DE2930020A1

DE2930020A1 - FASTENING ELEMENT FOR TURNING INTO PRE-DRILLED HOLES IN COMPONENTS WITH LOW STRENGTH

Info

Publication number: DE2930020A1
Application number: DE19792930020
Authority: DE
Inventors: Johann Dipl Ing Goidinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-08-17
Filing date: 1979-07-24
Publication date: 1980-02-28
Also published as: ATA600078A; FR2433671A1; AT356463B

Description

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Dipl.Ing. Johann Goidinger Hinterfeldweg 8Dipl.Ing. Johann Goidinger Hinterfeldweg 8

A-6511 ZAMS / AUSTRIA

Befestigungselement zum Eindrehen in vorgebohrte Löcher_in_Bauteilen_mit_geringer_Festigkeit_ Fastening element for screwing into pre-drilled Holes_in_components_with_low_strength_

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Befestigungselement zum Eindrehen in vorgebohrte Löcher in Bauteilen mit geringer Festigkeit, wie Holz-, Holzspan-,- Leichtbetonbauteile od.dgl. mit einer Stegwendel, deren Breite vom Eindrehende aus kontinuierlich zunimmt, und die eine Schneidkante aufweist, sowie mit einem Betätigungsansatz für ein Drehwerkzeug.The invention relates to a fastener For screwing into pre-drilled holes in components with low strength, such as wood, wood chip, lightweight concrete components or the like. with a web helix, the width of which increases continuously from the screwing-in end, and one Has cutting edge, as well as with an actuating attachment for a turning tool.

Ein derartiges Befestigungselement zur Verankerung in Baumaterialien geringer Festigkeit, wie" Gasbeton od.dgl. zeigt die FE-PS 2 261 441. Es besteht aus einem gewendelten, in eine Spitze auslaufenden Blechstreifen, der, ohne vorzubohren, unmittelbar in einen Bauteil eingedreht wird. Es ist aber nahezu unmöglich, das Verankerungselement an der beabsichtigten Stelle in der beabsichtigten Richtung in den Bauteil einzudrehen, da eine Führung fehlt und das Verankerungselement in dem Material unregelmäßiger Festigkeit unkontrollierbar ausweicht.Such a fastener for anchoring in building materials of low strength, such as "aerated concrete or the like. shows the FE-PS 2 261 441. It consists of a coiled sheet metal strip ending in a point, the, without pre-drilling, is screwed directly into a component. But it is almost impossible to attach the anchoring element the intended point in the intended direction in the component, since a guide is missing and the anchoring element in the material of irregular strength evades uncontrollably.

Die DE-OS 2 154 413 zeigt weiters eine Schraube für Metallbaukonstruktionen, und weist ein holzschraubenähnliches Gewinde auf, das in der Ausführung nach Fig. 6 einen zylindrischen Kern umgibt. Die Schraube weist zwei Gewindeabschnitte auf, wobei die letzten kopfnahen Gewindegänge mit einer größeren Tiefe als die übrigen ausgebildet sind. Die Schraube dient zur dichten Verbindung zweier Bleche miteinander bzw. zur Befestigung eines Bleches an einem Bauteil mit Hilfe einer Gummidichtung, wobei die· Länge des größeren Gewindeabschnittes nur der Dicke der Gummidichtung entspricht. Ein gewindefreier Endabschnitt kann als Bohrerspitze ausgebildet sein.DE-OS 2 154 413 also shows a screw for metal structures, and has a wood screw-like thread, which in the embodiment of FIG surrounding cylindrical core. The screw has two thread sections, the last thread turns close to the head are formed with a greater depth than the rest. The screw is used for the tight connection of two Sheets with each other or for fastening a sheet to a component with the help of a rubber seal, whereby the The length of the larger thread section only corresponds to the thickness of the rubber seal. A thread-free end section can be designed as a drill tip.

Weiters ist ein Befestigungselement, das als Schraube für insbesondere Spanplatten Verwendung findet, der AT-PS 208.145 zu entnehmen. Die Schraube weist einen dünnenAnother fastening element that is used as a screw for chipboard in particular is the AT-PS 208.145. The screw has a thin

