DE3005166A1 - Self tapping screw for wallboards - has larger diameter threads near head - Google Patents

Self tapping screw for wallboards - has larger diameter threads near head

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DE3005166A1 DE19803005166 DE3005166A DE3005166A1 DE 3005166 A1 DE3005166 A1 DE 3005166A1 DE 19803005166 DE19803005166 DE 19803005166 DE 3005166 A DE3005166 A DE 3005166A DE 3005166 A1 DE3005166 A1 DE 3005166A1
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    • F16B25/10—Screws performing an additional function to thread-forming, e.g. drill screws or self-piercing screws

Abstract

The screw for securing wall boards has a larger diameter thread (3) at its upper part, with a section of shaft without threads under the head, covering the width of the board. The cutting tip of the screw has two cutting edges (8) while the thread has two profiles with different width. The threadless upper part of the shank serves to locate the wallboards on predrilled holes without damage to the boards. This enables brittle boards to be secured. The upper part of the cutting thread has a profiled edge, with cutting teeth, for improved grip.

Description

Selbstbohrende SchraubeSelf-drilling screw

Die Erfindung betrifft eine selbstbohrende Schraube insbesondere zum Befestigen von Fassadenplatten laut Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a self-drilling screw in particular for Fastening facade panels according to the preamble of the main claim.

Selbstbohrende Schrauben dieser Art, die beim Eindrehen in ei Blech oder dgl. keine Vorbohrung benötigen sondern sich diese selbst erzeugen und die sich anschliessend in diesBohrung selbst das Gewinde schneiden, sind bekannt. Sie sind in der bisherigen Ausführungsform jedoch für verschiedene Anwendungszwecke nur schlecht oder gar nicht geeignet, vor allem dann nicht, wenn im montierten Zustand ein relativ grosses radiales Spiel zwischen der ausgeformten Bohrung und dem unterhalb des Kopfes vorgesehenen gewindefreien Abschnitt bestehen soll. Aus diesem Grunde sind solche sebstbohrenden Schrauben bisher auch nicht oder nur bedingt geeignet zum Befestigen von Fassadenplatten, beispielsweise aus Asbestzement, auf einer Unterkonstruktion aus Profilteilen, beispielsweise aus Holz, Blech, Aluminium oder anderem geeignete Material. Für die Montage solcher FassaserlplatWen wird nämlich gefordert, dass die Bohrung in der Platte mindestens 0,7 mm grösser ist als der Durchmesser des Befestigungselements, damit die Platte eine gewisse Längenausgleichsmöglichkeit besitzt. Die im Durchmesser grössere Bohrung setzt nazüglich auch einen im Durchmesser entsprechend grösseren Schraubenkopf voraus. Diese Eigenschaften besitzen bisher übliche selbstbohrende Schrauben nicht, vor allem wenn sie nach dem am wirtschaftlichsten arbeitenden sogenannten Doppeldruckpressen hergestellt werden. Würde eine solche Schraube zum Befestigen derartiger Passadenplatten benutzt werden so könnte in der Platte nur eine Bohrung ausgebohrt werden, die nicht dasf geforderte Spiel zwischen Schraubenschaft und Bohrungswand in der Platte ergibt.Self-drilling screws of this type, which are used when screwing into a sheet metal or the like. Do not need a pilot hole but generate this yourself and the then cut the thread in this bore itself are known. she are in the previous embodiment, however, for various purposes only poorly or not at all suitable, especially not when installed a relatively large radial play between the formed hole and the underneath of the head provided thread-free section should exist. For this reason Such self-drilling screws are not or only partially suitable so far For fastening facade panels, for example made of asbestos cement, to a substructure from profile parts, for example made of wood, sheet metal, aluminum or other suitable Material. For the assembly of such FassaserlplatWen it is required that the hole in the plate is at least 0.7 mm larger than the diameter of the Fastening element so that the plate has a certain length compensation option owns. The larger diameter hole is also used even a screw head correspondingly larger in diameter. These properties do not have conventional self-drilling screws, especially if they are after the most economical so-called double pressure pressing will. Such a screw would be used to fasten such passade panels be drilled in the plate only a hole that is not the The required clearance between the screw shaft and the wall of the bore in the plate results.

