DE3875434T2 - Befestigungsmittel mit schraubgewinde. - Google Patents

Befestigungsmittel mit schraubgewinde.

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Description

  • Unsere frühere Patentschrift GB-A-1.270.5455 beschreibt und beansprucht ein Befestigungsmittel mit Schraubgewinde, das insbesondere ausgerichtet ist, um ein Wellblechdach an einer darunterliegenden Metallpfette zu befestigen. Das Befestigungsmittel schließt eine selbstschneidende Bohrspitze, einen ersten selbstschneidenden Schraubgewindeabschnitt, der an die Bohrspitze angrenzt, einen gewindefreien Abschnitt, einen Kopf und einen zweiten Schraubgewindeabschnitt, der an den Kopf angrenzt, ein. Bei Gebrauch bohrt die Bohrspitze zuerst ein Loch in das Wellblechmaterial und der erste Schraubgewindeabschnitt schneidet ein Gewinde in den Blechabschnitt. Dann, wobei das Blech an den gewindefreien Abschnitt angrenzt, bohrt die Bohrspitze ein Loch durch die darunterliegende Metallpfette. Wenn dies beendet ist, schneidet der erste Schraubgewindeabschnitt ein Gewinde in die darunterliegende Pfette und wenn das Befestigungsmittel in die Pfette geschraubt wird, nimmt das zweite Schraubgewinde das Dachblech mit und drängt es nach oben, um es zwischen dem zweiten Schraubgewindeabschnitt und dem Kopf des Befestigungsmittels und natürlich einem beliebigem wasserfesten versiegelnden Dichtungsring, der zwischen das obere Ende des Dachbleches und den Kopf des Befestigungsmittels gelegt wird, festzuklemmen. Solche Befestigungsmittel sind mit Erfolg eingesetzt worden und sind weit verbreitet.
  • Unsere frühere Patentschrift GB-A-1.277.044 beschreibt eine Verbesserung des Befestigungsmittels, das in der Patentschrift GB- A-1.270.5455 beschrieben wird, in dem das Befestigungsmittel durch ein Verfahren hergestellt wird, das zwei vorwärtsgerichtete Extrusionsstufen einschließt, die drei unterschiedliche Lochwerkzeuge verwenden, so daß der Durchmesser des Befestigungsmittels, das an den Kopf angrenzt, größer als der Durchmesser, der an die Bohrspitze angrenzt, ist. Dies ermöglicht, daß der zweite Schraubgewindeabschnitt einen größeren Durchmesser besitzt, so daß der Spitzendurchmesser des zweiten Schraubgewindeabschnitts viel größer als der des ersten ist. Dies ergibt eine wesentlich sichere Mitnahme des Dachbleches auf dem zweiten Schraubgewindeabschnitt und bildet eine zuverlässigere Dichtung zwischen dem Kopf des Befestigungsmittels und dem Dachblech. Um einen Freiraum für den Abschnitt des Befestigungsmittels mit dem größeren Durchmesser zu liefern, schließt das Verfahren außerdem eine nachfolgende Schmiedestufe ein, in der Flügel auf dem Bolzen des Befestigungsmittels oberhalb des ersten Schraubgewindes geformt werden. Diese Flügel räumen das Schraubgewinde, das von dem ersten Schraubgewindeabschnitt in das Dachblech geschnitten wurde, aus und liefern ein vergrößertes Loch, das den Freiraum für den Abschnitt des Befestigungsmittels mit dem größeren Durchmesser gestattet, und zweitens verhindern sie, wenn und falls sie in Kontakt mit der oberen Seite der Pfette kommen, das überdrehen des Befestigungsmittels.
  • Das Formen der Schraubgewinderohlinge, um den Abschnitt mit dem größeren Durchmesser zu formen, und der nachfolgende Schmiedevorgang, um die abstehenden Flügel herzustellen, führt dazu, daß das Herstellungsverfahren teuer wird, mit dem Ergebnis, daß, obwohl sie technisch überlegen sind, sie in der Herstellung teurer sind, was ihnen den Wettbewerb mit Befestigungsmitteln, die nach der Patentschrift 1.270.55455 hergestellt worden sind, auf dem Markt erschwert.
