DE19801105A1

DE19801105A1 - Self-tapping anchorage bolt for concrete structure

Info

Publication number: DE19801105A1
Application number: DE1998101105
Authority: DE
Inventors: Anton Gerhard
Original assignee: Toge Duebel A Gerhard KG
Current assignee: Toge Duebel GmbH and Co KG
Priority date: 1998-01-15
Filing date: 1998-01-15
Publication date: 1999-07-22

Abstract

A self-tapping anchorage bolt cuts a thread in a concrete hole. The anchorage bolt has a conical tip with a cutting thread which increases until reaching the parallel shank. The initial section of the thread has a series of cutting tips (14) which increase in diameter from a minimum (21) to a maximum, followed by a section of cutting thread (25) which has a finely serrated edge (26).

Description

Die Erfindung betrifft eine gewindeschneidende Schraube, insbesondere Betonschraube, nachdem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a thread-cutting screw, in particular Concrete screw according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Schraube ist aus DE 297 04 226.2 U1 (entsprechend PCT/EP97/03867) bekannt. Grundsätzlich ist es bei derartigen Schrauben wünschenswert, den Schneiden-Abschnitt nur im Bereich des Einführendes der Schraube vorzusehen, damit die nachfolgenden Windungen des in der Regel eingängigen Gewindes in vollem Umfang im Beton o. dgl. tragen, wobei gleichzeitig auch erreicht werden soll, daß nicht durch zu lang aus gebildete Schneiden-Abschnitte der mittels des Schneiden-Abschnitts ge schnittene Gewindegang zu weit ausgearbeitet wird mit der Folge, daß der feste Sitz einer solchen Schraube nicht mehr gewährleistet wäre. Anderer seits hat sich gezeigt, daß beim Einschrauben solcher Schrauben in hochfe sten Beton die im Beton vorhandenen Kieselsteine ein Einschrauben er schweren können.Such a screw is from DE 297 04 226.2 U1 (corresponding PCT / EP97 / 03867) known. Basically it is with such screws desirable the cutting section only in the area of the insertion end the screw so that the subsequent turns of the in the Always wear a catchy thread in full in concrete or the like, at the same time it should also be achieved that not by too long formed cutting sections ge by means of the cutting section cut thread is worked out too far with the result that the tight fit of such a screw would no longer be guaranteed. Other on the other hand, it has been shown that when screwing in such screws in high fe concrete, screw in the pebbles present in the concrete can be heavy.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schraube der gat tungsgemäßen Art so weiter zu bilden, daß einerseits auch ein leichtes Ein schrauben in hochfesten Beton und andererseits ein fester Sitz gewährlei stet ist.The invention is therefore based on the object, a screw of the gat appropriate form so that on the one hand also a slight one screws in high-strength concrete and on the other hand ensure a tight fit is steady.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeich nungsteil des Anspruches 1 gelöst. This object is achieved by the features in the characterizing part solved part of claim 1.

Dadurch, daß einerseits der Schneiden-Abschnitt mit verhältnismäßig gro ßen Schneidzähnen nur im Bereich des Einführendes vorhanden ist, ist si chergestellt, daß der durch den Schneiden-Abschnitt im Beton o. dgl. frei geschnittene Bereich nicht weiter ist als das Gewinde selber. Andererseits erfolgt ein Fein-Nacharbeiten durch die Mikro-Schneidzähne.Because on the one hand the cutting section with relatively large ß cutting teeth only in the area of the insertion end is si made that free through the cutting section in the concrete or the like cut area is no further than the thread itself. On the other hand there is a fine reworking by the micro cutting teeth.

Aus den Unteransprüchen ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen.Advantageous refinements result from the subclaims.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Es zeigt:Further features, advantages and details of the invention emerge from the following description of an embodiment with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Betonschraube, Fig. 1 is a plan view of a concrete screw,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine vergrößerte Teildarstellung des Einführen des der Betonschraube, Fig. 2 is a plan view of an enlarged partial view of the insertion of the concrete screw,

Fig. 3 eine Stirnansicht des Einführendes der Betonschraube in vergrößer ter Darstellung, Fig. 3 is an end view of the insertion end of the concrete screw in Enlarge ter representation,

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Betonschraube gemäß der Schnittlinie IV-IV in Fig. 1 in vergrößerter Darstellung, Fig. 4 shows a cross section through the concrete screw according to the section line IV-IV in Fig. 1 in an enlarged scale;

Fig. 5 einen Teil-Längsschnitt durch die Betonschraube gemäß der Schnittlinie V-V in Fig. 1 in stark vergrößerter Darstellung, Fig. 5 is a partial longitudinal section through the concrete screw according to the line VV in Fig. 1 in a greatly enlarged representation,

Fig. 6 einen weiteren Teil-Längsschnitt durch die Betonschraube gemäß der Schnittlinie VI-VI in Fig. 1 in stark vergrößerter Darstellung und Fig. 6 shows a further partial longitudinal section through the concrete screw according to section line VI-VI in Fig. 1 in a greatly enlarged representation and

Fig. 7 eine Teildraufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform einer Schneidkerbe. Fig. 7 is a partial plan view of a modified embodiment of a cutting notch.

