DE102021003803B4 - Schraube für den Einsatz in Holz oder Holzwerkstoffen, mit Mitteln zur Verbesserung des Einschraubverhaltens - Google Patents

Schraube für den Einsatz in Holz oder Holzwerkstoffen, mit Mitteln zur Verbesserung des Einschraubverhaltens Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schraube (50, 60) für den Einsatz in Holz oder Holzwerkstoffen, mit Mitteln zur Verbesserung des Einschraubverhaltens, umfassend einen mit einem Drehantriebsmittel (90) ersehenen Schraubenkopf (11, 11a) und einen sich unterhalb der Schraubenkopfes (11, 11a) anschließenden Schraubenschaft (12), auf dessen zylindrischen Schaftabschnitt (23) sich Abschnitte mit und ohne Gewinde befinden und an dessen dem Schraubenkopf (11, 11a) fernen Ende eine kegelförmige Schraubenspitze (16) ausgebildet ist, die ein vorbohrfreies Einschrauben unterstützt, wobei unterhalb des Schraubenkopfes (11, 11a) ein gewindefreier Abschnitt (13) angeordnet ist, dem ein Reibabschnitt (14) folgt, welcher das von einem voreilenden Gewindeabschnitt (15) erzeugte Schraubloch (^9)^ aufweitet. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass auf dem Gewindeabschnitt (15) ein erstes Gewinde (20) angeordnet ist, das in einen symmetrischen Gewindeabschnitt (29) und einen während des Bohrens voreilenden asymmetrischen Gewindeabschnitt (21) unterteilt ist und wobei nahe eines Übergangs (22) zwischen der Schraubenspitze (16) und dem zylindrischen Schaftabschnitt (23) mittels einer ersten Abschrägung (25) zur Schraubenspitze (16) hin gekippt und auf derselben Gewindeflanke (24) eine zweite Abschrägung (26) besitzt mittels der es von der Schraubenspitze (16) weg zum Schraubenkopf (11) hin kippt und sich auf der folgenden Gewindeflanke (27) ein Übergang (28) auf den symmetrischen Gewindeabschnitt (29) befindet, dass auf dem Gewindeabschnitt (15) ein zweites Gewinde (40) angeordnet ist, das ein symmetrisches doppelt abgeklapptes Gewinde mit einer relativ hohen Steigung ist, dessen Flankendurchmesser gegenüber dem ersten Gewinde (20) wesentlich kleiner dimensioniert und dass die Gewindeanfänge (32, 42) beider Gewinde (20, 40) auf der Schraubenspitze (16) angeordnet sind und sich beide Gewinde (20, 40) von der Schraubenspitze (16) weg, hin zum Schraubenkopf (11, 11a) zumindest über einen Teilbereich gemeinsam über den Gewindeabschnitt (15) erstrecken.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schraube für den Einsatz in Holz oder Holzwerkstoffen, mit Mitteln zur Verbesserung des Einschraubverhaltens.
  • STAND DER TECHNIK
  • Das Einschraubverhalten ist ein wichtiges technisches Merkmal einer Schraube, dessen Bedeutung man für die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer von Schraubenverbindungen erkannt hat. Neben der Oberflächenbeschichtung und verschiedenen Gleitschichtsystemen ist die Geometrie der Schraube ein wesentlicher Faktor, mit dem das Einschraubverhalten beeinflusst werden kann, wenn kein zusätzliches Vorbohren erfolgen soll. Das Einschraubverhalten umfasst neben der aufzubringenden Einschraubkraft auch die Auswirkungen auf das Material in das die Schraube eingedreht wird. Dieses darf weder gespalten, zerrissen noch sonst irgendeiner mechanischen Einwirkung unterworfen werden, welche sich negativ auf deren Materialeigenschaft auswirken könnte. Die hierzu möglichen Anpassungen der Geometrie können allerdings nur in einem begrenzten Umfang angewendet werden, wenn ein dauerhaftes Verankerungsverhalten der Schraube gewährleistet werden soll.
  • In der DE 100 04 606 A1 ist eine Schraube für den Einsatz in Holz oder Holzwerkstoffen beschrieben, bei der zur Verbesserung der Gleitfunktion der Schaft mit einer reibungsvermindernden Beschichtung versehen ist. Bei relativ geringen Einschraubtiefen und kleinen Schraubendurchmessern bewirkt diese Beschichtung durchaus eine positive Veränderung des Einschraubmoments, das allerdings im anspruchsvolleren konstruktiven Holzbau, bei dem auch größere Schraubendimensionen eingesetzt werden, kaum wirksam ist.
