DE3337534A1 - Universalschraube, werkzeug zur herstellung derartiger universalschrauben, und schraubendreher fuer derartige universalschrauben - Google Patents

Universalschraube, werkzeug zur herstellung derartiger universalschrauben, und schraubendreher fuer derartige universalschrauben

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DE3337534A1 DE19833337534 DE3337534A DE3337534A1 DE 3337534 A1 DE3337534 A1 DE 3337534A1 DE 19833337534 DE19833337534 DE 19833337534 DE 3337534 A DE3337534 A DE 3337534A DE 3337534 A1 DE3337534 A1 DE 3337534A1
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Description

  • Titel: "Universalschraube, Werkzeug zur Herstellung
  • derartiger Universalschrauben, und Schraubendreher für derartige Universalschrauben." "Universalschraube, Werkzeug zur Herstellung derartiger Universalschrauben und Schraubendreher für derartige Universalschrauben".
  • Die Erfindung bezieht sich auf selbstbohrende und/oder selbstformende Universalschrauben mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
  • Je nach dem Einsatz in unterschiedlichen Materialien werden Schrauben verwendet, die aufgrund ihrer Geometrie Spezialschrauben sind. So gibt es beispielsweise Holzschrauben, Spanplattenschrauben, Blechschrauben, Kunststoffschrauben usw. Diese für unterschiedlichste Einsatzzwecke bestimmten Schrauben sind in ihrer Charakteristik so konzipiert, daß sie dem jeweiligen Werkstoff, mit dem sie verbunden werden, optimal entsprechen.
  • Bei derartigen Schrauben werden die unterschiedlichsten Spitzenausführungen verwendet, z.B. ausgewalzte Spitzen, Nagelspitzen, Bohrspitzen, Löffelspitzen, Kerbspitzen usw. Diese Spitzen sind zum Teil schneidend, zum Teil formend. Auch die Gewinde solcher Schrauben sind speziell für den beabsichtigten Anwendungszweck ausgelegt.
  • Dem allgemeinem Wunsche der Industrie bzw. der Verbraucher folgend sind Universalschrauben entwickelt worden, die Spezialschrauben für die unterschiedlichsten Materialien ersetzen, die damit wesentlich günstiger hergestellt werden können, die rationeller eingesetzt werden können, die die Lagerhaltung beim Benutzer erleichtern, etc.
  • Aus der DE-AS 23 18 088 ist eine selbstschneidende Schraube mit Gewindespitzen bekannt, die als wellenförmige Schneide ausgebildet sind. Eine derartige Schraube weist einen relativ spitzen Flankenwinkel des Gewindes von ca. 40° und ein symmetrisches Gewindeprofil auf, dessen Symmetrieachse von der Senkrechten zur Schraubenachse entgegen der Einschraubrichtuna um mindestens 5 Winkelgrade abweicht. Damit soll eine Schraube mit hohem Abreißwiderstand geschaffen werden und die Schneideigenschaft soll durch wesentliche Verringerung der beim Eindringen in ein Werkstück zu überwindenden Reibung verbessert werden.
  • Aus der DE-OS 31 17 624 ist eine selbstformende Universalschraube bekannt, die anstelle unterschiedlicher Spezialschrauben (Holzschrauben, Blechschrauben, Spanplattenschrauben und dal.) verwendbar ist. Dies wird dadurch erreicht, daß der Gewindegang in unterschiedlichen Abschnitten der Längserstreckung der Schraube unterschiedliche Scheitelwinkelwerte hat, wobei wieder Scheitelwinkel symmetrisch ausgebildet ist. Eine derartige bekannte Schraube ist mit einem zylindrischen Bund unterhalb des Schraubenkopfes versehen, der eine Länge bzw. Höhe von einigen Gewindegängen hat und dessen Außendurchmesser gleich dem Außendurchmesseer des Gewindeganges ausgeführt sein kann. Damit wird das Bruchmoment einer Schraube mit Versenkkopf erheblich verbessert. Er kann weiterhin auch als Zentrierung, z.B. für Beschläge, benutzt werden, und er kann auf seiner Außenfläche eine Profilierung, z.B. Gewindegänge, aufweisen. Es hat sich gezeigt, daß eine derartige bekannte Universalschraube für manche Anwendungsfälle nicht die gewünschte, ausreichende Wirkung ergibt.
