeug ein drittes Antriebsmerkmal 420, 520 auf. Mittels dieses dritten Antriebsmerkmals 420, 520 kann es an einen beispielsweise elektrischen Antrieb gekoppelt werden, wodurch das Einbringen der Schraube 100, 300 in das Bauteil weiter erleichtert ist. Das dritte Antriebsmerkmal 420, 520 weist daher die Form eines Außensechskants auf, beispielsweise in Form eines Schafts oder Stabs.
Schließlich zeigt 22 einen schematischen Verfahrensablauf einer Ausführungsform eines Montageverfahrens für eine Schraube 100 oder 300. In einem ersten Schritt A1 wird die Schraube auf einem Montagewerkzeug 400 oder 500, je nach Schraubentyp, angeordnet, so dass eine axiale Kompression des elastischen Gewindebereichs verhinderbar ist. Alternativ wird die Schraube 100 auf einem Element mit Schaft 210 angeordnet (Schritt A2). Optional kann ein Vorbohren des Bauteils aus geschäumtem Material an der Einbringposition der Schraube 100, 300 in Schritt B erfolgen. Nachdem die Schraube mit Montagewerkzeug 400, 500 oder Schaft 210 an der Einbringposition auf dem Bauteil positioniert wurde, erfolgt in Schritt C ein Drehen der Schraube 100, 300 über ein erstes Antriebsmerkmal 114, 314 der Schraube 100, 300 und so ein Einbringen der Schraube 100, 300 in das Bauteil aus geschäumtem Material. Dies geschieht entweder über das dritte Antriebsmerkmal 420, 520 des Montagewerkzeugs oder über ein herkömmliches Werkzeug, wenn nur das Element mit Schaft 210 verwendet wird. Schließlich und in Schritt D erfolgt ein Beenden des Drehens der Schraube 100, 300 bei Erreichen einer gewünschten Einbringposition.
Bezugszeichenliste

100: Schraube (erste Ausführungsform)
110: Kopf
112: Flansch
114: erstes Antriebsmerkmal
116: Durchgangsloch
120: Spitze
130: Gewinde
132: erstes axiales Gewindeende
134: zweites axiales Gewindeende
136: radial äußere Seite der Gewindeflanke
138: radial innere Seite der Gewindeflanke
140: erster hohlzylindrischer Gewindekern
200: Montagebausatz (erste Ausführungsform)
210: Schaft
212: erstes axiales Ende
214: zweites axiales Ende
216: Vorsprünge
218: Flansch
300: Schraube (zweite Ausführungsform)
310: Kopf
312: Flansch
314: erstes Antriebsmerkmal
316: Durchgangsloch
320: Spitze
330: Gewinde
332: erstes axiales Gewindeende
334: zweites axiales Gewindeende
336: radial äußere Seite der Gewindeflanke
338: radial innere Seite der Gewindeflanke
340: erster hohlzylindrischer Gewindekern
350: zweiter hohlzylindrischer Gewindekern
352: zweites Antriebsmerkmal
400: Montagewerkzeug (erste Ausführungsform)
410: Schaft
412: erstes axiales Ende
414: zweites axiales Ende
416: erstes Antriebsmerkmal
420: drittes Antriebsmerkmal
500: Montagewerkzeug (zweite Ausführungsform)
510: Schaft
512: erstes axiales Ende
514: zweites axiales Ende
516: erstes Antriebsmerkmal
518: zweites Antriebsmerkmal
520: drittes Antriebsmerkmal
L: Längsachse der Schraube
H_G: Ganghöhe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 60306829 T2 [0003]
DE 69515505 T2 [0004, 0005]
DE 7706708 U1 [0006]

Claims

Schraube für eine Schraubverbindung mit einem Bauteil, insbesondere einem Bauteil aus geschäumtem Material, umfassend: a. einen Kopf, der ein erstes axiales Ende definiert und ein Antriebsmerkmal sowie ein zentrales Durchgangsloch umfasst, b. eine Spitze, die ein zweites axiales Ende definiert, sowie c. ein sich zumindest teilweise zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ende erstreckendes wendelförmiges Gewinde mit einem ersten axialen Gewindeende, das benachbart zum Kopf angeordnet ist, und einem zweiten axialen Gewindeende, wobei d. das Gewinde mindestens in einem Teilbereich zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Gewindeende mindestens eine Windung von mindestens 360°, vorzugsweise eine Mehrzahl an Windungen, aufweist, die mit einer vorhergehenden und nachfolgenden Windung ausschließlich über das Gewinde selbst verbunden ist, so dass das Gewinde in diesem Teilbereich mindestens axial elastisch ist, und e1. das erste axiale Gewindeende ist außermittig am Kopf angeordnet und/oder e2. das erste axiale Gewindeende ist an einem sich zentral vom Kopf in Richtung Spitze erstreckenden ersten hohlzylindrischen Gewindekern angeordnet.
