DE102009023895A1

DE102009023895A1 - Self-drilling screw

Info

Publication number: DE102009023895A1
Application number: DE102009023895A
Authority: DE
Inventors: Marc Comoth
Original assignee: SFS Intec Holding AG
Current assignee: SFS Group International AG
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2010-12-16
Also published as: WO2010139608A1

Abstract

ehend aus einem Antriebsteil, einem Gewindeteil (30), einem Bohrteil (40) und zwei am Bohrteil (40) quer zur Schraubenachse (12) frei auskragenden Flügeln (42). Die der Bohrspitze (44) zugewandte Begrenzung jedes Flügels (42) ist als eine Schneidkante (48) ausgebildet. Die Schraube hat an ihrer Hauptschneide (46) einen Kernbohrkonus (50), der eine Höhe (S) aufweist. Die Schneidkante (48) jedes Flügels (42) reicht mindestens teilweise axial bis mindestens in den Bereich der Höhe (S) des Kernbohrkonus (50). Die Flügel (42) bohren in einer weicheren Schicht ein Loch auf einen Aufbohrdurchmesser (110) auf. Wenn oder bevor die Bohrspitze (44) beginnt, in einer sich anschließenden härteren Schicht ein Kernloch zu bohren, treffen die Flügel (42) auf die härtere Schicht auf und brechen ab. Dadurch wird ein Durchtrittsschock an den Flügeln (42) vermieden, der auftreten würde, wenn die Flügel (42) in so großer axialer Entfernung von der Bohrspitze (44) angeordnet wären, dass sie erst auf die härtere Schicht auftreffen, wenn das Kernloch durch den Bohrteil (40) bereits fertig gebohrt worden ist. Das Abbrechen der Flügel (42) ist somit nicht von dem Bohrdruck abhängig, den die Bedienungsperson auf die selbstbohrende Schraube ausübt.consisting of a drive part, a threaded part (30), a drill part (40) and two on the drilling part (40) transversely to the screw axis (12) cantilevered wings (42). The drill tip (44) facing the boundary of each wing (42) is formed as a cutting edge (48). The screw has at its main cutting edge (46) a Kernbohrkonus (50) having a height (S). The cutting edge (48) of each blade (42) extends at least partially axially at least to the region of the height (S) of the core drilling cone (50). The wings (42) drill a hole in a softer layer to a boring diameter (110). When or before the drill bit (44) begins to drill a core hole in a subsequent harder layer, the wings (42) impact the harder layer and break off. This avoids a shock on the wings (42) which would occur if the wings (42) were located at such great axial distance from the drill bit (44) that they did not impact the harder layer until the core hole penetrated the hole Drill (40) has already been completed. Canceling the wings (42) is thus not dependent on the drilling pressure exerted by the operator on the self-tapping screw.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine selbstbohrende Schraube bestehend aus mindestens einem Antriebs-, einem Gewinde- und einem Bohrteil, die einen oder mehrere quer zur Schraubenachse frei auskragende(n) Flügel oder Lappen am Bohrteil aufweist, dessen bzw. deren der Bohrspitze zugewandte Begrenzung als Schneidkante ausgebildet ist bzw. sind.The The present invention relates to a self-tapping screw from at least one drive, a threaded and a boring part, the one or more transversely projecting to the screw axis (s) wing or flap on the drilling part, whose or the drill bit facing boundary is designed as a cutting edge or are.

