-
ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
-
Die Erfindung betrifft eine Schraube, insbesondere für Holzwerkstoffe, mit einem Schraubenkopf, einem Schraubenschaft und einem sich über einen Teil der Länge des Schraubenschafts erstreckenden Schraubengewinde, wobei das Schraubengewinde wenigstens einen mehrfach um den Schraubenschaft umlaufenden Gewindevorsprung aufweist und ein Ende des Schraubengewindes zwischen der Schraubenspitze und dem Schraubenkopf angeordnet ist und wobei die Schraube einen Fräsabschnitt aufweist, in dem mindestens eine Fräsrippe angeordnet ist. Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung mit einer erfindungsgemäßen Schraube.
-
Es ist bekannt, dass das Einschraubmoment bei Schrauben, insbesondere bei Schrauben für Holzwerkstoffe, dann besonders hoch ist, wenn zwischen dem Teil des Schraubenschafts ohne Schraubengewinde und dem Material des zu befestigenden Gegenstands hohe Reibungskräfte auftreten. Diese können so hoch werden, dass die Schrauben abreißen. Um diese Reibungskräfte zu verringern sind dem Stand der Technik bereits Lösungen zu entnehmen.
-
Die deutsche Offenlegungsschrift
DE 4228 727 A1 zeigt eine Senkkopfschraube für Hartholz, die auf ihrem Schraubenschaft einen Fräsabschnitt aufweist, um das Einschraubmoment zu verringern. Dabei ist der Fräsabschnitt als gesonderter Abschnitt von dem Schraubengewinde getrennt auf dem Schraubenschaft angeordnet. Der Fräsabschnitt ist durch einen gewindefreien Abschnitt von dem Schraubengewinde getrennt.
-
Die deutschen Offenlegungsschriften
DE 10 2014 205 464 A1 und
DE 10 2015 107 467 A1 zeigen jeweils eine Schraube, die an einem Ende des Schraubengewindes schräg oder in Axialrichtung der Schraubenlängsachse verlaufende Fräsrippen aufweist. Diese Fräsrippen liegen in dem Schraubengewinde und sind durch dieses abschnittsweise unterbrochen.
-
Die europäische Patentanmeldung
EP 0 939 235 A1 zeigt eine Schraube, die an einem Ende des Schraubengewindes schräg zu der Schraubenlängsachse verlaufende Fräsrippen aufweist. Diese Fräsrippen liegen teilweise im Bereich des Schraubengewindes, teilweise in dem gewindefreien Bereich der Schraube und sind durch das Schraubengewinde unterbrochen.
-
AUFGABE UND LÖSUNG
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraube und eine Anordnung mit einer Schraube bereitzustellen, durch die eine Verringerung des Einschraubmoments erreicht wird.
-
Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Schraube mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Anordnung mit den Merkmalen von Anspruch 8 vorgesehen. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Gemäß der Erfindung ist eine Schraube vorgesehen, insbesondere für Holzwerkstoffe, mit einem Schraubenkopf, einem Schraubenschaft und einem von einer Schraubenspitze ausgehenden, sich über einen Teil der Länge des Schraubenschafts erstreckenden Schraubengewinde, wobei das Schraubengewinde wenigstens einen mehrfach um den Schraubenschaft umlaufenden Gewindevorsprung aufweist und ein Ende des Schraubengewindes zwischen der Schraubenspitze und dem Schraubenkopf angeordnet ist, wobei die Schraube einen Fräsabschnitt aufweist, in dem mindestens eine Fräsrippe angeordnet ist, wobei die mindestens eine Fräsrippe als Verlängerung des Gewindevorsprungs ausgebildet ist und sich von dem Ende des Schraubengewindes aus erstreckt.
