WO2008141693A1 - Gewindeschneidende betonschraube und anordnung mit einer solchen betonschraube - Google Patents

Gewindeschneidende betonschraube und anordnung mit einer solchen betonschraube Download PDF

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WO2008141693A1
WO2008141693A1 PCT/EP2008/002309 EP2008002309W WO2008141693A1 WO 2008141693 A1 WO2008141693 A1 WO 2008141693A1 EP 2008002309 W EP2008002309 W EP 2008002309W WO 2008141693 A1 WO2008141693 A1 WO 2008141693A1
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WO
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thread
concrete screw
concrete
outer diameter
screw
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PCT/EP2008/002309
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Jan-Christian Becker
Raphael Dixa
Horst Kiess
Andreas Heinze
Original Assignee
Fischerwerke Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • F16B25/00—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • F16B25/0047—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 the ridge being characterised by its cross-section in the plane of the shaft axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a thread-cutting concrete screw with the features of
  • the preamble of claim 1 Furthermore, the invention relates to an arrangement of such a concrete screw, which is screwed into a hole in concrete, for example, with the features of the preamble of claim 12th
  • Concrete screws cut their threads into the concrete, they are also referred to as thread-cutting concrete screws.
  • Such a thread-cutting concrete screw is known.
  • the known concrete screw has a two-start thread whose threads have different outer diameter.
  • a diameter of a hole into which the concrete screw is screwed may be as large as the outer diameter of the thread with the smaller one
  • the diameter of the hole can be chosen smaller, so that the
  • Thread with the smaller outer diameter cuts a thread in the hole wall.
  • the thread with the larger outer diameter cuts deeper into the hole wall in concrete.
  • Concrete screws also in the case mentioned here, is the diameter of the hole in the the concrete screw is screwed in, larger than a core diameter of the thread of the concrete screw.
  • the cylinder jacket-shaped space is also inaccurate as
  • the diameter of the hole into which the concrete screw is screwed be greater than a core diameter of the thread of the concrete screw.
  • the two threads of the thread of the known concrete screw have different distances in the axial direction from each other, i. a division is different. Namely, as viewed from a front end of the concrete screw, the distance from the thread having the larger outer diameter to the thread having the smaller outer diameter is larger than the distance from the thread having the smaller outer diameter to the thread having the larger outer diameter.
  • the front end of the concrete screw is the end with which the concrete screw is inserted into the hole first.
  • a concrete screw usually has a screw head. It is hoped that a better grip of the concrete screw in the borehole, so a higher Auszugswert.
  • the thread with the larger outer diameter which cuts deeper into the concrete, has a longer distance in the axial direction until the next thread over which a force is initiated against pulling the concrete screw into the concrete.
  • the object of the invention is to propose a thread-cutting concrete screw of the type described above and an arrangement with such screwed into a borehole concrete screw, the holding force is increased.
  • the concrete screw according to the invention also has a double-threaded thread whose threads have different outer diameters and different distances between the threads in the axial direction from one another.
  • the distance of the thread with the larger outer diameter to the thread with the smaller outer diameter of the thread with the larger outer diameter in the direction of the rear End of the concrete screw seen smaller than in the opposite direction seen the distance of the thread with the smaller outer diameter of the thread with the larger outer diameter.
  • front end refers to the end of the concrete screw, with which the concrete screw is screwed into a borehole, with the rear end used to fasten an object to the concrete
  • Rock flour which is formed when the thread is cut into the concrete, collects in the spaces between the two threads.
  • the smaller clearance due to the shorter axial distance of the threads seen from the front end of the concrete screw behind the thread with the larger outer diameter is at least partially, preferably completely filled by the rock flour.
  • This rock flour improves the force transmission from the thread with the larger outer diameter in the concrete and thereby increases the holding force of the concrete screw in the concrete.
  • Spreader forces which introduce the rock flour outwards into the concrete, may also play a role.
  • Destroy anchoring ground in said area ie form rock flour.
  • the force exerted by the concrete screw on the concrete or other anchorage lower mechanical stresses are due to the greater distance of the threads, so that in this Area of concrete is not destroyed, but the concrete screw gives grip.
  • the mechanical stresses are caused by the cutting of the thread and / or a tensile stress of the concrete screw under load. It is further assumed that the rock flour is pressed in the small distance between the two threads and forms together with the two threads a kind of single thread, which improves the grip of the concrete screw in the concrete.
  • the pressure of the rock flour in the small distance between the threads of the concrete screw can be so large that the rock flour adheres more or less strongly to the concrete screw, and may also stick to the concrete screw even when unscrewing.
  • the rock flour may be loose after a discharge, ie pourable or friable. In any case remains after unscrewing the concrete screw and a cleaning of the borehole and the cut thread in the borehole wall, an "impression" of a single
  • Thread which extends over the smaller distance of the two threads and whose front edge is formed by the thread with the larger outer diameter and the rear edge of the thread with the smaller outer diameter.
  • the front flank of the thread is a bottom of the hole and the rear edge of the thread of a
  • this feature that the "hole” in the borehole wall remains the “single thread” which extends over the shorter distance between the two threads of the concrete screw, may constitute a characteristic characterizing or determinable feature of the invention.
  • a distance of the thread with the larger outer diameter has been seen from the thread with the smaller outer diameter of the front end of the concrete screw, which is about 0.2-0.48 times a pitch of the thread.
  • the slope is the axial distance from one to the next turn of a thread, so the sum of the axial distances of the thread
  • Threads Furthermore, it has been found that a ratio of the outer diameter of the two threads of about 1, 2 causes good holding values of the concrete screw.
  • rock flour which is formed when screwing the concrete screw into the borehole and then pressed by screwing in the concrete screw, in the smaller space between the threads, so seen from the front end of the concrete screw behind the thread with the larger outer diameter to the concrete screw.
  • the volume of loose rock flour is greater than its volume in set condition as concrete before cutting the thread. So there is an increase in volume.
  • the threads of the concrete screw take a space that was available before screwing the concrete screw for the concrete, because the threads in the
  • the pressure is influenced as mentioned by the geometry of the thread of the concrete screw, in particular by the distance of the thread with the larger outer diameter from the front end of the concrete screw seen to the thread with the smaller outer diameter, by the ratios of the outer diameter, the thread height, the height of the threads in relation to the core diameter of the thread and the cross-sectional shape of the thread.
  • the pressure is also dependent on the diameter of the borehole into which the concrete screw is screwed.
  • the geometry of the thread of the concrete screw is therefore, for example, to a designated diameter of the borehole in which the concrete screw to be screwed, ie a nominal or nominal diameter of the borehole to vote. Especially if the pressed and sticking
  • a head surface tapers this
  • Thread viewed their diameter from the front to the rear end of the concrete screw, namely from the outer diameter of the thread with the larger outer diameter to the outer diameter of the thread with the smaller outer diameter.
  • the head area can also be crowned. The diameter change at the head of the pressed rock meal with the two threads of the
  • Concrete screw formed thread forms a kind of cone surface, which winds helically around the screw like a thread.
  • the cone shape causes a force from the concrete screw in the concrete not only in the axial direction, but also to the outside, so a wedge effect that increases the maintenance of the concrete screw in the concrete.
