DE202004011145U1

DE202004011145U1 - Gewindeformende Schraube

Info

Publication number: DE202004011145U1
Application number: DE200420011145
Authority: DE
Original assignee: DUVE KALTFORMTECHNIK GmbH
Current assignee: ASC & CAWI KALT- UND UMFORMTECHNIK GMBH, DE
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2014-07-17

Abstract

Gewindeformende Schraube mit einem eine Werkzeugaufnahme (4) zum drehmomentschlüssigen Ansetzen eines Werkzeuges aufweisenden Schraubenkopf (3), mit einem zumindest abschnittsweise ein Gewinde (5, 4) tragenden Schraubenschaft (2) und mit einem den vorderen Abschluss bildenden Abschlussabschnitt (9, 15), dadurch gekennzeichnet, dass der Abschlussabschnitt (9, 15) ein Vorgewinde (12, 16) mit einer der Steigung des Gewindes (5, 14) entsprechenden Steigung trägt, dessen Flankenhöhe kleiner ist als die Flankenhöhe des Gewindes (5, 14).

Description

Die Erfindung betrifft eine gewindeformende Schraube mit einem eine Werkzeugaufnahme zum drehmomentschlüssigen Ansetzen eines Werkzeuges aufweisenden Schraubenkopf, mit einem zumindest abschnittsweise ein Gewinde tragenden Schraubenschaft und mit einem den vorderen Abschluss bildenden Abschlussabschnitt.
Gewindeformende Schrauben der vorgenannten Art werden beispielsweise als Steinschrauben, etwa als Backsteinschrauben eingesetzt. Der vordere Abschluss des Abschlussabschnittes einer solchen Schraube ist in einem solchen Fall in aller Regel als Bohrspitze ausgebildet, etwa durch eine Bohrkerbe. Eine gewindeformende Schraube in einer solchen Ausgestaltung ist dann auch selbstbohrend, so dass zum Einbringen einer solchen Schraube in einen Befestigungsgrund grundsätzlich nicht vorgebohrt werden muss. An den die Spitze, beispielsweise die Bohrspitze tragenden unteren Abschlussabschnitt der Schraube schließt ein Abschnitt des Schraubenschaftes an, der ein Gewinde trägt. Das Gewinde erstreckt sich üblicherweise bis zum Kopf der Schraube, kann jedoch auch durch einen gewindefreien Abschnitt unterbrochen sein. Der Schraubenkopf selbst verfügt über eine Werkzeugaufnahme zum drehmomentschlüssigen Ansetzen eines Werkzeuges zum Antreiben der Schraube. Eine solche Werkzeugaufnahme kann beispielsweise eine in den Schraubenkopf eingebrachte Innensechskantausnehmung oder auch ein Außensechskant sein. Beim Einbringen der Schraube in den Befestigungsgrund wird die Schraube drehend angetrieben, so dass zunächst der untere Abschlussabschnitt in den Befestigungsgrund, beispielsweise den Backstein eindringt. In die durch den Abschlussabschnitt im Falle einer selbstbohrenden Schraube gebildete Bohrlochwand dringt dann das Gewinde des Schaftabschnittes der Schraube ein. Zum Unterstützen des Einschneidens des Gewindes in die Bohrlochwand können mehrere umfänglich verteilt angeordnete Schneidrillen in das Gewinde der Schraube eingebracht sein.
Auch wenn eine solche vorbekannte gewindeformende Schraube, vorgesehen zum Einsatz, insbesondere als selbstbohrende Stein-, Mörtel- oder Betonschraube vom Prinzip her grundsätzlich einfach zu setzen ist, so hat sich in der Praxis jedoch gezeigt, dass derartige Schrauben Nachteile aufweisen. Diese betreffen insbesondere eine zum Setzen der Schrauben benötigte hohe Kraft. Darüber hinaus genügen derartige, beispielsweise in einen Backstein eingesetzte Schrauben nicht immer den gewünschten Anforderungen hinsichtlich der Auszugskräfte, denen eine solche in einen Befestigungsgrund eingesetzte Schraube standhalten soll.
Ausgehend von dem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte gewindeformende Schraube dergestalt weiterzubilden, dass die zum vorbekannten Stand der Technik aufgezeigten Nachteile vermieden sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine eingangs genannte, gattungsgemäße Schraube gelöst, bei der der Abschlussabschnitt ein Vorgewinde mit einer der Steigung des Gewindes entsprechenden Steigung trägt, dessen Flankenhöhe kleiner ist als die Flankenhöhe des Gewindes.
