WO2000025032A1 - Schraube - Google Patents

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Ernst Thurnherr
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a screw for use in wood, wood-based materials and similar materials, with a shank provided with a thread over at least part of its length, a tool engagement formed at one end and a drilling part arranged at the other end with at least one flute.
  • the present invention has therefore set itself the task of creating a screw of the type mentioned, which is optimally suitable for use in wood, wood materials and similar materials.
  • the drilling part is essentially cylindrical, that a thread directly adjacent to the drilling part is inserted into the drilling part and that at least one thread crosses a flute formed on the drilling part.
  • the first thread of the thread therefore contributes to the fact that the edge region of the bore is correspondingly widened without the workpiece being split and, at the same time, acts as a pull-in element when the screw is screwed in further to increase the screw according to the thread pitch To be able to turn feed.
  • the essentially cylindrical drilling part thus creates the possibility of producing a hole of shallow depth in order to prevent the risk of splitting.
  • the thread can already engage in the drilling part during the drilling process due to its special continuation.
  • the end of the drill part has a drill bit with a drill angle of less than 105 °, preferably of about 90 °, with at least one thread forming the thread run leading directly to the drill bit or being brought close to the drill bit.
  • a screw can therefore be properly placed up to an angle of 45 ° with respect to the surface of the workpiece, the drilling part causing a hole to be worked out, the thread engages immediately after the start of drilling and the screw thus corresponding to the thread pitch in the Workpiece can be screwed in.
  • the diameter of the drilling part is equal to or larger than the core diameter of the thread following on the shaft.
  • a Riante may be used when the risk of splitting is particularly high, ie when the fibers on the surface of the workpiece are to be cut in a larger diameter range.
  • the diameter of the drilling part is equal to or less than the core diameter of the thread following on the shaft.
  • a side view of a screw 1 which has a shaft 2, on which two threaded sections 7 and 8 are formed.
  • a drilling part 3 is formed or arranged at one end of the shaft 2 and a screw head 4 at the other end of the shaft 2, which has an internal attack 5 for the use of a tool.
  • a screw only one embodiment of a screw is shown, since it is also conceivable that only a threaded section 7 or 8 is present, which is optionally only over a portion of the length of the shaft 2 or over the entire length of the shaft 2.
  • the two threads 7 and 8 have different outer diameters and possibly also different core diameters. As a rule, however, the two threads 7 and 8 have the same thread pitch. For certain purposes, it is also possible, if two threads 7 and 8 are arranged, to design these with a slightly different thread pitch, if necessary.
  • the drilling part 3 formed at the free end of the shaft 2 is essentially cylindrical and has at least one flute 6. Normally these will probably be two diametrically opposite flutes 6.
  • a drilling part 3 with only one flute 6 or to provide more than two such flutes The thread 8 directly adjoining the drilling part 3 is guided into the drilling part 3, at least one thread 9, which forms a type of thread runout, crossing the flute 6 formed on the drilling part 3. If more than one flute 6 is arranged, it is also possible for the last thread 9 to cross more than one flute. So there is already during the drilling process the engagement of a thread 9 over the axial length of the drilling part 3, so that immediately after the beginning of the drilling process the screw is advanced according to the thread pitch.
  • the thread 9 forming the thread runout is brought up to the drill bit 11 or at least up to the drill bit 11.
  • the diameter D1 of the drilling part 3 is smaller than the core diameter D2 of the thread 8 following on the shaft 2.
  • the transition 10 between the drilling part 3 and the core diameter D2 of the shaft 2 is frustoconical.
  • the thread 8 is of course also guided over this area and is therefore provided with a reduced outer diameter at the end facing the free end of the shaft 2 and thus the drilling part 3, the thread directly facing the end of the shaft possibly being practically on the diameter D1 of the drilling part 3 expires.
  • the invention provides an optimal combination of a drilling part 3 which is usually used for drilling in metal and a thread for screwing into workpieces made of wood or wood-based materials.

Abstract

Bei einer Schraube (1), insbesondere zum Eindrehen in Holz oder Holzwerkstoffe, ist ein Schaft (2) mit wenigstens einem Gewinde (7, 8) vorgesehen, wobei am einen Ende ein Kopf (4) mit einem Werkzeugangriff (5) und an dem anderen Ende ein im Wesentlichen zylindrischer Bohrteil (3) mit einer Spannut (6) vorgesehen ist. Das unmittelbar an den Bohrteil (3) anschließende Gewinde (8) ist bis in den Bohrteil (3) hineingeführt. Dabei kreuzt wenigstens ein Gewindegang (9) des Gewindeauslaufes die am Bohrteil (3) ausgebildete Spannut (6).