  • Des weiteren ist aus der DE-OS 30 03 280 eine selbstschneidende bzw. selbstfurchende Schraube bekannt, die mit zwei gleich hohen Gewindegängen ausgeführt ist, wobei die Gewindegänge unterschiedlich große Querschnitte besitzen. Mit einer derartigen Schraube werden die Ausreißkräfte verbessert, da durch die unterschiedlich großen Profilquerschnitte der beiden gleich hohen Gewindegänge die Zwischenräume zwischen den Gewindegängen optimal mit verdrängtem Material, wie Holz, Spanplattenmaterial, Kunststoff, Blech oder dgl. ausgefüllt sind, so daß sich eine hohe Haltekraft für die Schraube ergibt. Die Herstellung der Schraube ist jedoch aufwendig und kompliziert.
  • Deilgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Schraube so weiterzubilden, daß sie als Universalschraube alle funktionen und notwendigen Eigenschaften der Spezialschrauben übernimmt, ohne Vorbohren die unterschiedlichsten Materialien verbinden kann, und auf einfache und billige Weise herzustellen ist.
  • Dies wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 erreicht. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Schraube nach der Erfindung läßt sich ohne Vorbohren des Materials relativ leicht einschrauben und erfüllt folgende Kriterien: 1. griffige Spitze 2. geringes Bohreinschraubdrehmoment 3. geringes Einschraubdrehmoment, wobei je nach Art des Materials auch das Gewinde mit wenig Reibung geformt wird 4. hohes Überdrehmoment 5. hohes Rüttelmoment.
  • Der Kopf des Schraubenantriebs nach der Erfindung ist so ausgeführt, daß eine gute und sichere Übertragung des Drehmomentes mit dem Schrauber oder dem Schraubendreher über die Kupplung im Schraubenkopf gewährleistet ist. Der Schraubenkopf kann z.B.
  • so ausgebildet sein, wie in der Parallel-Anmeldung ...(Anwaltsakte K/p 11.16so dargestellt und beschrieben. Der Scnraubendreher schnäbelt und greift gut in die Kupplung ein, was für ein automatisches Schrauben von wesentlicher Bedeutung ist. Der Sitz zwischen Schraubendreher und Kupplung im Schraubenkopf ergibt ein geringes Spiel mit großem rlächenkontakt. Der Schraubendrener wird bei zunehmendem Drehmoment nicht aus dem Schraubenkopf herausgedrückt, wie dies bei allen Formen der Kreuzschlitzausführungen aufgrund der Geometrie der konischen Formen der rall ist, die eine Keilwirkung bzw. einen "cam-out-Effekt" ergeben. Weiterhin kann die Schraube beim Verarbeiten in horizontaler Richtung nicht von dem Schraubendreher abfallen.
  • Die bekannten Kupplungsarten im Schraubenkopf, wie Längsschlitz, Kreuzformen, Vielkant (z.B. Torx), Innensechskant usw. können im Falle vorliegender Erfindung zum Einsatz kommen.
  • Die Spitze der Schraube ist so ausgeführt, daß sie gut ansetzt und zentriert, so daß sie ohne Vorbohren in den Werkstoff eingeschraubt werden kann. Die Spitze hat dabei einen sehr spitzen Winkel und ist vielfächig bzw. profilartig- kantig ausgebildet. Das Gewinde verläuft bis zur Spitze bzw. läuft an der Spitze aus, damit die Spitze sofort den Werkstoff erfaßt und sich in ihn einzieht. Die richtige Ausgestaltung der Spitze ist dabei von wesentlicher Bedeutung, da sie über das Einschrauben der Schraube ohne Vorbohren bei kleinem Einschraubdrehmoment entscheidend ist. Die Schraubenspitze soll die Bohrung soweit vorbohren, daß genügend Material vorhanden ist, damit das Muttergewinde geformt werden kann. Das Material, in das die Schraube eingesetzt wird, z.B. Holz oder Spanplatte, darf dabei nicht spleißen, der Kunststoff, insbesondere bei renstermaterial, darf nicht erwärmt werden, und bei dünnem Blech leitet die Schraubenspitze das Ausbilden des Muttergewindes ein, wobei eine Kragenbildung im Blech erwünscht ist. Die Schraubenspitze mit Profilierung ist für das gewünschte kleine Einschraubdrehmoment entscheidend; die Spitze formt eine sehr kleine Bohrung, die die Voraussetzung für einen späteren großflächigen Kontakt zwischen Schraube und Muttergewinde ist, wodurch sich ein erwünschtes, hohes Überdrehmoment ergibt.