Bei dieser gewindeformende Schraube trägt der untere Abschlussabschnitt ein Vorgewinde, mit dem in die Bohrlochwandung ein Gewinde eingeformt wird, bevor das eigentliche Gewinde der Schraube in der Bohrlochwandung in das durch das Vorgewinde vorgeformte Innengewinde eingreift. Die Flankenhöhe des Vorgewindes ist kleiner als die Flankenhöhe (radialer Abstand der Mantelfläche eines Gewindegangabschnitts von der Mantelfläche des Schraubenkerns) des zum eigentlichen Festsetzen der Schraube dienenden Gewindes. Somit wird durch das Vorgewinde in der Bohrlochwandung ein Innenvorgewinde eingeformt, in das das eigentliche Gewinde eindringt und dieses entsprechend der Querschnittsgeometrie des Gewindes abschließend ausformt. Ein Einbringen einer solchen Schraube in einen Befestigungsgrund, beispielsweise einen Backstein oder einen anderen künstlichen Stein, wie etwa einen Kalksandstein oder einen Gasbetonstein kann mit geringerem Drehmoment erfolgen, da infolge des Vorgewindes die Gewindeformung in der Bohrlochwandung vorbereitet wird. Das definierte Einbringen eines Vorgewindes in die Bohrlochwandung durch das an dem Abschlussabschnitt befindliche Vorgewinde ist auch verantwortlich dafür, dass eine solche Schraube höheren Auszugskräften standhält.
Grundsätzlich kann die Flankenhöhe des Vorgewindes über die Längserstreckung des Vorgewindes gleichbleibend vorgesehen sein. Gleichfalls ist es jedoch möglich, die Flankenhöhe des Vorgewindes in Richtung zum eigentlichen Gewinde hin ansteigend auszubilden.
Neben der Flankenhöhe kann auch die Querschnittsbreite des Vorgewindes eine geringere Querschnittsbreite aufweisen als das Gewinde des eigentlichen Schaftabschnittes. Das Vorgewinde kann ferner Unterbrechungen aufweisen und/oder durch von dem Schraubenkern abragende Strukturen, die letztendlich das Vorgewinde darstellen, gebildet sein.
Eine solche gewindeformende Schraube verfügt gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung über eine Bohrspitze, so dass diese nicht nur gewindeformend sondern auch selbstbohrend ist. Grundsätzlich ist dieses jedoch nicht notwendig, beispielsweise dann, wenn die Schraube in einen sehr harten Befestigungsgrund eingesetzt werden soll und zum Setzen der Schraube ohnehin vorgebohrt werden muss. In einem solchen Fall trägt der Abschlussabschnitt eine nach unten hin weisende Verjüngung als stumpfe Spitze.
Begünstigt wird bei dieser gewindeformenden Schraube, insbesondere wenn diese durch Vorsehen einer Bohrspitze als selbstbohrende Schraube ausgebildet ist, das Einbringen in den Befestigungsgrund, wenn in das Gewinde ein oder mehrere, zweckmäßigerweise gegensinnig zur Steigung des Gewindes spiralartig angeordnete Rillen eingebracht sind. Die durch die Rillen gebildeten Kanten dienen als Schneidkanten, so dass die Rillen auch als Schneidrillen angesprochen werden können. Die Rillen wird man zweckmäßigerweise mit einer solchen Breite ausgestalten, dass diese gleichzeitig auch als Materialaustragungsrillen dienen, so dass das beim Bohren bzw. Gewindeformen anfallende Material aus dem Bohrloch herausgebracht wird und den weiteren Gewindeformvorgang nicht behindert. Besonders gute Materialaustragungsergebnisse lassen sich erzielen, wenn die Rillen in den Schraubenkern eindringend vorgesehen sind.
In einer bevorzugten Weiterbildung verfügt die Schraube über einen oder mehrere Mahlabschnitte. Die Mahlabschnitte der Schraube tragen vorzugsweise eine Vielzahl kleinerer Mahlkörper. Die Mahlabschnitte der Schraube dienen dem Zweck, das beim Eintreiben der Schraube in einen Befestigungsgrund, beispielsweise einem Backstein anfallende Material zu zerkleinern, insbesondere um dessen Austrag aus dem Bohrloch zu begünstigen. Zu diesem Zweck ragen die Mahlkörper des Mahlabschnittes radial von dem Schraubenkern ab. Die Mahlabschnitte der Schraube wirken mit der Bohrlochwandung zusammen, so dass sich der Mahlspalt zwischen der Mantelfläche des Mahlabschnittes der Schraube und der inneren Mantelfläche des Bohrloches befindet. Zweckmäßigerweise befindet sich ein solcher Mahlabschnitt zwischen dem unteren, das Vorgewinde tragenden Abschlussabschnitt und dem Gewindeabschnitt der Schraube. Für den Fall, dass mehrere derartiger Mahlabschnitte vorgesehen sind, befinden sich zweckmäßigerweise einen oder mehrere weitere Mahlabschnitte innerhalb des Gewindes, so dass dieses in einzelne Gewindeabschnitte, jeweils durch einen Mahlabschnitt voneinander getrennt, unterteilt ist.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
