DE60221077T2

DE60221077T2 - Befestigungselement mit Gewinde

Info

Publication number: DE60221077T2
Application number: DE60221077T
Authority: DE
Inventors: Guenther Reinhard Bartlett Kram; Chin-Tsai Dan Shuei Chen
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2022-05-31
Also published as: US6926484B2; CN1321273C; CN1400402A; AU2002300050A1; AU2002300050A9; US20030031528A1; AU2002300050B2; US20040101381A1; EP1281874B1; EP1281874A3; CA2389788C; CA2389788A1; EP1281874A2; DE60221077D1; NZ520130A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Befestigungselemente mit Gewinde und insbesondere ein neues und verbessertes Befestigungselement mit Gewinde, das eine einzigartig gebildete oder gefertigte Sägeblattzahn- oder Kerbzahnstruktur aufweist, die integral an den Umfangsrandbereichen der Scheitelteile der vorderen Gewindewindungen des Befestigungselements ausgebildet ist, wodurch die Schneidleistung oder -eigenschaften der vorderen Gewindewindungen verbessert wird, um wiederum das Eindringen zu erleichtern oder die Einführrate des Befestigungselements in das Substrat sowie den Ausziehwiderstand des Befestigungselements zu verbessern, und darüber hinaus ist das neue und verbesserte Befestigungselement gut zur Schraubeinführung in mehrere verschiedene Substrate, wie zum Beispiel Holz, Metall, Verbundmaterialien, Beton oder dergleichen, geeignet. In Verbindung mit der Fertigung oder Herstellung von Befestigungselementen mit Gewinde ist natürlich eine Vielzahl von verschiedenen Befestigungselementen wohlbekannt und demgemäß auf dem Markt erhältlich. Insbesondere oder darüber hinaus sind die Vielzahl von oder die verschiedenen Befestigungselemente(n) mit Gewinde gemäß verschiedenen Zielen entwickelt worden, zum Beispiel damit die Befestigungselemente vorbestimmte erwünschte Einführ- und Ausziehdrehmomenteigenschaften erreichen können, damit die Befestigungselemente in Verbindung mit verschiedenen Befestigungsplatten, Stützflächen oder Substraten verwendet werden können, die verschiedene Materialarten umfassen, damit die Befestigungselemente vorbestimmte erwünschte Ausziehwiderstandswerte bezüglich solcher Platten, Flächen oder Substrate aufweisen, und dergleichen. Demgemäß ist das Gewinde solcher Befestigungselemente in der Regel mit einer zusätzlichen oder Hilfsstruktur versehen, die das Erreichen der oben genannten Ziele anstrebt. Wie in der Hiroyuki am 5. Mai 1992 erteilten US-PS 5 110 245 offenbart, sind zum Beispiel die darin offenbarten Umfangsrandteile des Gewindes der Befestigungselemente 1 mit Gewinde mit schlitzförmigen Aussparungen 6 versehen, um die Befestigungselemente 1 für eine verbesserte Stabilität in thermoplastischen Harzsubstraten geeignet zu machen. Wie in der Dicke am 3. September 1991 erteilten US-PS 5 044 853 offenbart, sind ähnlich die Umfangsrandteile des Befestigungselement mit Gewinde mit parabolischen Vertiefungen versehen, wobei die Anordnungen und Vertiefungen praktisch schräg verlaufen, so dass das Einführdrehmoment kleiner ist als das Ausziehdrehmoment, wodurch das Einschrauben des Befestigungselements in das bestimmte Substrat im Verhältnis leichter ist als das Herausschrauben des Befestigungselements aus dem Substrat. Wie in der Yaotani et al. am 20. Januar 1987 erteilten US-PS 4 637 767 offenbart, ist schließlich das Gewinde des Befestigungselements mit Vorsprüngen 150 versehen, um Drehmomenthöhen sowie Ausziehwiderstandwerte zu optimieren. Obgleich die Leistung der oben genannten beispielhaften Befestigungselemente mit Gewinde zufriedenstellend war und sie somit wirtschaftlich erfolgreich waren, besteht in der Technik immer noch Bedarf an einem neuen und verbesserten Befestigungselement mit Gewinde, das eine neue und verbesserte Struktur aufweist, die integral in seinen vorderen Gewindewindungen ausgebildet