DE29811536U1 - Screw for wood materials - Google Patents

Screw for wood materials

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Description

Anmelderin: Bierbach GmbH & Co. KG BefestigungstechnikApplicant: Bierbach GmbH & Co. KG Fastening technology

Rudolf-Diesel-Straße D-59425 UnnaRudolf-Diesel-Strasse D-59425 Unna

Titel: Schraube für Holzwerkstoffe 20Title: Screw for wood materials 20

Vertreter: PatentanwaltRepresentative: Patent Attorney

Dr. Helmut Hoffmeister 30Dr. Helmut Hoffmeister 30

Goldstraße D-48147 MünsterGoldstrasse D-48147 Münster

(A:BIG3 0_T2.TAT)(A:BIG3 0_T2.TAT)

Schraube für HolzwerkstoffeScrew for wood materials

Die Erfindung betrifft eine metallene Schraube * insbesondere für Holz und Holzwerkstoffe, mit einem unterhalb des Schraubenkopfes angeordneten Schraubenschaft, der auf seiner Länge einen im wesentlichen zylindrischen Mittelabschnitt, einen divergierenden. Endbereich und ein sich wenigstens teilweise über den Schraubenschaft erstreckendes Gewinde aufweist, das im Endbereich in eine Bohrspitze ausläuft, wobei das Gewinde in seinem Querschnitt eine dem Schraubenkopf zugewandte, obere Flanke und eine der Bohrspitze 20The invention relates to a metal screw * in particular for wood and wood materials, with a screw shaft arranged below the screw head, which has a substantially cylindrical middle section along its length, a diverging end region and a thread extending at least partially over the screw shaft, which ends in a drill tip in the end region, the thread in its cross section having an upper flank facing the screw head and an upper flank facing the drill tip 20

zugewandte, untere Flanke aufweist, die mit einer Senkrechten zur Schraubenachse jeweils einen Flankenwinkel bilden.facing lower flank, which each form a flank angle with a perpendicular to the screw axis.

Die adjektivischen Begriffe "unten, untere" und "oben,The adjectival terms "below, lower" and "above,

obere" beziehen sich auf Elemente einer üblicherweise mit 25upper" refer to elements of a typically 25

ihrer Bohrspitze auf den unteren Rand des Zeichenblattes gerichteten Schraube (vgl. Fig. 1).with its drill tip pointing towards the lower edge of the drawing sheet (see Fig. 1).

Es sind bereits metallene Holzschrauben bekannt, deren Gewindesteigung zwecks Erhöhung des Vorschubes beim Eindrehen in 30Metal wood screws are already known whose thread pitch in order to increase the feed rate when screwing in 30

das Holzmaterial gegenüber der in den DIN-Normen 95, 96, genannten Steigungen erhöht ist. Die Erhöhung der Gewindesteigung bringt allerdings ein ebenfalls erhöhtes Eindrehmoment mit sich. Zusätzlich ist festzustellen, daß diethe wood material is increased compared to the pitches specified in DIN standards 95, 96. However, the increase in the thread pitch also results in an increased screwing torque. In addition, it should be noted that the

Auszugsfestigkeit negativ von der Erhöhung der Gewinde-35 Pull-out strength negatively affected by the increase in thread-35

Steigung beeinflußt wird.gradient is influenced.

Es stellt sich die Aufgabe, eine neuartige, insbesondere für Holz und Holzwerkstoffe metallene Schraube anzugeben, die bei bei erhöhter Gewindesteigung eine ausreichende Auszugs festigkeit aufweist und die sich beim Eindrehen nicht in den Werkstoff einklemmt.The task is to provide a new type of metal screw, particularly for wood and wood-based materials, which has sufficient pull-out strength despite an increased thread pitch and which does not jam into the material when screwed in.

