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Schraube mit Senkschneiden
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraube mit Senk-oder Frässchneiden
(spot facing blades) und betrifft insbesondere eine Schraube mit Senkschneiden,
mittels welcher ein Wandteil, wie beispielsweise eine feuerbeständige Platte, an
einem Tragteil in einem Arbeitsgang so befestigloar ist, daß der Schraubenkopf anschließend
versenkt unter der Wandoberfläche angeordnet ist.
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Ublicherweise wird eine Schneidschraube oder eine Bohr-und Schneidschraube
benutzt, um ein Wandteil, wie beispielsweise eine feuerbeständige Platte, in einem
Arbeitsgang an einem Wandteil zu befestigen. Wenn ein runder oder sechseckiger Schraubenkopf
für lange Zeit Wind und Regen ausgesetzt ist, färbt er sich durch Rost rot, und
infolgedessen wird bei Regen die Wandoberfläche entsprechend verunreinigt.
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Als Gegenmaßnahme zum Schutz der Wandoberfläche ist es bekannt, den
Schraubenkopf als Senkkopf auszuführen, dessen
konische Spannfläche
mehrere Senkschneiden trägt, damit der Schraubenkopf etwas unter die Wandoberfläche
versenkt wird und mit Kitt verputzt werden kann und so Wind und Regen nicht mehr
ausgesetzt ist.
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Eine Bohr- und Schneidschraube mit Senkschneiden, die als Beispiel
in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, ist bereits zum Befestigen eines Wandteils
in Form einer feuerfesten Platte mit einer Dicke von weniger als 5 cm benutzt worden,
die aus Autoklavenleichtbeton besteht.
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Ein Schaft 1 ist an der äußersten Spitze mit einem Bohrschneidenteil
2 versehen, an den sich ein selbstschneidender Schraubenteil 3 anschließt. Ein Senkkopf
4 hat einen Durchmesser, der etwas größer ist als der Durchmesser eines herkömmlichen
Senkschraubenkopfes, gerade Senkschneiden 5 sind an einer konischen Spannfläche
radial von deren Mittelpunkt aus gebildet, und ein Kreuzschlitz 6 ist in die Stirnfläche
des Schraubenkopfes eingelassen.
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Wenn diese Schraube eingeschraubt wird, kann ein Span, der durch die
Senkschneiden 5 herausgeschnitten wird, frei nach außen ausgestoßen werden, bevor
die Stirnfläche des Schraubenkopfes 4 unter die Wandoberfläche versenkt wird, woran
anschließend aber die Innenwand eines durch die Senkschneiden 5 gefrästen Loches
den Spanausstoß behindert, weil die Senkschneiden, die einfach gerade und radial
gerichtet sind, kaum in der Lage sind, den Span nach außen auszustoßen. Infolgedessen
wird, wenn der Schraubenkopf 4 versenkt wird, das Schraubdrehmoment der Schraube
vergrößert, wodurch es zu einem Drehbruch der Schraube kommen kann oder die Leistung
eines herkömmlichen Elektroschraubers unzureichend werden kann.
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Als eine Gegenmaßnahme ist der Durchmesser des Schraubenkopfes 4 verkleinert
oder der Durchmesser des Schaftes
1 vergrößert worden, und zwar
in solchem Ausmaß, daß es zu keinem Drehbruch des Schaftes 1 kommt, wobei aber dann
das Problem besteht, daß dadurch die Spannfläche des Schraubenkopfes 4 und demgemäß
die Klemmkraft der Schraube verkleinert wird, während, da der zulässige Anpreßdruck
von Autoklavenleichtbeton sehr niedrig ist, die Klemmkraft der Schraube durch den
zulässigen Anpreßdruck von Autoklavenleichtbeton unter der Spannfläche des Schraubenkopfes
4 und nicht durch die Festigkeit des Schraubengewindes 3 diktiert wird.
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Wenn ein Wandteil härter als eine Autoklavenleichtbetonplatte ist,
bewirkt die Vergrößerung des Schraubdrehmoments außerdem, daß eine Schraubschneide
früh beschädigt wird.
