DE29502068U1

DE29502068U1 - Schraube, insbesondere für Fensterprofile aus Kunststoff

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Publication number: DE29502068U1
Application number: DE29502068U
Authority: DE
Original assignee: KOEMMERLING KUNSTSTOFF
Current assignee: Gebrueder Koemmerling Kunststoffwerke GmbH
Priority date: 1995-02-10
Filing date: 1995-02-10
Publication date: 1996-06-13
Anticipated expiration: 2005-02-11

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Schraube, insbesondere zum Befestigen von Beschlägen an metallverstärkten Fensterprofilen aus Kunststoff, die über einen Bereich ihren Gesamtlänge mit einem Gewinde mit einem Flankendurchmesser D_Flanke ausgestattet ist, das insbesondere ein Verschrauben in Metall ermöglicht, und an einem Ende mit einem Kopf mit dem Durchmesser D _Kopf versehen ist,

Die Verwendung von Schrauben als Befestigungsmittel im Fensterbau ist allgemein üblich, beispielsweise bei der Befestigung von Beschlägen (Ecklager, Drehbänder) in Fensterprofilen aus Kunststoff. Da diese Fensterprofile häufig in bestimmten Bereichen durch eingeschobene Stahlverstärkungen versteift werden, kann die Verschraubung je nach Anwendungsfall im Stahl oder im Kunststoff erfolgen.

In der Verbindungstechnik sind Schrauben bekannt, deren Gewinde unter anderem in Flanken- und Kerndurchmesser, Steigung, Flankenwinkel und Gangzahl auf den Werkstoff abgestimmt sind, in den sie eingeschraubt werden. Universalschrauben lassen sich zwar in verschiedenen Materialien einsetzen, weisen aber nicht die positiven Eigenschaften einer auf einen bestimmten Werkstoff optimierten Schraube auf.

In der Fenstertechnik werden bevorzugt zwei Schraubenarten eingesetzt. Eine Spezialschraube zur Verschraubung in Kunststoff, z. B. PVC, besitzt üblicherweise einen spitzen Flankenwinkel sowie einen im Verhältnis zum Flankendurchmesser kleinen Kerndurchmesser.

Schrauben, die in Stahl eingeschraubt werden, weisen hingegen einen im Verhältnis großen Kerndurchmesser und stumpfe Gewindeflanke auf. Sie sind häufig mit einer Bohrspitze ausgerüstet, durch die ein Vorbohren vor der Montage der Schraube entfallen kann.

Bei Kunststoffschrauben können diese Bohrspitzen ebenfalls vorhanden sein, sind jedoch bei entsprechender Gestaltung der Schraubenspitze (Nadelspitze) nicht unbedingt erforderlich, um ein Vorbohren zu vermeiden.

Bei der Befestigung eines Drehbandes an einem Mehrkammer-Rahmenprofil ist es unter Umständen erforderlich, durch die Kunststoffwandung des Fensterprofils und eine zur Verbesserung der Wärmedämmung vorgesehene Vorkammer hindurch in ein Stahlprofil hineinzuschrauben, das sich in der Hauptkammer des Profils befindet. In diesem Fall wird in der Regel eine Spezialschraube für Verschraubung in Stahl eingesetzt, die mit einer Bohrspitze

ausgerüstet ist. Beim Einschraubvorgang wird zuerst ein relativ feines Gewinde in den Kunststoff geformt oder geprägt. Beim Auftreffen auf die Stahlverstärkung wird die Vorwärtsbewegung der Schraube stark verringert, bis die Bohrspitze durch den Stahl gedrungen ist. Bis zu diesem Zeitpukt ist das in den Kunststoff geformte Gewinde durch die sich auf der Stelle drehenden oberen Gewindegänge bereits zerstört, so daß das Kunststoffprofil an dieser Stelle eine Bohrung mit Undefiniertem Durchmesser aufweist. Ein auf diese Weise montierter Beschlag ist zwar gegenüber Kräften in Längsrichtung der Schraube sicher befestigt, Schubkräfte können hingegen nur unbefriedigend aufgefangen werden.

Eine Sonderschraube für Kunststoffe muß in diesem Anwendungsfall außerordentlich kurz gehalten werden, da sie nicht in den Stahl eindringen kann.

