DE3529345C2 - - Google Patents
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- F16B35/00—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws
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- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hakenkopfschraube aus
Edelstahl für C-förmige Ankerschienen aus Edelstahl gemäß
dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie auf ein Verfahren
zur Herstellung dieser Hakenkopfschraube aus Edelstahl.
Aus dem DE-GM 16 87 938 ist ein Herstellungsverfahren
von Schrauben mit Hammerkopf durch spanlose plastische
Formgebung bekannt, bei welchem die Hammerköpfe durch
Warmarbeitsgänge gestaltet werden. Es ist ferner bekannt,
mit einem solchen Warmpreßverfahren Hakenkopfschrauben aus
Edelstahl herzustellen, welche mindestens zwei radial
gegenüberliegende Zähne auf der Unterseite des Schrauben
kopfes zum Angreifen an den Untergurten des Ankerschienen
schlitzes aufweisen. Beim Befestigen einer Last mittels einer
derart hergestellten Hakenkopfschraube an einer C-förmigen
Ankerschiene aus Edelstahl können die Zähne aufgrund der
hohen Festigkeit der Ankerschiene aus Edelstahl nicht in
deren Untergurte eindringen und werden stattdessen flach
gequetscht. Die Folge ist, daß die Last nur auf Zug, d. h.
in Richtung senkrecht zur Ankerschiene, und auf Abscherung,
d. h. quer zur Ankerschiene, sicher befestigt werden kann.
Eine sichere Befestigung der Last in Längsrichtung der
Ankerschiene ist nicht möglich, da hierzu nur die Reibwirkung
zwischen den flach gequetschten Zähnen und den Untergurten
der Ankerschiene ausgenutzt werden könnte. Eine solche
Verbindung von Hakenkopfschraube und Ankerschiene mit
rechnerischer Ausnutzung der Reibwirkung ist jedoch bauauf
sichtlich nicht zugelassen.
Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine
Hakenkopfschraube aus Edelstahl zur Verwendung an einer
C-förmigen Ankerschiene aus Edelstahl dahingehend zu ver
bessern, daß auch eine sichere, formschlüssige Befestigung
von Lasten in Längsrichtung der Ankerschiene bei der Werk
stoffpaarung Edelstahl/Edelstahl möglich ist, und ein Ver
fahren zur Herstellung einer solchen Hakenkopfschraube zu
schaffen.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruches 1. Die Festigkeit der Zähne der
aus Edelstahl warmgepreßten Hakenkopfschraube ist derart hoch,
daß die Zähne auch in die Untergurte der aus Edelstahl her
gestellten Ankerschiene eindringen und somit eine form
schlüssige Befestigung von Lasten auch in Längsrichtung
der Ankerschiene sicherstellen können. Eine derartige
Hakenkopfschraube mit Zähnen, die mit höherer Festigkeit
zum Eingriff in die Untergurte der Ankerschiene versehen sind,
erfüllt die bauaufsichtlichen Zulassungsbedingungen bezüglich
der Befestigung der Lasten in Längsrichtung der Ankerschiene,
ohne daß in unzulässiger Weise die Reibwirkung zwischen der
Hakenkopfschraube und den Untergurten der Ankerschiene ausge
nutzt wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Anspruch 2 wird trotz
der durch die Warmpressung der Hakenkopf
schraube verminderten Materialfestigkeit die für das Ein
dringen der Zähne in die Untergurte der aus Edelstahl be
stehenden Ankerschiene notwendige Festigkeit der Zähne
wieder erreicht, indem das bei der Herstellung der Zähne
im Warmpressen vorgesehene Übermaß in dem weiteren Arbeits
schritt durch Reduzierung auf das Endmaß der Zähne durch
Stauchung auf das gewünschte Fertigmaß abgebaut wird.