ist, wodurch solche vorderen Gewindewindungen effektiv und im Verhältnis schneller und gleichmäßiger in verschiedene Substratarten, wie zum Beispiel Holz, Metall, Verbundmaterialien, Beton oder dergleichen, schneiden können. Darüber hinaus können die vorderen Gewindewindungen effektiv das Entfernen von geschnittenem Material und sein Austragen bewirken, damit die folgenden oder hinteren Gewindewindungen das neu gebildete Gewinde, das mittels der neu strukturierten vorderen Gewindewindungen in die Substrate geschnitten worden ist, leicht durchqueren kann, und wobei infolge einer solchen neuen und verbesserten Struktur eines Schraubbefestigungselements mit Gewinde das Schraubbefestigungselement verbesserte Gewindeschneid- oder Einführdrehmomenteigenschaften, eine erhöhte Gewindeschneid- und Einführgeschwindigkeit und verbesserte Ausziehwiderstandseigenschaften aufweist. Demgemäß besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines neuen und verbesserten Schraubbefestigungselements. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines neuen und verbesserten Schraubbefestigungselements, das die verschiedenen Nachteile, die den Schraubbefestigungselementen mit Gewinde nach dem Stand der Technik innewohnen, überwindet. Eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines neuen und verbesserten Schraubbefestigungselements, das eine neue und verbesserte Schneidstruktur aufweist, die in den Umfangsscheitelbereichen der vorderen Gewindewindungen integral ausgebildet ist, so dass das neue und verbesserte Schraubbefestigungselement mit Gewinde zur Verwendung in Verbindung mit einer Vielzahl von verschiedenen Substratarten, wie zum Beispiel Holz, Metall, Verbundmaterialien, Beton oder dergleichen, besonders geeignet ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines neuen und verbesserten Schraubbefestigungselements mit Gewinde, das eine neue und verbesserte Schneidstruktur aufweist, die integral in den Umfangsscheitelbereichen der vorderen Gewindewindungen ausgebildet ist, so dass das neue und verbesserte Schraubbefestigungselement mit Gewinde zum tatsächlichen Schneiden, Entfernen und Austragen von Material von dem bestimmten Substrat während der Durchführung eines Gewindeschneidvorgangs besonders geeignet ist. Eine letzte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines neuen und verbesserten Schraubbefestigungselements mit Gewinde, das eine neue und verbesserte Schneidstruktur aufweist, die integral in den Umfangsscheitelbereichen der vorderen Gewindewindungen ausgebildet ist, so dass das neue und verbesserte Schraubbefestigungselement mit Gewinde zum tatsächlichen Schneiden, Entfernen und Austragen von Material von dem bestimmten Substrat während des Durchführens eines Gewindeschneidvorgangs, so dass Drehmomenteinführanforderungen vermindert sind, die Einführgeschwindigkeit erhöht ist und die Ausziehwiderstandseigenschaften verbessert sind, besonders geeignet ist.
Die vorhergehenden und andere Aufgaben werden gemäß den Lehren und Grundzügen der vorliegenden Erfindung durch Bereitstellung eines neuen und verbesserten Schraubbefestigungselements mit Gewinde nach Anspruch 1 gelöst.
Die Kerbzähne dienen somit letztlich als sägeblattartige Zähne, die genau genommen Gewindewindungen in die Substratwände schneiden, anstelle nämlich einfach Substratmaterial von den geschnittenen Bereichen zu verschieben, und des Weiteren dient die Gewindestruktur dazu, die geschnittenen Bruchfragmente zu entfernen und auszutragen, so dass die folgenden oder hinteren Gewindeteile die zuvor geschnittenen Gewindewindungen gleichmäßig und schnell durchqueren können. Auf diese Weise werden die Einführdrehmomenthöhe und die Installationszeit wesentlich verringert, und darüber hinaus weist das Befestigungselement verbesserte Ausziehwiderstandswerte auf.
