DE19856512A1

DE19856512A1 - Schraube, insbesondere Betonschraube

Info

Publication number: DE19856512A1
Application number: DE19856512A
Authority: DE
Inventors: Anton Gerhard
Original assignee: Toge Duebel A Gerhard KG
Current assignee: Toge Duebel GmbH and Co KG
Priority date: 1998-12-08
Filing date: 1998-12-08
Publication date: 2000-06-15
Also published as: EP1135620A1; US6514026B1; AU751730B2; AU1654100A; EP1135620B1; WO2000034671A1; ATE233376T1; DE59904404D1

Abstract

Eine Schraube (1), insbesondere Betonschraube, zum Einschrauben in ein Bohrloch (20) mit einer Bohrloch-Wand (25) mit einem Kern (2) mit einem Einführ-Ende (3), einer Einschraub-Längsrichtung (5) und einer Mittel-Längs-Achse (4) und mit einem einstückig mit dem Kern (2) ausgebildeten Gewinde (7), welches aufweist ein sich vom Einführ-Ende (3) entgegen der Einschraub-Längsrichtung (5) erstreckendes Schneid-Gewinde (9) mit im wesentlichen zueinander parallel verlaufenden Schneid-Gewinde-Flanken (12, 13) und radial nach außen hin offenen Schneid-Kerben (17) und ein sich an das Schneid-Gewinde (9) anschließendes Normal-Gewinde (11), wobei das Normal-Gewinde (11) im wesentlichen einen dreieckigen Querschnitt aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraube, insbesondere eine Betonschraube, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der WO 98/04842 ist eine gewindeschneidende Betonschraube be kannt, die einen zylindrischen Kern und ein einstückig mit dem Kern aus gebildetes Gewinde aufweist. Im Bereich des Außenumfangs sind Schneid- Kerben vorgesehen, die durch zum Außenumfang des Gewindes hin offene Dreiecke gebildet sind. Die Flanken des Gewindes verlaufen radial zur Mittel-Längs-Achse im wesentlichen parallel zueinander. Die Schneid- Kerben sind lediglich entlang eines sich vom Einführ-Ende der Schraube entgegen der Einschraub-Längsrichtung erstreckenden Abschnitts vorgese hen. Daran schließt sich ein Gewinde-Abschnitt ohne Schneid-Kerben je doch mit parallelen Flanken und demselben Gewindedurchmesser an. Die Betonschraube erfordert hohe Eindrehmomente, vor allem zum vollständi gen Eindrehen der Betonschraube.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betonschraube der gat tungsgemäßen Art dahin weiterzubilden, daß diese ohne Verlust der Be lastbarkeit auf Zug einfacher eingeschraubt werden kann.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, ein Schneid-Gewinde vorzu sehen, das ein Innengewinde in ein Bohrloch schneidet. An das Schneid- Gewinde schließt sich ein radial zum Außenumfang des Gewindes hin spitz zulaufendes Normal-Gewinde an.

Der Vorteil der Weiterbildung gemäß Anspruch 7 besteht darin, daß der Durchmesser des Normal-Gewindes D_N kleiner ist als der Durchmesser des Schneidgewindes D_S, so daß beim Eindrehen der Schraube die Reibung des Normalgewindes gegenüber dem Mauerwerk geringer ist als die Reibung des Schneid-Gewindes gegenüber dem Mauerwerk.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Be schreibung anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Schraube mit einem Schneid-Gewinde und einem Normal-Gewinde,

Fig. 2 eine Ansicht gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 1 und

Fig. 4 eine überlagerte, vergrößerte Darstellung eines Schneid-Gewindes und eines Normal-Gewindes in der Ansicht gemäß Fig. 3.

Eine Schraube 1, insbesondere eine Betonschraube, weist einen im wesent lichen zylindrischen Kern 2 mit einem Einführ-Ende 3, einer Mittel-Längs- Achse 4 und einer Einschraub-Längsrichtung 5 auf. An dem dem Einführ- Ende 3 abgewandten Ende des Kerns 2 ist ein beliebig auszubildender Schraubenkopf 6 vorgesehen. Im Bereich des Einführ-Endes 3 kann der Kern 2 abgefast sein. Es ist auch möglich, den Kern 2 nicht zylindrisch, sondern z. B. konisch zulaufend auszubilden.