Die Sicherheit der Verbindung bei Schubbelastung, insbesondere bei Langzeitbelastung soll durch die erfindungsgemäße Schraube verbessert werden. Sie besteht im wesentlichen aus dem Schraubenkopf, einem Bereich mit einem Gewinde z. B. insbesondere für Metallwerkstoffe (desweiteren Metallgewinde genannt) und einem zwischen Schraubenkopf und Metallgewinde angeordneten zusätzlichen Bereich, dessen Durchmesser D _B größer ist als der Flankendurchmesser Dp₁₃₁₁₁.,. (= größter Durchmesser) des Metallgewindes, aber kleiner als der Durchmesser des Schraubenkopfes D_Kopf.

Dieser zusätzliche Bereich befindet sich nach der Montage der Schraube im wesentlichen im Kunststoffmaterial des Fensterprofils, beispielsweise in der rauminnenseitigen Profilwandung, auf die der Beschlag aufgeschraubt wird. Durch die Wahl geeigneter Durchmesserverhältnisse sitzt die Schraube im Kunststoff mit einer gewissen Vorspannung. Zur Erleichterung des Fügevorgangs kann der zusätzliche Bereich mit einer Fase versehen werden.

Um ein Vorbohren in die Metallverstärkung zu vermeiden, kann eine Bohrspitze am Metallgewinde vorgesehen werden.

Die Schraube kann beispielsweise wie folgt aufgebaut sein:

Bereich	Durchmesser [mm]	Länge [mm]
Bohrspitze	2,9	5
Metallgewinde	3.1 (Kern)	12
	3,5 (Flanke)
zusätzlicher Bereich	4,2	5
Kopf	7,0	3

Gesamtlänge der Schraube: 25 mm

In einer weiteren Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Schraube wird der zusätzliche Bereich konisch mit einer Verjüngung zum Metallgewinde hin ausgeführt, um das Eindringen des zusätzliche Bereichs in den Kunststoff nochmals zu erleichtern.

In einer weiteren Ausführungsform wird der zusätzliche Bereich im Übergang zum Metallgewinde mit einer Oberfläche versehen, die das vom Metallgewinde geformte Gewinde im Kunststoff spanend zu einer Bohrung aufweitet, die in etwa dem Durchmesser des zusätzlichs Bereichs entspricht. Auf diese Weise kann der zusätzliche Bereich gegenüber dem Flankendurchmesser des Metallgewindes mit einem besonders großen Übermaß ausgeführt werden, ohne den Kunststoff des Fensterprofils zu überdehnen.

Eine bevorzugt, erfindungsgemäße Schraube ist im zusätzlichen Bereich mit einem weiteren Gewinde versehen, daß &zgr;. B. insbesondere auf die Verschraubung in Kunststoffen ausgelegt ist (desweiteren Kunststoffgewinde genannt). Neben der Verbesserung der Schubübertragung in der Schraubverbindung wird so auch die Sicherheit gegen axiales Ausziehen der Schraube erhöht. Ferner ist diese Schraube für den Fall einsetzbar, daß das Fensterprofil partiell, z. B. im Eckbereich, nicht ausgesteift ist. Diese Schraubenform ist besonders günstig gewählt, wenn Steigung von Metall- und Kunststoffgewinde übereinstimmen.

Die gleiche Vorteile bietet eine weitere erfindungsgemäße Schraubenbauform, bei der Metallgewinde und Kunststoffgewinde den gleichem Kerndurchmesser aufweisen und die Flankentiefe des gesamten Gewindes zum Kopf hin zunimmt, so daß der Außendurchmesser im zusätzlichen Bereich wiederum größer ist als der Flankendurchmesser des Metallgewindes.

Selbstverständlich kann in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform auch der Kerndurchmesser zum Schraubenkopf hin anwachsen, wodurch die Fertigung der Schraube erleichtert wird.

Die Figuren zeigen schematisch den Aufbau der erfindungsgemäßen Schrauben 10. Der Schraubenkopf 1 kann mit einem Einfachschütz oder Kreuzschlitz la zur Aufnahme des Eindrehwerkzeugs ausgerüstet sein. Ein weiteres Element der Schraube ist das Metallgewinde 3 mit der Gewindeflanke 3 a. Zwischen Schraubenkopf 1 und Metallgewinde 3 ist der zusätzliche Bereich 2 angeordnet, der im Übergang zum Metallgewinde 3 mit einer Fase 2a versehen sein kann. Ferner ist bevorzugt eine Bohrspitze 4 vorzusehen.

