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Die Erfindung betrifft eine Betonschraube mit einem Kopf, einer Spitze, einem Schaft zwischen dem Kopf und der Spitze mit einem Kemdurchmesser sowie einem Gewinde auf mindestens einem Abschnitt des Schafts.
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1 zeigt eine bekannte Betonschraube
1 mit einem Kopf
3, einer Spitze
5, einem Schaft
7, der einen Kemdurchmesser
7K aufweist. Gattungsbildend ist die in
EP2386770B1 beschriebene Betonschraube.
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Zur Montage einer Betonschraube in Beton wird zunächst mit einem Bohrer ein Bohrloch in den Beton gebohrt. Anschließend wird die Spitze der Betonschraube an die Bohrlochöffnung des Bohrlochs angesetzt und die Betonschraube mit Hilfe eines Akkuschraubers o.dgl. in das Bohrloch geschraubt. Die kann unter Zuhilfenahme der Schlagbohrfunktion des Akkuschraubers erfolgen. Das Einschrauben erfolgt unter der Wirkung starker Materialbearbeitung, da der Beton und die Betonschraube aus harten Materialien bestehen und die Betonschraube ein Gegengewinde zu ihrem Gewinde in den Beton schneiden muss. Das Gegengewinde in dem Beton entsteht somit dadurch, dass das Gewinde der Betonschraube an dem Beton vorbei schabt.
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Ein ständiger Wunsch an Betonschrauben ist, die Haltekräfte zu erhöhen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Haltekraft von Betonschrauben zu verbessern.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Betonschraube mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Das Gewinde verbreitert sich in dem mindestens einem Verbreiterungsabschnitt vorteilhaft in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung.
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Das Gewinde verbreitert sich in dem Verbreiterungsabschnitt in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung im Vergleich zu dem in Einschraubrichtung davor angeordnetem Gewindeabschnitt in einem Bereich von 0,001-5%, insbesondere von 0,01-2,0%, bevorzugt von 0,1-1%, bezogen auf die Gewindehöhe bzw. die Gewindebreite am Schaft.
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Das Gewinde verbreitert sich in dem Verbreiterungsabschnitt in radialer Richtung im Vergleich zu dem in Einschraubrichtung davor angeordnetem Gewindeabschnitt um einen Faktor aus einem Bereich von 1,001-1,8, insbesondere von 1,01-2,0, bevorzugt von 1,1-1,5, des Kerndurchmessers.
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Die Form des Gewindes ändert sich vorteilhaft im Querschnitt im Verbreiterungsabschnitt gegenüber dem in Einschraubrichtung davor angeordneten Gewindeabschnitt von einer bspw. im wesentlichen Dreiecksform zu einer im wesentlichen Halbkreis- oder Halbellipsenform.
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Die Verbreitung des Gewindes kann kontinuierlich bzw. stetig oder alternativ diskret bzw. in Form einer Gewindestufe erfolgen.
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Vorteilhaft ist in dem mindestens einem Verbreiterungsabschnitt, insbesondere in Einschraubrichtung am Beginn desselben, mindestens ein Schabeabschnitt, insbesondere in Form mindestens eines Schabezahns, angeordnet ist.
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Das Gewinde kann vier, insbesondere drei, bevorzugt zwei und weiter bevorzugt einen Verbreiterungsabschnitt aufweisen.
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Ein Verbreiterungsabschnitt kann in Einschraubrichtung am Beginn und/oder am Ende des Gewindes angeordnet sein.
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Ein Verbreiterungsabschnitt kann sich entlang 1/8 bis 8 Umdrehungen, insbesondere von ½-4Umdrehungen, bevorzugt von 1-2Umdrehungen, erstrecken.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Betonschraube,
- 2 eine Abwicklung eines erfindungsgemäßen Gewindes einer Betonschraube in einer ersten Ausführungsform,
- 3 eine Abwicklung eines erfindungsgemäßen Gewindes einer Betonschraube in einer zweiten Ausführungsform,
- 4 eine Abwicklung eines erfindungsgemäßen Gewindes einer Betonschraube in einer dritten Ausführungsform,
- 5 eine Abwicklung eines erfindungsgemäßen Gewindes einer Betonschraube in einer vierten Ausführungsform,
- 6 eine Abwicklung eines erfindungsgemäßen Gewindes einer Betonschraube in einer fünften Ausführungsform, und
- 7 eine Abwicklung eines erfindungsgemäßen Gewindes einer Betonschraube in einer sechsten Ausführungsform.