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zylindrischen Schaftteil auf, der an seinem Ende in einen kurzen, schwach konischen Schaftteil übergeht, an dem wenige selbstschneidende Gewindegänge mit im Vergleich zu gewöhnlichen Schrauben großer, gleichbleibender Tiefe ausgebildet sind. Der zylindrische Schaftteil verbleibt nahezu völlig gewindefrei. Derartige Befestigungselemente eignen sich vor allem für Bauteile aus einem künstlich gebundenen Material, wie es beispielsweise Spart·platten sind, zur Erzielung einer hohen Haltekraft bzw. eines hohen Auszugswertes. Zum Einschrauben der Befestigungselemente wird ein Loch vorgebohrt, dessen Durchmesser selbstverständlich kleiner als der Durchmesser im Gewindebereich ist, vorzugsweise nur geringfügig über dem des konischen Schaftteiles liegt. Da jedoch das selbstschneidende Gewinde unmittelbar am Ende des Schaftes beginnt, ist es erforderlich, das Befestigungselement zumindest vor und zu Beginn des Schraubvorganges zusätzlich, beispielsweise mit der_zweiten Hand, zu halten. Es ergibt sich jedoch sehr oft, daß die zweite Hand nicht frei ist, sodaß es mehr oder minder dem Geschick der arbeitenden Person oder dem Zufall überlassen bleibt, ob das Befestigungselement eingeschraubt werden kann oder nicht.cylindrical shaft part, which merges at its end into a short, slightly conical shaft part, in which there are few self-tapping threads with larger, more constant compared to ordinary screws Depth are formed. The cylindrical shaft part remains almost completely thread-free. Such Fastening elements are particularly suitable for components made of an artificially bound material, such as, for example Economical plates are used to achieve a high holding force or a high pull-out value. To screw in the fastening elements, a hole is pre-drilled The diameter is of course smaller than the diameter in the thread area, preferably only slightly above that of the conical shaft part. However, since the self-tapping thread is located directly at the end of the Shank begins, it is necessary to remove the fastener at least before and at the beginning of the screwing process in addition, to hold with the_second hand, for example. It turns out, however, very often that the second Hand is not free so that it is more or less left to the skill of the working person or to chance remains whether the fastener can be screwed in or not.

Durch die gegenüber gewöhnlichen Schrauben größere Tiefe der Gewindegänge wird ein besserer Halt im Material erzielt, der insbesondere durch den ersten Gewindegang erreicht wird, dessen Durchmesser die Größe des beim Auszug ausbrechenden Materialkegels bestimmt. Die weiteren Gewindegänge mit gleichem Durchmesser sind hingegen von geringer Bedeutung.Due to the greater depth of the threads compared to normal screws, a better hold in the material is achieved, which is achieved in particular by the first thread, the diameter of which is the size of the pull-out erupting material cone determined. The other threads with the same diameter, however, are smaller Meaning.

Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gestellt, ein Befestigungselement der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich ohne zusätzliche Fixierung vor Beginn des Ein-The invention has therefore set itself the task of creating a fastening element of the type mentioned above, without additional fixation before the start of the

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drehvorganges in einem Bohrloch lose hält, das Bohrloch nicht spreizt: und daher einen erhöhten Auszugswert aufweist. Weiter soll das Befestigungselement in einer bevorzugten Ausführung zum fugenlosen Verbinden zweier
Bauteile geeignet sein.rotation process in a borehole holds loosely, the borehole does not expand: and therefore has an increased pull-out value. Furthermore, in a preferred embodiment, the fastening element is intended for seamlessly connecting two
Components be suitable.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die
Stegwendel gewindeartig auf einem ihr Eindrehende axial überragenden, an sich bekannten zylindrischen Schaft angeordnet ist.According to the invention this is achieved in that the
Web helix is arranged in the manner of a thread on a cylindrical shaft which is known per se and protrudes axially beyond its screw-in end.

Der vordere stegwendelfreie Endabschnitt ermöglicht das Einführen des Befestigungselementes in das Bohrloch und dessen vorübergehende Fixierung bis zum Beginn des Eindrehvorganges, sodaß sich ein zusätzliches Festhalten
erübrigt. Ein Ausweichen des Befestigungselementes wird dadurch ebenfalls verhindert. Da der Schaft zylindrisch ist, findet trotzdem keine Spreizung des Bohrloches statt, und die Stegwendel schneidet sich,"" wie nach der FE-PS
2 261 441 vollständig in das Material ein, wobei jeder
folgende Gang der Stegwendel die Schnittiefe des vorangehenden Ganges erhöht, ohne dabei das Bohrloch zu beschädigen. The front end section free of web spirals enables the fastening element to be inserted into the borehole and its temporary fixation until the start of the screwing-in process, so that additional retention is achieved
unnecessary. This also prevents the fastening element from evading. Since the shaft is cylindrical, there is still no expansion of the borehole and the helix intersects, "" as in the FE-PS
2,261,441 completely immersed in the material, each
The following course of the spiral web increases the cutting depth of the previous course without damaging the drill hole.