Diese Aufgabe wird bei einer Schraube der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daßThis task is solved in a screw of the type mentioned above by

- der obere Flankenwinkel größer als der untere IQ Flankenwinkel ist,- the upper flank angle is greater than the lower IQ flank angle,

- und daß an der Peripherie des Schraubenschaftes oberhalb des Gewindes eine Reibzone angeordnet ist, deren Durchmesser im wesentlichen dem Außendurchmesser des Gewindes entspricht.- and that a friction zone is arranged on the periphery of the screw shaft above the thread, the diameter of which essentially corresponds to the outer diameter of the thread.

Normalerweise neigen Holz und Holzwerkstoffe dazu, beim Durchschrauben in die Ursprungsgeometrie zurückzuwandern, d.h. die Holzfasern versuchen quasi, die Schraube zu halten. Um dieser Eigenschaft entgegenzukommen, ist der "kleinere" Flankenwinkel vorzugsweise bis zu einem Minimum reduziert, .bzw, erreicht Wert Null- In. dies-em, EaJLL deckt sich, die untere Flankenoberfläche mit der Senkrechten zur Schraubenachse, und die senkrecht gegenüber der Zugkraft gerichtete Kraft-Komponente erreicht ihren relativ größsten Wert.Normally, wood and wood-based materials tend to return to their original geometry when screwed through, ie the wood fibers try to hold the screw. To accommodate this property, the "smaller" flank angle is preferably reduced to a minimum, or reaches a value of zero. In this case, the lower flank surface coincides with the perpendicular to the screw axis, and the force component directed perpendicular to the tensile force reaches its relatively greatest value.

Um dem erhöhten Einschraubmoment bei erhöhter Gewindesteigung der Holzschraube entgegenzuwirken, wird vorgeschlagen, am Schraubenschaft oberhalb der Gewinderaupe eine Reibzone anzuordnen, die das Bohrloch im zu befestigenden Holzmaterial aufreibt, und- somit verhindert, daß der Schraubenschaft nach dem Eindrehen klemmt.In order to counteract the increased screwing torque with an increased thread pitch of the wood screw, it is suggested to arrange a friction zone on the screw shaft above the thread bead, which rubs open the drill hole in the wood material to be fastened and thus prevents the screw shaft from jamming after screwing in.

Diese Reibzone kann von wenigstens einer Reibwendel gebildet sein, deren Steigung wenigstens doppelt so groß ist wie die Steigung des unterhalb der Reibzone angeordneten Gewindes.This friction zone can be formed by at least one friction spiral, the pitch of which is at least twice as large as the pitch of the thread arranged below the friction zone.

Vorteilhaft ist weiterhin, den Schraubenkopf an seiner Unterseite mit pyramidenförmigen Ausnehmungen oder Taschen auszu-It is also advantageous to provide the screw head with pyramid-shaped recesses or pockets on its underside.

statten, die jeweils zwischen zwei Vorsprüngen angeordnet sind. Diese Taschen verhindern beim Eindrehen des Kopfes die Spaltwirkung.which are each arranged between two projections. These pockets prevent the splitting effect when the head is screwed in.

Vorzugsweise besitzen die Taschen jeweils eine beim Eindrehen vordere, etwa tangential zur Peripherie des Schraubenschaftes verlaufende Taschen-Kante, die als Schneidkante wirkt, wodurch die Holzfasern abgetrennt und heraustransportiert werden.Preferably, the pockets each have a pocket edge at the front, which runs approximately tangentially to the periphery of the screw shaft when screwing in, which acts as a cutting edge, whereby the wood fibers are separated and transported out.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen im einzelnen:The invention is explained in more detail in an embodiment using the drawing. The figures of the drawing show in detail:

Fig. l eine Schraube in schematischer Darstellung, Fig. 2 einen Schraubenkopf, perspektivisch gesehen,Fig. l a screw in schematic representation, Fig. 2 a screw head, seen in perspective,

Fig.3 einen Schnitt A-A gemäß Fig. 1,Fig.3 a section A-A according to Fig. 1,

Fig.4 einen Schnitt durch das Gewinde im Peripherie-Fig.4 a section through the thread in the peripheral