  • the outer diameter of the thread with the larger outer diameter is approximately 1, 1-1, 6 times the pitch of the thread of the concrete screw.
  • An embodiment of the invention provides that the outer diameter of the thread with the larger outer diameter is about 1, 2-1.4 times the core diameter of the thread of the concrete screw. Unless the thread core is cylindrical, the mean core diameter is meant. The above dimensions of the thread have proven to be favorable for a high holding force of the concrete screw.
  • An embodiment of the invention provides a conical lateral surface of the thread core between the threads.
  • the lateral surface may additionally be hollow-round or spherical or even angularly convex or concave.
  • the diameter of the thread core in this embodiment of the invention does not necessarily increase or decrease, the lateral surface of the thread core is a cone-like surface which winds helically around the thread core like the threads.
  • the lateral surface of the thread core can be inclined forwards or backwards.
  • the lateral surface can be conical at the short distance and / or in the long distance between the threads and cylindrical at the other distance.
  • a conicity of the lateral surface of the thread core influences the pressing of the rock flour produced during the threading and / or the tensile stress of the concrete screw.
  • a conical circumferential surface of the threaded core can cause a wedge effect under axial load of the concrete screw, which acts on the pressed concrete to the outside, thereby increasing the maintenance of the concrete screw.
  • a flank angle of one or both threads of the concrete screw is at a
  • Embodiment of the invention between about 30 ° and 50 °.
  • An embodiment of the invention provides a spur thread, wherein the spike thread also sawtooth, i. can be with different steep thread flanks. These embodiments of the invention have been found to be favorable for a high holding force of the concrete screw.
  • flank angle which changes from the thread root to the thread head, in particular on the thread with the larger outside diameter and consequently the greater penetration depth into the concrete.
  • the flank or flanks of the thread can be convex or concave or convex or hollow.
  • a sharper flank angle in the area of Threaded head, with which the thread penetrates into the concrete reduces the screwing torque of the concrete screw.
  • the pitch of the thread of the concrete screw is slightly 0.7-1.2 times the diameter of the borehole into which the concrete screw is screwed.
  • the outer diameter of the thread with the smaller outer diameter is about 1, 01-1, 15 times the diameter of the hole into which the concrete screw is screwed. That is, the outer diameter of the thread having the smaller outer diameter is something, namely about 1-15% larger than the diameter of the borehole in which the concrete screw is screwed. So it also cuts the thread with the smaller outer diameter in the wall of the borehole and contributes to the maintenance of the concrete screw in the concrete.
  • the thread core surrounding space between the thread core and the wall of the borehole serves to accommodate the costs incurred in cutting the thread rock flour.
  • the gap is so small that the desired pressure of the rock flour between the threads seen from the front end of the concrete screw behind the thread with the larger outer diameter is achieved or at least by choosing the geometry of the
  • Thread of the concrete screw is reached.
  • rock flour are the at Screwing the concrete screw meant by cutting the thread from the concrete separate particles.
  • the retention of the concrete screw in the concrete is improved if not only the thread with the larger outer diameter, but also the thread with the smaller outer diameter penetrates into the concrete. A penetration depth of
  • Thread with the smaller outside diameter in the concrete which is about 1/90 to
  • FIG. 1 shows a thread-cutting concrete screw according to the invention in a
  • FIGS 2-5 Details of a thread of the concrete screw of Figure 1 of various embodiments of the invention.
  • thread-cutting concrete screw 1 comprises a screw head 2 at a rear end 3 and a screw shank 4 with a thread 5.
  • the shape of the screw head 2 as a hexagonal head is not mandatory.
  • the screw thread 5 is double-threaded, it has two threads 6, 7.
  • the outer diameter of the threads 6, 7 are different sizes.
  • an axial distance of the threads 6, 7 from each other, ie the pitch different. Namely, from the thread 7 with the smaller outer diameter from the distance of the thread 7 with the smaller outer diameter of the thread 6 with the larger
  • Outer diameter toward a front end 8 of the concrete screw 1 is smaller than toward the rear end 3 of the concrete screw 1.
  • the front end 8 is the screw head 2 far, ahead of him, the concrete screw 1 in a hole 9 in concrete 10 or any other Anchor ground such as masonry or natural stone screwed.
  • Outer diameter to the thread 6 with the larger outer diameter in Direction to the front end 8 of the concrete screw 1 is about 20-48% of a pitch p of the thread 5 of the concrete screw 1.
  • the pitch p is the axial distance between two consecutive turns of a thread 6 or 7 of the thread fifth
  • the thread 5 is a female thread, the outer diameter of the thread 6 with the larger outer diameter is larger by about 20% than the outer diameter of the thread 7 with the smaller outer diameter.
  • a threaded core 1 1 of the thread 5 of the concrete screw 1 is cylindrical, but it is also a threaded core 11 with front-to-back increasing diameter, such as a conical threaded core, possible (not shown).
  • the concrete screw 1 is screwed into a cylindrical borehole 9 in the concrete 10, preferably by means of a impact wrench, not shown.
  • the outer diameter of the thread 7 with the smaller outer diameter is greater than a diameter of the borehole 9, so that both threads 6, 7 intersect in the concrete 10.
  • the thread 6 with the larger outer diameter cuts deeper into the concrete 10 than the thread 7 with the smaller outer diameter.
  • a diameter of the Gewindekems 11 of the concrete screw 1 is smaller than a diameter of the borehole 9, so that the threaded core 11 in the borehole 9 enclosing, cylinder jacket-shaped gap 12 between the
  • Thread core 11 and the wall of the borehole 9 is.
  • rock flour 13, 14 which collects between the threads 6, 7 in the space 12 between the threaded core 11 and the wall of the borehole 9. Seen from the front end 8 behind the thread 7 with the smaller outer diameter, the rock flour 13 collects loosely, because here the distance to the next thread 6 is large. There is sufficient volume for receiving the rock flour 13 available. Seen from the front end 8 behind the thread 6 with the larger outer diameter is the cutting of the threads 6, 7 in the
  • Pressing the rock flour 14 between the threads 6, 7 causes seen from the front end 8 of the concrete screw 1 behind the thread 6 with the larger diameter.
  • the rock flour 14 forms with the threads 6, 7 a kind of single thread seen from the front end 8 of the concrete screw 1 behind the thread 6 with the larger outer diameter. The one with the pressed
  • Rock flour 14 formed has a quadrangular cross-section, it is bounded axially forward of the thread 6 with the larger outer diameter and to the rear of the thread 7 with the smaller outer diameter. Its head surface is for example spherical and reduces its diameter from the front to the rear of the outer diameter of the thread 6 with the larger outer diameter on the
  • the top surface of the thread formed with the pressed rock flour 14 is thus a kind of spherical conical surface, which winds as a thread as a helical line around the threaded core 11 of the concrete screw 1. Due to the conical shape of the top surface results in a kind of spreading or wedge effect, one exerted on the concrete screw 1
  • Pull-out force in the axial direction transmits the thread formed from the pressed rock flour 14 not only axially but also outwardly. The maintenance of the concrete screw 1 in the concrete 10 is thereby improved.
  • the concrete 10 is claimed by a tensile stress of the concrete screw 1.