Eine bevorzugte Ausführung, die zur fugenlosen Verbindung von Bauteilen Verwendung findet, wobei die Bauteile diese durchsetzenden Bohrungen aufweisen, ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stegwendeln in an sich bekannter Weise gegenläufig auf dem zylindrischen, beide Eindrehenden
axial überragenden Schaft angeordnet sind, dessen Endabschnitte als vorzugsweise hohle und innen unrunde Betätigungsansätze ausgebildet sind.A preferred embodiment, which is used for the seamless connection of components, the components having bores penetrating them, is characterized in that two web spirals in a known manner run in opposite directions on the cylindrical, both screwing-in ends
axially protruding shaft are arranged, the end portions of which are designed as preferably hollow and internally non-circular actuating lugs.

Die bereits bei der einfachen Ausführung dann notwendige Führung des Befestigungselementes, wenn es zur lagegenauenThe already in the simple execution then necessary guidance of the fastening element, if it is to the positionally accurate

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Montage oder Befestigung von irgendwelchen Gegenständen am Bauteil verwendet wird, ist insbesondere bei der zweiseitigen Ausführung mit gegenläufigen Wendeln erforderlich, wenn es zur Verbindung zweier Bauteile dient, da in diesem Fall auch geringfügige Abweichungen vermieden werden. müssen. Werden beispielsweise zwei plattenförmige Bauteile mit ihren Stirnseiten aneinandergefügt, müssen deren Seitenwände fluchten. Hiezu wird das Befestigungselement mit einem Endabschnitt des Schaftes in das Bohrloch des ersten Bauteiles eingesteckt, der zweite mit dem ersten zu verbindende Bauteil wird auf den zweiten Endabschnitt des Schaftes aufgesteckt bzw. -geschoben. Durch das an der gegenüberliegenden Seite des Bauteiles zugängliche, durchgehende Bohrloch wird ein Drehwerkzeug in den Endabschnitt des Schaftes eingeführt, in den es formschlüssig eingreift, und das Befestigungselement eingedreht, wobei gegebenenfalls ein leichter Druck auf eines der Bauelemente in Richtung des zylindrischen Schaftes ausgeübt wird. Die gegenläufigen Stegwendeln des Befestigungselementes schneiden sich nun in beiden Bauteilen ein und ziehen diese fugenlos aneinander.Assembly or fastening of any objects on the component is used, in particular with the two-sided Version with coils rotating in opposite directions required if it is used to connect two components, as this is the case In this case, even minor deviations can be avoided. have to. For example, two plate-shaped components butted together with their end faces, their side walls must be aligned. This is what the fastening element is used for with one end section of the shaft inserted into the borehole of the first component, the second with the first The component to be connected is plugged or pushed onto the second end section of the shaft. Through that at the opposite side of the component accessible, through borehole is a turning tool in the end section of the shaft introduced into which it positively engages, and the fastening element is screwed in, where appropriate a slight pressure is exerted on one of the components in the direction of the cylindrical shaft. the Opposite web coils of the fastening element now cut into both components and pull them seamlessly together.

Die Verbindung von Bausteinen mittels Gewindebolzen, die ein Rechts- und Linksgewinde aufweisen, ist zwar bereits der DE-PS 1 143 317 zu entnehmen, doch werden dort Bausteine verwendet, die in die zu verbindenden Stirnflächen eingelassene Gewindehülsen als Teil eines durchgehenden Rohres aufweisen, in die übliche nicht schneidende Gewinde mit gleichbleibender Tiefe eingedreht werden. Die Bausteine müssen bei der Herstellung mit den Gewindehülsen bzw. Rohren versehen werden, deren genaue Anordnung beträchtliche Probleme bei der Erzeugung aufweist. Außerdem weist das Befestigungselement keine gewindefreien Endabschnitte auf, sodaß dessen Halterung bis zum Beginn des Schraubvorganges äußerst schwierig ist.The connection of building blocks by means of threaded bolts, which have a right and left thread, is already can be found in DE-PS 1 143 317, but there blocks are used that are in the end faces to be connected have recessed threaded sleeves as part of a continuous pipe, in the usual non-cutting thread be screwed in with a constant depth. The blocks must be manufactured with the threaded sleeves or pipes are provided, the precise arrangement of which has considerable problems in production. aside from that the fastening element has no thread-free end sections, so that it is retained until the beginning the screwing process is extremely difficult.

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Nachstehend wird nun die Erfindung an Hand der Figuren der "beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.The invention is now based on the figures of FIG "in the accompanying drawings without, however, being limited thereto.

