EP2962000A1 - Betonschraube - Google Patents

Betonschraube

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Publication number
EP2962000A1
EP2962000A1 EP14704138.8A EP14704138A EP2962000A1 EP 2962000 A1 EP2962000 A1 EP 2962000A1 EP 14704138 A EP14704138 A EP 14704138A EP 2962000 A1 EP2962000 A1 EP 2962000A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
thread
rolling
cutting
cutting recess
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14704138.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias Neumaier
Mark Winkler
Guenter Domani
Corinna Achleitner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP2962000A1 publication Critical patent/EP2962000A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B25/00—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws
    • F16B25/10—Screws performing an additional function to thread-forming, e.g. drill screws or self-piercing screws
    • F16B25/103—Screws performing an additional function to thread-forming, e.g. drill screws or self-piercing screws by means of a drilling screw-point, i.e. with a cutting and material removing action
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B25/00—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws
    • F16B25/0036—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw
    • F16B25/0042—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw characterised by the geometry of the thread, the thread being a ridge wrapped around the shaft of the screw
    • F16B25/0068—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw characterised by the geometry of the thread, the thread being a ridge wrapped around the shaft of the screw with multiple-threads, e.g. a double thread screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
    • B21H3/02—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape external screw-threads ; Making dies for thread rolling
    • B21H3/027—Rolling of self-tapping screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
    • B21H3/02—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape external screw-threads ; Making dies for thread rolling
    • B21H3/04—Making by means of profiled-rolls or die rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
    • B21H3/02—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape external screw-threads ; Making dies for thread rolling
    • B21H3/06—Making by means of profiled members other than rolls, e.g. reciprocating flat dies or jaws, moved longitudinally or curvilinearly with respect to each other
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    • F16B25/0078—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw with a shaft of non-circular cross-section or other special geometric features of the shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16B25/0036—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw
    • F16B25/0084—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw characterised by geometric details of the tip

Definitions

  • the invention relates to a concrete screw according to the preamble of claim 1.
  • a concrete screw is equipped with a shaft and a shaft arranged on the thread with a thread and a thread root.
  • the invention further relates to a rolling die for producing a concrete screw according to the preamble of claim 1 1 with a plurality of grooves for rolling a thread.
  • the invention also relates to a manufacturing method according to claim 14 for a concrete screw according to the invention.
  • a generic concrete screw is known for example from EP 2 233 757 A2.
  • This document teaches to provide cutting recesses in the lateral surface of the shank of the concrete screw which are bounded by sharp edges. These edges can serve as cutting edges that can widen a non-ideal cylindrical hole when screwing in the screw. Therefore, concrete screws with relatively large core diameter can be set with relatively low insertion torque due to the cutting recesses, so that relatively high loads can be achieved.
  • a manufacturing method for a concrete screw with cutting recesses is known from US 2011274516 A. According to US 201 1274516 A, a thread is first formed on the screw shaft. Then, notches are cut out of the shank and the thread by means of inclined cutting wheels, which form the cutting recesses.
  • EP 1 738 844 A1 a rolling jaw for screws with drill bit and scraping groove is known, wherein the scraping groove is rolled by means of the rolling die in a single operation during rolling of the thread.
  • the rolling die of EP 1 738 844 A1 has projections for introducing the cockroach groove.
  • the screws with drill bit known from EP 1 738 844 A1 are not intended for a concrete substrate.
  • DE 38 23 834 A1 describes a wood screw provided on the cylinder core of the thread, generated in the screw production points of engagement of drivers, which over the greater part of the length of the screw thread at regular intervals distributed on the cylinder core are arranged.
  • the object of the invention is to provide a concrete screw with which particularly good load values can be achieved with a particularly low production cost and good settability, and to provide a tool and a method for producing such a screw.
  • a concrete screw according to the invention is characterized in that at least one cutting recess for expanding a borehole is provided in the tip region of the shaft in the shaft, which extends at least partially within the thread root, without interrupting the thread turn.
  • the invention has recognized on the one hand that an axial superimposition of the cutting recesses with the thread often brings advantages in concrete screws.
  • the cutting edges can cut the path for the shaft particularly efficiently when they are arranged at the tip region of the screw.
  • the invention has now further recognized that the axial interference of the cutting recesses with the thread may also be disadvantageous under certain circumstances and in certain applications.
  • the thread helix in the tip region is interrupted by the cutting recess
  • this can entail that the undercut surface is reduced and / or the supporting surface precisely in the area which is substantially responsible for the deep load transfer into the concrete and thus for the removal loads Thread coil is weakened.
  • the invention proposes to extend the cutting recess into the thread without, however, interrupting the thread helix with the cutting recess.
  • the benefits can be realized, resulting from an overlap of thread and cutting recess, without the disadvantages set by a break in the thread helix under certain Circumstances can result.
  • a concrete screw can be provided with the good settability particularly good extraction loads can be achieved.
  • cutting recesses that do not break the thread as explained in more detail below can be made in a very simple manner in one and the same process step, so that a particularly low production cost is given.
  • the invention relates to a concrete screw, ie a screw with a self-tapping thread turn, which can be screwed to form a counter-thread in a concrete structure.
  • the cutting recess has, expediently at its edge, at least one cutting edge with which a concrete building body can be cut to widen the borehole.
  • the cutting recess forms a recess in the lateral surface of the shaft, which can absorb accumulating concrete flour during expansion, and thus can ensure a continuous cutting action.
  • the end of the shaft can be understood, which is introduced in the intended use of the screw first in the wellbore in the building and / or the end, which is opposite to an optionally existing screw head.
  • the tip region may be understood to mean a contiguous region that runs near the tip and / or includes the tip.
  • a region can be understood in which the self-tapping thread helix begins.
  • the tip is often not pointed, but has a flat face, since concrete screws are usually self-tapping, but not self-drilling.
  • the thread root can be understood in particular the area which is enclosed by the thread spiral, that is, the region of the thread, which, viewed in the longitudinal direction of the thread and / or the shaft, is bounded on two opposite sides by the thread helix.
  • the thread root as typical for a concrete screw, viewed in the longitudinal direction of the thread and / or the screw can be significantly wider than the thread helix, preferably by at least a factor of 2, 3 or 4 wider.
  • the thread root as typical for a concrete screw, viewed in the longitudinal section of the screw at least approximately flat.
  • the thread root which can also be referred to as a thread groove, can be formed in particular by the lateral surface of the shaft.
  • the thread root and / or the helical thread is or are suitably made spirally.
  • the shaft has at least in some areas a cylindrical guide. on the surface.
  • the thread according to the invention is completely continuous, so nowhere interrupted.
  • the cutting recess is interrupted at least once by the thread helix of the thread.
  • the cutting recess has at least two partial regions, which are separated from one another by the thread helix.
  • the two subregions are preferably aligned with one another, in particular they may lie on a straight line.
  • a cutting recess that is particularly extended in the longitudinal direction of the screw and thus effective can be realized.