Schraube gemäß Patentanspruch 1, die im elastischen Teilbereich einen Freiraum aufweist, der von der mindestens einen Windung umgeben ist.
Schraube gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, deren Kopf zumindest teilweise scheibenförmig ist und einen Außendurchmesser aufweist, der vorzugsweise größer ist als ein Außendurchmesser des Gewindes.
Schraube gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei der der erste hohlzylindrische Gewindekern sich axial vom Kopf in Richtung Spitze über mindestens eine Windung des Gewindes erstreckt, vorzugsweise über mindestens zwei Windungen.
Schraube gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei der sich das Gewinde in Richtung des zweiten axialen Gewindeendes verjüngt.
Schraube gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei der eine Gewindesteigung variabel ist, insbesondere nimmt die Gewindesteigung vom zweiten axialen Gewindeende in Richtung des ersten axialen Gewindeendes bis zu einem Maximum zu.
Schraube gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei der das Gewinde selbstschneidend ist.
Schraube gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei der die Gewindeflanke an einer radial äußeren Seite spitzwinklig ausgebildet ist und sich ein Winkel der Gewindeflanke in Richtung einer radial inneren Seite vergrößert, wobei die Gewindeflanke an der radial inneren Seite axial flächig ausgebildet ist.
Schraube gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei der sich der Teilbereich bis zum zweiten axialen Gewindeende erstreckt.
Schraube gemäß Patentanspruch 9, bei der mindestens ein Teil der letzten Windung am axial zweiten Gewindeende radial nach innen versetzt ist, so dass sich der Innendurchmesser an dieser Stelle stufenartig verringert.
Schraube gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche 1 bis 8, bei dem das zweite axiale Gewindeende an einem sich zentral von der Spitze in Richtung Kopf erstreckenden zweiten zumindest teilweise hohlzylindrischen Gewindekern angeordnet ist.
Schraube gemäß Patentanspruch 11, bei der im Inneren des zweiten zumindest teilweise hohlzylindrischen Gewindekerns ein zweites Antriebsmerkmal vorhanden ist.
Schraube gemäß einem der Patentansprüche 11 oder 12, bei der ein Innendurchmesser des zweiten zumindest teilweise hohlzylindrischen Gewindekerns kleiner ist als ein Innendurchmesser des Teilbereichs des Gewindes.
Schraube gemäß einem der Patentansprüche 11 bis 13, bei der der zweite zumindest teilweise hohlzylindrische Gewindekern in Richtung der Spitze spitz zuläuft und vorzugsweise scharfkantig ausgebildet ist.
Schraube gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei der der Innendurchmesser im Teilbereich des Gewindes konstant ist.
Schraube gemäß Patentanspruch 15, bei der ein Innendurchmesser des ersten hohlzylindrischen Gewindekerns dem Innendurchmesser im Teilbereich des Gewindes entspricht.
Schraube gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 14, bei der sich der Innendurchmesser im Teilbereich gleichmäßig verändert, insbesondere vom Kopf in Richtung Spitze abnimmt.
Schraube gemäß Patentanspruch 17, bei der ein Innendurchmesser des ersten hohlzylindrischen Gewindekerns gleichmäßig in den Innendurchmesser des Teilbereichs des Gewindes übergeht.
Schraube gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei der ein sich vom Kopf in Richtung Spitze und vorzugsweise über die Spitze hinaus ersteckender Schaft in das Durchgangsloch im Kopf eingesetzt ist.
Bauteil aus einem geschäumten Material mit einer Schraube gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Kopf der Schraube vorzugsweise ein Befestigungsmerkmal aufweist.
Verbindung aus zwei Bauteilen, von denen mindestens eines aus einem geschäumten Material besteht und die mittels einer Schraube gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 19 verbunden sind.