Selbstbohrende Schrauben der vorgenannten Art sind für diverse Spezialanwendungen bekannt. Eine selbstbohrende Schraube mit Flügeln ist aus der EP 0 049 218 A2 bekannt. Die Flügel werden im vorderen Bereich der Bohrschraube so angebracht, dass diese vor dem Gewindegang das Bohrloch aufweiten. Dadurch wird sichergestellt, dass beim Bohren in einem ersten, weicheren Material die erzeugten Späne nicht zwischen dem Bohrloch und dem Gewinde eingeklemmt werden und so das Gewinde unnötig erhitzen, was zu einem Versagen des Gewindes in einem zweiten, härteren Material führen könnte. Im zweiten, härten Material muss die Schraube nach dem Bohren das Gewinde des Loches einformen und eine sichere Befestigung herstellen. Dazu ist es nötig, dass die Flügel vor dem Bohren in diesem Material abbrechen und nur noch der Kerndurchmesser des Bohrteils aufgebohrt wird. Dieses Abbrechen der Flügel wird bisher durch einen Durchtrittsschock sichergestellt. Dazu werden die Flügel hinter der Bohrspitze so angebracht, dass zuerst der Kernbohrdurchmesser fertig gebohrt wird und der Bohrteil durch die erzeugte Bohrung ”durchfällt” und die Flügel vor dem Gewindeanfang auf den Rand der Bohrung auftreffen. Die Flügel treffen dabei mindestens mit dem zum Bohren benötigten Bohrdruck auf. Dadurch wird in den Flügeln ein Durchtrittsschock ausgelöst, durch welchen die Flügel abgebrochen werden. Nachteilig an dieser Art der Flügelanordnung ist es, dass der Bohrdruck abhängig von der Person ist, die diese Schraube setzt. Besonders routinierte Personen neigen dazu, vor dem Durchbohren den Bohrdruck zu reduzieren, was auch den Durchtrittsschock reduziert. Ein prozesssicheres Abbrechen der Flügel ist damit nicht mehr garantiert. Es kann vorkommen, dass ein oder mehrere Flügel nicht oder nicht korrekt brechen und ein zu großer Kerndurchmesser gebohrt wird. Das Gewinde kann damit nicht mehr korrekt eingeformt werden. Die Schraube kann nicht oder nur ungenügend angezogen werden.Self-drilling screws of the aforementioned type are known for various special applications. A self drilling screw with wings is from the EP 0 049 218 A2 known. The wings are mounted in the front of the drill screw so that they widen the borehole before the thread. This ensures that, when drilling in a first, softer material, the chips produced are not trapped between the wellbore and the thread, unnecessarily heating the thread, which could result in failure of the thread in a second, harder material. In the second, hardened material, the screw must, after drilling, mold the thread of the hole and make a secure attachment. For this it is necessary that the wings break off before drilling in this material and only the core diameter of the drilling part is drilled. This canceling the wings is previously ensured by a strike shock. For this purpose, the blades are mounted behind the drill bit so that the core drill diameter is drilled first and the drill bit "falls" through the hole created and the wings hit the edge of the hole before the thread starts. The wings meet at least with the drilling pressure required for drilling. As a result, a strike shock is triggered in the wings, through which the wings are broken off. A disadvantage of this type of wing assembly is that the drilling pressure is dependent on the person who sets this screw. Especially experienced people tend to reduce the drilling pressure prior to drilling, which also reduces the penetration shock. A process-reliable breaking off of the wings is thus no longer guaranteed. It may happen that one or more wings do not break or do not break properly and a too large core diameter is drilled. The thread can thus no longer be formed correctly. The screw can not be tightened or insufficiently tightened.

Aus der EP 1 445 498 A1 und der EP 0 849 474 A1 sind weitere Bohrschrauben bekannt, deren Flügel durch einen Durchtrittsschock abgebrochen werden, was ebenfalls zu den oben beschriebenen Unsicherheiten bezüglich eines prozesssicheren Abbrechens der Flügel führen kann.From the EP 1 445 498 A1 and the EP 0 849 474 A1 Further drilling screws are known whose wings are broken off by a puncture shock, which can also lead to the uncertainties described above with respect to a reliable locking of the wings.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine selbstbohrende Schraube mit Flügeln so zu gestalten, dass die Flügel durchtrittsschockfrei prozesssicher abbrechen.task The invention is a self-drilling screw with wings to be designed so that the wings without shock break off reliably.

Dies gelingt ausgehend von einer selbstbohrenden Schraube der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, dass die Schneidkante mindestens teilweise axial bis mindestens in den Bereich der Höhe des Kernbohrkonus reicht. Anstelle des bisher bekannten Durchtrittsschocks wird mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Flügel ein Erstschock provoziert. Der Erstschock wird dadurch ausgelöst, dass vor oder während des Kernlochbohrvorgangs der oder jeder Flügel auf das härtere Material auftrifft und schockartig ein Torsionsmoment auf den Flügel einwirkt. Beginnt der Bohrteil in einem härteren Material zu bohren, wird der oder werden die Flügel vor dem Erreichen des Kernbohrdurchmessers prozesssicher abgebrochen, da die Schneidkantenspitze(n) vor der Bohrspitze oder gleichzeitig mit der Bohrspitze oder nur unmerklich nach der Bohrspitze auf das härtere Material auftreffen. Anschließend erfolgt das Bohren eines Loches mit dem den Kernbohrdurchmesser aufweisenden Teil des Bohrteils, welcher für das Gewinde den optimalen Durchmesser aufweist.This succeeds from a self-drilling screw of the beginning mentioned type according to the invention in that the Cutting edge at least partially axially to at least in the area of Height of the core drilling cone is sufficient. Instead of the previously known Penetration shocks is with the invention Arrangement of the wings provoked a first shock. The first shock is triggered by that before or during the core hole drilling process of the or each wing on the harder material impinges and shock-like a torsional moment acting on the wing. Begins the boring part in one To drill harder material becomes or will be the wings stopped reliably before reaching the core drill diameter because the cutting edge tip (s) in front of the drill bit or at the same time with the drill bit or imperceptibly after the drill bit on the hit harder material. Then done drilling a hole with the core bore diameter Part of the drill part, which is the optimal for the thread Diameter.

