DE2215359A1

DE2215359A1 - Bohr und Raumschraube

Info

Publication number: DE2215359A1
Application number: DE19722215359
Authority: DE
Inventors: James Curtis Elgin 111 Lamusjun (V St A)
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1971-03-31
Filing date: 1972-03-29
Publication date: 1972-10-05
Also published as: US3699841A; GB1351411A; CA942977A; SE378888B; FR2131756A5; IT950918B; DE2215359B2

Description

Patentanwälte

Dr. ing. H. N-3£ondank

Dipl. Inc?· H. Hcitjek . Dip!. Pr.v3. VV. Gcrirnite

ILLIIiOIS TOOL WOEKS INC. _D*pf ,£*%£ w^St

8501 West Higgins Eoad ² "^tT₄T

Chicago, Illinois 60631 / USA Neuer. Wall 41 ■

28. März 1972 Bohr- und Räumschraube

Die Erfindung bezieht sich auf mit einem Gewinde-Schaft und einer Bohrspitze mit Bohrnuten und Schneidkanten ausgebildete Schrauben zum Befestigen von zwei oder mehr aneinander angrenzenden Werkstücken miteinander.

Es ist bekannt, dass man, wenn zwei Platten miteinander befestigt werden sollen, in der ersten Platte eine Führungsbohrung anbringt, die grosser ist als der grösste Durchmesser des Schraubengewindes. Wenn eine solche PUhrungsbohrung nicht vorgesehen wird, greifen die Gewindegänge der Schraube in das Material der ersten Platte ein, und. dabei lassen sich die Platten häufig nicht mehr in exakt aneinander gelegter Position halten, da die Eindringgeschwindigkeit der Schraube in die zweite Platte verschieden sein kann von der Geschwindigkeit, mit der sich die Gewindegänge der Schraube in der ersten Platte bewegen. Es ist bekannt, zum Befestigen von zwei .oder mehr übereinander gelegt angeordneten Platten an dem Schaft flügelartige Bauteile vorzusehen, mit denen ein Durchgang in dem ersten Werkstück ausgebohrt wird, so dass die Gewindegänge der Schraube nicht mit diesem ersten Werkstück in Eingriff kommen. Ein solches Befestigungsmittel ist in der amerikanischen Patentschrift 3,558, 548 beschrieben«, Die Schwierigkeit bei solchen Befestigungsmitteln besteht darin, dass deren Spitze nicht durch Presserscheinungen oder Heißlaufen beschädigt werden darf, obwohl einen Führungsgang ausräumende Teil® vorhanden sein müssen, die erhöhter Bruchgefahr unterliegen„

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche mit Gewinde versehene Befestigungsschraube zu schaffen, mit der sich in einem ersten Werkstück ein Führungsgang ausbohren lässt, deren Bohrspitze Jedoch gegen Zerstörung bzw. Beschädigung geschützt ist.

Diese Aufgabe wird gelöst mittels einer Schraube mit einem Gewindeschaft und einer Bohrspitze mit mehreren Bohrnuten und Schneidkanten, die erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet 1st, dass an der Bohrspitze zur Ausbildung eines den ungehinderten Auswurf von Bohrspänen aus den Bohrnuten ermöglichenden freien Führungsganges in dem zuerst dizchbohrten Werkstücks zwischen den Bohrnuten Räumansätze vorhanden sind. Diese flügelaritg ausgebildeten Räumansätze an dem Schaft sind relativ stabil, jedoch so ausgelegt, dass sie, wenn sie in Kontakt mit dem relativ härteren Werkstück kommen, von dem Schaft abgetrennt werden. Vorteilhaft sind die Räumansätze radial nach aussen sich erstreckend an der Bohrspitze angeordnet, und zweckmässig liegen sie in einer solchen Ebene, die im Winkel gelegen 1st zu der Ebene, auf der die Längsachse der Schraube liegt· Die so im Winkel angeordneten Räumansätze haben zwar die Fähigkeit, einen Hohlgang in dem ersten Werkstück auszuräumen, jedoch brechen sie, wenn sie mit dem zweiten relativ harten Werkstück in Berührung kommen, infolge der dabei resultierenden Kerbschlagkraft und der auf die Räumansätze zur Einwirkung kommenden Kraftraomente von dem Schaft ab. Die Räumansätze werden vorteilhaft zwischen dem untersten Teil der Bohrspitze und dem obersten Teil der Bohrnuten angeordnet, und sie sind zweckmässig in Form einer in Drehrichtung der Schraube geneigten öse ausgebildet.