  • Die US-Patentschrift 44.621.963 beschreibt ein Befestigungsmittel mit Schraubgewinde, um zwei Teile in räumlichem Abstand, wie ein Metallblechdachpaneel auf einem Dachrahmen, zu sichern. Bei Gebrauch wird das erste Schraubgewinde eingerichtet, um durch das obere Blech zu gelangen und den Dachrahmen zu erfassen, wobei der konisch erweiterte Abschnitt durch das Loch gezogen wird, um das letztere zu erweitern und das Metall entlang der Kante des Loches zu überrollen. Das Gewindebohren findet statt, bevor der konisch erweiterte Abschnitt das obere Blech berührt.
  • Dem ersten Aspekt dieser Erfindung zufolge umfaßt ein Befestigungsmittel mit Schraubgewinde zur Verwendung bei der Befestigung von Wellblechmaterial auf Metallpfetten eine Bohrspitze, einen Kopf, einen ersten selbstschneidenden Schraubgewindeabschnitt, der an die Bohrspitze angrenzt, einen zweiten Schraubgewindeabschnitt, der an den Kopf angrenzt, wobei der zweite Schraubgewindeabschnitt einen größeren Spitzendurchmesser als der erste Schraubgewindeabschnitt aufweist, und einen gewindefreien Abschnitt, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Schraubgewindeabschnitt erstreckt, wobei der Durchmesser des Teiles des Befestigungsmittels, das den zweiten Schraubgewindeabschnitt trägt, größer als der ist, der den ersten Schraubgewindeabschnitt trägt, und das Befestigungsmittel schließt außerdem einen Übergangsabschnitt zwischen seinen Abschnitten mit kleinerem und größerem Durchmesser ein, wobei das Übergangsstück kegelstumpfförmig ist und ein Verformungsmittel einschließt, das von der Achse des Befestigungsteils nicht weiter als der Durchmesser des Abschnitts mit dem größeren Durchmesser nach außen ragt, wobei das Verformungsmittel durch einen Fortsatz gebildet wird, der aus der kegelförmigen Oberfläche herausragt, und dadurch gekennzeichnet ist, daß das Verformungsmittel die Form eines Sehnenabschnitts, der aus einem diametricalen Abschnitt durch eine Halbkugel geschnitten wurde, aufweist, und der Übergangs-abschnitt einschließlich des Verformungsmittels im wesentlichen an den ersten Schraubewindeabschnitt angrenzend angeordnet ist, so daß im Gebrauch der erste Schraubgewindeabschnitt das Wellblechmaterial passiert und das Verformungsmittel den Durchmesser des Loches in dem Wellblechmaterial vergrößert, bevor der erste Schraubgewindeabschnitt mit der Metallpfette in Eingriff kommt.
  • Dem zweiten Aspekt der Erfindung zufolge umfaßt ein Verfahren zur Formung eines Befestigungsmittels mit Schraubgewinde nach dem ersten Aspekt der Erfindung zur Verwendung bei der Befestigung eines Wellblechdaches an einer darunterliegenden Metallpfette die Stufen der vorwärtsgerichteten Extrusion eines Teils des Befestigungsmittelrohlings durch eine Düse, wobei der Durchmesser des Befestigungsmittels verringert wird und gleichzeitig das Verformungsmittel auf dem übergangsabschnitt zwischen den Abschnitten mit dem kleineren und dem größeren Durchmesser hergestellt wird, der Rohling zur Herstellung einer Bohrspitze an dem freien Ende des Abschnitts des Rohlings mit dem kleineren Durchmesser und eines Kopfes an dem freien Ende des Abschnitts des Rohlings mit dem größeren Durchmesser geformt wird, und durch Gewindewalzen auf dem Rohling der erste Gewindeabschnitt auf dem an die Bohrspitze angrenzenden Abschnitt des Rohlings mit dem kleineren Durchmesser hergestellt wird und ein zweiter Gewindeabschnitt, der einen größeren Spitzendurchmesser als der erste Gewindeabschnitt besitzt, auf dem an den Kopf angrenzenden Abschnitt des Rohlings mit dem größeren Durchmesser hergestellt wird.