1: Eine schematisierte Seitenansicht einer als Backsteinschraube vorgesehenen gewindeformenden Schraube gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und
2: Eine schematisierte Seitenansicht einer als Backsteinschraube vorgesehenen gewindeformenden Schraube gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Eine gewindeformende Schraube 1 ist als sogenannte Backsteinschraube konzipiert und umfaßt einen Schraubenschaft 2, an dessen oberen Ende ein Schraubenkopf 3 mit einer als Innensechskant ausgebildeten Werkzeugaufnahme 4 angeformt ist. Der Schraubenschaft 2 trägt ein Gewinde 5. Das Gewinde 5 ist durch einen gewindefreien Abschnitt 6 des Schraubenschaftes 2 von einem weiteren Gewindeabschnitt 7, der unmittelbar unterhalb des Schraubenkopfes 3 angeordnet ist, getrennt. Das Gewinde 5 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mehrgängig ausgebildet. In die Gewindegänge des Gewindes 5 sind mehrere, gegensinnig zur Steigung des Gewindes 5 spiralartig angeordnete Schneidrillen 8, 8' mit einer gegenüber der Steigung des Gewindes 5 deutlich größeren Steigung eingebracht. Die durch die Schneidrillen 8, 8' gebildeten Gangunterbrechungen unterstützen die Gewindeformung im Befestigungsgrund und dienen gleichzeitig einem Materialaustrag.
Der zylindrische Schraubenschaft 2 setzt sich unterhalb des Gewindes 5 in einem unteren Abschlussabschnitt 9 fort. Der Abschlussabschnitt 9 trägt als Spitze eine Bohrspitze 10 mit einer Bohrkerbe 11. Der Abschlussabschnitt 9 trägt ein Vorgewinde 12, dessen Steigung der Steigung des Gewindes 5 entspricht und das letztendlich an das Gewinde 5 anschließt. Das Vorgewinde 12 weist eine geringere Flankenhöhe auf als das Gewinde 5. Die Flankenhöhe des Vorgewindes 12 ist ausgehend von der Bohrspitze 10 in Richtung zum Gewinde 5 hin geringfügig zunehmend ausgebildet.
Beim Einbringen der Schraube 1 in einen Befestigungsgrund, etwa einen Backstein, wird durch das Vorgewinde 12 des unteren Abschlussabschnittes beim Bohren in die durch das Bohren gebildete Bohrlochinnenwand ein Vorgewinde eingeformt, in das nach Erreichen einer entsprechenden Bohrtiefe die Gewindegänge des Gewindes 5 eingreifen. Durch diese Maßnahme wird die Schraube 1 über ihre gesamte Einschraubtiefe hinweg mit definiertem Vorschub in den Befestigungsgrund eingebracht. Vor allem durch die definierte Ausbildung des in den Befestigungsgrund eingebrachten Innengewindes hält die Schraube 1 selbst hohen Auszugskräften stand.
2 zeigt eine weitere selbstbohrende, gewindeformende Schraube 13, die grundsätzlich aufgebaut ist wie die Schraube 1 der 1, insbe sondere was die Ausbildung seines Gewindes 14 und seines unteren Abschlussabschnittes 15 mit seinem Vorgewinde 16 betrifft. Die Schraube 13 verfügt neben den bereits zu der Schraube 1 beschriebenen Merkmalen zusätzlich über zwei Mahlabschnitte 17, 18. Die Mahlabschnitte 17, 18 dienen zum Zerkleinern von bei der Erstellung des Bohrloches bzw. bei der Formung des Gewindes aus dem Befestigungsgrund, etwa dem Backstein entfernten Materials, damit dieses über Rillen 19, 19' leichter aus dem Bohrloch heraustransportiert werden kann. Die Mahlabschnitte 17, 18 sind gleich aufgebaut. Jeder Mahlabschnitt 17, 18 verfügt über eine Vielzahl kleiner radial abragender Vorsprünge 20, die in den Mahlabschnitten 17, 18 durch eine Kreuzrändelung gebildet sind. Beim Einbringen der Schraube 13 in den Befestigungsgrund wird das im Bereich der Mahlabschnitte 17, 18 befindliche Material aufgrund der durch die Vorsprünge 20 gebildeten Mahlkörper innerhalb eines sich durch die Mantelfläche der Mahlabschnitte 17, 18 und der Innenwand des erstellten Bohrloches gebildeten Mahlspaltes befindliche Material zerkleinert und somit hinsichtlich seiner Korngröße homogenisiert, um einen Austrag durch die Rillen 19, 19' zu begünstigen.