  • Bei einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung ist die Spitze der Schraube weggenommen, so daß sich für eine vorgegebene Bohrung ein Vorteil ergibt, der auch bei einem normalen Schraubeneinsatz gegeben ist. Die Spitze ist dabei abgeflacht, z.B. als ballistische Spitze ausgebildet.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, die Spitze einer Schraube nach der Erfindung mit Gleitmittel zu versehen bzw. auf der Spitze einen Gleitmittelüberzug aufzubringen, um einen besseren Gleiteffekt zu erzielen. Die Art des Überzuges wird dabei entsprechend dem Werkstoff, in den die Schraube eingeschraubt wird, gewählt. Es hat sich ferner als zweckmäßig herausgestellt, unterschiedliche Arten von Überzügen durch unterschiedliche rarbe zu kennzeichnen, so daß damit der Anwendungszweck der Schraube auf einfachste Weise festgestellt werden kann.
  • Für eine Schraube ist die Kombination aus Schraubenantrieb, Spitzenausführung und Gewindeform von entscheidender Bedeutung.
  • Diese Faktoren hängen voneinander ab. Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Schrauben wird der Bereich selbstbohrender und gewindeformender Schrauben erweitert, wobei ein leichtes Einschrauben bzw. ein geringes Bohreinschraubdrehmoment mit formendem Gewinde erzielt wird, die Schraube sich dann ohne hohen Kraftaufwand selbständig in das Material hineinzieht, und das Gewinde sich aufgrund der Auslegung der Gewindegeometrie sofort nach dem Durchbohren des Materials formt bzw. furcht.
  • Dabei wird besonders bei dünnen Blech eine Kragenbildung für ein verlängertes Muttergewinde erreicht. Des weiteren ist das Gewinde nach der Erfindung so ausgelegt, daß es über die formende Zone im Bereich der Spitze in eine Zone zur weiteren Formung des Gewindes übergeht, in der das Gewinde großvolumiger wird bzw. eine andere Gewindegeometrie bekommt, damit ein maximaler Haftsitz im vorgeformten Muttergewinde erreicht wird.
  • Dies ergibt ein maximales Überdrehmoment und eine maximale Ausreißkraft.
  • Aufgrund der Abstufung von Zonen unterschiedlicher geometrischer Ausgestaltung ist ein Vorformen und Nachformen stets gewährleistet, so daß die Schraube leicht eingeschraubt werden kann. Die damit erreichten Vorteile sind geringes Einbohrmoment, geringes Einschraubdrehmoment, geringes Gewindeformmoment, hohes Überdrehmoment, hohe Ausreißkraft und hohes Rüttelmoment.
  • Zum Herstellen derartiger Universalschrauben wird ein Werkzeug verwendet, bei dem zwei Gewindewalzbacken zum Walzen des Schraubgewindes eingesetzt werden, und die Gewindespitze gleichzeitig verformt wird. Vorzugsweise werden in das Schraubgewinde bis zum Spitzenauflauf mindestens drei Nuten eingewalzt.