Dadurch, dass kein Durchtrittsschock mehr benötigt wird, um die Flügel prozesssicher abzubrechen, wird auch die Spanabfuhr verbessert. Der Bohrteil kann über die ganze Länge der Bohrflut, dem Raum, der den Spänen zur Verfügung steht, für das Bohren beispielsweise eines Metallträgers verwendet werden. Durch den Einsatz der selbstbohrenden Schraube nach der Erfindung können die Material- und Herstellkosten optimiert werden.Thereby, That no more shock shock is needed to the The process of breaking off the blades reliably also reduces chip removal improved. The drilling part can be over the entire length the flood, the space available to the chips stands for drilling, for example, a metal carrier be used. By using the self-tapping screw According to the invention, the material and manufacturing costs be optimized.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden die Gegenstände der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention form the objects of Dependent claims.

Dadurch, dass in einer Ausgestaltung der selbstbohrenden Schraube nach der Erfindung die Schneidkante des oder jedes Flügels in einer Spitze ausläuft, die außerhalb des Außendurchmessers des Gewindeteils liegt, wird erreicht, dass beim Bohren mit den Flügeln ein Freiraum zwischen dem Gewinde und dem Bohrloch geschaffen wird. In diesem Freiraum werden die Bohrspäne aus der Bohrung herausgeführt. Eine Erwärmung des Gewindes durch die Reibung an der Bohrungswand oder durch die Späne wird verhindert. Vor dem Einformen des Gewindes in das härtere Material werden so die Gewindegänge nicht unnötig erwärmt oder bereits einem Verschleiß durch Reibung ausgesetzt.Thereby, that in one embodiment of the self-tapping screw after the Invention the cutting edge of the or each wing in one Tip leaking outside the outside diameter of the threaded part, it is achieved that when drilling with the Wings open a space between the thread and the borehole is created. In this clearance, the drill chips led out of the hole. A warming of the thread due to the friction on the bore wall or through the chips will be prevented. Before molding the thread in the harder Material so the threads are not unnecessary heated or already wear due to friction exposed.

In einer weiteren Ausgestaltung bestimmt die Spitze der Schneidkante mindestens annähernd den Aufbohrdurchmesser. Die Schneidkantenspitze ist somit weit möglichst von der Schraubenachse entfernt. Damit wird ein maximales Bruchmoment des Flügels erreicht, was wiederum die Prozesssicherheit erhöht. Gleichzeitig wird dadurch eine klarer definierte Bruchkante gebildet.In a further embodiment, the tip of the cutting edge at least approximately determines the Aufbohrdurchmesser. The cutting edge tip is thus far away from the screw axis as far as possible. This is a maximum breaking moment of the Wing achieved, which in turn increases the process reliability. At the same time a clearer defined breaking edge is formed.

Dadurch, dass in einer weiteren Ausgestaltung der selbstbohrenden Schraube nach der Erfindung der oder jeder Flügel eine Sollbruchstelle aufweist, die innerhalb eines virtuellen Zylinders liegt, dessen Durchmesser dem Kernbohrdurchmesser des Bohrteils entspricht, wird erreicht, dass der Kernbohrdurchmesser einzig durch die Hauptschneide(n) des Bohrteils bestimmt wird. Durch das Abbrechen der Flügel wird sichergestellt, dass der durch die Hauptschneide(n) bestimmte Kernbohrdurchmesser nicht größer aufgebohrt wird. Ein größe rer Kernbohrdurchmesser würde die Setzsicherheit des Gewindes im härteren Material reduzieren oder bei einem sehr groß aufgebohrten Kernbohrdurchmesser sogar unmöglich machen. Wird die gesamte Sollbruchstelle in den durch den Kernbohrdurchmesser gebildeten Zylinder gelegt, wird verhindert, dass einzelne Bruchstellen außerhalb dieses Zylinders liegen. Dieser Fehlerursache kann damit verhindert werden.Thereby, that in a further embodiment of the self-tapping screw according to the invention, the or each wing a predetermined breaking point which lies within a virtual cylinder whose Diameter corresponds to the core drilling diameter of the boring part, is ensures that the core drill diameter is determined only by the main cutting edge (s) of the Drilling part is determined. By breaking off the wings it is ensured that the one determined by the main cutting edge (s) Core diameter is not drilled larger. A larger core diameter would reduce the setting safety of the thread in the harder material or with a very large drilled core diameter even impossible. Will the entire breaking point placed in the cylinder formed by the core drill diameter, Prevents individual breakages outside of this Cylinders lie. This cause of the error can thus be prevented.