  • Vorzugsweise wird mehr als ein solcher Fortsatz um die Übergangszone geformt und die Fortsätze werden gleichwinklig um die Übergangszone angeordnet.
  • Es kann eine Verringerung der Querschnittsfläche so hoch wie 70% zwischen den Abschnitten mit dem kleineren und dem größeren Durchmesser des Befestigungsmittels erfolgen, wenn zwei Düsen verwendet werden, und dies kann demnach zu einer entsprechenden Erhöhung des Spitzendurchmessers des zweiten Schraubgewindeabschnitts führen. Allerdings wird üblicherweise eine Verringerung der Querschnittsfläche um etwa 30 05 zwischen den Abschnitten des Befestigungsmittels mit dem größeren und dem kleineren Durchmesser geschaffen, und dies kann durch eine einzige Düse in einer einzigen vorwärtsgerichteten Kaltextrusion erreicht werden. Es wird bevorzugt, daß der gewindefreie Abschnitt den größeren Durchmesser hat, und in diesem Fall wird die Übergangszone an dem Schnittpunkt zwischen dem ersten Schraubgewindeabschnitt und dem gewindefreien Abschnitt geformt.
  • Ein besonderes Beispiel eines erfindungsgemäßen Befestigungsmittels wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen
  • Fig. 1 eine seitliche Ansicht des Befestigungsmittels;
  • Fig. 2 eine Endansicht, die den Kopf des Befestigungsmittels zeigt;
  • Fig. 3 eine seitliche Ansicht des Übergangsabschnitts, der in einem größeren Maßstab gezeichnet worden ist; und
  • Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des Übergangsabschnitts ist.
  • Das Befestigungsmittel umfaßt eine Bohrspitze 1, die an einem Ende geformt ist, und einen Kopf 2 an dem anderen Ende, einen ersten selbstschneidenden Schraubgewindeabschnitt 3, der an die Bohrspitze 1 angrenzend geformt ist, und einen zweiten Schraubgewindeabschnitt 4, der an den Kopf 4 angrenzend geformt ist. Ein gewindefreier Abschnitt 5 erstreckt sich zwischen den Schraubgewinden 3 und 4 und ein Übergangsabschnitt 6 liegt zwischen dem Ende des Schraubgewindes 3 und dem gewindefreien Abschnitt 5. Der Kopf 2, der zweite Gewindeabschnitt 4 und der gewindefreie Abschnitt 5 sind alle aus dem Abschnitt des Schraubenrohlings geformt, der einen größeren Durchmesser, in diesem Beispiel 5,1 mm, aufweist, während das Gewinde 3 und die Bohrspitze 1 aus einem Schraubenrohling mit dem Durchmesser von 4,55 mm geformt sind.
  • Der Übergangsabschnitt 6 umfaßt einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 7, der sich zwischen den Abschnitten des Befestigungsmittels mit dem größeren und dem kleineren Durchmesser erstreckt, und zwei Formabschnitte 8. Die Formabschnitte 8 schließen Schultern 9 und abgerundete Flächen 10 ein. Die Formabschnitte 8 schließen gerundete äußere Flächen 10 ein und entsprechen Sehnenabschnitten eines diametricalen Abschnitts durch eine Halbkugel, so daß sie beide in einer Ebene, die beide Segmente und die Achse des Befestigungsmittels enthält, gerundet sind, wie in Fig. 3 gezeigt, und in einem Umfangssinne gerundet ist.
  • Beim Gebrauch soll ein solches Befestigungsmittel zur Befestigung einer Wellblechbedeckung an einer darunterliegenden Metallpfette verwendet werden. Die Bohrspitze 1 bohrt zuerst ein Loch durch das Wellblech und dann schneidet das erste Schraubgewinde 3 ein Gewinde in das Loch. Weitere vorwärtsgerichtete Bewegungen und Drehungen drücken das Verformungsmittel 8 gegen das Loch. Diese Anordnung der Verformungsmittel 8 walzt das Wellblechmaterial nach unten, wenn sich das Übergangsstück 6 durch das Loch bewegt. Dieses vergrößert erstens das Loch, um es dem gewindefreien Abschnitt mit dem größeren Durchmesser 5 zu ermöglichen, das Wellblech zu durchdringen, und liefert zweitens eine offensichtliche Verdickung des Blechmaterials, um eine bessere Verbindung des zweiten Gewindeabschnitts 4 mit dem Blechmaterial zu erreichen. Weitere Dreh- und vorwärtsgerichtete Bewegungen veranlassen die Bohrspitze 1, durch die Pfette zu bohren, und dann schneidet das Schraubgewinde 3 zur gleichen Zeit ein Schraubgewinde, wenn es in die Pfette geschraubt wird, wenn das Gewinde 4 den verdickten Bereich des Wellblechs mitnimmt.