In Fig. 1 ist der zusätzliche Bereich 2 im wesentlichen zylinderförmig ausgeführt, wobei der Durchmesser des zusätzlichen Bereich zumindest so groß wie der Flankendurchmesser des Metallgewindes gewählt wird. Falls sich der Flankendurchmesser über die Länge des

Metallgewindes ändert, ist hier bevorzugt der größte Flankendurchmesser des Metallgewindes anzusetzen.

In Fig. 2 ist der zusätzliche Bereich 2 konisch ausgeführt, wobei sich sein Durchmesser zum Schraubenkopf 1 hin vergrößtert. Bevorzugt ist der größte Durchmesser des zusätzlichen Bereichs so zu wählen, daß er größer ist als der größte Durchmesser des Metallgewindes.

In Fig. 3 ist der zusätzliche Bereich 2 im Übergang zum Metallgewinde 3 mit einer Aufrauhungs 5 versehen, die die vom Metallgewinde und Bohrspitze erzeugt Öffnung in der Kunststoffwandung insbesondere spanend auf ein Maß aufweitet, das dem Durchmesser des zusätzlichen Bereichs 2 entspricht oder nur geringfügig kleiner ist.

In Fig. 4 ist der zusätzliche Bereich noch mit einem eigenen Gewinde 6 versehen, das die Schraube zusätzlich in axialer Richtung im Kunststoff verankert.

Fig. 5 zeigt eine Einbausituation in einem Kunststoffenster, bei der die erfindungsgemäße Schraube 10 bevorzugt einzusetzen ist. Bei der Verankerung eines Beschlagteils 7 an einem Blendrahmenprofil 8 durchdringt die Spitze der Schraube zuerst die Profilwand 8a und trifft auf das Stahlverstärkungsprofil 9, in dem es sich mit dem für das Verschrauben in Metall geeigneten Gewinde 3 verankert. Zur Verbesserung der Wärmeisolierung kann das Stahlverstärkungsprofil durch Stütznocken oder, wie im abgebildeten Beispiel, durch eine Vorkammer 8b und einen Steg 8c von der Profilwand 8a zurückgesetzt sein. Im Einbauzustand kann sich die Schraube nun mit dem zusätzlichen Bereich 2 an der Profilwand 8 a abstützen.

Claims

Schutzansprüche Anspruch 1

Schraube, insbesondere zum Befestigen von Beschlägen an metallverstärkten Fensterprofilen aus Kunststoff,

a) die über einen Bereich ihren Gesamtlänge mit einem Gewinde mit einem Flankendurchmesser D_Hanke ausgestattet ist, das insbesondere ein Verschrauben in Metall ermöglicht,

b) und an einem Ende mit einem Kopf mit dem Durchmesser D _Kopf versehen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

c) zwischen dem Schraubenkopf und dem Gewinde ein zusätzlicher Bereich vorgesehen ist, dessen Außendurchmesser D_B kleiner ist als der Außendurchmesser des Schraubenkopfes, aber größer als der Flankendurchmesser des Gewindes ist.

Anspruch 2

Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Bereich eine Mindestlänge von 2,5 mm aufweist.

Anspruch 3

Schraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser D B das l,05fache bis l,5fache des Flankendurchmessers D _Flankedes insbesondere für die Verschraubung in Metall geeigneten Profils beträgt.

Anspruch 4

Schraube nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Bereich konisch ausgeführt ist.

Anspruch 5

Schraube nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Bereich im Übergang zum Gewinde als spanendes Werkzeug ausgeführt ist.

Anspruch 6

Schraube nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Bereich seinerseits mit einem Gewinde versehen ist, das insbesondere zur Verschraubung in Kunststoff geeignet ist.

Anspruch 7

Schraube nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Gewinde der Schraube die gleiche Gewindesteigung aufweisen.

Anspruch 8

Schraube nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Flankendurchmesser im Übergang zwischen dem Gewinde mit dem Durchmesser D _nmkei ₃ und dem Gewinde mit dem Durchmesser D P_{1311108 B} fließend zunimmt.

Anspruch 9

Schraube nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndurchmesser über die gesamte Gewindelänge konstant bleibt.

Anspruch 10

Schraube nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndurchmesser zum Schraubenkopf hin zunimmt.