  • the concrete screw 1 causes mechanical stresses in the concrete 10, which is higher in the range of the smaller pitch of the threads 6, 7 due to the smaller distance and lower in the region of the larger pitch of the threads 6, 7. This leads or can in any case lead to the strength of the concrete
  • rock flour 14 is formed.
  • This rock powder 14 is pressed by a tensile stress of the concrete screw 1 and forms as described in the previous paragraph with the two threads 6, 7 a kind of common thread.
  • the pressing of the rock flour 14 at a smaller distance between the two threads 6, 7 may be so high that the rock flour sticking to it when unscrewing the concrete screw 1.
  • the rock formation occurs as mentioned in the region of the smaller distance between the threads 6, 7, seen from the front end 8 of the concrete screw 1 from behind the thread 6 with the larger outer diameter.
  • the stress in the concrete 10 due to the greater distance of the threads 6, 7 lower, so that the concrete 10 holds in this area and the thread formed by the pressed rock flour 14 gives grip.
  • Concrete 10 is improved. This explanation is initially a model presentation whose accuracy is not certain. In any case, after unscrewing the concrete screw 1 from the concrete 10, if the stress was correspondingly large, remains as a "footprint" in a borehole wall substantially a single thread in the region of the smaller distance between the two threads 6, 7 of the
  • Figure 2 shows a modified thread 5 of the concrete screw 1.
  • a lateral surface 15 of the thread core 11 between the threads 6, 7 is conical, i. the conically inclined lateral surface 15 winds like the threads 6, 7 helically around the
  • Thread core 11 Over the length of the concrete screw 1, the diameter of the threaded core 11 does not change, but only by a thread 6, 7 to the other thread 7, 6.
  • the lateral surface 15 can be inclined as shown in the direction of the rear end 3 of the concrete screw 1 or vice versa be inclined in the direction of the front end 8 of the concrete screw 1 (not shown).
  • the lateral surface 15 of the threaded core 11 at a greater distance between the threads 6, 7 is cylindrical and at a smaller distance between the threads 6, 7 conical.
  • the reverse embodiment is possible (not shown).
  • the inclination of the lateral surface 15 influences the compaction and pressing of the rock powder 13, 14 between the threads 6, 7. In particular, at the transition from the lateral surface
  • FIGS. 4 and 5 show a thread 6 with the larger outer diameter, which has a flank angle changing from the thread root 16 to the thread head 17, that is to say over a height of the thread 6.
  • the thread flanks may be convex or hollow (not shown) or, as shown, angularly convex (FIG. 4) or angularly concave (FIG.
  • Screw-in torque of the concrete screw 1 For a low screw-in torque is therefore the concave shape of the thread flanks, as shown in Figure 5, cheaper.
  • For a good grip of the concrete screw 1 in the concrete 10 have a penetration depth x of the thread 6 with the larger outer diameter in the concrete 10, about 1/11 to 1 / 7.5 of the pitch p of the thread 5 and a penetration y of the thread 7 with the smaller outer diameter in the concrete 10, which is about 1/90 to 1/15 of the pitch p of the thread 5 of the concrete screw 1, proved to be favorable.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine gewindeschneidende Betonschraube (1) und eine Anordnung einer solchen, in ein Bohrloch (9) eingeschraubten Betonschraube (1). Die Erfindung schlägt vor, die Betonschraube (1) mit zwei Gewindegängen (6, 7) mit unterschiedlichen Außendurchmessern auszubilden, wobei ein Abstand des Gewindegangs (7) mit dem kleineren Außendurchmesser zum Gewindegang (6) mit dem größeren Außendurchmesser nach vorn kleiner als nach hinten ist. Eine Geometrie des Gewindes (5) der Betonschraube (1) ist so gewählt, dass beim Gewindeschneiden entstehendes Gesteinsmehl (14) zwischen den Gewindegängen (6, 7) gepresst wird und fest an der Betonschraube (1) haftet. Das gepresste Gesteinsmehl (14) bildet mit den Gewindegängen (6, 7) einen Gewindegang der Betonschraube (1). Ein Halt der Betonschraube (1) im Beton (10) ist dadurch verbessert.

Description

Beschreibung
Gewindeschneidende Betonschraube und Anordnung mit einer solchen Betonschraube
Die Erfindung betrifft eine gewindeschneidende Betonschraube mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des Anspruchs 1. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung einer solchen Betonschraube, die in ein Loch in beispielsweise Beton eingeschraubt ist, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 12.
Betonschrauben sind an sich bekannt. Es handelt sich dabei um Schrauben, die in ein
Loch oder Bohrloch in Beton, Mauerwerk, Naturstein, Porenbeton oder einen anderen Vollbaustoff eingeschraubt werden. Nachfolgend wird verkürzend nur von Beton die Rede sein. Beim Einschrauben schneidet sich die Betonschraube ein Gewinde in eine Lochwand, d.h. sie wird ohne ein Hilfsmittel wie einen Dübel in den Beton geschraubt. Das Einschrauben erfolgt üblicherweise mittels eines Drehschlagschraubers. Da
Betonschrauben ihr Gewinde in den Beton schneiden, werden sie auch als gewindeschneidende Betonschrauben bezeichnet.
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2005 017 596 A1 ist eine derartige gewindeschneidende Betonschraube bekannt. Die bekannte Betonschraube weist ein zweigängiges Gewinde auf, dessen Gewindegänge unterschiedliche Außendurchmesser aufweisen. Ein Durchmesser eines Lochs, in das die Betonschraube eingeschraubt wird, kann so groß wie der Außendurchmesser des Gewindegangs mit dem kleineren
Außendurchmesser sein, so dass der Gewindegang der Betonschraube mit dem kleineren Außendurchmesser an der Lochwand anliegt. Es schneidet in diesem Fall nur der Gewindegang mit dem größeren Außendurchmesser ein Gewinde in die Lochwand.
Auch kann der Durchmesser des Lochs kleiner gewählt sein, so dass auch der
Gewindegang mit dem kleineren Außendurchmesser ein Gewinde in die Lochwand schneidet. In diesem Fall schneidet sich der Gewindegang mit dem größeren Außendurchmesser tiefer in die Lochwand in Beton ein. Bei an sich allen bekannten
Betonschrauben, auch bei der hier genannten, ist der Durchmesser des Lochs, in das die Betonschraube eingeschraubt wird, größer als ein Kerndurchmesser des Gewindes der Betonschraube. Es besteht dadurch ein zylindermantelförmiger, den Gewindekern umschließender Freiraum zwischen dem Gewindekern der Betonschraube und der Lochwand zur Aufnahme von Gesteinsmehl, das beim Schneiden des Gewindes in die Lochwand entsteht. Der zylindermantelförmige Freiraum wird ungenau auch als
„ringförmiger Frei- oder Zwischenraum" bezeichnet. Auch bei der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, wenn auch nicht unbedingt zwingend, dass der Durchmesser des Lochs, in das die Betonschraube eingeschraubt wird, größer als ein Kerndurchmesser des Gewindes der Betonschraube ist.