Montagewerkzeug für eine Schraube mit einem Gewindeteilbereich, der nur über den Gewindeverlauf mit dem Kopf der Schraube oder einem hohlzylindrischen Gewindekern verbunden ist, insbesondere für eine Schraube gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 19, umfassend: a. einen länglichen Schaft, der bei Verwendung mit der Schraube mindestens teilweise eine Anlagefläche für das Gewinde darstellt und ein erstes axiales Ende sowie ein dem ersten axialen Ende entgegengesetztes zweites axiales Ende aufweist, während b. am ersten axialen Ende ein erstes Antriebsmerkmal zum Zusammenwirken mit einem ersten Antriebsmerkmal der Schraube, insbesondere an einem Kopf einer Schraube, vorhanden ist und c. mit einem Bereich benachbart zum zweiten axialen Ende eine axiale Kompression der Schraube während eines Einschraubvorgangs verhinderbar ist.
Montagewerkzeug gemäß Patentanspruch 22, bei dem der Bereich benachbart zum zweiten axialen Ende zur Verhinderung einer axiale Kompression der Schraube während des Einschraubvorgangs eine Veränderung des Außendurchmessers des Schafts aufweist, so dass insbesondere der Außendurchmesser benachbart des zweiten axialen Endes kleiner ist als der Außendurchmesser benachbart des ersten axialen Endes.
Montagewerkzeug gemäß einem der Patentansprüche 22 oder 23, bei dem das zweite axiale Ende ein zweites Antriebsmerkmal zum Zusammenwirken mit einem zweiten Antriebsmerkmal der Schraube aufweist, insbesondere im Inneren eines sich zentral von einer Spitze der Schraube in Richtung Kopf erstreckenden zumindest teilweise hohlzylindrischen Gewindekerns.
Montagewerkzeug gemäß einem der Patentansprüche 22 bis 24, bei dem sich vom ersten axialen Ende ein drittes Antriebsmerkmal zum Zusammenwirken mit einem Werkzeugantrieb in eine Richtung entgegengesetzt zum zweiten axialen Ende erstreckt.
Montagebausatz umfassend a. eine Schraube gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 19 sowie b 1. ein Montagewerkzeug gemäß einem der Patentansprüche 22 bis 25 oder b2. einen Schaft mit einem ersten axialen Ende, das benachbart zum Kopf angeordnet ist, und einem dem ersten axialen Ende entgegengesetzten zweiten axialen Ende, wobei sich der Schaft im Inneren der Schraube vom Kopf in Richtung des zweiten axialen Gewindeendes erstreckt, vorzugsweise darüber hinaus, und der einen Außendurchmesser aufweist, der an den Innendurchmesser der Schraube angepasst ist.
Montagebausatz gemäß Patentanspruch 26, in dem der Schaft am ersten axialen Ende ein erstes Befestigungsmittel aufweist, das mit einem zweiten Befestigungsmittel im Kopf der Schraube zusammenwirkt.
Montagebausatz gemäß Patentanspruch 26 oder 27, in dem der Schaft am zweiten axialen Ende spitz ausgebildet ist.
Montageverfahren für eine Schraube mit einem Gewindeteilbereich, der nur über den Gewindeverlauf mit dem Kopf der Schraube oder einem hohlzylindrischen Gewindekern verbunden ist, insbesondere eine Schraube gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 19, in ein Bauteil aus einem geschäumten Material, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: a1. Anordnen der Schraube auf einem Montagewerkzeug mit dem eine axiale Kompression des Gewindeteilbereichs verhinderbar ist, insbesondere ein Montagewerkzeug gemäß einem der Patentansprüche 22 bis 25, oder a2. Anordnen der Schraube auf einem Schaft mit einem ersten axialen Ende, das benachbart zum Kopf der Schraube angeordnet ist, und einem dem ersten axialen Ende entgegengesetzten zweiten axialen Ende, so dass sich der Schaft im Inneren der Schraube vom Kopf in Richtung des zweiten axialen Gewindeendes erstreckt, vorzugsweise darüber hinaus, und der einen Außendurchmesser aufweist, der an den Innendurchmesser der Schraube im Gewindeteilbereich angepasst ist, b. Drehen der Schraube über ein erstes Antriebsmerkmal der Schraube und so Einbringen der Schraube in das Bauteil aus geschäumtem Material sowie c. Beenden des Drehens der Schraube bei Erreichen einer gewünschten Einbringposition.
Montageverfahren gemäß Patentanspruch 29, wobei das erste Antriebsmerkmal der Schraube mit einem ersten Antriebsmerkmal des Montagewerkzeugs zusammenwirkt.
Montageverfahren gemäß einem der Patentansprüche 29 oder 30, das vor dem Einbringen der Schraube den weiteren Schritt aufweist: d. Vorbohren des Bauteils aus geschäumtem Material an der Einbringposition der Schraube.