DE4444467A1

DE4444467A1 - Gewindeschneidschraube

Info

Publication number: DE4444467A1
Application number: DE4444467A
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Miyagawa
Original assignee: MIYAGAWA KINZOKU KOKGYO CO Ltd KASHIWARA OSAKA JP; MIYAGAWA KINZOKU KOKGYO CO
Current assignee: MIYAGAWA KINZOKU KOKGYO CO Ltd KASHIWARA OSAKA JP; MIYAGAWA KINZOKU KOKGYO CO
Priority date: 1994-05-11
Filing date: 1994-11-29
Publication date: 1995-11-30
Anticipated expiration: 2014-11-30
Also published as: DE4444467C2; GB2289317B; US5520491A; GB9419475D0; GB2289317A; JPH07305708A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungsmittel und bezieht sich spezieller auf eine Gewindeschneidschraube vom Typ, der zum Befestigen eines Blechs oder eines Knotenblechs an einem Leichtbau-Stahltragwerkelement geeignet ist. Die Gewindeschneidschraube bohrt eine Bohrung in dem Blech und im Tragwerkelement und schneidet Gewinde in dieser Bohrung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In der japanischen offengelegten Gebrauchsmusterschrift 4-134913 wird eine Gewindeschneidschraube offenbart, die aus einem Kopfabschnitt, einem unmittelbar an den Kopfabschnitt angrenzenden Gewindeabschnitt, einem sich an den Gewindeabschnitt anschließenden Bohrschaftabschnitt, einem auf den Bohrschaftabschnitt folgenden Bohrabschnitt mit großem Durchmesser, einem an diesen Bohrabschnitt mit großem Durchmesser angrenzenden feineren Bohrschaftabschnitt, der einen kleineren Durchmesser als der obere Bohrschaftabschnitt aufweist, und einem sich an diesen feineren Bohrschaftabschnitt anschließenden Bohrabschnitt mit kleinem Durchmesser besteht. Der Schneidwinkel des Bohrabschnitts mit kleinem Durchmesser ist jedoch größer als der Schneidwinkel des Bohrabschnitts mit großem Durchmesser, so daß das Einschneidvermögen gering ist. Eine Abgleit- und Verrutschgefahr besteht mit Beginn des Einschneidens, wodurch es schwierig ist, die Gewindeschneidschraube genau an der vorgesehenen Stelle einzuschrauben. Des weiteren ist, da der feinere Bohrschaftabschnitt zwischen dem Bohrabschnitt mit großem Durchmesser und dem Bohrabschnitt mit kleinem Durchmesser angeordnet ist, eine längere Druckeinwirkung zum Einschneiden erforderlich, die Arbeitsbelastung ist größer, und folglich ist die Arbeitseffizienz gering.

In der japanischen offengelegten Gebrauchsmusterschrift 5-25013 wird eine Gewindeschneidschraube offenbart, die aus einem Kopfabschnitt, einem unmittelbar an den Kopfabschnitt angrenzenden Gewindeabschnitt, einem sich an den Gewindeabschnitt anschließenden Bohrschaftabschnitt, einem auf den Bohrschaftabschnitt folgenden Bohrabschnitt mit großem Durchmesser und einem an diesen Bohrabschnitt mit großem Durchmesser angrenzenden Bohrabschnitt mit kleinem Durchmesser besteht. Der Schneidwinkel des Bohrabschnitts mit kleinem Durchmesser ist ebenso größer als der Schneidwinkel des Bohrabschnitts mit großem Durchmesser, wodurch die Gewindeschneidschraube ebenfalls durch ein niedriges Einschneidvermögen und durch eine Abgleit- und Verrutschgefahr gekennzeichnet ist.

Aufgrund dieses niedrigen Einschneidvermögens und der gegebenen Abgleit- und Verrutschgefahr muß ein Arbeiter eine große Druckkraft aufbringen, wodurch die Nutzung der beiden Verbindungsmittel gemäß dem Stand der Technik bei Befestigungsarbeiten überkopf äußerst schwierig ist.