Die beiden Gewindegänge des Gewindes der bekannten Betonschraube haben in axialer Richtung verschiedenen Abstand voneinander, d.h. eine Teilung ist verschieden. Und zwar ist von einem vorderen Ende der Betonschraube aus gesehen der Abstand von dem Gewindegang mit dem größeren Außendurchmesser zum Gewindegang mit dem kleineren Außendurchmesser größer als der Abstand vom Gewindegang mit dem kleineren Außendurchmesser zum Gewindegang mit dem größeren Außendurchmesser. Das vordere Ende der Betonschraube ist das Ende, mit dem voran die Betonschraube in das Loch eingebracht wird. Am anderen, dem hinteren Ende weist eine Betonschraube üblicherweise einen Schraubenkopf auf. Man verspricht sich davon einen besseren Halt der Betonschraube im Bohrloch, also einen höheren Auszugswert. Der Gewindegang mit dem größeren Außendurchmesser, der sich tiefer in den Beton schneidet, weist eine längere Strecke in axialer Richtung bis zum nächsten Gewindegang auf, über die eine Kraft gegen Ausziehen der Betonschraube in den Beton eingeleitet wird.
Aufgabe der Erfindung ist, eine gewindeschneidende Betonschraube der vorstehend erläuterten Art und eine Anordnung mit einer solchen, in ein Bohrloch eingeschraubten Betonschraube vorzuschlagen, deren Haltekraft erhöht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 gelöst. Wie die bekannte gewindeschneidende Betonschraube weist auch die erfindungsgemäße Betonschraube ein zweigängiges Gewinde auf, deren Gewindegänge unterschiedliche Außendurchmesser und verschiedene Abstände der Gewindegänge in axialer Richtung voneinander aufweisen. Im Gegensatz zur bekannten Betonschraube ist bei der erfindungsgemäßen Betonschraube der Abstand des Gewindegangs mit dem größeren Außendurchmesser zum Gewindegang mit dem kleineren Außendurchmesser vom Gewindegang mit dem größeren Außendurchmesser aus in Richtung des hinteren Endes der Betonschraube gesehen kleiner als in umgekehrte Richtung gesehen der Abstand des Gewindegangs mit dem kleineren Außendurchmesser vom Gewindegang mit dem größeren Außendurchmesser. Als „vorderes Ende" wird das Ende der Betonschraube bezeichnet, mit dem voran die Betonschraube in ein Bohrloch eingeschraubt wird. Das hintere Ende dient zur Befestigung eines Gegenstands mit der
Betonschraube am Beton, das hintere Ende weist üblicherweise einen Schraubenkopf auf. Es hat sich gezeigt, dass die umgekehrte Anordnung der beiden Gewindegänge die Haltekraft der Betonschraube im Beton erhöht. Das resultiert vermutlich aus einer verbesserten Krafteinleitung der Betonschraube in den Beton oder einen sonstigen Ankergrund wie Mauerwerk, Naturstein, Porenbeton oder einen anderen Vollbaustoff.
Gesteinsmehl, das beim Schneiden des Gewindes in den Beton entsteht, sammelt sich in den Zwischenräumen zwischen den beiden Gewindegängen. Der aufgrund des kürzeren axialen Abstands der Gewindegänge kleinere Zwischenraum vom vorderen Ende der Betonschraube gesehen hinter dem Gewindegang mit dem größeren Außendurchmesser wird vom Gesteinsmehl zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig ausgefüllt. Dieses Gesteinsmehl verbessert die Krafteinleitung vom Gewindegang mit dem größeren Außendurchmesser in den Beton und erhöht dadurch die Haltekraft der Betonschraube im Beton. Möglicherweise spielen auch Spreizkräfte, die das Gesteinsmehl nach außen in den Beton einleiten, eine Rolle.
Es wird angenommen, dass die von den beiden Gewindegängen der erfindungsgemäßen Betonschraube auf den Beton oder einen sonstigen Ankergrund im Bereich des kleineren Abstands zwischen den Gewindegängen, also vom vorderen Ende der Betonschraube gesehen hinter dem Gewindegang mit dem größeren Außendurchmesser, ausgeübten mechanischen Spannungen den Beton oder sonstigen
Ankergrund im genannten Bereich zerstören, d.h. Gesteinsmehl bilden. Im größeren Abstand zwischen den beiden Gewindegängen, vom vorderen Ende der Betonschraube gesehen also vor dem Gewindegang mit dem größeren Außendurchmesser, sind aufgrund des größeren Abstandes der Gewindegänge die von der Betonschraube auf den Beton oder einen sonstigen Ankergrund ausgeübten mechanischen Spannungen niedriger, so dass in diesem Bereich der Beton nicht zerstört wird, sondern der Betonschraube Halt gibt. Die mechanischen Spannungen entstehen durch das Schneiden des Gewindegangs und/oder eine Zugbeanspruchung der Betonschraube bei Belastung. Weiter wird angenommen, dass das Gesteinsmehl im kleinen Abstand zwischen den beiden Gewindegängen gepresst wird und zusammen mit den beiden Gewindegängen eine Art einzigen Gewindegang bildet, der den Halt der Betonschraube im Beton verbessert. Die Pressung des Gesteinsmehls im kleinen Abstand zwischen den Gewindegängen der Betonschraube kann so groß sein, dass das Gesteinsmehl mehr oder weniger stark an der Betonschraube haftet, und eventuell auch bei einem Ausschrauben an der Betonschraube haften bleibt. Auch kann das Gesteinsmehl nach einer Entlastung wieder lose, d.h. schüttfähig oder bröckelig sein. Jedenfalls verbleibt nach einem Ausschrauben der Betonschraube und einem Reinigen des Bohrlochs und des geschnittenen Gewindes in der Bohrlochwand ein „Abdruck" eines einzigen
Gewindegangs, der sich über den kleineren Abstand der beiden Gewindegänge erstreckt und dessen vordere Flanke vom Gewindegang mit dem größeren Außendurchmesser und dessen hintere Flanke vom Gewindegang mit dem kleineren Außendurchmesser gebildet ist. Im Bohrloch ist die vordere Flanke des Gewindegangs einem Bohrlochgrund und die hintere Flanke des Gewindegangs einer
Bohrlochmündung zugewandt. Auch dieses Merkmal, dass in der Bohrlochwand der „Abdruck" eines einzigen Gewindegangs verbleibt, der sich über den kürzeren Abstand zwischen den beiden Gewindegängen der Betonschraube erstreckt, kann ein die Erfindung kennzeichnendes oder bestimmbares Merkmal bilden.