Es sei darauf hingewiesen, dass keines der Befestigungselemente der EP-A-1001178 , FR-A-3246 14 , US-A-6086302 und US-A-1802 560 in der Lage ist, Material von den Seitenwandteilen einer Bohrung in eines mehrerer verschiedener Substrate bei einem schnellen und gleichmäßigen Einführen und verringertem Einführdrehmoment und bei verbessertem Ausziehwiderstand zu schneiden und zu entfernen.
Des Weiteren kann das vorliegende Befestigungselement angesichts der Lehren der EP-A-1001178 universal verwendet werden.
Angesichts der Lehren der US-A-5674035 , die sich auf ein Befestigungselement mit einer relativ komplexen Zähnekonfiguration beziehen, kann das vorliegende Befestigungselement leicht hergestellt werden und kann Bruchfragmente besser wegbewegen.
Verschiedene andere Aufgaben, Merkmale und zugehörige Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung bei Betrachtung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in sämtlichen der mehreren Ansichten gleiche oder einander entsprechende Teile bezeichnen, deutlicher hervor; wobei:
1 ein vertikaler Vorderaufriss eines neuen und verbesserten Schraubbefestigungselements mit Gewinde ist, das gemäß den Grundzügen und Lehren der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist, wobei die vorderen Gewindewindungen des Schraubbefestigungselements mit den mehreren einzigartigen und neuen, um den Umfang angeordneten sägeblattartigen Zähnen auf den anderen Umfangsrandteilen der vorderen Gewindescheitelteile vorgesehen sind; und
2 eine vergrößerte, perspektivische Teilquerschnitts-Unteransicht eines vorderen Gewindeteils des in 1 gezeigten neuen und verbesserten Schraubbefestigungselements mit Gewinde ist, wobei die Einzelheiten der sägeblattartigen Zähne, die integral auf den anderen Umfangsrandbereichen der vorderen Gewindescheitelteile des durchgehenden, eingängigen Schraubgewindes am Schraubbefestigungselement mit Gewinde ausgebildet sind, um die vorteilhaften Drehmoment-, Einführ- und Ausziehwiderstandseigenschaften der vorliegenden Erfindung zu erzielen, besonders dargestellt sind.
Nunmehr auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 davon Bezug nehmend, wird ein neues und verbessertes Schraubbefestigungselement mit Gewinde gemäß den Grundzügen und Lehren der vorliegenden Erfindung, wobei die vorderen Gewindewindungen des Schraubbefestigungselements mit den mehreren einzigartigen und neuen, um den Umfang angeordneten sägeblattartigen Zähnen auf den Außenumfangsrandbereichen der vorderen Gewindescheitelteile vorgesehen sind, um verringerte Einführdrehmomenteigenschaften, die das Einführ- oder Installationsverfahren schneller machen sowie Ausziehwiderstandswerte verbessern, offenbart und allgemein durch die Bezugszahl 10 bezeichnet. Insbesondere umfasst das Schraubbefestigungselement 10 mit Gewinde einen Schaftteil 12 mit einem im Wesentlichen konstanten Durchmesser D₁ und einem sich verjüngenden Kopfteil 14, der am oberen Ende des Schaftteils 12 ausgebildet ist, wobei der sich verjüngende Kopfteil 14 eine axiale Tiefe oder Dicke H, eine diametrale Erstreckung HD und einen eingeschlossenen, sich verjüngenden Winkel HA von ca. 85–90° aufweist. Ein zugespitzter Spitzenteil 16 ist am unteren Ende des Schaftteils 12 ausgebildet, und ein sich verjüngender Halsteil 18 verbindet integral den sich verjüngenden Kopfteil 14 des Befestigungselements 10 mit dem oberen Ende des Schaftteils 12. Der