Die in Fig. 1 dargestellte Schraube weist einen Kern 1 auf, der an einem ersten Ende, dem Einführende 2, einen leicht verjüngten, kegelstumpför migen Abschnitt 3 aufweist. An einem zweiten Ende 4 des Kerns 1 ist ein beliebig gestalteter Schraubenkopf 5 ausgebildet. Auf einem Teil des Kerns 1 einschließlich des verjüngten Abschnitts 3 ist ein stegartig ausgebildetes eingängiges Gewinde 6 ausgeformt.The screw shown in Fig. 1 has a core 1 , which has a slightly tapered, truncated cone section 3 at a first end, the introducer 2 . An arbitrarily designed screw head 5 is formed on a second end 4 of the core 1 . A web-shaped single thread 6 is formed on part of the core 1, including the tapered section 3 .

Wie den Fig. 2 bis 4 zu entnehmen ist, ist auf dem verjüngten Abschnitt 3 des Kerns 1 ein ansteigender Gewindeabschnitt 7 des Gewindes 6 ausge formt, der am Einführende 2 des Kerns 1 aus der Oberfläche 8 des ver jüngten Abschnitts 3 heraus beginnt und über eine halbe bis eine ganze Windung, d. h. eine Teilung t, des Gewindes 6 heraus auf die volle Gewin dehöhe, d. h. den Außendurchmesser D des Gewindes 6 ansteigt. Die Flan ken 9 des Gewindeabschnitts 7 steigen direkt aus der Oberfläche 8 des verjüngten Abschnitts 3 des Kerns 1 an und zwar unter einem Öffnungs winkel von etwa 60°, d. h. die beiden Flanken 9 des Gewindeabschnitts 7 sind jeweils um etwa 30° gegenüber einem Radius auf die Mittel-Längs- Achse 10 des Kerns 1 geneigt. Der Öffnungswinkel sollte im Bereich von 50° bis 70° betragen. Der Durchmesser d des Kerns 1 an seinem Einfüh rende 2 ist etwas kleiner als der Nenndurchmesser einer Bohrung, in die die Schraube eingesetzt werden soll. Der Nenndurchmesser einer Bohrung ist international genormt, beträgt also 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16,. . . mm. As can be seen to 4 in Figs. 2, on the tapered portion 3 of the core 1, a rising threaded portion 7 of the thread 6 formed that starts of the core 1 at the insertion end 2 of the surface 8 of the ver the Last section 3 out and a half to a whole turn, ie a pitch t, the thread 6 out to the full thread height, ie the outer diameter D of the thread 6 increases. The flan ken 9 of the threaded portion 7 rise directly from the surface 8 of the tapered portion 3 of the core 1 and at an opening angle of about 60 °, that is, the two flanks 9 of the threaded portion 7 are each about 30 ° to a radius the central longitudinal axis 10 of the core 1 is inclined. The opening angle should be in the range of 50 ° to 70 °. The diameter d of the core 1 at its end 2 is a little smaller than the nominal diameter of a bore into which the screw is to be inserted. The nominal diameter of a hole is internationally standardized, i.e. 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16 ,. . . mm.

Hinter dem verjüngten Abschnitt 3 mit dem ansteigenden Gewindeabschnitt 7 ist das Gewinde 6 so ausgestaltet, wie es aus DE 297 04 226.2 U1 (entsprechend PCT/EP97/03867) bekannt ist. Es weist zueinander parallele Flanken 11 auf, die parallel zu einem Radius auf die Mittel-Längs-Achse 10 verlaufen. Die Flanken 11 gehen jeweils mittels eines geneigten Fußab schnitts 12a bzw. 12b in den Kern 1 über, wobei der jeweilige Fußabschnitt 12a bzw. 12b gegenüber dem erwähnten Radius geneigt ist, so daß der durch die Fußabschnitte 12a, 12b begrenzte Fuß 13 des Gewindes 6 sich zum Kern 1 hin verbreitert. Der ansteigende Gewinde-Abschnitt 7 geht ste tig in das sich anschließende Gewinde 6 über.Behind the tapered section 3 with the ascending threaded section 7 , the thread 6 is configured as is known from DE 297 04 226.2 U1 (corresponding to PCT / EP97 / 03867). It has mutually parallel flanks 11 , which run parallel to a radius on the central longitudinal axis 10 . The flanks 11 each pass by means of an inclined foot section 12 a or 12 b into the core 1 , the respective foot section 12 a or 12 b being inclined with respect to the radius mentioned, so that the foot sections 12 a, 12 b limited foot 13 of the thread 6 widens towards the core 1 . The rising thread section 7 goes continuously into the subsequent thread 6 .