Die Fig. 1-3 zeigen drei verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Befestigungselemente, und die Fig. 4 einen Schnitt durch zwei mittels eines Befestigungselementes nach Fig. 2 verbundener Bauteile. 1-3 show three different embodiments of fastening elements according to the invention, and the FIG. 4 shows a section through two components connected by means of a fastening element according to FIG. 2.

Das erfindungsgemäße Befestigungselement weist einen in seiner ganzen Länge zylindrischen Schaft 2 auf, der an dem in die Bohrung 9 des Bauteiles 1 (Fig. 4) einzuführenden Endabschnitt 5 ohne Stegwendel, also gewindefrei ist. Der Endabschnitt 5 erbringt einen vorläufigen Halt in der Bohrung 9 bis zum Beginn des Schraubvorganges· An den gewindefreien Abschnitt 5 schließt sich eine Stegwendel 3 an, deren Gänge 4- von vorne nach hinten zunehmende Tiefe und im wesentlichen zueinander parallele Seitenflächen aufweisen, die an der Stoßkante eine Schneide bilden. Die Stegwendel 3 kann sich über die restliche Länge des zylindrischen Schaftes 2 erstrecken, kann jedoch auch nur einen Teil der restlichen Länge des zylindrischen Schaftes 2 umfassen, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Steigung der Stegwendel ist konstant, sodaß jeder nachfolgende Gang 4 die vom vorangehenden vorgeschnittene Nut vertieft. Eine Spreizung des Bohrloches findet nicht statt, da wie erwähnt, der Schaft 2 über seine gesamte Länge zylindrisch ist.The fastening element according to the invention has a shaft 2 which is cylindrical in its entire length and which is attached to the to be introduced into the bore 9 of the component 1 (FIG. 4) End section 5 without a helix, that is, is thread-free. The end section 5 provides a temporary stop in the Borehole 9 up to the start of the screwing process.A helix 3 is attached to the thread-free section 5 whose courses 4- from front to back increasing depth and substantially mutually parallel side surfaces have, which form a cutting edge at the abutting edge. The web coil 3 can extend over the remaining length of the extend cylindrical shaft 2, but can also only part of the remaining length of the cylindrical Shank 2, as shown in FIG. 1. The pitch of the helix is constant, so that each subsequent one Gang 4 deepens the groove precut from the previous one. A spreading of the borehole does not take place, because how mentioned that the shaft 2 is cylindrical over its entire length.

Als Betätigungsansatz 6 kann beispielsweise ein Sechskantkopf dienen (Fig. 1).A hexagonal head, for example, can serve as the actuating attachment 6 (FIG. 1).

Eine zweite und dritte Ausführungsform ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Das Befestigungselement weist ebenfalls einen zylindrischen Schaft 2 auf, der an beiden Seiten mit Endabschnitte 5 ohne Stegwendel versehen ist.A second and third embodiment are shown in FIGS. The fastener also has a cylindrical shaft 2 which is provided on both sides with end sections 5 without a web helix.

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An die Endabschnitte 5 schließen sich an einer Seite eine rechtsgängige Stegwendel 3" und an der anderen Seite eine linksgängige Stegwendel 3' an. Nach Fig. 2 verbleibt im Mittelteil des Schaftes 2 ebenfalls ein stegwendelfreier Abschnitt 10, während nach Fig. 3 die beiden Stegwendeln 3¹, 3" ineinander übergehen. Betätigungsansätze 6, 6' sind an beiden Endabschnitten 5 des Schaftes 2 in Form einer unrunden öffnung, beispielsweise eines Innenvier- oder -sechskantes vorgesehen, in die ein Drehwerkzeug eingesetzt werden kann. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. ist der zylindrische Schaft 2 als Rohr ausgebildet, das zumindest in den Endabschnitten 5 innen unrund geformt ist.The end sections 5 are followed by a right-hand helix 3 ″ on one side and a left-hand helix 3 'on the other side. According to FIG 3 ¹ , 3 "merge into one another. Actuating lugs 6, 6 'are provided on both end sections 5 of the shaft 2 in the form of a non-round opening, for example an internal square or hexagon, into which a turning tool can be inserted. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the cylindrical shaft 2 is designed as a tube which, at least in the end sections 5, is non-circular on the inside.