  • the cutting recess can run completely within the thread root without interrupting the thread turn.
  • the cutting recess extends in regions outside the thread root. Accordingly, the cutting recess extends in regions outside the thread, that is to say also into a region of the skirt surface which, viewed in the longitudinal direction of the shank, is limited only on one side by the thread turn. This makes it possible to guide the cutting recess particularly close to the tip of the screw, so that the well can be widened particularly effective. As a result, inter alia, a taper of the shaft at the tip area can be dispensed without the settability suffers.
  • the cutting recess is open towards the end side of the shaft.
  • the cutting recess is visible in a plan view of the tip viewed in the longitudinal direction of the shaft. This embodiment can further improve the settability, on the one hand because the cutting action hereby already occurs directly at the top, and on the other hand because a removal of concrete flour from the cutting recesses is particularly easy hereby possible.
  • the cutting recess runs at least in regions within the first turn of the thread root starting from the thread beginning. This also makes it possible to realize a cutting action close to the tip and thus a particularly good settability.
  • Under the thread beginning can be understood in the usual way, the end of the thread, which cuts into the concrete structure when screwing the screw first.
  • the first 360 ° of the circulation path of the thread root around the longitudinal axis of the shaft can be understood as the first wall of the thread root.
  • the depth of the cutting recess is at least 0.05 times, preferably at least 0.1, times the shaft diameter. Such relatively deep cutting recesses can absorb the concrete flour accumulating during the expansion of the borehole particularly well. The depth can be measured in particular in the radial direction of the shaft.
  • the cutting recess viewed in cross-section of the shaft is asymmetrical.
  • the cutting recess may be asymmetrical with respect to the radial direction of the shaft.
  • a flat flank profile can be understood in particular to mean that said flank, viewed in the cross-section of the shank, only encloses a small angle with a tangent to the lateral surface of the shank, which arises at the transition of the lateral surface into said flank.
  • a further advantageous embodiment consists in that at least one further cutting recess is provided in the shank, which lies for the free cutting of the thread helix in the continuation of the thread helix.
  • Such a further cutting recess, which lies in the continuation that is to say in the fictitious extension of the helical thread turn, can cut free the area of the thread turn and thus further simplify the setting of the screw.
  • a plurality of cutting recesses are provided for expanding the borehole, which run at least partially within the thread root, without interrupting the thread helix. Due to the large number of similar cutting recesses distributed over the circumference of the screw and thus particularly uniform cutting action can be achieved, which can further support the setting process
  • the auxiliary helix has a smaller number of turns than the helix and / or the pitch of the helix is less than or equal to the helix height.
  • the Rajgewindechtl can also serve for cutting into the concrete and have similar dimensions as the thread helix.
  • the screw has a widened compared to the shaft screw head.
  • This screw head can serve for rotationally fixed coupling with a setting tool.
  • the screw head can for non-rotatable coupling with a setting tool, for example, a polygon structure, preferably a hexagon, have.
  • the invention can be used in particular in connection with concrete screws with a relatively thick shaft, so for example in such screws in which the ratio of the outer diameter of the thread to the core diameter of the shaft 1, 1 to 1, 4.
  • the cutting edges formed on the cutting recesses can be particularly effective.
  • the screw is preferably made of a metal material.
  • An inventive rolling jaw for producing a concrete screw preferably for producing a concrete screw described in this text, is formed with a plurality of grooves for rolling a thread. It is characterized in that it comprises at least one projection for rolling a cutting recess, which does not interrupt the grooves for rolling the thread.
  • a rolling jaw screws can be made with Schneidaus traditions in a particularly simple manner, which leave the threaded helices of the screw thread intact.
  • particularly good extraction loads can be achieved with good setting properties.
  • the grooves are suitable for rolling a thread, they preferably form a thread counter profile.
  • the projection of at least one of the grooves is interrupted.
  • the rolling jaw is preferably a flat-rolled jaw, that is to say in particular a rolling jaw with a substantially flat working surface, which is preferably moved exclusively linearly in the rolling process.
  • the rolling jaw has at least one projection set consisting of a plurality of projections for multi-stage rolling one and the same cutting recess.
  • a plurality of projections which act on one and the same cutting recess successively and reshape. These projections form a projection set.
  • even deep cutting recesses can be rolled with particularly good thread quality.
  • a plurality of projection sets may be present, each of which transform one of the cutting recesses step by step.
  • the various projection sets can intermesh and form an interdigital structure.
  • the height of the projections of the projection set at least partially increases in the working direction of the rolling die.
  • Under the working direction can be understood in particular the direction in which the workpiece moves during rolling on the rolling die.
  • both the thread helix and the cutting recess are formed in the same thread rolling process, preferably by means of a rolling jaw according to the invention. Accordingly, the cutting edge production in the forming manufacturing process for the thread is integrated, so that a particularly simple and fast production is given.
  • the cutting recess is formed by a plurality of projections which are arranged one behind the other on one and the same rolling die. According to this embodiment also deep cutting recesses can be rolled with particularly good thread quality.
  • the optionally existing screw head of the screw is upset before the thread rolling process.
  • the screw according to the invention can also have engagement points of drivers on the shank, except for the cutting recess or the cutting recesses, which are arranged on the rolling jaw according to the invention. These However, engagement points are not intended, in particular because of their geometry, to widen a borehole as a rule.
  • Figure 1 an embodiment of an inventive concrete screw in
  • Figure 2 the screw of Figure 1 in cross-sectional view
  • Figure 3 the screw of Figure 1 in perspective view
  • Figures 4 to 6 a workpiece in various successive stages during the manufacturing sequence of a first embodiment of a method according to the invention for producing a concrete screw;
  • FIG. 7 is a perspective view of the rolling die arrangement according to the invention from FIG. 6, wherein the screw head is not shown for the sake of clarity;
  • FIG. 8 shows the rolling-jaw arrangement from FIG. 6 in a side view, wherein again the screw head is not shown for the sake of clarity.
  • FIGS. 1 to 3 An embodiment of a concrete screw according to the invention is shown in FIGS. 1 to 3.
  • the screw has a cylindrical shank 31, at one end of which a screw head 39 is formed, which has a polygonal structure designed as an external hexagon for positively rotationally fixed coupling to a setting tool, for example an impact wrench.
  • a setting tool for example an impact wrench.
  • the shank of the concrete screw has a substantially flat end face 43.
  • a thread 33 is formed which has a helical thread turn 13 and a spiral thread root 14 delimited by the thread turn 13.
  • Under the thread root 14, in particular the surface Chen region of the shaft 31 are understood, which is limited in the longitudinal direction of the shaft 31 viewed on two axially opposite sides of the threaded coil 13.
  • the beginning of the thread turn 13 is in the region of the tip of the concrete screw, that is in the tip region 41.
  • a soirgewinde Listel 15 is formed centrally in the thread root 14. While the thread helix 13 preferably has at least four turns, the auxiliary helix 15 comprises only about one turn.
  • the threaded coil 13 preferably begins directly on the end face 43, but can also be spaced a distance from this.