Der ansteigende Gewinde-Abschnitt 7 und höchstens die beiden sich an schließenden Windungen des Gewindes 6 sind mit Schneidzähnen 14 bzw. 15 versehen. Dort wo das Gewinde 6 mit Schneidzähnen 15 versehen ist, bildet es einen Schneiden-Abschnitt 16. Die Schneidzähne 14 im anstei genden Gewindeabschnitt 7 werden im wesentlichen durch Schneidkerben 17 gebildet, die jeweils - wie Fig. 3 entnehmbar ist - die Form eines gleich schenkligen Dreiecks aufweisen. Die Längskanten 18, 19, 20 der Schneid kerben 17, d. h. die beiden Längskanten 18, 20 am Übergang zur Außenflä che 21 und die Längskante 19 am Grund der Schneidkerbe 17 verlaufen parallel zur Achse 10. Die - bezogen auf die Einschraub-Drehrichtung 22 - jeweils nacheilende Längskante 20 ist eine Schneidkante. Die zwischen dieser Schneidkante 20 und der am Grund der Schneidkerbe 17 verlaufen den Längskante 19 gebildete Fläche ist eine Abtransport-Fläche 24 für Bohrmehl. Wie insbesondere Fig. 3 erkennen läßt, können die Schneid zähne 17 so angeordnet sein, daß die nacheilende Schneidkante 20 einer Schneidkerbe 17 die voreilende Längskante 18 der nächstfolgenden Schneidkerbe ist. In diesem Fall schrumpft die Außenfläche 21 auf eine solche Längskante zusammen, die jeweils eine Schneidkante ist. Für die Ausgestaltung der Schneidzähne 15 des Schneiden-Abschnitts 16 gilt die vorstehende Beschreibung, so daß ohne erneute Beschreibung dieselben Bezugsziffern jedoch mit einem hochgesetzten Strich verwendet werden. Die radiale Höhe h' der Schneidkerben 17' beträgt für Bohrungs- Nenndurchmesser von 5 mm 0,2 bis 0,5 mm und beispielsweise für Boh rungs-Nenndurchmesser von 16 mm 0,5 bis 0,8 mm.The rising thread section 7 and at most the two closing turns of the thread 6 are provided with cutting teeth 14 and 15 , respectively. Where the thread 6 is provided with cutting teeth 15 , it forms a cutting section 16 . The cutting teeth 14 in the rising thread section 7 are essentially formed by cutting notches 17 , each of which - as can be seen in FIG. 3 - have the shape of an isosceles triangle. The longitudinal edges 18 , 19 , 20 of the cutting notches 17 , that is, the two longitudinal edges 18 , 20 at the transition to the outer surface 21 and the longitudinal edge 19 at the bottom of the cutting notch 17 run parallel to the axis 10 . The longitudinal edge 20 lagging behind in relation to the screwing-in direction of rotation 22 is a cutting edge. The surface formed between this cutting edge 20 and the longitudinal edge 19 running at the bottom of the cutting notch 17 is a removal surface 24 for drilling dust. As can in particular Fig. 3 seen, the cutting teeth 17 can be arranged so that the trailing cutting edge 20 of a cutting notch 17, the leading longitudinal edge 18 of the next cutting notch. In this case, the outer surface 21 shrinks to such a longitudinal edge, which is in each case a cutting edge. The above description applies to the design of the cutting teeth 15 of the cutting section 16 , so that the same reference numbers are used with a raised line without a renewed description. The radial height h 'of the cutting notches 17 ' is 0.2 to 0.5 mm for nominal bore diameters of 5 mm and 0.5 to 0.8 mm for example for nominal bore diameters of 16 mm.

