DE1900574C - Selbstschneidende Schraube - Google Patents

Description

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Wie aus den Fig. 2, 3 und 4 hervorgeht, weist die Schrauben, da infolge der Vibrationsbewegung, mit

Spitze 13 zwei ebene Flächen 15 und zwei Bohrnuten der die Schraube eindringt, auch kleine Mengen von

16 auf. Jede Fläche 15 geht mit einer ihrer Kanten in Spänen, die sich gebildet haben, zerstört und entfernt die parallel zur Schraubenachse verlaufende, in Dreh- werden.

richtung vorn liegende Seitenwandung 17 der Bohrnu- 5 Bei der Herstellung der in F i g. 1 dargestellten

ten über, die zwischen den ebenen Flächen 15 liegen. Schraube geht man von einem Rohling glatter zylin-

Gemäß F i g. 1 weisen die in Drshrichtung vorn lie- drischer Form aus, an dessen einem Ende in bekannter

genden Seitenwandungen 17 der Bohrnuten 16 einen Weise der Kopf 12 angeformt wird. Das andere Ende,

Kantenabschnitt 19 auf, der vom Schaft 10 aus schräg welches die Spitze bilden soll, wird durch einen be-

nach außen und unten verläuft und an den Zwischen- io kannten Preßvorgang im Durchmesser verringert. An

punkt 20 herangeht. Jede Seitenwandung 17 weist den Endabschnitt mit verringertem Durchmesser wird

außerdem einen weiteren Kantenabschnitt 21 auf, der danach die Spitze angeformt, indem man Gesenke ent-

sich vom Zwischenpunkt 20 radial nach innen und sprechender Ausbildung in einem Abklemmvorgang

nach unten zur Spitze erstreckt. Wie die F i g. 1 zeigt, zum Einsatz bringt. Beim Abklemmvorgang führt das

itt der radiale Abstand des die Verbindungsstelle zwi- 15 radial nach außen erfolgende Ausweichen des Metalls

sehen den Kantenabschnitten 19 und 21 bildenden zur Herstellung einer Spitze mit den zuvor erwähnten,

Zwischenpunktes 20 von der Schraubenachse größer nach außen herausstehenden Kanten. Anschließend

als der Radius des Schaftes 10. wird auf dem glatten Abschnitt des Schaftes 10 das

Jede Bohrnut 16 besitzt außerdem einen ebenen Gewinde aufgerollt.

Nutengrund 22, der zwischen den Seitenwandungen ao Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Schraube mit etwas

17 und 18 liegt, und der von der Spitze aus schräg abgewandelter Spitzenform, die mittels eines Verfahnach oben und nach außen verläuft. Der in Fig. 1 ein- rens erzeugt wird, welches sich von dem Verfahren gezeichnete Winkel A zwischen dem ebenen Nuten- zur Herstellung der Schraube nach Fig. 1 geringfügig grund 22 der Bohrnut und der Schraubenachse beträgt unterscheidet.

vorzugsweise etwa 20 , so daß die beiden ebenen Nu- 35 Die Spitze der Schraube nach den F i g. 5 und 6 ist

tengründe 22 der Bohrnuten einen Winkel von etwa der nach Fig. 1 sehr ähnlich. Gleiche Teile oder Ab-

40'·' einschließen. schnitte der Spitze sind mit den gleichen Bezugsziffern

Zwischen der Ecke 22 a jedes Nuttngrundes 22 versehen.

und der Stelle des Schaftes 10, an welcher das Ge- Der Unterschied der Spitze nach Fig. 5 gegenüber

winde beginnt, befindet sich ein ebener Wandungsab- 30 der Spitze nach F i g. 1 liegt in der Kante 19 der vorn schnitt 22b, der schräg nach außen verläuft. Wie die .liegenden Seitenwandung 17 der Bohrnuten und geht