  • Die DE 10 2008 057 678 A1 beschreibt eine Schraube mit einem ersten und einem zweiten Gewinde, die im Zusammenwirken das Einschraubmoment verbessern. Ein Vorbohren ist nicht notwendig, da das Gegengewinde bzw. Aufweitmittel die Bohrfunktion der Schraube unterstützen und der Reibwiderstand wesentlich reduziert ist. Hier wird mit einem Gegengewinde eine Fräsfunktion bewirkt, was sich allerdings negativ auf die erreichten Auszugsgegenkräfte auswirkt.
  • Aus der DE 42 28 727 ist eine Schraube bekannt, mit deren Hilfe eine Verschraubung von Hartholz ohne Vorbohren mit vollständigem Versenken des Schraubenkopfes möglich gemacht werden soll. Dies soll mit Hilfe eines Fräsabschnittes erfolgen.
  • In der DE 20 2013 007 144 U1 ist eine Holzschraube beschrieben, mit der Rissbildungen vermieden werden sollen. Dazu werden verschiedene Gewinde benutzt, die das Gewinde schneiden, die erzeugten Späne zerkleinert und aus dem Bohrloch abtransportiert. Die Schraubengeometrie führt allerdings zu einer negativen Beeinflussung der Auszugswerte und damit zu einem relativ schlechten Verankerungsverhalten der Schraube. Weitere, aus dem Stand der Technik bekannten Schrauben, sind in der DE 20 2012 009 121 U1 , EP 3 249 244 A1 , DE 198 07 926 A1 und der US 2013/0 039 720 A1 beschrieben.
  • AUFGABENSTELLUNG
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Schraube mit verbesserten Schraubeigenschaften zu schaffen, wobei die hierzu geeigneten gewindeformende und gewindeschneidende Mittel so aufeinander abgestimmt sind, dass diese keinen negativen Einfluss auf das Verankerungsverhalten der Schraube haben. Diese Aufgabe wird durch eine Schraube gemäß dem vorgeschlagenen Anspruch 1 gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sowie Weiterbildungen und Varianten sind aus den Unteransprüchen und der nachfolgend erläuterten Zeichnung ersichtlich.
  • VORTEILE DER ERFINDUNG
  • Gemäß der Erfindung wird eine Schraube für den Einsatz in Holz oder Holzwerkstoffen vorgeschlagen, mit Mitteln zur Verbesserung des Einschraubverhaltens, umfassend einen mit einem Drehantriebsmittel versehenen Schraubenkopf und einen sich unterhalb der Schraubenkopfes anschließenden Schraubenschaft, auf dessen zylindrischen Schaftabschnitt sich Abschnitte mit und ohne Gewinde befinden und an dessen dem Schraubenkopf fernen Ende eine kegelförmige Schraubenspitze ausgebildet ist, die ein vorbohrfreies Einschrauben unterstützt, wobei unterhalb des Schraubenkopfes ein gewindefreier Abschnitt angeordnet ist, dem ein Reibabschnitt folgt, welcher das von einem voreilenden Gewindeabschnitt erzeugte Schraubloch aufweitet.
  • Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass auf dem Gewindeabschnitt ein erstes Gewinde angeordnet ist, das in einen symmetrischen Gewindeabschnitt und einen während des Bohrens voreilenden asymmetrischen Gewindeabschnitt unterteilt ist und wobei das Gewinde nahe eines Übergangs zwischen der Schraubenspitze und dem zylindrischen Schaftabschnitt mittels einer ersten Abschrägung zur Schraubenspitze hin gekippt ist und auf derselben Gewindeflanke eine zweite Abschrägung besitzt mittels der es von der Schraubenspitze weg zum Schraubenkopf hin kippt und sich auf einer folgenden Gewindeflanke ein Übergang auf den symmetrischen Gewindeabschnitt befindet.
