DE102018006482B4 - Self-drilling screw for penetrating and connecting components made of different materials - Google Patents

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Abstract

Bohrschraube (1) zum Durchdringen und Verbinden von Bauteilen (50, 51, 52) unterschiedlicher Materialien, wie Holzbaumaterialien als auch Metall, die in einer bestimmten Reihenfolge als Konstruktionsbauteile in Bohrrichtung einander folgen, ohne vorbohren zu müssen, mit einem Schraubenkopf (5) an einem Ende und einer Bohrspitze (7) am anderen Ende eines stabförmigen Schraubenschaftes (3), der mindestens einen Abschnitt mit einem Gewinde (8) für die Verankerung in einem Bauteil und mindestens einen Abschnitt mit einer Nut (13) für die Aufnahme des durch die Bohrspitze (7) erzeugten Materialabtrags umfasst, wobei der Schraubenschaft (3) unmittelbar hinter der Bohrspitze (7) eine Verjüngung (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der Verjüngung (20) ein Abschnitt mit einem zweiten Gewinde (9), das sich unmittelbar der Verjüngung (20) anschließt und zwischen dem zweiten Gewinde (9) und dem ersten Gewinde (8) ein gewindefreier Abschnitt (15) angeordnet ist, wobei sich die Nut (13) über die Bohrspitze (7) zwischen den Schneiden erstreckt und in die Verjüngung (20) eintritt und dort dicht unter dem zweiten Gewinde (9) einen Nutaustritt (14) besitzt, wobei sich eine zweite Nut (10) mindestens über den Abschnitt mit dem zweiten Gewinde (9) hinter der Verjüngung (20) erstreckt, welches einen größeren Durchmesser als der Bohrdurchmesser der Bohrspitze (7) besitzt und wobei der Nuteintritt (11) der zweiten Nut (10) im Abschnitt der Verjüngung (20) und der Nutaustritt (12) im gewindefreien Abschnitt (15) liegt.Drilling screw (1) for penetrating and connecting components (50, 51, 52) of different materials, such as wood construction materials as well as metal, which follow one another in a certain order as structural components in the drilling direction without having to pre-drill with a screw head (5) one end and a drill bit (7) at the other end of a rod-shaped screw shaft (3) which has at least one section with a thread (8) for anchoring in a component and at least one section with a groove (13) for receiving the through the Drill tip (7) comprises generated material removal, the screw shaft (3) immediately behind the drill tip (7) having a taper (20), characterized in that behind the taper (20) a section with a second thread (9), which directly adjoins the taper (20) and a thread-free section (15) is arranged between the second thread (9) and the first thread (8), the groove (13 ) extends over the drill bit (7) between the cutting edges and enters the taper (20) and there has a groove outlet (14) just below the second thread (9), a second groove (10) extending at least over the section with the second thread (9) extends behind the taper (20), which has a larger diameter than the drilling diameter of the drill bit (7) and wherein the groove entry (11) of the second groove (10) in the section of the taper (20) and the groove exit ( 12) lies in the thread-free section (15).

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrschraube zum Durchdringen und Verbinden von Bauteilen unterschiedlicher Materialien.The invention relates to a drilling screw for penetrating and connecting components made of different materials.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Ein in Holzbauweise errichtetes Gebäude beinhaltet die verschiedensten Holzkonstruktionen. Die Verbindung der einzelnen Holzbauteile erfolgt dabei oftmals im Zusammenspiel mit Bauteilen aus anderen Werkstoffen. So werden die Holzbauteile beispielsweise mittels Metallblechen verbunden. Schrauben, die zur Verbindung ausschließlich von Holzbauteilen verwendet werden, eignen sich hierfür nicht, da die Metallbleche auch von den Schrauben durchdrungen werden müssen und ein Vorbohren der Metallbleche zu aufwendig wäre. Daher werden Bohrschrauben eingesetzt, die mit einer Bohrspitze ausgebildet sind, die sich selbstschneidend durch das Metallblech arbeitet.A wooden building contains a wide variety of wooden structures. The connection of the individual wooden components often takes place in interaction with components made of other materials. For example, the wooden components are connected using sheet metal. Screws that are used exclusively to connect wooden components are unsuitable for this, since the metal sheets also have to be penetrated by the screws and pre-drilling the metal sheets would be too costly. For this reason, self-drilling screws are used which are designed with a drill bit that works its way through the sheet metal in a self-tapping manner.