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Eine dicke Autoklavenleichtbetonplatte mit einer Dicke von etwa 7,5
- 15 cm wird als Wandteil eines hochgeschossigen Gebäudes benutzt und bedarf naturgemäß
einer stärkeren Klemmkraft der Schraube als im Falle der dünneren Autoklavenleichtbetonplatte.
Da die Klemmkraft der Schraube wie erwähnt durch den zulässigen Anpreßdruck der
Leichtbetonpatte unter der Spannfläche des Schraubenkopfes diktiert wird, muß notwendigerweise
der Durchmesser des Schraubenkopfes vergrößert werden. Es ist aber unmöglich, den
Durchmesser mit Rücksicht auf Beschränkungen des Herstellverfahrens zufriedenstellend
zu vergrößern, und, selbst wenn es möglich ist, können die Senkschneiden den Span
nicht frei nach außerhalb der Spannfläche ausstoßen,und dasSchraubdrehmoment wird
abnorm vergrößert, so daß die Leistung eines herkömmlichen Elektroschraubers unzureichend
wird. Demgemäß kann dieses Problem durch die herkömmliche Schraube mit Senkschneiden
nicht gelöst werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Schraube mit Senkschneiden
zu schaffen, mittels welcher verschiedene- Wandteile, wie beispielsweise eine feuerfeste
Platte, ungeachtet dessen, ob diese hart oder weich ist, an einem Tragteil in einem
Arbeitsgang leicht befestigt werden kann, und zwar so, daß der Schraubenkopf unter
die Wandoberfläche versenkt wird.
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Weiter soll eine verbesserte Schraube mit Senkschneiden geschaffen
werden, die eine stärkere Klemmkraft hat und in der Lage ist, selbst ein weiches
und dickes Wandteil, wie beispielsweise eine dicke Autoklavenleichtbetonplatte,an
einem Tragteil in einem Arbeitsgang so zu befestigen, daß der Schraubenkopf unter
die Wandoberfläche versenkt wird.
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Die Erfindung schafft demgemäß eine Schraube mit Senkschneiden, mit
einem Schraubenkopf, mit einem sich daran anschließenden Schaft, mit mehreren Senkschneiden,
die an der Spannfläche des Schraubenkopfes radial gebildet sind, mit einem selbstschneidenden
Schraubenteil, der an dem Schaft gebildet ist, wobei die Senkschneiden so gebildet
sind, daß eine Phase eines Punktes darauf allmählich gegen die Schraubrichtung verzögert
wird, wenn der Punkt nach außen geht, und mit einer Spanausstoßeinrichtung, die
mehrere auf dem Umfang der Spannfläche gebildete Aussparungen aufweist.
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Außerdem schafft die Erfindung eine weitere Schraube mit Senkschneiden,
mit einem Schraubenkörper, mit einer Unterlagscheibe, wobei der Schraubenkörper
einen Schraubenkopf und einen mit diesem verbundenen Schaft aufweist, mit einem
Unterlagscheibenmitnehmer, der an einer Stelle gebildet ist, an der der Schaft mit
dem Schraubenkopf verbunden ist, mit einem Bohrschneidenteil, der an der äussersten
Spitze
des Schaftes gebildet ist, mit einem selbstschneidenen Schraubenteil, der sich an
den Bohrschneidenteil anschließt und in den Schaft eingeschnitten ist, mit einer
Spanausstoßeinrichtung, die sich an den selbstschneidenden Schraubenteil an dem
Schaft anschließt und mit diesem in Verbindung steht,wobei die Unterlagscheibe eine
Pzt Platte ist, von der eine Seite eine Spannfläche bildet, mit einem Mitnahmeloch,das
in der Mitte der Unterlagscheibe gebildet ist und in das der Unterlagscheibenmitnehmer
paßt, mit mehreren Senkschneiden, die auf der Spannfläche radial und so gebildet
sind, daß eine Phase eines Punktes darauf allmählich gegen die Schraubrichtung verzögert
wird, wenn der Punkt nach außen geht, und mit einer weiteren Spanausstoßeinrichtung,die
mehrere auf dem Umfang der Spannfläche gebildete Aussparungen aufweist, wobei der
Schaft des Schraubenkörpers das Mitnahmeloch durchdringt, in das der Unterlagscheibenmitnehmer
eingepaßt ist.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine Vorderansicht
einer bekannten Bohr- und Schneidschraube mit Senkschneiden, Fig 2 die Schraube
nach Fig. 1 in Draufsicht, die Fig. 3- 5 bevorzugte Ausführungsformen der Schraube
nach der Erfindung, Fig. 3 eine Vorderansicht einer Schneidschraube mit Senkschneiden,
FiQ. 4 eine Vorderansicht einer Bohr- und Schneidschraube mit Senkschneiden,
Fig.
