DE3529345A1 - Verfahren zur herstellung einer hakenkopfschraube aus edelstahl fuer c-foermige ankerschienen aus edelstahl - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Hakenkopfschraube aus Edelstahl für C- förmige Anker­ schienen aus Edelstahl durch Warmpressen unter gleichzeitiger Ausbildung von mindestens zwei radial gegenüberliegenden Zähnen auf der Unterseite des Schraubenkopfes zum Angreifen an den Untergurten des Ankerschienenschlitzes.

Eine nach dem bekannten Verfahren durch Warmpressen herge­ stellte Hakenkopfschraube aus Edelstahl dringt beim Be­ festigen einer Last an einer C- förmigen Ankerschiene aus Edelstahl mit ihren Zähnen aufgrund der hohen Festigkeit der Ankerschiene aus Edelstahl nicht in deren Untergurte ein. Stattdessen werden die Zähne flach gequetscht. Die Folge ist, daß die Last nur auf Zug, d.h. in Richtung senkrecht zur Ankerschiene und auf Abscherung, d.h. quer zur Anker­ schiene, sicher befestigt werden kann. Eine sichere Befesti­ gung der Last in Längsrichtung der Ankerschiene ist nicht möglich, da hierzu nur die Reibwirkung zwischen den flach gequetschten Zähnen und den Untergurten der Ankerschiene ausgenutzt werden könnte. Eine solche Verbindung von Haken­ kopfschraube und Ankerschiene mit rechnerischer Ausnutzung der Reibwirkung ist jedoch bauaufsichtlich nicht zugelassen.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Hakenkopf­ schraube aus Edelstahl zur Verwendung an einer C- förmigen Ankerschiene aus Edelstahl dahingehend zur verbessern, daß auch eine sichere, formschlüssige Befestigung von Lasten in Längsrichtung der Ankerschiene bei der Werkstoffpaarung Edelstahl/Edelstahl möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Zähne beim Warmpressen der Hakenkopfschraube mit Übermaß hergestellt und in einem weiteren Arbeitsschritt durch Reduzierung auf das Endmaß fertig gestaucht werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Festigkeit der Zähne der aus Edelstahl warmgepreßten Hakenkopfschraube derart erhöht, daß die Zähne auch in die Untergurte der aus Edelstahl hergestellten Ankerschiene eindringen und somit eine formschlüssige Befestigung von Lasten auch in Längsrichtung der Ankerschiene sicherstellen können. Eine derartige Hakenkopfschraube mit Zähnen, die erfindungsgemäß mit höherer Festigkeit zum Eingriff in die Untergurte der Ankerschiene versehen sind, erfüllt die bauaufsichtlichen Zulassungsbedingungen bezüglich der Befestigung der Lasten in Längsrichtung der Ankerschiene, ohne daß in unzulässiger Weise die Reibwirkung zwischen der Hakenkopfschraube und den Untergurten der Ankerschiene ausgenutzt wird. Erfindungs­ gemäß wird trotz der durch die Warmpressung der Hakenkopf­ schraube verminderten Materialfestigkeit die für das Ein­ dringen der Zähne in die Untergurte der aus Edelstahl be­ stehenden Ankerschiene notwendige Festigkeit der Zähne wieder erreicht, indem das bei der Herstellung der Zähne im Warmpressen vorgesehene Übermaß in dem weiteren Arbeits­ schritt durch Reduzierung auf das Endmaß der Zähne durch Stauchung auf das gewünschte Fertigmaß abgebaut wird.

In besonders bevorzugter Weise wird die Stauchkraft zur Reduzierung der Zahnhöhe im zur Achsrichtung des Schrauben­ schaftes paralleler Richtung aufgebracht. Gleichzeitig mit der Reduzierung der Zahnhöhe erfolgt eine Reduzierung der Breite der Zähne an deren Basis, wobei der Neigungswinkel der Zahnflanken im wesentlichen erhalten bleibt .

In besonders bevorzugter Weise erfolgt eine Reduzierung der Zahnhöhe um etwa 10 bis 15%.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand einer mit ihren Zähnen in die Untergurte einer Ankerschiene ein­ greifenden Hakenkopfschraube näher erläutert, wobei die Hakenkopfschraube und die Ankerschiene aus Edelstahl be­ stehen. Es zeigen:

Fig. 1 einen partiellen Querschnitt durch eine Anker­ schiene mit in deren Untergurte eingreifender Hakenkopfschraube,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Unterseite der Haken­ kopfschraube und

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Schraubenkopf mit auf der Unterseite befindlichem Zahn.

Die Hakenkopfschraube 1 aus Edelstahl umfaßt einen Kopf 2 und einen Schaft 3, der mit einem metrischen Gewinde, z.B. M20, versehen ist und dessen Gebrauchslänge an die Erfordernisse des Einsatzzweckes angepaßt ist. Auf der Unterseite 4 der Hakenkopfschraube 1 sind dem Schrauben­ schaft 3 radial gegenüberliegend zwei Zähne 5 mit Zahn­ spitze 6 und Zahnflanken 7 ausgebildet, wobei der Spitzen­ winkel mit α bezeichnet ist. In Fig. 3 sind noch die Zahn­ höhe a und die Zahnbreite b an der Basis bezeichnet. Die Zähne 5 erstrecken sich zwischen dem Schaft 3 der Haken­ kopfschraube 2 und äußeren hervorstehenden Rändern 8, die die Unterseite 4 des Schraubenkopfes 2 begrenzen.

Der Schraubenkopf 2 ist in den C-förmigen Schlitz einer Anker­ schiene 10 aus Edelstahl eingesetzt, wobei die Zähne 5 unter Einwirkung einer bestimmten Vorspannkraft in die Untergurte 11 der Ankerschiene 10 einschneiden, wie es mit den Schneide­ stellen 12 dargestellt ist.