Die erfindungsgemassen Bohr- und Räumschrauben lassen sich leicht und ohne die Lage der zu verbindenden Werkstücke gegeneinander zu beeinflussen eindrehen? das Abführen der Bohrspäne ist gesichert und die Bohrspitze kann gleichmässig in den relativ härteren Werkstoff eindringen, so dass keine Gefahr des Festfressens und Heißlaufens der Bohrspitze besteht.

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Eine vorteilhafte AusfUhrungsform der erfindungsgemässen Schraube ist anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemässen Schraube, Fig. 2 und 3 Ansichten und Teilschnitte, die das Eindrehen

einer erfindungsgemässen Schraube in awei aufeinander aufliegende Platten veranschaulichen, und Fig. 4 eine vergrösserte Ansicht der Räumansätze und die

darauf einwirkenden Kräfte als Kräftediagramm.

In den Figuren sind vergleichbare Teile mit gleichen Bezifferungen versehen.

Die Schraube 10 besteht aus einem Schaft 14, der über den grösseren Teil seiner Länge als Gewindeteil 12 ausgebildet ist, einer Bohrspitze 16, in der Bohrspitze eingearbeiteten Bohrnuten 24 und daran ansitzenden Schneidkanten 22 sowie einem mit geeigneten Aussparungen 22 zur Aufnahme eines Eindrehwerkzeugs versehenem Schraubenkopf 18. Die Bohrspitze kann wie in der amerikanischen Patentschrift 3,125,923 besehriben ausgebildet sein, es können jedoch mit gleich guter Wirksamkeit für die Zwecke der vorliegenden Erfindung Böhrspitzen anderer Konfiguration Verwendung finden. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispie1 besitzt der Gewindeteil 12 des Schaftes 14 teilweise gangbildende Schneiden 34. Diese spezielle Ausbildung ist jedoch nicht erfindungswesentlich; es können auch andere dem Fachmann bekannte Mittel zum Schneiden und Ausbilden von Gewindegängen vorgesehen sein. ·

Die Bohrspitze 16 weist Räumansätze 20 auf, die. aus dem Material des Schaftes l4. herausgearbeitet sind, z.B. durch Herausschneiden des Vollmaterials. Die Ansätze 20 erstrecken sich von dem Schaft radial nach aussen über eine Distanz, die gleich oder grosser ist als der grösste Durchmesser des Gewindeteils 12.

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Die Handhabung der erfindungsgemässen Schraube 10 lässt sich am besten anhand der Pig. 2 und 3 beschreiben. Darin ist die Schraube als Befestigungsmittel zum Befestigen von zwei übereinander liegenden Platten 26 und 28 von unterschiedlichem Material veranschaulicht. Die erste Platte bzw. Werkstück 26 besteht vorzugsweise aus relativ weiche» Material, verglichen mit dem Material der zweiten Platte bzw. Werkstück 28.

Wenn auf den Schraubenkopf 18 der Schraube axial Druck aufgebracht wird, erzeugt die Bohrspitze 16 in der Platte 26 eine Bohrung, deren Durchmesser im wesentlichen der gleiche ist wie der Durchmesser der Bohrspitze. Zugleich wird der Durchmesser dieser von der Bohrspitze gebildeten Bohrung von den Räumansätzen 20 verbreitert, und es bildet sich ein Führungsgang j50 aus, durch den der Gewindeteil 12 sich frei durch die Platte 26 bewegen kann, ohne dass dadurch der Bohrvorgang durch die härtere Platte 28 beeinträchtigt wird.

Wenn die Bohrspitze 16 in die Platte 28 eingedrungen ist, kommen die Räumansätze 20 in Kontakt mit dieser harten Platte, und sie werden, wie dies in Fig. J5 gezeigt ist, von dem Schaft der Schraube abgetrennt.

Es ist dabei bedeutsam, dass die Räumansätze 20 zwischen den Bohrnuten 24 gelegen sind und sich im allgemeinen nicht nach oben über den obersten Teil der Bohrnuten 24 erstrecken. Diese besondere Anordnung der Räuraansätze ermöglicht es, dass die Bohrspäne in den Bohrnuten ohne Behinderung frei abfHessen können. Falls die Räumansätze oberhalb der Bohrnuten gelegen wären, würde durch die Räumansätze 20 ein einwandfreies Auswerfen der Bohrspäne behindert werden, und das kann zur Folge haben, dass die Bohrspitze sich festfrisst und heißläuft und dadurch beschädigt wird oder ausfällt.