Description

Schraube
Die Erfindung betrifft eine Schraube zum Einsatz in Holz, Holzwerkstoffen und ähnlichen Werkstoffen, mit einem wenigstens über einem Teil seiner Lange mit einem Gewinde versehenen Schaft, einem an einem Ende ausgebildeten Werkzeugangriff und einem an dem anderen Ende angeordneten Bohrteil mit zumindest einer Spannut.
Speziell bei Schrauben zum Eindrehen in Holz oder Holzwerkstoffe ergeben sich, bis die Gewindegange fassen, immer wieder Probleme mit einer Spaltwirkung oder einem ordnungsgemäßen Einziehen der Schraube. Bei Holzschrauben wird normalerweise am freien Ende des Schaftes eine kegelförmige Spitze vorgesehen, wobei das Gewinde praktisch bis unmittelbar zur Spitze des Schaftes gefuhrt ist. Da diesfalls das Gewinde sofort eingreift, muß bei Schrauben größeren Durchmessers mit einer Spaltwirkung gerechnet werden. Dies wirkt sich nicht nur vom ästhetischen Gesichtspunkt her gesehen nachteilig aus, sondern vermindert zusätzlich die Festigkeitswerte solcher Schraubenverbindungen.
Im Zusammenhang mit in Holz einzusetzenden Schrauben wurde auch schon versucht, am freien Ende des Schaftes einen im Wesentlichen zylindrischen Bohrteil vorzusehen, um zuerst ein kleines Loch zu bohren und erst daran anschließend das Gewinde einzuformen. Bei solchen Ausgestaltungen hat sich aber herausgestellt, daß zur Ermoglichung eines Eingriffes des Gewindes ein sehr hoher Anpreßdruck erforderlich ist.
Die vorliegende Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, eine Schraube der eingangs genannten Art zu schaffen, welche in optimaler Weise für den Einsatz in Holz, Holzwerkstoffe und ähnliche Werkstoffe geeignet ist.
Erfindungsgemäß wird dazu vorgeschlagen, daß der Bohrteil im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt ist, daß ein unmittelbar an den Bohrteil anschließendes Gewinde bis in den Bohrteil hineingeführt ist und daß wenigstens ein Gewindegang eine am Bohrteil ausgebildete Spannut kreuzt.
Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen wird ein ordnungsgemäßes Ansetzen der Schraube ermöglicht, indem zumindest der vorderste Bereich des Bohrteiles in die Oberfläche eines Werkstuckes eindringt und das Gewinde bereits wahrend des eigentlichen Bohrvorganges mit dem Werkstuck in Wirkverbindung tritt. Demnach bewirkt der Bohrteil ein optimales Ansetzen der Schraube und ein sofortiges Eindringen derselben, da das Gewinde unmittelbar eingreift. Dadurch wird nicht nur der zum Eindrehen der Schraube notwendige Anpreßdruck wesentlich geringer, sondern auch eine Spaltgefahr praktisch ausgeschlossen, da vorerst eine Bohrung geringer Tiefe hergestellt wird, die inetwa dem Kerndurchmesser des Gewindes entspricht. Der erste Gewindegang des Gewindes trägt daher dazu bei, daß der Randbereich der Bohrung entsprechend aufgeweitet wird, ohne daß es zu einem Spalten des Werkstückes kommt, und wirkt sich gleichzeitig beim weiteren Eindrehen der Schraube als Einzugselement aus, um die Schraube entsprechend der Gewindesteigung mit erhöhtem Vorschub eindrehen zu können.
Durch den im Wesentlichen zylindrischen Bohrteil wird somit die Möglichkeit geschaffen, ein Loch geringer Tiefe zu fertigen, um die Spaltgefahr zu verhindern. Zugleich kann aber das Gewinde durch die besondere Weiterführung desselben in den Bohrteil hinein schon während des Bohrvorganges eingreifen.
Beim Vorsehen eines im Wesentlichen zylindrischen Bohrteils wurde stets davon ausgegangen, daß ein derartiger Bohrteil frei von einem Gewinde sein muß, da der Vorschub beim Bohren grundsätzlich kleiner ist als der Vorschub beim Eindrehen des Gewindes. Es hat sich aber gezeigt, daß die hier beschriebene erfindungsgemäße Kombination bei Schrauben, die in Holz, Holzwerkstoffe oder Werkstoffe mit einem ähnlichen Aufbau eingedreht werden, optimal einsetzbar ist.
Weiter wird vorgeschlagen, daß das Ende des Bohrteiles eine Bohrspitze mit einem Bohrwinkel kleiner als 105°, vorzugsweise von etwa 90°, aufweist, wobei wenigstens ein den Gewindeauslauf bildender Gewindegang unmittelbar bis zu der Bohrspitze führt oder nahe an die Bohrspitze herangeführt ist. Damit wird erreicht, daß eine solche Schraube in einem relativ großen Winkelbereich bezogen auf die Oberfläche des Werkstückes angesetzt werden kann, ohne daß der Bohrteil beim Ansetzen wegtanzt. Eine derartige Schraube kann also ohne weiteres bis zu einem Winkel von 45° in Bezug auf die Oberfläche des Werkstückes ordnungsgemäß angesetzt werden, wobei der Bohrteil das Herausarbeiten eines Bohrloches bewirkt, das Gewinde bereits unmittelbar nach Bohrbeginn eingreift und die Schraube somit entsprechend der Gewindesteigung in das Werkstück eingedreht werden kann.
