DE2551510A1

DE2551510A1 - Selbstschneidende schraube

Info

Publication number: DE2551510A1
Application number: DE19752551510
Authority: DE
Inventors: Joachim Wegner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-11-17
Filing date: 1975-11-17
Publication date: 1977-05-18

Description

"Selbstschneidende Schraube"
Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstschneidende Schraube zur Befestigung mindestens eines Werkstücks geringerer Härte an einem anderen Werkstück größerer Härte, mit einem ein Gewinde aufweisenden Schaft und einer Bohrspitze mit mindestens einem an eine Schneidkante anschließenden Spankanal, der eine in Drehrichtung hintere von einer Seitenwand des Spankanals gebildete Kante hat.
Zur Befestigung zweier Tafeln aufeinander ist eine Bohrschraube obiger Art bekannt, die zwischen der Bohrspitze und dem Gewinde dieses Gewinde überragende Vorsprünge hat. Wird diese Schraube durch das erste Werkstück gebohrt, welches z.B. aus Holz besteht, so legen die Vorsprünge eine Bohrung frei, die so groß ist, daß das Gewinde des Schaftes das Holz nicht mehr berührt. Hierdurch wird das vorbohrungslose Eindrehen der Schraube erleichtert. Bei praktischen Versuchen hat sich jedoch herausgestellt, daß das vorbohrungslose Einschrauben immer noch beträchtlichen Kraftaufwand erfordert, oder infolge des Spänestaues ein Einschrauben bzw. Einbohren nicht möglich ist und die Bohrspitze heiß läuft, und daß infolge der Spanbildung und der auf dem Werkstück größerer Härte abbrechenden Vorsprünge ein dichtes und festes Anziehen beider Werkstücke gegeneinander oft nicht erreicht wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine selbstschneidende Schraube der eingangs genannten Art zu schaffen, die die obigen Nachteile nicht aufweist, vielmehr vergleichsweise leichtgängig eingebohrt bzw. eingeschraubt werden und für einen sicheren und spaltfreien Zusammenhalt beider Werkstücke eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Spankanal in der Nähe der Schneidkante eine seine hintere Kante und/oder die der hinteren Kante benachbarte Seitenwand durchbrechende Ausnehmung hat.
Für die Erfindung ist von Bedeutung, daß die Keilwirkung Spankanals für die Bohrspäne nicht zum Tragen kommen kann.
Diese Keilwirkung würde das Austragen der Bohrspäne infolge erheblicher Stauwirkung behindern und daher veranlassen, daß zum Bohren bzw. zum Verschrauben erhebliche Kräfte aufgewendet werden müssen, was aufgrund der zu hohen Schneidenbelastung zum Heißlaufen der Bohrspitze führen würde.
In Ausgestaltung der Erfindung geht der Spankanal mit seiner hinteren und/oder mit seiner anderen Seitenwand bzw. seinen anderen Wandflächen spiralförmig und kontinuierlich in die Ausnehmung über. Vorteilhafterweise mündet der Spankanal tangential auf der zylindrischen Außenumfangsfläche der Schraube.
Die Außenumfangsfläche der Bohrspitze ist bis zum Übergang in das Gewinde glattzylindrisch oder vorsprungsfrei ausgebildet.
Die Erfindung wird in der Zeichnung erläutert.
Dabei zeigen: Abb. 1 eine Seitenansicht der selbstschneidenden Schraube gemäß der Erfindung, Abb. 2 eine um 900 gegenüber Abb. 1 gedrehte Seitenansicht der Bohrspitze der Schraube gemäß Abb. 1, Abb. 3 eine Schnittdarstellung während des Eindrehvorgangs der Schraube in zwei aneinander liegende werkstücke, Abb. 4 die Ansicht "x" auf die Bohrspitze gemäß Abb. 1, und Abb. 5 den Schnitt A - B gemäß Abb. 1 durch die Bohrspitze auf Höhe der erfindungsgemäß vorgesehenen Ausnehmung.
Die Schraube 10 gemäß Abb. 1 besitzt einen Schaft 11 mit einem Gewinde 12. Dieses Gewinde ist ein Blechschraubengewinde, bei dem die einzelnen Gewindegänge 12' größeren Abstand zwischen sich aufweisen. Es versteht sich jedoch, daß anstelle eines solchen Gewindes auch ein anderes, z.3. ein metrisches Gewinde vorgesehen sein kann.
Oberhalb des Gewindes hat der Schaft an seinem einen Ende einen Schraubenkopf 13 mit einer nicht dargestellten Ausnehmung, die z.B. die Form eines üblichen Kreuzschlitzes haben kann, mit dem die Schraube eingeschraubt wird. Alle Schraubenköpfe und Betätigungsschlitze o.dgl. Ausformungen sind möglich.
Am unteren Ende bildet der Schaft 11 eine Bohrspitze 14 nach Art eines zum Metallbohren bekannten Spiralbohrers. Die Bohrspitze ist an ihrem äußeren, freien Ende etwa flachkegelig ausgebildet und hat hier zwei Schneidkanten 15 mit daran anscnließenden sich nach oben erstreckenden Spankanälen 16.
Die Schneidkanten sind bekannterweise so ausgebildet, daß sie sich beim Vorschub der Schraube in den Werkstoff eingraben und diesen zerspanen, wobei die anfallenden Bohrspäne durch den Spankanal nach oben abgeleitet werden können.