sich verjüngende Halsteil 18 weist eine axiale Tiefe oder Dicke N und einen eingeschlossenen, sich verjüngenden Winkel NA von ca. 48–52° auf, und es sei darauf hingewiesen, dass der zugespitzte Spitzenteil 16 einen Endpunkt 20 aufweist, an dem sich diametral gegenüberliegende Seiten oder Ebenen des zugespitzten Spitzenteils 16 effektiv in einem Winkel A, der in einem Bereich von 20–25° liegt, schneiden. Ein durchgehendes, eingängiges Schraubgewinde 22 ist auf den Schaft- und Spitzenteilen 12, 16 des Befestigungselements 10 ausgebildet, und es sei darauf hingewiesen, dass die einzelnen Gewindewindungen 24, die das durchgehende, eingängige Schraubgewinde 22 umfassen und die an dem Teil D₁ mit konstantem Durchmesser des Schaftteils 12 ausgebildet sind, so dass sie eine dazwischen definierte Teilung P aufweisen, eine äußere Scheiteldurchmesserabmessung D₂ aufweisen. Darüber hinaus sei darauf hingewiesen, dass jede einzelne der einzelnen Gewindewindungen 24 eine obere Flanke oder Fläche 26 und eine untere Flanke oder Fläche 28 umfasst, wobei in der oberen und unteren Flanke oder Fläche 26, 28 definierte Ebenen sich effektiv in einem Winkel B, der in einem Bereich von 30–50° liegt und vorzugsweise einen Wert von 40° aufweist, schneiden. Gemäß den Grundzügen und Lehren der vorliegenden Erfindung ist aus 1 weiterhin zu sehen und am besten in 2 dargestellt, dass die einzelnen vorderen Gewindewindungen 24 des Schraubbefestigungselements 10 mit Gewinde mit einer einzigartigen und neuen Struktur versehen sind, die eine Reihe von sägeblattartigen oder Kerbzähnen 30 umfasst, welche integral an den Außenumfangsrandbereichen der vorderen Gewindescheitelteile 32 des am Schraubbefestigungselements 10 mit Gewinde gebildeten durchgehenden, eingängigen Schraubgewindes 22 ausgebildet sind, um das Erreichen der vorteilhaften Einführ-, Drehmoment- und Ausziehwiderstandseigenschaften des neuen und verbesserten Schraubbefestigungselements 10 mit Gewinde zu ermöglichen oder zu erleichtern. Anfangs sei darauf hingewiesen, dass in Verbindung mit dem Vorsehen solch einer einzigartigen und neuen Struktur, die die Reihe von sägeblattförmigen Zähnen 30 umfasst, welche integral an den Außenumfangsrandbereichen der vorderen Gewindescheitelteile 32 des am Schraubbefestigungselement 10 mit Gewinde ausgebildeten durchgehenden, eingängigen Schraubgewindes 22 vorgesehen sind, und angesichts der zusätzlichen Tatsache, dass das Schraubbefestigungselement 10 mit Gewinde eine beliebige geeignete Längs- oder axiale Längenabmessung, wie zum Beispiel zwischen 0,625 Zoll und 3,50 Zoll, aufweisen kann, die sägeblattartigen Zähne 30 an jenen einzelnen vorderen Gewindewindungen 24 vorgesehen sind, die ungefähr innerhalb der axialen Erstreckung des vorderen Drittels oder der vorderen Hälfte des Schraubbefestigungselements 10 mit Gewinde, gemessen von der zugespitzten Spitze 20 zum Kopfteil 14, angeordnet sind. Deshalb nunmehr insbesondere auf 2 Bezug nehmend, wird im Folgenden die detaillierte Struktur der einzigartigen und neuen Reihe von sägeblattartigen Zähnen 30, wie sie integral an den Außenumfangsrandbereichen der vorderen Gewindescheitelteile 32 des am Schraubbefestigungselement 10 mit Gewinde ausgebildeten durchgehenden, eingängigen Schraubgewindes 22 ausgebildet sind, beschrieben. Insbesondere ist zu sehen, dass infolge der Verwendung nicht gezeigter geeigneter Spezialwerkzeuge, bei