Bs ist daher Aufgabe der Erfindung, eine selbstbohrende Schraube zu schaffen, die diesen Nachteil vermeidet und ein relativ grosses-Spiel zwischen herstellbarer Bohrung in der Fassadenplatte und dem unterhalb des Kopfes verbleibenden gewindefreien Schaftabschnitt ermöglicht Diese Aufgabe wird ausgehend von einer selbstbohrenden Schraube laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende tv;erkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.It is therefore an object of the invention to provide a self-drilling screw create that avoids this disadvantage and a relatively large game between manufacturable Drill hole in the facade panel and the thread-free one remaining below the head Shank section enables this task to be performed starting from a self-drilling Screw according to the preamble of the main claim through its characteristic tv; erkmale solved. Advantageous further developments result from the subclaims.

oberen Gemäss der Erfindung kann durch den zusätzlichen am Auslaufende des Gewindes vorgesehenen Gewindeabsohnitt in einem zu befestigenaus sprodem. leicht ausbrechendem Material. den Bauteil beispielsweise einer Fassadenplatte aus Asbestzement, beim Einsonrauben eine Bohrung ausgebohrt werden, deren Durchmesser erheblich grösser ist als der Aussendurohmesser des gewindefreien Schaftabschnittes der Schraube unmittelbar unter dem Kopf. Damit ist es möglich, solche selbstbohrenden Schrauben auch zu. Befestigen von Fassadenplatten an Profilkonstruktionen aus Holz, Blech oder dgl. zu befestigen und trotzdem das geforderte Spiel zwischen der Bohrung in der Platte und dem Schrauberschaft zu gewährleisten. Der Schraubenkopf selbst kann in der gewünschten Weise relativ gross ausgebildet werden, es ist nur nötig, bei der Herstellung einen Drahtdurchmesser zu wählen, der das gewürschte Kopfvolumen nach dem wirtschaftlichen Doppeldruckpressverfahren gewährleistet. Die erfindungsgemässe Schraube wirkt wie eine Art Stufenbohrer. Soll beispielsweise eine Platte aus Asbestzement auf einer Unterkonstruktion aus Aluminiumblechprofilen befestigt werden, wird die Schraube einfach auf die Platte aufgesetzt, durcl inre selbstbohrende Spitze wird die Platte und anschliessend das darunterliegende Profilmaterial angebohrt, durch den anschliessender vorzugsweise mehrgängigen Gewindeabschnitt schneidet sich die Schraube sowohl in der Platte als auch in der Unterkonstruktion ihr ';ewi-ae selbst. *Erst durch den letzten Gewindeabschnitt dringen die Gewindegänge radial tiefer in das Plattenmaterial ein und durch die fräserförmige gezahnte Ausbildung der Gewindegänge in diesem Abschnitt wird mehr Material aus der Platte ausgefräst, so dass nach dem endgültigen Einschrauben der obere gewinde freie Schaftabschnitt mit relativ grossem Spiel in dieser ausgebohrten Bohrung der Platte zu liegen kommt, deren Innendurchmesser dem Aussendurchmesser des größeren Gewindeabschnitts entspricht.According to the invention, the additional at the outlet end of the thread intended to be fastened in a brittle manner. easy erupting material. the component, for example, a facade panel made of asbestos cement, When screwing a single hole, a hole is drilled out, the diameter of which is considerably larger is direct as the outer diameter of the thread-free shank section of the screw under the head. This makes it possible to also use such self-drilling screws. Fastening facade panels to profile structures Wood, To attach sheet metal or the like and still the required play between the hole in the plate and the screw shaft. The screw head itself can be made relatively large in the desired way, it is only necessary to choose a wire diameter during manufacture that corresponds to the desired head volume guaranteed by the economical double pressure pressing process. The invention Screw acts like a kind of step drill. For example, you want an asbestos-cement sheet are attached to a substructure made of sheet aluminum profiles, the Simply put the screw on the plate and insert the self-drilling tip the plate and then the underlying profile material drilled through the subsequent preferably multi-start thread section intersects the Screw both in the plate and in the substructure you '; ewi-ae itself. * Only through the last thread section do the threads penetrate radially deeper into the plate material and through the mill-shaped, toothed design of the threads In this section, more material is milled out of the plate, so that after the final screwing of the upper thread-free shaft section with a relatively large Play comes to rest in this drilled hole in the plate, the inner diameter of which corresponds to the outer diameter of the larger thread section.

Für die Ausbildung des Gewindes, des Schraubenkopfes sowie der selbstbohrenden Schraubenspitze gibt es je nach Anwendungszweck: der Schraube die verschiedenartigsten Möglichkeiten. Die Bohrerschneide ist Jedoch vorzugsweise nach dem DE-GM 79 09 755 ausgebildet. Die Gewindegänge können in bekannter weise unterschiedlich hoch ausgebildet sein, vorzugsweise wird jedoch auch hier ein zweigängiges Gewinde nach DE-GK 80 02 355 verwendet.For the formation of the thread, the screw head and the self-drilling There are screw tips depending on the application: the screw the most diverse Options. However, the cutting edge is preferably according to DE-GM 79 09 755 educated. The threads can have different heights in a known manner However, a double thread according to DE-GK 80 is preferred here as well 02 355 used.