Der Spankanal wird durch die Seitenwände 17,18 gebildet, die am Nutengrund eine gemeinsame scharfe Hohlkante bilden, da der Spankanal üblicherweise durch Einfräsen mit einem mehr oder weniger scharfkantigen Scheibenfräser gebildet werden.
Es versteht sich jedoch, daß der Spankanal auch anders ausgebildet sein kann, z.B. mit kontinuierlich ineinander übergehenden, abgerundeten Wandflächen anstelle der zumindest in der Nähe der Schneidkante 15 in einer Hohlkante zusammenstoßenden Wandflächen 17,18.
Der Spankanal 16 wird in Drehrichtung vorne und hinten durch je eine mehr oder weniger scharfe Kante 19,20 gegen die zylindrische Außenumfangfläche der Bohrspitze begrenzt. Die in Drehrichtung hintere Kante 20, die jedenfalls in unmittelbarer Nähe der Schneidkante 15 aus Gründen der Standfestigkeit der Bohrschraube vorhanden sein muß, hat eine Ausnehmung 21, ersichtlich durch das Abbiegen der hinteren Kante 20 in Richtung auf die Längsachse der Schraube 10 sowie durch die in der Abbildung 1 oben rechts und in der Abbildung 2 oben links vor Erreichung entsprechender Begrenzungslinien endender Kantendarstellungen des Spankanals. Insbesondere Abbildung 5 zeigt, daß die hintere Kante 20 eine Ausnehmung 21 bildet, so daß der Spankanal tangential der zylindrischen Außenumfangsfläche 22 der Bohrspitze 14 bzw.
der Schraube 10 mündet. Es versteht sich, daß das Gewinde, abweichend von den Darstellungen, bis in den Bereich des Spankanals reichen kann, um so gegebenenfalls an Schraubenlänge sparen zu können.
Abbildung 3 zeigt die Schraube während des Einbohrvorganges durch ein erstes, aus Holz bestehendes Werkstück 23 und ein zweites, z.B. aus Metall bestehendes Werkstück 24. Die Bohrspitze hat das Werkstück 23 bereits durchdrungen und zerspant das Werkstück 24. Die Bohrspäne 25 werden nach oben gefördert und können durch die entgegen der Drehrichtung angebrachte Ausnehmung 21 aus dem Bereich der Schraube bzw. der Bohrspitze entweichen, von der sie in den weicheren Werkstoff des Werkstücks 23 eingewalzt werden. Im Werkstück ergibt sich der durch die Bohrspäne verfestigte Bereich 26 neben der Bohrspitze 14 und vor dem Gewinde 12, der jedoch von letzterem ohne weiteres durchschnitten bzw. ausgebohrt werden kann. Gleichwohl ist der Einbohrvorgang vergleichweise leichtgängig. Das ist darauf zurückzuführen, daß die Späne im Spankanal infolge der die Kante 20 bzw.
die Seitenwand 18 durchbrechende Ausnehmung 21 keinen erheblichen Widerstand infolge Keilwirkung erfahren und damit keine erhebliche Stauwirkung auftritt, die das Vortreiben der Schraube erschweren würde. Die Ausnehmung 21 ist insbesondere deswegen von Bedeutung, weil der Schneidwinkel der Schneidkante 15 bzw. der Seitenwand 18 mit der Ebene der Werkstücke sehr steil sein muß, so daß die in Richtung der Längsachse wirkende Kraftkomponente zur Förderung der Bohrspäne sehr klein ist.
Der durch die die Kante 20 bzw. die Seitenwand 18 durchbrechende Ausnehmung bezüglich der Leichtgängigkeit beim Bohren erzielte Vorteil ist derart erheblich, daß es vorteilhafterweise möglich ist, die Außenumfangsfläche der Bohrspitze bis zum Übergang in das Gewinde glattzylindrisch oder vorsprungsfrei auszubilden, so daß das Gewinde 12 beim Eindrehen der Schraube 10 in das Werkstück 23 Schneid- bzw. Bohrarbeit leisten kann, ohne die Leichtgängigkeit des Einschraubens zu beeinträchtigen.

Claims

Patentansprüche: D Selbstschneidende Schraube zur Befestigung mindestens eines T'7erkstücks geringerer Härte an einem anderen Werkstück größerer Härte, mit einem ein Gewinde aufweisenden Schaft und einer Bohrspitze mit mindestens einem an eine Schneidkante anschließenden Spankanal, der eine in Drehrichtung hintere, von einer Seitenwand des Spankanais gebildete Kante hat, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Spankanal (16) in der Nähe der Schneidkante (15) eine seine hintere Kante (20) und/oder die der hinteren Kante (20) benachbarte Seitenwand (13) durchbrechende Ausnehmung (21) hat.
2. Schraube nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Spankanal mit seiner hinteren (18) und/oder mit seiner anderen Seitenwand bzw. seinen anderen Wandflächen spiralförmig und kontinuierlich in die Ausnehmung (21) übergeht.
3. Schraube nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Spankanl (16) tangential auf der zylindrischen Außenumfangsfläche (22) der Schraube (10) mündet.
4. Schraube nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Außenumfangfläche (22) der Bohrspitze (14) bis zum Obergang in das Gewinde (12) glattzylindrisch oder vorsprungsfrei ausgebildet ist.