denen es sich zum Beispiel um eine entsprechende Gewinderollwalze handeln kann, die Außenumfangsrandbereiche der vorderen Gewindescheitelteile 32 des durchgehenden, eingängigen Schraubgewindes 22 die 25 durchgehende Reihe oder den durchgehenden Satz von darin ausgebildeten sägeblattartigen Zähnen 30 aufweisen, so dass zwischen benachbarten der sägeblattartigen Zähne angeordnete Talbereiche 34 durch einen eingeschlossenen Winkel 1A von ca. 100° definiert werden. Darüber hinaus sei weiterhin darauf hingewiesen, dass die Zahnteilung TP, oder in anderen Worten der zwischen benachbarten sägeblattartigen Zähnen 30 definierte Umfangsabstand, in Abhängigkeit von der besonderen diametralen Größe des Befestigungselements 10 vorbestimmte Werte aufweist, wie im Folgenden in Verbindung mit mehreren gefertigten Beispielen des neuen und verbesserten Schraubbefestigungselements 10 mit Gewinde der vorliegenden Erfindung angeführt wird, und auf ähnliche Weise jeder der sägeblattartigen Zähne 30 eine vorbestimmte Tiefenabmessung 30, das heißt einen zwischen der radial äußersten Spitze jedes Zahns 30 zur Basis jedes Zahns 30 definierten radialen Abstand, aufweist, der demgemäß auch in Abhängigkeit von der bestimmten diametralen Größe des Befestigungselements 10 variiert. Letztlich sei darauf hingewiesen, dass jeder sägeblattartige Zahn 30 eine vorbestimmt dimensionierte Breite W, wie in Umfangsrichtung gemessen, aufweist, die optimal variiert werden kann, um im Grunde in Abhängigkeit von dem bestimmten Substratmaterial, in das die selbstschneidenden Befestigungselemente 10 eingeführt werden, verschiedene Schneidleistungsgrade zu erreichen.

Wie oben erwähnt, können verschiedene konventionell bemessene Schraubbefestigungselemente mit Gewinde die einzigartigen und neuen sägeblattartigen Zähne 30 aufweisen, die gemäß den hier enthaltenen Grundzügen und Lehren der vorliegenden Erfindung hergestellt sind, und demgemäß werden die folgenden Beispiele für Befestigungselemente 10, die mit den sägeblattartigen Zähnen 30 der vorliegenden Erfindung versehen sind, angeführt, wobei die besonderen strukturellen 25 und Größeneigenschaften der sägeblattartigen Zähne 30 und ihr interoperatives Zusammenwirken leicht ersichtlich werden.

BEISPIEL 1 – NUMMER 6	BEMESSENES SCHRAUBBEFESTIGUNGSELEMENT
Kopfdurchmesser –	HD – 6,40–6,80 mm
Kopfdicke –	H – 2,20 mm
Halsdicke –	N – 1,40 mm
Schaftdurchmesser –	D1 – 2,20 mm
Gewindescheiteldurchmesser –	D2 – 3,30–3,60 mm
Gewindeteilung	p – 1,80 mm

Sägeblattzahnteilung –	TP – 0,60
Sägeblattzahntiefe –	TD – 0,21 mm
eingeschlossener	IA – 100 Grad
Sägeblattzahnwinkel –

BEISPIEL 2 – NUMMER 8	BEMESSENES SCHRAUBBEFESTIGUNGSELEMENT
Kopfdurchmesser –	HD – 7,70–8,10 mm
Kopfdicke –	H – 2,50 mm
Halsdicke –	N – 1,60 mm
Schaftdurchmesser –	D₁ – 2,40 mm
Gewindescheiteldurchmesser –	D₂ – 3,80–4,10 mm
Gewindeteilung	p – 2,00 mm
Sägeblattzahnteilung –	TP – 0,60
Sägeblattzahntiefe –	TD – 0,21 mm
eingeschlossener	IA – 100 Grad
Sägeblattzahnwinkel –

BEISPIEL 3 – NUMMER 10	BEMESSENES SCHRAUBBEFESTIGUNGSELEMENT
Kopfdurchmesser –	HD – 9,10–9,50 mm
Kopfdicke –	H – 2,80 mm
Halsdicke –	N – 1,80 mm
Schaftdurchmesser –	D₁ – 3,03 mm
Gewindescheiteldurchmesser –	D₂ – 4,80–5,10 mm
Gewindeteilung	p – 2,60 mm
Sägeblattzahnteilung –	TP – 0,70
Sägeblattzahntiefe –	TD – 0,25 mm
eingeschlossener	IA – 100 Grad
Sägeblattzahnwinkel –

BEISPIEL 4 – NUMMER 12	BEMESSENES SCHRAUBBEFESTIGUNGSELEMENT