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Die Räuraansätze 20 erstrecken sich gewinkelt zu.einer Ebene, in der die Längsachse.der Schraube gelegen ist. Falls die Ansätze vertikal dazu angeordnet wären, würde der Abbrechvorgang beim Kontakt mit dem härteren Werkstück 28 es erfordern, dass die Ansätze in maximaler Dicke ausgebildet wären, und- dadurch würden diese Ansätze praktisch zu schwach, um Hartholz, wie beispielsweise Eiche oder Mahagoni, auszuräumen. Es könnte dann passieren, dass die Ansätze abbrechen, bevor sie in Kontakt mit der Metallfläche oder der Hartmaterialfläche des Werkstückes 28 kommen, und dadurch würde die Blockierung der Schraube in einem noch früheren Stadium des Eindringens eintreten. Diese Nachteile sind durch die zuvor beschriebene winkelförmige Orientierung der Räumansätze .20 zu dem Schaft 14 behoben. Aus Fig. 4 erkennt man, dass bei dieser winkelförmigen Orientierung an einem solchen Räumansatz 20 ein Armmoment X und eine resultierende Kraftkomponente FR, die durch die Kerbschlagkraft F und die Reibungskraft f bestimmt ist, auftreten. Dieses Kräftediagramm zeigt, dass, wenn alle Kräfte gleich sind, beim Aufschlag auf das Metall bzw. den härteren Werkstoff des Werkstückes 28 das Bruchmoment, das auf die Räumansätze 20 zur Einwirkung kommt, sehr viel grosser ist, als es der Fall wäre, wenn ein solcher Ansatz vertikal auf dem Schaft einer solchen Schraube angeordnet wäre. Man hat so die Möglichkeit, die Festigkeit der schräg angeordneten Ansätze zu erhöhen, wodurch eine Bruchgefahr beim Ausräumen von Hartholz vermieden wird und dennoch sichergestellt ist, dass der Bruch in gewünschter Weise beim Aufschlagen auf den härteren Werkstoff, z.B. Metall, erfolgt. .

Es ist, wie dies aus der Darstellung erkennbar ist, durch die Anordnung von abbrechbaren und·in Drehrichtung der Schraube geneigt angeordneten Räumansätzen 20 zwischen den Bohrnuten 24 möglich, ein Paar aus unterschiedlichem Werkstoff bestehender Werkstücke in nebeneinander gelegener Anordnung miteinander zu befestigen. Schrauben der erfindungsgemässen Ausbildung sind

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besonders gut geeignet, um Hartholzplatten an einem noch härteren Material, wie beispielsweise Metall- zu befestigen, ohne dass infolge behinderter Auswurfmöglichkeit flir die Späne die Bohrspitze beschädigt oder zerstört wird.

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Claims

Ansprüche

Π.Λ Schraube zum Befestigen von zwei oder mehr aneinander angrenzend angeordneten Werkstücken mit einem Gewindeschaft und einer Bohrspitze mit mehreren Bohrnuten und Schneidkanten, dadurch gekennzeichnet, dass an der Bohrspitze (16) zut Ausbildung eines den ungehinderten Auswurf von Bohrspänen aus den Bohrauten (24) ermöglichenden freien Pührungsganges (50) in dem zuerst durchbohrten Werkstück (26) zwischen den Bohrnuten (24) Räumansätze (20) vorhanden sind.
2. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Räumansätze (20) sich radial nach aussen erstrecken und abbrechbar an der Bohrspitze (16) ansitzen.
3. Schraube nach Anspruch 1 oder 2„ dadurch gekennzeichnet, dass die Räumansätze (20) sich auf einer Ebene erstrecken, die im Winkel zu der Ebene der Längsachse der Schraube (10) gelegen ist, und die Winkelorientierung der Räumansätze (20) das Ausräumen des ersten Werkstückes (26) jedoch das Abbrechen bei Kontakt mit dem zweiten relativ härteren Werkstück "(28) infolge der auf die Räumansätze (20) zur Einwirkung kommen Kerbschlagkraft und Momentkraft (FR) ermöglicht.
4. Schraube nach Anspruch 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, dass die Räumansätze (20) zwischen dem untersten Teil der Borhspitze (l6) und dem obersten Teil der Bohrnuten (24) angeordnet sind.
5. Schraube nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet* dass die Räumansätze (20) als in Drehrichtung der Schraube (10) geneigte ösen ausgebildet sind.

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