DE9000761U1

DE9000761U1 - Selbstbohrschraube zum Befestigen von Holzteilen auf Blechen

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Publication number: DE9000761U1
Application number: DE9000761U
Authority: DE
Original assignee: ITW Ateco GmbH
Current assignee: ITW Ateco GmbH
Priority date: 1990-01-24
Filing date: 1990-01-24
Publication date: 1990-03-29
Anticipated expiration: 2000-01-25

Description

Silbstbohrschraube zum Befestigen von Holzteilen auf Blechen

Gegenstand der Erfindung ist eine Selbstbohrschraube zum Befestigen von Holzteilen auf Blechen, insbesondere von Rand-Holzbohlen auf Blechen einer Dachunterkonstruktion, mit einem Schraubenschaft, der einenends eine Bohrspitze, anderenends einen Angreifabschnitt für ein Drehwerkzeug und dazwischen ein zylindrisches Traggewinde hat.

Dachkonstruktionen haben vielfach eine Unterkonstruktion aus Stahltrapezblechen, auf denen eine Wärmedämmschicht und eine darüberliegende Dachhaut mit Hilfe von Schraubbefestigungen befestigt ist. Für eine Seitenbegrenzung und Befestigung von Dachfen-

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stern wie Lichtkuppeln werden in der Regel Rand-Holzbohlen auf den Blechen verschraubt.Hierzu wurden bereits gattungsgenäße SeiDstbohrschrauben iei., Blechschraubengewinde oder anderen Gewindearten mit gleichen oder größeren Steigungen verwendet. Bei derartigen Selbstbohrschrauben drückt jedoch die Bohrspitze das Blech von der Holzbohle wp.j, wenn sich die Schraube in ctas Holz eingräbt und hierdurch einen Vortrieb erfährt. In der Regel läßt sich das Blech auch nach dem Greifen des Gewindes nicht mehr an die Holzbohle heranziehen, weil der Schraubenkopf wegen des Vortriebs der Selbstbohrschraube in der Bohle versinkt. Auch kann die Selbstbohrschraube vor dem Anziehen des Bleches in der Holzbohle blockiert werden, wenn der anliegende Angreifabschnitt und das Holz-Innengewinde ein weiteres Verdrehen verhindern. Wird das Blech dennoch an die Bohle herangezogen, kommt es leicht zu einem Überdrehen der Schraube in der geschwächten Schraubstelle des Blechs. Diebe Effekte sind besonders ausgeprägt, wenn das Blech der Unterkonstruktion neben der Holzbohle bereits eine öffnung für ein Dachfenster hat und sich infolgedessen im Randbereich leichter ausbiegt.

Zum Vermeiden des Selbstblockierens einer Selbstbohrschraube vor einer Anlage des Gegenteils an dem ·&Lgr;\&idigr; verschraubenden Teil sind bereits Räumschrauben bekanntqe-

worden, die einer Bohrspitze nachyeordnete Raumflüge! haben. Die Flügel sollen ein Bohrloch schaffen, welches größer als der Außendurchmesser eines Gewindes ist, damit dieses nicht im zu verschraubenden Teil in Eingriff kommt und einen Zwangsvorschub erzeugt. Die Flügel müssen abbrechen, bevor das Gewinde in das Gegenteil eingreift. Handelt es sich bei dem Gegenteil um ein Blech, ist eine sichere Funktion einer derartigen Räumschraube nur bei Blechstärken ab 1,5 mm gegeben. Bei Blechstärken von 0,75; 0,88 nun usw., wie sie bei Trapezblechen für die Bedachung vorzugsweise gegeben sind, funktionieren solche Räumschrauben nur mangelhaft, weil die Flügel beim Erreichen des Blechs nicht zuverlässig abbrechen und ein zu großes Bohrloch ohne Befestigung resultiert. Bei feuchten Holzteilen kann trotz dsr Räuir.fiügel sin Zwangsvorschub wirksam werden und deshalb die Bohrspitze brechen. Selbst wenn im Einzelfall die Flügel abbrechen und kein Zwangsvorschub erfolgt, kann es leicht zu einem Überdrehen der Schraube mit Blechschraubengewinde oder anderen Gewindearten mit gleicher oder größeren Steigungen in der geschwächten Schraubstelle des Bleches kommen,

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Selbstbohrschraube zu verbessern, so daß sie insbe-

sondere ein festes Verbinden von Holzteilen und Blechen unter verminderter Überdrehungsgefahr ermöglicht.

Zur Lösuny dieser Aufgabe ist bei einer gattungsgemäßen Selbstbohrschraube vorgesehen, daß der Schraubenschaft dem Traggewinde vorgeordnet einen konischen Aufdornabschnitt hat, das Aufdornabschnitt und Traggewinde ein feines Gewinde mit einer Steigung von 0,7 bis 1 und einem Gewindedurchmesser von 4 bis 6 mm aufweisen, und daß an einer Anlagefläche des Angreifabschnittes eine innen vom Schraubenschaft geführte Scheibe anliegt.