Die US 2010 / 0 183 400 A1 beschreibt eine selbstbohrende Schraube mit einem Schraubenkopf an einem Ende und einer Bohrspitze am anderen Ende eines stabförmigen Schraubenschaftes. Die Bohrspitze ist von einer Nut durchsetzt, die sich über eine hinter der Bohrspitze befindlichen Verjüngung erstreckt und auf einen gewindefreien Abschnitt trifft. Oberhalb des gewindefreien Abschnitts befindet sich ein Gewinde, in den die Nut führt. Die Bohrspitze kann sich sehr schnell zusetzen, da nur wenig Platz für Bohrmehl und Späne vorhanden ist.US 2010/0 183 400 A1 describes a self-drilling screw with a screw head at one end and a drill bit at the other end of a rod-shaped screw shaft. The drill tip is penetrated by a groove which extends over a taper located behind the drill tip and meets a thread-free section. Above the thread-free section there is a thread into which the groove leads. The drill bit can become clogged very quickly, as there is only little space for drilling dust and chips.

Die DE 21 26 914 A beschreibt eine Schraube zur Befestigung einer dünnen Materiallage an einer dickeren Lage, die durch Isoliermaterial festgelegter Dicke voneinander getrennt sind, wobei die Schraube einen Schaft mit einem Kopf und einer Bohrspitze besitzt. Es sind keine Mittel zum Abtransport von Bohrabtrag vorgesehen.The DE 21 26 914 A describes a screw for fastening a thin layer of material to a thicker layer, which are separated from one another by insulating material of a specified thickness, the screw having a shaft with a head and a drill bit. There are no means for transporting away drill cuttings.

Aus der EP 0 849 474 A1 ist eine Bohrschraube bekannt. Diese umfasst eine Bohrspitze, einen vorderen Schaftabschnitt, einen hinteren Schaftabschnitt und einen Schraubkopf und kann durch zwei Holzbauteile unter Einschluss eines Metallblechs selbstschneidend hindurchgetrieben werden. Die Bohrschraube gräbt sich auch eine Bohrung im Holz. Nach dem Durchstoßen des Metallblechs bildet sich in der Blechbohrung ein Schraubgewinde, der vordere Abschnitt der Bohrschraube bohrt und verankert sich in dem vorderen Holzbauteil, und der hintere Schaftabschnitt verankert sich in dem hinteren Holzbohrloch.From the EP 0 849 474 A1 a drilling screw is known. This comprises a drill bit, a front shaft section, a rear shaft section and a screw head and can be driven through two wooden components with the inclusion of a metal sheet in a self-tapping manner. The self-drilling screw also digs a hole in the wood. After the sheet metal has been pierced, a screw thread is formed in the sheet metal bore, the front section of the drilling screw drills and anchors itself in the front wooden component, and the rear shaft section anchors itself in the rear wooden drill hole.

Ein Nachteil dieser Bohrschraube besteht darin, dass nicht genügend Raum zur Aufnahme von Bohrmehl oder Materialspänen zur Verfügung steht, wodurch sich ein verstärkter Widerstand beim Eindrehen der Schraube ergibt. Auch die Vorschubgeschwindigkeit wird beeinträchtigt, wenn die Gewindegänge durch Materialabtrag überdeckt werden.A disadvantage of this drilling screw is that there is not enough space available to accommodate drilling dust or material chips, which results in increased resistance when screwing in the screw. The feed rate is also impaired if the thread turns are covered by material removal.

Aus der EP 0 988 427 B1 ist ein Verbindungselement zum Verbinden von wenigstens zwei Holzbauteilen und einer Knotenplatte bekannt. Die Knotenplatte ist in der Regel aus Metall beschaffen.From the EP 0 988 427 B1 a connecting element for connecting at least two wooden components and a node plate is known. The gusset plate is usually made of metal.

Das beschriebene Verbindungselement besitzt einen stabförmigen Schaft der an seinem einen Ende einen, in den Holzbauteilen eine Bohrung herstellendes Bohrteil und an seinem anderen Ende einen Werkzeugangriff für einen Drehantrieb aufweist. In diesem Bereich trägt der Schaft auch ein Gewinde zur Verankerung in einem Holzbauteil und eine sich über einen Teilbereich des Schaftes erstreckende Spannut. Der durch die Bohrspitze erzeugte Materialabtrag sammelt und staut sich direkt hinter der Bohrspitze, wodurch sich ein verstärkter Widerstand beim Eindrehen der Schraube ergibt.The connecting element described has a rod-shaped shaft which, at one end, has a drilling part producing a bore in the wooden components and at its other end a tool grip for a rotary drive. In this area, the shaft also has a thread for anchoring it in a wooden component and a flute extending over a portion of the shaft. The material removed by the drill bit collects and accumulates directly behind the drill bit, resulting in increased resistance when screwing in the screw.

AUFGABENSTELLUNGTASK

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Bohrschraube der beschriebenen Art zu verbessern. Sowohl deren Bohrleistung als auch das Verankerungsverhalten soll verbessert werden.The present invention is based on the object of improving a drilling screw of the type described. Both their drilling performance and the anchoring behavior should be improved.