-
Als Gewindevorsprung werden zwei Flanken des Gewindes bezeichnet, die sich positiv aus dem Schraubenschaft erheben, aufeinander zulaufen und deren gemeinsame Außenkante den Außendurchmesser des Gewindes definiert. Der zwischen dem Schraubengewinde und dem Schraubenkopf angeordnete Fräsabschnitt besteht aus mindestens einer Fräsrippe, die sich von dem Ende des umlaufenden Schraubengewindes aus erstreckt. Die mindestens eine Fräsrippe stellt dabei eine Verlängerung des Gewindevorsprungs dar. Dadurch verändert sich das Einschraubmoment kontinuierlich, wenn die Fräsrippe beginnt, in das Material, beispielsweise einen Holzwerkstoff, einzugreifen. Belastungsspitzen beim Eindrehen der Schraube werden dadurch vermieden. Es ist vorteilhaft, mindestens eine Fräsrippe vorzusehen. Bei einem mehrgängigen Gewinde sollte sich zumindest aus einem Gewindegang eine Fräsrippe erstrecken. Der Fräsabschnitt soll die Bohrung in dem zu befestigenden Element, insbesondere aus Holzwerkstoff, erweitern, die von dem Schraubengewinde beim Einschrauben geformt wird. Der Fräsabschnitt soll den Bereich des Lochs in dem zu befestigenden Element mit der Fräsrippe so bearbeiten, dass der Außendurchmesser des bearbeiteten Lochs größer ist als der Durchmesser des Schraubenschafts. Durch den größeren Durchmesser des bearbeiteten Lochs gegenüber dem Schraubenschaft lässt sich das Eindrehmoment der Schraube verringern, da eine Reibung im Bereich des Schraubenschafts reduziert ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Kerndurchmesser des Fräsabschnitts gleich dem Kerndurchmesser des Schraubengewindes ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Außendurchmesser des Fräsabschnitts gleich dem Außendurchmessers des Schraubengewindes ist.
-
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Steigung der mindestens einen Fräsrippe zu der Steigung des Schraubengewindes verschieden ist.
-
Je nach Ausbildung des Schraubengewindes ist es von Vorteil die Steigung der Rippe etwas steiler oder flacher als das Schraubengewinde auszubilden. Legt die Schraube beim Einschrauben in axialer Richtung mehr Weg zurück als um ihre Längsachse, so bietet sich eine flachere Steigung der Fräsrippe an, um das Loch mit einem größeren Durchmesser als der Durchmesser des Schraubenschafts auszubilden. Legt die Schraube um ihre Längsachse mehr Weg zurück als in axialer Richtung, so kann sich eine steilere Steigung der Rippe anbieten, um das Loch mit einem größeren Durchmesser als der Durchmesser des Schraubenschafts auszubilden.
-
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Steigung der mindestens einen Fräsrippe steiler ist als die Steigung des Schraubengewindes.
-
Die Steigung der Rippe steiler auszubilden begünstigt die Entstehung des Loches hinsichtlich dessen Oberfläche. Legt die Schraube beim Einschrauben in Umfangsrichtung, also um ihre Längsachse, mehr Weg zurück als in axialer Richtung, also eine Vorwärtsbewegung, so lässt sich mit einer steiler als das Schraubengewinde ausgebildeten Rippe eine qualitativ bessere Oberfläche an der Wand des Lochs erzielen.
-
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Fräsabschnitt neben der mindestens einen Fräsrippe wenigstens eine weitere Fräsrippe aufweist.
-
Um bessere Fräseigenschaften zu erlangen, kann es von Vorteil sein, neben der sich aus dem Gewindevorsprung erstreckenden Fräsrippe noch wenigstens eine weitere separate Fräsrippe anzuordnen. Eine oder mehrere weitere Fräsrippen können die gleiche Steigung wie die erste Fräsrippe aufweisen, die sich aus dem Gewindevorsprung erstreckt. Eine oder mehrere weitere Fräsrippen können auch eine andere Steigung als die Fräsrippe aufweisen, die sich aus dem Gewindevorsprung erstreckt. Es kann auch jede weitere Fräsrippe eine andere Steigung als die erste Fräsrippe aufweisen, die sich aus dem Gewindevorsprung erstreckt.
-
Die weiteren Fräsrippen können also auch unterschiedliche Steigungen aufweisen. Vorteilhafterweise können die weiteren Fräsrippen, wie die erste Fräsrippe, ebenfalls als Verlängerung des Gewindevorsprungs ausgebildet sein. Es erstrecken sich dann die erste Fräsrippe und mindestens eine weitere Fräsrippe aus dem Gewindevorsprung im Bereich des Endes des Schraubengewindes. Auch ist es möglich, dass sich die weiteren Fräsrippen aus der ersten Fräsrippe selbst erstrecken. Die weitere Fräsrippen können dann entlang der Schraubenschaftoberfläche und in Winkeln von bis zu 180 Grad zu der erste Fräsrippe angeordnet sein.