  • Ferner sieht die Erfindung vor, dass auf dem Gewindeabschnitt ein zweites Gewinde angeordnet ist, das ein symmetrisches doppelt abgeklapptes Gewinde mit einer relativ hohen Steigung ist, dessen Flankendurchmesser gegenüber dem ersten Gewinde wesentlich kleiner dimensioniert und dass die Gewindeanfänge beider Gewinde auf der Schraubenspitze angeordnet sind und sich beide Gewinde von der Schraubenspitze weg, hin zum Schraubenkopf zumindest über einen Teilbereich gemeinsam über den Gewindeabschnitt erstrecken.
  • Die Erfindung kombiniert nicht nur mehrere Gewinde, sondern erreicht durch die Kombination speziell ausgewählter Gewindegeometrien, welche in ihrem Verlauf in sich wechseln, eine Verminderung der Reibung und verringert so das Einschraubmoment, indem die geschnittenen Gewindegänge vergrößert werden und für die nacheilenden Schraubenabschnitte mehr Platz geschaffen wird. Signifikant ist hierbei, dass der von der Schraubenspitze her gesehene Schaftanteil entlang seiner ersten Gewindegänge sowohl mit einem symmetrischen als auch mit einem asymmetrischen Gewinde durchzogen ist und nach dem Übergang vom asymmetrischen auf den symmetrischen Gewindeabschnittes des ersten Gewindes beide Gewinde noch einige Gewindegänge gemeinsam, hin in Richtung Schraubenkopf, als symmetrisches Gewinde weiterführen. Der Wechsel von einem asymmetrischen Gewinde auf ein symmetrisches Gewinde auf einem ersten Gewinde und die Parallelführung eines Gewindes mit einer symmetrischen Geometrie erzeugt die vorteilhafte Schraubeigenschaft. Durch das Abkippen zur Schraubenspitze hin bzw. auf den Schraubenkopf zu, in Kombination mit dem Wechsel von einem asymmetrischen auf ein symmetrisches Gewinde, werden die Verdrängungsmittel gebildet, durch die das Holz nicht geschnitten, sondern verformt wird. Durch die Rückstellaffinität des Holzes werden das Gewinde umschlossen und die Auszugskraft nicht nur stabilisiert, sondern wesentlich erhöht. Die im Gewindebereich entstehende Reibung wird insgesamt minimiert.
  • Als besonders vorteilhaft hat sich gezeigt, wenn auf der Gewindeflanke im Bereich zwischen der Schraubenspitze und den ersten Steigungen radial verteilte Zähne angeordnet sind. Dadurch werden die Holzfasern aufgerissen und das Eindrehen erleichtert. Die Zähne sorgen für eine spanende Formung des Innengewindes, anstelle das Material nur zu verdrängen. Auch dies trägt zur Verringerung des Einschraubmomentes bei.
  • Die Erfindung sieht vorteilhafterweise vor, dass sich das erste Gewinde und das zweite Gewinde im vorderen Schraubenspitzenbereich gemeinsam über den Gewindeabschnitt erstrecken und das erste Gewinde über den hinteren Bereich des Gewindeabschnitts alleine fortsetzt. Die sich in diesem Bereich befindlichen Gewindeflanken brauchen keine Schneid- oder Verdrängungsleistungen zu übernehmen und sind auf die Auszugskräfte konzentriert. Entsprechend ist auch vorgesehen, dass auf dem ersten Gewinde im hinteren Bereich des Gewindeabschnitts keine Zähne auf den Gewindeflanken angeordnet sind.
  • Die Erfindung sieht vor, dass der Reibabschnitt konzentrisch um die Schraubenachse und parallel zu dieser, radial verteilte Rippen mit trapezförmigem Querschnitt aufweist. Ein so geschaffener gerader Reiber bietet mehr Stabilität. Er reibt die Bohrung auf, sodass der Schaft Platz hat. Dies verringert das Einschraubdrehmoment. Bevorzugt ist hierzu vorgesehen, dass der Kerndurchmesser des Gewindeabschnittes geringer dimensioniert ist als der Außendurchmesser des nachfolgenden Reibabschnitts.
