DE3529345A1 - Method for producing a hook-headed screw from stainless steel for C-shaped anchoring rails consisting of stainless steel - Google Patents
Method for producing a hook-headed screw from stainless steel for C-shaped anchoring rails consisting of stainless steelInfo
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Abstract
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.The invention relates to a method of manufacture a stainless steel hook-head screw for C-shaped anchors rails made of stainless steel by hot pressing under simultaneous Formation of at least two radially opposite Teeth on the underside of the screw head for gripping on the lower chords of the anchor channel slot.
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.One by the known method by hot pressing stainless steel hook screw penetrates when loading fix a load on a C-shaped anchor rail Stainless steel with its teeth due to the high strength of the Stainless steel anchor channels should not be inserted in their lower chords. Instead, the teeth are crushed flat. The consequence is that the load is only on train, i.e. in the vertical direction to the anchor rail and to shear, i.e. across the anchor rail, can be securely attached. A secure attachment load in the longitudinal direction of the anchor channel is not possible, because this only the friction between the flat bruised teeth and the lower straps of the anchor rail could be exploited. Such a connection of hooks cap screw and anchor channel with arithmetical utilization However, the friction effect is not approved by the building authorities.
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.The invention is therefore based on the object Generic method for producing the hook head Stainless steel screw for use on a C-shaped Stainless steel anchor channel to improve that also secure, form-fitting attachment of loads in the longitudinal direction of the anchor channel when pairing materials Stainless steel / stainless steel is possible.
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.To achieve this object, the invention provides that the Excessive teeth when hot pressing the hook head screw manufactured and in a further step Reduction to the final dimension to be fully compressed. By the inventive method is the strength of the Teeth of the stainless steel hook-head screw so raised that the teeth also in the lower chords of the stainless steel anchor rail penetrate and thus a positive fastening of loads also in Can ensure the longitudinal direction of the anchor channel. A such hook head screw with teeth, the invention with higher strength to engage the lower chords of the Anchor channels are provided, fulfills the building inspection Conditions of approval regarding the attachment of the loads in the longitudinal direction of the anchor rail without being in an inadmissible Way the friction between the hook head screw and the Bottom straps of the anchor rail is used. Invention according to the hook head despite the hot pressing screw reduced material strength for the one penetrate the teeth into the lower straps of the stainless steel standing anchor channel necessary strength of the teeth again achieved by doing that in the manufacture of the teeth the oversize provided in the hot pressing in the further work step by reducing to the final dimension of the teeth Compression is reduced to the desired finished size.
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 a particularly preferred manner, the compression force becomes Reduction of the tooth height in the axial direction of the screw shaft applied in parallel direction. At the same time with the reduction of the tooth height results in a reduction of the Width of the teeth at their base, with the angle of inclination the tooth flanks are essentially preserved.
In besonders bevorzugter Weise erfolgt eine Reduzierung der Zahnhöhe um etwa 10 bis 15%.In a particularly preferred manner, the Tooth height by about 10 to 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:The method according to the invention is described below using a with her teeth into the lower flange of an anchor rail gripping hook head screw explained in more detail, the Hook head screw and stainless steel anchor channel stand. Show it:
Fig. 1 einen partiellen Querschnitt durch eine Anker schiene mit in deren Untergurte eingreifender Hakenkopfschraube, Fig. 1 is a partial cross-sectional view of an anchor rail with engaging in the lower chords hook head screw,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Unterseite der Haken kopfschraube und Fig. 2 is a plan view of the underside of the head screw and hook
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Schraubenkopf mit auf der Unterseite befindlichem Zahn. Fig. 3 shows a cross section through the screw head with a tooth located on the underside.
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.The hook head screw 1 made of stainless steel comprises a head 2 and a shaft 3 , which is provided with a metric thread, for example M20, and whose length of use is adapted to the requirements of the intended use. On the underside 4 of the hook-head screw 1 , the screw shaft 3, radially opposite two teeth 5 with tooth tip 6 and tooth flanks 7 are formed, the tip angle being denoted by α . In Fig. 3, the tooth height a and the tooth width b are still designated at the base. The teeth 5 extend between the shaft 3 of the hook head screw 2 and outer protruding edges 8 , which limit the underside 4 of the screw head 2 .
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.The screw head 2 is inserted into the C-shaped slot of an anchor rail 10 made of stainless steel, the teeth 5 cutting under the action of a certain pretensioning force into the lower chords 11 of the anchor rail 10 , as shown with the cutting edge 12 .
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. The hook head screw 1 is made of stainless steel by hot pressing with simultaneous formation of the two teeth 5 on the underside 4 of the screw head 2 . When hot pressing the hook head screw 1 , the teeth 5 are made with the tooth height a ' and only in a further work step by reducing to the final dimension of the tooth height a . The excess dimension c produced during hot pressing is thus calculated from the initial tooth height a ' minus the tooth height a after the finished upsetting. In the case of a hook-head screw 1 with the thread M20 on the shaft 3 , the initial tooth height a ′ is 2.5 mm and the fully compressed tooth height a 2.2 mm. The oversize c is 0.3 mm. The tooth height is thus reduced by 12%, which is in the desired range of approximately 10 to 15%. The initial width b 'of the base of the teeth 5 is also reduced to the finished tooth width b' when reducing the tooth height a, a ' . The tip angle α of the teeth 5 is retained.
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.A tooth 5 produced in this way with oversize c during hot pressing is solidified by the reduction to the final dimension of the tooth height a in such a way that the tooth tip or tooth cutting 6 can engage in the material of the anchor rail 10 made of stainless steel, as can be seen through the interfaces 12 is shown in Fig. 1.
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°.When reducing the tooth height from a ' to a for processing the oversize c , the upsetting force is applied in the direction parallel to the axial direction of the screw shank 3 by means of special upsetting tools. The strength reduced by the hot pressing of the hook-head screw 1 is solidified again at least to the initial strength of the base material. This is according to DIN 267, sheet 11, in particular A 4-50, A 4-70 or A 4-100. The starting material for the anchor channel 10 made of stainless steel is the material 1.4401 or 1.4571, material quality A 4. The tip angle α is approximately 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.The teeth 5 have a higher strength after the upsetting process than the material of the hook head screw 1 after hot pressing. As a result, the teeth 5 can dig into the lower straps 11 of the stainless steel anchor rail 10 when the hook-head screw 1 is tightened with a certain pretensioning force. This is generated with a hook head screw 1 with thread M20 by a torque of 300 Nm.
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.In the anchor rail 10 made of stainless steel, it should also be taken into consideration that this is regularly produced by cold rolling, the material being substantially consolidated, particularly in the area of the lower belts, by the greater deformation occurring there. This consolidation is one of the reasons why a conventional stainless steel hook screw made by hot pressing cannot engage with its teeth in the lower chord. Only the hook-head screw 1 provided with the teeth 5 according to the invention can penetrate or cut into the solidified lower chords 11 with the teeth 5 here . This also enables secure fastening of loads in the longitudinal direction of the anchor rail 10 .
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