-
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mehrere weitere Fräsrippen über einen Umfang des Schraubenschafts verteilt sind.
-
Um bessere Fräseigenschaften und/oder ein geringeres Einschraubmoment zu erlangen, kann es in Abhängigkeit der Rahmenbedingungen von Vorteil sein, die weiteren Fräsrippen separat auszubilden und über einen Umfang des Schraubenschafts verteilt anzuordnen. Die weitere Fräsrippen sind dann über die Mantelfläche des Schraubenschafts verteilt.
-
Je nach dem vorgesehenen Material, in das die Schraube eingeschraubt werden soll, kann es von Vorteil sein, die mindestens eine Fräsrippe auf der Schraubenschaftoberfläche geneigt zu einer Schraubenlängsachse anzuordnen, um bei dem Fräsvorgang neben einer Reibbewegung eine stärker ausgeprägte Schneidbewegung der Fräsrippe durch das Material, insbesondere durch einen Holzwerkstoff, zu erzeugen.
-
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Fräsrippe auf einer Oberfläche des Schraubenschafts parallel zu einer Schraubenschaftlängsachse angeordnet ist.
-
Bei bestimmten Materialien und/oder um ein gewünschtes Einschraubmoment zu erhalten, kann es von Vorteil sein, die mindestens eine Fräsrippe auf der Schraubenschaftoberfläche zumindest abschnittsweise parallel zu einer Schraubenlängsachse anzuordnen, um bei dem Fräsvorgang eine Reibbewegung der Fräsrippe, ähnlich einer gerade genuteten Reibahle, über das Material der inneren Lochwandung, insbesondere über einen Holzwerkstoff, zu erzeugen.
-
In Weiterbildung der Erfindung kann die Schraube an ihrer Schraubenspitze wenigstens eine Bohrschneide aufweisen, um ein Selbstbohren der Schraube zu ermöglichen. Dadurch kann ein Vorbohren vor dem Einschrauben der Schraube entfallen. Auch kann die Schraube an ihrem Kopf, insbesondere an einem Senkkopf, Senkrippen aufweisen, die es dem Kopf beim Eindrehen der Schraube ermöglichen, sich in das Material der Oberfläche einzusenken. Dadurch kann ein vorheriges Ansenken vor dem Einschrauben der Schraube entfallen.
-
Gemäß der Erfindung ist eine Anordnung mit einer einen Schraubenschaft aufweisenden erfindungsgemäßen Schraube, einem ersten zu befestigenden Gegenstand und einem zweiten Gegenstand, insbesondere aus einem Holzwerkstoff, in den die Schraube mit ihrem Schraubengewinde eingreift, vorgesehen, wobei die Schraube mit ihrem Schraubenkopf den ersten Gegenstand gegen den zweiten Gegenstand verspannt, bei der durch das Eindrehen der Schraube mittels der mindestens einen Fräsrippe ein Loch gebildet ist, das einen größeren Durchmesser aufweist als der Außendurchmesser des auf die Fräsrippe folgenden Schraubenschafts bis zum Schraubenkopf. Vorteilhafterweise ermöglicht die Erfindung eine zuverlässige Verspannung des ersten zu befestigenden Gegenstands zwischen dem Schraubenkopf und dem zweiten Gegenstand, wobei gegenüber konventionellen Schrauben das Einschraubmoment verringert ist. Dies wird durch den beim Einschrauben der Schraube durch die Fräsrippe entstehenden größeren Durchmesser des Lochs in dem ersten zu befestigenden Gegenstand und gegebenenfalls dem zweiten Gegenstand erreicht. Der Schraubenschaft zwischen der Fräsrippe und dem Schraubenkopf reibt dadurch nicht mehr oder weniger stark an der Innenwand des Loches, so dass das Einschraubmoment verringert ist.