5 eine Vorderansicht einer weiteren Bohr- und Schneidschraube mit Senkschneiden,
die Fig. 6-10 vergrößerte Unteransichten der Schrauben nach den Fig. 3-5 zur Veranschaulichung
von verschiedenen Modifizierungen einer Spannfläche, die Fig. 11-22 noch weitere
bevorzugte Ausführungsformen der Schraube nach der Erfindung, Fig. 11 eine Vorderansicht
einer Bohr- und Schneidschraube, die eine Unterlagscheibe mit Senkschneiden hat,
die Fig. 12, 15 Teilansichten des Schraubenkörpers und 17 nach Fig. 11 zur Veranschaulichung
verschiedener Modifizierungen eines Unterlagscheibenmitnehmers, die Fig. 13, 16
vergrößerte Unteransichten der Un-und 19-22 terlagscheibe nach Fig. 11 zur Veranschaulichung
verschiedener Modifizierungen der Spannfläche, Fig. 14 eine Schnittansicht, die
die Art der Verwendung der Schraube nach Fig. 11 zeigt, und Fig. 18 eine Seitenansicht
der Unterlagscheibe nach Fig. 11, die eine Modifizierung des Mitnahmeloches zeigt.
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Die Erfindung wird ausführlich unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis
22 beschrieben, in denen gleiche Teile gleiche Bezugszahlen tragen.
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Fig. 3 zeigt eine Schneidschraube mit Senkschneiden. Die Schraube
hat einen Schraubenkopf 11 und einen damit verbundenen Schaft 10. In den Schaft
10 ist ein selbstschneidender Schraubenteil 12 eingeschnitten, der sich von dem
zugespitzten äußersten Punkt in Richtung des Schraubenkopfes erstreckt. Der Schraubenkopf
11 ist ein Senkschraubenkopf, der im Durchmesser größer ist als ein herkömmlicher
Senkschraubenkopf, und mehrere Senkschneiden 14 sind auf einer konischen Spannfläche
13 radial so geformt, daß eine Phase eines Punktes auf den Senkschneiden 14 allmählich
gegen die Schraubrichtung zurückbleibt, wenn der Punkt nach außen geht. Gemäß Fig.
6 sind mehrere Nuten 16a am Umfang 15 der Spannfläche 13 eingeschnitten und bilden
eine Spanausstoßeinrichtung 16.
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Bei der Befestigung eines Wandteils, wie beispielsweise einer feuerfesten
Platte, mit der oben beschriebenen Schneidschraube wird ein Loch in einem Tragteil,
das an einer Säule oder einem Träger befestigt ist, vorgebohrt.
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Dann wird das Wandteil auf das Tragteil gelegt, und die äußerste Spitze
des Schaftes 10 wird gegen eine Stelle auf der Wandoberfläche gedrückt, die dem
vorgebohrten Loch entspricht, und der Schraubenkopf 11 wird durch einen Elektroschrauber
gedreht. Der selbstschneidende Schraubenteil 12 schneidet sich in dem vorgebohrten
Loch ein Gewinde und wird in das Loch eingeschraubt. Die Senkschneiden 14 bohren
ein Senkloch in dem Wandteil und stoßen einen durch Senkfräsen abgehobenen Span
über die Nuten 16a nach außen aus. Schließlich wird, nachdem die Schraube so weit
eingeschraubt worden ist, daß der Schraubenkopf 11 vollständig in dem Senkloch versenkt
ist, das Senkloch mit Kitt od. dgl. verschlossen.
