DE20115111U1 - Thread forming screw - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine gewindeformende Schraube mit einem Schraubenschaft, an dem ein sich zumindest teilweise über die Längserstrekkung des Schraubenschaftes erstreckendes Gewinde angeordnet ist, sowie mit zumindest einer in den Gewindekern des Schaftes eingebrachten Nut.The invention relates to a thread-forming screw with a screw shaft on which a thread extending at least partially over the longitudinal extent of the screw shaft is arranged, and with at least one groove introduced into the thread core of the shaft.
Gewindeformende Schrauben werden beispielsweise als Betonbefestiger eingesetzt. Derartige Schrauben umfassen einen Schraubenschaft mitThread-forming screws are used, for example, as concrete fasteners. Such screws comprise a screw shaft with
&iacgr;&ogr; einem Gewinde, welches sich vom Fuße der Schraube zumindest über einen Teil der Längserstreckung des Schraubenschaftes erstreckt. Das Gewinde kann sich bis zu einem den Schraubenschaft begrenzenden Schraubenkopf erstrecken. Gleichfalls kann vorgesehen sein, daß sich an das Gewinde ein gewindefreier Schaftabschnitt anschließt. Der Schraubenkopf umfaßt Mittel zum Antreiben der Schraube, damit diese mittels eines Werkzeugs in einen Befestigungsgrund eingeschraubt werden kann.&iacgr;&ogr; a thread which extends from the base of the screw over at least part of the longitudinal extent of the screw shaft. The thread can extend to a screw head which delimits the screw shaft. It can also be provided that a thread-free shaft section adjoins the thread. The screw head comprises means for driving the screw so that it can be screwed into a fastening base by means of a tool.
Eine solche gewindeformende Schraube ist bekannt beispielsweise aus EP 0 697 071 B1. Verankert in einen Befestigungsgrund, beispielsweise Beton wird eine Schraube dadurch, daß zunächst eine Bohrung mit einem dem Gewindekern entsprechenden Durchmesser in dem Befestigungsgrund eingebracht wird. Beim Eindrehen der Schraube graben sich die scharfen Gewindegänge in die Bohrlochwandung ein, so daß die Schrau-Such a thread-forming screw is known, for example, from EP 0 697 071 B1. A screw is anchored in a mounting base, for example concrete, by first drilling a hole in the mounting base with a diameter corresponding to the thread core. When the screw is screwed in, the sharp threads dig into the borehole wall so that the screw
be in dieser Art und Weise eine Verankerung in dem Befestigungsgrund, ohne daß zusätzliche Dübel notwendig wären, findet. Die ersten Gänge der Schraube können gezahnt ausgebildet sein, um das Formen eines Gewindes in der Bohrlochwandung des Befestigungsgrundes zu erleichtern. Bei der in der EP 0 697 071 B1 beschriebenen Schraube weist der Schraubenschaft beidseitig des Gewindefußes Vertiefungen zur Aufnahme von ausgebrochenem Beton oder Gesteinsmehl auf. Die Vertiefungen sind nach Art einer Nut ausgebildet und erstrecken durch ihre Anordnung am Gewindefuß parallel zu dem Gewinde.In this way, an anchoring in the fastening base is achieved without the need for additional dowels. The first threads of the screw can be toothed to facilitate the formation of a thread in the borehole wall of the fastening base. In the screw described in EP 0 697 071 B1, the screw shaft has recesses on both sides of the thread base to accommodate broken concrete or rock powder. The recesses are designed like a groove and extend parallel to the thread due to their arrangement at the thread base.
Wesentliche Anforderungen an einen solchen Betonbefestiger sind eine möglichst leichte Einschraubbarkeit in den Befestigungsgrund sowie die Gewähr, daß eine solche in einen Befestigungsgrund eingesetzte Schraube möglichst hohen Auszugskräften Stand hält. Auch wenn mit einem solchen Betonbefestiger - wie oben beschrieben - ein Einschrauben gegenüber solchen Betonbefestigern, die keine nutartigen Vertiefungen zur Aufnahme des ausgebrochenen Materials aufweisen, bereits etwas verbessert ist, so genügt dies noch nicht den gewünschten Anforderungen. Überdies besteht das Bedürfnis nach Betonbefestigern, die höheren Auszugskräften Stand halten.The main requirements for such a concrete fastener are that it can be screwed into the fastening base as easily as possible and that a screw inserted into a fastening base can withstand the highest possible pull-out forces. Even if screwing in with such a concrete fastener - as described above - is already somewhat improved compared to concrete fasteners that do not have groove-like recesses to accommodate the broken-out material, this still does not meet the desired requirements. There is also a need for concrete fasteners that can withstand higher pull-out forces.