  • the concrete screw can be screwed self-tapping into a borehole in a concrete structure in the direction indicated in Figures 2 and 3 with an arrow screwing 81 of the thread 33.
  • the concrete screw on a plurality of cutting recesses in the illustrated embodiment six, which are introduced into the lateral surface of the shaft 31, wherein one of the six cutting recesses is exemplified by the reference numeral 36.
  • the cutting recesses have at their edges at the transition to the cylindrical lateral surface of the shaft 31 cutting edges, which can serve to widen a not ideal cylindrical and / or too narrow hole when screwing the screw.
  • the resulting concrete flour can be at least partially absorbed and / or carried away by the cutting recesses.
  • the cutting recesses extend parallel to each other and parallel to the longitudinal direction of the shaft 31. In principle, the cutting recesses could also be arranged at an angle to each other and / or to the longitudinal axis.
  • the cutting recess 36 is formed in two parts with two partial regions 36 'and 36 ".
  • the two partial regions 36' and 36" of the cutting recess 36 are aligned with one another, ie the first partial region 36 'lies in the extension of the second portion 36 ", wherein the two portions 36 ', 36" are separated by the thread turn 13.
  • the first portion 36 ' is completely within the thread root 14, whereas the second portion 36 "outside the thread root 14, that is in a range that is so close to the tip of the screw that he viewed in the longitudinal direction of the shaft 31 only on one side is bounded by the thread turn 13. As shown particularly in FIG.
  • the cutting recess 36 extends at its second portion 36 "as far as the end face 43 of the shaft 31 so that the cutting recess 36 is open towards the end face 43.
  • the thread turn 13 is completely continuous, that is none of the cutting recesses interrupts the thread turn 13.
  • the cutting recess 36 in the shell of the shaft 31 can be formed asymmetrically in the cross section of the shaft 31.
  • that edge 18, which travels in the direction defined by the threaded coil 13 and marked in Figures 1 and 3 with an arrow screwing 81 be made steeper than the opposite leading edge 19.
  • that edge 18, when screwing the finished screw acts against the surrounding concrete to develop a good cutting action, with a large access surface is given in the cutting recess 36 due to the flat design of the second edge 19, which may allow a particularly reliable material transport of concrete flour into the cutting recess 36.
  • the screwing-in direction 81 of the threaded helix 13 or of the thread 33 which is indicated by an arrow in FIGS. 1 and 3, may in particular be directed counter to the workpiece rolling direction of rotation 84 during thread rolling, which is indicated by an arrow in FIGS. 6 and 7.
  • FIGS. 4 to 8 illustrate an exemplary embodiment of a method for producing a screw according to the invention, wherein FIGS. 4 to 6 show a sequence of stages starting from an unprocessed piece of wire.
  • the method begins with the provision of a straight piece of metal wire as the workpiece 11.
  • the screw head 39 with an external hexagonal structure is upset at one end of the workpiece 11, thereby obtaining the preliminary product shown in FIG.
  • the workpiece 11, as shown in FIGS. 6 to 8, is introduced between two rolling dies 61 and 62 according to the invention, which are designed in particular as flat-rolled jaws.
  • the first rolling jaw 61 is stationary, whereas the second rolling jaw 62 is linearly moved in the direction of movement 86.
  • the workpiece 11 is rotated in the workpiece rolling direction of rotation 84 and moved relative to the second rolling jaw 62 in the working direction 88 of the second rolling jaw 62.
  • An analogous movement is given relative to the first rolling jaw 61.
  • the rolling jaw 62 has, at its working surface parallel to the plane of the drawing, a multiplicity of mutually parallel grooves 64 which serve to form the threaded helix 13 and which, as such, form a counter-shape of the thread 33 exhibit.
  • rolling jaw 62 has a plurality of projections 66 which press the cutting recesses 36 into the shaft 31.
  • the rolling jaw 62 consists of a main part 68 and a replaceable plate 69 which is detachably connected by screws to the main part 68.
  • the working surface of the rolling jaw 62 extends over both the main part 68 and the exchangeable plate 69. All projections 66 for the cutting recesses 36, but at least a subset thereof, are preferably arranged on the exchangeable plate 69.
  • the grooves 64 for the thread 33 extend both on the main part 68 and on the exchangeable plate 69th
  • the projections 66 for the cutting recesses 36 extend transversely to the working direction 88 considered offset to the grooves 64 and do not interrupt the course of the grooves 64.
  • Each of the cutting recesses 36 is not formed by a projection 66 alone, but gradually by a plurality of successively arranged in the direction of 88 projections 66, that is, for forming a cutting recess 36, a portion of the shaft 31 of a plurality of projections 66 acted upon successively.
  • the totality of all the protrusions 66 that transform one of the cutting recesses 36 form a protrusion set, wherein two different protrusion sets 67 'and 67 "are shown by way of example for two different cutting recesses 36. It is particularly preferred that the height of the protrusions 66 of a Projecting set 67 at least partially along the working direction 88 increases, so that the corresponding cutting recess is formed successively deeper.
  • the first rolling jaw 61 is formed analogously to the second rolling jaw 62 with grooves and projections, possibly also with projection sets, main part and / or exchangeable plate.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betonschraube mit einem Schaft (31) und einem am Schaft angeordneten Gewinde (33) mit einer Gewindewendel (13) und einem Gewindegrund (14). Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass im Spitzenbereich (41) des Schafts im Schaft zumindest eine Schneidausnehmung (36) zum Aufweiten eines Bohrlochs vorgesehen ist, welche zumindest bereichsweise innerhalb des Gewindegrundes verläuft, ohne die Gewindewendel zu unterbrechen. Die Erfindung betrifft ferner eine Walzbacke zum Herstellen einer solchen Betonschraube. Die Erfindung betrifft auch ein Herstellungsverfahren für eine Betonschraube.

Description

Betonschraube
Die Erfindung betrifft eine Betonschraube gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Betonschraube ist ausgestattet mit einem Schaft und einem am Schaft angeordneten Gewinde mit einer Gewindewendel und einem Gewindegrund. Die Erfindung betrifft ferner eine Walzbacke zum Herstellen einer Betonschraube gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 1 mit einer Vielzahl von Nuten zum Walzen eines Gewindes. Die Erfindung betrifft auch ein Herstellungsverfahren gemäss Anspruch 14 für eine erfindungsgemässe Betonschraube.
Eine gattungsgemässe Betonschraube ist beispielsweise aus EP 2 233 757 A2 bekannt. Diese Schrift lehrt, in der Mantelfläche des Schafts der Betonschraube Schneidausnehmun- gen vorzusehen, die von scharfen Kanten begrenzt sind. Diese Kanten können als Schneidkanten dienen, die ein nicht ideal zylindrisches Bohrloch beim Eindrehen der Schraube aufweiten können. Daher können aufgrund der Schneidausnehmungen auch Betonschrauben mit relativ grossem Kerndurchmesser mit relativ geringen Eindrehmomenten gesetzt werden, so dass relativ hohe Traglasten erzielt werden können. Ein Herstellungsverfahren für eine Betonschraube mit Schneidausnehmungen ist aus der US 2011274516 A bekannt. Gemäss US 201 1274516 A wird zunächst ein Gewinde am Schraubenschaft angeformt. Anschliessend werden mittels schräggestellter Fräsräder Kerben aus dem Schaft und dem Gewinde herausgefräst, welche die Schneidausnehmungen bilden.