  • Bei besonders bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, dass auf der Unterseite des als Zylinder- oder Flachrundkopf ausgebildeten Schraubenkopfes radial verteilte Sägezähne angeordnet sind. Beim als Senkkopf ausgebildeten Schraubenkopf ist vorgesehen, dass auf der Unterseite des Schraubenkopfes ein kegelförmiger Kragen ausgebildet ist, der auf seiner sich zur Schraubenspitze hin verjüngenden Mantelfläche radial verteilte Schneidtaschen besitzt. Die so vorgenommene Ausgestaltung beider Ausführungen ermöglichen einen spanenden Abtrag von Material an der Oberkante der Bohrung. Dies wiederum schafft Platz für den Schraubenkopf, der dann problemlos im Material versenkt werden kann.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar. Es gibt verschiedene Möglichkeiten die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
  • In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand der Zeichnung, werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.
  • In der Zeichnung zeigen:
    • 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Schraube mit einem Zylinderkopf,
    • 2 eine gegenüber der 1 mit 90° um die Schraubenlängsachse gedrehte Darstellung der erfindungsgemäßen Schraube,
    • 3 eine gegenüber der 1 mit 180° um die Schraubenlängsachse gedrehte Darstellung der erfindungsgemäßen Schraube,
    • 4 eine gegenüber der 1 mit 270° um die Schraubenlängsachse gedrehte Darstellung der erfindungsgemäßen Schraube,
    • 5 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Schraube mit einem Senkkopf,
    • 6 eine gegenüber der 5 mit 90° um die Schraubenlängsachse gedrehte Darstellung der erfindungsgemäßen Schraube,
    • 7 eine gegenüber der 5 mit 180° um die Schraubenlängsachse gedrehte Darstellung der erfindungsgemäßen Schraube,
    • 8 eine gegenüber der 5 mit 270° um die Schraubenlängsachse gedrehte Darstellung der erfindungsgemäßen Schraube,
    • 9 das in 2 mit IX gekennzeichnete Detail des Gewindeschaftes in vergrößerter Darstellung,
    • 10 die in einen Holzwerkstoff eingedrehte Schraube,
    • 11 den in 10 mit XI gekennzeichnete verbreitete Gewindegang in einer Vergrößerung,
    • 12 das in 10 mit XII gekennzeichnete symmetrische Gewinde in einer Vergrößerung,
    • 13 das in 10 mit XIII gekennzeichnete nach hinten gekippte Gewinde in einer Vergrößerung,
    • 14 das in 10 mit XIV gekennzeichnete nach vorne gekippte Gewinde in einer Vergrößerung,
    • 15 zeigt nochmals eine Seitenansicht einer Schraube mit Details- und Schnittkennzeichnungen zu den 16 bis 20,
    • 16 einen Schnitt und eine teilweise Unteransicht des Schraubenkopfes entlang der in 15 angegebenen Schnittlinie XVI-XVI,
    • 17 einen Schnitt des Schraubenschaftes entlang der in 15 angegebenen Schnittlinie XVII-XVII,
    • 18 einen Längsschnitt des Schraubenschaftes entlang der in 15 angegebenen Schnittlinie XVIII-XVIII,
    • 19 das in 18 mit XIX gekennzeichnete Detail in einer Vergrößerung,
    • 20 das in 18 mit XX gekennzeichnete Detail in einer Vergrößerung,
    • 21 eine vergrößerte Darstellung des Schraubenkopfes gemäß des in 1 mit XXI gekennzeichneten Details,
    • 22 eine vergrößerte Darstellung des Schraubenkopfes gemäß des in 5 mit XXII gekennzeichneten Details und
    • 23 eine vergrößerte Darstellung des Reibabschnitts gemäß des in 4 mit XXIII gekennzeichneten Details.
  • Die 1-4 zeigen eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schraube 50 mit einem Schraubenkopf 11 in Form einer Zylinderkopfausführung, während die 5-8 eine zweite Ausführungsform der Schraube 60 mit einem Schraubenkopf 11a in Senkkopfausführung zeigen. Die Ausführungsform des Kopfes 11 unterscheiden beide Schrauben 50 und 60, während die unterhalb des Schraubenkopfes 11 und des daran anschließenden Bundes 17 gelegenen Bereiche identisch sind und daher nachfolgend auch mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.
  • Bei der Terminologie der Schraubengeometrie wird davon ausgegangen, dass das Gewinde die als Schraubenlinie fortlaufende wendelartige Einkerbung auf dem zylindrischen Schaftkörper ist und diese Vertiefung als Gewindegang bezeichnet wird. Um signifikante Positionen der Schraubengeometrie unmissverständlich zu beschreiben, wird die Gewindeflanke in der jeweils abgebildeten Zeichnungsebene in einzelne durch ihr Steigungsmaß von einander beabstandete Bereiche der Gewindeflanken unterteilt, sodass hier auf einzelne in der jeweiligen Ebene aufeinander folgende Gewindeflanken Bezug genommen wird.