Summarische Beschreibung der Erfindung

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gewindeschneidschraube zur Verfügung zu stellen, die sich durch ein besseres Einschneidvermögen als Gewindeschneidschrauben gemäß dem Stand der Technik auszeichnen, wodurch eine geringere Druckkraft zum Einschneiden in das Blech benötigt wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Gewindeschneidschraube zur Verfügung zu stellen, die im Vergleich zu den Gewindeschneidschrauben gemäß dem Stand der Technik eine geringere Abgleit- und Verrutschgefahr aufweist.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Gewindeschneidschraube, die aus einem Kopfabschnitt, einem unmittelbar an den Kopfabschnitt angrenzenden Gewindeabschnitt, einem sich an den Gewindeabschnitt anschließenden Bohrschaftabschnitt, einem auf den Bohrschaftabschnitt folgenden Bohrabschnitt mit großem Durchmesser und einem an diesen Bohrabschnitt mit großem Durchmesser angrenzenden Bohrabschnitt mit kleinem Durchmesser besteht, wobei die Gewindeschneidschraube dadurch gekennzeichnet ist, daß der Bohrabschnitt mit kleinem Durchmesser einen geringen Schneidwinkel aufweist als der Anschneidabschnitt mit großem Durchmesser.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Gewindeschneidschraube wie oben beschrieben, bei der der Schneidwinkel des Bohrabschnitts mit großem Durchmesser mindestens 100 Grad und der Schneidwinkel des Bohrabschnitts mit kleinem Durchmesser weniger als 100 Grad beträgt.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Gewindeschneidschraube wie oben beschrieben, bei der die Länge des Bohrabschnitts mit dem kleinen Durchmesser 90% oder einem kleineren Prozentsatz der Gesamtlänge von Bohrabschnitt mit großem Durchmesser und Bohrabschnitt mit kleinem Durchmesser entspricht.

Weitere Gegenstände der vorliegenden Erfindung sowie die Art der Herstellung und Nutzung der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung und der dazugehörigen Zeichnungen offensichtlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Gewindeschneidschraube und

Fig. 2 ist eine Einzelheit, die den Bohrabschnitt der Gewindeschneidschraube von Fig. 1 zeigt.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, besteht eine erfindungsgemäße Gewindeschneidschraube 1 aus einem Kopfabschnitt 2, einem unmittelbar an den Kopfabschnitt 2 anschließenden Gewindeabschnitt 3, einem sich an den Gewindeabschnitt 3 anschließenden Bohrschaftabschnitt 4, einem auf den Bohrschaftabschnitt 4 folgenden Bohrabschnitt 5 mit großem Durchmesser und einem an diesen Bohrabschnitt 5 mit großem Durchmesser angrenzenden Bohrabschnitt 6 mit kleinem Durchmesser.

Die Gewindeschneidschraube 1 wird in herkömmlicher Weise aus einem geeigneten Metall hergestellt. Der Kopfabschnitt 2 wird vorzugsweise als Sechskantkopf ausgeführt, so daß die Schraube von einem geeigneten Werkzeug zum Anziehen erfaßt werden kann. Der Kopfabschnitt 2 kann einen Flansch 2A aufweisen.

Zu dem Gewindeabschnitt 3 gehört ein zylindrischer Schaft 7, der koaxial zum Kopfabschnitt 2 verläuft und an seiner Mantelfläche ein Schraubengewinde 8 hat.

Der Bohrschaftabschnitt 4 ist nahezu zylindrisch, sein Außendurchmesser ist in etwa gleich dem Durchmesser des zylindrischen Schafts 7.

Der Bohrabschnitt 5 mit großem Durchmesser verläuft koaxial zum Schaft 7 und hat die Form eines Kegelstumpfes, wobei der Außendurchmesser mit zunehmendem Abstand vom Kopfabschnitt 2 kontinuierlich abnimmt. Der größte Durchmesser des Bohrabschnitts 5 mit großem Durchmesser ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Bohrschaftabschnitts 4. Der Schneidwinkel A des Bohrabschnitts 5 beträgt vorzugsweise 100 Grad oder mehr, er kann sich im Bereich von 105 bis 120 Grad bewegen.