Aus der EP 1 738 844 A1 ist eine Walzbacke für Schrauben mit Bohrspitze und Schabenut bekannt, wobei die Schabenut mittels der Walzbacke in einem Arbeitsgang beim Walzen des Gewindes eingewalzt wird. Hierfür weist die Walzbacke der EP 1 738 844 A1 Vorsprünge zum Einbringen der Schabenut auf. Die aus der EP 1 738 844 A1 bekannten Schrauben mit Bohrspitze sind nicht für ein Betonsubstrat vorgesehen.
Die DE 38 23 834 A1 beschreibt eine Holzschraube mit am Zylinderkern des Gewindes vorgesehenen, bei der Schraubenherstellung erzeugten Eingriffsstellen von Mitnehmern, welche über den grössten Teil der Länge des Schraubengewindes in gleichmässigen Abständen verteilt am Zylinderkern angeordnet sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Betonschraube anzugeben, mit der bei besonders geringem Herstellungsaufwand und guter Setzbarkeit besonders gute Lastwerte erzielt werden können, sowie ein Werkzeug und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Schraube anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Betonschraube mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , eine Walzbacke mit den Merkmalen des Anspruchs 1 1 und ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
Eine erfindungsgemässe Betonschraube ist dadurch gekennzeichnet, dass im Spitzenbereich des Schafts im Schaft zumindest eine Schneidausnehmung zum Aufweiten eines Bohrlochs vorgesehen ist, welche zumindest bereichsweise innerhalb des Gewindegrundes verläuft, ohne die Gewindewendel zu unterbrechen.
Die Erfindung hat zum einen erkannt, dass eine axiale Überlagerung der Schneidausnehmungen mit dem Gewinde bei Betonschrauben häufig Vorteile mit sich bringt. Denn einerseits können die Schneidkanten den Weg für den Schaft besonders effizient dann freischneiden, wenn sie am Spitzenbereich der Schraube angeordnet sind. Andererseits kann es im Hinblick auf die Traglasten vorteilhaft sein, die Gewindewendel möglichst lang zu gestalten und sie vorzugsweise ebenfalls bis in den Spitzenbereich zu führen. Denn wenn die Gewindewendel tief in das Bohrloch reicht, werden Lasten tief in den Beton eingebracht, so dass ein verfrühtes Ausbrechen der Schraube verhindert ist. Die Erfindung hat aber nun weiter erkannt, dass die axiale Überlagerung der Schneidausnehmungen mit dem Gewinde unter bestimmten Umständen und bei bestimmten Anwendungen auch nachteilig sein kann. Denn wenn aufgrund dieser Überlagerung die Gewindewendel im Spitzenbereich durch die Schneidausnehmung unterbrochen wird, kann dies beinhalten, dass genau in dem Bereich, der für die tiefe Lasteinleitung in den Beton und somit für die Auszugslasten wesentlich verantwortlich ist, die Hinterschnittfläche verringert und/oder die tragende Gewindewendel geschwächt wird. Auf dieser Erkenntnis aufbauend schlägt die Erfindung vor, die Schneidausnehmung in das Gewinde hinein zu erstrecken, ohne jedoch die Gewindewendel mit der Schneidausnehmung zu unterbrechen. Hierdurch können die Vorteile realisiert werden, die aus einer Überlappung von Gewinde und Schneidausnehmung resultieren, ohne dass sich die Nachteile einstellen, die von einer Unterbrechung der Gewindewendel unter bestimmten Umständen resultieren können. Insbesondere kann somit eine Betonschraube bereitgestellt werden, mit der bei guter Setzbarkeit besonders gute Auszugslasten erzielt werden können. Darüber hinaus können Schneidausnehmungen, die das Gewinde nicht durchbrechen, wie weiter unten im Detail erläutert ist in besonders einfacher Weise in ein und demselben Prozessschritt gefertigt werden, so dass ein besonders geringer Herstellungsaufwand gegeben ist.
Die Erfindung betrifft eine Betonschraube, also eine Schraube mit einer selbstschneidenden Gewindewendel, die unter Bildung eines Gegengewindes in einen Betonbaukörper eindrehbar ist. Die Schneidausnehmung weist, zweckmässigerweise an ihrem Rand, zumindest eine Schneidkante auf, mit der ein Betonbaukörper zum Aufweiten des Bohrlochs schneidbar ist. Die Schneidausnehmung bildet eine Vertiefung in der Mantelfläche des Schafts, die beim Aufweiten anfallendes Betonmehl aufnehmen kann, und somit eine kontinuierliche Schneidwirkung sicherstellen kann.
Unter der Spitze des Schafts kann insbesondere das Ende des Schafts verstanden werden, welches bei der bestimmungsgemässen Verwendung der Schraube zuerst in das Bohrloch im Baukörper eingebracht wird und/oder das Ende, welches einem gegebenenfalls vorhandenen Schraubenkopf gegenüberliegt. Unter dem Spitzenbereich kann ein zusammenhängender Bereich verstanden werden, der in der Nähe der Spitze verläuft und/oder die Spitze umfasst. Insbesondere kann unter dem Spitzenbereich ein Bereich verstanden werden, in dem die selbstschneidende Gewindewendel anfängt. Bei einer Betonschraube läuft die Spitze häufig nicht spitz zu, sondern weist eine ebene Stirnfläche auf, da Betonschrauben in der Regel zwar selbstschneidend, aber nicht selbstbohrend sind.
Unter dem Gewindegrund kann nach der Erfindung insbesondere der Bereich verstanden werden, der von der Gewindewendel eingeschlossen wird, also der Bereich des Gewindes, der, in Längsrichtung des Gewindes und/oder des Schafts betrachtet, auf zwei gegenüberliegenden Seiten von der Gewindewendel begrenzt wird. Erfindungsgemäss kann der Gewindegrund, wie für eine Betonschraube typisch, in Längsrichtung des Gewindes und/oder der Schraube betrachtet deutlich breiter als die Gewindewendel sein, vorzugsweise um zumindest den Faktor 2, 3 oder 4 breiter. Zusätzlich oder alternativ kann der Gewindegrund, wie für eine Betonschraube typisch, im Längsschnitt der Schraube betrachtet zumindest annähernd eben sein. Der Gewindegrund, der auch als Gewindenut bezeichnet werden kann, kann insbesondere durch die Mantelfläche des Schafts gebildet sein. Der Gewindegrund und/oder die Gewindewendel ist beziehungsweise sind geeigneterweise spiralförmig ausgeführt. Zweckmässigerweise weist der Schaft zumindest bereichsweise eine zylindrische Man- telfläche auf. Vorzugsweise ist die erfindungsgemässe Gewindewendel komplett durchgängig, also nirgendwo unterbrochen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass die Schneidausnehmung von der Gewindewendel des Gewindes zumindest einmal unterbrochen wird. Gemäss dieser Ausführungsform weist die Schneidausnehmung zumindest zwei Teilbereiche auf, die durch die Gewindewendel voneinander getrennt sind. Die beiden Teilbereiche fluchten vorzugsweise miteinander, insbesondere können sie auf einer Geraden liegen. Gemäss dieser Ausführungsform kann eine in Längsrichtung der Schraube besonders ausgedehnte und damit wirkungsvolle Schneidausnehmung realisiert werden.