Beim Eindrehen der Selbstbohrschraube in ein Holzteil bewirkt ein zugleich vom feinen Gewinde erzeugtes Holzteil-

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Bohrspitze besteht eine Tendenz, das Blech nach unten auszubeulen.

Schließlich arbeitet die Bohrspitze ein Bohrloch in das Blech ein und bewirkt der Aufdornabschnitt ein trichterförmiges Aufbördeln des Bleches. Im Bereich der Aufbördelung oder Aufdornung kommen mehrere Gänge des feinen Gewindes von Aufdornabschnitt und Traggewinde zum Eingriff. Wenn der Angreifabschnitt mit der unterliegenden Scheibe zur Anlage kommt, wird das im Holzteil erzeugte Gewinde

zerstör!.. Dies ist infolge des feinen Gewindes relativ leicht möglich. Zunächst wird das Blech an das Holzteil herangezogen, bevor die Scheibe durch Weiterdrehung flächenbündig versenkt werden kann. Schließlich behindert: jedoch die Scheibe ein weiteres Versenken der Schraube im Holz,

Wenn es bis zum Zerstören des Gewindes noch nicht zum vollständigen Anlegen des Bleches an der Bohle gekommen ist, kann dies durch anschließendes Weiterdrehen der Schraube erreicht werden. Infolge des mehrgängigen Gewindeeingriffes im Bereich der Blechaufbördelung sind relativ hohe Verspannkräfte der Fügeteile ohne Überdrehungsgefahr erreichbar. Die Erfindung hat also den Vorteil, daß sie ein Eindringen der Bohrspitze in das Blech und eine gegeno'iitige Anlage der Fügeteile ohne ein zu tiefes Versenken oder Selbstblockieren der Schraube zuläßt. Das Ausüben eines Gegendruckes auf die Unterseite des Bleches ist deshalb nicht erforderlich, so daß auch ein gefahrenträchtiges vorheriges Ausschneiden einer Dachöffnung zwecks Untergreifen des Bleches entfallen könnte. Außerdem ist vorteilhaft, daß eine besonders feste Verbindung auch bei Blechen mit einer relativ geringen Dicke von 0,75 bis 1,25 mm erreicht wird. Schließlich begünstigt die Scheibe ein reibungsarmes Anziehen und Lösen der Schraube, wobei das An-

setzen eines Werkzeuges auch nicht durch Holzfasern behindert wird.

Die Bohrspit7:e der Schraube kann auf verschiedene Weise ausqeführt sein, z.B. nach Art eines Wendelbohrers. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden jedoch Bohrspitze und Aufdornabschnitt gemeinsam von einer konischen Bohrgewindespitze gebildet, welche zugleich das Bohrloch erstellt, aufbördelt und das Gewinde einarbeitet.

Der Ausbördeleffekt wird besonders gefördert, wenn der Konuswinkel der Bohrgewindespitze gemäß einer Weiterbildung etwa 40° beträgt.

zwischen Traggewinde und Angreifabschnitt ein gewin.closer Zylinderschaftabschnitt ausgebildet ist. Dabei versteht es sich, daß der Abstand der Scheibe bei Anlage am Angreifabschnitt von dem entfernten Ende des ^ylinderschaftabschnittes kleiner oder höchstens gleich der Dicke des zu befestigenden Holzteiles ist, so daß das Blech von dem Traggewinde vollständig an das Holzteil herangezogen werden kann. Durch den Zwangsvorschub (Eingriff des Gewindes im Holz) wird das Blech nach einem Moment des Zurückfederns durchstoßen und trichterförmig aufgebördelt,so daß mehrere

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Gewindegänge im Blech eingreifen können.Nachdem die Scheibe ''| zur Anlege kommt, zerstört das Gewinde der Selbstbohrschraube das erzeugte Holzgewinde, was infolge der verringerten Traggewindelänge mit einem kleineren Anzugsmoment erreicht werden kann. Das Blech wird gleichsam mit der Zer- . störung des Holzinnengewindes an die Unterseite der Bohle gezogen. Durch die weitere Drehung des Schraubers wird die Topfscheibe flächenbündig in die Holzbohle versenkt.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist die dem Angreifabschnitt zugeordnete Scheibe eine Topfscheibe. Die Topfscheibe bewirkt einen sanften Momentenanstieg zu Beginn ihres Versenkens in dem Holzteil. Wenn sie mit ihrem Rand etwa flächenbündig in der Bohle versenkt ist, kommt es zu einem erheblichen Momentenanstieg, der ein weiteres Versenken verhindert. Hierdurch wird erreicht, daß die Angreifabschnitte gerade vollständig in der Holzbohle versenkt werden und dennoch für das Ansetzen eines Werkzeuges gut erreichbar sind.