Bereich des SchraubenschaftesArea of the screw shaft

Fig. 1 zeigt eine aus Messing oder Automatenstahl hergestellte Schraube 20, die insbesondere für Holzspanplatten und Vollholz als Verbindungselement bestimmt ist. Die Schraube 20 besteht aus einem Schraubenschaft 1 mit Gewinde 7 und einem Schraubenkopf 2. Der Schraubenschaft 1 ist in zwei Teile aufgeteilt, nämlich in einen im wesentlichen zylindrischen Mittelabschnitt 4 und in einen Endbereich 5 mit einer Bohrspitze 6. Der Mittelabschnitt 4 setzt sich im Kopfbereich in einen glatten, kegeligen Eindringteil 12 fort. Der Schraubenkopf 2 ist als Senkkopf mit einem Innenvielkant auf seiner Oberseite (in der Figur verdeckt) ausgeführt.Fig. 1 shows a screw 20 made of brass or free-cutting steel, which is intended in particular for use as a connecting element in chipboard and solid wood. The screw 20 consists of a screw shaft 1 with a thread 7 and a screw head 2. The screw shaft 1 is divided into two parts, namely a substantially cylindrical central section 4 and an end section 5 with a drill bit 6. The central section 4 continues in the head area into a smooth, conical penetration part 12. The screw head 2 is designed as a countersunk head with an internal polygon on its top side (hidden in the figure).

Das am zylindrischen Mittelabschnitt 4 aufgebrachte, dop-The double layer applied to the cylindrical middle section 4

pelgängige Gewinde 7 läuft nach unten in zwei an derthread 7 runs downwards into two at the

Bohrspitze 6 angeordnete schneidende Windungen aus, wie bei Holzschrauben üblich. Das Gewinde 7 nimmt etwa 75% der Schraubenschaftlänge ein.
&dgr;
Drill tip 6 has cutting threads arranged as usual with wood screws. Thread 7 takes up about 75% of the screw shaft length.
&dgr;

Eine wesentliche Besonderheit der in Fig. 1 dargestellten Schraube liegt darin, daß das Gewinde 7 im Querschnitt gesehen die Form eines spitzwinkligen Dreiecks besitzt, bei dem ein (oberer) Flankenwinkel ßl zwischen der oberen Flanke 8 und einer Senkrechten S zur Schraubenachse A größer als der zweite (untere) Flankenwinkel ß2 ist, der von der Senkrechten S und der unteren Flanken 81 auf der Schaftperipherie gebildet ist (vgl. Fig.l).An essential feature of the screw shown in Fig. 1 is that the thread 7, seen in cross section, has the shape of an acute-angled triangle in which an (upper) flank angle ß1 between the upper flank 8 and a perpendicular S to the screw axis A is larger than the second (lower) flank angle ß2 formed by the perpendicular S and the lower flanks 8 1 on the shaft periphery (cf. Fig. 1).

Wie aus dem Querschnitt gemäß Fig. 4 hervorgeht, deckt sich im Extremfall die Senkrechte S mit der unteren Flanke 8', so daß der Flankenwinkel &2 Null wird und der Flankenw±nkel ßi sein Maximum erreicht. Diese Gewindeform hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da bei einer bestimmten Zugbelastung (Zugkraft Pl) die in das Holzmaterial 18 eingeleitete Kraft-Komponente P2 größer ist, als im Falle eines kleineren Flankenwinkels ßl.As can be seen from the cross-section according to Fig. 4, in the extreme case the vertical S coincides with the lower flank 8', so that the flank angle &2 becomes zero and the flank angle ßi reaches its maximum. This thread form has proven to be particularly advantageous since, for a certain tensile load (tensile force Pl), the force component P2 introduced into the wood material 18 is greater than in the case of a smaller flank angle ßl.