  • Die Schrauben 50 und 60 sind in den 1 bis 4 und 5 bis 8 in einer jeweils um 90° um ihre Schraubenlängsachse 10 gedrehten Positionen dargestellt. Jede Schraube 50, 60 umfasst einen Schraubenkopf 11, 11a unterhalb dessen sich ein Schraubenschaft 12 anschließt. Der Schaft 12 weist verschiedene Abschnitte auf, die in den 4 und 8 angegeben sind. Der Schraubenschaft 12 ist in einen Gewindeabschnitt 15 einen Reibabschnitt 14 und einen gewindefreien Abschnitt 13 unterteilt. Das freie Ende des Schraubenschaftes 12 ist als Schaftspitze 16 ausgebildet. Die Schaftspitze 16 besitzt eine kegelige Form. Auf dem Schraubenschaft 12 befinden sich ferner auf dem Gewindeabschnitt 15 ein erstes Gewinde 20 und ein zweites Gewinde 40.
  • Wie aus den 1 bis 8 und insbesondere aus dem Detail in 9 hervorgeht, ist das erste Gewinde 20 in einen symmetrischen Gewindeabschnitt 29 und einen asymmetrischen Gewindeabschnitt 21 unterteilt, wobei der asymmetrische Gewindeabschnitt 21 während des Bohrvorgangs das voreilende Gewinde ist. Das Gewinde 20 beginnt bereits auf dem kegelförmigen Abschnitt der Schraubenspitze 16 und ist hier asymmetrisch ausgebildet. Der Gewindeanfang des ersten Gewindes 20 ist mit 32 bezeichnet. Nahe des Übergangs 22 zwischen der Schraubenspitze 16 und dem zylindrischen Schaftabschnittes 23 ist das Gewinde 20 mittels einer ersten Abschrägung 25 nach links, also zur Schraubenspitze 16 hin gekippt. Dies ist auch in 10 und dem vergrößerten Detail XIV in 14 wiedergegeben. Noch auf derselben Gewindeflanke 24 besitzt das erste Gewinde 20 eine zweite Abschrägung 26 mittels der es nach rechts, also von der Schraubenspitze 16 weg zum Schraubenkopf 11, 11a hin kippt. Dies ist auch in 10 und dem vergrößerten Detail XII in 13 wiedergegeben.
  • Bereits auf dem nächsten Gewindegang bzw. dem nächsten Gewindeflankenbereich 27 des ersten Gewindes 20 befindet sich ein Übergang 28 auf den symmetrischen Gewindeabschnitt 29. Das symmetrische Gewinde 29 ist in 12 wiedergegeben.
  • Die Gewindeflanke des ersten Gewindes 20 trägt im Bereich zwischen der Schraubenspitze 16 und den ersten Steigungen radial verteilte Zähne 30. Oberhalb dem nächsten Gewindegang bzw. dem nächsten der Gewindeflankenbereiches 31 setzt sich das asymmetrische Gewinde 21 ohne Zahnbesatz fort und endet unterhalb des Reibabschnitts 14.
  • Auf dem Gewindeabschnitt 15 befindet sich ein zweites Gewinde 40, das wie auch das erste Gewinde 20 bereits auf der Schraubenspitze 16 beginnt. Beide Gewindeanfänge 32 und 42 liegen auf der Schraubenspitze 16. Beim zweiten Gewinde 40 handelt es sich um ein symmetrisches doppelt abgeklapptes Gewinde mit einer relativ hohen Steigung. Der Flankendurchmesser des zweiten Gewindes 40 ist dabei gegenüber dem ersten Gewinde 20 wesentlich kleiner dimensioniert. Der Kerndurchmesser des Gewindeabschnittes 15 ist geringer dimensioniert als der Außendurchmesser des nachfolgenden Reibabschnitts 14.