Die Herstellung der Hakenkopfschraube 1 aus Edelstahl erfolgt durch Warmpressen unter gleichzeitiger Ausbildung der beiden Zähne 5 auf der Unterseite 4 des Schraubenkopfes 2. Beim Warmpressen der Hakenkopfschraube 1 werden die Zähne 5 mit der Zahnhöhe a′ hergestellt und erst in einem weiteren Arbeitsschritt durch Reduzierung auf das Endmaß der Zahn­ höhe a fertiggestaucht. Das beim Warmpressen erzeugte Über­ maß c errechnet sich somit aus der anfänglichen Zahnhöhe a′ abzüglich der Zahnhöhe a nach dem Fertigstauchen. Bei einer Hakenkopfschraube 1 mit dem Gewinde M20 am Schaft 3 beträgt die anfängliche Zahnhöhe a′ 2,5 mm und die fertig­ gestauchte Zahnhöhe a 2,2 mm. Das Übermaß c beträgt 0,3 mm. Damit erfolgt eine Reduzierung der Zahnhöhe von 12%, welche in dem gewünschten Bereich von etwa 10 bis 15% liegt. Die anfängliche Breite b′ der Basis der Zähne 5 wird beim Re­ duzieren der Zahnhöhe a, a′ ebenfalls reduziert auf die fertige Zahnbreite b′. Dabei bleibt der Spitzenwinkel α der Zähne 5 erhalten.

Ein derart mit Übermaß c beim Warmpressen hergestellter Zahn 5 wird durch die Reduzierung auf das Endmaß der Zahn­ höhe a derart verfestigt, daß die Zahnspitze bzw. Zahn­ schneide 6 in das Material der aus Edelstahl hergestellten Ankerschiene 10 eingreifen kann, wie es durch die Schnittstellen 12 in Fig. 1 dargestellt ist.

Beim Reduzieren der Zahnhöhe von a′ auf a zur Verarbeitung des Übermaßes c wird die Stauchkraft in zur Achsrichtung des Schraubenschaftes 3 paralleler Richtung mittels besonderer Stauchwerkzeuge aufgebracht. Dabei wird die durch das Warm­ pressen der Hakenkopfschraube 1 verminderte Festigkeit wieder mindestens auf die Ausgangsfestigkeit des Grundwerkstoffes verfestigt . Dieser ist nach DIN 267, Blatt 11, insbesondere A 4-50, A 4-70 oder A 4-100. Der Ausgangswerkstoff für die Ankerschiene 10 aus Edelstahl ist der Werkstoff 1.4401 bzw. 1.4571, Materialgüte A 4. Der Spitzenwinkel α beträgt etwa 70°.

Die Zähne 5 weisen nach dem Stauchvorgang eine höhere Festig­ keit auf als das Material der Hakenkopfschraube 1 nach dem Warmpressen. Hierdurch können sich die Zähne 5 in die Unter­ gurte 11 der aus Edelstahl bestehenden Ankerschiene 10 eingraben, wenn die Hakenkopfschraube 1 mit einer bestimmten Vorspannkraft angezogen wird. Diese wird bei einer Hakenkopf­ schraube 1 mit dem Gewinde M20 durch ein Drehmoment von 300 Nm erzeugt.

Bei der Ankerschiene 10 aus Edelstahl ist noch zu berück­ sichtigen, daß diese regelmäßig durch Kaltwalzen hergestellt wird, wobei das Material insbesondere im Bereich der Unter­ gurte durch die dort auftretende stärkere Verformung er­ heblich verfestigt wird. Diese Verfestigung ist mit ein Grund dafür, daß eine herkömmliche, durch Warmpressen herge­ stellte Hakenkopfschraube aus Edelstahl mit ihren Zähnen nicht in die Untergurte eingreifen kann. Nur die mit den erfindungsgemäßen Zähnen 5 versehene Hakenkopfschraube 1 kann hier in die verfestigten Untergurte 11 mit den Zähnen 5 eindringen bzw. einschneiden. Hierdurch wird auch eine sichere Befestigung von Lasten in Längsrichtung der Ankerschiene 10 ermöglicht.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung einer Hakenkopfschraube aus Edelstahl für C- förmige Ankerschienen aus Edelstahl durch Warmpressen unter gleichzeitiger Ausbildung von mindestens zwei radial gegenüberliegenden Zähnen auf der Unterseite des Schraubenkopfes zum Angreifen an den Untergurten des Ankerschienenschlitzes, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnhöhe (a′) der Zähne (5) beim Warmpressen der Hakenkopfschraube (1) mit Übermaß (c) hergestellt und in einem weiteren Arbeitsschritt durch Reduzierung auf das Endmaß der Zahnhöhe (a) fertiggestaucht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchkraft zur Reduzierung der Zahnhöhe (a′) in zur Achsrichtung des Schraubenschaftes (3) paralleler Richtung aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reduzierung der Zahnhöhe (a′) von etwa 10 bis 15% auf die Zahnhöhe (a) des fertigen Zahnes (5) erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch ge­ kennzeichnet , daß gleichzeitig mit der Reduzierung der Zahnhöhe (a′) eine Reduzierung der Zahnbreite (b′) durch­ geführt wird .

5. Hakenkopfschraube aus Edelstahl für C-förmige Ankerschienen aus Edelstahl , mit mindestens zwei radial gegenüberliegenden Zähnen auf der Unterseite des Schraubenkopfes zum Angreifen an den Untergurten des Ankerschienenschlitzes , dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Zähne (5) gegenüber dem Material des Schraubenkopfes (2) verfestigt ist .