DE10228505A1

DE10228505A1 - Holzbauschraube und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE10228505A1
Application number: DE2002128505
Authority: DE
Original assignee: SWG Schraubenwerk Gaisbach GmbH
Current assignee: SWG Schraubenwerk Gaisbach GmbH
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2004-01-08
Also published as: WO2004001236A1; AU2003242649A1

Abstract

Eine Holzbauschraube mit einem von einer Schraubenspitze ausgehenden sich über einen Teil des Schafts erstreckenden Gewinde wird dadurch hergestellt, dass als Ausgangsmaterial ein vorvergüteter Stahl verwendet wird. Dadurch braucht nach dem Walzen der Schraube keine Wärmebehandlung zur Erhöhung der Festigkeit mehr durchgeführt zu werden.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schraube, die unter der Bezeichnung Holzbauschraube, Spanplattenschraube oder Schnellbauschraube bekannt ist. Solche Schrauben haben eine Schraubenspitze, von der aus das Gewinde ausgeht, das sich über mindestens einen Teil der Länge des Schafts erstreckt. Die Spitze dient dazu, ein Loch in dem Material herzustellen, in das die Schraube eingeschraubt wird. Damit die Schraube gut fasst, soll das Gewinde beim Walzen der Schraube bis zur Spitze der Schraube reichen. Beim Eindrehen der Schraube in Holz treten hohe Widerstandsdrehmomente auf, da das Loch durch die Schraube erst gebildet werden muss und das faserige Material des Holzes nicht zerstört, sondern zur Seite gedrängt wird. Es entsteht eine starke Abbremsung des Einschraubvorgangs, was unter anderem dazu führt, dass die Schraube stark tordiert wird. Holzbauschrauben dieser Art können beachtliche Längen erreichen, beispielsweise wenn sie zum Verbinden von Dachkonstruktionen dienen.
Die bisherigen Schrauben dieser Art werden aus Drähten mit normalen Zugfestigkeiten von 350 bis 600 N/mm² hergestellt, wobei die Herstel lung eine Umformung ist, bei der das Gewinde gewalzt wird. Das relativ weiche Material ermöglicht es, dass die Gewinde auch im Spitzenbereich ausgewalzt werden können. Nach der Herstellung durch Walzen wird die Schraube durch eine Wärmebehandlung gehärtet. Bei dem bekannten Härten dieser Art von Schrauben erreicht man eine hohe Härte der Oberfläche zu Erhöhung des Widerstands gegen Flächenpressung und Verschleiß bei gleichzeitiger Beibehaltung großer Zähigkeit im Kern. Diese Zähigkeit im Kern ist nach bisheriger Kenntnis wegen der hohen Drehmomente und der langen Schrauben erforderlich. Hinzu kommen auch die beim Einschrauben auftretenden Drehmomente und Drehschwingungen.
Bei metrischen Schrauben treten andere Probleme auf. Hier ist das Einschraubdrehmoment wesentlich niedriger, da metrische Schrauben in vorhandene Gewinde eingeschraubt werden. Metrische Schrauben haben auch keine Schraubenspitze, sondern beginnen mit einem stumpfen Ende. Hier ist es bereits bekannt, als Ausgangsmaterial vorvergütetes Material zu verwenden. Die Frage einer Torsion der Schraube und der hohen Einschraubdrehmomente tritt hier nicht auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Möglichkeit zu schaffen, Holzbauschrauben der eingangs genannten Art wirtschaftlicher fertigen zu können. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Holzbauschraube mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4 vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass die Verwendung eines vorvergüteten Materials für die nur durch Umformen herzustellende Schraube dennoch zu einer auch in der Praxis bewährten Schraube führt. Es ist gelungen, trotz des härteren Materials die Gewindegänge bis zu Spitze hin auszuwalzen, so dass der Vorteil des schnellen Ein schraubens weiterhin gegeben ist. Auch die Frage der Dauerschwingfestigkeit in Rotationsrichtung, die bei dem Einschrauben von Holzbauschrauben eine Rolle spielt, konnte überraschenderweise zufrieden stellend gelöst werden.
Als besonders geeignet hat sich ein Material als Ausgangsmaterial herausgestellt, das eine Festigkeit von mindestens etwa 650 N/mm² aufweist. Eine aus diesem Material hergestellte Schraube braucht nach Fertigstellung nicht mehr gehärtet zu werden.
Zur weiteren Verbesserung der Qualität der Schraube kann erfindungsgemäß in Weiterbildung vorgesehen sein, dass das Ausgangsmaterial, üblicherweise ein Draht beliebiger Länge, vor dem Walzen des Gewindes durch Ziehen auf einen richtigen Durchmesser gebracht wird. Dieses Ziehen des Drahtes durch einen Ziehstein führt zu einer Verfestigung des Drahtmaterials und damit zu einer nochmaligen Erhöhung der Festigkeit der Schraube, wobei diese Erhöhung der Festigkeit ebenfalls vor dem Walzen erfolgt.
Weitere, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, dem Wortlaut der Patentansprüche und der Zusam menfassung, die durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht werden, sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt die einzige Zeichnungsfigur zur Erläuterung der Maßnahmen nach der Erfindung die Seitenansicht einer Schraube.
Die Zeichnung zeigt eine Schraube mit einer Schraubenspitze 1, einem Schraubenschaft 2 und einem an dem der Schraubenspitze 1 gegenüberliegenden Ende des Schraubenschafts angeordneten Schraubenkopf 3. Im dargestellten Beispiel handelt es sich um einen Senkkopf. Von der Spitze ausgehend weist der Schaft der Schraube ein Gewinde auf, im dargestellten Beispiel ein eingängiges Gewinde. Selbstverständlich könnte auch ein zweigängiges Gewinde vorhanden sein. Das Gewinde ist bis direkt zur Schaftspitze ausgewalzt. Dadurch soll ein schnelles Eingreifen der Schraube beim Eindrehen in das Holzmaterial erreicht werden.
Die Schraube wird folgendermaßen hergestellt. Als Ausgangsmaterial wird ein Draht mit einer Festigkeit von mindestens 650 N/mm² verwendet. Dieser Draht hat einen etwas größeren Durchmesser, als es für die Herstellung der Schraube erforderlich ist. Der Draht wird durch einen Ziehstein hindurchgezogen, wobei er seinen Durchmesser auf das gewünschte Maß verringert. Durch die Durchmesserverringerung tritt eine Erhöhung der Festigkeit auf. Anschließend wird der Kopf 3 gestaucht und mit der Antriebsvertiefung versehen. Dadurch erhöht sich in diesem Bereich die Festigkeit nochmals, was für das Einschrauben der Schraube auch wichtig ist. Dieser Rohling wird dann in einem Walzbackenpaar gewalzt, wobei sowohl die Spitze hergestellt als auch das Gewinde aufgewalzt wird. Anschließend ist die Schraube fertig und braucht nicht nachbehandelt zu werden. Trotz der Tatsache, dass die Schraube jetzt eine über ihren Querschnitt konstante Härte aufweist, haben auf diese Weise hergestellte Holzbauschrauben die gleichen Vorteile wie die bekannten Holzbauschrauben.