  • Signifikant ist hierbei, dass der von der Schraubenspitze 16 her gesehene Schaftanteil entlang seiner ersten Gewindeflankenbereiche sowohl mit einem symmetrischen als auch mit einem asymmetrischen Gewinde durchzogen ist und nach dem Übergang 28 vom asymmetrischen auf den symmetrischen Gewindeabschnittes des ersten Gewindes 20 beide Gewinde 20 und 40 noch einige Gewindeflankenbereiche gemeinsam, hin in Richtung Schraubenkopf 11, 11a, als symmetrische Gewinde weiterführen.
  • Der Reibabschnitt 14, der neben den 1 bis 8 und 15 auch in 23 wiedergegeben wird, ist ein gerader Reiber und begrenzt den Gewindeabschnitt 15.
  • Auf dem Reibabschnitt 14 sind konzentrisch um die Schraubenachse 10 parallel zu dieser radial verteilte Rippen 18 mit trapezförmigem Querschnitt angeordnet.
  • Dem Reibabschnitt 14 folgt in Richtung des Schraubenkopfes 11, 11a der gewindefreie Abschnitt 13. Der Schaftdurchmesser des gewindefreien Abschnittes 13 entspricht in etwa dem Kerndurchmesser des Gewindeabschnittes 15.
  • Oberhalb des gewindefreien Abschnittes 13 unterscheiden sich die Schrauben 50 aus den 1 bis 4 und die Schrauben 60 aus den 5 bis 8.
  • Zwischen dem Schraubenschaft 12 und dem Schraubenkopf 11 der in den 1 bis 4 sowie in dem Detail gemäß 21 gezeigten Schraube 50 befindet sich ein Bund 17 dessen Durchmesser größer als der des gewindefreien Abschnittes 13 ist. Über dem Bund 17 ist der Schraubenkopf 11 angeordnet, hier eine Zylinderkopfausführung. Auf der Unterseite des Schraubenkopfes 11 befinden sich radial angeordnete Sägezähne 71.
  • Beim Schraubenkopf 11a, der in den 5 bis 8 sowie in dem Detail gemäß 22 gezeigten Schraube 60, geht der gewindefreie Abschnitt 13 über einen kegelförmigen Kragen 72 in den senkkopfförmigen Teil über, der auf seiner sich zur Schraubenspitze hin verjüngenden Mantelfläche 73 radial verteilte Schneidtaschen 74 besitzt.
  • Beim Setzen der Schraube 50, 60 greifen aufeinanderfolgende teils überschneidende Arbeitsleistungen der Schrauben 50, 60 beim Eindringen in den Werkstoff. Hier treten spanende und spanlos formende Gewindebildungen auf. Ein Vorbohren ist nicht erforderlich.
  • Das zweite symmetrische und doppelt abgeklappte Gewinde 40 bewirkt u.a. durch seine relative große Steigung eine Verbreiterung des Schraublochs 80 (10). Durch diese Weitung des Schraublochs 80 wird Platz für den nacheilenden Gewindeschaft 12 geschaffen, was zu weniger Reibung führt und somit das Einschraubdrehmoment verringert wird.
  • Das erste asymmetrische Gewinde 20 besitzt eine Sägengewindegeometrie, das zunächst zur Schraubenspitze 16 hingeneigt ist und in Zusammenwirkung mit der unmittelbar nachfolgenden Neigung, hin zum Schraubenkopf 11, 11a, den geschnittenen Gewindegang vergrößert. Am Übergang 28 erfolgt der Wechsel von einem asymmetrischen auf ein symmetrisches Grobgewinde, wodurch die nachfolgenden Gewindeflankenbereiche nahezu freilaufen und der Reibwiderstand minimiert wird.
  • Die auf den ersten Gewindeflankenbereichen befindlichen Zähne 30 bewirken eine spanende Formung des Innengewindes, indem die Holzfasern aufgerissen werden. Dies führt anstelle einer Materialverdrängung zu einer günstigeren Verringerung des Einschraubmomentes.
  • Der gegenüber schräg verlaufenden eine Stabilität verleihende gerade Reiber des nachfolgenden Reibabschnittes 14 reibt das Schraubloch 80 auf, sodass der Schaft 12 Platz hat und auch dadurch eine Erleichterung des Eindrehens bewirkt wird.