Grundsätzlich kann die Schneidausnehmung vollständig innerhalb des Gewindegrundes verlaufen, ohne die Gewindewendel zu unterbrechen. Besonders bevorzugt ist es aber, dass die Schneidausnehmung bereichsweise ausserhalb des Gewindegrundes verläuft. Demgemäss erstreckt sich die Schneidausnehmung bereichsweise ausserhalb des Gewindes, also auch in einen Bereich der Schaftmantelfläche, der in Längsrichtung des Schafts betrachtet nur auf einer Seite von der Gewindewendel begrenzt wird. Dies ermöglicht es, die Schneidausnehmung besonders nahe zur Spitze der Schraube hin zu führen, so dass das Bohrloch besonders wirksam aufgeweitet werden kann. Hierdurch kann unter anderem eine Verjüngung des Schafts am Spitzenbereich entbehrlich werden, ohne dass die Setzbarkeit leidet.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schneidausnehmung zur Stirnseite des Schafts hin offen ist. Vorzugsweise ist gemäss dieser Ausführungsform die Schneidausnehmung bei einer Draufsicht auf die Spitze mit Blickrichtung in Längsrichtung des Schafts sichtbar. Diese Ausführungsform kann die Setzbarkeit noch weiter verbessern, zum einen weil hiermit die Schneidwirkung schon unmittelbar an der Spitze eintritt, zum anderen weil hiermit eine Abfuhr von Betonmehl aus den Schneidausnehmungen heraus besonders einfach möglich ist.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Schneidausnehmung zumindest bereichsweise innerhalb der ausgehend vom Gewindeanfang ersten Windung des Gewindegrundes verläuft. Auch hierdurch kann eine Schneidwirkung nahe der Spitze und somit eine besonders gute Setzbarkeit realisiert werden. Unter dem Gewindeanfang kann in fachüblicher Weise das Ende des Gewindes verstanden werden, welches beim Eindrehen der Schraube zuerst in den Betonbaukörper einschneidet. Unter der ersten Wndung des Gewindegrundes können insbesondere die ersten 360° des Umlaufweges des Gewindegrundes um die Längsachse des Schafts verstanden werden. Eine vorteilhafte Ausgestaltung liegt darin, dass die Tiefe der Schneidausnehmung zumindest das 0,05-fache, vorzugsweise zumindest das 0, 1 -fache des Schaftdurchmessers beträgt. Solche relativ tiefen Schneidausnehmungen können das beim Aufweiten des Bohrlochs anfallende Betonmehl besonders gut aufnehmen. Die Tiefe kann insbesondere in Radialrichtung des Schafts gemessen werden.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung liegt darin, dass die Schneidausnehmung im Querschnitt des Schafts betrachtet asymmetrisch ist. Insbesondere kann die Schneidausnehmung zur Radialrichtung des Schafts asymmetrisch sein. Durch die asymmetrische Ausgestaltung kann der Umformwiderstand beim Anformen der Schneidausnehmung reduziert werden, ohne dass es zu wesentlichen Funktionseinbussen der Schraube kommt.
Besonders zweckmässig ist es, dass eine in Einschraubrichtung der Gewindewendel vorauslaufende Flanke der Schneidausnehmung im Querschnitt des Schafts betrachtet flacher bezüglich der Mantelfläche des Schafts verläuft als eine in Einschraubrichtung nachlaufende Flanke der Schneidausnehmung. Die in Einschraubrichtung nachlaufende Flanke ist diejenige Flanke, die bei der fertigen Betonschraube den Beton beim Einschrauben schneidet. An dieser Flanke ist für eine gute Schneidwirkung ein steiler Winkel vorteilhaft. Die gegenüberliegende, in Einschraubrichtung der Gewindewendel vorauslaufende Flanke der Schneidausnehmung hat hingegen in der Regel allenfalls eine nachrangige Schneidfunktion. Diese Flanke wird bevorzugt flach ausgeführt, da hiermit die Schneidausnehmung mit einer grossen Oberfläche ausgestaltet werden kann, so dass die Schneidausnehmung besonders zuverlässig Betonmehl aufnehmen kann. Unter einem flachen Flankenverlauf kann insbesondere verstanden werden, dass die besagte Flanke im Querschnitt des Schafts betrachtet mit einer Tangente an die Mantelfläche des Schafts, welche am Übergang der Mantelfläche in die besagte Flanke entspringt, nur einen kleinen Winkel einschliesst.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, dass im Schaft zumindest eine weitere Schneidausnehmung vorgesehen ist, welche zum Freischneiden der Gewindewendel in der Fortsetzung der Gewindewendel liegt. Eine solche weitere Schneidausnehmung, die in der Fortsetzung, also in der fiktiven Verlängerung der helixförmigen Gewindewendel liegt, kann den Bereich der Gewindewendel freischneiden und das Setzen der Schraube somit noch weiter vereinfachen.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass im Spitzenbereich des Schafts im Schaft eine Vielzahl von Schneidausnehmungen zum Aufweiten des Bohrlochs vorgesehen sind, welche zumindest bereichsweise innerhalb des Gewindegrundes verlaufen, ohne die Gewindewendel zu unterbrechen. Durch die Vielzahl der gleichartigen Schneidausnehmungen kann eine über den Umfang der Schraube verteilte und somit besonders gleichmässige Schneidwirkung erzielt werden, was den Setzvorgang weiter unterstützen kann
Es kann bevorzugt zumindest eine Zusatzgewindewendel vorgesehen sein, die zumindest bereichsweise im Gewindegrund verläuft, insbesondere auf der dem Spitzenbereich gegenüberliegenden Seite des Gewindes. Eine solche Zusatzgewindewendel kann beispielsweise zur Zentrierung dienen und/oder eine zusätzliche Sicherung gegen ein Herausdrehen der Schraube bilden. Geeigneterweise weist die Zusatzgewindewendel eine geringere Anzahl von Windungen auf als die Gewindewendel und/oder ist die Höhe der Zusatzgewindewendel kleiner oder gleich der Höhe der Gewindewendel. Bei einem mehrgängigen Gewinde kann die Zusatzgewindewendel auch zum Einschneiden in den Beton dienen und ähnliche Dimensionen aufweisen wie die Gewindewendel.