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte, gattungsgemäße gewindeformende Schraube dergestalt weiterzubilden, daß die zum vorbekannten Stand der Technik aufgezeigten Nachteile vermieden sind.Based on this discussed prior art, the invention is therefore based on the object of developing a thread-forming screw of the generic type mentioned at the outset in such a way that the disadvantages identified in the previously known prior art are avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zumindest eine in den Gewindekern eingebrachte Nut mit einer zur Steigung des Gewindes gegensinnigen Steigung spiralförmig, den zumindest einen Gewindegang des Gewindes durchbrechend verlaufend angeordnet ist.This object is achieved according to the invention in that the at least one groove introduced into the thread core is arranged spirally with a pitch opposite to the pitch of the thread, breaking through at least one thread turn of the thread.
Bei der erfindungsgemäßen gewindeformenden Schraube ist eine Nut zum Austragen des von der Bohrlochwandung ausgebrochenen Materials vorgesehen, die spiralförmig angeordnet die Gewindegänge des Gewindes durchbricht und mit einer gegensinnigen Steigung zu dem Gewinde in den Gewindekern eingebracht ist. Im Gegensatz zu dem vorbekannten Stand der Technik erfolgt beim Einschrauben dieser Schraube ein tatsächlicher Austrag und somit Materialtransport des ausgebrochenen oderIn the thread-forming screw according to the invention, a groove is provided for removing the material broken out of the borehole wall, which groove is arranged in a spiral shape and breaks through the threads of the thread and is introduced into the thread core with a pitch opposite to that of the thread. In contrast to the previously known state of the art, when screwing in this screw, an actual removal and thus material transport of the broken out or
zermahlenen Materials aus dem Bohrloch über diese zumindest eine Nut. Beim vorbekannten Stand der Technik dienen hingegen die Vertiefungen lediglich zur Aufnahme des ausgebrochenen oder zermahlenen Materiales. Ein Transport dieses Materiales war weder vorgesehen noch ist dies beim vorbekannten Stand der Technik möglich. Durch den Abtransport des aus der Bohrlochwanderung herausgebrochenen oder zermahlenen Materiales ist eine Erhöhung des zum Einschrauben einer Schraube in ein solches Bohrloch notwendigen Drehmomentes nicht durch das ansonsten hemmende Material erhöht. Daher kann eine solche Schraube über ihre &iacgr;&ogr; Länge mit einem geringerem Drehmoment und somit sehr viel leichter als eine vorbekannte Schraube in einem Befestigungsgrund verankert werden. ground material from the borehole via this at least one groove. In the prior art, however, the recesses serve only to accommodate the broken-out or ground material. Transport of this material was neither intended nor is this possible with the prior art. By transporting away the material broken out or ground from the borehole migration, an increase in the torque required to screw a screw into such a borehole is not increased by the otherwise inhibiting material. Therefore, such a screw can be anchored in a mounting base over its entire length with a lower torque and thus much more easily than a prior art screw.
Die Gewindegänge der beanspruchten Schraube grenzen zweckmäßigerweise ohne eine am Gewindefuß befindliche Vertiefung an den Gewindekern. Dies hat zum Vorteil, daß die effektive Gewindehöhe ungeschwächt ist, wodurch diese Schraube besonders hohen Auszugskräften Stand zu halten vermag.The threads of the screw under stress are conveniently adjacent to the thread core without a recess at the thread base. This has the advantage that the effective thread height is not weakened, which means that this screw can withstand particularly high pull-out forces.
In einem Ausführungsbeispiel sind drei derartige Materialaustragungsnuten vorgesehen.In one embodiment, three such material discharge grooves are provided.
Um einen Materialtransport in diesen Nuten möglichst effektiv zu gestalten, sollte die Tiefe und Weite einer solchen dem Materialaustrag dienenden Nut nicht so gering bemessen sein, daß das ausgebrochene oder das zermahlene Material der Bohrlochwandung darin verstopft und auch so tief bemessen sein, daß ein wirksames Transportieren des darin angesammelten Materiales durch die Nutenwandungen erfolgt. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, die Tiefe der Nut zwischen 0,3 und 0,7 mm, insbesondere zwischen 0,4 und 0,6 mm auszugestalten. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Tiefe dieser dem Materialaustrag dienenden Nuten 0,5 mm unabhängig von dem Durchmesser des Gewindekerns bei einer Weite von etwa 1,0 mm.In order to make material transport in these grooves as effective as possible, the depth and width of such a groove used for material removal should not be so small that the broken-out or ground material from the borehole wall becomes clogged in it, and should also be deep enough that the material collected in it is effectively transported through the groove walls. For this reason, it is expedient to design the depth of the groove to be between 0.3 and 0.7 mm, in particular between 0.4 and 0.6 mm. In a preferred embodiment, the depth of these grooves used for material removal is 0.5 mm, regardless of the diameter of the thread core, with a width of approximately 1.0 mm.