  • Die beiden unterschiedlich ausgebildeten Schraubenköpfe 11 und 11a besitzen auf ihrer Unterseite weitere, das Einschraubverhalten beeinflussende Merkmale. Der als Zylinderkopf ausgebildete Schraubenkopf 11 besitzt zwischen Schraubenschaft 12 und Kopfunterseite einen Bund 17, der die Materialfasern zusammenpresst. Die auf der Kopfunterseite befindlichen Zähne 71 reißen die Materialfasern auf und ermöglichen einen spanenden Materialabtrag an der Oberkante des Schraublochs 80. Dies schafft Platz für den Schraubenkopf 11, der dann problemlos im Material versenkt werden kann. Die gleiche Funktion haben die Schneidtaschen 74 auf der Mantelfläche 73 des senkkopfförmigen Schraubenkopfes 11a. Sowohl die Schneidtaschen 74 als auch die Zähne 71 besitzen eine hohe Schnittfähigkeit, wodurch die Holzspäne aus dem Schraubloch 80 abgetrennt werden und einen sauberen Abschluss zur Werkstückoberfläche bilden.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Schraubenlängsachse
    11
    Schraubenkopf (Zylinderkopf)
    11a
    Schraubenkopf
    12
    Schraubenschaft
    13
    gewindefreier Abschnitt
    14
    Reibabschnitt
    15
    Gewindeabschnitt
    16
    Schraubenspitze
    17
    Bund
    18
    Rippen von 14
    20
    erstes Gewinde
    21
    asymmetrischer Gewindeabschnitt von 20
    22
    Übergang zwischen 16 und 23
    23
    zylindrischer Schaftabschnitt
    24
    Gewindeflankenbereich von 20
    25
    erste Abschrägung von 24
    26
    zweite Abschrägung von 24
    27
    Gewindeflankenbereich von 20
    28
    Übergang zu 29
    29
    symmetrischer Gewindeabschnitt von 20
    30
    Zähne auf 20
    31
    Gewindeflankenbereich von 20
    32
    Gewindeanfang von 20
    40
    zweites Gewinde
    42
    Gewindeanfang von 40
    50
    Schraube
    60
    Schraube
    71
    Sägezahne auf Unterseite von 11
    72
    Kragen zwischen 13 und 11a
    73
    Mantelfläche von 11a
    74
    Schneidtaschen auf 73
    80
    Schraubloch
    90
    Drehantriebsmittel

Claims (7)

  1. Schraube (50, 60) für den Einsatz in Holz oder Holzwerkstoffen, mit Mitteln zur Verbesserung des Einschraubverhaltens, umfassend einen mit einem Drehantriebsmittel (90) ersehenen Schraubenkopf (11, 11a) und einen sich unterhalb der Schraubenkopfes (11, 11a) anschließenden Schraubenschaft (12), auf dessen zylindrischen Schaftabschnitt (23) sich Abschnitte mit und ohne Gewinde befinden und an dessen dem Schraubenkopf (11, 11a) fernen Ende eine kegelförmige Schraubenspitze (16) ausgebildet ist, die ein vorbohrfreies Einschrauben unterstützt, wobei unterhalb des Schraubenkopfes (11, 11a) ein gewindefreier Abschnitt (13) angeordnet ist, dem ein Reibabschnitt (14) folgt, welcher das von einem voreilenden Gewindeabschnitt (15) erzeugte Schraubloch (80) aufweitet, dass auf dem Gewindeabschnitt (15) ein erstes Gewinde (20) angeordnet ist, das in einen symmetrischen Gewindeabschnitt (29) und einen während des Bohrens voreilenden asymmetrischen Gewindeabschnitt (21) unterteilt ist und wobei nahe eines Übergangs (22) zwischen der Schraubenspitze (16) und dem zylindrischen Schaftabschnitt (23) mittels einer ersten Abschrägung (25) zur Schraubenspitze (16) hin gekippt und auf derselben Gewindeflanke (24) eine zweite Abschrägung (26) besitzt mittels der es von der Schraubenspitze (16) weg zum Schraubenkopf (11) hin kippt und sich auf der folgenden Gewindeflanke (27) ein Übergang (28) auf den symmetrischen Gewindeabschnitt (29) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Gewindeabschnitt (15) ein zweites Gewinde (40) angeordnet ist, das ein symmetrisches doppelt abgeklapptes Gewinde mit einer relativ hohen Steigung ist, dessen Flankendurchmesser gegenüber dem ersten Gewinde (20) wesentlich kleiner dimensioniert und dass die Gewindeanfänge (32, 42) beider Gewinde (20, 40) auf der Schraubenspitze (16) angeordnet sind und sich beide Gewinde (20, 40) von der Schraubenspitze (16) weg, hin zum Schraubenkopf (11, 11a) zumindest über einen Teilbereich gemeinsam über den Gewindeabschnitt (15) erstrecken und dass der Reibabschnitt (14) konzentrisch um die Schraubenachse (10) und parallel zu dieser, radial verteilte Rippen (18) mit trapezförmigem Querschnitt aufweist.
