DE480449C

DE480449C - Befestigungsschraube

Info

Publication number: DE480449C
Application number: DER71623D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-07-23
Filing date: 1927-06-28
Publication date: 1929-08-03
Also published as: FR637825A; GB274833A; US1809758A

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine in Metall oder in Stoff von gleichartiger Beschaffenheit angreifende Befestigungsvorrichtung, bestehend aus einem mit einer Gewinderippe versehenen Körper, der sich seine Führungsbahn im erfaßten Werkstück selbst herstellt. Die Rippe dringt leicht in das Werkstück bis zu verhältnismäßig großer Tiefe ein und verkleinert dabei den Widerstand und die Beanspruchung, die sich bei Anwendung der bekannten Rippenformen ergeben würden; sie stellt im Werkstück eine glatte, fertig ausgearbeitete Gewindebahn her, die die Rippe besonders fest erfaßt.

Das Verwendungsgebiet wird dadurch vergrößert, daß auch verhältnismäßig dünnes Blech erfaßt werden kann, indem das Blech in der Längsrichtung des Ankers in einen flanschartigen Zustand gebracht wird. Es ist leicht, den Befestigungskörper in verhältnismäßig gerader Lage mit Bezug auf das Werkstück, d. h. ohne Schrägstellung oder windschiefe Verbiegung, einzubringen.
Auf der Zeichnung zeigt

Abb. ι die Seitenansicht eines Befestigungskörpers nebst dem erfaßten Werkstück im Schnitt.

Abb. 2 ist die Stirnansicht auf den Befestigungskörper von dessen Fußende her.

Abb. 3 ist eine Seitenansicht des Fußendes des Befestigungskörpers in einer Ebene rechtwinklig zu der der Abb. 1.

Abb. 4, 5, 6 und 7 erläutern das Vorrücken des Befestigungskörpers im Werkstück.

Abb. 8 erläutert eine zweite Ausführungsform in Seitenansicht.

Abb. 9 ist die Seitenansicht einer Schwellenschraube.

Der Befestigungskörper ist mit seinem Schaft i, einem Kopf 2 und einem Einschnitt 3 versehen. Vom Schaft steht eine Gewinderippe 4 von verhältnismäßig hoher Steigung vor, d.h. sie unterscheidet sich von Holzschraubengewinde nur dadurch, daß sie bis zum Kopf 2 reicht, ferner hinsichtlich des Eintrittsenöes des Gewindes. Der Hauptteil der Rippe 4 steht um ein beträchtliches Stück über den Schaft 1 vor, so daß er in das erfaßte Werkstück bis zu einer sehr wesentlichen Tiefe eindringt und somit eine besonders wirksame Verbindung liefert. Im Querschnitt ist die Rippe 4 im wesentlichen dreieckig, und zwar ist der freiliegende Dreieckscheitel vom Schaft weggerichtet, so daß auf die gesamte Länge des Hauptteiles der Rippe eine schneidende Eintrittskante dargeboten wird.

Unterhalb des Hauptstückes nimmt die Rippe 4 bis zum Fußende des Schaftes allmählich an Stärke ab und geht in den Schaft über. Außerdem ist die Rippe mit einer Furche 5 versehen, die sich längs der Mittellinie des Gewindes erstreckt. Ähnlich wie die Rippe selbst ändert die Furche van ihrem

Anfang bis zu ihrem Ende (Abb. i) allmählich ihren Querschnitt. Am Eintrittsende ist ■die Sohle der Furche zweckmäßig radial einwärts von den Erzeugenden des Schaftes angeordnet, und sie steigt allmählich, bis sie mit den Seitenflächen der Rippe abschneidet, um den Anfang der Schneidkante des Hauptstückes der Rippe 4 zu bilden. Die von der Furche S abgegrenzten Seitenflächen der ίο Rippe endigen in je eine Schneidkante 4'. Die Schneidkanten erstrecken sich längs der Furche 5 über deren ganze Länge und begrenzen die Furche. Die obere Kante 4', d. h. die dem Kopfende näher befindliche, ist länger als die untere Kante 4', d. h. die näher beim Eintrittsende befindliche. Wegen der Gewindeneigung und weil die beiden Schneidkanten im nämlichen Querschnitt in den Wur- *■ zeldurchmesser übergeführt sind, reicht die obere Kante 4' über das Eintrittsende der unteren hinaus. Dadurch bleibt auf dem Eintrittsende ein Stück des Schaftes glatt, d. h. gewindefrei; der so hergestellte Zapfen 6 dient als Führung bei Beginn der Arbeit. Zur Benutzung in einem metallischen Werkstück, insbesondere in einem Werkstück aus verhältnismäßig dünnem Stoff, wird das Gewinde 4 auf seiner gesamten Länge gehärtet, und zwar zweckmäßig bis zu einer Tiefe, die ausreicht, um das Gewinde zu befähigen, in Metall, wie weiches Eisen oder weichen Stahl, ohne wesentliche Beschädigung· des Gewindes einzutreten oder einzuschneiden. Diese Härtung kann durch Einsatz- oder nach dem bekannten Cyanidverfahren bewirkt werden. Erwünscht ist lediglich die Härtung des Gewindes; daher ist eine Härtung beim Schaft ι oder beim Kopf 2 nur etwas Beiläufiges, also keine Vorbedingung für die erfolgreiche Benutzung des Befestigungskörpers. Genügende Härtung des Kopfes 2 und des Schaftes ist wünschenswert, um angemessene Festigkeit zu gewährleisten; indessen hat für die meisten Zwecke der Befestigungs-' 45 körper auch ohne solche Härtung genügende Festigkeit. Der Schaft darf nicht übermäßig gehärtet werden, da ein gewisser Grad von Zähigkeit erforderlich ist, um der Verdrehungsbeanspruchung zu widerstehen und der Kristallisation vorzubeugen.