Um eine Gewindeformung in der Bohrlochwandung zu begünstigen, ist es zweckmäßig, die ersten Gewindegänge, beispielsweise die ersten drei Gewindegänge gezahnt auszubilden. Eine solche Zahnung kann durch Unterbrechen der Gewindegänge realisiert sein. In diesem Zusammen-In order to promote thread formation in the borehole wall, it is advisable to form the first threads, for example the first three threads, with serrations. Such serrations can be achieved by interrupting the threads. In this context,
hang wirkt sich auf die Anordnung der einem Materialaustrag dienenden Nuten günstig auf eine Gewindeausbildung aus, da durch die gegensinnige Steigung dieser zumindest einen Nut die Gewindegänge ebenfalls in Abständen unterbrochen sind, wodurch jeweils Kanten entsprechend der oben beschriebenen Zahnung gebildet sind.The arrangement of the grooves used for material discharge has a positive effect on the formation of a thread, since the opposing pitch of this at least one groove also interrupts the threads at intervals, whereby edges are formed in accordance with the toothing described above.
In einer Weiterbildung einer solchen gewindeformenden Schraube trägt der Schraubenschaft im Bereich seines vorderen Endes eine zusätzliche Schneide aus einem gegenüber der Schraube deutlich härteren Material.In a further development of such a thread-forming screw, the screw shaft has an additional cutting edge in the area of its front end made of a material that is significantly harder than the screw.
&iacgr;&ogr; Die Schneide ist zweckmäßigerweise in eine wendelförmig im Bereich des Fußes der Schraube eingebrachte Nut eingesetzt und weist daher einen wendeiförmigen Habitus auf. Diese Schneidwendel erstreckt sich bevorzugt über weniger als 360°. Mit einer solchen Schneidwendel können Gewindegänge sehr wirksam in die Bohrlochwandung eingegraben werden. Festgesetzt werden kann die Schneidwendel in der Nut durch Stauchen des Fußes der Schraube in Längsrichtung des Schraubenschaftes.&iacgr;&ogr; The cutting edge is expediently inserted into a spiral groove in the area of the base of the screw and therefore has a spiral habit. This cutting spiral preferably extends over less than 360°. With such a cutting spiral, threads can be dug very effectively into the borehole wall. The cutting spiral can be fixed in the groove by compressing the base of the screw in the longitudinal direction of the screw shaft.
Zweckmäßigerweise wird der Schraubenschaft mit dem Gewinde sowie mit den vorgesehenen Nuten im Wege eines Gewindewalzvorganges strukturiert.It is advisable to structure the screw shaft with the thread and the intended grooves by means of a thread rolling process.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:The invention is described below using exemplary embodiments with reference to the accompanying figures. They show:
Fig. 1: Eine gewindeformende Schraube in einer Seitenansicht, Fig. 1: A thread-forming screw in a side view,
Fig. 2: Der Fußbereich einer weiteren gewindeformenden Schraube, ausgebildet zum Einsetzen einer Schneidwendel und Fig. 2: The base area of another thread-forming screw, designed for the insertion of a cutting spiral and
Fig. 3: Der Fuß der gewindeformenden Schraube der Figur 2 mit Fig. 3: The foot of the thread-forming screw of Figure 2 with
der in die Nut eingesetzten Schneidwendel.the cutting spiral inserted into the groove.
Eine gewindeformende Schraube 1 umfaßt einen Schraubenschaft 2, der an seinem hinteren Ende einen Schraubenkopf 3 trägt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schraubenkopf 3 nach Art eines Sechskantkopfes ausgebildet. Der Schaubenschaft 2 trägt ein aus zwei Gewindegängen 4, 4' aufgebautes selbstformendes Gewinde 5. Der Schraubenschaft 2 verjüngt sich im Fuße 6 der Schraube, um ein Einset-A thread-forming screw 1 comprises a screw shaft 2 which has a screw head 3 at its rear end. In the embodiment shown, the screw head 3 is designed in the manner of a hexagon head. The screw shaft 2 has a self-forming thread 5 made up of two threads 4, 4'. The screw shaft 2 tapers in the foot 6 of the screw in order to facilitate insertion.