  2. Schraube (50, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Gewindeflanke im Bereich zwischen der Schraubenspitze (16) und den ersten Steigungen radial verteilte Zähne (30) angeordnet sind.
  3. Schraube (50, 60) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das erste Gewinde (20) und das zweite Gewinde (40) im vorderen Schraubenspitzenbereich gemeinsam über den Gewindeabschnitt (15) erstrecken und das erste Gewinde (20) über den hinteren Bereich des Gewindeabschnitts (15) alleine fortsetzt.
  4. Schraube (50, 60) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem ersten Gewinde (20) im hinteren Bereich des Gewindeabschnitts (15) keine Zähne (30) auf den Gewindeflanken angeordnet sind.
  5. Schraube (50, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kerndurchmesser des Gewindeabschnittes (15) geringer dimensioniert ist dimensioniert als der Außendurchmesser des nachfolgenden Reibabschnitts (14).
  6. Schraube (50, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Unterseite des als Zylinder- oder Flachrundkopf ausgebildeten Schraubenkopfes (11) radial verteilte Sägezähne (71) angeordnet sind.
  7. Schraube (50, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Unterseite des als Senkkopf ausgebildeten Schraubenkopfes (11a) ein kegelförmiger Kragen (72) ausgebildet ist, der auf seiner sich zur Schraubenspitze hin verjüngenden Mantelfläche (73) radial verteilte Schneidtaschen (74) besitzt.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4228727A1 (de) 1992-08-28 1994-03-03 Wuerth Adolf Gmbh & Co Kg Schraube, insbesondere für Hartholz
DE19807926A1 (de) 1998-02-25 1999-09-09 Hettich Ludwig & Co Schraube
DE10004606A1 (de) 2000-02-03 2001-08-23 Sfs Ind Holding Ag Heerbrugg Schraube für den Einsatz in Holz oder Holzwerkstoffen
DE102008057678A1 (de) 2008-11-17 2010-05-20 Markus Rensburg Schraube mit einem ersten und einem zweiten , wenigstens teilweise über die Abwicklung verlaufenden gegenläufigen Gewinde
DE202012009121U1 (de) 2012-09-21 2012-11-12 Markus Rensburg Trilobulare Schraube
US20130039720A1 (en) 2011-08-11 2013-02-14 Sheng-Tsai SHIH Screw
DE202013007144U1 (de) 2013-08-09 2013-08-28 Bi-Mirth Corp. Holzschraube mit einer Anti-Riss-Funktion
EP3249244A1 (de) 2016-05-27 2017-11-29 Kuo-Tai Hsu Schraube

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4228727A1 (de) 1992-08-28 1994-03-03 Wuerth Adolf Gmbh & Co Kg Schraube, insbesondere für Hartholz
DE19807926A1 (de) 1998-02-25 1999-09-09 Hettich Ludwig & Co Schraube
DE10004606A1 (de) 2000-02-03 2001-08-23 Sfs Ind Holding Ag Heerbrugg Schraube für den Einsatz in Holz oder Holzwerkstoffen
DE102008057678A1 (de) 2008-11-17 2010-05-20 Markus Rensburg Schraube mit einem ersten und einem zweiten , wenigstens teilweise über die Abwicklung verlaufenden gegenläufigen Gewinde
US20130039720A1 (en) 2011-08-11 2013-02-14 Sheng-Tsai SHIH Screw
DE202012009121U1 (de) 2012-09-21 2012-11-12 Markus Rensburg Trilobulare Schraube
DE202013007144U1 (de) 2013-08-09 2013-08-28 Bi-Mirth Corp. Holzschraube mit einer Anti-Riss-Funktion
EP3249244A1 (de) 2016-05-27 2017-11-29 Kuo-Tai Hsu Schraube

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