Besonders zweckmässig ist es, dass die Schraube einen gegenüber dem Schaft verbreiterten Schraubenkopf aufweist. Dieser Schraubenkopf kann zur drehfesten Kopplung mit einem Setzwerkzeug dienen. Der Schraubenkopf kann zur drehfesten Kopplung mit einem Setzwerkzeug beispielsweise eine Polygonstruktur, vorzugsweise einen Aussensechskant, aufweisen.
Die Erfindung kann insbesondere im Zusammenhang mit Betonschrauben mit relativ dickem Schaft zum Einsatz kommen, also zum Beispiel bei solchen Schrauben, bei denen das Verhältnis des Aussendurchmessers des Gewindes zum Kerndurchmesser des Schafts 1 ,1 bis 1 ,4 beträgt. Bei derartigen Schrauben können die an den Schneidausnehmungen gebildeten Schneidkanten besonders wirkungsvoll sein. Die Schraube besteht vorzugsweise aus einem Metallmaterial.
Eine erfindungsgemässe Walzbacke zum Herstellen einer Betonschraube, vorzugsweise zum Herstellen einer in diesem Text beschriebenen Betonschraube, ist ausgebildet mit einer Vielzahl von Nuten zum Walzen eines Gewindes. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen Vorsprung zum Walzen einer Schneidausnehmung aufweist, der die Nuten zum Walzen des Gewindes nicht unterbricht. Mit einer solchen Walzbacke können in besonders einfacher Weise Schrauben mit Schneidausnehmungen gefertigt werden, welche die Gewindewendeln der Schraubengewinde intakt lassen. Wie schon oben erläutert können hiermit wiederum bei guter Setzbarkeit besonders gute Auszugslasten erzielt werden. Damit die Nuten zum Walzen eines Gewindes geeignet sind, bilden sie bevorzugt ein Gewindegegenprofil. Vorzugsweise ist der Vorsprung von zumindest einer der Nuten unterbrochen.
Bei der Walzbacke handelt es sich bevorzugt um eine Flachwalzbacke, also insbesondere um eine Walzbacke mit einer im Wesentlichen ebenen Arbeitsfläche, die bevorzugt im Walzprozess ausschliesslich linear bewegt wird.
Besonders bevorzugt ist es, dass die Walzbacke zumindest einen Vorsprungsatz bestehend aus mehreren Vorsprüngen zum mehrstufigen Walzen ein und derselben Schneidausnehmung aufweist. Es sind also mehrere Vorsprünge vorgesehen, welche ein und dieselbe Schneidausnehmung nacheinander beaufschlagen und umformen. Diese Vorsprünge bilden einen Vorsprungsatz. Gemäss dieser Ausführungsform können auch tiefe Schneidausneh- mungen bei besonders guter Gewindequalität gewalzt werden. Sofern die Schraube mehrere Schneidausnehmung aufweist, können mehrere Vorsprungsätze vorhanden sein, die jeweils eine der Schneidausnehmungen schrittweise umformen. Die verschiedenen Vorsprungsätze können insbesondere ineinandergreifen und eine Interdigitalstruktur bilden.
Für ein gutes Walzresultat ist es besonders vorteilhaft, dass die Höhe der Vorsprünge des Vorsprungsatzes zumindest bereichsweise in Arbeitsrichtung der Walzbacke zunimmt. Unter der Arbeitsrichtung kann insbesondere die Richtung verstanden werden, in der sich das Werkstück beim Walzen auf der Walzbacke bewegt.
Bei einem Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemässen Betonschraube werden sowohl die Gewindewendel als auch die Schneidausnehmung im selben Gewindewalzprozess geformt, vorzugsweise mittels einer erfindungsgemässen Walzbacke. Demgemäss ist die Schneidkantenfertigung im umformenden Fertigungsprozess für das Gewinde integriert, so dass eine besonders einfache und schnelle Fertigung gegeben ist.
Besonders bevorzugt ist es, dass die Schneidausnehmung durch mehrere Vorsprünge geformt wird, die hintereinander auf ein und derselben Walzbacke angeordnet sind. Gemäss dieser Ausführungsform können auch tiefe Schneidausnehmungen bei besonders guter Gewindequalität gewalzt werden.
Geeigneterweise wird der gegebenenfalls vorhandene Schraubenkopf der Schraube vor dem Gewindewalzprozess angestaucht. Die erfindungsgemässe Schraube kann am Schaft ausser der Schneidausnehmung oder den Schneidausnehmungen auch Eingriffsstellen von Mitnehmern aufweisen, die an der erfindungsgemässen Walzbacke angeordnet sind. Diese Eingriffsstellen sind aber, insbesondere aufgrund ihrer Geometrie, in der Regel nicht dafür vorgesehen, ein Bohrloch aufzuweiten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die schematisch in den beiliegenden Figuren dargestellt sind, wobei einzelne Merkmale der nachfolgend gezeigten Ausführungsbeispiele im Rahmen der Erfindung einzeln oder in beliebiger Kombination realisiert werden können. In den Figuren zeigen schematisch:
Figur 1 : ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Betonschraube in
Seitenansicht;
Figur 2: die Schraube aus Figur 1 in Querschnittsansicht;
Figur 3: die Schraube aus Figur 1 in perspektivischer Darstellung;
Figuren 4 bis 6: ein Werkstück in verschiedenen aufeinanderfolgenden Stadien während der Fertigungssequenz einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Verfahrens zum Herstellen einer Betonschraube;
Figur 7: die erfindungsgemässe Walzbackenanordnung aus Figur 6 in perspektivischer Darstellung, wobei der Übersichtlichkeit halber der Schraubenkopf nicht dargestellt ist; und
Figur 8: die Walzbackenanordnung aus Figur 6 in Seitenansicht, wobei abermals der Schraubenkopf der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist.
Eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Betonschraube ist in den Figuren 1 bis 3 dargestellt. Die Schraube weist einen zylindrischen Schaft 31 auf, an dessen einen Ende ein Schraubenkopf 39 ausgebildet ist, der eine als Aussensechskant ausgebildete Polygonstruktur zur formschlüssig drehfesten Kopplung mit einem Setzwerkzeug, zum Beispiel einem Schlagschrauber aufweist. An seinem gegenüberliegenden Ende, also im Bereich der Spitze, welche zuerst in das Bohrloch eingebracht wird, weist der Schaft der Betonschraube eine im Wesentlichen flache Stirnseite 43 auf.
An der Mantelfläche des Schafts 31 ist ein Gewinde 33 ausgebildet, welches eine spiralförmige Gewindewendel 13 und einen von der Gewindewendel 13 begrenzten spiralförmigen Gewindegrund 14 aufweist. Unter dem Gewindegrund 14 kann insbesondere der Oberflä- chenbereich des Schafts 31 verstanden werden, der in Längsrichtung des Schafts 31 betrachtet auf zwei axial gegenüberliegenden Seiten von der Gewindewendel 13 begrenzt wird.