Fig. 1 zeigt, ist der Neigungswinkel des Wandungs- auf einen geringfügigen Unterschied bei der Herste¹-

abschnittes 22 b gegenüber der Schraubenachse grö- lung zurück,

ßer als der Winkel A. Bei der Herstellung der Schraube nach F i g. 5 wird

Die Seitenwandungen 17 der Bohrnuten 16 liegen 35 ein zylindrischer Rohling mit ewem Kopf versehen.

g<*mäß Fig. 2 auf einer Durchmesserlinie, während Im Unterschied zur Herstellung der Schraube nach

die Seitenwandungen 18 in parallelen Ebenen beider- F i g. 1 wird der andere Endabschnitt des Rohlings je-

seits der Schraubenachse liegen und von dieser den doch im Durchmesser nicht verringert. Das Ende wird

gleichen Abstand haben. zur Herstellung der Spitze in gleichen Weise abge-

Diese Ausführung führt, wie aus Fig. 4 ersichtlich 40 klemmt wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Der ist, dazu, daß zwischen den beiden Bohrnuten über die Abklemmvorgang führt dazu, daß das Metall an der Gchraubenachse hinweg ein verhältnismäßig dicker, Spitze radial nach außen gedruckt wird. Da der Abmeißelfönniger Steg 23 vorhanden ist, der wesentlich klemmvorgang jedoch an einem Fndabschnitt des dazu beiträgt, daß die Festigkeit der Spitze trotz der Rohlings stattfindet, dessen Durchmesser nicht vervorhandenen Bohrnuten gewahrt bleibt. 45 ringert wird, weicht das Metall weiter nach außen aus

Wenn eine derauige Schraube in einem Werkzeug als im Falle der Spitze nach Fig. 1, und zwar in einem

zur Verwendung kommt, welches der Schraube solchen Ausmaß, daß der Maximaldurchmesser der

gleichzeitig axial gerichtete Schläge und eine Drehbe- Spitze unzulässig groß wird, was zur Herstellung eines

wegung erteilt, so wirken die Kantenabschnitte 21 ^.er Kernloches mit Übergröße führen würde,

vorn liegenden Seitenwandungen der Bohrnuten als 50 Wenn der Rohling daher zur Herstellung des Ge-

Scher- und Anbohrkanten, die im Blech ein Kernloch windcs 11 weiter bearbeitet vird, verwendet man ein

erzeugen, dessen Durchmesser D gemäß F i g. 2 gleich Gesenk 25, wie es schematisch in F i g. 5 angedeutet

dem Abstand der auf einer Durchmesserlinie liegen- ist, nämlich ein Gesenk, welches außer dem Abschnitt

der Zwischen punkte 20 ist. 26 z"r Erzeugung des Gewindes einen weiteren glat-

Vorzugsweise beträgt der in Fig. 1 mit B bezeich- 55 ten Abschnitt 27 aufweist, welcher auf das zur Erzeunete, von den Kantenabschnitten 21 eingeschlossene gung der Spitze abgeklemmte Ende des Rohlings einWinkel 90 bis 140°. wirkt.

Kommt eine derartige Schraube unter gleichzeiti- Die ebene Fläche 28 des Abschnittes 27 des Ge-

ger Schlag- und Dreheinwirkung zum Einsatz, so ent- senkes liegt in einer Ebene, die nicht genau parallel

steht unter geringer oder gar keiner Spanerzeugung 60 zur Sc.iraubenachse verläuft, sondern mit dieser einen

ein Kernloch. Es scheint, daß durch die Schlag- und kleinen Winkel einschließt. Natürlich ist in der vergrö-

Dreheinwirkung eine Scher- und Hammerwirkung Berten Darstellung der Fig. 5 der Freiwinkel der

entsteht, wobei die Kantenabschnitte 21 der Bohrnu- Fläche 28 etwas übertrieben. Die zwischen den fla-

ten einander überlagernde Scher- und Bohrwirkungen chen Backen des Gesenkes 25 vorhandene Rollwir-

ausüben. 65 kung verringert den Durchmesser des beim Abklemm-

Da die Schraube eine kombinierte Eindring- und Vorgang radial herausgedrückten Abschnittes. Das