Diese Aufgabe wird durch eine Bohrschraube gemäß dem vorgeschlagenen Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a drilling screw according to the proposed claim 1.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sowie Weiterbildungen und Varianten sind aus den Unteransprüchen und der nachfolgend erläuterten Zeichnung ersichtlich.Further advantageous details and refinements of the invention as well as further developments and variants are evident from the subclaims and the drawings explained below.

VORTEILE DER ERFINDUNGADVANTAGES OF THE INVENTION

Gemäß der Erfindung wird eine Bohrschraube zum Durchdringen und Verbinden von Bauteilen unterschiedlicher Materialien wie Holzbaumaterialien als auch Metall, die in einer bestimmten Reihenfolge als Konstruktionsbauteile in Bohrrichtung einander folgen, ohne vorbohren zu müssen, vorgeschlagen, mit einem Schraubenkopf an einem Ende und einer Bohrspitze am anderen Ende eines stabförmigen Schraubenschaftes, der mindestens einen Abschnitt mit einem Gewinde für die Verankerung in einem Bauteil und mindestens einen Abschnitt mit einer Nut für die Aufnahme des durch die Bohrspitze erzeugten Materialabtrags umfasst, wobei der Schraubenschaft unmittelbar hinter der Bohrspitze eine Verjüngung aufweist.According to the invention, a drilling screw for penetrating and connecting components of different materials such as wood construction materials as well as metal, which follow one another in a certain order as structural components in the drilling direction without having to pre-drill, is proposed, with a screw head at one end and a drill bit at the other End of a rod-shaped screw shaft, which comprises at least one section with a thread for anchoring in a component and at least one section with a groove for receiving the material removal generated by the drill bit, the screw shaft having a taper immediately behind the drill bit.

Die erfindungsgemäße Bohrschraube zeichnet sich dadurch aus, dass hinter der Verjüngung ein Abschnitt mit einem zweiten Gewinde, das sich unmittelbar der Verjüngung anschließt und zwischen dem zweiten Gewinde und dem ersten Gewinde ein gewindefreier Abschnitt angeordnet ist, wobei sich die Nut über die Bohrspitze zwischen den Schneiden erstreckt und in die Verjüngung eintritt und dort dicht unter dem zweiten Gewinde einen Nutaustritt besitzt, wobei sich eine zweite Nut mindestens über den Abschnitt mit dem zweiten Gewinde hinter der Verjüngung erstreckt, welches einen größeren Durchmesser als der Bohrdurchmesser der Bohrspitze (7) besitzt und wobei der Nuteintritt der zweiten Nut im Abschnitt der Verjüngung und der Nutaustritt im gewindefreien Abschnitt liegt.The drilling screw according to the invention is characterized in that, behind the taper, there is a section with a second thread which directly adjoins the taper and between a thread-free section is arranged on the second thread and the first thread, the groove extending over the drill tip between the cutting edges and entering the taper and having a groove exit there just below the second thread, a second groove extending at least over the section the second thread behind the taper, which has a larger diameter than the drill diameter of the drill bit ( 7th ) and wherein the groove entry of the second groove is in the section of the taper and the groove exit is in the thread-free section.

Die Erfindung ermöglicht es, sowohl Holzbaumaterialien als auch Metall zu durchdringen, die in einer bestimmten Reihenfolge als Konstruktionsbauteile in Bohrrichtung einander folgen, ohne vorbohren zu müssen. Die Erfindung eignet sich insbesondere dann zum Einsatz, wenn ein Metallblech zwischen zwei Holzbauteilen eingeschlossen ist und diese miteinander zu verbinden sind, wie dies an einem s.g. Knotenpunkt im Ingenieurbau üblich ist. Durch die erfindungsgemäße Gewindeanordnung und dessen Geometrie wird sowohl ein Formschluss im Holzwerkstoff als auch im metallischen Bauteil erreicht, sodass die Verbindung insgesamt berechnet werden kann. Die Bohrspitze kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung nicht mehr mit Materialabtrag zugestopft werden und bleibt somit stets wirksam. Das Bohrergebnis wird signifikant verbessert und es wird nur wenig Druckkraft notwendig, um der Bohrschraube einen Vorschub zu geben. Dies wird bereits durch eine relativ lange Bohrspitze erreicht, die einen ziemlich großen Raum bietet, in dem Bohrmehl aufgenommen wird. Der reduzierte Bereich bietet zusätzlich Platz für Bohrmehl und Späne. Das sehr schwach ausgeprägte Gewinde unterstützt den Vorschub. Die darin befindliche lange Nut oder eine entsprechend ausgeprägte Kerbe transportiert zusätzlich das Bohrmehl aus dem reduzierten Bereich, was die Bohrkapazität noch weiter erhöht, wenn die Bohrspitze auf das metallische Bauteil trifft. Letztlich ist das Spitzengewinde so klein gehalten, dass es das metallische Bauteil nicht aufweitet und ein Formschluss gewährleistet ist. Das Gewinde am Kopfbereich ist etwas größer gewählt, damit es beim Eintauchen in den Holzwerkstoff sofort zieht und sich anschließend im Holz verankert.The invention makes it possible to penetrate both wood construction materials and metal that follow one another in a specific sequence as construction components in the drilling direction without having to pre-drill. The invention is particularly suitable for use when a metal sheet is enclosed between two wooden components and these are to be connected to one another, as is the case with a so-called Is common in civil engineering. The thread arrangement according to the invention and its geometry achieve both a form fit in the wood-based material and in the metallic component, so that the connection can be calculated as a whole. Due to the design according to the invention, the drill bit can no longer be clogged with material removal and thus always remains effective. The drilling result is significantly improved and only little pressure is needed to feed the drilling screw. This is already achieved by a relatively long drill bit, which offers a fairly large space in which drilling dust is taken up. The reduced area offers additional space for drilling dust and chips. The very weak thread supports the feed. The long groove or a correspondingly pronounced notch therein also transports the drilling dust out of the reduced area, which increases the drilling capacity even further when the drill bit hits the metallic component. Ultimately, the tip thread is kept so small that it does not expand the metallic component and a form fit is guaranteed. The thread on the head area is chosen to be slightly larger so that it pulls immediately when it is dipped into the wood-based material and then anchored in the wood.