Der Befestigungskörper ist zur Benutzung für viele Zwecke und in verschiedenen Stoffen, z. B. Hartgummi, Bakelit, Fiber, Holz, insbesondere Hartholz, geeignet, besonders gut aber zur A^erankerung in Metall. Das metallische Werkstück kann einem massiven Körper angehören oder aus dünnem Blech bestehen. Nach den Abb. r und 4 bis 7 erfaßt ein Befestigungskörper ein Blech 7 von wesentlicher Dicke; diese Dicke ist jedoch nur zur Erläuterung der Wirkungsweise des genuteten oder aufgespalteten Gewindes gewählt. Der Befestigungskörper selbst ist zur Verankerung in Blechen jeder Dicke geeignet. Befestigungskörper gemäß der Erfindung werden gegenwärtig in ausgedehntem Maße und mit Erfolg zur Verbindung von Normalblech Nummer 18 (amerikanische Bezeichnung; das entsprechende deutsche Maß ist noch immer nicht festzustellen) mit Normalblech Nummer 14 gemäß der in Abb. 1 angegebenen Verbindungsweise verwendet, wobei das Normalblech Nummer 18 das einzige ist, in welches die Gewindegänge eindringen. In dieser Abb. 1 ist ein Blech 9 über ein Blech

10 (oder eine Filz-, Pappeschicht o. dgl.) gebracht, das seinerseits auf einem Blech 7 liegt.

Die Bleche 9 und 10 sind mit einer öffnung

11 von genügender Weite versehen, um das Hauptstück der Rippe 4 frei durchzulassen. Das Werkstück 7 wird zweckmäßig mit einem Loch oder einer Bohrung von solcher Weite versehen, daß es den Zapfen 6 leicht aufnimmt und knapp umschließt. Der Zapfen bildet beim Eindringen der Schraube eine Führung und erhält die Schraube bei ihrem Vorrücken im richtigen; Winkel zum Werkstück.

Ist der Zapfen 6 in die im Werkstück befindliche öffnung hinreichend weit eingetreten, damit die Enden der Kanten 4' mit dem Werkstück in Berührung gelangen, so wird die Schraube z. B. mittels eines den Einschnitt 3 erfassenden Schraubenziehers oder sonstigen Werkzeuges gedreht; die Kanten 4' dringen in das Metall ein und bilden darin voneinander abstehende Nuten, welche die Anfänge eines Muttergewindes sind. Wegen der Anordnung und der Gestalt der längeren oberen Schneide 4' wird das Metall in der Nähe der Eindringungsstelle veranlaßt, nach oben, d. h. gegen den Schraubenkopf hin, auszuweichen (Abb. 4), Durch fortgesetztes Drehen werden die eingedrungenen Enden der Kante 4' durch das Metall des Werkstükkes hindurch- und (falls das Werkstück aus verhältnismäßig dünnem Blech besteht) darüber hinausgetrieben. Beim Hindurchtreten durch die letzten Stellen des Werkstückes wird das Metall nach dem Zapfen 6 hin, der über das Werkstück hinausgelangt ist, zum n₀ Ausweichen gebracht, mit der Wirkung, daß das Werkstück um den Befestigungskörper herum verdickt ist. Bei fortgesetztem Drehen wird das Metall des festen Werkstückes in aufeinanderfolgende Lagen verdrängt (Abb. 5, ng und 7). Beim Fortschreiten der Rippe tritt die Sohle der Furche 5 zwischen den Kanten 4' immer weiter nach außen und verdrängt das in der Furche liegende Werkstückmetall in der Richtung von der Achse weg nach außen. Zu dieser Verdrängung kommt eine Kneifwirkung hinzu, daher rührend, daß