  • Während üblicherweise Spitzen beim Gewindewalzen gleichzeitig abgeschert und mit Gewinde versehen werden, um die Spitze auszuformen, ist nach vorliegender Erfindung die Gewindewalzbackenanordnung so ausgebildet, daß gleichzeitig beim Gewindewalzen bis zur Schraubenspitze hin auslaufende Nuten eingewalzt werden. Hierzu sind sowohl in der feststehenden als auch in der beweglichen Gewindebacke in der Teilung versetzt Profilierungsnocken angeordnet, die beim Gewindewalzen die Nuten mit einformen. Die Gewindenuten werden bei der Walzbackenfertigung so ausgebildet, daß die Gewindenuten an der Stelle der Nocken unterbrochen werden, so daß an dieser Stelle die Schrauben nicht verformt werden und die Nuten an der Schraube entstehen. Diese Profilierungsnocken sind so ausgelegt und angeordnet, daß sie bis zur Kante der Abscherrampe reichen und bis in die äußerste Schraubenspitze auslaufen. Dabei formt die Kante der Abscherrampe die Schraubenspitze, bestimmt die Länge der Schraube und wird an einem Punkt der Abscherrampe abgeschert, der nach vorne, d.h. zum Gewindebeginn hin versetzt ist. Von diesem Abscherpunkt aus wird das Schraubgewinde in die anschließende Egalisierzone weitergeführt und dort in der Spitze geformt.
  • Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Universalschraube nach der Erfindung, teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt durch die Universalschraube nach Fig. 1 längs der Schnittlinie A-B, Fiq. 3 einen Schnitt durch die Universalschraube nach Fig. 1 längs der Schnittlinie C-D, Fig. 4 ein Werkzeug zum Herstellen einer Universalschraube nach den Figuren 1 - 3 in Form eines Gewindewalzbackenpaares, in seitlicher Schnittansicht, Fig. 5 das Gewindewalzbackenpaar nach Fig. 4 im Einsatz, rig. 6 eine Gewindewalzbacke nach rig. 5 in schematischer Darstellung, und Fig. 7 das Gewindewalzbackenpaar nach Fig. 5 in Arbeitsposition, in schematischer Darstellung.
  • Die Universalschraube 1 nach Fig. 1 weist einen teilweise im Schnitt dargestellten Versenkkopf 2, in dessen Oberseite eine Kreuzschlitzvertiefung 3 zur Aufnahme eines Kreuzschlitz-Schraubendrehers ausgebildet ist, sowie einen Schaft 4 mit Gewinde 5 auf. Der Schaft 4 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und läuft am unteren Ende in die Schraubenspitze 6 aus. Das Gewinde 5 ist mit unterschiedlichen Gewindegangquerschnitten 7, 8 ausgeführt und besitzt scharfe Kanten, wie sie bei Spanplatten üblich sind.
  • Der rorma-bschnitt 9 der Schraubenspitze 6 ist ausgewalzt und das Gewinde 7 verläuft bis zur Körnerspitze 6. Die Gewindegänge 7 sind im Bereich des Formabschnittes 9 als symmetrische Dreiecksformen mit einem Scheitelwinkel a3 ausgebildet und gehen im Anschluß an den Formabschnitt 9 in ein Gewinde mit Gewindegang 8 über. Der Gewindegang 8 weist zwei unterschiedliche Scheitelwinkel al und a2 auf. Dabei hat die Gewindegangspitze 10 einen kleineren Winkel al und der Gewindegangfuß 11 einen größeren Winkel a2. Im vorderen Bereich der Schraubenspitze, d.h. im Formabschnitt 9, ist die Formzone 12 mit den teilkreisförmigen Kurvenabschnitten ausgebildet und geht in das Gewinde 5 mit den Gewindegangquerschnitten 10 und 11 über. Die Formzone 12 ist, wie den Querschnittsansichten nach rig. 2 und Fig. 3 zu entnehmen ist, in drei Kurvenabschnitte aufgeteilt; es können jedoch in Rahmen vorliegender Erfindung auch mehr als drei Kurvenabschnitte gleichmäßig über den Schraubenumfang verteilt angeordnet sein. Die Formzone 12 ist so ausgelegt, daß die Spitze 6 genau auf den Arbeitspunkt zentriert ist und sich in den Werkstoff eindrückt, was bei weichen Werkstoffen, z.B. Holz, Kunststoff und dgl., ohne Kraftaufwand möglich ist. Im Anschluß daran greift die Formzone 12 mit dem Gewinde 7 in das Material ein und die Schraube zieht sich über den gesamten Formabschnitt 9 und anschließend mit dem eigentlichen Haltegewinde 8 bzw. 10, 11 in den Werkstoff ein. Dieser Vorgang wird ohne hohen Kraftaufwand ausgeführt, weil die Formzone 12 innerhalb des Formabschnittes 9.aufgrund der Kurvenabschnitte geringe Reibungsflächen bietet und durch den Eigenantrieb über die Gewinde 7 und 8 in das Material hineingezogen wird.