Zum Halten der Scheibe vor der Montage hat der Schraubenschaft bevorzugt neben dem Angreifabschnitt einen Scheibengewindeabschnitt, der ein Aufschrauben der Scheibe ermöglicht und ist zwischen Schraubengewindeabßchnitt und Angreif nbschn.i tt eine ringförmige Verdrehnut, für die Scheibe

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auf dem Schraubenschaft ausgebildet. Ein Aufschrauben der Scheibe kann durch eine geeignete Wahl der Steigung oder durch einen Gewindegrund des Scheiben-gevinä -bschnittss ggf. in Verbindung isit einem Spitzgewinde ermöglicht &ngr; ·■> den. Ein Eindrehen des Scheibengewindeabschnittes in das K Iztail wird durch einen konischen und zur Er rspitze hin sich verjüngenden Verlauf seines Außsndurchmessers begünstigt. Damit es nicht zu einem Blockieren der Schraube im Holzteil kommt, beträgt das Längenverhältnis von Scheibengewindeabschnitt und Schraubenschaft etwa 0,1.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, die zwei erfindungsgemäße Selbstbohrschrauben zeigen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Verbindung zweier Fügeteile mit einer Selbstbohrschraube, deren Angreifabschnitt eine konische Anlagefläche hat, im Längsschnitt;

Fig. 2 eine Verbindung zweier Fügeteile mit einer anderen Selbstbohrschraube, deren Angreifabschnitt eine flache Scheibe hat, im Längsschnitt.

In der Fig. 1 sind von der Dachkonstruktion nur

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konstruktion aus Trapezblech 1 und Holzbohle 2 für 3ine Lichtkuppel gezeigt. Neben der Holzbohle 2 kann noch eine Dachöffnung in das Trapezblech 1 eingeschnitten werden, Das Trapezblech 1 wird von der Selbs tbühr schraube r-n. die HoIubohle 2 gesogen.

Die Selbstbohmhraube &lgr; hat einenends an einem Schraubenschaf 'r 4 eine konische ->ohrg^wir_äd3spitzG 5 mit einem Konuswinkel von 40°. An die Bohrgew^despitze 5 schließt sich unmittelbar ein zylindrie-c; > Tracrqewinde 6 an, welches siwh sowohl durch das Trapezblech 1, als auch durch den unteren Bereich der Holzbohle 2 erstreckt. Bohrgewindespitze 5 und Traggewinde 6 haben Feingewinde mit einer Gewindesteigung von 0,80 mm. Der Flankenwinkel des Gewindes beträgt vorzugsweise 60°.

Anderenends hat der Schraubenschaft 4 einen Angreifabschnitt 7 in Form eines Außeneechskants mit einer angepreßten Scheibe, die eine konische und berippte Anlagefläche 8 aufweist. Neben dem Angreifabschnitt 7 ist ein konisch zur Bohrgewindespitze 5 hin sich verjüngender Scheibengewindeabschnitt 9 angeordnet. Der Scheibengewindeabschnitt 9 hat einen relativ langen Gewindegrund, so daß eine Topfscheibe 10 aufgeschraubt werdon kann. DiQ Topfscheibe 10 ist dreh« bar in einer Verdrehnut 11 des Schraubenschaftes 4 zwischen

Scheibengewindeabschnitt 9 und Angreifabschnitt 7 gehalten. Sie hat eine trichterförmige Aufnahme 12 für den Angreifabschnitt J.

Zum Befestigen der Holzbohle 2 auf dem Trapezblech 1 wird zunächst die Selbstbohrschraube 3 in die Hol?bohle eingedreht. Das Bohrloch wird von der Bohrgewindespitze 5 erzeugt. Bohrgewindespitze 5 und Traggewinde 6 erzeugen ein Innengewinde in der Holzbohle 2.

Sobald die Bohrgewindespitze 5 das Trapezblech 1 erreicht, übt sie darauf eine nach unten gerichtete Druckkraft aus, weil sich das Traggewinde 6 an dem Innengewinde der Holzbohle 2 abstützt. Voraussetzung hierfür ist, daß die Holzbohle 2 auf das Trapezblech 1 zu gedrückt wird, z.B. indem sich ein Monteur daraufstellt oder aber Schraubzwingen verwendet werden, falls die Sichtkuppelausschnitte vorab erzeugt wurden.