Dabei ist es durchaus möglich, daß der Durchmesser des Bohrteiles gleich dem oder größer als der Kerndurchmesser des auf dem Schaft nachfolgenden Gewindes ist. Eine solche Va- riante wird möglicherweise dann eingesetzt, wenn die Spaltgefahr besonders groß ist, d.h. wenn die Fasern an der Oberfläche des Werkstückes in einem größeren Durchmesserbereich zerschnitten werden sollen. Ebenso ist es aber auch denkbar, daß der Durchmesser des Bohrteiles gleich dem oder kleiner als der Kerndurchmesser des auf dem Schaft nachfolgenden Gewindes ist. Mittels einer solchen Konstruktion ist ein Eindringen mit geringerem Anpreßdruck möglich, und außerdem kann der unmittelbar bis zum Bohrteil geführte, den Gewindeauslauf bildende Gewindegang im Durchmesser kleiner sein als der Außendurchmesser des entsprechenden Gewindes auf dem Schaft.
Gerade bei einer solchen Konstruktion ist es sinnvoll, wenn ein Übergang zwischen dem Bohrteil und dem Kerndurchmesser des Schaftes kegelstumpfartig ausgebildet ist. Dadurch wird eine geringfügige Verdichtung der Bohrungswandung herbeigeführt, indem die Bohrung selbst auf den Kerndurchmesser des Gewindes aufgeweitet wird. Da das Gewinde zudem auch im Bereich des Überganges bereits vorhanden ist, bewirkt das eingreifende Gewinde eine problemlose Überbrückung von einem kleineren Bohrdurchmesser auf einen gege- benenfalls etwas größeren Kerndurchmesser im Gewindebereich des Schaftes.
Weitere erfindungsgemäße Merkmale und besondere Vorteile werden in der nachstehenden Beschreibung anhand der in der Zeichnung dargestellten Schraube näher noch erläutert.
In der Zeichnung ist eine Seitenansicht einer Schraube 1 dargestellt, die einen Schaft 2 aufweist, auf welchem zwei Gewindeabschnitte 7 und 8 ausgebildet sind. Am einen Ende des Schaftes 2 ist ein Bohrteil 3 ausgebildet bzw. angeordnet und an dem anderen Ende des Schaftes 2 ein Schraubenkopf 4, welcher einen Innenangriff 5 zum Einsatz eines Werkzeuges aufweist.
In der Zeichnung ist lediglich ein Ausführungsbeispiel einer Schraube gezeigt, da es ebenfalls vorstellbar ist, daß nur ein Gewindeabschnitt 7 oder 8 vorhanden ist, der gegebenenfalls nur über einen Teilbereich der Länge des Schaftes 2 oder aber über die ganze Länge des Schaftes 2 geführt ist. Bei der gezeigten Ausführungsform ist zudem noch vorgesehen, daß die beiden Gewinde 7 und 8 verschiedenen Außendurchmesser und gegebenenfalls auch unterschiedlichen Kerndurchmesser aufweisen. In der Regel weisen die beiden Gewinde 7 und 8 jedoch die gleiche Gewindesteigung auf. Für bestimmte Einsatzzwecke ist es aber auch möglich, bei Anordnung von zwei Gewinden 7 und 8 diese gegebenenfalls mit geringfügig verschiedener Gewindesteigung auszubilden. Der am freien Ende des Schaftes 2 ausgebildete Bohrteil 3 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt und weist zumindest eine Spannut 6 auf. Normalerweise werden dies wohl zwei einander diametral gegenüberliegende Spannuten 6 sein. Vorstellbar ist aber ebenfalls, einen Bohrteil 3 mit lediglich einer Spannut 6 auszubilden oder mehr als zwei solcher Spannuten vorzusehen. Das unmittelbar an den Bohrteil 3 anschließende Gewinde 8 ist dabei bis in den Bohrteil 3 hineingeführt, wobei wenigstens ein Gewindegang 9, der eine Art Gewindeauslauf bildet, die am Bohrteil 3 ausgebildete Spannut 6 kreuzt. Bei Anordnung von mehr als einer Spannut 6 ist es auch möglich, daß der letzte Gewindegang 9 mehr als eine Spannut kreuzt. Es ist also bereits während des Bohrvorganges der Eingriff eines Gewindeganges 9 über die axiale Länge des Bohrteiles 3 vorhanden, so daß unmittelbar nach Beginn des Bohrvorganges ein Vorschub der Schraube entsprechend der Gewindesteigung stattfindet.
An dem anderen Ende des Bohrteiles 3 ist eine Bohrspitze 1 1 mit einem Bohrwinkel α von kleiner als 105°, vorzugsweise von etwa 90°, ausgebildet. Der den Gewindeauslauf bildende Gewindegang 9 ist dabei bis unmittelbar zur Bohrspitze 1 1 herangeführt oder zumindest bis nahe an die Bohrspitze 1 1 .
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser D1 des Bohrteiles 3 kleiner als der Kerndurchmesser D2 des auf dem Schaft 2 nachfolgenden Gewindes 8 ausgebildet. Es ist aber ebenso möglich, den Durchmesser D1 des Bohrteiles 3 gleich groß oder größer als den Kerndurchmesser D2 des auf dem Schaft 2 nachfolgenden Gewindes 8 auszuführen.
Der Übergang 10 zwischen dem Bohrteil 3 und dem Kerndurchmesser D2 des Schaftes 2 ist kegelstumpfartig ausgebildet. Das Gewinde 8 ist natürlich auch über diesen Bereich geführt und deshalb an dem dem freien Ende des Schaftes 2 und somit dem Bohrteil 3 zugewandten Ende mit einem verringerten Außendurchmesser versehen, wobei gegebenenfalls das unmittelbar dem Ende des Schaftes zugewandte Gewinde praktisch auf den Durchmesser D1 des Bohrteiles 3 ausläuft. Im Rahmen der Erfindung ist es ebenfalls denkbar, den zwischen den beiden Durchmesserbereichen kegelstumpfförmig ausgeführten Übergang 10 im Querschnitt konvex oder konkav verlaufend auszubilden.
Durch die Erfindung wird eine optimale Kombination eines üblicherweise beim Bohren in Metall eingesetzten Bohrteiles 3 und eines Gewindes zum Eindrehen in Werkstücke aus Holz oder Holzwerkstoffen geschaffen.