Die Erfindung wird irr: folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is err: the following with reference to a schematic drawing explained in more detail using an exemplary embodiment.

Das relativ spröde Asbestzement-Material der Platte bricht hierbei relativ schnell zwischen den Gewindegängen aus.The relatively brittle asbestos cement material of the panel breaks relatively quickly between the threads.

Die Figur geigt eine erfindungsgemässe selbstbohrende Schraube mit einem Scharubenkopf 1 von relativ grossem Aussendurch-@@@, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Versenkkopf mit @@@schlitz ausgebildet ist. Auf dem Schaft ist ein zweigängiges Gewinde aufgewalzt und zwar so, dass unmittelbar unterhalb des Kopfes 1 ein gewindefreier Abschnitt 2 verbleibt, der eine axiale Länge vor, etwa der Dicke eines zu befestigenden Bauteils, be beispielsweise einer Fassadenplatte 10, besitzt. Der Aussendurchmesser D der an diese7 Abschnitt 2 anschliessenden Gewindegänge 3, beispielsweise die beiden letzten Gewindegänge des zweigängigen Gewindes (Gewindeabschnitt 4), ist etwas grösser gewählt als der Aussendurchrnesser d des anschliessenden und bis zur Spitze 5 reichenden Gewindeabschnittes 6. Der Durchmesserunterschied zwischen den Gewindeabschritten 4 und 6 richtet sich nach der;. jeweiligen Anwendungsfall, d.h. dem gewünschten Spiel zwischen dem Schaftabschnitt 2 und der beim Einschrauben ausgebohrten in Bohrung der Fassadenpaltte. Der Übergang zwischen den Gewindeabschnitten 4 und 6 kann sprunghaft oder kontinuierlich relativ v langsam erfolgen, auch dies hängt von dem Anwendungsfall ab.The figure shows a self-drilling screw according to the invention a screw head 1 of relatively large outside diameter - @@@, the one shown in the Embodiment is designed as a countersunk head with @@@ slot. On the shaft a double thread is rolled on in such a way that immediately below of the head 1 a thread-free section 2 remains, which is an axial length before, approximately the thickness of a component to be fastened, for example a facade panel 10, owns. The outside diameter D of the threads adjoining this section 2 3, for example the last two threads of the double thread (thread section 4), is chosen to be slightly larger than the outer diameter d of the adjoining and up to the tip 5 reaching thread section 6. The difference in diameter between the thread steps 4 and 6 depends on the ;. respective application, i.e. the desired play between the shaft section 2 and that when screwing in Drilled out in the hole in the facade column. The transition between the thread sections 4 and 6 can take place suddenly or continuously, relatively slowly, this too depends on the application.

Die Bohrerspitze 5 kann von beliebiger bekannter Art sein, vorzugsweise ist sie jedoch exzentrisch gemäss DE-GM 79 09 755 gewählt. Ausserdem ist diese Bohrschneide auf einem Abschnitt 7 der Schraube ausgebildet, der in seinem Durchmesser d' wiederum kleiner gewählt ist als der anschliessende Kerrdurchmesser des Gewindeabschnittes 6. Dazwischen ist eine Stufenkante 7 ausgebildet.The drill bit 5 can be of any known type, preferably however, it is selected to be eccentric in accordance with DE-GM 79 09 755. In addition, this drill bit is formed on a portion 7 of the screw, which in turn in its diameter d ' is chosen to be smaller than the subsequent Kerr diameter of the thread section 6. A step edge 7 is formed in between.

Die Gewindegänge 5 enden also in dieser umlaufenden Stufenkante 7 und bilden so;rit mehr oder weniger ausgeprägte Schneidkanten, die beim Gewindewalzen im Sinne des Ausführungsbeispieles zu Fräskanten 8 sich verformen. Diese durch die beiden Gewindegangenden gebildeten Schneid- oder Fräskanten 8 wirken wie zwei Fingerfräser, durch welche beim Eindrehen das anschliessende Gewindeschneiden erloeichtert wird.The threads 5 therefore end in this circumferential step edge 7 and so form more or less pronounced cutting edges that occur when thread rolling Deform into milling edges 8 in the sense of the exemplary embodiment. This through the cutting or milling edges 8 formed on both thread turns act like two end mills, through which the subsequent thread cutting is released when screwing in.