Indem vorgesehen ist, dass sich eine erste Nut über die Bohrspitze erstreckt und in die Verjüngung eintritt. Damit wird ein erster Übergang zu einem großen Aufnahmeraum für den erzeugten Materialabtrag geschaffen. Unterstützt wird dies dadurch, dass sich eine zweite Nut mindestens über den Abschnitt mit dem zweiten Gewinde hinter der Verjüngung erstreckt und dadurch, dass der Nuteintritt der zweiten Nut im Abschnitt der Verjüngung und deren Nutaustritt im gewindefreien Abschnitt liegt.By providing that a first groove extends over the drill bit and enters the taper. This creates a first transition to a large receiving space for the material removed. This is supported by the fact that a second groove extends at least over the section with the second thread behind the taper and because the entry of the second groove is in the taper section and its exit is in the thread-free section.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass sich um die Verjüngung eine Ringkammer erstreckt, die zusammen mit der ersten Nut und der zweiten Nut einen zusammenhängenden Aufnahmespeicher bildet. Dies stellt sicher, dass das beim Durchbohren des Holzwerkstoffes erzeugte Bohrmehl von der Bohrspitze wegtransportiert werden kann und hier Platz für die beim Durchbohren des metallischen Werkstoffes erzeugten Späne geschaffen wird.An advantageous embodiment of the invention provides that an annular chamber extends around the taper, which, together with the first groove and the second groove, forms a coherent receiving store. This ensures that the drill dust generated when drilling through the wood-based material can be transported away from the drill bit and that space is created here for the chips generated when drilling through the metallic material.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Bohrdurchmesser der Bohrspitze kleiner als der Außendurchmesser des zweiten Gewindes ausgebildet ist, wobei eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vorsieht, dass die der Bohrspitze nahe Gewindeflanke eine in den Kern des Schaftes einlaufende Gewindewurzel besitzt. Dadurch ist sichergestellt, dass das Gewinde im Metallteil keine Schneidarbeit leistet, sondern sich durch dieses hindurchfurcht.According to the invention it is provided that the drilling diameter of the drilling tip is smaller than the outer diameter of the second thread, a further advantageous embodiment of the invention providing that the thread flank close to the drilling tip has a thread root running into the core of the shaft. This ensures that the thread in the metal part does not perform any cutting work, but rather cuts through it.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das erste Gewinde einen größeren Gewindedurchmesser besitzt als die voreilende Bohrspitze und das zweite Gewinde. Das hier als zweites bezeichnete Gewinde eilt dem ersten Gewinde beim Einschraubvorgang vor. Damit trifft das erste Gewinde stets auf soviel Material, dass es eine ausreichende Verankerung bewirken kann. Dabei ist es ebenso wichtig, dass der Kenndurchmesser des ersten Gewindes und des zweiten Gewindes annähernd gleich sind und dass die beiden Gewinde eine gleiche Steigung besitzen.A particularly preferred embodiment of the invention provides that the first thread has a larger thread diameter than the leading drill bit and the second thread. The thread referred to here as the second leads the first thread during the screwing-in process. This means that the first thread always encounters so much material that it can provide adequate anchoring. It is also important that the nominal diameter of the first thread and the second thread are approximately the same and that the two threads have the same pitch.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELEXAMPLE OF EXECUTION

Es gibt verschiedene Möglichkeiten die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand der Zeichnung, werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.There are various options for designing and developing the teaching of the present invention in an advantageous manner. For this purpose, reference is made, on the one hand, to the subordinate claims and, on the other hand, to the following explanation of an exemplary embodiment of the invention with reference to the drawing. In conjunction with the explanation of the preferred exemplary embodiment of the invention with reference to the drawing, generally preferred configurations and developments of the teaching are also explained.