Claims

Patentansprüche
1 . Schraube zum Einsatz in Holz, Holzwerkstoffen und ähnlichen Werkstoffen, mit einem wenigstens über einem Teil seiner Länge mit einem Gewinde versehenen Schaft, einem an einem Ende ausgebildeten Werkzeugangriff und einem an dem anderen Ende angeordneten Bohrteil mit zumindest einer Spannut, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrteil (3) im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt ist, daß ein unmittelbar an den Bohrteil (3) anschließendes Gewinde (8) bis in den Bohrteil (3) hineingeführt ist und daß wenigstens ein Gewindegang (9) eine am Bohrteil (3) ausgebildete Spannut (6) kreuzt.
2. Schraube nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Bohrteiles (3) eine Bohrspitze (1 1 ) mit einem Bohrwinkel (α) kleiner als 105 °, vorzugsweise von etwa 90°, aufweist, wobei wenigstens ein den Gewindeauslauf bildender Gewindegang (9) unmittelbar bis zu der Bohrspitze ( 1 1 ) führt oder nahe an die Bohrspitze ( 1 1 ) herangeführt ist.
3. Schraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D1 ) des Bohrteiles (3) gleich dem oder größer als der Kerndurchmesser (D2) des auf dem Schaft (2) nachfolgenden Gewindes (8) ist.
4. Schraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D1 ) des Bohrteiles (3) gleich dem oder kleiner als der Kerndurchmesser (D2) des auf dem Schaft (2) nachfolgenden Gewindes (8) ist.
5. Schraube nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß ein Übergang (10) zwischen dem Bohrteil (3) und dem Kerndurchmesser (D2) des Schaftes (2) kegelstumpfartig ausgebildet ist.
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