Dadurch, dass in einer weiteren Ausgestaltung der selbstbohrenden Schraube nach der Erfindung die Sollbruchstelle maximal eine Länge aufweist, die dem Kernbohrdurchmesser entspricht, wird das maximale Bruchmoment des oder jedes Flügels maßgeblich mitbestimmt. Je länger die Flügel ausgelegt werden, umso größer wird das Bruchmoment für die Flügel. Die Länge der Flügel bestimmt aber auch die Wärmeentwicklung an der Außenseite der Flügel beim Aufbohren auf den Aufbohrdurchmesser. Kürzere Flügellängen verbessern auch den Spänefluss. Idealerweise entspricht daher die Länge der Flügel maximal dem Kernbohrdurchmesser.Thereby, that in a further embodiment of the self-tapping screw according to the invention, the predetermined breaking point a maximum of one length which corresponds to the core diameter, will be the maximum Breaking moment of the or each wing decisive influenced. The longer the wings are laid, the larger the break moment for the Wing. The length of the wings determines but also the heat development on the outside the wing when drilling on the Aufbohrdurchmesser. shorter Wing lengths also improve the chip flow. Ideally therefore corresponds to the length of the wings maximum the core drill diameter.

In einer weiteren Ausgestaltung der selbstbohrenden Schraube nach der Erfindung ist der Bohrteil ein gezwickter oder gefräster Bohrteil mit Flügeln. Unter Berücksichtigung des Fließverhaltens können der Bohrteil und die Geometrie des oder jedes Flügels durch ein Zwickwerkzeug festgelegt werden. Durch das Einstellen der Zwickbacken kann neben der optimalen Hauptschneide auch die optimale Dicke der Sollbruchstelle eingestellt werden. Es ist aber auch möglich, durch Fräsen die Form des Bohrteils und des oder jedes Flügels festzulegen. Durch die Wahl des Herstellverfahrens können beinahe beliebige Formen von Bohrteil und Flügel(n) mit der notwendigen Sollbruchstelle geschaffen werden.In a further embodiment of the self-tapping screw after the Invention, the drilling part is a gezwickter or milled Boring part with wings. Taking into account the Flow behavior can be the boring part and the geometry the or each wing determined by a Zwickwerkzeug become. By adjusting the gussets can be next to the optimal Main cutting edge also set the optimum thickness of the predetermined breaking point become. But it is also possible by milling determine the shape of the drill part and the or each wing. By choosing the manufacturing process can be almost any Forming of drilling part and wing (s) with the necessary breaking point be created.

In einer weiteren Ausgestaltung der selbstbohrenden Schraube nach der Erfindung ist der Bohrteil eine Bohrplatte mit einer Bohrspitze und Flügeln. Auch eine Ausführungsform mit einer aus einem anderen Material als die übrige Schraube hergestellten Bohrplatte kann die gestellte Aufgabe lösen. Dabei kann ein Stanzwerkzeug die Form der Bohrplatte und der Flügel festlegen. Solche Lösungen können vor allem für Bohrplatten aus rostfreiem Stahl und für spezielle Aufgaben verwendet werden. Es sind auch Kombinationen aus gezwicktem Bohrteil und plattenförmigen Flügeln, die an dem Bohrteil angebracht werden, denkbar. Bei solchen Lösungen ist auf eine prozesssichere Auslegung besonders zu achten.In a further embodiment of the self-tapping screw after the Invention, the drilling part is a drill plate with a drill bit and wings. Also an embodiment with a made of a different material than the rest of the screw Drill plate can solve the task. It can a punching tool the shape of the drill plate and the wing establish. Such solutions can be used especially for Drill plates made of stainless steel and for special tasks be used. There are also combinations of tweaked drilling part and plate-shaped wings attached to the drilling part be conceivable. With such solutions is on a process-safe To pay particular attention to interpretation.

Ferner wird vorgeschlagen, die selbstbohrende Schraube für eine Verbindung von Holz auf Metall auszulegen. Erfindungsgemäße Schrauben eignen sich besonders für eine Befestigung von einem ersten, weichen Material wie Holz od. dgl. auf einem zweiten, härteren Material wie Stahl. Im weichen Material wird mit dem Aufbohrdurchmesser, der durch die Flügel bestimmt wird, aufgebohrt, woraufhin dann bei oder vor dem Bohren in dem härteren Material, aber auf jeden Fall vor dem Erreichen des Kernbohrdurchmessers die Flügel an dem Bohrteil abgebrochen werden, also bevor ein Durchtrittsschock auftreten kann. Das härtere Material wird anschließend auf den Kernbohrdurchmesser fertig aufgebohrt und dann mit Hilfe des Gewindeteils mit einem Gegengewinde versehen. Als letzter Schritt wird dass weiche Material zwischen dem härteren Material und dem Antriebsteil, der üblicherweise einen Kopf aufweist, eingeklemmt, wenn die Schraube angezogen wird.Further It is proposed to use the self-tapping screw for one Compound of wood to metal interpret. invention Screws are particularly suitable for attachment of a first soft material such as wood or the like on a second, harder material like steel. In soft material is with the boring diameter, which is determined by the wings, drilled, and then at or before drilling in the harder material, but in any case before reaching the core drill diameter the Wings are broken off at the drilling part, so before a Pass shock can occur. The harder material is then bored finished on the core drill diameter and then provided with the help of the threaded part with a mating thread. As a last step, that is soft material between the harder Material and the drive part, usually a Head has, clamped when the screw is tightened.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further Advantages and embodiments of the invention will become apparent from the Description and the accompanying drawings.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:embodiments The invention will be described below with reference to the drawings explained in more detail. Show it:

1 in einer Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer selbstbohrenden Schraube nach der Erfindung, 1 in a side view a first embodiment of a self-drilling screw according to the invention,

2 als eine Einzelheit in vergrößerter Darstellung den Bohrteil und einen Teil des Gewindeteils der Schraube nach 1, 2 as a detail in an enlarged view of the drilling part and a part of the threaded part of the screw after 1 .