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zen der Schraube 1 in ein zuvor in einem Befestigungsgrund erstelltes Bohrloch zu erleichtern.to facilitate the insertion of screw 1 into a hole previously drilled in a fixing base.
Bei der Schraube 1 handelt es sich um einen Betonbefestiger, geeignet, um unmittelbar in einem in Beton eingebrachtes Bohrloch verankert werden zu können. Zu diesem Zweck schneiden sich die Gewindegänge 4, 4' des Gewindes in die Wandung des zuvor erstellten Bohrloches ein. Zum Abtransport bzw. zum Austragen des bei diesem Schneidvorgang anfallenden Materials - Materialbröckchen und/oder Materialmehl - sind in denThe screw 1 is a concrete fastener, suitable for anchoring directly in a drill hole in concrete. For this purpose, the threads 4, 4' of the thread cut into the wall of the previously created drill hole. For the removal or removal of the material resulting from this cutting process - material chunks and/or material powder -
&iacgr;&ogr; Gewindekern 7 des Schraubenschaftes 2 in einer zu dem Gewinde 5 gegensinnigen Steigung verlaufende Nuten 8, 8' eingebracht. Die Nuten 8, 8' sind spiralförmig in den Gewindekern 7 eingebracht und durchbrechen aufgrund ihrer gegensinnigen Steigung zu dem Gewinde 5 die Gewindegänge 4, 4'. Beispielhaft ist in Figur 1 ein solcher Durchbruch in dem Gewindegang 4' mit dem Bezugszeichen Dn gekennzeichnet. Im Bereich des Fußes 6 des Schraubenschaftes 2 der Schraube 1 sind die Gewindegänge 4, 4' gezahnt ausgebildet, welche Zahnung durch Erstellen von weiteren Durchbrüchen Dz durch die Gewindegänge 4, 4' realisiert ist. Diese Durchbrüche Dz trennen lediglich die Gewindegänge 4, 4' und greifen in den Gewindekern nicht ein. Die durch die Durchbrüche Dz geschaffene Verzahnung der Gewindegänge 4, 4' dient zum erleichterten Formen eines Gewindes in der Bohrlochwandung des Befestigungsgrundes, da durch die Durchbrüche Dz in Einschraubrichtung Kanten, insbesondere scharfe Kanten in den Gewindegängen 4, 4' gebildet sind. Die Durchbrechungen Dn, hervorgerufen durch das Durchbrechen der Nuten 8, 8' der Gewindegänge 4, 4' bewirken in Einschraubrichtung bei den Gewindegängen 4, 4' dasselbe wie die Durchbrüche Dz, so daß insgesamt ein erleichtertes Einschrauben in ein zuvor erbrachtes Bohrloch gegeben ist. Die in Einschraubrichtung vorderen Kanten auch der Durchbrüche Dn verbessern die Ausbildung des in der Bohrlochwandung zu formenden Gewindes. Î Thread core 7 of screw shaft 2 has grooves 8, 8' cut into it, which run at a pitch opposite to that of thread 5. Grooves 8, 8' are cut into the thread core 7 in a spiral shape and, due to their pitch opposite to that of thread 5, break through threads 4, 4'. As an example, such a breakthrough in thread 4' is identified by reference symbol D n in Figure 1. In the area of the base 6 of screw shaft 2 of screw 1, threads 4, 4' are serrated, which serration is achieved by creating further breakthroughs D z through threads 4, 4'. These breakthroughs D z merely separate threads 4, 4' and do not engage in the thread core. The interlocking of the threads 4, 4' created by the openings D z serves to facilitate the formation of a thread in the borehole wall of the fastening base, since the openings D z form edges, in particular sharp edges, in the threads 4, 4' in the screwing direction. The openings D n , caused by the opening of the grooves 8, 8' of the threads 4, 4', have the same effect in the screwing direction on the threads 4, 4' as the openings D z , so that overall screwing into a previously drilled hole is made easier. The front edges of the openings D n in the screwing direction also improve the formation of the thread to be formed in the borehole wall.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Nuten 8, 8' zum Austrag des beim Einschrauben der Schraube 1 in ein Befestigungsgrund anfallenden Materiales gezeigt. Gleichfalls sind Ausgestaltungen möglich, bei denen drei oder mehr derartige Nuten vorgesehen sind. Diese Nuten sind zweckmäßigerweise symmetrisch angeordnet, um umfänglich einen einheitlichen Materialaustrag zu gewährleisten.In the embodiment shown, two grooves 8, 8' are shown for discharging the material that accrues when screwing the screw 1 into a fastening base. Designs are also possible in which three or more such grooves are provided. These grooves are expediently arranged symmetrically in order to ensure uniform material discharge across the entire circumference.