Als vorteilhaft hat sich ein Abstand des Gewindegangs mit dem größeren Außendurchmesser vom Gewindegang mit dem kleineren Außendurchmesser vom vorderen Ende der Betonschraube gesehen erwiesen, der etwa das 0,2-0,48fache einer Steigung des Gewindes beträgt. Die Steigung ist der axiale Abstand von einer zur nächsten Windung eines Gewindegangs, also die Summe der axialen Abstände der
Gewindegänge. Des weiteren hat sich gezeigt, dass ein Verhältnis der Außendurchmesser der beiden Gewindegänge von etwa 1 ,2 gute Haltewerte der Betonschraube bewirkt.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung haftet Gesteinsmehl, das beim Schrauben der Betonschraube in das Bohrloch entsteht und anschließend durch das Einschrauben der Betonschraube gepresst wird, im kleineren Zwischenraum zwischen den Gewindegängen, also vom vorderen Ende der Betonschraube gesehen hinter dem Gewindegang mit dem größeren Außendurchmesser, an der Betonschraube. Beim Einschrauben der Betonschraube in das Bohrloch schneiden die Gewindegänge oder jedenfalls der Gewindegang mit dem größeren Außendurchmesser ein Gewinde in die Lochwand. Das Volumen des losen Gesteinsmehls, das sog. Schüttvolumen, ist größer als sein Volumen in abgebundenem Zustand als Beton vor dem Schneiden des Gewindes. Es findet also eine Volumenvergrößerung statt. Außerdem nehmen die Gewindegänge der Betonschraube Raum ein, der vor dem Einschrauben der Betonschraube für den Beton zur Verfügung stand, weil sich die Gewindegänge in den
Beton schneiden. Das für das Gesteinsmehl verfügbare Volumen ist dadurch verkleinert. Beide Effekte zusammen, also die Volumenvergrößerung des Betons bei der Gesteinsmehlbildung und die Verdrängungswirkung der Gewindegänge der Betonschraube bewirken ein Verdichten und Pressen des Gesteinsmehls. Beeinflusst wird die Pressung wie erwähnt durch die Geometrie des Gewindes der Betonschraube, insbesondere durch den Abstand des Gewindegangs mit dem größeren Außendurchmesser vom vorderen Ende der Betonschraube gesehen zum Gewindegang mit dem kleineren Außendurchmesser, durch die Verhältnisse der Außendurchmesser, die Gewindehöhe, die Höhe der Gewindegänge im Verhältnis zum Kerndurchmesser des Gewindes und die Querschnittsform der Gewinde. Abhängig ist die Pressung selbstverständlich auch vom Durchmesser des Bohrlochs, in das die Betonschraube eingeschraubt wird. Die Geometrie des Gewindes der Betonschraube ist deswegen beispielsweise auf einen vorgesehenen Durchmesser des Bohrlochs, in den die Betonschraube eingeschraubt werden soll, also einen Soll- oder Nenndurchmesser des Bohrlochs, abzustimmen. Insbesondere wenn das gepresste und haftende
Gesteinsmehl den Zwischenraum zwischen den beiden Gewindegängen vom vorderen Ende der Betonschraube gesehen hinter dem Gewindegang mit dem größeren Außendurchmesser ausfüllt, bildet das an der Betonschraube haftende Gesteinsmehl zusammen mit den beiden Gewindegängen einen einzigen Gewindegang mit näherungsweise viereckigem Querschnitt. Dabei verjüngt eine Kopffläche dieses
Gewindegangs ihren Durchmesser vom vorderen zum hinteren Ende der Betonschraube gesehen, nämlich vom Außendurchmesser des Gewindegangs mit dem größeren Außendurchmesser auf den Außendurchmesser des Gewindegangs mit dem kleineren Außendurchmesser. Die Kopffläche kann zudem ballig sein. Die Durchmesseränderung am Kopf des vom gepressten Gesteinsmehl mit den beiden Gewindegängen der
Betonschraube gebildeten Gewindegangs bildet eine Art Konusfläche, die sich wendeiförmig wie ein Gewindegang um die Schraube windet. Die Konusform bewirkt eine Krafteinleitung von der Betonschraube in den Beton nicht nur in axialer Richtung, sondern auch nach außen, also eine Keilwirkung, die den Halt der Betonschraube im Beton erhöht. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Außendurchmesser des Gewindegangs mit dem größeren Außendurchmesser etwa das 1 ,1-1 ,6fache der Steigung des Gewindes der Betonschraube. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Außendurchmesser des Gewindegangs mit dem größeren Außendurchmesser etwa das 1 ,2-1,4fache des Kerndurchmessers des Gewindes der Betonschraube beträgt. Sofern der Gewindekern nicht zylindrisch ist, ist der mittlere Kerndurchmesser gemeint. Die genannten Bemessungen des Gewindes haben sich als günstig für eine hohe Haltekraft der Betonschraube erwiesen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht eine konische Mantelfläche des Gewindekerns zwischen den Gewindegängen vor. Die Mantelfläche kann zusätzlich hohlrund oder ballig oder auch kantig konvex oder konkav sein. Über die Länge der Betonschraube nimmt der Durchmesser des Gewindekerns bei dieser Ausgestaltung der Erfindung nicht zwingend zu oder ab, die Mantelfläche des Gewindekerns ist eine konusartige Fläche, die sich wendeiförmig wie die Gewindegänge um den Gewindekern windet. Die
Mantelfläche des Gewindekerns kann nach vorn oder nach hinten geneigt sein. Die Mantelfläche kann im kurzen Abstand und/oder im langen Abstand zwischen den Gewindegängen konisch und im anderen Abstand zylindrisch sein. Eine Konizität der Mantelfläche des Gewindekerns beeinflusst die Pressung des beim Gewindeschneiden und/oder einer Zugbeanspruchung der Betonschraube entstehenden Gesteinsmehls.
Außerdem kann eine konische Mantelfläche des Gewindekerns bei axialer Beanspruchung der Betonschraube eine Keilwirkung bewirken, die den gepressten Beton nach außen beaufschlagt und dadurch den Halt der Betonschraube erhöht.
Ein Flankenwinkel eines oder beider Gewindegänge der Betonschraube beträgt bei einer
Ausführungsform der Erfindung zwischen etwa 30° und 50°. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht ein Spitzgewinde vor, wobei das Spitzgewinde auch sägezahnförmig, d.h. mit unterschiedlich steilen Gewindeflanken sein kann. Auch diese Ausgestaltungen der Erfindung haben sich als günstig für eine hohe Haltekraft der Betonschraube herausgestellt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht einen sich vom Gewindegangfuß zum Gewindegangkopf ändernden Flankenwinkel insbesondere am Gewindegang mit dem größeren Außendurchmesser und folglich der größeren Eindringtiefe in den Beton vor. Die Flanke oder Flanken des Gewindegangs können ballig oder hohlrund oder kantig konvex oder konkav sein. Ein spitzerer Flankenwinkel im Bereich des Gewindegangkopfs, mit dem der Gewindegang in den Beton eindringt, verringert das Einschraubmoment der Betonschraube. Eine steilere, dem hinteren Ende der Betonschraube zugewandte Flanke, also ein spitzerer Flankenwinkel im Bereich des Gewindegangfußes, der das Gesteinsmehl beaufschlagt, erhöht die Verdichtung und Pressung des Gesteinsmehls. Durch den sich ändernden Flankenwinkel lässt sich das
Gewinde der erfindungsgemäßen Betonschraube hinsichtlich des einen oder des anderen Kriteriums optimieren, diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht eine Anpassung der Betonschraube an den Ankergrund und ggf. weitere Gegebenheiten.
Gegenstand der Ansprüche 12 ff. ist eine Anordnung einer gewindeschneidenden
Betonschraube der vorstehend erläuterten Art, die in ein Bohrloch in einem Ankergrund aus Beton, Mauerwerk, Naturstein oder dgl. eingeschraubt ist. Die Anordnung ist in wesentlichen Teilen bereits vorstehend im Zusammenhang mit der Betonschraube erläutert worden. Insoweit wird auf die vorstehenden Erläuterungen verwiesen.
Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Steigung des Gewindes der Betonschraube etwas das 0,7-1 , 2fache eines Durchmessers des Bohrlochs beträgt, in das die Betonschraube eingeschraubt ist. Ebenfalls als vorteilhaft herausgestellt hat sich, wenn der Außendurchmesser des Gewindegangs mit dem kleineren Außendurchmesser etwa das 1 ,01-1 ,15fache des Durchmessers des Lochs beträgt, in das die Betonschraube eingeschraubt ist. Das bedeutet, der Außendurchmesser des Gewindegangs mit dem kleineren Außendurchmesser ist etwas, nämlich etwa 1-15% größer als der Durchmesser des Bohrlochs, in das die Betonschraube eingeschraubt ist. Es schneidet sich also auch der Gewindegang mit dem kleineren Außendurchmesser in die Wand des Bohrlochs ein und trägt zum Halt der Betonschraube im Beton bei.
Für den Kerndurchmesser des Gewindekerns des Gewindes der Betonschraube hat sich ein Verhältnis von etwa 0,87-0,97 des Durchmessers des Bohrlochs, in das die Betonschraube eingeschraubt ist, als günstig herausgestellt. Der dadurch bewirkte, den Gewindekern umgebende Zwischenraum zwischen dem Gewindekern und der Wand des Bohrlochs dient der Aufnahme des beim Schneiden des Gewindes anfallenden Gesteinsmehls. Dabei ist der Zwischenraum so klein, dass die gewünschte Pressung des Gesteinsmehls zwischen den Gewindegängen vom vorderen Ende der Betonschraube gesehen hinter dem Gewindegang mit dem größeren Außendurchmesser erreicht wird oder jedenfalls durch Wahl der Geometrie des
Gewindes der Betonschraube erreichbar ist. Mit „Gesteinsmehl" sind die beim Einschrauben der Betonschraube durch das Schneiden des Gewindes aus dem Beton getrennten Partikel gemeint.
Der Halt der Betonschraube im Beton wird verbessert, wenn nicht nur der Gewindegang mit dem größeren Außendurchmesser, sondern auch der Gewindegang mit dem kleineren Außendurchmesser in den Beton eindringt. Eine Eindringtiefe des
Gewindegangs mit dem kleineren Außendurchmesser in den Beton, die etwa 1/90 bis
1/15 der Steigung p des Gewindes beträgt, hat sich als günstig für einen guten Halt der
Betonschraube im Bohrloch herausgestellt. Für den Gewindegang mit dem größeren Außendurchmesser wird eine Eindringtiefe in den Beton als günstig angesehen, die etwa
1/11 bis 1/7,5 der Steigung des Gewindes der Betonschraube beträgt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine gewindeschneidende Betonschraube gemäß der Erfindung in einer
Achsschnittdarstellung; und
Figuren 2-5 Einzelheiten eines Gewindes der Betonschraube aus Figur 1 verschiedener Ausführungsformen der Erfindung.
Die in der Zeichnung dargestellte, gewindeschneidende Betonschraube 1 gemäß der Erfindung weist einen Schraubenkopf 2 an einem hinteren Ende 3 und einen Schraubenschaft 4 mit einem Gewinde 5 auf. Die Form des Schraubenkopfs 2 als Sechskantkopf ist nicht zwingend. Das Schraubengewinde 5 ist zweigängig, es weist zwei Gewindegänge 6, 7 auf. Die Außendurchmesser der Gewindegänge 6, 7 sind unterschiedlich groß. Außerdem ist ein axialer Abstand der Gewindegänge 6, 7 voneinander, also die Teilung, verschieden. Und zwar ist vom Gewindegang 7 mit dem kleineren Außendurchmesser aus betrachtet der Abstand des Gewindegangs 7 mit dem kleineren Außendurchmesser vom Gewindegang 6 mit dem größeren
Außendurchmesser in Richtung zu einem vorderen Ende 8 der Betonschraube 1 kleiner als in Richtung zum hinteren Ende 3 der Betonschraube 1. Das vordere Ende 8 ist dem Schraubenkopf 2 fern, mit ihm voran wird die Betonschraube 1 in ein Bohrloch 9 in Beton 10 oder einem sonstigen Ankergrund wie Mauerwerk oder Naturstein eingeschraubt. Der kleinere axiale Abstand P1 vom Gewindegang 7 mit dem kleineren
Außendurchmesser zum Gewindegang 6 mit dem größeren Außendurchmesser in Richtung zum vorderen Ende 8 der Betonschraube 1 beträgt etwa 20-48% einer Steigung p des Gewindes 5 der Betonschraube 1. Die Steigung p ist der axiale Abstand zweier aufeinanderfolgender Windungen eines Gewindegangs 6 oder 7 des Gewindes 5.
Das Gewinde 5 ist ein Spitzgewinde, der Außendurchmesser des Gewindegangs 6 mit dem größeren Außendurchmesser ist um etwa 20% größer als der Außendurchmesser des Gewindegangs 7 mit dem kleineren Außendurchmesser. Ein Gewindekern 1 1 des Gewindes 5 der Betonschraube 1 ist zylindrisch, es ist allerdings auch ein Gewindekern 11 mit von vorn nach hinten zunehmendem Durchmesser, beispielsweise ein konischer Gewindekern, möglich (nicht dargestellt).
Die Betonschraube 1 wird in ein zylindrisches Bohrloch 9 im Beton 10 eingeschraubt, vorzugsweise mittels eines nicht dargestellten Schlagschraubers. Der Außendurchmesser des Gewindegangs 7 mit dem kleineren Außendurchmesser ist größer als ein Durchmesser des Bohrlochs 9, so dass sich beide Gewindegänge 6, 7 in den Beton 10 schneiden. Der Gewindegang 6 mit dem größeren Außendurchmesser schneidet sich tiefer in den Beton 10 als der Gewindegang 7 mit dem kleineren Außendurchmesser. Ein Durchmesser des Gewindekems 11 der Betonschraube 1 ist kleiner als ein Durchmesser des Bohrlochs 9, so dass ein den Gewindekern 11 im Bohrloch 9 umschließender, zylindermantelförmiger Zwischenraum 12 zwischen dem
Gewindekern 11 und der Wand des Bohrlochs 9 besteht.
