DE2732695A1 - Selbstschneidendes befestigungselement - Google Patents

Description

HEINZ H. PUSCHMANN · PATENTANWALT D 8000 MÖNCHEN 22 THOMAS- WMMEh-IUNG H

TELEFON 089/227887 273269b

Kabushiki Kaisha Yamashina Seikosho München, 13.07.1977

Nr. 16, Higashinokitsuneyabu-cho P 469/77

Yamashina-ku, Kyoto-shi, PuA>g Kyoto-fu, Japan

Selbstschneidendes Befestigungselement

8 0 9 8 3 ;/ CH 9

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstschneidendes Befestigungselement, insbesondere Gewindeschneid-Schraube, mit einem eine Werkzeugauf nähme aufweisenden Kopf und einem Schaft, der an seinem Umfang zwei Bol2pn-Gewinde gleichen Außen- und /urzeldurchmessers und gleicher Steigung aufweist sowie mit einem sich verjüngenden in einer scharfen Spitze endenden Endteil, das dem Kopf gegenüberliegt.

Gewindeschneidschrauben dieser Art dienen zum Verbinden zweier Teile, beispielsweise einer Putzplatte mit einem Metallblech, wie sie als Träger oder Bahnten bei der Herstellung einer Wand oder Decke im sogenannten trockenen Verfahren verv/endet werden.

Allgemein besteht die Forderung, daß solche Befestigungselemente für diesen Zweck die folgenden Funktionen innerhalb eines Arbeitsvorganges gleichzeitig ausüben:

a) Schneiden eines Führungskanals in ein dünnes Metallblech, mit dem ein weiteres Element verbunden werden soll,

b) Ausstülpen des Metallblechs, so daß der entstehende Führungskanal zu einer nach einer Seite überstehenden zylindrischen Bohrung vergrößert wird;

c) Einschneiden eines Innengewindes in die zylindrische Bohrung und

d) Verankerung des mit dem Metallblech zu verbindenden Elementes und Fixierung in seiner Lage.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein selbstschneidendes Befestigungselement nach Art einer Gewindeschneidschraube zu schaffen, deren am Umfang des Schaftes angeordnete Gewinde so ausgebildet sind, daß die vorgenannten Funktionen besser als bisher ausgeführt werden.

-3-

8 0 9 8 3 ■'., / 0 A 9

Ausgehend von einem Befestigungselement der eingangs erwähnten Art ist diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die zwei Gewinde im wesentlichen auf dem Hauptteil des zylindrischen Schaftes vorgesehen sind und in ihrer Höhe im übergang zwischen Schaft und verjüngtem Endteil allmählich bis zum Auslauf abnehmen und daß ein bis zur Spitze des Endteils sich fortsetzendes drittes Gewinde an der Übergangsstelle mittig zwischen den beiden anderen Gewinden vorgesehen ist, das an der Spitze beginnend an Höhe allmählich zunimmt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung nehmen der äußere Durchmesser und der Wurzeldurchmesser des dritten Gewindes nach der Spitze des sich verjüngenden Endteiles ab, während sein Führungswinkel größer wird.

Eine solche Gewindeschneidschraube ist sehr vorteilhaft, da sich mit ihr zwei Teile in kurzer Zeit und besser als bisher verbinden lassen. Außerdem ist die durch die Gewindeschneidmaschine aufgebrachte Haltekraft erhöht. Darüber hinaus lassen sich die Kosten für die Herstellung der Gewindeschneidschraube gegenüber bekannten niedrig halten, da die Gewindegänge durch Einsatz paarweiser Gewinderollwerkzeuge in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden können.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Aueführungsbeispieles beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausfuhrungsform einer Gewindeschneidschraube,

Figur 2 eine Draufsicht auf den Kopf der Gewindeschneidschraube nach Figur 1,

Figur 3 eine Aneicht in vergrößertem Maßstab mit den erfindungswesentlichen Teilen der Gewindeschneidschraube,

809834/0494

Figur 4 eine perspektivische Explosivdarstellung von

Verputzelementen, die durch metallische Schrauben zusammenfügbar sind und

Figur 5 bis 9 Schnittdarstellungen aufeinanderfolgender Befestigungsstufen unter Verwendung einer Schraube gemäß der Erfindung.