1: Schraube
2: Schraubenschaft
3: Schraubenkopf
4: Werkzeugaufnahme
5: Gewinde
6: gewindefreier Abschnitt
7: Gewindeabschnitt
8, 8': Schneidrillen
9: Abschlussabschnitt
10: Bohrspitze
11: Bohrkerbe
12: Vorgewinde
13: Schraube
14: Gewinde
15: Abschlussabschnitt
16: Vorgewinde
17: Mahlabschnitt
18: Mahlabschnitt
19, 19': Rille
20: Vorsprung

Claims

Gewindeformende Schraube mit einem eine Werkzeugaufnahme (4) zum drehmomentschlüssigen Ansetzen eines Werkzeuges aufweisenden Schraubenkopf (3), mit einem zumindest abschnittsweise ein Gewinde (5, 4) tragenden Schraubenschaft (2) und mit einem den vorderen Abschluss bildenden Abschlussabschnitt (9, 15), dadurch gekennzeichnet, dass der Abschlussabschnitt (9, 15) ein Vorgewinde (12, 16) mit einer der Steigung des Gewindes (5, 14) entsprechenden Steigung trägt, dessen Flankenhöhe kleiner ist als die Flankenhöhe des Gewindes (5, 14).
Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flankenhöhe des Vorgewindes (12, 16) in Richtung zum Gewinde (5, 14) hin zunehmend ausgebildet ist.
Schraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorgewinde zur Ausbildung von Schneidkanten Unterbrechungen aufweist.
Schraube nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechungen im Vorgewinde nach Art einer oder mehrerer, gegensinnig zur Steigung des Vorgewindes verlaufenden Spiralen angeordnet sind.
Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschlussabschnitt (9, 15) eine Bohrspitze (10) aufweist.
Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in das Gewinde (5, 14) eine oder mehrere, gegensinnig zur Steigung des Gewindes (5, 14) spiralartig angeordnete Rillen (8, 8';19, 19') als Schneid- und/oder Materialaustragungsrillen eingebracht sind.
Schraube nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen in den Schraubenkern eindringend vorgesehen sind.
Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (13) wenigstens einen einen oder mehrere Mahlkörper (20) tragenden Mahlabschnitt (17, 18) zum Zerkleinern von beim Einbringen der Schraube (13) in einen Befestigungsgrund aus diesem entferntes Material aufweist.
Schraube nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Mahlabschnitt (17, 18) als Mahlkörper eine Vielzahl kleiner radial nach außen abragender Vorsprünge (20) aufweist.
Schraube nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (20) durch eine Rändelung des Schraubenschaftes im Bereich des oder der Mahlabschnitte (17, 18) gebildet sind.
Schraube nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem das Vorgewinde (16) tragenden Abschlussabschnitt (15) und dem Gewinde (14) ein Mahlabschnitt (17) angeordnet ist.
Schraube nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (1, 13) eine selbstbohrende Stein-, Mörtel- oder Betonschraube ist.