3 als eine Einzelheit den Bohrteil eines zweiten Ausführungsbeispiels der selbstbohrenden Schraube nach der Erfindung, 3 as a detail, the boring part of a second embodiment of the self-tapping screw according to the invention,

4 als eine Einzelheit den Bohrteil eines dritten Ausführungsbeispiels der selbstbohrenden Schraube nach der Erfindung, 4 as a detail, the boring part of a third embodiment of the self-tapping screw according to the invention,

5 ein viertes Ausführungsbeispiel einer selbstbohrenden Schraube nach der Erfindung mit einem Bohrteil, das eine Bohrplatte mit einer Bohrspitze und Flügeln ist, 5 A fourth embodiment of a self-drilling screw according to the invention with a drilling part, which is a drilling plate with a drill bit and wings,

6 die selbstbohrende Schraube nach 5 in Seitenansicht und 6 the self-drilling screw after 5 in side view and

7–9 einen Bohrverlauf mit einer selbstbohrenden Schraube nach der Erfindung, die dem ersten Ausführungsbeispiel derselben entspricht. 7 - 9 a bore course with a self-drilling screw according to the invention, which corresponds to the first embodiment thereof.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer selbstbohrenden Schraube nach der Erfindung, die insgesamt mit 10 bezeichnet ist. Die selbstbohrende Schraube 10 besteht in dem hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel aus einem Antriebsteil 20, einem Gewindeteil 30 und einem Bohrteil 40. Das Gewinde des Gewindeteils 30 ist ein selbstschneidendes Gewinde. An dem Bohrteil 40 weist die selbstbohrende Schraube 40 zwei quer zur Schraubenachse 12 frei auskragende Flügel oder Lappen (im Folgenden als Flügel bezeichnet) auf, die jeweils mit 42 bezeichnet sind. Der Bohrteil 40 besitzt an seinem freien Ende eine Bohrspitze 44 mit einer stumpfwinkeligen Bohr- oder Hauptschneide 46. Die der Bohrspitze 44 zugewandte Begrenzung jedes Flügels 42 ist als eine Schneidkante 48 ausgebildet. Der die Hauptschneide 46 und die Bohrspitze 44 umfassende Teil des Bohrteils 40 an dem freien Ende desselben bildet einen Kernbohrkonus 50, der eine in 2 mit S bezeichnete Höhe aufweist. Die Schneidkante jedes Flügels 42 läuft in einer Spitze 49 aus, die außerhalb des mit Dg bezeichneten Außendurchmessers des Gewindeteils 30 liegt. Die Schneidkante 48 jedes Flügels 42 setzt oberhalb der Höhe S an dem Bohrteil 40 an und reicht bei dem ersten Ausführungsbeispiel der selbstbohrenden Schraube 10 nach den 1 und 2 axial in den Bereich der Höhe S des Kernbohrkonus 50 hinein. Bei diesem Ausführungsbeispiel reicht die Seite des Flügels 42, mit welcher dieser mit dem Bohrteil 40 verbunden ist, also nicht bis an den Kernbohrkonus 50 heran. 1 shows a first embodiment of a self-tapping screw according to the invention, the total with 10 is designated. The self-drilling screw 10 consists in the embodiment shown here and described from a drive part 20 , a threaded part 30 and a boring part 40 , The thread of the threaded part 30 is a self-tapping thread. At the drilling part 40 has the self-drilling screw 40 two transverse to the screw axis 12 cantilevered wings or lobes (hereinafter referred to as wings) on, each with 42 are designated. The drilling part 40 has a drill bit at its free end 44 with an obtuse-angled drill or main cutting edge 46 , The drill bit 44 facing boundary of each wing 42 is as a cutting edge 48 educated. The main cutting edge 46 and the drill bit 44 comprehensive part of the boring part 40 at the free end thereof forms a core drilling cone 50 who a in 2 Having height designated S. The cutting edge of each wing 42 runs in a bit 49 outside the outside diameter of the threaded part denoted by Dg 30 lies. The cutting edge 48 every wing 42 sets above the height S at the boring part 40 and ranges in the first embodiment of the self-tapping screw 10 after the 1 and 2 axially in the region of the height S of the core drill cone 50 into it. In this embodiment, the side of the wing is sufficient 42 , with which this with the boring part 40 is connected, so not to the core drill cone 50 approach.