  • Das Gewinde 8, das sich an den Formabschnitt 9 anschließt, weist einen Gangquerschnitt größeren Volumens auf als das Gewinde 7, so daß es den von dem Gewinde 7 vorgeformten Gewindegang im Muttergewinde vollflächig ausfüllt und fest im Material sitzt.
  • Damit ergibt sich ein maximales Überdrehmoment und es kann ein hohes Anschraubdrehmoment ausgeübt werden.
  • Bei der Verwendung von Blechteilen läuft der gleiche Vorgang ausgehend von der Spitze 6 für das Durchbohren der Bleche ab.
  • Die Spitze 6 hat eine Körnerspitze von nur einigen Zehntel Millimeter und unmittelbar anschließend sind die formenden Profile 12 wirksam. Die Spitze 7 zentriert sich auf dem Blech und bohrt und formt sich durch das Blech durch leichtes Andrücken. Anschließend greift das Gewinde 7 sofort, zieht sich durch die kleine, entstandene Bohrung und formt das Muttergewinde. Die Reibung ist hierbei gering und es ist nur ein geringer Kraftaufwand nötig, weil an dem Gewinde 7 in der rormzone 9 an den jeweiligen Gewindegängen Formkanten 13 gebildet werden, die die Verformung des Bleches vornehmen und gleichzeitig eine Kragenbildung ergeben, wie dies normalerweise nur mit einem Stanzwerkzeug mit Durchzugstempel erzielt werden kann. Hierbei übernimmt das Gewinde 7 innerhalb des Formabschnittes 9 über die Formkanten 13 die Umformung für das Gewinde und den Durchzug für das verlängerte Muttergewinde. Die Schraube führt diese Umformung drehend aus, so daß dadurch die Reibung nochmals verringert wird.
  • In Fig. 4 ist das Werkzeug in Form zweier miteinander zusammenwirkender Gewindewalzbacken 101, 102 mit einer zwischen den Backen angeordneten, bearbeiteten Schraube 103 mit Gewinde 104 und Spitze 105 im Schnitt schematisch dargestellt. Fig. 5 zeigt die beiden Gewindewalzbacken 101, 102 mit Schraube 103 im Einsatz. Die Gewindebacke 101 ist dabei beweglich, die Gewindebacke 102 feststehend angeordnet. Aus der Schrägansicht der Fig.
  • 5 ergibt sich die Gewindewaizzone 106 und die darunterliegende Abscherzone 107. Die Egalisierzone 108, die in Fig. 5 durch die bewegliche Backe 101 verdeckt ist, ist in Figuren 6 und 7 zu entnehmen. Aus der Schnittdarstellung nach Fig. 6 und 7 ist im einzelnen die Abscherzone 107 mit ihrer äußeren Kante 108, ferner die Egalisierzone 109 und der Abscherpunkt 110 zu entnehmen. Die Profilierungsnocken sind mit 111 bezeichnet und sind in Bearbeitungsrichtung aus walztechnischen Gründen versetzt, z.B. um 2400 (eine Umdrehung = 3600). Diese Profilierungsnocken formen beim Gewindewalzen Nuten 112 mit ein, z.B.
  • deren drei, die um 1200 gegeneinander versetzt sind und die bis an die Kante der Abscherzone 108 reichen. Die Abscherung erfolgt am Abscherpunkt 110, und die Schraube gelangt anschließend in die Egalisierzone 109. In den Figuren 6 und 7 sind die Flächen der Gewindewalzbacken 101, 102 in entsprechender Weise durch die Markierungen a, b, c aufgeteilt, wobei der Abstand zwischen a und b, b und c, c und a jeweils 1200 beträgt, wobei eine Schraubenumdrehung 3600 entspricht.