  • Das Befestigungsmittel wird hergestellt, in dem ein Rohling mit dem Durchmesser von 5,1 mm genommen wird und dieser einer vorwärtsgerichteten Extrusionsstufe unterworfen wird, um den Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser zu formen, der das Schraubgewinde 3 und die Bohrspitze 1 trägt. Der Rohling wird von einem Preßwerkzeug durch eine allgemein konische Düse getrieben, die einen Eingangsdurchmesser von 5,1 mm und einen Ausgangsdurchmesser von 4,55 mm aufweist. Die Düse schließt ein Paar diametricaler Aussparungen ein, die abgerundete Grundflächen besitzt, die durch eine Kappe einer Kugel, die im wesentlichen einen Durchmesser von 5,1 mm aufweist, geformt sind. Demzufolge hat die Düse eine Form, die die umgekehrte Form des Übergangsbereichs 6 ist, der in Fig. 4 gezeigt ist. Die vorwärtsgerichtete Extrusion wird fortgesetzt, bis der Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser einen Endhaltepunkt erreicht. Eine weitere vorwärtsgerichtete Bewegung des Preßwerkzeugs erzeugt eine weitere Verdickung des Abschnitts des Rohlings mit dem größeren Durchmesser und formt teilweise den Kopf 2. Ein zweites Preßwerkzeug vollendet dann die Verdickung des Abschnitts mit dem größeren Durchmesser und des Kopfes 2, während der Rohling noch in derselben Düse ist. Die Bohrspitze 1 wird dann an dem freien Ende des Abschnitts des Rohlings mit dem kleineren Durchmesser geformt und die Schraubgewinde 3 und 4 werden auf den Rohling gewalzt. Der Rohling wird nachfolgend einsatzgehärtet, um das Befestigungsmittel fertigzustellen. Vorzugsweise besitzt das zweite Schraubgewinde 4 einen eingeschlossenen Flankenwinkel von 30º, um seinen Spitzendurchmesser weiter zu erhöhen.

Claims (5)

1. Befestigungsmittel mit Schraubgewinde zur Verwendung bei der Befestigung von Wellblechmaterial an Metallpfetten, das eine Bohrspitze (1), einen Kopf (2), einen ersten selbstschneidenden Schraubgewindeabschnitt (3), der an die Bohrspitze (1) angrenzt, aufweist, einen zweiten selbstschneidenden Schraubgewindeabschnitt (4), der an den Kopf (2) angrenzt, wobei der zweite selbstschneidende Schraubgewindeabschnitt (4) einen größeren Spitzendurchmesser als der erste selbstschneidende Schraubgewindeabschnitt (3) hat, und einen gewindefreien Abschnitt (5), der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Gewindeabschnitt erstreckt, wobei der Durchmesser des Befestigungsteils, das den zweiten Schraubgewindeabschnitt trägt, größer als der, der den ersten Schraubgewindeabschnitt (3) trägt, ist, und das Befestigungsmittel außerdem einen Übergangsabschnitt (6) zwischen seinen Abschnitten mit kleinerem und größerem Durchmesser einschließt, wobei der Übergangsabschnitt kegelstumpfförmig ist und ein Verformungsmittel (8) einschließt, das von der Achse des Befestigungsmittels nicht weiter als der Durchmesser des Abschnitts mit dem größeren Durchmesser nach außen ragt, wobei das Verformungsmittel (8) durch einen Fortsatz (9) gebildet wird, der aus der kegelförmigen Oberfläche herausragt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verformungsmittel die Form eines Sehnenabschnitts, der aus einem diametricalen Abschnitt durch eine Halbkugel geschnitten wurde, aufweist und der Übergangsabschnitt (6) einschließlich des Verformungsmittels (8) im wesentlichen an den ersten Schraubgewindeanschnitt (3) angrenzend angeordnet ist, so daß im Gebrauch der erste Schraubgewindeabschnitt (3) das Wellblechmaterial passiert und das Verformungsmittel (8) den Durchmesser des Loches in dem Wellblechmaterial vergrößert, bevor der erste Schraubgewindeabschnitt (3) in die Metallpfette eingreift.