In besonders bevorzugter Weise wird die Stauchkraft zur
Reduzierung der Zahnhöhe im zur Achsrichtung des Schrauben
schaftes paralleler Richtung aufgebracht. Gleichzeitig mit
der Reduzierung der Zahnhöhe erfolgt eine Reduzierung der
Breite der Zähne an deren Basis, wobei der Neigungswinkel
der Zahnflanken im wesentlichen erhalten bleibt.
In besonders bevorzugter Weise erfolgt eine Reduzierung der
Zahnhöhe um etwa 10 bis 15%.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand einer
mit ihren Zähnen in die Untergurte einer Ankerschiene ein
greifenden Hakenkopfschraube näher erläutert, wobei die
Hakenkopfschraube und die Ankerschiene aus Edelstahl be
stehen. Es zeigt
Fig. 1 einen partiellen Querschnitt durch eine Anker
schiene mit in deren Untergurte eingreifender
Hakenkopfschraube,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Unterseite der Haken
kopfschraube und
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Schraubenkopf mit
auf der Unterseite befindlichem Zahn.
Die Hakenkopfschraube 1 aus Edelstahl umfaßt einen Kopf 2
und einen Schaft 3, der mit einem metrischen Gewinde,
z. B. M 20, versehen ist und dessen Gebrauchslänge an die
Erfordernisse des Einsatzzweckes angepaßt ist. Auf der
Unterseite 4 der Hakenkopfschraube 1 sind dem Schrauben
schaft 3 radial gegenüberliegend zwei Zähne 5 mit Zahn
spitze 6 und Zahnflanken 7 ausgebildet, wobei der Spitzen
winkel mit α bezeichnet ist. In Fig. 3 sind noch die Zahn
höhe a und die Zahnbreite b an der Basis bezeichnet. Die
Zähne 5 erstrecken sich zwischen dem Schaft 3 der Haken
kopfschraube 2 und äußeren hervorstehenden Rändern 8, die
die Unterseite 4 des Schraubenkopfes 2 begrenzen.
Der Schraubenkopf 2 ist in den C-förmigen Schlitz einer Anker
schiene 10 aus Edelstahl eingesetzt, wobei die Zähne 5 unter
Einwirkung einer bestimmten Vorspannkraft in die Untergurte
11 der Ankerschiene 10 einschneiden, wie es mit den Schneide
stellen 12 dargestellt ist.
Die Herstellung der Hakenkopfschraube 1 aus Edelstahl erfolgt
durch Warmpressen unter gleichzeitiger Ausbildung der beiden
Zähne 5 auf der Unterseite 4 des Schraubenkopfes 2. Beim
Warmpressen der Hakenkopfschraube 1 werden die Zähne 5 mit
der Zahnhöhe a′ hergestellt und erst in einem weiteren
Arbeitsschritt durch Reduzierung auf das Endmaß der Zahn
höhe a fertiggestaucht. Das beim Warmpressen erzeugte Über
maß c errechnet sich somit aus der anfänglichen Zahnhöhe a′
abzüglich der Zahnhöhe a nach dem Fertigstauchen. Bei einer
Hakenkopfschraube 1 mit dem Gewinde M 20 am Schaft 3
beträgt die anfängliche Zahnhöhe a′ 2,5 mm und die fertig
gestauchte Zahnhöhe a 2,2 mm. Das Übermaß c beträgt 0,3 mm.
Damit erfolgt eine Reduzierung der Zahnhöhe von 12%, welche
in dem gewünschten Bereich von etwa 10 bis 15% liegt. Die
anfängliche Breite b′ der Basis der Zähne 5 wird beim Re
duzieren der Zahnhöhe a, a′ ebenfalls reduziert auf die
fertige Zahnbreite b. Dabei bleibt der Spitzenwinkel α
der Zähne 5 erhalten.
Ein derart mit Übermaß c beim Warmpressen hergestellter
Zahn 5 wird durch die Reduzierung auf das Endmaß der Zahn
höhe a derart verfestigt, daß die Zahnspitze bzw. Zahn
schneide 6 in das Material der aus Edelstahl hergestellten
Ankerschiene 10 eingreifen kann, wie es durch die Schnittstellen
12 in Fig. 1 dargestellt ist.