Schließlich greift die Bohrgewindespitze 5 in das Trapezblech 1 ein. Ist der Angreifabschnitt 7 mit der anliegenden Scheibe 10 noch nicht zur Anlage an der Oberseite d«r Holzbohle 2 gekommen, bewegt sich dann die Selbstbohrschraube 3 zunächst mit identischem Vorschub durch Holzbohle 2 und Trapezblech 1 . Kommt der Angreifabschnitt 7

sch 1. i eß 1 i c:h mit: der Tupf scheibe IO zur Anlage, so wird das Holzbohlen-Innengewinde zerstört und das Blech 1 an die Holzbohle 7 herangezogen. Die Vorschubwirkung in der Holzbohle entfällt. Die Selbstbohrschraube 3 kann weitergedreht werden, bis der Rand der Scheibe 10 flächenbündig zur Holzbohle versenkt ist.

Kommt der Angreifabschnitt 7 mit der Scheibe 10 bereits zur Anlage, bevor die Bohrgewindespitze 5 in das Trapezblech 1 eingreift, so wird die Selbstbohrschraube 3 ebenfalls weitergedreht, wobei ein Abschnitt des Holzgewindes im Bereich des Traggewindes 6 zerstört werden. Die Selbstbohrschraube 3 wird so lange gedreht, bip die Bohrgewindespitze 5 in das Trapezblech ein Bohrloch eingearbeitet, in diese« eingegriffen,- das Blech herangezogen hat und die Topfscheibe versenkt hat.

Beim Eindrehen der konischen Bohrgewindespitze 5 in das Trapezblech 1 wird eine Ausbördelung 13 erzeugt, die trotz der geringen Blechstärke ein Eingreifen von mehreren Gewindegängen und Verspannen der Fügeteiie ermöglicht.

Wenn die Holzbohle 2 an dem Trapezblech 1 befestigt ist, hat die Bohrgewindespitze 5 gegenüber der Innenseite des Blechs einen Überstand von etwa 20 mm.

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Soweit, die Einzelheiten der in der Fig. 2 dargestellten Schraubverbindung mit der zuvor erläuterten übereinstimmen, sind identische Bezugsziffern eingetragen. Insoweit wird auf die obige Beschreibung verwiesen. Jedoch ist an den Angreifabschnitt 7 unten eine flache Scheibe 14 angepreßt, die direkt auf dem Grund der Topfscheibe 10 aufliegt.

Andere Ausführungen des Schraubenkopfes sind möglich. Insbesondere kommen Senk-, Linsen-Senk- oder Linsenköpfe in Betracht.

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Claims

- 13 Ansprüche :

1. Selbstbohrschraube zum Befestigen von Holzteilen auf Blechen, insbesondere von Rand-Holzbohlen auf Blechen einer Dachunterkonstruktion, mit einem Schraubenschaft (4), der einenends eine Bohrspitze (5), anderenends einen Angreifabschnitt (7) für ein Drehwerkzeug und dazwischen ein zylindrisches Traggewinde (6) hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenschaft (4) dem Traggewinde (6) vorgeordnet einen konischen Aufdornabschnitt (5) hat, daß Aufdornabschnitt (5) und Traggewinde (6) ein feines Gewinde mit einer Steigung von 0,7 bis 1 und einem Gewindenenndurchmesser von 4 bis 6 mm aufweisen, und daß an einer Anlagefläche des Angreifabschnittes (7) eine innen vom Schraubenschaft (4) geführte Scheibe (10) anliegt.

2. Selbstbohrschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bohrspitze und Aufdornabschnitt von einer konischen Bohrgewindespitze (5) gebildet werden.

3. Selbstbohrschraube nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Konuswinkel der Bohrgewindspitze etwa 40° beträgt.

4 -

4. Selbstbohrschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Traggewinde (6) und Angreifabschnitt (7) ein gewindeloser Zylinderschaftabschnitt (12) ausgebildet ist.

5. Selbstbohrschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe eine Topfscheibe (10) ist.

6. Selbstbohrschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 5,dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenschaft (4) neben dem Angreifabschnitt (7) einen Scheibengewindeabschnitt (9) hat, der ein Aufschrauben der Scheibe ermöglicht, und daß zwischen Schraubengewindeabschnitt (9) und An-&sfgr;-eifabschnitt (7) eine ringförmige Verdrehnut (11) für die Scheibe auf dem Schraubenschaft ausgebildet ist.

7. Selbstbohrschraube nach einem der Ansprüche 5 und 6,da durch gekennzeichnet, daß der Scheibengewindeabschnitt (9) konisch ist und sich zur Bohrspitze (5) hin verjüngt.

8. Selbstbohrschraube nach einem der Ansprüche 6 und 7,dadurch gekennzeichnet, daß das Längenverhältnis von Scheibengewindeabschnitt (9) und Schraubenschaft (4) etwa 0,1 beträgt.