Kopfdurchmesser –	HD – 10,30–10,80 mm
Kopfdicke –	H – 3,10 mm
Halsdicke –	N – 2,00 mm

Schaftdurchmesser –	D₁ – 3,30 mm
Gewindescheiteldurchmesser –	D₂ – 5,30–5,60 mm
Gewindeteilung	p – 2,90 mm
Sägeblattzahnteilung –	TP – 0,70
Sägeblattzahntiefe –	TD – 0,25 mm
eingeschlossener	IA – 100 Grad
Sägeblattzahnwinkel –

BEISPIEL 5 – NUMMER 14	BEMESSENES SCHRAUBBEFESTIGUNGSELEMENT
Kopfdurchmesser –	HD – 11,90–12,40 mm
Kopfdicke –	H – 3,40 mm
Halsdicke –	N – 2,20 mm
Schaftdurchmesser –	D₁ – 3,60 mm
Gewindescheiteldurchmesser –	D₂ – 5,80–6,10 mm
Gewindeteilung	p – 3,10 mm
Sägeblattzahnteilung –	TP – 0,80
Sägeblattzahntiefe –	TD – 0,29 mm
eingeschlossener	IA – 100 Grad
Sägeblattzahnwinkel –

In Verbindung mit irgendeinem der oben genannten Beispiele der Schraubbefestigungselemente 10 mit Gewinde, die gemäß den Grundzügen und Lehren der vorliegenden Erfindung gefertigt werden können, soll betont werden, dass infolge der Bereitstellung der durchgehenden Reihe von sägeblattartigen Zähnen 30 an den Außenumfangsrandbereichen der vorderen Gewindescheitelteile 32 des durchgehenden, eingängigen Schraubgewindes 22 die sägeblattartigen Zähne 30 effektiv Material schneiden und entfernen, wodurch sie die Seitenwandteile von in irgendeinem einer Vielzahl von Substraten definierten Bohrungen bilden, anstatt das Material einfach von den Seitenwänden der Substratbohrungen zu bewegen oder zu verschieben, wie dies herkömmlicherweise durch selbstschneidende Befestigungselemente mit Gewinde nach dem Stand der Technik erreicht wird. Dieser durch das neue und verbesserte Schraubbefestigungselement 10 mit Gewinde der vorliegenden Erfindung erreichte Schneid- und Entfernungsvorgang führt deshalb zu einem schnelleren und gleichmäßigeren Einführen des Befestigungselements 10 in ein bestimmtes Substrat, und die Tatsache, dass das Material tatsächlich von den Seitenwandteilen der Substratbohrungen geschnitten und entfernt wird, gestattet ein leichteres Einführen und Installieren der folgenden oder nachfolgenden Gewindewindungen. Demgemäß sind die erforderlichen Gesamteinführdrehmomenthöhen wesentlich verringert, und aufgrund der wohldefinierten Ausschnitte in den Seitenwänden des Substrats sind die Ausziehwiderstandswerte, die für die Befestigungselemente 10 charakteristisch sind, wesentlich verbessert. Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass das abgetrennte und entfernte Substratmaterial oder die abgetrennten und entfernten Bruchfragmente bezüglich der Betriebsleistung der Befestigungselemente 10 mit Gewinde keine Probleme bereiten, da solches Material oder solche Bruchfragmente zum Schaftteil 12 des Befestigungselements 10 bewegt werden und des Weiteren nach unten fallen und sich in den Bodenbereichen der Substratbohrungen ansammeln. Somit ist zu sehen, dass gemäß den Grundzügen und Lehren der vorliegenden Erfindung ein neues und verbessertes Schraubbefestigungselement mit Gewinde bereitgestellt wird, das zum Beispiel ein daran integral ausgebildetes durchgehendes, eingängiges Schraubgewinde aufweist und bei dem an den Außenumfangsrandbereichen der vorderen Gewindescheitelteile solch eines durchgehenden, eingängigen Schraubgewindes mehrere aneinander angrenzende sägeblattartige Zähne vorgesehen worden sind, die effektiv durch Seitenwandteile oder Bohrungen schneiden, die in einem bestimmten Substrat ausgebildet sind, und abgetrenntes Material entfernen, anstatt