In der Zeichnung zeigen:

  • 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Bohrschraube,
  • 2 eine um die Bohrachse mit etwa 90° gegen den Uhrzeigersinn verdrehte Seitenansicht der Bohrschraube,
  • 3 eine um die Bohrachse mit etwa 90° im Uhrzeigersinn verdrehte Seitenansicht der Bohrschraube,
  • 4 eine Draufsicht auf die Bohrschraube,
  • 5 das in 1 mit V gekennzeichnete Detail in einer Vergrößerung,
  • 6 das in 1 mit VI gekennzeichnete Detail in einer Vergrößerung,
  • 7 das in 1 mit VII gekennzeichnete Detail in einer Vergrößerung,
  • 8 eine Einbausituation der erfindungsgemäßen Bohrschraube und
  • 9 eine Vergrößerung des in 8 mit IX gekennzeichneten Details.
In the drawing show:
  • 1 a side view of the drilling screw according to the invention,
  • 2 a side view of the drilling screw rotated about 90 ° counterclockwise about the drilling axis,
  • 3 a side view of the drilling screw rotated about 90 ° clockwise about the drilling axis,
  • 4th a top view of the drilling screw,
  • 5 this in 1 Detail marked with V in an enlargement,
  • 6 this in 1 Detail marked with VI in an enlargement,
  • 7th this in 1 Detail marked with VII in an enlargement,
  • 8th an installation situation of the drilling screw according to the invention and
  • 9 an enlargement of the in 8th Details marked with IX.

Die erfindungsgemäße Bohrschraube 1 weist einen stabförmigen Schraubenschaft 3 auf, an dessen einem Ende ein Schraubenkopf 5 und am anderen Ende eine Bohrspitze 7 angeordnet ist. Im Schraubenkopf 5 ist ein Drehantriebseingriff 6 für einen Schrauberbit vorhanden, um die Bohrschraube 1 in die Bauteile 50, 51 und 52 (siehe 8) einzudrehen.The drilling screw according to the invention 1 has a rod-shaped screw shaft 3 on, at one end a screw head 5 and at the other end a drill bit 7th is arranged. In the screw head 5 is a rotary drive engagement 6 for a screwdriver bit available for the drilling screw 1 in the components 50 , 51 and 52 (please refer 8th ) screw in.

Unterhalb des Schraubenkopfes 5 befindet sich ein erstes Gewinde 8. Direkt daran schließt sich in Richtung der Bohrspitze 7 ein gewindefreier Abschnitt 15 an, der in einen Abschnitt übergeht, auf dem sich ein zweites Gewinde 9 befindet. Zwischen dem zweiten Gewinde 9 und der Bohrspitze 7 ist der Schraubenschaft 3 stark im Durchmesser reduziert, sodass hier eine Verjüngung 20 ausgebildet ist. Durch die Verjüngung 20 wird eine Ringkammer 18 gebildet, die zur Aufnahme von Materialabtrag dient, welcher von der Bohrspitze 7 erzeugt wird.Below the screw head 5 there is a first thread 8th . This closes directly in the direction of the drill bit 7th a thread-free section 15th which merges into a section on which there is a second thread 9 is located. Between the second thread 9 and the drill bit 7th is the screw shaft 3 greatly reduced in diameter so that there is a taper here 20th is trained. Through the rejuvenation 20th becomes an annular chamber 18th formed, which serves to absorb material removal from the drill bit 7th is produced.

In der Bohrspitze 7 ist zwischen den Schneiden eine erste Spannut 13 vorgesehen, die sich bis in die Verjüngung 20 hinein erstreckt und dort dicht unter dem zweiten Gewinde 9 einen Nutaustritt 14 besitzt. Noch im Bereich der Verjüngung 20 befindet sich der Nuteintritt 11 einer zweiten Nut 10, die sich über das zweite Gewinde 9 hinaus in den darüberliegenden gewindefreien Abschnitt 15 erstreckt und dort mit ihrem Nutaustritt 12 endet.In the drill bit 7th is a first flute between the cutting edges 13 provided that extends up into the taper 20th extends into it and there just below the second thread 9 a groove exit 14th owns. Still in the area of rejuvenation 20th is the groove entry 11 a second groove 10 that extends over the second thread 9 into the thread-free section above 15th extends and there with their groove exit 12th ends.