Der Anfang der Gewindewendel 13 liegt im Bereich der Spitze der Betonschraube, das heisst im Spitzenbereich 41. Im Bereich des Gewindeendes, also auf der dem Spitzenbereich 41 gegenüberliegenden Seite des Gewindes 33 ist mittig im Gewindegrund 14 eine Zusatzgewindewendel 15 ausgebildet. Während die Gewindewendel 13 vorzugsweise zumindest vier Windungen aufweist, umfasst die Zusatzgewindewendel 15 nur etwa eine Windung. Die Gewindewendel 13 fängt vorzugsweise unmittelbar an der Stirnseite 43 an, kann hiervon aber auch ein Stück weit beabstandet sein. Die Betonschraube kann in der in den Figuren 2 und 3 mit einem Pfeil gekennzeichneten Einschraubrichtung 81 des Gewindes 33 selbstschneidend in ein Bohrloch in einem Betonbaukörper eingedreht werden.
Im Spitzenbereich 41 weist die Betonschraube eine Vielzahl von Schneidausnehmungen auf, im dargestellten Ausführungsbeispiel sechs, die in die Mantelfläche des Schafts 31 eingebracht sind, wobei beispielhaft eine der sechs Schneidausnehmungen mit dem Bezugszeichen 36 gekennzeichnet ist. Die Schneidausnehmungen weisen an ihren Rändern am Übergang zur zylindrischen Mantelfläche des Schafts 31 Schneidkanten auf, die dazu dienen können, ein nicht ideal zylindrisches und/oder zu enges Bohrloch beim Eindrehen der Schraube aufzuweiten. Das hierbei anfallende Betonmehl kann von den Schneidausnehmungen zumindest teilweise aufgenommen und/oder abgefördert werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die Schneidausnehmungen parallel zueinander und parallel zur Längsrichtung des Schafts 31. Grundsätzlich könnten die Schneidausnehmungen auch winklig zueinander und/oder zur Längsachse angeordnet sein.
Wie insbesondere die Figuren 1 und 3 zeigen, ist die Schneidausnehmung 36 zweiteilig mit zwei Teilbereichen 36' und 36" ausgebildet. Die beiden Teilbereiche 36' und 36" der Schneidausnehmung 36 fluchten miteinander, das heisst der erste Teilbereich 36' liegt in der Verlängerung des zweiten Teilbereichs 36", wobei die beiden Teilbereiche 36', 36" durch die Gewindewendel 13 voneinander getrennt sind. Der erste Teilbereich 36' liegt vollständig innerhalb des Gewindegrundes 14, wohingegen der zweite Teilbereich 36" ausserhalb des Gewindegrundes 14, also in einem Bereich liegt, der sich so nahe an der Spitze der Schraube befindet, dass er in Längsrichtung des Schafts 31 betrachtet nur auf einer Seite von der Gewindewendel 13 begrenzt wird. Wie insbesondere Figur 3 zeigt, reicht die Schneidausnehmung 36 an ihrem zweiten Teilbereich 36" bis zur Stirnseite 43 des Schafts 31 hin, so dass die Schneidausnehmung 36 zur Stirnseite 43 hin offen ist. Die Gewindewendel 13 ist komplett durchgängig, das heisst keine der Schneidausnehmungen unterbricht die Gewindewendel 13.
Wie Figur 2 zeigt, kann die Schneidausnehmung 36 im Mantel des Schafts 31 asymmetrisch im Querschnitt des Schafts 31 ausgebildet sein. Insbesondere kann diejenige Flanke 18, welche in der durch die Gewindewendel 13 definierten und in Figuren 1 und 3 mit einem Pfeil gekennzeichneten Einschraubrichtung 81 nachläuft, steiler ausgeführt sein als die gegenüberliegende vorlaufende Flanke 19. Damit kann diejenige Flanke 18, die beim Einschrauben der fertigen Schraube gegen den umgebenden Beton wirkt, eine gute Schneidwirkung entfalten, wobei aufgrund der flachen Ausführung der zweiten Flanke 19 eine grosse Zugangsfläche in die Schneidausnehmung 36 gegeben ist, was einen besonders zuverlässigen Materialtransport von Betonmehl in die Schneidausnehmung 36 erlauben kann. Die in den Figuren 1 und 3 mit einem Pfeil gekennzeichnete Einschraubrichtung 81 der Gewindewendel 13 beziehungsweise des Gewindes 33 kann insbesondere der Werkstück-Walzdrehrichtung 84 beim Gewindewalzen, die in den Figuren 6 und 7 mit einem Pfeil gekennzeichnet ist, entgegengerichtet sein.
Die Figuren 4 bis 8 illustrieren ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer erfindungsgemässen Schraube, wobei die Figuren 4 bis 6 eine Stadienfolge ausgehend von einem unbearbeiteten Drahtstück zeigen.
Wie Figur 4 zeigt, beginnt das Verfahren damit, dass ein gerades Stück Metalldraht als Werkstück 1 1 bereitgestellt wird.
Im folgenden Verfahrensschritt, der mehrere einzelne Umformschritte umfassen kann, wird an einem Ende des Werkstücks 11 der Schraubenkopf 39 mit Aussensechskantstruktur angestaucht und dabei das in Figur 5 gezeigte Vorprodukt erhalten.
Sodann wird das Werkstück 1 1 , wie in den Figuren 6 bis 8 gezeigt, zwischen zwei erfin- dungsgemässe Walzbacken 61 und 62 eingebracht, welche insbesondere als Flachwalzbacken ausgebildet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Walzbacke 61 ortsfest, wohingegen die zweite Walzbacke 62 in der Bewegungsrichtung 86 linear bewegt wird. Durch die Bewegung der Walzbacken 61 und 62 relativ zueinander wird das Werkstück 11 in Werkstück-Walzdrehrichtung 84 in Drehung versetzt und dabei relativ zur zweiten Walzbacke 62 in Arbeitsrichtung 88 der zweiten Walzbacke 62 bewegt. Eine analoge Bewegung ist relativ zur ersten Walzbacke 61 gegeben. In dem in den Figuren 6 bis 8 gezeigten Walzprozess wird zum einen das Gewinde 33 mit der Gewindewendel 13 an die Mantelfläche des Schafts 31 angewalzt und zum anderen werden die Schneidausnehmungen 36 in die Mantelfläche des Schafts 31 eingewalzt. Als Endprodukt wird die Schraube der Figuren 1 bis 3 erhalten.
Wie die Figuren 6 bis 8 zeigen, weist die erfindungsgemässe Walzbacke 62 an ihrer in Figur 8 parallel zur Zeichenebene verlaufenden Arbeitsfläche eine Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden Nuten 64 auf, die zum Formen der Gewindewendel 13 dienen, und die als solche eine Gegenform des Gewindes 33 aufweisen. Darüber hinaus weist Walzbacke 62 eine Vielzahl von Vorsprüngen 66 auf, welche die Schneidausnehmungen 36 in den Schaft 31 eindrücken.