Nach den Figuren 1 und 2 weist eine selbstschneidende Schraube 10 einen Schaft 1 auf, an dessen Umfang zwei Gewinde 4 und 4' gleichen äußeren Durchmessers und Ganghöhe über die gesamte Gewindelänge vorgesehen sind sowie einen einstückig mit dem Schaft verbundenen Kopf 2, wobei der Schaft an seinem vom Kopf 2 abgewandten Ende in einen verjüngten Endteil, also in eine Schraubenspitze 3 übergeht. Der Kopf 2 weist einen Werkzeugeinsatz 5» hier in Form eines Kreuzschlitzes, auf. Die Schraubenspitze 3 verjüngt sich allmählich und endet in einer scharfen Spitze 6.

Wie aus Figur 3 hervorgeht, ändert sich die Ganghöhe der beiden Gewinde 4 und 4' vom Ansatz der Schraubenspitze ab bis sie schließlich gänzlich verschwinden. Gleichzeitig ist ein dritter Gewindegang 7 in einer mittig zwischen den beiden Gewinden 4 und 4¹ liegenden Stellung vorgesehen, der bis zur Spitze 6 reicht und dessen Ganghöhe von der Spitze 6 ausgehend sich allmählich vergrößert, während sie zur Spitze hin ausläuft. Die Gewindehöhe des Gewindeganges 7 verkleinert sich also bis zum Endpunkt an der Spitze 6. Obwohl der Gewindegang 7 im wesentlichen parallel zu den beiden Gewinden 4 und 4¹ verläuft, sind sein äußerer Durchmesser und sein Wurzeldurchmesser kleiner und der Fürhungswinkel vergrößert sich nach der Spitze 6 zu.

Bei der beschriebenen Gewindeschneidschraube weist also der Schaft 1 zwei Gewinde 4 und 4' auf, während vom Ansatz des sich verjüngenden Teiles 3 an drei Gewinde, nämlich 4,4' und

-5-

809834/0494

7 vorhanden sind, einschließlich der Ausläufer der Gewinde 4· und V sowie dem ansteigenden Gewindeteil des dritten Gewindes 7» lediglich an der äußersten Spitze ist nur noch das Gewinde 7 vorhanden.

Die Wirkungsweise der beschriebenen selbstschneidenden Schraube ist nachstehend an Hand der Befestigung einer Putzplatte 9 an einer Metallplatte 8 aus einem dünnen Metallblech beschrieben, wie dies in Figur 4- dargestellt ist.

In Figur 5 wird eine selbstschneidende Schraube 10 in eine Putzplatte 9 mit Hilfe eines nicht dargestellten elektrischen Schraubenziehers eingeschraubt. Mit den Bezugszeichen 11 und

12 sind vordere und hintere Papierabdecklagen auf der Putzplatte 9 bezeichnet. Die Schraube 10 dringt schnell in die Putzplatte 9 ein, die aus verhältnismäßig weichem Material besteht,und gelangt in die in der Figur gezeigte Stellung, in der die Spitze 6 gegen das Metallblech 8 anschlägt, in dieses jedoch nicht eindringen kann. Wird durch Drehung mit dem Schraubenzieher weiterhin Druck ausgeübt, dringt die Spitze 6 der Schraube 10 in das Metallblech 8 ein und bildet in ihm einen Führungskanal 13 gemäß Figur 6.

Zu diesem Zeitpunkt des Befestigungsvorganges ist es wesentlich, daß die Schraube 10 in das Metallblech mit möglichst geringem Druck und in kürzester Zeit eindringt. Versuche haben ergeben, daß sich hier für ein kegelförmiges Ende mit scharfer Spitze am besten eignet, das an seinem Umfang ein Gewinde mit großem Führungswinkel aufweist. Sobald der Führungskanal

13 ausreichend groß ist, drückt die Schraube 10 das Material des Metallbleches 8 nach vorn, so daß der Führungskanal 13 auf eine zylindrische Bohrung gemäß Figur 7 erweitert wird. An diesem Punkt des Arbeitsvorganges werden die drei nebeneinanderliegenden Gewinde mit dem Führungskanal in stabiler Weise in Verbindung gebracht, da die Schraube in den Führungskanal 13 an drei Punkten eingreift. Auf diese Weise wird an

-6-

809834/0494

die Innenwandung des Führungskanals 13 ein gleichmäßiger Druck ausgeübt, wodurch an der Umbiegung 14 ein etwa zylindrischer Durchtritt gebildet wird.

Bei selbstschneidenden Schrauben hängt ein zufriedenstellender Einsatz sehr weitgehend von der Form, der Größe und den festen Abmessungen des Führungskanals 13 ab, sowohl im Hinblick auf das Einbringen des Befestigungselementes als auch in bezug auf die Haltekraft der Elemente auf die zu verbindenden Teile·

Die beschriebene Gewindeschneidschraube vermag jederzeit die Umbiegung 14 in gleichbleibender Höhe als zylindrischen Durchtritt zu erzeugen.

Die auf diese Weise gebildete zylindrische Bohrung weist gemäß Figur 8 ein Innengewinde auf. Zu diesem Zeitpunkt des Arbeitsvorganges ist es wichtig, daß das Einschrauben bei geringer Umdrehungsgeschwindigkeit erfolgt. Zweigängige Schrauben eignen sich bekanntlich hierfür am besten. Bei der beschriebenen Schraube hat der Schraubenteil mit den drei Gewinden den Führungskanal bereits durchstoßen, während der Schraubenteil mit zwei Gewinden mit der Führungsöffnung 14 in Eingriff steht. Im volleingeschraubten Zustand ist die von diesen beiden Gewinden ausgeübte Haltekraft besonders groß.

Zum Verbinden der beiden Teile mit Hilfe der Gewindeschneidschraube folgen die in den Figuren 5 bis 9 gezeigten Schritte übergangslos aufeinander. Vie sich aus dem Vorstehenden ergibt, sind die verschiedenen Gewindegänge so ausgelegt und angeordnet, daß die nachfolgenden Arbeitsechritte optimal ausführbar sind:

a) Eindringen in das Metallblech und Ausstülpung des Führungskanals mittels der scharfen Schraubenspitze und dem zusätz-

-7-809834/0494

lichen Gewindegang mit großem Führungswinkel,

b) Bildung der zylindrischen Umbiegung für die zylindrische Bohrung mittels der drei Gewindegänge,

c) Einschneiden des Innengewindes in die zylindrische Bohrung, wobei die Haltekraft für das Zusammenfügen der beiden zu verbindenden Teile von den beiden Gewindegängen aufgebracht wird und

d) Verankerung des mit dem Metallblech zu verbindenden Elementes und Fixierung in seiner Lage.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schraube lassen sich also
zwei Teile in kurzer Zeit und besser als bisher verbinden und läßt sich außerdem die durch das Befestigungselement aufgebrachte Haltekraft erhöhen. Darüber hinaus lassen sich die
Kosten für die Herstellung der Schraube gegenüber bekannten
niedrig halten, da die Gewindegänge durch Einsatz paarweiser Gewindeschneidwerkzeuge in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden können.

809834/0494

Le e rs e i t e

Claims (1)

1. Pa t ent anspräche

   Selbstschneidendes Befestigungselement, insbesondere Gewindeschneidschraube, mit einem eine Werkzeugaufnahme aufweisenden Kopf und einem Schaft, der an seinem Umfang zwei Bolzen-Gewinde gleichen Außen- und Wurzeldurchmessers und gleicher Steigung aufweist, sowie mit einem sich verjüngenden in einer scharfen Spitze endenden Endteil, das dem Kopf gegenüberliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Gewinde (4-, V) im wesentl ichen auf dem Hauptteil (1) des zylindrischen Schaftes vorgesehen sind und in ihrer Höhe im Übergang zwischen Schaft und verjüngtem Endteil (3) allmählich bis zum Auslauf abnehmenund daß ein bis zur Spitze (6) des Endteils sich fortsetzendes drittes Gewinde (7) an der Übergangsstelle mittig zwischen den beiden anderen Gewinden (4-, V) vorgesehen ist, das an der Spitze beginnend an Höhe allmählich zunimmt.

   Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Durchmesser und der Wurzeldurchmesser des dritten Gewindes (7) nach der Spitze des sich verjüngenden Endteiles (3) abnehmen, während sein

   Führungswinkel größer wird.

   -2-

   809834/0494