Beim Schneiden der Gewindegänge 6, 7 in den Beton 10 entsteht Gesteinsmehl 13, 14, das sich zwischen den Gewindegängen 6, 7 im Zwischenraum 12 zwischen dem Gewindekern 11 und der Wand des Bohrlochs 9 sammelt. Vom vorderen Ende 8 gesehen hinter dem Gewindegang 7 mit dem kleineren Außendurchmesser sammelt sich das Gesteinsmehl 13 lose, weil hier der Abstand zum nächsten Gewindegang 6 groß ist. Es steht ausreichend Volumen zur Aufnahme des Gesteinsmehls 13 zur Verfügung. Vom vorderen Ende 8 gesehen hinter dem Gewindegang 6 mit dem größeren Außendurchmesser wird das beim Schneiden der Gewindegänge 6, 7 in den
Beton 10 entstehende Gesteinsmehl 14 gepresst, weil hier das für das Gesteinsmehl 14 zur Verfügung stehende Volumen klein oder jedenfalls kleiner ist. Beim Heraustrennen von Partikeln aus dem Beton 10 beim Schneiden der Gewindegänge 6, 7 in den Beton 10 beim Einschrauben der Betonschraube 1 in das Bohrloch 9 vergrößert das Gesteinsmehl 14 sein Volumen. Das sog. Schüttvolumen des Gesteinsmehls 14 ist größer als sein Volumen vor dem Trennen aus dem Beton 10. Außerdem nehmen die Gewindegänge 6, 7 aufgrund ihres Eindringens in den Beton 10 Platz aus dem Beton 10 in Anspruch, der für das Gesteinsmehl 14 nicht zur Verfügung steht. Die Geometrie des Gewindes 5 der Betonschraube 1 ist so gewählt und auf den Durchmesser des Bohrlochs 9 abgestimmt, dass die Volumenvergrößerung des Gesteinsmehls 14 und die Verdrängungswirkung der sich in den Beton 10 schneidenden Gewindegänge 6, 7 eine
Pressung des Gesteinsmehls 14 zwischen den Gewindegängen 6, 7 vom vorderen Ende 8 der Betonschraube 1 gesehen hinter dem Gewindegang 6 mit dem größeren Durchmesser bewirkt. Das Gesteinsmehl 14 bildet mit den Gewindegängen 6, 7 eine Art einzigen Gewindegang vom vorderen Ende 8 der Betonschraube 1 gesehen hinter dem Gewindegang 6 mit dem größeren Außendurchmesser. Der mit dem gepressten
Gesteinsmehl 14 gebildete Gewindegang hat einen viereckigen Querschnitt, er wird axial nach vorn vom Gewindegang 6 mit dem größeren Außendurchmesser und nach hinten vom Gewindegang 7 mit dem kleineren Außendurchmesser begrenzt. Seine Kopffläche ist beispielsweise ballig und verkleinert ihren Durchmesser von vorn nach hinten vom Außendurchmesser des Gewindegangs 6 mit dem größeren Außendurchmesser auf den
Außendurchmesser des Gewindegangs 7 mit dem kleineren Außendurchmesser. Die Kopffläche des mit dem gepressten Gesteinsmehl 14 gebildeten Gewindegangs ist also eine Art ballige Kegelfläche, die sich wie ein Gewindegang als Schraubenlinie um den Gewindekern 11 der Betonschraube 1 windet. Aufgrund der Kegelform der Kopffläche ergibt sich eine Art Spreiz- oder Keilwirkung, eine auf die Betonschraube 1 ausgeübte
Auszugskraft in axialer Richtung überträgt der aus dem gepressten Gesteinsmehl 14 gebildete Gewindegang nicht nur axial, sondern auch nach außen gerichtet. Der Halt der Betonschraube 1 im Beton 10 ist dadurch verbessert.
Aufgrund ihrer Verdrängungswirkung beanspruchen die Gewindegänge 6, 7 den Beton
10. Zusätzlich wird der Beton 10 durch eine Zugbeanspruchung der Betonschraube 1 beansprucht. Die Betonschraube 1 bewirkt mechanische Spannungen im Beton 10, die im Bereich des kleineren Abstands der Gewindegänge 6, 7 aufgrund des kleineren Abstands höher und im Bereich des größeren Abstands der Gewindegänge 6, 7 niedriger ist. Das führt oder kann jedenfalls dazu führen, dass die Festigkeit des Betons
10 im Bereich des kleineren Abstands zwischen den Gewindegängen 6, 7 überschritten wird, so dass der Beton 10 im Bereich des kleineren Abstands zwischen den Gewindegängen 6, 7 zerstört, d.h. Gesteinsmehl 14 gebildet wird. Dieses Gesteinsmehl 14 wird durch eine Zugbeanspruchung der Betonschraube 1 gepresst und bildet wie im vorhergehenden Absatz beschrieben mit den beiden Gewindegängen 6, 7 eine Art gemeinsamen Gewindegang. Die Pressung des Gesteinsmehls 14 im kleineren Abstand zwischen den beiden Gewindegängen 6, 7 kann so hoch sein, dass das Gesteinsmehl bei einem Ausschrauben der Betonschraube 1 an dieser haften bleibt. Auch kann das Gesteinsmehl 14 nach einer Entlastung wieder lose, d.h. bröckelig oder schüttfähig sein. Die Gesteinsmehlbildung erfolgt wie erwähnt im Bereich des kleineren Abstands zwischen den Gewindegängen 6, 7, vom vorderen Ende 8 der Betonschraube 1 aus gesehen also hinter dem Gewindegang 6 mit dem größeren Außendurchmesser. Im Bereich des größeren Abstands zwischen den Gewindegängen 6, 7 ist die mechanische Spannung im Beton 10 aufgrund des größeren Abstands der Gewindegänge 6, 7 niedriger, so dass der Beton 10 in diesem Bereich hält und dem durch das gepresste Gesteinsmehl 14 gebildeten Gewindegang Halt gibt. Der Halt der Betonschraube 1 im
Beton 10 ist dadurch verbessert. Diese Erläuterung ist zunächst eine Modellvorstellung, deren Richtigkeit nicht sicher ist. Jedenfalls verbleibt nach Ausschrauben der Betonschraube 1 aus dem Beton 10, wenn die Beanspruchung entsprechend groß war, als „Abdruck" in einer Bohrlochwand im Wesentlichen ein einziger Gewindegang im Bereich des kleineren Abstands zwischen den beiden Gewindegängen 6, 7 der
Betonschraube 1.
Figur 2 zeigt ein abgewandeltes Gewinde 5 der Betonschraube 1. Eine Mantelfläche 15 des Gewindekerns 11 zwischen den Gewindegängen 6, 7 ist konisch, d.h. die konusartig geneigte Mantelfläche 15 windet sich wie die Gewindegänge 6, 7 wendeiförmig um den
Gewindekern 11. Über die Länge der Betonschraube 1 ändert sich der Durchmesser des Gewindekerns 11 nicht, sondern nur von einem Gewindegang 6, 7 zum anderen Gewindegang 7, 6. Die Mantelfläche 15 kann wie dargestellt in Richtung des hinteren Endes 3 der Betonschraube 1 geneigt oder umgekehrt in Richtung des vorderen Endes 8 der Betonschraube 1 geneigt sein (nicht dargestellt). In Figur 3 ist die Mantelfläche 15 des Gewindekerns 11 im größerem Abstand zwischen den Gewindegängen 6, 7 zylindrisch und im kleineren Abstand zwischen den Gewindegängen 6, 7 konisch. Auch die umgekehrte Ausgestaltung ist möglich (nicht dargestellt). Die Neigung der Mantelfläche 15 beeinflusst die Verdichtung und Pressung des Gesteinsmehls 13, 14 zwischen den Gewindegängen 6, 7. Insbesondere am Übergang von der Mantelfläche
15 des Gewindekerns 11 zum Gewindegang 6, 7 am Fuß des Gewindegangs 6,7 ist durch einen spitzeren Winkel mit einer höheren Pressung des Gesteinsmehls 14 zu rechnen. Auch bewirkt eine zum hinteren Ende 3 der Betonschraube 1 geneigte Mantelfläche 15 des Gewindekerns 11 eine Keilwirkung, die bei einer axialen Belastung der Betonschraube 1 das Gesteinsmehl nach außen beaufschlagt und dadurch den Halt der Betonschraube 1 verbessert. Die Figuren 4 und 5 zeigen einen Gewindegang 6 mit dem größeren Außendurchmesser, der einen sich vom Gewindegangfuß 16 zum Gewindegangkopf 17, also über eine Höhe des Gewindegangs 6 ändernden Flankenwinkel aufweist. Die Gewindeflanken können ballig oder hohlrund (nicht dargestellt) oder wie dargestellt kantig konvex (Figur 4) oder kantig konkav (Figur 5) sein. Ist bei den konvexen Gewindeflanken wie in Figur 4 zu sehen die dem hinteren Ende 3 der Betonschraube 1 zugewandte Gewindeflanke im radial inneren Bereich, der das Gesteinsmehl beaufschlagt, steiler, wird eine höhere Pressung des Gesteinsmehls erreicht. Der damit einhergehende stumpfere Flankenwinkel führt jedoch zu einem höheren
Einschraubmoment der Betonschraube 1. Für ein niedriges Einschraubmoment ist deswegen die konkave Form der Gewindeflanken, wie sie in Figur 5 dargestellt ist, günstiger.