-
Figurenliste
-
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind. Einzelmerkmale der verschiedene Ausführungsformen lassen sich dabei in beliebiger Weise kombinieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Dies gilt auch für die Kombination von Einzelmerkmalen ohne weitere Merkmale, mit denen sie im Zusammenhang gezeigt oder beschreiben sind. Dabei zeigen :
- 1 eine Schraube gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
- 2 einen vergrößerter Ausschnitt des Fräsabschnitts der Schraube der 1,
- 3 eine Schraube gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und
- 4 eine Schraube gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
1 zeigt eine Schraube 10, insbesondere eine Schraube 10 zum Einschrauben in Holzwerkstoffe, beispielsweise Spanplatten, Leimbinder oder Massivholz, mit einem Schraubenkopf 12, einem Schraubenschaft 14, einem Schraubengewinde 16 und einer Schraubenspitze 18. Die Schraube 10 weist zwischen dem Schraubengewinde 16 und dem Schraubenschaft 14 einen Fräsabschnitt 20 auf. Dieser weist eine Fräsrippe 22 auf, die sich aus dem auslaufenden Gewindevorsprung 24 des Schraubengewindes 16 erstreckt, mit anderen Worten also an das Ende des Gewindes ansetzt und eine Verlängerung des Gewindevorsprungs mit anderer Steigung bildet. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Steigung der Fräsrippe 22 steiler als die Steigung des Gewindes. Im Verlauf der Fräsrippe 22 kann sich deren Winkel zur Längsachse des Schraubenschafts ändern. Weiter zeigt die 1 eine an der Schraubenspitze 18 angeordnete Bohrrippe 26 und an dem Schraubenkopf 12 angeordnete Senkfräsrippen 28.
-
2 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Fräsabschnitts 20 und des Schraubengewindes 16 der Schraube 10. Der Fräsabschnitt 20 weist die Fräsrippe 22 auf, die sich aus dem auslaufenden Gewindevorsprung 24 erstreckt. Der Gewindevorsprung 24 wird von einer der Schraubenspitze 18 abgewandten oberen Gewindeflanke 30a und einer der Schraubenspitze 18 zugewandten unteren Gewindeflanke 30b gebildet. Anders ausgedrückt ist die Gewindeflanke 30a dem Schraubenkopf 18 zugewandt und die Gewindeflanke 30b ist dem Schraubenkopf 18 abgewandt. Die Fräsrippe 22 stellt eine Fortsetzung des Gewindevorsprungs 24 mit größerer Steigung dar. Die Fräsrippe verläuft leicht bogenförmig, da die Steigung über die Länge der Fräsrippe 22 zunimmt. Die Fräsrippe 22 verläuft an ihrem Ende, das auf der Seite des Schraubenkopfes 12 liegt, annähernd parallel zur Schraubenlängsachse. Im Rahmen der Erfindung kann die Fräsrippe an ihrem Ende parallel zur Schraubenlängsachse verlaufen. Im Rahmen der Erfindung kann die Steigung der Fräsrippe auch konstant sein.
-
Wird die Schraube 10 dazu verwendet, einen nicht vorgelochten ersten zu befestigenden Gegenstand zwischen dem Schraubenkopf 12 der Schraube 10 und einem zweiten nicht vorgelochten Gegenstand, in den das Schraubengewinde 16 eingreifen soll, zu verspannen, so bohrt sich die Schraube 10 mittels der Bohrschneide 26 und dem Schraubengewinde 16 zunächst durch den ersten zu befestigenden Gegenstand hindurch. Dabei greift das Schraubengewinde 16 in den ersten zu befestigenden Gegenstand ein. Durch die auf das Ende des Schraubengewindes 16 folgende Fräsrippe 22 des Fräsabschnitts 20 wird das entstandene Loch vom ersten Gegenstand aufgeweitet, so dass dessen Durchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Fräsabschnitts 20 entspricht. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Fräsrippe 22 sorgt für einen kontinuierlichen Übergang zwischen dem Schraubgengewinde 16 und dem Fräsabschnitt mit der Fräsrippe 22.
-
Das Loch entsteht durch die Rotation der Schraube 10 um ihre Längsachse. Dadurch bewegt sich die Fräsrippe 22, die wie das Schraubengewinde 16 auch auf einer Oberfläche des Schraubenschafts 14 angeordnet ist, überwiegend mit einer Rotationsbewegung um die Schraubenlängsachse und einer im Vergleich weniger stark ausgeprägten Translationsbewegung parallel zur Schraubenlängsachse durch das Material. Die Fräsrippe 22 erweitert dadurch den Durchmesser der Bohrung beispielsweise des Lochs in dem Material auf den Außendurchmesser des Fräsabschnitts 20.