Einstückig mit dem Kern 2 ist ein Gewinde 7 ausgebildet, welches vom Einführ-Ende 3 her entgegen der Einschraub-Längsrichtung 5 entlang eines Schneiden-Abschnitts 8 ein Schneid-Gewinde 9 und entlang eines Gewin de-Abschnitts 10 ein sich daran anschließendes Normal-Gewinde 11 auf weist. Die axiale Länge des Schneiden-Abschnitts 8 wird mit L_S und die axiale Länge des Gewinde-Abschnitts 10 mit L_N bezeichnet.

Das Schneid-Gewinde 9 weist im wesentlichen parallel zueinander verlau fende Schneid-Gewinde-Flanken 12, 13 auf, die jeweils mittels einer Fase 14 bzw. 15 in den Kern 2 übergehen. Das Schneid-Gewinde 9 hat im Be reich seines Außenumfangs einen angenähert reckteckigen Querschnitt. Dies schließt ein, daß die Flanken 12, 13 einen Winkel von 1° bis maximal 2° einschließen, um ein Herauslösen des Gewindes 9 bei der Herstellung aus dem Herstellungswerkzeug zu ermöglichen. Ein solcher winziger Flan kenwinkel hat ausschließlich herstellungstechnische Gründe. Die Höhe des Schneid-Gewindes 9 gegenüber dem Außenumfang des Kerns 2 wird im folgenden mit S bezeichnet. Die von den Fasen 14, 15 mit der Mittel- Längs-Achse 4 eingeschlossenen Winkel werden mit g bezeichnet. Für den Winkel g gilt: 25° ≦ g ≦ 75° und insbesondere 40° ≦ g ≦ 60°. Das Schneid-Gewinde 9 weist entlang seines Außenumfangs eine Außenfläche 16 auf, die einer Schraubenfläche auf einem Zylinder mit der Mittel-Längs- Achse 4 entspricht. Das Schneid-Gewinde 9 weist entlang seines Außen umfangs radial nach außen hin offene Schneid-Kerben 10 auf, die jeweils die Form eines zum Außenumfang hin offenen Dreiecks haben. Die in Richtung der Einschraub-Drehrichtung 18 voreilenden Kanten 19 zwischen den Außenflächen 16 und den Schneid-Kerben 17 sind Schneid-Kanten 19 und werden im folgenden als solche bezeichnet. Der genaue Aufbau sowie die relative Dimensionierung der Schneid-Kerben 17 zu den übrigen Grö ßenverhältnissen der Schraube 1 sowie zu einem Bohrloch 20, in das die Schraube 1 eingeschraubt wird, ist aus der WO 98/04842 und insbesondere der dort enthaltenen Tabelle bekannt, worauf hiermit verwiesen wird. Die Schneid-Kerben 17 weisen eine radiale Höhe H auf. Für das Verhältnis der Höhen H und S gilt: 0,3 ≦ H/S ≦ 0,7 und insbesondere 0,4 ≦ H/S ≦ 0,5. Das Schneid-Gewinde 9 weist einen Durchmesser D_S auf, der um 1,0 bis 2,5 mm größer ist als der Nenndurchmesser des Bohrlochs 20. Der Kern 2 weist einen Durchmesser K auf, der um 0,2 bis 0,8 mm kleiner ist als der Nenndurchmesser des Bohrlochs 20.

Das Normal-Gewinde 11 weist Normal-Gewinde-Flanken 21, 22 auf, die einen Winkel a einschließen, für den gilt: 40° ≦ a ≦ 100° und insbesonde re 50° ≦ a ≦ 80°. Ganz besonders bevorzugt ist ein Winkel von a = 60°. Das Normal-Gewinde 11 weist bei einem Mittel-Längsschnitt einen dreiec kigen Querschnitt auf und läuft somit zum Außenumfang des Normal- Gewindes 11 hin spitz zu. Schneid-Kerben 17 sind nicht vorgesehen. Das Normal-Gewinde 11 besitzt gegenüber dem Außenumfang des Kerns 2 eine Höhe N. Der Durchmesser des Normal-Gewindes 11 wird mit D_Nbezeich net.