Der Spitzenwinkel α der Bohrspitze 7 besitzt in Abhängigkeit der Länge, des Durchmessers und des Schneidenverlaufs idealerweise 100°. Bei Veränderung des Spannutverlaufs ist eine Veränderung des Spitzenwinkels α um etwa ± 10° von Vorteil.The point angle α the drill bit 7th Depending on the length, the diameter and the course of the cutting edge, ideally has 100 °. When the flute course changes, the point angle changes α by about ± 10 ° advantageous.

Um ein relativ großes Aufnahmevolumen für den Materialabtrag zu schaffen, ist bereits die Bohrspitze 7 relativ lang ausgebildet. Im Zusammenspiel mit dem durch die Ringkammer 18 gebildeten Aufnahmevolumen und der zweiten Nut 10 im Bereich des zweiten Gewindes 9 steht ein Gesamtspeicher für den Materialabtrag zur Verfügung, der bei weitem das mögliche Abtragsvolumen übersteigt. Dies insbesondere deshalb, weil durch die erste Nut 13, die Ringkammer 18 und die zweite Nut 10 ein zusammenhängender Aufnahmespeicher gebildet ist. Das Längenverhältnis zwischen Bohrspitze 7 und Verjüngung 20 kann zwischen 0,9 und 2,3 liegen, je nachdem wie das Verhältnis zwischen Bohrdurchmesser und Durchmesser der Verjüngung 20, also das Aufnahmevolumen der Ringkammer 18 ist. Hier hat sich ein Verhältnis zwischen 1,2 und 1,4 bewährt.In order to create a relatively large volume for removing material, the drill bit is already there 7th relatively long. In conjunction with the through the annular chamber 18th formed receiving volume and the second groove 10 in the area of the second thread 9 a total memory is available for the material removal, which by far exceeds the possible removal volume. This is particularly because through the first groove 13 , the annular chamber 18th and the second groove 10 a contiguous recording memory is formed. The length ratio between the drill bit 7th and rejuvenation 20th can be between 0.9 and 2.3, depending on the ratio between the drilling diameter and the diameter of the taper 20th , i.e. the volume of the annular chamber 18th is. Here a ratio between 1.2 and 1.4 has proven itself.

Das zweite Gewinde 9 schließt sich unmittelbar der Verjüngung 20 an. Das zweite Gewinde 9 besitzt einen größeren Durchmesser als der Bohrdurchmesser der Bohrspitze 7. Der Gewindedurchmesser muss allerdings in einem bestimmten Verhältnis zum Bohrdurchmesser stehen, damit durch das Gewinde 9 keine erneute Schneidleistung mehr erfolgt. Vielmehr soll sich das Gewinde 9 in das voreilende Bohrloch im metallischen Bauteil 51 durchfurchen, sodass die höher liegenden Gewindeflanken 9c mit dem metallischen Bauteil einen Formschluss bilden und dieses untergreifen. Unterstützt wird dies dadurch, dass die unterste Gewindeflanke 9a an zumindest einer Stelle schlanker ausgebildet ist und in eine in den Schaftkern einlaufende Gewindewurzel 9b besitzt. Idealerweise liegt das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des zweiten Gewindes 9 und dem Bohrdurchmesser der Bohrspitze 7 zwischen 1,02 und 1,12.The second thread 9 immediately joins the taper 20th at. The second thread 9 has a larger diameter than the drilling diameter of the drill bit 7th . The thread diameter must, however, be in a certain ratio to the drilling diameter, so that through the thread 9 no further cutting performance takes place. Rather, the thread is supposed to be 9 into the leading borehole in the metallic component 51 furrow through so that the higher lying thread flanks 9c Form a form fit with the metallic component and reach under it. This is supported by the fact that the lowest thread flank 9a is made slimmer at at least one point and in a thread root running into the shaft core 9b owns. Ideally, the ratio is between the diameter of the second thread 9 and the drilling diameter of the drill bit 7th between 1.02 and 1.12.

Der gewindefreie Abschnitt 15 soll sich gegenüber der Bohr- und Verankerungsleistung möglichst neutral verhalten und besitzt daher einen geringeren Durchmesser als die beiden Gewinde, die diesen Abschnitt einschließen.The unthreaded section 15th should behave as neutral as possible with regard to the drilling and anchoring performance and therefore has a smaller diameter than the two threads that enclose this section.