Bohrwirkung ausübt, ist die Spanbildung wesentlich Metall wird daher längs der Kanten 19 in Umfangs-

geringer als bei den bekannten selbstschneidenden richtung versetzt und bildet an jeder vorn liegenden

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Seiten wandung 17 der Bohrnuten 16 einen verdickten oder herausgewölbten Abschnitt 24, der in den Kantenabschnitt 19 der Bohrnuten übergeht.

Die Rollwirkung der ebenen Flächen 28 der Bakken des Gesenkes führt außerdem dazu, daß das herausgedrückte Metall gewalzt wird, so daß die Flächen

15 die Form von Zylinderabschnitten annehmen. Hierdurch erhöht sich die Bohrwirkung der Schraube, die ein Kernloch herstellt, wenn sie mit Hilfe eines Werkzeuges eingesetzt wird, welches auf die Schraube eine Schlagwirkung ausübt und dieser gleichzeitig eine Drehbewegung erteilt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentanspruch:

   Selbstschneidend;, Schraube, deren mit Gewinde versehener Schaft an einem Ende mit einem Kopf und am anderen Ende nut einer Spitze versehen ist, wobei die Spitze durch zwei diametral einander gegenüberliegende ebene Flächen, die sich vom unteren Ende der Schraube schräg nach außen und oben erstrecken, sowie durch zwei Bohrnuten mit schräg nach außen und oben verlaufendem Nutgrund gebildet ist, die sich jeweils zwischen den ebenen Flächen befinden und je eins in Drehrichtung vom und hinten Hegende Seitenwandung aufweisen, wobei die äußere Kante der vorn 'ugenden Seitenwandung in die Kante der sich anschließenden ebenen Fläche übergeht, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bohrnut (16) zwischen ihren Seitenwandungen (17,18) einen ebenen Nutboden (22) aufweist.

   Die Erfindurg bezieht sich auf eine selbstschneidende Schraube, deren mn Gewinde versehener Schaft an einem Ende mit einem Kopf und am anderen Ende mit einer Spitze versehen ist, wobei die Spitze durch zwei diametral einander gegenüberliegende ebene Flächen, die sich vom unteren Ende der Schraube schräg nach außen und oben erstrecken, sowie durch zwei Bohrnuten mit schräg nach außen und oben verlaufendem Nutgrund gebildet ist, die rieh jeweils zwischen den ebenen Flächen befinden und je eine in Drehrichtung vorn und hinten liegende Seitenwandung aufweisen, wobei die äußere Kante der vorn liegenden Seitenwandung in die Kante der sich anschließenden ebenen Fläche übergeht.

   Eine selbstschneidende !Schraube dieser Art ist unter anderem aus der USA.-Patentschrift 3 318 182 bekanntgeworden. Die Spitze der bekannten Schraube wirkt als Bohrerspitze, die beim Eindreht der Schraube das Kernloch bohrt, so daß hierfür kein besonderer Arbeitsgang erforderlich ist. Die bekannte selbstbohrende und selbstschneidende Schraube besitzt jedoch gewisse Nachteile, die darin liegen, daß die beim Bohrvorgang erzeugten Späne das Schneiden des Gewindes beeinträchtigen und daß die Drehgeschwindigkeit zum Bohren des Kernloches viel höher angesetzt werden muß als die Drehgeschwindigkeit, die für den Gewindeschneidvorgang am günstigsten ist. Besonders beim Einsetzen der Schraube in dünnes Blech kommt es daher häufig vor, daß Jas Gewinde ausreißt.