Eine weitere Besonderheit der Erfindung stellt dar, daß zum Verhindern einer Klemmwirkung des Schraubenschaftes l beim Eindrehen in das Holzmaterial eine Reibzone 10 vorgesehen ist, mit der das Bohrloch im oberen Bereich aufreibbar ist. Die Reibzone 10 schließt sich direkt an das Gewinde 7 an, wie in Fig. 1 zu sehen ist. Oberhalb der Reibzone 10 ist am Schraubenschaft 1 noch ein kurzer, glatter Schaftabschnitt 19 angeordnet. Die Reibzone 10 ist im Ausführungsbeispiel in Form zweier Reibwendeln 17 ausgeführt, deren Steigung etwa drei- bis viermal größer als die Steigung h des Gewindes 7, und deren Durchmesser Dl dem Außendurchmesser D2 des Gewindes 7 im wesentlichen entspricht. Ein Querschnitt der Reibzone 10 ist in Fig. 3 gezeigt. Die radial nach außen zeigenden Spitzenvorsprünge 27 sind deutlich zu erkennen.Another special feature of the invention is that to prevent a clamping effect of the screw shaft l when screwing into the wood material, a friction zone 10 is provided, with which the drill hole can be reamed open in the upper area. The friction zone 10 is directly connected to the thread 7, as can be seen in Fig. 1. Above the friction zone 10, a short, smooth shaft section 19 is arranged on the screw shaft 1. In the exemplary embodiment, the friction zone 10 is designed in the form of two friction spirals 17, the pitch of which is approximately three to four times greater than the pitch h of the thread 7, and the diameter Dl of which essentially corresponds to the outer diameter D2 of the thread 7. A cross section of the friction zone 10 is shown in Fig. 3. The radially outward-pointing tip projections 27 can be clearly seen.

Mit ihnen wird peripher der Holzwerkstoff beim Eindrehen gerieben.They are used to rub the wood material peripherally when screwing it in.

Der Schraubenkopf 2 ist mit sechs an seiner Unterseite eingearbeiteten, prismatischen Ausnehmungen (Taschen 22; vgl. Fig. 2) versehen , deren Aufgabe es ist, die Holzfasern beim Eindrehen des Schraubenkopfes ins Holzmaterial abzutrennen. Zu diesem Zweck weisen die Taschen 22 jeweils zwei Taschen-Kanten 13, 15 auf, von denen die etwa tangential zur Peripherie 14 verlaufende Taschen-Kante 13 die schneidende Funktion (in Drehriahtung der Schraube gesehen) hat. Beim Eindrehen werden die Holzfasern von der Taschen-Kante angeschnitten, abgetrennt und durch die Taschen heraustransportiert. Die in den Holzfasern im Kopfbereich der Schraube eintretenden Risse lassen sich begrenzen; die Holzoberfläche bleibt weitgehend glatt.The screw head 2 is provided with six prismatic recesses (pockets 22; see Fig. 2) incorporated into its underside, the purpose of which is to separate the wood fibers when the screw head is screwed into the wood material. For this purpose, the pockets 22 each have two pocket edges 13, 15, of which the pocket edge 13 running approximately tangentially to the periphery 14 has the cutting function (seen in the direction of rotation of the screw). When screwing in, the wood fibers are cut by the pocket edge, separated and transported out through the pockets. The cracks that occur in the wood fibers in the head area of the screw can be limited; the wood surface remains largely smooth.