Bei dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel der selbstbohrenden Schraube 10 nach den 3 und 4 reicht hingegen jeder Flügel mit der genannten Seite bis an den Kernbohrkonus 50 heran. Das zweite und das dritte Ausführungsbeispiel unterscheiden sich insbesondere dadurch, dass die Schneidkanten 48 der Flügel 42 unterschiedlich gegen die Schraubenachse 12 abgewinkelt sind, so dass die Schneidkanten 48 in 3 in den Bereich der Höhe S des Kernbohrkonus 50 reichen, hingegen die Schneidkanten 48 in 4 axial über die Höhe S und somit über die Bohrspitze 44 hinaus reichen. Die Flügel 42 werden in den Ausführungsbeispielen nach den 3 und 4 demgemäß abbrechen, nachdem bzw. bevor die Bohrspitze 44 mit dem Bohren des Kernloches begonnen hat.In the second and third embodiments of the self-tapping screw 10 after the 3 and 4 On the other hand, each wing with the mentioned side extends as far as the core drilling cone 50 approach. The second and the third embodiment differ in particular in that the cutting edges 48 the wing 42 different from the screw axis 12 are angled so that the cutting edges 48 in 3 in the area of the height S of the core drilling cone 50 rich, however, the cutting edges 48 in 4 axially over the height S and thus over the drill bit 44 reach out. The wings 42 be in the embodiments of the 3 and 4 accordingly cancel after or before the drill bit 44 started drilling the core hole.

Die Spitze 49 der Schneidkante 48 jedes Flügels 42 bestimmt mindestens annähernd den Aufbohrdurchmesser 110 der selbstbohrenden Schraube 10. Mit anderen Worten, der radiale Abstand der Spitze 49 der Schneidkante 48 ist für den Aufbaudurchmesser 110 maßgebend, weil die Flügel 42 so ausgebildet sind, dass deren maximaler radialer Abstand von der Schraubenachse 12 nicht größer ist als der radiale Abstand der Flügel 42 von der Schraubenachse 12. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Außenseiten der Flügel zu der Schraubenachse 12 parallel.The summit 49 the cutting edge 48 every wing 42 determines at least approximately the boring diameter 110 the self-drilling screw 10 , In other words, the radial distance of the tip 49 the cutting edge 48 is for the construction diameter 110 authoritative because the wings 42 are formed so that their maximum radial distance from the screw axis 12 is not greater than the radial distance of the wings 42 from the screw axis 12 , In the illustrated embodiments, the outsides of the wings are to the screw axis 12 parallel.

Auf ihrer Innenseite, mit der die Flügel 42 jeweils an dem Bohrteil 40 befestigt, insbesondere angeformt sind, weisen die Flügel 42 jeweils eine Sollbruchstelle 47 auf, wie es in der Darstellung in 4 links beispielshalber angedeutet ist. Die Sollbruchstellen 47 liegen bei dem Bohrteil 40 innerhalb eines virtuellen Zylinders, dessen Durchmesser dem Kernbohrdurchmesser 100 (2) des Bohrteils 40 entspricht. Das gewährleistet, dass der Kernbohrdurchmesser 100 allein durch die Hauptschneide 46 des Bohrteils 40 bestimmt wird. Die Flügel 42 werden so wegbrechen, dass der Kernbohrdurchmesser 100 nicht vergrößert wird. In 9, auf die weiter unten noch näher eingegangen wird, ist das zu erkennen. Jede Sollbruchstelle 47 weist maximal eine Länge auf, die dem Kernbohrdurchmesser 100 entspricht. Dadurch wird das Bruchmoment, das zum Abbrechen eines Flügels 42 erforderlich ist, auf einen zweckmäßig niedrigen Wert begrenzt.On its inside, with the wings 42 each at the boring part 40 fastened, in particular molded, have the wings 42 one predetermined breaking point each 47 on, as in the presentation in 4 is indicated on the left for example. The predetermined breaking points 47 lie with the boring part 40 inside a virtual cylinder, whose diameter is the core drill diameter 100 ( 2 ) of the boring part 40 equivalent. This ensures that the core drill diameter 100 only through the main cutting edge 46 of the drilling part 40 is determined. The wings 42 will break away so that the core drill diameter 100 not enlarged. In 9 , which will be discussed in more detail below, this can be seen. Every breaking point 47 has a maximum length, the core diameter 100 equivalent. This will cause the break moment to break off a wing 42 is required, limited to a suitably low value.

