DE4444467C2

DE4444467C2 - Gewindeschneidschraube

Info

Publication number: DE4444467C2
Application number: DE4444467A
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Miyagawa
Original assignee: MIYAGAWA KINZOKU KOKGYO CO
Current assignee: MIYAGAWA KINZOKU KOKGYO CO
Priority date: 1994-05-11
Filing date: 1994-11-29
Publication date: 1999-05-20
Anticipated expiration: 2014-11-30
Also published as: GB2289317A; JPH07305708A; DE4444467A1; GB9419475D0; GB2289317B; US5520491A

Description

Die Erfindung betrifft 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 der größte Durchmesser des Bohrabschnitts mit kleinem Durchmesser im wesentlichen gleich dem kleinsten Durchmesser des Bohrabschnitts mit großem Durchmesser ist und der Bohrabschnitt mit dem kleinen Durchmesser mit einem kleineren Schneidwinkel als der Schneidwinkel des Bohrabschnitts mit großem Durchmesser ausgeführt ist.

Eine derartige Gewindeschneidschraube ist aus der US 3045523 bekannt. Hierbei ist der Schneidwinkel des Bohrbereichs mit kleinem Durchmesser extrem klein. Es lassen sich damit zwar gute Schneid- und Bohreigenschaften erreichen, aber er ergeben sich andererseits erhebliche Festigkeitsprobleme.

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 Gewindeschneid schraube 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 Verrutsch gefahr muß ein Arbeiter eine große Druckkraft aufbringen, wodurch die Nutzung der beiden Verbindungsmittel gemäß dem Stand der Technik bei Befestigungsarbeiten überkopf äußerst schwierig ist.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gewindeschneidschraube zur Verfügung zu stellen, die sich durch ein besseres Einschneidvermögen auszeichnen, wodurch eine geringere Druckkraft zum Einschneiden in das Blech benötigt wird. Ferner soll die Gewindeschneid schraube eine geringe Abgleit- und Verrutschgefahr aufweisen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß ausgehend von den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch, daß 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 liegt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung entspricht die Länge des Bohrabschnitts mit kleinem Durchmesser 90% oder einem geringeren Prozentsatz der Gesamtfänge des Bohrabschnitts mit großem Durchmesser und des Bohrabschnitts mit kleinem Durchmesser.

Schließlich kann bei der Gewindeschneidschraube vorgesehen sein, daß die axiale Länge des Bohrabschnitts mit kleinerem Durchmesser etwa 55% der axialen Gesamtlänge vom Bohrabschnitt mit kleinerem Durchmesser und Bohrabschnitt mit größerem Durchmesser entspricht.

Die Erfindung soll nachfolgend an den Zeichnungen erläutert werden. Dabei zeigt:

Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer neuerungsgemäßen Gewindeschneidschraube und

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

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, besteht die Gewindeschneidschraube 1 aus einem Kopfabschnitt 2, einem unmittelbar an den Kopfabschnitt 2 anschließenden Gewinde abschnitt 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 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 85 bis 95 Grad. 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 die erfindungsgemäße Gewinde schneidschraube 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.

Claims

1. 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 der größte Durchmesser des Bohrabschnitts mit kleinem Durchmesser im wesentlichen gleich dem kleinsten Durchmesser des Bohrabschnitts mit großem Durchmesser ist und der Bohrabschnitt mit dem kleinen Durchmesser mit einem kleineren Schneidwinkel als der Schneidwinkel des Bohrabschnitts mit großem Durchmesser ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidwinkel des Bohrabschnitts (6) mit kleinem Durchmesser in einem Bereich von 85 bis 95 Grad und der Schneidwinkel des Bohrabschnitts (5) mit größerem Durchmesser in einem Bereich von 105 bis 120 Grad liegt.

2. Gewindeschneidschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Bohrabschnitts (6) mit kleinem Durchmesser 90% oder einem geringeren Prozentsatz der Gesamtlänge des Bohrabschnitts (5) mit großem Durchmesser und des Bohrabschnitts (6) mit kleinem Durchmesser entspricht.

3. Gewindeschneidschraube nach Anspruch 1, bei der die axiale Länge des Bohrabschnitts (6) mit kleinerem Durchmesser etwa 55% der axialen Gesamtlänge vom Bohrabschnitt (6) mit kleinerem Durchmesser und Bohrabschnitt (5) mit größerem Durchmesser entspricht.