Der sich an den Schneiden-Abschnitt 16 anschließende Gewindeabschnitt kann als einfacher Gewindeabschnitt mit der gleichen Grundform wie der Schneiden-Abschnitt 16, jedoch ohne Schneidzähne, und ggf. mit einem geringfügig verringerten Außendurchmesser D ausgebildet seien, wie in DE 297 04 226.2 U1 (entsprechend PCT/EP97/03867) beschrieben. Beim Einschrauben der Schrauben in hochfesten Beton können die im Beton vor handenen Kieselsteine jedoch ein Einschrauben erschweren. Für solche Fälle ist der sich an den Schneiden-Abschnitt 16 anschließende Abschnitt des Gewindes 6 als Mikroschneiden-Abschnitt 25 ausgestaltet, wie es ins besondere aus Fig. 4 ersichtlich ist. Hier sind Mikro-Schneidzahne 26 vor gesehen, die grundsätzlich so ausgebildet sind, wie es auch bereits für die Schneidzähne 14, 15 beschrieben wurde; es werden daher dieselben Be zugsziffern wie zuvor verwendet, jedoch mit einem hochgesetzten Doppel strich. Die Mikro-Schneidzähne 26 weisen im Vergleich zu den Schneid zähnen 15 eine erheblich geringere radiale Höhe h'' von 0,1 bis 0,2 mm auf. Die Mikro-Schneidzahne 26 führen noch eine geringfügige Nach- Schneidarbeit aus. Für die Höhe h' gilt im Verhältnis zur Höhe h'': 2h''≦h' und bevorzugt 3h''≦h' und 7h''≦h'. The threaded section adjoining the cutting section 16 can be designed as a simple threaded section with the same basic shape as the cutting section 16 , but without cutting teeth, and possibly with a slightly reduced outer diameter D, as in DE 297 04 226.2 U1 (corresponding PCT / EP97 / 03867). When screwing the screws into high-strength concrete, however, the pebbles in the concrete can make screwing in more difficult. For such cases, the section of the thread 6 adjoining the cutting section 16 is designed as a micro-cutting section 25 , as can be seen in particular from FIG. 4. Here are micro cutting teeth 26 seen before, which are basically designed as it has already been described for the cutting teeth 14 , 15 ; therefore the same reference numerals are used as before, but with a double prime. The micro cutting teeth 26 have a considerably lower radial height h '' of 0.1 to 0.2 mm compared to the cutting teeth 15 . The micro cutting teeth 26 still carry out a slight post-cutting work. The following applies to height h 'in relation to height h'':2h''≦h' and preferably 3h '' ≦ h 'and 7h''≦h'.

Wie insbesondere den Fig. 5 und 6 entnehmbar ist, ist der Kern 1 der Schraube nicht zylindrisch ausgebildet. Er weist vielmehr zwischen zwei benachbarten Windungen zwei Kern-Außenflächen-Abschnitte 27, 28 auf. Der in Einschraub-Längs-Richtung 23 voreilende Kern-Außenflächen- Abschnitt 27 verjüngt sich entgegen der Einschraub-Längs-Richtung. Der sich entgegen der Einschraub-Längs-Richtung 23 anschließende Abschnitt 28 ist zylindrisch ausgebildet. Der Abschnitt 27 erstreckt sich in Richtung der Achse 10 über eine Länge a, während der Abschnitt 28 sich über eine Länge b erstreckt. Es gilt a≧b. Durch diese Ausgestaltung wird zwischen den benachbarten Gewindegängen eine Kammer 29 gebildet, die - bezogen auf die in den Fig. 5 und 6 angedeutete Bohrlochwand 30 - sich erwei tert. Der Kern-Außenflächen-Abschnitt 27 dient als Ablauffläche für das Bohrmehl, das überwiegend im Bereich des Kern-Außenflächen-Abschnitts 28 in der Kammer 29 gespeichert wird. Da das Volumen der Kammer 29 im Bereich des Abschnitts 28 größer als das Volumen des in die Bohr lochwand 30 geschnittenen Ganges ist, behindert das Bohrmehl den Ein schraubvorgang nicht, d. h. es tritt keine Erhöhung des Drehmomentes beim Einschrauben der Schraube auf, das durch Reibung zwischen dem in der Kammer 29 gespeicherten Bohrmehl und der Bohrlochwand 30 gebildet werden könnte. Wie den Fig. 5 und 6 weiterhin entnehmbar ist, tragen die Windungen des Gewindes 6 über ihre volle Höhe in dem durch die Bohrlochwand 30 begrenzten Beton.As shown in particular in Figs. 5 and 6 is removed, the core 1 of the screw is not cylindrical. Rather, it has two core outer surface sections 27 , 28 between two adjacent turns. The core outer surface section 27 , which leads in the longitudinal direction 23 , tapers against the longitudinal direction. The section 28 , which adjoins the screw-in longitudinal direction 23, is cylindrical. The section 27 extends in the direction of the axis 10 over a length a, while the section 28 extends over a length b. We have a ≧ b. By this configuration, a chamber 29 is formed between the adjacent threads, which - based on the borehole wall 30 indicated in FIGS . 5 and 6 - extends. The core outer surface section 27 serves as a drainage surface for the drilling dust, which is mainly stored in the area of the core outer surface section 28 in the chamber 29 . Since the volume of the chamber 29 in the region of section 28 is greater than the volume of the hole cut into the borehole wall 30 , the drilling dust does not impede the screwing-in process, ie there is no increase in the torque when screwing in the screw, caused by friction between the drilling dust stored in the chamber 29 and the borehole wall 30 could be formed. As FIGS. 5 and 6 is also apparent, the turns of the thread 6 bear over its full height in the area bounded by the hole wall 30 concrete.

Wie in Fig. 7 angedeutet ist, können insbesondere die Schneidzähne 15a im Schneiden-Abschnitt 16a einen Verlauf aufweisen, durch den sie eine Ge windefunktion bekommen. Die Schneidkerben 17a sind in diesem Fall so ausgebildet, daß die jeweils in Einschraub-Drehrichtung 22 nacheilenden Längskanten 20 und damit die Abtransport-Flächen 24a der Schneidkerben 17a bezogen auf die Einschraub-Drehrichtung 22 und die Einschraub- Längsrichtung 23 nacheilen, so daß ein weitgehend reibungsfreier Trans port des Bohrmehls durch die Schneidkerben 17a in die nachfolgenden Kammern 29 erfolgt. Die Schneidkerben 17a bilden also einen gewindear tigen Kanal mit großer Steigung von 60° bis 80° bezogen auf die Ein schub-Längs-Richtung 23. Diese Ausgestaltung kann selbstverständlich auch bei den Schneidzähnen 14 und den Mikro-Schneidzahnen 26 vorgese hen werden, obwohl dies dort wegen des relativ geringen Anfalls von Bohrmehl nicht so bedeutsam ist.As indicated in Fig. 7, in particular the cutting teeth 15 a in the cutting section 16 a have a course through which they get a Ge thread function. The cutting notches 17 a are formed in this case so that the longitudinal edges 20 lagging in the screw-in direction of rotation 22 and thus the removal surfaces 24 a of the cutting notches 17 a lag in relation to the screw-in direction of rotation 22 and the screw-in longitudinal direction 23 , so that a largely friction-free trans port of the drilling dust through the cutting notches 17 a in the subsequent chambers 29 takes place. The cutting notches 17 a thus form a threaded channel with a large slope of 60 ° to 80 ° based on the one longitudinal direction 23 . This embodiment can of course also hen with the cutting teeth 14 and the micro cutting teeth 26 , although this is not so important because of the relatively low amount of drilling dust.

Claims

1. tapping screw, in particular concrete screw, with a core ( 1 ) with a central longitudinal axis ( 10 ) and a screw-in longitudinal direction ( 23 ),
with a thread ( 6 ) formed in one piece with the core ( 1 ), with an introducer ( 2 ) and
with a cutting section ( 16 ) formed in the region of the insertion end ( 2 ), in which cutting notches ( 17 ') are formed open to the outer periphery of the thread ( 6 ) and have a depth h' radial to the central longitudinal axis ( 10 ) have, characterized in
that adjoins the cutting section ( 16 ) a micro cutting section ( 25 ) in which the thread ( 6 ) is provided with open outer cutting edges h in micro cutting teeth ( 26 ), the depth h '' of which is radial to the center -Longitudinal axis ( 10 ) is considerably smaller than the depth h 'of the cutting notches ( 17 ') in the cutting section ( 16 ).

2. Screw according to claim 1, characterized in that for depth h '' in relation to depth h 'the following applies: 2 h' 'gilt h'.

3. Screw according to claim 2, characterized in that for depth h '' in relation to depth h 'the following applies: 3 h' 'gilt h'.

4. Screw according to one of claims 1 to 3, characterized in that the depth h '' in relation to the depth h 'is: 7 h' '≦ h'.

5. Screw according to one of claims 1 to 4, characterized in that for the depth h '' the following applies: 0.1 mm ≦ h '' ≦ 0.2 mm.

6. Screw according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cutting section ( 16 ) has at most two turns of the thread of ( 6 ).