Das erste Gewinde 8 ist so im Durchmesser gewählt, dass es beim Eintauchen in das Holzbauteil 50 sofort zieht und sich abschließend im Holz verankert. Hier hat sich ein Verhältnis zwischen Gewindedurchmesser und Durchmesser der Bohrspitze 7 von von 1,1 bis 1,2 als vorteilhaft erwiesen. Die Bohrspitze 7 als voreilender Arbeitsabschnitt, ist maßgeblich am Verankerungsverhalten der Bohrschraube 1 verantwortlich, weshalb die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Bohrschraubengeometrie und das Freihalten der Bohrspitze von Materialabtrag entscheidend hieran beteiligt sind.The first thread 8th is chosen in diameter so that it is immersed in the wooden component 50 immediately pulls and then anchors itself in the wood. Here there is a relationship between thread diameter and diameter of the drill bit 7th from 1.1 to 1.2 proved advantageous. The drill bit 7th as a leading work section, is decisive for the anchoring behavior of the drilling screw 1 responsible, which is why the design of the drilling screw geometry according to the invention and the keeping of the drill bit free from material removal play a decisive role in this.

In den 8 und 9 ist eine Einbausituation der erfindungsgemäßen Bohrschraube 1 wiedergegeben. Die Bohrschraube 1 wird mit ihrer Bohrspitze 7 auf der Außenseite 55 des ersten Holzbauteils 50 aufgesetzt und mit einem geeigneten Schrauber sowie einem angemessenem Vorschub in Rotation versetzt. Dabei arbeitet sich die Bohrspitze 7 durch das erste Holzbauteil 50 durch. Das dabei erzeugte Bohrmehl wird über die erste Spannut 13 in die Ringkammer 18 der Verjüngung 20 befördert, sodass die Schneiden der Bohrspitze 7 frei bleiben. Das nacheilende, vom Schraubenkopf her gesehen zweite Gewinde 9 schneidet sich in das erste Holzbauteil 50 ein, da der Gewindedurchmesser größer als der Bohrdurchmesser ist. Dabei auftretender Materialabtrag setzt sich hinter dem Gewinde im gewindefreien Bereich 15 ab. Dann trifft die Bohrspitze 7 auf das metallische Bauteil 51 und bohrt unter Abtrag von Metallspänen ein Durchtrittsloch, bevor sie in das zweite Holzbauteil 52 eingreift. Die Metallspäne werden über die erste Nut 13 in die Ringnut 18 der Verjüngung 20 der zweiten Nut 10 zugeführt, so dass in der Bohrspitze 7 ausreichend Platz für den Materialabtrag aus dem zweiten Holzbauteil 52 geschaffen wird. Das der Bohrspitze 7 direkt nachfolgende zweite Gewinde 9 leistet im metallischen Bauteil 51 keine wesentliche Schneidleistung, sondern furcht sich durch dieses hindurch und untergreift mit seiner Gewindeflanke 9c die Unterseite 51a des metallischen Bauteils 51.In the 8th and 9 is an installation situation of the drilling screw according to the invention 1 reproduced. The drilling screw 1 is with its drill bit 7th on the outside 55 of the first wooden component 50 attached and set in rotation with a suitable screwdriver and an appropriate feed rate. The drill bit works itself 7th through the first wooden component 50 by. The drill dust generated in the process is over the first flute 13 into the annular chamber 18th of rejuvenation 20th conveyed so that the cutting edge of the drill bit 7th remain free. The lagging second thread as seen from the screw head 9 cuts into the first wooden component 50 because the thread diameter is larger than the drilling diameter. Any material removal that occurs in the process settles behind the thread in the thread-free area 15th from. Then the drill bit hits 7th on the metallic component 51 and bores a through hole, removing metal chips, before it is inserted into the second wooden component 52 intervenes. The metal chips are over the first groove 13 into the ring groove 18th of rejuvenation 20th the second groove 10 fed so that in the drill bit 7th sufficient space for material removal from the second wooden component 52 is created. That of the drill bit 7th directly following second thread 9 performs in the metallic component 51 no significant cutting performance, but digs through it and reaches under with its thread flank 9c the bottom 51a of the metallic component 51 .

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
BohrschraubeDrilling screw
33
SchraubenschaftScrew shank
55
SchraubenkopfScrew head
66th
DrehantriebseingriffRotary drive engagement
77th
BohrspitzeDrill bit
88th
erstes Gewindefirst thread
99
zweites Gewindesecond thread
9a9a
unterste Gewindeflankelowest thread flank
9b9b
GewindewurzelThread root
9c9c
obere Gewindeflankenupper thread flanks
1010
zweite Spannutsecond flute
1111
Nuteintritt von 10 Groove entry from 10
1212
Nutaustritt von 10 Groove exit from 10
1313
erste Spannut in 7 first flute in 7th
1414th
Nutaustritt von 13 Groove exit from 13
1515th
gewindefreier Abschnittthread-free section
1818th
RingkammerAnnular chamber
2020th
Verjüngungrejuvenation
5050
erstes Holzbauteilfirst wooden component
5151
metallisches Bauteilmetallic component
51a51a
Unterseite von 51 Bottom of 51
5252
zweites Holzbauteilsecond wooden component
5555
Außenseite von 50 Outside of 50
αα
Spitzenwinkel von 7 Point angle of 7th