Bei den drei Ausführungsbeispielen, die mit Bezug auf die 1–4 beschrieben worden sind, ist der Bohrteil 40 jeweils ein gezwickter oder gefräster Bohrteil mit Flügeln 42. Stattdessen kann der Bohrteil 40 aber auch als eine Bohrplatte 60 mit einer Bohrspitze 44 und Flügeln 42 ausgebildet sein, wie es in den 5 und 6 gezeigt ist. Die mit 10 bezeichnete selbstbohrende Schraube nach den 5 und 6 endet an dem zu dem Antriebsteil 20 entgegengesetzten Ende in einem Schaftteil 52, der einen nicht mit Gewinde versehenen zylindrischen Teil 52a und einen ebenfalls nicht mit Gewinde versehenen kegelstumpfförmigen Teil 52b aufweist. Am freien Ende des Schaftteils 52 ist ein Schlitz 54 vorhanden, in den ein plättchenförmig ausgebildetes Bohrteil, nämlich die Bohrplatte 60 eingesetzt ist. Durch entsprechende Querschnittsform des eingesetzten Endes der Bohrplatte 60 und durch Verformungen 56 an dem freien Ende des Schaftteils 52 besteht eine formschlüssige Verbindung zwischen der Bohrplatte 60 und dem Schaftteil 52. Die Bohrplatte 60 besitzt an ihrem freien Ende die Bohrspitze 44 mit der stumpfwinkeligen Bohr- oder Hauptschneide 46. Die selbstbohrende Schraube 10' kann wie die selbstbohrende Schraube 10 aus rostfreiem Stahl oder einem sonstigen Metall bestehen. Die Bohrplatte 60 ist aus einem Bohrstahl oder einem Hartmetall gefertigt, so dass auf einfache Weise auch Stähle höchster Festigkeit durchbohrt werden können. An die Hauptschneide 46 schließen sich nach oben hin außen an den Schmalseiten der Bohrplatte 60 zwei einander gegenüberliegend nach entgegengesetzten Richtungen quer zur Schraubenachse 12 frei auskragende Flügel 42 an, wie bei dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel der selbstbohrenden Schraube 10. Die der Bohrspitze 44 zugewandten Begrenzungen der Flügel 42 sind als Schneidkanten 48 ausgebildet. Der Kernbohrdurchmesser 100 der Bohrplatte 60 wird an deren Stelle größten Durchmessers gemessen. Er schließt die Flügel 42 nicht ein, weil diese bereits abgebrochen sein werden, wenn die Bohrplatte 60 das Kernloch bohrt. Die Flügel 42 liegen in einer Ebene mit der Bohr platte 60. An der Anschlussstelle der Flügel 42 an der Bohrplatte 60 ist eine annähernd parallel zur Schraubenachse 12 verlaufende Sollbruchstelle 47 vorhanden.In the three embodiments, with reference to the 1 - 4 have been described, is the boring part 40 in each case a chewed or milled boring part with wings 42 , Instead, the boring part 40 but also as a drill plate 60 with a drill bit 44 and wings 42 be trained as it is in the 5 and 6 is shown. With 10 designated self-drilling screw after the 5 and 6 ends at the to the drive part 20 opposite end in a shaft part 52 that has a non-threaded cylindrical part 52a and a likewise unthreaded frusto-conical portion 52b having. At the free end of the shaft part 52 is a slot 54 present, in the a platelet-shaped drill part, namely the drill plate 60 is used. By appropriate cross-sectional shape of the inserted end of the drill plate 60 and by deformations 56 at the free end of the shaft part 52 There is a positive connection between the drill plate 60 and the shaft part 52 , The drill plate 60 has at its free end the drill bit 44 with the obtuse-angled drill or main cutting edge 46 , The self-drilling screw 10 ' can like the self-drilling screw 10 made of stainless steel or other metal. The drill plate 60 is made of a drill steel or a hard metal, so that even steels of highest strength can be drilled in a simple manner. To the main cutting edge 46 close up on the outside of the narrow sides of the drill plate 60 two opposite each other in opposite directions transverse to the screw axis 12 freely projecting wings 42 as in the second and third embodiments of the self-tapping screw 10 , The drill bit 44 facing boundaries of the wings 42 are as cutting edges 48 educated. The core drill diameter 100 the drill plate 60 is measured in their place of largest diameter. He closes the wings 42 not one, because these will already be broken off when the drill plate 60 the core hole drills. The wings 42 lie in a plane with the drilling plate 60 , At the junction of the wings 42 on the drill plate 60 is an approximately parallel to the screw axis 12 running breaking point 47 available.