In Fig. 4 ist eine Überlagerung des Schneid-Gewindes 9 und des Normal- Gewindes 11 in der Ansicht gemäß Fig. 3 dargestellt. Die Normal-Gewin de-Flanken 21, 22 sind derart ausgebildet, daß sie mit den Fasen 14 bzw. 15 im Mittel-Längs-Querschnitt zur Deckung bringbar sind. Der von den Normal-Gewinde-Flanken 21, 22 bezüglich der Mittel-Längs-Achse 4 ein geschlossene Winkel b ist somit identisch zu dem Winkel g. Für die Diffe renz der Höhen S und N gilt: 0,5 mm 5 ≦ N ≦ 1 mm und insbesondere 0,2 mm ≦ S - N ≦ 0,5 mm. In den Darstellungen gemäß Fig. 3 und 4 schließen die Schneid-Gewinde-Flanken 12 und 13 jeweils denselben Winkel mit der Mittel-Längs-Achse 4 ein. Dasselbe gilt für die Normal-Gewinde-Flanken 21 und 22. Es ist jedoch auch möglich, eine Anordnung vorzusehen, bei der die eingeschlossenen Winkel verschieden sind. Für das Verhältnis der Län gen L_N und L_S gilt: 1 ≦ L_N/L_S ≦ 15 und insbesondere 2,5 ≦ L_N/L_S ≦ 3,5. Die Länge L_S ist derart gewählt, daß sich der Schneiden-Abschnitt 8 über unge fähr zwei Gewinde-Gänge 23 erstreckt. Für die Differenz der Durchmesser D_S und D_Ngilt: 0,1 mm < D_S - D_N ≦ 2 mm und insbesondere 0,4 mm < D_S - D_N ≦ 1 mm. Entlang ungefähr eines Gewindegangs 23 nimmt der Durchmesser des Schneid-Gewindes 9 kontinuierlich zu, bis er den Durchmesser D_S erreicht, wobei die Höhe des Schneid-Gewindes 9 am Ein führ-Ende 3' gegen Null geht.

Es ist möglich, das Normal-Gewinde 11 als sich entgegen der Einschraub- Längsrichtung 5 verjüngend auszubilden. Die Verjüngung findet dann ge genüber einem maximalen Durchmesser D_N des Normal-Gewindes 11 auf 90% bis 99,9%, insbesondere 98% bis 99,5%, von D_N statt.

Beim Eindrehen der Schraube 1 in eine das Bohrloch 20 aufweisende Wand 24 kommen zunächst die Schneid-Kanten 19 des Schneid-Gewindes 9 in Eingriff mit der Bohrlochwand 25. Durch das Schneiden und Reiben des Schneid-Gewindes 9 sowie des bereits gelösten Wandmaterials entsteht ein Innengewinde 26 in der Wand 24. Die Fasen 14 und 15 stellen sicher, daß das Schneid-Gewinde 9 aufgrund der Krafteinwirkung beim Eindrehen vom Kern 2 nicht abgerissen wird. Das Innengewinde 26 folgt nicht präzise der Kontur der Fasen 14, 15 und Flanken 12, 13, sondern es entsteht durch Ausbrechen von Wandmaterial ein kontinuierlicher Übergang im Bereich zwischen Fasen 14, 15 und Flanken 12 bzw. 13, wie dies in Fig. 4 ange deutet ist. Wird die Schraube 1 weiter eingedreht, so kommt das Normal- Gewinde 11 in Kontakt mit dem Innengewinde 26. Der in Fig. 4 strich punktiert dargestellte Teil des Normal-Gewindes 11 liegt jedoch frei, so daß dieser nicht gegenüber der Bohrloch-Wand 25 reibt. Hierdurch wird zum einen das erforderliche Eindrehmoment reduziert. Zum anderen wird die Reibungskraft gegenüber der Bohrlochwand 25 im Bereich des Sockels 27 des Normal-Gewindes 11 übertragen, so daß die Gefahr eines Abreißens des Normal-Gewindes 11 vom Kern 2 nicht besteht. Dasselbe gilt für die Aufnahme und Weiterleitung von Kräften, wenn die Schraube 1 auf Zug entgegen der Einschraub-Längsrichtung 5 belastet wird. Der Bereich des Sockels 27 wird durch die Schneid-Kerben 17 entlang des ersten Gewinde gangs 23 vom Einführ-Ende 3 her freigeschnitten, entlang dessen der Durchmesser des Schneid-Gewindes 9 kontinuierlich zunimmt.