2. Befestigungsmittel mit Schraubgewinde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich gegenüberliegende Fortsätze (9) um den übergangsabschnitt (6) geformt sind.
3. Befestigungsteil mit Schraubgewinde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Fortsätze (9) um den Übergangsabschnitt (6) geformt sind und die vorstehenden Segmente (9) gleichwinklig um den übergangsabschnitt (6) angeordnet sind.
4. Verfahren zur Herstellung eines Befestigungsmittels mit Schraubgewinde nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Verwendung bei der Befestigung eines Wellblechdaches an einer darunterliegenden Metallpfette, gekennzeichnet durch die Stufen einer vorwärtsgerichteten Extrusion eines Teils des Befestigungsmittelrohlings durch eine Düse, wobei der Durchmesser des Rohlings verringert wird und gleichzeitig Verformungsmittel (8) auf dem Übergangsabschnitt (6) zwischen den Abschnitten mit dem kleineren und dem größeren Durchmesser hergestellt werden, der Rohling unter Herstellung einer Bohrspitze (1) an dem freien Ende des Abschnitts des Rohlings mit dem kleineren Durchmesser und eines Kopfes (2) an dein freien Ende des Abschnitts des Rohlings mit dem größeren Durchmesser geformt wird, und durch Gewindewalzen auf dem Rohling ein erster Schraubgewindeabschnitt (3) auf dem an die Bohrspitze (1) angrenzenden Abschnitt des Rohlings mit dem kleineren Durchmesser hergestellt wird, und ein zweiter Schraubgewindeabschnitt (4), der einen größeren Spitzendurchmesser als der erste Schraubgewindeabschnitt (3) besitzt, auf dem an den Kopf (2) grenzenden Abschnitt des Rohlings mit dem größeren Durchmesser hergestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Verringerung der Querschnittsfläche zwischen den Abschnitten mit dem kleineren und dem größeren Durchmesser des Befestigungsmittels um etwa 30%, wobei dies in einer einzigen Düse durch ein einziges vorwärtsgerichtetes Kaltextrusionsverfahren erreicht wird.
Zusammenfassung
Befestigungsmittel mit Schraubgewinde zum Befestigen von Wellblechmaterial an metallischen Dachpfetten mit einer Bohrspitze (1), einem Kopf, einem ersten selbstschneidenden Schraubgewindeabschnitt (3) nahe der Bohrspitze (1), einem zweiten selbstschneidenden Schraubgewindeabschnitt (4) nahe dem Kopf (2), wobei der zweite Schraubgewindeabschnitt (4) einen größeren Spitzendurchmesser aufweist als der erste, und einem gewindefreien Abschnitt (5), der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Schraubgewindeabschnitt erstreckt. Der Durchmesser des Befestigungsmittels mit dem zweiten Schraubgewindeabschnitt (4) ist allgemein größer als der mit dem ersten Schraubgewindeabschnitt, und das Befestigungsmittel weist auch einen Übergangsabschnitt (6) zwischen den Abschnitten mit kleinerem und größerem Durchmesser auf. Der Übergangsabschnitt (6) schließt Verformungsabschnitte (8, Fig. 4) ein, die von der Achse des Befestigungsmittels nicht weiter nach außen ragen als der Durchmesser des Abschnitts mit dem größeren Durchmesser. Die Verformungsabschnitte (8) vergrößern beim Einsatz den Durchmesser des durch die Bohrspitze (1) gebohrten Loches, um den Abschnitt des Befestigungsmittels mit dem größeren Durchmesser passieren zu lassen. Ein solches Befestigungsmittel wird durch einen durchmesserverkleinernden Extrusionsschritt hergestellt, der die Verformungsabschnitte (8) am Übergangsabschnitt (6) formt.
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