Für einen guten Halt der Betonschraube 1 im Beton 10 haben sich eine Eindringtiefe x des Gewindegangs 6 mit dem größeren Außendurchmesser in den Beton 10, die etwa 1/11 bis 1/7,5 der Steigung p des Gewindes 5 und eine Eindringtiefe y des Gewindegangs 7 mit dem kleineren Außendurchmesser in den Beton 10, die etwa 1/90 bis 1/15 der Steigung p des Gewindes 5 der Betonschraube 1 beträgt, als günstig erwiesen.

Claims

Patentansprüche
1. Gewindeschneidende Betonschraube zum Einschrauben in ein Bohrloch in
Beton, deren Gewinde (5) zwei Gewindegänge (6, 7) mit unterschiedlichen Außendurchmessern und verschiedenen Abständen (P1) voneinander in beiden Achsrichtungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass vom Gewindegang (7) mit dem kleineren Außendurchmesser aus betrachtet ein Abstand (P1) des Gewindegangs (7) mit dem kleineren Außendurchmesser vom Gewindegang (6) mit dem größeren Außendurchmesser in Richtung zu einem vorderen Ende (8) der Betonschraube (1 ) kleiner als in Richtung zum hinteren Ende (3) der Betonschraube (1 ) ist.
2. Betonschraube nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand
(P1) des Gewindegangs (7) mit dem kleineren Außendurchmesser vom Gewindegang (6) mit dem größeren Außendurchmesser in Richtung zum vorderen Ende (8) der Betonschraube (1 ) etwa 0,2-0,48 einer Steigung (p) des Gewindes (5) der Betonschraube (1 ) beträgt.
3. Betonschraube nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Gewindegangs (6) mit dem größeren Außendurchmesser etwa 1 ,2 des Durchmessers des Gewindegangs (7) mit dem kleineren Außendurchmesser beträgt.
4. Betonschraube nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Gewindegängen (6, 7) vom vorderen Ende (8) der Betonschraube (1 ) gesehen hinter dem Gewindegang (6) mit dem größeren Außendurchmesser Gesteinsmehl (14) am Gewinde (5) der Betonschraube (1 ) haftet.
5. Betonschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Gewindegangs (6) mit dem größeren Außendurchmesser etwa 1 ,1-1 ,6 einer Steigung (p) des Gewindes (5) der Betonschraube (1 ) beträgt.
6. Betonschraube nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Durchmesser des Gewindegangs (6) mit dem größeren Durchmesser etwa 1 ,2- 1 ,4 eines Durchmessers eines Gewindekerns (11 ) der Betonschraube (1) beträgt.
7. Betonschraube nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser des Gewindekerns (1 1 ) der Betonschraube (1 ) vom vorderen Ende
(8) zum hinteren Ende (2) der Betonschraube (1 ) zunimmt.
8. Betonschraube nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindekern (11 ) der Betonschraube (1 ) eine konische Mantelfläche (15) aufweist.
9. Betonschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gewindegang (6, 7) der Betonschraube (1 ) einen Flankenwinkel von 30°-50° aufweist.
10. Betonschraube nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Betonschraube (1 ) ein Spitzgewinde aufweist.
11. Betonschraube nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Gewindegang (6, 7) der Betonschraube (1 ) einen sich vom Gewindegangfuß zum
Gewindegangkopf (17) ändernden Flankenwinkel aufweist.
12. Anordnung einer gewindeschneidenden Betonschraube (1 ), die in ein Bohrloch
(9) eingeschraubt ist, wobei die Betonschraube (1 ) ein Gewinde (5) mit zwei Gewindegängen (6, 7) mit unterschiedlichen Außendurchmessern und verschiedenen Abständen (p-,) der Gewindegänge (6, 7) voneinander in beiden Achsrichtungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (p-,) des Gewindegangs (7) mit dem kleineren Außendurchmesser vom Gewindegang (6) mit dem größeren Außendurchmesser in Richtung zu einem vorderen Ende (8) der Betonschraube (1 ) kleiner als in Richtung zu einem hinteren Ende (3) der
Betonschraube (1) ist und dass beim Schneiden des Gewindes (5) in das Bohrloch (9) beim Einschrauben der Betonschraube (1 ) und/oder bei einer Zugbeanspruchung der Betonschraube (1 ) Gesteinsmehl (14) zwischen dem Gewindegang (6) mit dem größeren Außendurchmesser und dem Gewindegang (7) mit dem kleineren Außendurchmesser in Richtung vom vorderen Ende (8) zum hinteren Ende (3) der Betonschraube (1 ) gesehen hinter dem Gewindegang
(6) mit dem größeren Außendurchmesser entsteht.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steigung (p) des Gewindes (5) der Betonschraube (1 ) etwa 0,75-1 ,2 eines Durchmessers des Bohrlochs (9), in das die Betonschraube (1 ) eingeschraubt ist, beträgt.
14. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Gewindegangs (7) mit dem kleineren Außendurchmesser etwa 1 ,01-1 ,15 des Durchmessers des Bohrlochs (9), in das die Betonschraube (1 ) eingeschraubt ist, beträgt.
15. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kerndurchmesser des Gewindekerns (11 ) der Betonschraube (1 ) etwa 0,87-0,97 des Durchmessers des Bohrlochs (9) beträgt, in das die Betonschraube (1 ) eingeschraubt ist.
16. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eindringtiefe (y) des Gewindegangs (7) mit dem kleineren Außendurchmesser in eine Wand des Bohrlochs (9) etwa 1/90 bis 1/15 einer Steigung (p) des Gewindes (5) der Betonschraube (1 ) beträgt.
17. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eindringtiefe (x) des Gewindegangs (6) mit dem größeren Außendurchmesser in eine Wand des Bohrlochs (9) etwa 1/11 bis 1/75 einer Steigung (p) des Gewindes (5) der Betonschraube (1 ) beträgt.
PCT/EP2008/002309 2007-05-22 2008-03-22 Gewindeschneidende betonschraube und anordnung mit einer solchen betonschraube WO2008141693A1 (de)

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