Die 7–9 zeigen einen Bohrverlauf mit einer selbstbohrenden Schraube 10, die dem ersten Ausführungsbeispiel nach den 1 und 2 entspricht. Dabei zeigt 7 die Bohrphase in einer weicheren Schicht 64, bei der es sich beispielshalber um Holz handeln kann. Die Flügel 42 erweitern das von der Hauptschneide 46 erzeugte Kernloch in der weicheren Schicht 64 so, dass das an dem Gewindeteil 30 angebrachte Gewinde frei in einer Bohröffnung 68 steht. Es bleibt zusätzlich zwischen Gewinde und Kernloch ein Freiraum. Dieser Freiraum wird zur Spanabfuhr benutzt. In einer weiteren Bohrphase, die in 8 abgebildet ist, wird in einer zweiten, härteren Schicht 66, die insbesondere aus Metall besteht, eine Bohröffnung 70 hergestellt, die in 8 in einem Anfangsstadium ist. Die Flügel 42 sind an dem Bohrteil 40 so angebracht, dass sogleich nach dem Eindringen der Bohrspitze 44 in die härtere Schicht 66 die Flügel 42 abbrechen. Bei dem Auftreffen der Flügel 42 auf die härtere Schicht 66 werden die Flügel 42 so hoch belastet, dass sie abbrechen. Nun wird, wie in 9 gezeigt, die härtere Schicht 66 vollends durchbohrt, ein Gegengewinde in der härteren Schicht 66 durch das selbstschneidende Gewinde der selbstbohrenden Schraube 10 eingeformt und die Schraube angezogen. Durch das Anziehen der selbstbohrenden Schraube 10 wird die weichere Schicht 64 zwischen der härteren Schicht 66 und dem Antriebsteil 20 der Schraube 10 eingeklemmt.The 7 - 9 show a drill course with a self-drilling screw 10 according to the first embodiment of the 1 and 2 equivalent. It shows 7 the drilling phase in a softer layer 64 , which may be wood, for example. The wings 42 extend that from the main cutting edge 46 produced core hole in the softer layer 64 so that at the threaded part 30 attached threads free in a hole 68 stands. In addition, there is a free space between the thread and the core hole. This space is used for chip removal. In another drilling phase, the in 8th Pictured is in a second, harder layer 66 , which consists in particular of metal, a drill hole 70 made in 8th is in an early stage. The wings 42 are at the drilling part 40 mounted so that immediately after the penetration of the drill bit 44 in the harder layer 66 the wings 42 abort. At the impact of the wings 42 on the harder layer 66 become the wings 42 loaded so high that they break off. Now, as in 9 shown the harder layer 66 completely pierced, a mating thread in the harder layer 66 by the self-tapping thread of the self-tapping screw 10 molded and tightened the screw. By tightening the self-drilling screw 10 becomes the softer layer 64 between the harder layer 66 and the drive part 20 the screw 10 trapped.

10, 10'10 10 ': Selbstbohrende Schraubeself-drilling screw
1212: Schraubenachsescrew axis
2020: Antriebsteildriving part
3030: Gewindeteilthreaded part
4040: Bohrteildrill
4242: Flügelwing
4444: Bohrspitzedrill
4646: Bohr- oder Hauptschneidedrilling or main cutting edge
4747: SollbruchstelleBreaking point
4848: Schneidkantecutting edge
4949: SchneidkantenspitzeCutting edge tip
5050: KernbohrkonusKernbohrkonus
5252: Schaftteilshank part
5454: Schlitzslot
5656: Verformungendeformations
6060: Bohrplattedrilling plate
6464: weichere Schichtsofter layer
6666: härtere Schichttougher layer
6868: BohröffnungDrill opening
7070: BohröffnungDrill opening
100100: Kernbohrdurchmessercore drilling
110110: Aufbohrdurchmesserdrill out
SS: Höheheight
Dgdg: Außendurchmesser des Gewindeteilsouter diameter of the threaded part

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0049218 A2 [0002]
EP 1445498 A1 [0003]
EP 0849474 A1 [0003]

Claims

Self-drilling screw consisting of at least one drive, a threaded and a drilling member having one or more transverse to the screw axis cantilevered (n) wings or lobes on the drilling part, whose or the drill bit facing boundary is designed as a cutting edge or are , and also has at its main cutting edge a core drill cone having a height, characterized in that the cutting edge ( 48 ) at least partially axially to at least in the region of the height (S) of the core drill cone ( 50 ) enough.

Self-tapping screw according to claim 1, characterized in that the cutting edge ( 48 ) of the or each wing ( 42 ) in a tip ( 49 ) outside the outer diameter (Dg) of the threaded part ( 30 ) lies.

Self-tapping screw according to claim 2, characterized in that the tip ( 49 ) of the cutting edge ( 48 ) of the or each wing ( 42 ) at least approximately the boring diameter ( 110 ) certainly.

Self-drilling screw according to one of claims 1 to 3, characterized in that the or each wing ( 42 ) a predetermined breaking point ( 47 ) which lies within a virtual cylinder whose diameter corresponds to the core drill diameter ( 100 ) of the drilling part ( 40 ) corresponds.

Self-tapping screw according to claim 4, characterized in that the predetermined breaking point ( 47 ) has a maximum length corresponding to the core drill diameter ( 100 ) corresponds.

Self-drilling screw according to one of claims 1 to 5, characterized in that the drilling part ( 40 ) a chewed or milled boring part with wings ( 42 ).

Self-drilling screw according to one of claims 1 to 5, characterized in that the drilling part ( 40 ) a drilling plate ( 60 ) with a drill bit ( 44 ) and wings ( 42 ).

Self-drilling screw according to one of claims 1 to 7, characterized in that the self-tapping screw ( 10 . 10 ' ) is designed for a connection of wood to metal.