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Fig. 4 zeigt eine Bohr- und Schneidschraube mit Senkschneiden. Auf
dem Schaft 10 ist ein selbstschneidender Schraubenteil 12 eingeschnitten, der sich
an einen Bohrschneidenteil 17 anschließt, welcher an der äußersten Spitze des Schaftes
gebildet ist. Bei der Verwendung der Schraube brauchen, da der Bohrschneidenteil
17 vor dem selbstschneidenden Schraubenteil 12 angeordnet ist und ein Loch in einem
Tragteil vorbohrt, in dem tragteil keine Löcher vorgebohrt zu werden. Die Schraube
eignet sich für eine Autoklavenleichtbetonplatte mit einer Dikke von weniger als
5 cm.
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Fig. 5 zeigt eine weitere Bohr- und Schneidschraube mit Senkschneiden.
Der Schaft 10 ist mit einer Bohrschneide 17 an der äußersten Spitze versehen, in
den Schaft ist ein selbstschneidender Schraubenteil 12 eingeschnitten, und der Schaft
ist mit dem Schraubenkopf 11 verbunden.
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Bei der Verwendung dieser Schraube braucht ebenfalls kein Loch in
einem Tragteil vorgebohrt zu werden. Die Schraube ist für ein Wandteil geeignet,
das härter als eine Autoklavenleichtbetonplatte ist.
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Im übrigen ist die Spannfläche 13 des Schraubenkopfes 11 nicht auf
eine konische Form beschränkt, sondern kann eben, sphärisch, usw, sein, und die
Stirnfläche des Schraubenkopfes 11 kann einen Sechskantkopf 18 usw. tragen, der
in Fig. 4 gestrichelt dargestellt ist, statt einer Aussparung, in die die Schraubschneide
eines Bohrschraubers einfaßt.
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Die Senkschneiden 14 können entweder gerade Schneiden 14a gemäß-Fig.
6 oder gekrümmte Schneiden 14b gemäß Fig.
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7 sein. Die gekrümmten Schneiden 14b sind beim Ausstossen eines Spans
wirksamer als die geraden Schneiden 14a.
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Die Fig. 7 bis 10 zeigen verschiedene Modifizierungen der
Spanausstoßeinrichtung
16. In Fig. 7 sind mehrere Vorsprünge 19 am Umfang 15 der Spannfläche 13 gebildet,
und Aussparungen 16b, die zwischen den Vorsprüngen 19 gebildet sind, bilden die
Spanausstoßeinrichtung. In den Fig.
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8 und 9 ist der Umfang 15 der Spannfläche 13 an mehreren Stellen geradlinig
abgeschnitten, und Aussparungen 16c oder 16d bilden die Spanausstoßeinrichtung.
In Fig. 10 ist der Umfang 15 der Spannfläche 13 an mehreren Stellen gekrümmt abgeschnitten,
und Aussparungen 16e bilden die Spanausstoßeinrichtung. Darüber hinaus kann die
Spanausstoßeinrichtung durch zwei Aussparungen gebildet werden, die auf dem Umfang
des der kleinen Halbachse entsprechenden Teils einer elliptisch ausgebildeten Klemmfläche
gebildet sind, was in den Zeichnungen nicht dargestellt ist.
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Die Senkschneiden 14, die auf dem Maximalradiusteil der Spannfläche
13 gebildet sind, sind beim Senkschneiden wirksamer.
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Fig. 11 zeigt eine Bohr- und Schneidschraube, die eine Unterlagscheibe
mit Senkschneiden hat. Die Schraube hat einen Schraubenkörper 20 und eine Unterlagscheibe
21.
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Der Schraubenkörper 20 hat einen Schraubenkopf 11, einen damit verbundenen
Schaft 10 und einen Unterlagscheibenmitnehmer 22, welcher an einer Stelle gebildet
ist,- an der der Schaft 10 mit dem Schraubenkopf 11 verbunden ist.