   Eine andere, aus der britischen Patentschrift 394 398 bekanntgewordene selbstschneidende Schraube kommt in erster Linie bei Dachkonstruktionen zur Befestigung von Blech auf Holz zur Verwendung. Es handelt sich dabei um eine sogenannte Nagelschraube, deren Spitze keine Bohrnuten aufweist. Die Schraube wird zunächst mit Hammerschlägen in das Werkstück eingetrieben, wobei sie das Kernloch herstellt, und danach mit einem Schraubenzieher festgezogen. Natürlich entsteht beim Einschlagen der Schraube auf der Blechriickfeite beträchtlicher Grat, wodurch das Anwendungsgebiet der Schraube von vornherein begrenzt wird und z. B. die Befestigung von Metall an Metall ausgeschlossen ist.

   Der gleiche Nachteil gilt auch für eine aus der USA.-Patentschrift °. 094 894 als Alternativvorschlag bekanntgewordene Schraube, die zunächst durch H j ninerschläge in das Werkstück eingetrieben und

   ίο danach selbstschneidend in das Material eingedrent wird.

   Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine vielseitig verwendbare sslbstschneidende Schraube zu schaffen, die sich beim Einsetzen nahezu ohne Spanbildung ihr eigenes Kernloch schafft wobei vorgesehen ist, die Schraube mit Hilfe eines Schlagbohrwerkzeuges einzusetzen, d.h. mit Hilfe eines Werkzeuge;., das auf die Schraube ein Drehmoment ausübt und ihr zu Deginn des Einsetz vorganges gleichzeitig in rascher

   ao Folge axial gerichtete Schläge erteilt.

   Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung bei einer selbstschneidenden Schraube der eingangs erwähnten Art vor, daß jede Bohrnut zwischen ihren Seitenwandungen einen ebenen Nutboden aufweist.

   Durcli diese Maßnahme wird ein meißeiförmiger Steg geschaffen, welcher dem Einführende der Schraube eine große Festigkeit verleiht und das Eindringen der Schraube in ein Werkstück erleichtert. Es liegt somit eine selbstschneidende Schraube vor, die

   sich mittels eines Schhgbohrwerkzeuges in einem kombinierten Eindring- und Bohrvorgang in ein Werkstück aus Metall einsetzen läßt, was nahezu ohne Spanbildung geschieht. Zum Einsetzen mittels eines Schlagbohrwerkzeuges eignen sich weder die bekann-

   ten, mit einer Bohrerspire versehenen Schrauben, weil die Bohrerspitze hierzu nicht kräftig genug ausgebildet ist, noch die bekannten Nagelschrauben. Gegenüber den bekannten Schrauben mit Bohrerspitze besteht bei der erfindungsgemäßen Schraube außerdem der große Vorteil, daß als Drehgeschwindigkeit die zum Schneiden des Gewindes günstigste, verhältnismäßig geringe Geschwindigkeit gewählt werden kann, die für einen reinen Bohrvorgang nicht ausreicht.

   Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

   Fig. 1 in der Seitenansicht und in wesentlich vergrößerter Darstellung eine selbstschneidende Schraube gemäß Erfindung,

   5" F i g. 2 die Schraube nach F i g. 1 von unten gesehen,

   Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 1, F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fi g.
2. 2, F i g. 5 eine Teilansicht einer abgewandelten Ausführangsform unter schematischer Andeutung eines Verfahrensschrittes zur Herstellung der Schraube und Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 5. Die in F i g. 1 dargestellte Schraube besteht im wesentlichen aus dem mit einem zweigängigen gehärteten Gewinde 11 versehenen Schaft 10, der an einem Ende den Kopf 12 und am anderen Ende die insgesamt mit 13 bezeichnete Spitze aufweist. Wie dargestellt, ist zum Eindrehen der Schraube der Kopf 12 derselben mit einer Ausnehmung 14 in Form eines üblichen Kreuzschlitzes versehen. Natürlich kann der Kopf 12 auch eine andere Form haben, um die Schraube mittels eines Werkzeuges mit entsprechend ausgebildetem Futter einzudrehen.