Claims

Holzbauschraube, mit 1.1 einem Schraubenschaft (2), 1.2 einer Schraubenspitze (1), 1.3 einem Gewinde (4), das 1.3.1 von der Schraubenspitze (1) ausgehend sich über mindestens einen Teil des Schraubenschafts (2) erstreckt, wobei 1.4 die Schraube aus vorvergütetem Material durch Umformen hergestellt ist und 1.5 nach dem Umformen nicht weiter gehärtet ist.
Schraube nach Anspruch 1, bei der das Ausgangsmaterial eine Festigkeit von mindestens etwa 650 N/mm² aufweist.
Schraube nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Ausgangsmaterial vor dem Walzen des Gewindes (4) durch Ziehen auf den richtigen Durchmesser gebracht ist.
Verfahren zum Herstellen einer Holzbauschraube, mit folgenden Verfahrensschritten: 4.1 ein Rohling aus vorvergütetem Material wird durch Stauchen mit einem Kopf (3) versehen, 4.2 der Rohling wird durch Walzen mit einer Spitze (1) und einem Gewinde (4) versehen, 4.3 die dadurch hergestellte Schraube wird nicht gehärtet.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem als Ausgangsmaterial ein Stahl mit einer Festigkeit von mindestens etwa 650 N/mm² verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4 der 5, bei dem der Rohling vor der Verformung auf einen verringerten Durchmesser gezogen wird.