-
Der Außendurchmesser des Fräsabschnitts 20 ist mindestens so groß wie der Durchmesser des Schraubenschafts 14 der Schraube 10 in dem gewindefreien Abschnitt zwischen dem Ende der Fräsrippe 22 und dem Schraubenkopf 12, so dass der Schraubenschaft 14 mit reduzierter Reibung durch das Loch in dem ersten zu befestigenden Gegenstand bewegbar ist. Dadurch wird das Einschraubmoment verringert. Das Schraubengewinde 16 sitzt schlussendlich in dem Material des zweiten Gegenstands, während der Schraubenschaft 14 durch das Material des ersten zu befestigenden Gegenstands hindurchragt und der Schraubenkopf 12 in Wirkung mit dem Schraubengewinde 16 den ersten zu befestigenden Gegenstand mit dem zweiten Gegenstand verspannt.
-
3 zeigt eine Schraube 40 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die Schraube 40 ist sehr ähnlich zur Schraube 10 der 1 und 2 aufgebaut, so dass lediglich die Unterschiede zur Schraube 10 nachfolgend erläutert werden.
-
Die Schraube 40 weist eine Bohrspitze 42 mit zwei Bohrschneiden 44 auf, von denen in 3 lediglich eine zu erkennen ist. Im Bereich der Bohrspitze 42 ist kein Gewinde vorhanden. Das Schraubengewinde 16 beginnt im Anschluss an die Bohrspitze 42, wobei unmittelbar nach dem Ende der Bohrspitze 42 der Gewindevorsprung 24 eine sehr geringe radiale Erstreckung aufweist und erst im Verlauf eines Umlaufs um den Schraubenschaft seine endgültige Höhe einnimmt. Der Fräsabschnitt 20 ist im Vergleich zu dem Fräsabschnitt 20 der Schraube 10 der 1 deutlich kürzer ausgebildet. Die Fräsrippe 22 ist als Verlängerung des Gewindevorsprungs 24 ausgebildet, weist aber eine geringere Steigung auf als das Schraubengewinde 16. Im Fräsabschnitt 20 läuft die Fräsrippe 22 zwei- bis dreimal um den Schraubenschaft um. Zum Ende des Fräsabschnitts 20 auf der Seite des Schraubenkopfes 12 verringert sich die Höhe des Fräsvorsprungs bis etwa auf Null. Eine Fräswirkung der Fräsrippe 22 wird durch die axiale Bewegung der Fräsrippe 22 durch das Material eines Gegenstandes hindurch bewirkt. Mit anderen Worten wird die Fräsrippe 22 von dem Schraubengewinde 16 durch das Material eines Gegenstandes gezogen, da die Steigung des Fräsabschnitts 22 flacher ist als die Steigung des Schraubengewindes 16.
-
4 zeigt eine Schraube 50 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Die Schraube 50 unterscheidet sich nur in der Ausbildung des Fräsabschnitts 20 von der Schraube 40 der 3, so dass lediglich die Unterschiede zur Schraube 40 der 3 erläutert werden.
-
Die Schraube 50 ist in ihrem Fräsabschnitt 20 mit einer Fräsrippe 22 versehen, die als Verlängerung des Gewindevorsprungs 24 ausgebildet ist und die eine größere Steigung als der Gewindevorsprung 24 im Bereich des Schraubengewindes 16 aufweist. Die Fräsrippe 22 verläuft leicht bogenförmig. Zu Beginn der Fräsrippe 22 nimmt diese einen Winkel von etwa 45° zur Schraubenlängsachse ein. Im Bereich des Endes der Fräsrippe 22 verläuft diese im Wesentlichen parallel zur Schraubenlängsachse. Die Fräsrippe 22 ist in gleicher Weise ausgebildet wie die Fräsrippe 22 der Schraube 10 der 1 und 2.
-
Die Schraube 50 der 4 kombiniert die Ausbildung der Fräsrippe 22 der Schraube 10 der 1 und 2 mit einer Bohrspitze 42 mit Bohrschneiden 44, wie sie anhand der Schraube 40 der 3 erläutert wurde.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 4228727 A1 [0003]
- DE 102014205464 A1 [0004]
- DE 102015107467 A1 [0004]
- EP 0939235 A1 [0005]