Beim Reduzieren der Zahnhöhe von a′ auf a zur Verarbeitung
des Übermaßes c wird die Stauchkraft in zur Achsrichtung des
Schraubenschaftes 3 paralleler Richtung mittels besonderer
Stauchwerkzeuge aufgebracht. Dabei wird die durch das Warm
pressen der Hakenkopfschraube 1 verminderte Festigkeit wieder
mindestens auf die Ausgangsfestigkeit des Grundwerkstoffes
verfestigt. Dieser ist nach DIN 267, Blatt 11, insbesondere
A4-50, A4-70 oder A4-100. Der Ausgangswerkstoff für die
Ankerschiene 10 aus Edelstahl ist der Werkstoff 1.4401
bzw. 1.4571, Materialgüte A4. Der Spitzenwinkel α beträgt
etwa 70°.
Die Zähne 5 weisen nach dem Stauchvorgang eine höhere Festig
keit auf als das Material der Hakenkopfschraube 1 nach dem
Warmpressen. Hierdurch können sich die Zähne 5 in die Unter
gurte 11 der aus Edelstahl bestehenden Ankerschiene 10
eingraben, wenn die Hakenkopfschraube 1 mit einer bestimmten
Vorspannkraft angezogen wird. Diese wird bei einer Hakenkopf
schraube 1 mit dem Gewinde M 20 durch ein Drehmoment von
300 Nm erzeugt.
Bei der Ankerschiene 10 aus Edelstahl ist noch zu berück
sichtigen, daß diese regelmäßig durch Kaltwalzen hergestellt
wird, wobei das Material insbesondere im Bereich der Unter
gurte durch die dort auftretende stärkere Verformung er
heblich verfestigt wird. Diese Verfestigung ist mit ein
Grund dafür, daß eine herkömmliche, durch Warmpressen herge
stellte Hakenkopfschraube aus Edelstahl mit ihren Zähnen
nicht in die Untergurte eingreifen kann. Nur die mit den
erfindungsgemäßen Zähnen 5 versehene Hakenkopfschraube 1
kann hier in die verfestigten Untergurte 11 mit den Zähnen
5 eindringen bzw. einschneiden. Hierdurch wird auch eine
sichere Befestigung von Lasten in Längsrichtung der
Ankerschiene 10 ermöglicht.
Claims (5)
1. Hakenkopfschraube aus Edelstahl für C-förmige Ankerschienen
aus Edelstahl, mit mindestens zwei radial gegenüberliegenden
Zähnen auf der Unterseite des Schraubenkopfes zum Angreifen
an den Untergurten des Ankerschienenschlitzes,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Material der Zähne (5) gegenüber dem Material des
Schraubenkopfes (2) verfestigt ist.
2. Verfahren zur Herstellung einer Hakenkopfschraube nach
Anspruch 1 durch Warmpressen unter gleichzeitiger Ausbildung
der mindestens zwei radial gegenüberliegenden Zähne auf der
Unterseite des Schraubenkopfes, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zahnhöhe (a′) der Zähne (5) beim Warmpressen der Haken
kopfschraube (1) mit Übermaß (c) hergestellt und in einem
weiteren Arbeitsschritt durch Reduzierung auf das Endmaß der
Zahnhöhe (a) fertiggestaucht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stauchkraft zur Reduzierung der Zahnhöhe (a′) in zur
Achsrichtung des Schraubenschaftes (3) paralleler Richtung
aufgebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Reduzierung der Zahnhöhe (a′) von etwa 10 bis 15%
auf die Zahnhöhe (a) des fertigen Zahnes (5) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Reduzierung der
Zahnhöhe (a′) eine Reduzierung der Zahnbreite (b′) durchgeführt
wird.
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- 1985-08-15 DE DE19853529345 patent/DE3529345A1/de active Granted
- 1985-08-15 DE DE19858523526 patent/DE8523526U1/de not_active Expired
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