Der Bohrabschnitt 6 mit kleinem Durchmesser erstreckt sich ebenfalls koaxial zum Schaft 7 und hat ebenso die Form eines Kegelstumpfes, dessen Außendurchmesser kontinuierlich mit zunehmendem Abstand vom Kopfabschnitt 2 abnimmt. Der größte Durchmesser des Bohrabschnitts 6 mit kleinem Durchmesser ist im wesentlichen gleich dem kleinsten Durchmesser des Bohrabschnitts 5 mit großem Durchmesser. Der Schneidwinkel B des Bohrabschnitts 6 mit kleinem Durchmesser beträgt vorzugsweise 100 Grad, kann aber auch im Bereich von 85 bis 95 Grad liegen. Die axiale Länge C des Bohrabschnitts 6 mit kleinem Durchmesser entspricht vorzugsweise 90% der Gesamtlänge D von Bohrabschnitt 5 mit großem Durchmesser und Bohrabschnitt 6 mit kleinem Durchmesser. C kann sich in dem Bereich von 30 bis 90% der Länge D bewegen.

Die Schneidwinkel A und B und das Verhältnis der Länge C zur Länge D werden ausgehend von solchen Faktoren wie der Dicke des zu befestigenden Blechs ausgewählt. Bei einer typischen Ausführungsform sind A = 110 Grad, B = 90 Grad und C = 55% der Länge D.

Die am Ende befindliche Mantelfläche 10 hat auf einander gegenüberliegenden Seiten des Bohrschaftabschnitts 4, des Bohrabschnitts 5 mit großem Durchmesser und des Bohrabschnitts 6 mit kleinem Durchmesser eine durchgehende Spannut 9. An der Rückseite der Spannut 9 ist eine Schneidkante oder ein Schneidelement 11 vorhanden. Das heißt, die Schneidkante 11 befindet sich an der Kante der Spannut 9 und stellt somit einen Abschluß der Spannut beim An- und Einschneiden des Blechs dar. Die Schneidkanten 11 bilden eine Querschneide 12 am vorderen Ende der Schraube, d. h. am Ende des Bohrabschnitts 6 mit kleinem Durchmesser.

Zum Einschrauben der Gewindeschneidschraube 1 in ein Blech wird das Werkzeug zum Anziehen der Schraube (nicht dargestellt) am Kopfabschnitt 2 mit dem Sechskantkopf angesetzt, und der Arbeiter übt eine Kraft in axialer Richtung gegen das Werkzeug entsprechend dem Pfeil in Fig. 1 aus, so daß die Schraube gegen die Oberfläche des Blechs an dem Punkt gedrückt wird, an dem das Blech befestigt werden soll. Zu Beginn wird eine Bohrung mit kleinem Durchmesser von dem Bohrabschnitt 6 mit kleinem Durchmesser in das Blech gebohrt. Da der Bohrabschnitt 6 einen kleinen Durchmesser aufweist, ist der Widerstand beim anfänglichen Anschneiden gering. Des weiteren kann die Schraube, da der Schneidwinkel B des Bohrabschnitts 6 mit kleinem Durchmesser kleiner als der Schneidwinkel A des Bohrabschnitts 5 mit großem Durchmesser ist, besser in die Oberfläche des Blechs einschneiden, und dabei sind die Abgleit- und Verrutschgefahr geringer.

Als nächstes wird die Bohrung mit dem kleinen Durchmesser vom Bohrabschnitt 5 mit großem Durchmesser und dem Bohrschaftabschnitt 4 vergrößert, sobald sich diese in die Bohrung einschneiden. Da mit dem Bohrabschnitt 5 mit großem Durchmesser nur die Anfangsbohrung vergrößert werden muß, ist der Widerstand gegenüber diesem Bohrabschnitt 5 ebenfalls klein, so daß zum Herstellen der Bohrung insgesamt nur eine geringe Druckkraft angelegt werden braucht.