Die äusseren Schneiden 9 der Gewindegänge 3 im Bereich des Gewindeabschnittes 4 sind fräser- oder Sägeförmig gezahnt, sie besitzen also eine unrunde Umfangsform :ie dies das Schnittbild A-B zeigt.The outer cutting edges 9 of the threads 3 in the area of the thread section 4 are serrated in the shape of a cutter or saw, they have so an out-of-round Circumferential shape: as shown in section A-B.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Schneidkanten 9 etwa wellenförmig ge£ahnt und sie w-irken daher wie ein Fräser oder eine Kreissäge und räumen beim Einarehen mehr oder weniger Material aus der Platte aus und durch diese fräserartige Wirkung des Gewindeabschnitts 4 wird daher die Bohrung,ll, die später den Sehaftabschnitt 2 umgibt, im gewünschten Masse im Durchmesser grösser. Wegen des relativ spröden Plattenmaterials brechen hier die Gewindegänge sofort aus, in diesem Material wirkt das Gewinde 4, 6 wie eine Reibahle,es entsteht eine nahezu zylindrische Bohrung in der Platte mit einem dem Durchmesser D entsprechendem Innendurchmesser.In the embodiment shown, the cutting edges 9 are approximately sensed wavy and they therefore work like a milling cutter or a circular saw and clear more or less material out of the plate and through it when Einarehen cutter-like effect of the threaded section 4 is therefore the bore, ll, which later surrounds the shaft section 2, larger in diameter to the desired extent. Because of the relatively brittle plate material, the threads break out immediately, in With this material, the thread 4, 6 acts like a reamer, almost a cylindrical bore in the plate with an inner diameter corresponding to the diameter D.

Besonders wirtschaftlich kann eine Schraube dieser Art auf folgende Weise hergestellt werden.A screw of this type can be particularly economical on the following Way to be made.

Zunächst wird in bekannter Weise aus einem ev- spr-echend dicken Draht ein Rohling durch Pressen hergestellt, der den gewünschten grossen Schraubenkopf besitzt. Anschliessend wird dann durch Aufd stauchen/ oder durch einen gesonderten Walzvorgang auf dem zunächst noch zylindrischen Schaft des Rohligs im Bereich des späteren Gewindeabsohnittes 4 ein im Durchmesser grösserer Sehaftabschnitt ausgeformt. Dieser im Durchmesser grössere Schaftabschnitt wird vorzugsweise durch einen Walzvorgang so gebildet, dass er ein unregelmässiges Umfangsprofil besitzt, beispielsweise mehrere in Längsrichtung verlaufende und über den Umfang verteilte Rippen besitzt, also ähnlich wie ein Zahnrad ausgebildet ist. Diese Rippen können auch schräg oder spiralförmig am Umfang ausgebildet sein.First, in a known manner, it is made from an ev-really thick wire a blank produced by pressing, which has the desired large screw head owns. Then it is then upset by Aufd / or by a separate Rolling process on the initially still cylindrical shaft of the blank in the area of the later thread absohnittes 4 formed a larger diameter shaft section. This shaft section, which is larger in diameter, is preferably produced by a rolling process formed so that it has an irregular circumferential profile, for example several has ribs extending in the longitudinal direction and distributed over the circumference, ie is designed similar to a gear. These ribs can also be oblique or spiral be formed on the circumference.

Wird auf den so ausgebildeten Rohling anschliessend durch ein bekanntes Walzverfahren das mehrgängige Gewinde aufgewalzt, so ist in den; Bereich 4 genügend Material vorhanden, um die im Durchmesser grösseren Gewindegänge auszubilden. Das am Rohling vorgesehene Umfangsprofil bewirkt, dass beim Überwalzen sich automatisch die gewünschte unrunde Aussenform der Gewindeschneiden im Bereich 4 ergibt, diese also die gewünschte Form eines Fräsers oder einer Kreissäge erhalten. Selbstverständlich muss das zum Walzen verwendete Werkzeug entsprechende Profilform besitzen, d.h. im Bereich 4 der Schraube muss das Walzwerkzeug entsprechend der höheren Ge-Gewindegänge tiefer gewählt sein als in dem Abschnitt 6. Ferner muss das Walzwerkzeug natürlich in diesem Bereich 4 auch so geformt sein, dass die gewünschte fräserförmige Umfangsschneide entsteht.Is then applied to the blank formed in this way by a known Rolling process, the multi-start thread rolled on, so is in the; Area 4 sufficient Material available to form the larger diameter threads. That The circumferential profile provided on the blank has the effect of automatically rolling over it the desired non-round external shape of the thread cutting in area 4 results in this So get the desired shape of a router or a circular saw. Of course the tool used for rolling must have a corresponding profile shape, i.e. in area 4 of the screw, the rolling tool must correspond to the higher Ge thread pitches be selected lower than in section 6. Furthermore, the rolling tool must of course in this area 4 also be shaped so that the desired milling cutter-shaped peripheral cutting edge arises.