das die Seitenwände der Substratbohrungen bildende Material einfach zu bewegen oder zu verschieben, wie dies herkömmlicherweise durch selbstschneidende Befestigungselemente mit Gewinde nach dem Stand der Technik erreicht wird. Dieser durch das neue und verbesserte Schraubbefestigungselement mit Gewinde der vorliegenden Erfindung erreichte Schneid- und Entfernungsvorgang führt deshalb zu einem schnelleren und gleichmäßigeren Einführen des Befestigungselements in ein bestimmtes Substrat, und die Tatsache, dass das Material tatsächlich von den Seitenwandteilen der Substratbohrungen geschnitten und entfernt wird, gestattet ein leichteres Einführen und Installieren der folgenden oder nachfolgenden Gewindewindungen. Demgemäß sind die erforderlichen Gesamteinführdrehmomenthöhen wesentlich verringert, und aufgrund der wohldefinierten Ausschnitte in den Seitenwänden des Substrats sind die Ausziehwiderstandswerte, die für die Befestigungselemente charakteristisch sind, wesentlich verbessert. Die Befestigungselemente der vorliegenden Erfindung können auch in Verbindung mit den verschiedensten Substrat verwendet werden, darunter verschiedene Materialien, wie zum Beispiel Holz, Metall, Verbundmaterialien, Beton und dergleichen. Natürlich sind angesichts der obigen Lehren viele Variationen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung möglich. Deshalb versteht sich, dass die vorliegende Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche auch auf andere Weise ausgeübt werden kann als hier speziell beschrieben.

Claims

Befestigungselement mit Gewinde zum Einführen in irgendeine mehrerer verschiedener Substratarten, einschließlich Holz, Metall, Verbundmaterialien, Beton und dergleichen, mit Folgendem: einem Schaftteil (12), einem an einem ersten Ende des Schaftteils ausgebildeten Kopfteil (14), einem an einem zweiten, gegenüberliegenden Ende des Schaftteils ausgebildeten, sich verjüngenden Spitzenteil (16), einem am Schaftteil ausgebildeten im Wesentlichen durchgehenden, eingängigen Schraubgewinde (22), wobei einzelne Gewindeteile des im Wesentlichen durchgehenden, eingängigen Schraubgewindes Scheitelteile, die einen sich um den Umfang erstreckenden Rand definieren, der dadurch gebildet wird, dass sich obere und untere Flankenflächen (26, 28) des im Wesentlichen durchgehenden, eingängigen Schraubgewindes an einem zwischen den oberen Flankenfläche und unteren Flankenflächen (26, 28) definierten eingeschlossenen Winkel in einem Bereich von 30–50° schneiden, und mehrere im Wesentlichen aneinander angrenzende sägeblattartigen Zähne (30) umfassen, die so an Umfangsrandteilen der Scheitelteile der einzelnen Gewindeteile des im Wesentlichen durchgehenden, eingängigen Schraubgewindes ausgebildet sind, dass sie sich im Wesentlichen durchgehend und aneinander angrenzend um die Umfangserstreckung des Gewinde-Schraubbefestigungselements herum erstrecken, wobei jeder der mehreren sägeblattartigen Zähne (30) eine im Wesentlichen dreieckige Konfiguration aufweist, deren Scheitelteil aber eine vorbestimmt dimensionierte Breite (W) aufweist, und wobei Täler (34) zwischen aufeinanderfolgenden der mehreren im Wesentlichen aneinander angrenzenden sägeblattartigen Zähne definiert sind, wobei das Befestigungselement mit Gewinde zum Einführen in verschiedene Substratarten verwendet werden kann, wobei jedes der Täler einen eingeschlossenen Winkel von 100° aufweist.