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Beim Eindrehen der Schraube 1 in ein zuvor erstelltes Bohrloch in einem Befestigungsgrund, beispielsweise Beton gräbt sich das Gewinde 5 in die seitliche Bohrlochwandung mit einem Vorschub entsprechend der Steigung des Gewindes 5 ein. Die gegensinnige Anordnung der zum Materialaustrag vorgesehenen Nuten 8, 8' gestattet ein Herausfördern des beim Eingraben der Gewindegänge 4, 4' in die Bohrlochwandung anfallenden Materiales, welches im Gegensatz zum vorbekannten Stand der Technik nicht mit in das Bohrloch hineinverschleppt wird, sondern entgegen der Einschraubrichtung in den Nuten 8, 8' transportiert wird.When screwing the screw 1 into a previously drilled hole in a fixing base, for example concrete, the thread 5 digs into the side wall of the hole with a feed rate corresponding to the pitch of the thread 5. The opposing arrangement of the grooves 8, 8' provided for material removal allows the material that accrues when the threads 4, 4' are dug into the wall of the hole to be removed, which, in contrast to the previously known state of the art, is not carried into the hole but is transported in the grooves 8, 8' against the direction of screwing.
Die lichte Weite der Nuten 8, 8' ist ggf. angepaßt an den Einsatzzweck der Schraube, damit die Nuten 8, 8' in der Summe ihrer Querschnittsflächen ein ausreichendes Aufnahmevolumen zum Abtransport des anfallenden Materiales aufweisen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser des Gewindekerns 9,6 mm. Die Tiefe der Nuten 8, 8' beträgt 0,5 mm bei einer lichten Weite von etwa 1,0 mm..The inside width of the grooves 8, 8' is adapted to the intended use of the screw if necessary, so that the grooves 8, 8' have a sufficient volume in the sum of their cross-sectional areas to transport the accumulating material away. In the example shown, the diameter of the thread core is 9.6 mm. The depth of the grooves 8, 8' is 0.5 mm with an inside width of about 1.0 mm.
Figur 2 zeigt den Fuß einer weiteren gewindeformenden Schraube 9. Die Schraube 9 ist prinzipiell aufgebaut wie die Schraube 1 der Figur 1. Im Unterschied zur Schraube 1 ist im Bereich des Fußes der Schraube 9 eine der Steigung des Gewindes entsprechende Nut 11 eingebracht, die sich etwa über 270° erstreckt. Die Nut 11 dient zur Aufnahme einer Schneidwendel 12, wie dies in Figur 3 dargestellt ist. Die Schneidwendel 12 ist aus einem harten Material hergestellt, welches wesentlich härter ist, als das Material, aus dem die Schraube 9 hergestellt ist. Somit kann mit der Schneidwendel 12 auch eine aus einem weicheren Material hergestellte Schraube 9 wirksam in einem Befestigungsgrund, beispielsweise Beton direkt verankert werden.Figure 2 shows the base of another thread-forming screw 9. The screw 9 is basically constructed like the screw 1 in Figure 1. In contrast to the screw 1, in the area of the base of the screw 9 there is a groove 11 that corresponds to the pitch of the thread and extends over approximately 270°. The groove 11 serves to accommodate a cutting spiral 12, as shown in Figure 3. The cutting spiral 12 is made of a hard material that is significantly harder than the material from which the screw 9 is made. This means that the cutting spiral 12 can also be used to effectively anchor a screw 9 made of a softer material directly into a mounting base, for example concrete.
Die Schneidwendel 12 ist in der Nut 11 der Schraube 9 dadurch festgesetzt, daß der Fuß 10 der Schraube 9 in Längsrichtung der Schraube 9 gestaucht ist. Somit läßt sich die Schneidwendel 12 an der Schraube 9 ohne einen zusätzlichen Schweißvorgang befestigen.The cutting spiral 12 is fixed in the groove 11 of the screw 9 by compressing the foot 10 of the screw 9 in the longitudinal direction of the screw 9. The cutting spiral 12 can thus be attached to the screw 9 without an additional welding process.
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- 2001-09-13 DE DE20115111U patent/DE20115111U1/en not_active Expired - Lifetime
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