Die Walzbacke 62 besteht aus einem Hauptteil 68 und einer austauschbaren Platte 69, die über Schrauben lösbar mit dem Hauptteil 68 verbunden ist. Die Arbeitsfläche der Walzbacke 62 erstreckt sich sowohl über das Hauptteil 68 als auch über die austauschbare Platte 69. Sämtliche Vorsprüngen 66 für die Schneidausnehmungen 36, zumindest aber eine Teilmenge hiervon, sind vorzugsweise auf der austauschbaren Platte 69 angeordnet. Die Nuten 64 für das Gewinde 33 verlaufen sowohl auf dem Hauptteil 68 als auch auf der austauschbaren Platte 69.
Die Vorsprünge 66 für die Schneidausnehmungen 36 verlaufen quer zur Arbeitsrichtung 88 betrachtet versetzt zu den Nuten 64 und unterbrechen den Verlauf der Nuten 64 nicht. Jede der Schneidausnehmungen 36 wird nicht durch einen Vorsprung 66 alleine, sondern schrittweise durch mehrere in Arbeitsrichtung 88 hintereinander angeordnete Vorsprünge 66 geformt, das heisst zum Formen einer Schneidausnehmung 36 wird ein Bereich des Schafts 31 von mehreren Vorsprüngen 66 nacheinander beaufschlagt. Die Gesamtheit aller Vorsprünge 66, die eine der Schneidausnehmung 36 umformen, bilden einen Vorsprungsatz, wobei in Figur 8 beispielhaft zwei unterschiedliche Vorsprungsätze 67' und 67" für zwei unterschiedliche Schneidausnehmungen 36 gekennzeichnet sind. Besonders bevorzugt ist es, dass die Höhe der Vorsprünge 66 eines Vorsprungsatzes 67 zumindest bereichsweise längs der Arbeitsrichtung 88 zunimmt, so dass die entsprechende Schneidausnehmung sukzessive tiefer eingeformt wird.
Die erste Walzbacke 61 ist analog zur zweiten Walzbacke 62 mit Nuten und Vorsprüngen, gegebenenfalls auch mit Vorsprungsätzen, Hauptteil und/oder austauschbarer Platte ausgebildet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Betonschraube mit
einem Schaft (31) und
einem am Schaft (31) angeordneten Gewinde (33) mit einer Gewindewendel (13) und einem Gewindegrund (14),
dadurch g e ke n n z e i ch n e t,
dass im Spitzenbereich (41) des Schafts (31) im Schaft (31) zumindest eine Schneidausnehmung (36) zum Aufweiten eines Bohrlochs vorgesehen ist, welche zumindest bereichsweise innerhalb des Gewindegrundes (14) verläuft, ohne die Gewindewendel (13) zu unterbrechen.
2. Betonschraube nach Anspruch 1 ,
dadurch g e ke n n z e i ch n e t,
dass die Schneidausnehmung (36) von der Gewindewendel (13) des Gewindes (33) zumindest einmal unterbrochen wird.
3. Betonschraube nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch g e ke n n z e i ch n e t,
dass die Schneidausnehmung (36) bereichsweise ausserhalb des Gewindegrundes (14) verläuft,
wobei vorzugsweise die Schneidausnehmung (36) zur Stirnseite (43) des Schafts (31) hin offen ist.
4. Betonschraube nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch g e ke n n ze i c h n e t,
dass die Schneidausnehmung (36) zumindest bereichsweise innerhalb der ausgehend vom Gewindeanfang ersten Windung des Gewindegrundes (14) verläuft.
5. Betonschraube nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch g e ke n n z e i ch n e t,
dass die Tiefe der Schneidausnehmung (36) zumindest das 0,05-fache, vorzugsweise zumindest das 0,1-fache des Durchmessers des Schafts (31) beträgt.
6. Betonschraube nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch g e ke n n z e i ch n e t,
dass die Schneidausnehmung (36) im Querschnitt des Schafts (31) betrachtet asymmetrisch ist, wobei eine in Einschraubrichtung (81) der Gewindewendel (13) vorauslaufende Flanke (19) der Schneidausnehmung (36) im Querschnitt des Schafts (31) betrachtet flacher bezüglich der Mantelfläche des Schafts (31) verläuft als eine in Einschraubrichtung nachlaufende Flanke (18) der Schneidausnehmung (36).
7. Betonschraube nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch g e ke n n z e i ch n e t,
dass im Schaft (31) zumindest eine weitere Schneidausnehmung (36) vorgesehen, welche zum Freischneiden der Gewindewendel (13) in der Fortsetzung der Gewindewendel (13) liegt.
8. Betonschraube nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch g e ke n n z e i ch n e t,
dass im Spitzenbereich (41) des Schafts (31) im Schaft (31) eine Vielzahl von Schneidausnehmungen (36) zum Aufweiten des Bohrlochs vorgesehen sind, welche zumindest bereichsweise innerhalb des Gewindegrundes (14) verlaufen, ohne die Gewindewendel (13) zu unterbrechen.
9. Betonschraube nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch g e ke n n z e i ch n e t,
dass zumindest eine Zusatzgewindewendel (15) vorgesehen ist, die zumindest bereichsweise im Gewindegrund (14) verläuft, insbesondere auf der dem Spitzenbereich (41) gegenüberliegenden Seite des Gewindes (33).
10. Betonschraube nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch g e ke n n z e i ch n e t,
dass sie einen gegenüber dem Schaft (31) verbreiterten Schraubenkopf (39) aufweist.
11. Walzbacke (61, 62) zum Herstellen einer Betonschraube, vorzugsweise einer Betonschraube nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit
einer Vielzahl von Nuten (64) zum Walzen eines Gewindes (33), dadurch g e ke n n z e i ch n e t,
dass die Walzbacke (61, 62) mindestens einen Vorsprung (66) zum Walzen einer Schneidausnehmung (36) aufweist, der die Nuten (64) zum Walzen des Gewindes (33) nicht unterbricht.
12. Walzbacke (61, 62) nach Anspruch 11,
dadurch g e ke n n z e i ch n e t,
dass die Walzbacke (61, 62) zumindest einen Vorsprungsatz (67) bestehend aus mehreren Vorsprüngen (66) zum mehrstufigen Walzen ein und derselben Schneidausnehmung aufweist.
13. Walzbacke (61, 62) nach Anspruch 12,
dadurch g e ke n n z e i ch n e t,
dass die Höhe der Vorsprünge (66) des Vorsprungsatzes (67) zumindest bereichsweise in Arbeitsrichtung (88) der Walzbacke (62) zunimmt.
14. Verfahren zum Herstellen einer Betonschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 10 bei dem sowohl die Gewindewendel (13) als auch die Schneidausnehmung (36) im selben Gewindewalzprozess geformt werden, vorzugsweise mittels einer Walzbacke (61 , 62) nach einem der Ansprüche 11 bis 13.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch g e ke n n z e i ch n e t,
dass die Schneidausnehmung (36) durch mehrere Vorsprünge (66) geformt wird, die hintereinander auf ein und derselben Walzbacke (61, 62) angeordnet sind.
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