Die zusätzlich gewünschte Stufenkante 7 im Übergangsbereich zur Spitze wird vorzugsweise noch am Rohling ausgeformt, beispielsweise wiederum durch Pressen oder Walzen. Gleichzeitig wird in diesem Arbeitsgang dann auch die Bohrerspitze und Bohrerschneide angeschnitten. Anschliessend wird dann erst das Gewinde aufgewalzt.The additionally desired step edge 7 in the transition area to the tip is preferably also formed on the blank, for example again by pressing or rolling. At the same time, the drill tip is then also used in this operation and cutting edge. Only then is the thread rolled on.

Claims (8)

Patentansprüche Srlh5 behrende Schraube, insbesondere zum Befestigen zur Fassadenplatten, mit einem unterhalb des Schraubenkopfes ausgebildeten, im Durchmesser gegenüber dem Gewindeabschnitt geringeren Sewindefreien Schaftabschnitt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass im ereich (4) des dem Kopf (1) zugewandten Auslaufendes der Aussendurchmesser (D) des Gewindeabschnittes vergrössert ist. Patent claims Srlh5 behrende screw, in particular for fastening for facade panels, with one formed below the screw head, in diameter compared to the thread section less sewn thread-free shaft section, d a d u R e k e k e n n n z e i c h n e t that in the area (4) of the head (1) facing The outer diameter (D) of the threaded section is enlarged at the end. 2. Scrraube nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e 1 c h n e t, dass der Gewindeabschnitt (4,6) mehrgängig ausgebildet ist.2. Screw according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e 1 c h n e t that the threaded section (4, 6) is multi-threaded. 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 Umfang der im Durchmesser (D) vergrösserten Gewindegänge (3) des Auslaufbereiches (4) von der Kreisform abweichend, insbesondere fräserförmig gezahnt ist.3. Screw according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the circumference of the thread turns (3) increased in diameter (D) of the outlet area (4) deviating from the circular shape, in particular mill-shaped is toothed. 4. Schraube nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r e h g e k e n n z e i c h n e t, dass der den Gewindeabschnitt (6) aufnehmende Schaftabschnitt mit einer Stufenkante (7) in den im Durchmesser (d') kleiner gewählte und die Bohrerschneide (5) bildenden Spitzenabschnitt übergeht.4. Screw according to one or more of the preceding claims, it is indicated that the one receiving the threaded section (6) Shank section with a step edge (7) in the diameter (d ') selected smaller and the tip section which forms the drill cutting edge (5) passes over. 5. Schraube nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i ch n e t, dass die unteren Auslaufenden der an der Stufenkante (7) endenden Gewind-gänge (3) als Fräserkanten (3) ausgebildet sind.5. Screw according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i ch n e t that the lower run-out ends of the threads ending at the step edge (7) (3) are designed as milling edges (3). 6. Verhergehenden zum Herstellen einer selbstbohrenden Schraube nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass aus einem Draht mit eie für eine bestimmte Schraubenkopfgrösse ausreichenden Durchmesser ein Schraubenrohling gepresst wird, dann in einem Bereich im Abstand unterhalb des Schraubenkopfes ein Schaftabschnitt mit grösserem Durchmesser ausgeformt wird und schliesslich das Gewinde aufgewalzt und die Bohrerschneide ausgeformt wird.6. Proceed as follows for making a self-drilling screw one or more of the preceding claims 1 to 5, d a d u r c h g e k e n n n z e i h e t that from a wire with eie for a certain screw head size a screw blank is pressed in a sufficient diameter, then in one area a shaft section with a larger diameter at a distance below the screw head is formed and finally the thread is rolled on and the drill cutting edge is formed will. 7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, dass der im Durchmesser grössere Schaftabschnitt mit einem Umfangsprofil, insbesondere mit einem Profil von Längs- oder Spiralrillen ausgeformt wird.7. The method according to claim 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the shaft section larger in diameter with a circumferential profile, in particular is formed with a profile of longitudinal or spiral grooves. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, dass vor dem Aufwalzen des Gewindes am Schaftende des Rohlings eine Stufenkante und an dem dadurch gebildeten im Durchmesser kleineren Endabschnitt die Bohrerschneide ausgeformt wird.8. The method according to claim 6 or 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h e t that before rolling the thread on the shaft end of the blank a Step edge and on the thereby formed smaller diameter end section the cutting edge of the drill is formed.
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