Bei fortschreitendem Einschrauben der Schraube in die vergrößerte Bohrung werden vom Gewindeabschnitt 3 Gewinderillen in das Blech eingearbeitet. Die Gewindeschneidschraube 1 wird dann so weit eingeschraubt, bis der Kopfabschnitt 2 gegen die Oberfläche des Blechs angezogen wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird ersichtlich, daß durch die vorliegende Erfindung eine Gewindeschneidschraube zur Verfügung gestellt wird, die sich leicht einschrauben läßt, auch bei Überkopfarbeiten, da eine geringere Druckkraft im Vergleich zu den Gewindeschneidschrauben entsprechend dem Stand der Technik angelegt werden muß. Diese Verringerung der benötigten Druckkraft ist der Tatsache zuzuschreiben, daß der Schneidwinkel B des Bohrabschnitts 6 mit kleinem Durchmesser kleiner als der Schneidwinkel A des Bohrabschnitts 5 mit großem Durchmesser ist, so daß die Anlagefläche sowohl des Bohrabschnitts 5 als auch des Bohrabschnitts 6 am zu befestigenden Blech gering ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wurde somit anhand der Abbildungen ausführlich beschrieben. Es wird verständlich sein, daß verschiedene Abweichungen sowie ein Austausch eines Elements gegen ein anderes bei der beschriebenen Ausführungsform möglich sind, ohne daß dabei von ihrem Schutzumfang und Grundgedanken abgewichen wird, wie sie in den beigefügten Patentansprüchen definiert sind. Beispielsweise braucht der Kopfabschnitt 2 kein Sechskantkopf sein, und er braucht keinen Flansch aufzuweisen.

Claims

1. Eine Gewindeschneidschraube, bestehend aus:
einem Kopfabschnitt;
einem an den Kopfabschnitt angrenzenden Gewindeabschnitt;
einem sich an den Gewindeabschnitt anschließenden Bohrschaftabschnitt;
einem an den Bohrschaftabschnitt angrenzenden Bohrabschnitt mit großem Durchmesser und
einem sich an den Bohrabschnitt mit großem Durchmesser anschließenden Bohrabschnitt mit kleinem Durchmesser, wobei die Gewindeschneidschraube dadurch gekennzeichnet ist, daß der Bohrabschnitt mit dem kleinen Durchmesser mit einem kleineren Schneidwinkel als der Schneidwinkel des Bohrabschnitts mit großem Durchmesser ausgeführt ist.

2. Eine Gewindeschneidschraube nach Anspruch 1, bei der der Schneidwinkel des Bohrabschnitts mit großem Durchmesser mindestens 100 Grad und der Schneidwinkel des Bohrabschnitts mit kleinem Durchmesser weniger als 100 Grad beträgt.

3. Eine Gewindeschneidschraube nach Anspruch 1, bei der die Länge des Bohrabschnitts mit kleinem Durchmesser 90% oder einem geringeren Prozentsatz der Gesamtlänge des Bohrabschnitts mit großem Durchmesser und des Bohrabschnitts mit kleinem Durchmesser entspricht.

4. Eine Gewindeschneidschraube nach Anspruch 2, bei der der Bohrabschnitt mit kleinem Durchmesser eine Länge aufweist, die 90% oder einem geringeren Prozentsatz der Gesamtlänge von Bohrabschnitt mit großem Durchmesser und Bohrabschnitt mit kleinem Durchmesser entspricht.

5. Eine Gewindeschneidschraube nach Anspruch 1, bei der der Schneidwinkel des Bohrabschnitts mit kleinem Durchmesser in einem Bereich von 85 bis 95 Grad und der Schneidwinkel des Bohrabschnitts mit größerem Durchmesser in einem Bereich von 105 bis 120 Grad liegen kann.

6. Eine Gewindeschneidschraube nach Anspruch 1, bei der die axiale Länge des Bohrabschnitts mit kleinerem Durchmesser etwa 55% der axialen Gesamtlänge von Bohrabschnitt mit kleinerem Durchmesser und Bohrabschnitt mit größerem Durchmesser entspricht.