Claims (8)

(A:BIG30_A2.TAT) Schutzansprüche(A:BIG30_A2.TAT) Protection claims 1. Metallene Schraube, insbesondere für Holz und Holzwerkstoffe, mit einem unterhalb des Schraubenkopfes (2) angeordneten Schraubenschaft (l), der auf seiner Länge einen im wesentlichen zylindrischen Mittelabschnitt (4), einen divergierenden Endbereich. (5) und- ein. sich wenigstens teilweise über den Schraubenschaft (1) erstreckendes Gewinde (7) aufweist, das im Endbereich (5.) in eine Bohrspitze (6) ausläuft, wobei das Gewinde (7) in seinem Querschnitt eine dem Schraubenkopf (2) zugewandte* obere Flanke (8) und eine der Bohrspitze (6) zugewandte, untere Flanke (8f) aufweist, die mit einer Senkrechten CSl zur Scnraubenachse (A) jeweils einen Flankenwinkel (ßl, ß2) bilden, dadurch gekennzeichnet, daß 1. Metal screw, in particular for wood and wood materials, with a screw shaft (1) arranged below the screw head (2), which has a substantially cylindrical middle section (4) along its length, a diverging end region (5) and a thread (7) extending at least partially over the screw shaft (1) and ending in a drill bit (6) in the end region (5), the thread (7) having in its cross section an upper flank (8) facing the screw head (2) and a lower flank ( 8f ) facing the drill bit (6), which each form a flank angle (ß1, ß2) with a perpendicular CS1 to the screw axis (A), characterized in that - der obere Flankenwinkel (ßl) größer als der untere Flankenwinkel Cß2} ist,.- the upper flank angle (ßl) is greater than the lower flank angle Cß2},. - und daß an der Peripherie des Schraubenschaftes (1) oberhalb des Gewindes 17) eine Reibzane ClQl angeordnet- and that a friction tooth ClQl is arranged on the periphery of the screw shaft (1) above the thread 17) __ ist, deren Durchmesser (Dl) im wesentlichen dem Außen-25 __ whose diameter (Dl) essentially corresponds to the outside 25 durchmesser (D2) des Gewindes (7) entspricht.diameter (D2) of the thread (7). 2. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die untere Flanke (8') im Querschnitt des Gewindes2. Screw according to claim 1, characterized in that the lower flank (8') in the cross section of the thread (7) gesehen mit der Senkrechten (S) deckt, d.h. ß2 = 0.(7) coincides with the vertical (S), i.e. ß2 = 0. 3. Schraube nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß die Reibzone (10) von wenigstens einer Reibwendel (17) gebildet ist, deren Steigung wenigstens doppelt so groß ist wie die Steigung des unterhalb der Reibzone (10) angeordneten Gewindes (7).3. Screw according to claim 1, characterized in that the friction zone (10) is formed by at least one friction spiral (17), the pitch of which is at least twice as large as the pitch of the thread (7) arranged below the friction zone (10). A2A2 4. Schraube nach Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (7) ein doppelgängiges Gewinde ist.4. Screw according to claims 1 to 3, characterized in that the thread (7) is a double-start thread. 5. Schraube nach Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Schraubenkopfes (2) ein kegeliger Eindringteil (12) angeordnet ist.5. Screw according to claims 1 to 4, characterized in that a conical penetration part (12) is arranged below the screw head (2). 6. Schraube nach einem der Ansprüche l bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenkopf (2) an seiner Unterseite wenigstens eine zwischen zwei Vorsprüngen (22') angeordnete, pyramidenförmige Ausnehmung (Tasche 22) besitzt.6. Screw according to one of claims 1 to 5, characterized in that the screw head (2) has on its underside at least one pyramid-shaped recess (pocket 22) arranged between two projections (22'). 7. Schraube nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasche (221 eine etwa tangential und eine etwa radial zur Peripherie il4) des kegeligen Schaftabschnittes (12) verlaufende Kante (13, 15) aufweist.7. Screw according to claim 6, characterized in that the pocket (221) has an edge (13, 15) running approximately tangentially and approximately radially to the periphery (14) of the conical shaft section (12). 8. Schraube nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung (h) des Gewindes (7) größer ist als die in den DIN-Normen 95, 96, festgelegte.8. Screw according to at least one of the preceding claims, characterized in that the pitch (h) of the thread (7) is greater than that specified in DIN standards 95, 96.
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