Claims

1. Schraube (1), insbesondere Betonschraube, zum Einschrauben in eine Bohrloch-Wand (25) eines Bohrlochs (20)

a) mit einem Kern (2) mit einem Einführ-Ende (3), einer Ein schraub-Längsrichtung (5) und einer Mittel-Längs-Achse (4) und
b) mit einem einstückig mit dem Kern (2) ausgebildeten Gewinde (7), welches aufweist
c) ein sich vom Einführ-Ende (3) entgegen der Einschraub- Längsrichtung (5) erstreckendes Schneid-Gewinde (9) mit im wesentlichen zueinander parallel verlaufenden Schneid- Gewinde-Flanken (12, 13) und radial nach außen hin offe nen Schneid-Kerben (17) und
d) ein sich an das Schneid-Gewinde (9) anschließendes Nor mal-Gewinde (11), dadurch gekennzeichnet, daß
e) das Normal-Gewinde (11) im wesentlichen einen dreieckigen Querschnitt aufweist.

2. Schraube (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Normal-Gewinde (11) Normal-Gewinde-Flanken (21, 22) aufweist, die miteinander einen Winkel a einschließen für den gilt: 40° ≦ a ≦ 100°, vor zugsweise 50° ≦ a ≦ 80° und ganz besonders bevorzugt etwa 60°.

3. Schraube (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schneid-Gewinde-Flanke (12, 13) mittels einer Fase (14, 15) in den Kern (2) übergeht.

4. Schraube (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den zwischen der Mittel-Längs-Achse (4) und der Fase (14, 15) eingeschlosse nen Winkel g gilt: 25° ≦ g ≦ 75° und insbesondere 40° ≦ g ≦ 60°.

5. Schraube (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Kern (2) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und das Schneid-Gewinde (9) gegenüber dem Außenumfang des Kerns (2) eine Höhe S und das Normal-Gewinde (11) gegenüber dem Außenumfang des Kerns (2) eine Höhe N aufweisen, wobei gilt: S < N.

6. Schraube (1) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Differenz der Höhen S und N gilt: 0,05 mm ≦ S - N ≦ 1 mm und insbeson dere 0,2 mm ≦ S - N ≦ 0,5 mm.

7. Schraube (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das Schneid-Gewinde (9) einen Außendurchmesser D_S und das Normal-Gewinde (11) einen Außendurchmesser D_N aufweisen, für die gilt: D_S < D_N und insbesondere 0,1 mm ≦ D_S - D_N ≦ 2 mm.

8. Schraube (1) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schneid-Kerben (17) eine radiale Höhe H aufweisen, wobei für das Verhältnis der Höhen H und S gilt: 0,3 ≦ H/S ≦ 0,7 und ins besondere 0,4 ≦ H/S ≦ 0,5.

9. Schraube (1) gemäß einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Außendurchmesser D_S um 1,0 bis 2,5 mm größer ist als der Nenndurchmesser des Bohrlochs (20).

10. Schraube (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) einen Durchmesser K aufweist, der um 0,2 bis 0,8 mm kleiner ist als der Nenndurchmesser des Bohrlochs (20).

11. Schraube (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Normal-Gewinde (11) einen maximalen Durch messer D_N aufweist, wobei sich der Durchmesser des Normal-Gewindes (11) entgegen der Einschraub-Längsrichtung (5) auf 90% bis 99, 9%, ins besondere 98% bis 99, 5%, von D_N verjüngt.

12. Schraube (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Fasen (14, 15) teilweise zur Deckung bringbar ist mit dem Querschnitt der Normal-Gewinde-Flanken (21, 22).