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Der Schraubenkopf 11 hat einen kreisförmigen Bund 24, welcher unter
einem Sechskantkopf 23 gebildet ist, der hinsichtlich Form und Größe einem herkömmlichen
Schraubenkopf gleicht. Der Schaft 10 ist an der äußersten Spitze mit einem Bohrschneidenteil
17 versehen, an den Bohrschneidenteil 17 schließt sich ein selbstschneidender Schraubenteil
12 an, an den selbstschneidenden Schraubenteil 12 schließt sich ein Spanausstoßschraubenteil
25 an, und der übrige Teil ist glatt und im Durchmesser etwas
kleiner
als der Spanausstoßschraubenteil 25. Der Unterlagscheibenmitnehmer 22 ist gemäß
Fig. 12 alsein Halsteil 22a sechseckigen Querschnittes ausgebildet.
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Die Unterlagscheibe 21 ist eine Art breite Platte, deren obere Fläche
eben ist und deren untere Fläche eine konische Spannfläche 13 bildet. Gemäß Fig.
13 sind mehrere radiale Senkschneiden 14 (14a) auf der Spannfläche 13 so gebildet,
daß eine Phase eines Punktes auf den Senkschneiden 14 (14a) gegen die Schraubrichtung
allmählich zurückbleibt, wenn der Punkt nach außen geht, und mehrere Nuten 16a sind
in den Umfang 15 der Spannfläche 13 eingeschnitten und bilden die Spanausstoßeinrichtung
16. Ein sechseckiges Loch 26a, das dieselbe Querschnittsform wie der Halsteil 22a
hat, ist in der Mitte der Spannfläche gebildet und bildet ein Mitnahmeloch 26, in
das der Unterlagscheibenmitnehmer 22 des Schraubenkörpers 20 hineinpaßt.
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Der Schaft 10 des Schraubenkörpers 20 durchdringt das sechseckige
Loch 26a der Unterlagscheibe 21, und der Halsteil 22a ist in das sechseckige Loch
26a eingepaßt, wie es in Fig. 11 gezeigt ist, Die Schraube eignet sich für ein weiches
und dickes Wandteil, wie beispielsweise eine dicke Autoklavenleichtbetonplatte.
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Fig. 14 zeigt die Art der Verwendung der Schraube. Ein Wandteil in
Form einer Autoklavenleichtbetonplatte 50 mit einer Dicke von etwa 7,5 bis etwa
15 cm wird auf ein Tragteil 40, das an einer Säule 30 befestigt ist, gelegt, der
Bohrschneidenteil 17 des Schraubenkörpers 20 wird gegen eine vorbestimmte Stelle
auf der Autoklavenleichtbetonplatte 50 gepreßt, und der Schraubenkopf 11
wird
durch einen Elektroschrauber gedreht. Der Bohrschneidenteil 17 bohrt ein Loch durch
die Autoklavenleichtbetonplatte 50 und das Tragteil 40, und der selbstschneidende
Schraubenteil 12 schneidet ein Gewinde in das Loch des Tragteils 40 und wird darin
eingeschraubt. Ein Span wird durch den Spanausstoßschraubenteil 25 zu dem Schraubenkopf
11 geschickt.
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Mittlerweile dreht sich die Unterlagscheibe 21 mit dem Schraubenkörper
20 und bohrt ein großes Stirnsenkloch 60 mittels der Senkschneiden 14 in die Oberfläche
der Autoklavenleichtbetonplatte 50. Ein Span wird durch die Senkschneiden 14 nach
außen gedrückt und über die Nuten 16a ausgestoßen.
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Schließlich, nachdem der Schraubenkörper 20 so weit eingeschraubt
ist, daß der Schraubenkopf 11 vollständig in dem Senkloch 60 versenkt ist, wird
das Senkloch 60 mit Kitt od.dgl. verschlossen.