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Claims (20)

  1. Patentansprüche 1. Selbstbohrendc und/oder selbst formende Un.iversalschrauDe mit einer im Schraubenkopf vorgesehenen Kupplung zur Übertragung des Drehmomentes, einem Schaft mit Gewinde und einer Bohrerspitze, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenspitze (6) einen Gewindegang (7) mit gleichmäßigem Scheitelwinkel (al) aufweist, und daß die Spitze (6) in Umfangsrichtung durch aneinander anschließende, disontinuierliche, insbes.
    konvexe und konkave rormabschnitte (9; 12, 14, 15) begrenzt ist, wobei der Durchmesser des Innenkreises des Querschnittes am spitzen Anfang (6) bei Null beginnt und mit zunehmen dem Abstand von der Spitze bis zum Übergang in den Gewinde gang (8) zunimmt.
  2. 2. Universalschraube nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeqang (8) bei gleichbleibender Ganghöhe an der Gewindequerschnittsspitze einen kleineren Scheitelwinkel (a3) und am Cewindequerschnittsfuß einen größeren Scheitelwinkel (a2) besitzt, und daß die Symmetrieachse des Geu.indeprofils mit der senkrecht zur Schraubenachse entgegen der Einschraubrichtuna zusammenfällt.
  3. 3. Universalschraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitelwinkel (a3) die nleiche Größe wie der Scneitelwinkel (al) hat.
  4. 4. Universalschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenspitze (6) am äußersten Ende eine Körnerspitze aufweist. in der das Gewinde (7) ausläuft.
  5. 5. Universalschraube nach einem der Ansprüche 1 bis tß, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (;) im ereic der profilierten Bohrerspitze (6) einem im Querschnitt gleichbleibenden Gewindegang aufweist (1. Formstufe).
  6. 6. Universalschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an den Bereich der Formabschnitte (9; 12, 14, 15) in ca. 1/3 der Höhe des Schraubenschaftes(4) der Gewindequerschnitt (8) volumenmäßig vorzugsweise stetig zunimmt und von einem Scheitelwinkel von z.B.
    00 an der Gewindespitze auf einen größeren Scheitelwinkel von z.B. 600 am Gewindefuß übergeht, und daß der Puerschnitt des Gewindegangprofiles somit zwei ineinander übergehende Winkel von 6£) und 40n aufweist (2. rormstufe - Nachzieheffekt).
  7. 7. Universalschraube nach einem der Ansprüche 1 bis ó, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitelwinkel (a2) des Gewindefußes (11) des Gewindeganges (8) in Abhänolekeit vom Abstand von der Gewindespitze (6) einen unterschiedlichen Wert hat.
  8. 8. Universalschraube nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitelwinkel (a2) ausgehend vom Ende des Bereiches (6) von Gewindegang zu Gewindegang vorzugsweise kontinuierlich um einige Winkelgrade zunimmt und daß erst im oberen Bereich des Schraubenschaftes der Scheitelwinkel von 600 erreicht ist.
  9. 9. Universalschraube nach Anspruch 1 - 7, dadurchne!ennzeichnet, daß die Schraube aus einem konischen Rohling hergestellt ist und daß der Schaft (4) der fertigen Schraube konische rorm hat.
  10. 10. Universalschrauoe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (1) im Schraubenkopf (2) eine Kupplung (3) in Form von Vielkantmitnehmerflächen, z.B.
    Kreuzschlitze, aufweist.
  11. 11. Universalschraube nach Anspruch 1G, dadurch gekennzeichnet, daß die form der Vitnehmerflächen (3) im inneren Bereich zylindrisch ist und daß die Mitnehmerflächen (3) zur Befestigung einer '<unststoffkappe mit Zapfen ausgebildet sind.
  12. 12. Universalschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube aus einem Spezialstahl hergestellt ist, der eine Einsatzhärtung oder Vergütung ermöglicht.
  13. 13. Universalschraube nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus austenitischem Chrom-Nickel-Stahl besteht.
  14. 14. Universalschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch qekennzeichnet , daß die ormzone (12) zusammen mit dem Gewinde (7, 8) in einem Arbeitsqang gewalzt ist.
  15. 15. Universalschraube nach einem der Ansprüche 1 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze abgeflacht, z.B. als ballistische Spitze ausgebildet ist.
  16. 16. Werkzeug zur Herstellung einer Universalschraube nach einem der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß die feststenende und die bewegliche Gewindewalzbacke (101, 102) in der Teilung gegeneinander versetzt angeordnete Profilierungsnocken (111) aufweisen, die beim Gewindewalzen Gewindenuten (112) in die Schraube formen.
  17. 17. Werkzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierungsnocken (111) bis zum äußersten Rand der Abscherkante (108) ausgebildet sind.
  18. 18. Werkzeug nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierungsnocken (111) um zwei Drittel einer Schraubenumdrehung (oder 2400) versetzt angeordnet sind.
  19. 19. Werkzeug nach einem der Ansprüche 16 - 18, dadurch geennzeichnet, daß der Abscherpunkt (110) nach vorne, d.h. in Richtung des Beginns des Gewindewalzens, versetzt ist.
  20. 20. Werkzeug nach einem der Ansprüche 16 - 15, dadurch aekennzeichnet, daß der hintere Bereich als Egalisierzone (109) ausgebildet ist.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19637969A1 (de) * 1996-09-18 1998-03-26 Schrauben Betzer Gmbh & Co Kg Loch- und gewindeformende Dünnblechschraube
EP2224142A2 (de) 2009-02-27 2010-09-01 Antonio Scanu Gewindeformende Schraube
EP3040563A1 (de) 2015-01-05 2016-07-06 Adolf Würth GmbH & Co. KG Schraube mit diskontinuität an zwischengewindeabschnitt
DE202021105434U1 (de) 2021-10-07 2021-11-15 MFI-Metall Fastening Industrie GmbH Holzschraube
DE102021126035A1 (de) 2021-10-07 2023-04-13 MFI-Metall Fastening Industrie GmbH Holzschraube

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20319690U1 (de) * 2003-12-18 2005-05-04 Sfs Intec Holding Ag Schraube für den Einsatz bei Fenster- oder Türprofilen
DE102006002562A1 (de) * 2006-01-10 2007-07-12 Swg Schraubenwerk Gaisbach Gmbh Ansatzschraube

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1361858A (en) * 1919-10-25 1920-12-14 Howard M David Securing device
US2284659A (en) * 1940-05-25 1942-06-02 Illinois Tool Works Thread rolling die
GB943575A (en) * 1961-04-26 1963-12-04 Gen Am Transport Thread-swaging and fastening screws
GB957626A (en) * 1961-08-28 1964-05-06 Gen Am Transport Combination hole-drilling and thread-forming screw fasteners
US3192819A (en) * 1961-04-03 1965-07-06 Illinois Tool Works Thread forming screw having oval threads and a cutting edge
US3196819A (en) * 1962-02-28 1965-07-27 Rudolf Lechner Kommanditgeseil Method of producing seamless metal bottles and an apparatus for carrying the method
GB1165591A (en) * 1966-09-27 1969-10-01 Reed Rolled Thread Die Co Improvements relating to Thread Rolling Dies for Producing Gimlet Pointed Screws.
US3504722A (en) * 1968-11-20 1970-04-07 Lamson & Sessions Co Thread forming and locking fastener
GB1223211A (en) * 1968-04-01 1971-02-24 Reed Rolled Thread Die Co Thread rolling die with stabilizing portion
DE2318088B1 (de) * 1973-04-11 1974-04-11 Altenloh, Brinck & Co, 5828 Ennepetal-Milspe Selbstschneidende Schraube
US3831415A (en) * 1972-05-24 1974-08-27 Usm Corp Self tapping fastener and method and dies for making same
US3852992A (en) * 1970-04-11 1974-12-10 Res Eng & Mfg Thread-forming apparatus
DE2603217A1 (de) * 1976-01-29 1977-08-04 Mage Manfred Gehring Schraube mit flachkopf und holzschraubengewinde
EP0012441A1 (de) * 1978-12-14 1980-06-25 Eberhard Jaeger GmbH &amp; Co. KG Selbstfurchende Bohrschraube
DE3003280A1 (de) * 1980-01-30 1981-08-06 Frank 5758 Fröndenberg Knoche Selbstschneidende bzw. selbstfurchende schraube
US4315340A (en) * 1978-08-17 1982-02-16 Veldman Donald R Method and apparatus for making a self-thread creating fastener
DE8113136U1 (de) * 1981-05-05 1982-03-25 J. Georg Bierbach Schraubenfabrik, 5990 Altena Selbstformende Universalschraube
DE3117624A1 (de) * 1981-05-05 1983-01-13 J. Georg Bierbach Schraubenfabrik, 5990 Altena Selbstformende universalschraube

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1361858A (en) * 1919-10-25 1920-12-14 Howard M David Securing device
US2284659A (en) * 1940-05-25 1942-06-02 Illinois Tool Works Thread rolling die
US3192819A (en) * 1961-04-03 1965-07-06 Illinois Tool Works Thread forming screw having oval threads and a cutting edge
GB943575A (en) * 1961-04-26 1963-12-04 Gen Am Transport Thread-swaging and fastening screws
GB957626A (en) * 1961-08-28 1964-05-06 Gen Am Transport Combination hole-drilling and thread-forming screw fasteners
US3196819A (en) * 1962-02-28 1965-07-27 Rudolf Lechner Kommanditgeseil Method of producing seamless metal bottles and an apparatus for carrying the method
GB1165591A (en) * 1966-09-27 1969-10-01 Reed Rolled Thread Die Co Improvements relating to Thread Rolling Dies for Producing Gimlet Pointed Screws.
GB1223211A (en) * 1968-04-01 1971-02-24 Reed Rolled Thread Die Co Thread rolling die with stabilizing portion
US3504722A (en) * 1968-11-20 1970-04-07 Lamson & Sessions Co Thread forming and locking fastener
US3852992A (en) * 1970-04-11 1974-12-10 Res Eng & Mfg Thread-forming apparatus
US3831415A (en) * 1972-05-24 1974-08-27 Usm Corp Self tapping fastener and method and dies for making same
DE2318088B1 (de) * 1973-04-11 1974-04-11 Altenloh, Brinck & Co, 5828 Ennepetal-Milspe Selbstschneidende Schraube
DE2603217A1 (de) * 1976-01-29 1977-08-04 Mage Manfred Gehring Schraube mit flachkopf und holzschraubengewinde
US4315340A (en) * 1978-08-17 1982-02-16 Veldman Donald R Method and apparatus for making a self-thread creating fastener
EP0012441A1 (de) * 1978-12-14 1980-06-25 Eberhard Jaeger GmbH &amp; Co. KG Selbstfurchende Bohrschraube
DE3003280A1 (de) * 1980-01-30 1981-08-06 Frank 5758 Fröndenberg Knoche Selbstschneidende bzw. selbstfurchende schraube
DE8113136U1 (de) * 1981-05-05 1982-03-25 J. Georg Bierbach Schraubenfabrik, 5990 Altena Selbstformende Universalschraube
DE3117624A1 (de) * 1981-05-05 1983-01-13 J. Georg Bierbach Schraubenfabrik, 5990 Altena Selbstformende universalschraube

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 18 217-63 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19637969A1 (de) * 1996-09-18 1998-03-26 Schrauben Betzer Gmbh & Co Kg Loch- und gewindeformende Dünnblechschraube
DE19637969C2 (de) * 1996-09-18 2000-04-27 Schrauben Betzer Gmbh & Co Kg Spanlos loch- und gewindeformende Dünnblechschraube
EP2224142A2 (de) 2009-02-27 2010-09-01 Antonio Scanu Gewindeformende Schraube
EP2224142A3 (de) * 2009-02-27 2011-11-30 Antonio Scanu Gewindeformende Schraube
EP3040563A1 (de) 2015-01-05 2016-07-06 Adolf Würth GmbH & Co. KG Schraube mit diskontinuität an zwischengewindeabschnitt
DE102015100037A1 (de) * 2015-01-05 2016-07-07 Adolf Würth GmbH & Co. KG Schraube mit Diskontinuität an Zwischengewindeabschnitt
EP3719330A1 (de) 2015-01-05 2020-10-07 Adolf Würth GmbH & Co. KG Schraube mit diskontinuität an zwischengewindeabschnitt
DE202021105434U1 (de) 2021-10-07 2021-11-15 MFI-Metall Fastening Industrie GmbH Holzschraube
DE102021126035A1 (de) 2021-10-07 2023-04-13 MFI-Metall Fastening Industrie GmbH Holzschraube

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DE3337534C2 (de) 1988-11-03

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