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2 zeigt eine Abwicklung eines erfindungsgemäßen Gewindes 9 einer Betonschraube 1. In Einschraubrichtung RE geschaut, weist das Gewinde 9 drei Gewindestufen 9S auf: In einer ersten Gewindestufe 9S wächst das Gewinde 9 von einem Schaft 7 der Betonschraube ausgehend in radialer Richtung RR auf eine erste Gewindehöhe 9H. In einer zweiten Gewindestufe 9S wächst das Gewinde 9 in radialer Richtung RR auf eine zweite Gewindehöhe 9H. In einer dritten Gewindestufe 9S wächst das Gewinde 9 in radialer Richtung auf eine dritte Gewindehöhe 9H. Diese drei Gewindehöhen sind in der jeweiligen Gewindestufe konstant. Lediglich eine kleine Gewindenase 9N am Beginn jeder Gewindestufe 9S zeigt eine Steigung, um das Gewinde von der einen Gewindehöhe auf die nächste, radial höhere Gewindehöhe zu führen.
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Das Gewinde 9 erhöht sich - in Einschraubrichtung betrachtet - von der ersten auf die zweite Gewindestufe 9S und von der zweiten auf die dritte Gewindestufe 9S. Die zweite und die dritte Gewindestufe 9S verbreitern somit das Gewinde 9 jeweils in radialer Richtung RR, indem sie es in radialer Richtung zum vorigen Gewindeabschnitt erhöhen, und bilden somit jeweils einen Verbreiterungsabschnitt 11.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betongewindes, die im Wesentlichen der Ausführungsform der 2 entspricht. Im Unterschied zu der 2 weist die Ausführungsform der 3 in Einschraubrichtung RE hinter der Gewindenase 9N jedoch jeweils einen Schabeabschnitt 13 auf, in dem mehrere Schabezähne 13Z hintereinander angeordnet sind, um das Gegengewinde mit der größeren Gewindehöhe 9H in den Beton zu schneiden.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betongewindes: von einem Schaft der Betonschraube erhebt sich in Einschraubrichtung betrachtet eine Gewindenase 9 auf einer erste Gewindehöhe h. Ausgehend von dieser Gewindehöhe h steigt das Gewinde 9 in radialer RR um einen Betrag h' stetig, d.h. kontinuierlich, auf eine Höhe H am Ende des Gewindes 9 an. Im Gegensatz zu der ersten und der zweiten Ausführungsform erfolgt die Verbreiterung des Gewindes nicht in einer Stufe, sondern kontinuierlich. Der Wert für h' ist vorliegend ausgewählt aus einem vom Bereich von 0,1-0,5mm, vorteilhaft aus einem Bereich von 0,1-0,3mm und bevorzugt aus einem Bereich von 0,1-0,2mm gewählt.
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5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betongewindes, die der 4 bis auf einen Unterschied entspricht: In dem Gewinde 9 sind drei Schabeabschnitte 13 mit jeweils mehreren Schneidezähnen 13Z vorgesehen, um das Gegengewinde besser in den Beton zu schneiden.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betongewindes. Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen stieg das Gewinde jeweils in radialer Richtung an, jedoch blieb die Gewindebreite am Gewindegrund, d.h. am Schaft, jeweils gleich. Die 6 zeigt ein Gewinde 9 in Einschraubrichtung RE. Ausgehend von einer Gewindenase 9N steigt das Gewinde 9 kontinuierlich an - im Gegensatz zu der Ausführungsform der 4 jedoch in radialer Richtung RR und in Umfangsrichtung RU. Das kleine Dreieck der 6 entspricht im Wesentlichen dem Querschnitt des Gewindes 9 nach der Gewindenase 9N. Das große Dreieck der 6 entspricht im Wesentlichen dem Querschnitt des Gewindes 9 am Ende des Gewindes 9. In Einschraubrichtung RE wächst das Gewinde kontinuierlich sowohl in radialer Richtung RR als auch in Umfangsrichtung RU.
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In einer Alternative zu dieser Ausführungsform erfolgt das Anwachsen in radialer Richtung RR und in Umfangsrichtung RU in Stufen, wie bspw. zu der Ausführungsform der 1 für das radiale Anwachsen beschrieben.
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7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betongewindes, das ähnlich zu der Ausführungsform der 6 ist. Im Unterschied zu der Ausführungsform der 6 verbreitet sich das Gewinde jedoch nicht von einem kleinen dreieckigen Querschnitt zu einem großen dreieckigen Querschnitt, sondern von einem kleinen dreieckigen Querschnitt zu einem kreissegmentförmigen Querschnitt. Eine Gewindebreite 9B des Gewindes am Schaft nimmt von einer ersten Gewindebreite 9B1 am Boden des kleinen dreieckigen Querschnitts direkt hinter der Gewindenase 9N auf eine zweite Gewindebreite 9B2 am Ende des Gewindes 9 zu. Das Verbreitern erfolgt - wie auch in 6 - kontinuierlich.