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Die Spannfläche 13 der Unterlagscheibe 21 ist nicht auf die konische
Form beschränkt, sondern kann eben, sphärisch, usw. sein. Die Querschnittsform des
Unterlagscheibenmitnehmers 22 und des Mitnahmeloches 26 ist nicht auf die Sechseckform
beschränkt, sondern kann jede Form mit Ausnahme eines Kreises haben, beispielsweise
eine D-Form (nicht dargestellt).
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Der Unterlagscheibenmitnehmer 22 und das Mitnahmeloch 26 können gemäß
den Fig. 15 und 16 ein Außengewinde 22b bzw. ein Innengewinde 26b, in das das Außengewinde
22b eingeschraubt wird, sein, oder gemäß den Fig. 17 und 18 ein "zerfurchter" Mitnahmeteil
22c bzw. ein Loch 26c, das von einer "zerfurchten" Mitnahme fläche umgeben ist,
in die der Mitnahmeteil 22c einfaßt.
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Die Senkschneiden 14 können entweder gerade Schneiden 14a gemäß Fig.
13 oder gekrümmte Schneiden 14b gemäß Fig. 16 sein. Die gekrümmten Schneiden 14b
sind beim Spanausstos wirksamer als die geraden Schneiden 14a.
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Die Fig. 19 bis 22 zeigen verschiedene Modifizierungen der Spanausstoßeinrichtung
16 der Unterlagscheibe 21.
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In Fig. 19 sind mehrere Vorsprünge 19 auf dem Umfang 15 der Spannfläche
13 gebildet, und Aussparungen 16b, die zwischen den Vorsprüngen 19 gebildet sind,
bilden die Spanausstoßeinrichtung. In den Fig. 20 und 21 ist der Umfang 15 der Spannfläche
13 an mehreren Stellen geradlinig abgeschnitten, und Aussparungen 16c bzw.
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16d bilden die Spanausstoßeinrichtung. In Fig. 22 ist der Umfang 15
der Spannfläche 13 an mehreren Stellen gekrümmt abgeschnitten, und Aussparungen
16e bilden die Spanausstoßeinrichtung. Darüber hinaus können zwei Aussparungen,
die auf dem Umfang eines der kleinen Halbachse entsprechenden Teils einer elliptisch
ausgebildeten Spannfläche gebildet sind, die Spanausstoßeinrichtung bilden (nicht
dargestellt).
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Die Senkschneiden 14, die auf dem Maximalradiusteil einer Spannfläche
13 gebildet sind, sind beim Senkschneiden wirksamer.
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Dank der oben beschriebenen konstruktiven Merkmale ergeben sich durch
die Erfindung folgende Vorteile.
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Da die Spanausstoßeinrichtung auf dem Umfang der Spannfläche eines
Schraubenkopfes oder einer Unterlagscheibe gebildet ist, kann ein Span leicht ausgestoßen
werden.
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Da außerdem die Senkschneiden so gebildet sind, daß eine Phase eines
Punktes auf den Senkschneiden gegen die Schraubrichtung zurückbleibt, wenn der Punkt
nach außen geht, kann der Span leichter ausgestoßen werden. Die gekrümmten
Senkschneiden
verbessern den Spanausstoß* Durch die Verbesserung des Spanausstosses wird die abnorme
Erhöhung des Schraubdrehmoments beim Senkschneiden, die den Drehbruch einer Schraube,
die frühe Beschädigung einer Schraubschneide oder die Unzulänglichkeit der Leistung
eines Elektroschraubers verursacht, verhindert, wodurch die Arbeitsleistung verbessert
wird.
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Da der Spanausstoß verbessert wird, kann die Spannfläche vergrößert
werden, um die Klemmkraft einer Schraube zu vergrößern, oder der Durchmesser einer
Schraube kann wirtschaftlich kleiner gemacht werden. Da eine Unterlagscheibe getrennt
von dem Schraubenkörper vorgesehen wird, wird die Vergrößerung der Spannfläche frei
von Einschränkungen aufgrund des Herstellverfahrens. Infolgedessen ist die Schraube
zum Befestigen eines Wandteils, wie beispielsweise einer dicken Autoklavenleichtbetonplatte,
verwendbar, und die Arbeitsleistung wird sehr verbessert.
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