Claims (6)

Bohrschraube (1) zum Durchdringen und Verbinden von Bauteilen (50, 51, 52) unterschiedlicher Materialien, wie Holzbaumaterialien als auch Metall, die in einer bestimmten Reihenfolge als Konstruktionsbauteile in Bohrrichtung einander folgen, ohne vorbohren zu müssen, mit einem Schraubenkopf (5) an einem Ende und einer Bohrspitze (7) am anderen Ende eines stabförmigen Schraubenschaftes (3), der mindestens einen Abschnitt mit einem Gewinde (8) für die Verankerung in einem Bauteil und mindestens einen Abschnitt mit einer Nut (13) für die Aufnahme des durch die Bohrspitze (7) erzeugten Materialabtrags umfasst, wobei der Schraubenschaft (3) unmittelbar hinter der Bohrspitze (7) eine Verjüngung (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der Verjüngung (20) ein Abschnitt mit einem zweiten Gewinde (9), das sich unmittelbar der Verjüngung (20) anschließt und zwischen dem zweiten Gewinde (9) und dem ersten Gewinde (8) ein gewindefreier Abschnitt (15) angeordnet ist, wobei sich die Nut (13) über die Bohrspitze (7) zwischen den Schneiden erstreckt und in die Verjüngung (20) eintritt und dort dicht unter dem zweiten Gewinde (9) einen Nutaustritt (14) besitzt, wobei sich eine zweite Nut (10) mindestens über den Abschnitt mit dem zweiten Gewinde (9) hinter der Verjüngung (20) erstreckt, welches einen größeren Durchmesser als der Bohrdurchmesser der Bohrspitze (7) besitzt und wobei der Nuteintritt (11) der zweiten Nut (10) im Abschnitt der Verjüngung (20) und der Nutaustritt (12) im gewindefreien Abschnitt (15) liegt.Drilling screw (1) for penetrating and connecting components (50, 51, 52) of different materials, such as wood construction materials as well as metal, which follow one another in a certain order as structural components in the drilling direction without having to pre-drill with a screw head (5) one end and a drill bit (7) at the other end of a rod-shaped screw shaft (3) which has at least one section with a thread (8) for anchoring in a component and at least one section with a groove (13) for receiving the through the Drill tip (7) comprises generated material removal, the screw shaft (3) immediately behind the drill tip (7) having a taper (20), characterized in that behind the taper (20) a section with a second thread (9), which directly adjoins the taper (20) and a thread-free section (15) is arranged between the second thread (9) and the first thread (8), the groove (1 3) extends over the drill tip (7) between the cutting edges and enters the taper (20) and there has a groove outlet (14) just below the second thread (9), a second groove (10) extending at least over the section with the second thread (9) behind the taper (20) extends which has a larger diameter than the drilling diameter of the drill bit (7) and wherein the groove entry (11) of the second groove (10) in the section of the taper (20) and the groove exit (12) lies in the thread-free section (15). Bohrschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich um die Verjüngung (20) eine Ringkammer (18) erstreckt, die zusammen mit der ersten Nut (13) und der zweiten Nut (10) einen zusammenhängenden Aufnahmespeicher bilden.Drilling screw after Claim 1 , characterized in that an annular chamber (18) extends around the taper (20) which, together with the first groove (13) and the second groove (10), form a coherent receiving store. Bohrschraube nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrdurchmesser der Bohrspitze (7) kleiner als der Außendurchmesser des zweiten Gewindes (9) ausgebildet ist, wobei die der Bohrspitze (7) nahe Gewindeflanke (9a) eine in den Kern des Schaftes einlaufende Gewindewurzel (9b) besitzt.Drilling screw according to the Claims 1 to 2 , characterized in that the drilling diameter of the drill bit (7) is smaller than the outer diameter of the second thread (9), the thread flank (9a) close to the drill bit (7) having a thread root (9b) running into the core of the shaft. Bohrschraube nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gewinde (8) einen größeren Gewindedurchmesser besitzt als die voreilende Bohrspitze (7) und das zweite Gewinde (9).Drilling screw according to the Claims 1 to 3 , characterized in that the first thread (8) has a larger thread diameter than the leading drill bit (7) and the second thread (9). Bohrschraube nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kenndurchmesser des ersten Gewindes (9) und des zweiten Gewindes (8) annähernd gleich sind.Drilling screw after Claim 4 , characterized in that the nominal diameter of the first thread (9) and of the second thread (8) are approximately the same. Bohrschraube nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gewinde (8 und 9) eine gleiche Steigung besitzen.Drilling screw after Claim 4 and 5 , characterized in that the two threads (8 and 9) have the same pitch.
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