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Wie oben beschrieben, kann das Verbreitern des Gewindes 9 in Stufen oder kontinuierlich erfolgen. Ferner kann das Verbreitern in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung erfolgen. Ferner kann das Verbreitern einher gehen mit einer Änderung des Form des Querschnitts des Gewindes, wie bspw. zu 7 beschrieben. Der Vorgang des Verbreiterns, d.h. die geometrische Änderung des Querschnitts des Gewindes, kann von Schabezähnen o.dgl. in dem Änderungsabschnitt begleitet sein, um das Schneiden des Gegengewindes in den Beton in dem dann verbreiterten Gewindeabschnitt durch das Schaben der Schabezähne zu erleichtern.
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Wie oben beschrieben, erfolgt das Einschrauben einer Betonschraube in Beton unter großer Krafteinwirkung, da sowohl der Beton als auch die Betonschraube eine gewisse Härte aufweisen. Das Schneiden des Gegengewindes in dem Beton erfolgt daher nicht wie das Schneiden in ein weiches Material, weshalb es zu Ausbrüchen u.dgl. in dem Beton kommt. Je mehr Ausbrüche von Betonstücken auftreten und je größer diese sind, desto schlechter ist der Formschluss zwischen dem Betongewinde der Schraube und dem Gegengewinde im Beton. Je mehr Betonschraubengewinde an einer Stelle im Gegengewinde im Beton beim Einschrauben vorbei bewegt wurde, desto größer und desto häufiger sind die Ausbrüche von Beton im Gegengewinde. Aus diesem Grund ist das Gegengewinde in der Nähe der Bohrlochöffnung im Beton weniger konturiert (m.a.W. mehr „ausgeleiert“), weshalb das Betonschraubengewinde dort nur gering verankert ist, d.h. nur ein geringer Formschluss zwischen Betongewinde und Gegengewinde gegeben ist. Im Gegenzug ist das Gegengewinde im Bereich der Spitze der Betonschraube gut konturiert (m.a.W. gut ausgebildet), weshalb das Betonschraubengewinde dort gut verankert ist, d.h. ein guter Formschluss zwischen Betongewinde und Gegengewinde gegeben ist.
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Durch eine erfindungsgemäße Ausbildung des Gewindes 9 einer Betonschraube soll das Gewinde 9 der Betonschraube dort verbreitert werden, wo das Gegengewinde im Beton „ausgeleiert“ ist, um dadurch den Formschluss des Betongewindes im Gegengewinde im Beton zu verbessern. Wie beschrieben, kann dies Verbreiterung in radialer Richtung und/oder Umfangsrichtung erfolgen und mit einer Änderung des Querschnitts des Gewindes einhergehen, um das Gewinde 9 bestmöglich an das Gegengewinde anzupassen.
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Je nach Größe, Durchmesser, Material und Einsatzzweck der Betonschraube (ggfls. auch noch abhängig von der Härte des Betons sowie Größe und Art der Zuschlagsstoffe des Betons), kann die Verbreiterung des Gewindes 9 sich über verschiedene Längen erstrecken oder ein oder mehrere Verbreiterungsabschnitte 11 vorgesehen sein.
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In einer ersten Variante kann ein Verbreiterungsabschnitt 11 in Einschraubrichtung direkt am Beginn des Gewindes 9 und/oder am Ende des Gewindes 9 vorgesehen sein. Alternativ kann sich der Verbreiterungsabschnitt 11 über die gesamte Länge des Gewindes 9 erstrecken, wie bspw. in 4 dargestellt.
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Entscheidend ist, dass das im Beton verbreiterte bzw. ausgeleierte Gegengewinde durch den Verbreiterungsabschnitt mehr ausgefüllt wird, um einen besseren Formschluss zwischen dem Gewinde 9 und dem Gegengewinde im Beton zu erreichen, was zu einer vergrößerten Haltekraft der Betonschraube im Beton führt.
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In der Spitze
5 der erfindungsgemäßen Betonschraube
1 können Nuten ähnlich zu der in der
EP2386770B1 beschriebenen gebildet sein, um das Einschrauben der Betonschraube in den Beton zu erleichtern.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Betonschraube
- 3
- Kopf
- 5
- Spitze
- 7
- Schaft
- 7K
- Kerndurchmesser des Schafts
- 9
- Gewinde
- 9H
- Gewindehöhe
- 9B
- Gewindebreite am Gewindegrund
- 9S
- Gewindestufe
- 11
- Verbreiterungsabschnitt
- 13
- Schabeabschnitt
- 13Z
- Schabezahn
- RE
- Einschraubrichtung
- RR
- Radiale Richtung
- RU
- Umfangsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2386770 B1 [0002, 0031]