Befestigungselement mit Gewinde nach Anspruch 1, bei dem die mehreren im Wesentlichen aneinander angrenzenden sägeblattartigen Zähne (30) nur an Umfangsrandteilen der Scheitelteile von vorderen der einzelnen Gewindeteile des im Wesentlichen durchgehenden, eingängigen Schraubgewindes (22) ausgebildet sind.
Befestigungselement mit Gewinde nach Anspruch 2, bei dem die vorderen der einzelnen Gewindeteile des im Wesentlichen durchgehenden, eingängigen Schraubgewindes (22) ungefähr das vordere Drittel bis eine Hälfte der mehreren einzelnen Gewindeteile des am Schaftteil des Befestigungselements mit Gewinde ausgebildeten im Wesentlichen durchgehenden, eingängigen Schraubgewindes umfasst.
Befestigungselement mit Gewinde nach Anspruch 1, bei dem die mehreren im Wesentlichen aneinander angrenzenden sägeblattartigen Zähne (30) eine zwischen benachbarten der mehreren im Wesentlichen aneinander angrenzenden sägeblattartigen Zähne definierte vorbestimmte Teilung aufweisen und jeder der mehreren im Wesentlichen aneinander angrenzenden sägeblattartigen Zähne eine vorbestimmte radiale Tiefenabmessung aufweist.
Befestigungselement mit Gewinde nach Anspruch 4, das entweder ein Befestigungselement mit Gewinde mit der Größe Nummer sechs oder Nummer acht umfasst, wobei die zwischen den mehreren im Wesentlichen aneinander angrenzenden sägeblattartigen Zähnen definierte Teilung 0,60 mm umfasst und jeder der mehreren im Wesentlichen aneinander angrenzenden sägeblattartigen Zähne eine vorbestimmte Tiefenabmessung von 0,21 mm aufweist.
Befestigungselement mit Gewinde nach Anspruch 4, das entweder ein Befestigungselement mit Gewinde mit der Größe Nummer zehn oder Nummer zwölf umfasst, wobei die zwischen den mehreren im Wesentlichen aneinander angrenzenden sägeblattartigen Zähnen definierte Teilung 0,70 mm umfasst und jeder der mehreren im Wesentlichen aneinander angrenzenden sägeblattartigen Zähne eine vorbestimmte Tiefenabmessung von 0,25 mm aufweist.
Befestigungselement mit Gewinde nach Anspruch 4, das ein Befestigungselement mit Gewinde mit der Größe Nummer vierzehn umfasst, wobei die zwischen den mehreren im Wesentlichen aneinander angrenzenden sägeblattartigen Zähnen definierte Teilung 0,80 mm umfasst und jeder der mehreren im Wesentlichen aneinander angrenzenden sägeblattartigen Zähne eine vorbestimmte Tiefenabmessung von 0,29 mm aufweist.
Befestigungselement mit Gewinde nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die sägeblattartigen Zähne (30) Kerbzähne sind.
Befestigungselement mit Gewinde nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das für ein schnelles und gleichmäßiges Einführen in ein Substrat und zum Schneiden und Entfernen von Material von dem Seitenwandteil einer Substratbohrung bei einem verringerten Gesamteinführdrehmoment und einem verbesserten Ausziehwiderstand angeordnet ist.