Die Fig. 4 zeigt die Anwendung eines Bauelementes nach Fig. 2 zur fugenlos stirnseitigen Verbindung zweier Bauteile 1, mit niederem spezifischen Gewicht, die insbesondere aus künstlich gebundenem Material bestehen. Derartige Bauteile können Holzspanplatten, bzw. -körper, auch zementgebundene Leichtbetonbauteile, insbesondere Leichtbetonwandelemente, Kunststoffkörper mit und ohne Glasfaserverstärkung etc. aber auch Holzbretter, -balken usw. sein. Zumindest ein Bauteil 1 weist eine durchgehende Bohrung 9 auf. Die Endabschnitte 5 des zylindrischen Schaftes 2 werden in eine Bohrung 9 eingesteckt, und der andere Bauteil 1 angenähert, sodaß sich der zweite Endabschnitt 5 in die Bohrung 9 des zweiten Bauteiles 1 einschiebt. Durch die durchgehende Bohrung 9 wird nun von der gegenüberliegenden Seite ein Drehwerkzeug eingeführt, das in den Betätigungsansatz 6 eingreift. Durch Drehung des Schaftes 2 und gegebenenfalls leichtes Andrücken eines Bauteiles in axialer Richtung des Schaftes schneiden sich beide Stegwendeln 3'» 3" gleichzeitig in je einen Bauteil 1 ein, und ziehen diese aneinander. Dabei werden durch die Schneiden der Gänge 4- Nuten 8 geschnitten. Es entsteht damit eine hochzugfeste, von außen unsichtbareFIG. 4 shows the use of a component according to FIG. 2 for the jointless end connection of two Components 1, with a low specific weight, which in particular consist of artificially bound material. Such Components can be wood chipboard or bodies, also cement-bound lightweight concrete components, in particular Lightweight concrete wall elements, plastic bodies with and without Glass fiber reinforcement etc. but also wooden boards, beams etc. At least one component 1 has a continuous Hole 9. The end sections 5 of the cylindrical Shank 2 are inserted into a bore 9, and the other component 1 approached so that the second end portion 5 pushes into the bore 9 of the second component 1. A turning tool is now inserted through the through hole 9 from the opposite side, which engages in the actuation approach 6. By turning the shaft 2 and, if necessary, gently pressing it of a component in the axial direction of the shaft, both helical webs 3 '»3" intersect each other at the same time Component 1 and pull them together. In doing so, 4 grooves 8 are cut by the cutting of the gears. It This creates a high tensile strength that is invisible from the outside

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Verbindung zwischen den Bauteilen, für die, mit Ausnahme der Bohrung 9 keine "besondere! Vorkehrungen getroffen werden müssen.Connection between the components for which, except the bore 9 no "special! precautions are taken have to.

Das erfindungsgemäße Bauelement kann aus verschiedenen Materialien bestehen, "beispielsweise aus Hart- oder Weich metall, aus Kunststoff od.dgl. Die. Materialhärte richtet sich nach dem Verwendungszweck, und muß die des Bauteiles übertreffen. Zum Verbinden von Styroporbetonelementen mit einem Raumgewicht von ca. 500 kg/nr und einer Dicke von 25 om eignet sich beispielsweise folgendes Befestigungselement, das in Bohrungen mit 15D¹¹¹I Durchmesser eingeführt wird:The component according to the invention can consist of various materials, for example hard or soft metal, plastic or the like. The material hardness depends on the intended use and must exceed that of the component. 500 kg / nr and a thickness of 25 om , for example, the following fastening element is suitable, which is inserted into holes with a diameter of ^{15D 111 I:}

Länge des zylindrischen Schaftes 2 30 cm Länge der stegwendelfreien Endabschnitte 5Length of the cylindrical shaft 2 30 cm Length of the end sections free of web spirals 5

Länge der Stegwendel 3 ^it 4-Gängen 4Length of the web spiral 3 ^ it 4-turns 4

Länge des stegwendelfreien Mittelabschnittes 10Length of the spiral-free central section 10

größter Radius der Stegwendel 3 Auszugswertlargest radius of the helix 3 extension value

33 cmcm 88th cmcm 88th cmcm 2020th cmcm 150150 kgkg

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Claims

M./Fastening element for screwing into pre-drilled holes in components with low strength, such as wood, wood chip, lightweight concrete components or the like. with a helix, whose width increases continuously from the turning end, and which has a cutting edge, as well as with an actuating attachment for a turning tool, characterized in that the web helix (3) is thread-like a known cylindrical shaft (2) which projects axially beyond its screw-in end.

2. Fastening element according to claim 1, characterized in that two web coils (3 '»3") are known per se Way in opposite directions on the cylindrical, both screwing axially protruding shaft (2) are, the end sections (5) of which are preferably hollow and internally non-circular actuating lugs (6, 6 ') are.

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