die" Furche bei der Verringerung ihrer Tiefe zugleich enger wird. Dadurch wird das Werkstückmetall verdichtet, wie durch Punktierung bei 12 in den Abb. i, 5, 6 und 7 angedeutet. Auf diese Weise wird das Metall nach dem Ende der Furche 5 hin zum Fließen gebracht, worauf die Schneidkante des Hauptstückes der Rippe 4 in das verdichtete, ausgewichene Metall eindringt, so daß das Metall um den Gewindegang herum im Werkstück sich in dichter fester Berührung mit dem Gewindegang befindet und unbeabsichtigter Ortsveränderung kräftigen Widerstand entgegensetzt. Das mit der Furche 5 verse-

ig hene Gewindestück findet wegen seiner allmählichen Dickenzunahme verhältnismäßig leicht, also mit verhältnismäßig kleinem Energieaufwand, seinen Weg in die Endlage, bei der es bereit ist, das Hauptstück der Gewinderippe4 aufzunehmen.

Der Befestigungskörper ist sowohl für metallische Werkstücke von unbegrenzter Dicke als auch für dünnes Blech geeignet. Die Schraube kann mit einer Eintrittsspitze 13 (Abb. 8) versehen und die aufgespaltene Rippe bis zu dieser Spitze oder bis in ihre Nähe heruntergezogen sein. Wird die Ausführungsform nach Abb. 8 bei dünnem Blech verwendet, so braucht nicht im voraus eine Öffnung hergestellt zu werden. Vielmehr ist es durchführbar, die Spitze zum Anfangen der Befestigung hindurchzutreiben. In einem solchen Fall wird der Befestigungskörper gedreht, sobald er hinreichend tief eingedrungen ist, um vom Material des Werkstückes umfaßt zu werden: Gewöhnlich bildet sich auf der Blechrückseite, der Eindringungsseite gegenüber, ein Grat, von dem einige Stücke eine Lage parallel zur Achse des Befestigungskörpers annehmen. Solche Stücke werden vom Gewinde miterfaßt, und es wird darin ein Muttergewinde gebildet, wodurch die Greiflänge des Befestigungskörpers vergrößert ist.

Bei Benutzung als Holzschraube (Abb. 9) wird der Kopf 2' als Vierkant ausgebildet, um ein Drehwerkzeug aufzunehmen. Wird die Schraube nach Abb. 9 in Holz, Hartgummi o. dgl. benutzt, so wird das Werkstück ausgebohrt oder sonstwie mit einem Loch, versehen, das den Schraubenschaft knapp aufnimmt. Durch das vom Drehen herrührende Vorrücken der Schraube wird im erfaßten Stoff ein Gewinde erzeugt, mit dem geringsten Bestreben, den Stoff aufzusprengen oder zu zersplittern. Auf diese Weise wird eine verläßlichere ttnd wirksamere Verankerung erreicht als durch Benutzung der gebräuchlichen Holzschrauben, und es ist kein Einhämmern erforderlich.

Claims

Patentansprüche:

1. Befestigungsschraube, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinderippe (4) mit einer allmählich im Querschnitt kleiner werdenden Furche (5) versehen ist.

2. Schraube nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Furche sowohl in der Breite als auch in der Tiefe nach dem Fußende der Gewinderippe zunimmt und schließlich bis in den Schaft reicht.

3. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (4) in ihrem Querschnitt nach dem Fußende hin allmählich abnimmt.

4. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Furche (5) in der Mitte der im Querschnitt dreikantigen Rippe (4) angeordnet ist und das auslaufende Ende der Furche in die Schneidkante der Rippe übergeht.'

5. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten der Furche (5) an den verbleibenden Stücken der Rippe (4) Schneidkanten (4') gebildet sind, von denen am Fußende die eine über die andere hinwegreicht (Abb. 1 und 3).

6. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Endes der mit der Furche (5) versehenen Rippe (4) ein zylindrischer Zapfen (6) stehengelassen ist (Abb. 1), an den sich ein zugespitztes Stück (13, Abb. 8) anschließen kann.

7. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (4), insbesondere auf dem Stück, das mit der Furche (5) versehen ist, gehärtet ist.

8. Befestigungsvorrichtungmit Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall eines von der Schraube durchsetzten Blechkörpers nach oben und unten über den Rand des Durchlaßloches herausgedrängt und dadurch die Greiflänge der Schraube über die Blechstärke hinaus vergrößert ist.

9. Das Verfahren, Befestigungsmittel in metallischen Werkstücken zu verankern, dadurch gekennzeichnet, daß dm metallischen Werkstück verhältnismäßig winzige, schraubengangartige, nahe beieinander befindliche Nuten erzeugt werden und das Metall allmählich verdrückt wird, so daß die Nuten in eine einzige größere Schraubennut sich vereinigen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen