DE19820671A1 - Selbstschneidende Schraube zum Einsatz in Vollbaustoffen - Google Patents
Selbstschneidende Schraube zum Einsatz in VollbaustoffenInfo
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Abstract
Um die Tragfähigkeit der Schraube zu erhöhen und gleichzeitig die Möglichkeit zu schaffen, die Schraube mit geringerem Kraftaufwand zu setzen, ist es vorgeschlagen, die Schraube so zu vermörteln, daß die Gewindegänge 4 nach dem Aushärten der Masse teilweise im Vollbaustoff 17 und teilweise in der Mörtelschale 13 eingebettet sind.
Description
Die Erfindung betrifft eine selbstschneidende Schraube gemäß dem An
spruch 1.
Die selbstschneidenden Schrauben sind seit langem bekannt und bestehen
meist aus einem Schraubenkern, der mit einem Außengewinde versehen ist
wobei die Gewindeflanken mit verschiedenen Aussparungen sowie mit ver
schiedenen Flankenwinkeln versehen sind. Derartige Schrauben werden direkt
in den Untergrund oder nach der Herstellung einer Bohrung in diese einge
dreht. Es ist auch bekannt, daß beim Eindrehen derartiger Schrauben die
Randabstände berücksichtigt werden müssen. Bei zu kleinem Randabstand
kann bei zunehmender Belastung ein Ausbruch eintreten. Ferner ist bei zu
nehmender Eindrehtiefe der Schraube ein immer größerer Kraftaufwand not
wendig, um eine Befestigung herzustellen.
In der DE Nr. 24 19 111 C2 ist eine Einsatzhülse zum Eindrehen in einer Boh
rung einer Wand, die zylindrisch ausgebildet ist und eine spreizdruckfreie Ver
ankerung ermöglicht, dargestellt.
Die Einsatzhülse weist eine Innenhöhlung zur Aufnahme eines Befestigungse
lements, z. B. einer Schraube, auf. Am Außenmantel der Einsatzhülse ist ein
Außengewinde vorgesehen, das mit segmentartigen Aussparungen und
Schneidkanten sowie einer Aufnahmekammer für den ausgesparten Wand
werkstoff versehen ist.
Derartige Einsatzhülsen weisen den Nachteil auf, daß sie nur in einer Bohrung
einer Wand aus Leichtbaustoff eingesetzt werden können.
In der EP 0 623 759 B1 ist eine gewindeformende Schraube mit einem Außen
gewinde zum Einsatz in Beton und anderen Baustoffen vorgeschlagen, deren
Kerndurchmesser relativ groß ist. Es ist hier vorgesehen, daß das Verhältnis
von Außendurchmesser zum Kerndurchmesser etwa 1,25-1,5 und das Ver
hältnis von Außendurchmesser zur Steigung des Gewindes etwa 1,5-1,6 be
trägt, und daß der Flankenwinkel des Gewindes kleiner als 50° und größer
oder gleich 35° ist.
Eine derartige Schraube verlangt eine relativ große Eindringtiefe der Gewin
deflanken im Baustoff, um die Tragfähigkeit voll auszunutzen. Dies wiederum
ist nur mit einem Einsatz von hohem Kraftaufwand möglich.
Als nachteilig hat sich gezeigt, daß bei Zugbeanspruchung der Schraube ein
vorzeitiger Bruch der Hinterschnittkante stattfindet und somit eine rapide Re
duzierung der Tragfähigkeit der Schraube eintritt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbstschneidende Schraube
zu schaffen, die mit geringerem Kraftaufwand eingedreht werden kann und eine
sichere Befestigung im rißanfälligen Untergrund ermöglicht.
Die Aufgabe der Erfindung ist durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.
Dadurch, daß das Bohrloch mit einer aushärtbaren Masse so befüllt ist, daß
nach dem Aushärten der Masse das Gewinde teilweise im Beton und teilweise
in der ausgehärteten Mörtelschale eingebettet ist, ist der notwendige Kraftauf
wand zum Eindrehen der Schraube wesentlich reduziert und die Systemmonta
ge freundlich gestaltet.
Dadurch, daß die Kraftübertragung in axialer Richtung stattfindet und somit
kein Aufspreizen eintritt, sind geringere Randabstände bei der Befestigung ei
nes Gegenstands möglich. Dank der Vermörtelung wird die projizierte Hinter
schnittfläche vergrößert, was wiederum zur höheren Tragfähigkeit der Schrau
be führt.
Die Dauerversuche in einem offenen und sich wiederschließenden Riß haben
eine gute Tragfähigkeit der erfindungsgemäßen Schraube gezeigt.
Die Befestigung erfolgt in der Weise, daß nach der Herstellung des Bohrlochs
und seiner Reinigung eine definierte Menge der aushärtbaren Masse in das
Bohrloch gebracht wird. Danach wird die Schraube in das Bohrloch eingedreht.
Beim Eindrehen der Schraube wird die aushärtbare Masse in Richtung des
Bohrlochmunds transportiert und der Ringspalt zwischen der Bohrlochwandung
und der Schraube mit der Masse vollständig befüllt. Nach dem Aushärten der
Masse sind die Gewindegänge der Schraube teilweise im Beton und teilweise
in der ausgehärteten Mörtelschale eingebettet.
Die zusätzliche Vermörtelung der Schraube ermöglicht eine Anpassung der
Schraubengeometrie an das Bohrloch, die dazu führt, daß die Einschraubtiefe
der Gewindegänge so weit reduziert wird, daß ein leichtes Eindrehen der
Schraube bei voller Nutzung der Tragfähigkeit der Schraube erreicht wird.
Dank der Vermörtelung wird die projizierte Hinterschnittfläche vergrößert, was
wiederum zur höheren Tragfähigkeit der Schraube führt, da die Tragfähigkeit
der Schraube durch Formschluß im Beton und zusätzlich durch Verkleben mit
der Bohrlochwandung erhöht wird.
Ferner wird durch die Vermörtelung eine Abstützung der Gewindeflanken er
reicht und damit ein vorzeitiges Ausbrechen des Betongewindes vermieden.
Weiterhin werden die auftretenden Toleranzen mit Hilfe von Mörtel ausgegli
chen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schraube nach der Erfindung in der Anfangsphase des
Eindrehens
Fig. 2 Einschneidtiefe der Schraube ohne Vermörtelung
Fig. 2a Einschneidtiefe der Schraube mit Vermörtelung
Fig. 3 die tragende Fläche im Beton vor der Vermörtelung
Fig. 4 die tragende Fläche im Beton mit Vermörtelung
Fig. 5 eine Befestigung mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schraube
Die in Fig. 1 dargestellte Schraube 1 besteht aus einem Schaft 2, einem Schraubenkopf 3 sowie einem Gewinde 4. Die Schraube 1 wird in das mit einer aushärtbaren Masse 5 befüllte Bohrloch 6 eines Vollbaustoffs 17 eingeführt. An der Oberkante 7 des Bohrlochmunds ist ein zu befestigender Gegenstand 18 positioniert, über den die Schraube 1 in das Bohrloch 6 eingedreht wird.
Die in Fig. 1 dargestellte Schraube 1 besteht aus einem Schaft 2, einem Schraubenkopf 3 sowie einem Gewinde 4. Die Schraube 1 wird in das mit einer aushärtbaren Masse 5 befüllte Bohrloch 6 eines Vollbaustoffs 17 eingeführt. An der Oberkante 7 des Bohrlochmunds ist ein zu befestigender Gegenstand 18 positioniert, über den die Schraube 1 in das Bohrloch 6 eingedreht wird.
Die in Fig. 2 dargestellte Einschraubtiefe einer herkömmlichen Schraube
zeigt, daß der Ringspalt 9 nicht vermörtelt ist, und daß die tragende Fläche 10
wesentlich kleiner ist als die mit der Vermörtelung des Ringspalts entstehende
tragende Fläche 11, wie die Fig. 2a zeigt.
Die Gegenüberstellung der Einschraubtiefe der Schraube ohne Vermörtelung
des Ringspalts 9, Fig. 3, mit der Einschraubtiefe der Schraube mit der Ver
mörtelung des Ringspalts 9 zeigt, daß nach dem Aushärten der Masse die tra
gende Fläche 11 im Vollbaustoff wesentlich vergrößert wird, was eine ent
scheidende Bedeutung für die Reduzierung der Flächenpressung und somit die
Erhaltung der Tragfähigkeit des Betons hat.
Die abgeschlossene Befestigung eines Gegenstands 18 mit Hilfe der erfin
dungsgemäßen Schraube nach Fig. 5 zeigt, daß die Schraube 1 durch den zu
befestigenden Gegenstand 18 in das mit der aushärtbaren Masse 5 befüllten
Bohrloch 6 eingeführt wird. Ferner ist zu ersehen, daß die Gewindegänge 4
teilweise im Vollbaustoff 17 und teilweise in der Mörtelschale 13 eingebettet
sind.
Claims (5)
1. Selbstschneidende Schraube zum Einsatz in Vollbaustoffen mit Schrau
benkopf und Schraubenschaft, deren Gewinde sich zumindest teilweise
über die Länge des Schraubenschafts erstreckt, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Bohrloch mit einer aushärtbaren Masse
(5) so befüllt ist, daß nach dem Aushärten der Masse die Gewindegänge
(4) der Schraube (1) teilweise im Vollbaustoff (17) und teilweise in der
Mörtelschale (13) eingebettet sind.
2. Selbstschneidende Schraube nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Eindringtiefe des Gewindegangs (4) im
Vollbaustoff (17) 30-50% der Gewindehöhe beträgt.
3. Selbstschneidende Schraube nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Schraube (1) mit definierter Einschraub
tiefe eingedrückt wird.
4. Selbstschneidende Schraube nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Eindringtiefe das ca. 5- bis 10-fache des
Durchmessers der Schraube beträgt.
5. Selbstschneidende Schraube nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Schraube (1) mit einem Beschich
tungsmittel versehen ist.
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