DE20115111U1

DE20115111U1 - Gewindeformende Schraube

Info

Publication number: DE20115111U1
Application number: DE20115111U
Authority: DE
Original assignee: DUVE UMFORMTECHNIK GmbH
Current assignee: Asc & Cawi Kalt- und Umformtechnik De GmbH
Priority date: 2001-09-13
Filing date: 2001-09-13
Publication date: 2001-11-29
Anticipated expiration: 2011-09-14

Description

Gewindeformende Schraube

Die Erfindung betrifft eine gewindeformende Schraube mit einem Schraubenschaft, an dem ein sich zumindest teilweise über die Längserstrekkung des Schraubenschaftes erstreckendes Gewinde angeordnet ist, sowie mit zumindest einer in den Gewindekern des Schaftes eingebrachten Nut.

Gewindeformende Schrauben werden beispielsweise als Betonbefestiger eingesetzt. Derartige Schrauben umfassen einen Schraubenschaft mit

&iacgr;&ogr; einem Gewinde, welches sich vom Fuße der Schraube zumindest über einen Teil der Längserstreckung des Schraubenschaftes erstreckt. Das Gewinde kann sich bis zu einem den Schraubenschaft begrenzenden Schraubenkopf erstrecken. Gleichfalls kann vorgesehen sein, daß sich an das Gewinde ein gewindefreier Schaftabschnitt anschließt. Der Schraubenkopf umfaßt Mittel zum Antreiben der Schraube, damit diese mittels eines Werkzeugs in einen Befestigungsgrund eingeschraubt werden kann.

Eine solche gewindeformende Schraube ist bekannt beispielsweise aus EP 0 697 071 B1. Verankert in einen Befestigungsgrund, beispielsweise Beton wird eine Schraube dadurch, daß zunächst eine Bohrung mit einem dem Gewindekern entsprechenden Durchmesser in dem Befestigungsgrund eingebracht wird. Beim Eindrehen der Schraube graben sich die scharfen Gewindegänge in die Bohrlochwandung ein, so daß die Schrau-

be in dieser Art und Weise eine Verankerung in dem Befestigungsgrund, ohne daß zusätzliche Dübel notwendig wären, findet. Die ersten Gänge der Schraube können gezahnt ausgebildet sein, um das Formen eines Gewindes in der Bohrlochwandung des Befestigungsgrundes zu erleichtern. Bei der in der EP 0 697 071 B1 beschriebenen Schraube weist der Schraubenschaft beidseitig des Gewindefußes Vertiefungen zur Aufnahme von ausgebrochenem Beton oder Gesteinsmehl auf. Die Vertiefungen sind nach Art einer Nut ausgebildet und erstrecken durch ihre Anordnung am Gewindefuß parallel zu dem Gewinde.

Wesentliche Anforderungen an einen solchen Betonbefestiger sind eine möglichst leichte Einschraubbarkeit in den Befestigungsgrund sowie die Gewähr, daß eine solche in einen Befestigungsgrund eingesetzte Schraube möglichst hohen Auszugskräften Stand hält. Auch wenn mit einem solchen Betonbefestiger - wie oben beschrieben - ein Einschrauben gegenüber solchen Betonbefestigern, die keine nutartigen Vertiefungen zur Aufnahme des ausgebrochenen Materials aufweisen, bereits etwas verbessert ist, so genügt dies noch nicht den gewünschten Anforderungen. Überdies besteht das Bedürfnis nach Betonbefestigern, die höheren Auszugskräften Stand halten.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte, gattungsgemäße gewindeformende Schraube dergestalt weiterzubilden, daß die zum vorbekannten Stand der Technik aufgezeigten Nachteile vermieden sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zumindest eine in den Gewindekern eingebrachte Nut mit einer zur Steigung des Gewindes gegensinnigen Steigung spiralförmig, den zumindest einen Gewindegang des Gewindes durchbrechend verlaufend angeordnet ist.

Bei der erfindungsgemäßen gewindeformenden Schraube ist eine Nut zum Austragen des von der Bohrlochwandung ausgebrochenen Materials vorgesehen, die spiralförmig angeordnet die Gewindegänge des Gewindes durchbricht und mit einer gegensinnigen Steigung zu dem Gewinde in den Gewindekern eingebracht ist. Im Gegensatz zu dem vorbekannten Stand der Technik erfolgt beim Einschrauben dieser Schraube ein tatsächlicher Austrag und somit Materialtransport des ausgebrochenen oder

zermahlenen Materials aus dem Bohrloch über diese zumindest eine Nut. Beim vorbekannten Stand der Technik dienen hingegen die Vertiefungen lediglich zur Aufnahme des ausgebrochenen oder zermahlenen Materiales. Ein Transport dieses Materiales war weder vorgesehen noch ist dies beim vorbekannten Stand der Technik möglich. Durch den Abtransport des aus der Bohrlochwanderung herausgebrochenen oder zermahlenen Materiales ist eine Erhöhung des zum Einschrauben einer Schraube in ein solches Bohrloch notwendigen Drehmomentes nicht durch das ansonsten hemmende Material erhöht. Daher kann eine solche Schraube über ihre &iacgr;&ogr; Länge mit einem geringerem Drehmoment und somit sehr viel leichter als eine vorbekannte Schraube in einem Befestigungsgrund verankert werden.

Die Gewindegänge der beanspruchten Schraube grenzen zweckmäßigerweise ohne eine am Gewindefuß befindliche Vertiefung an den Gewindekern. Dies hat zum Vorteil, daß die effektive Gewindehöhe ungeschwächt ist, wodurch diese Schraube besonders hohen Auszugskräften Stand zu halten vermag.

In einem Ausführungsbeispiel sind drei derartige Materialaustragungsnuten vorgesehen.

Um einen Materialtransport in diesen Nuten möglichst effektiv zu gestalten, sollte die Tiefe und Weite einer solchen dem Materialaustrag dienenden Nut nicht so gering bemessen sein, daß das ausgebrochene oder das zermahlene Material der Bohrlochwandung darin verstopft und auch so tief bemessen sein, daß ein wirksames Transportieren des darin angesammelten Materiales durch die Nutenwandungen erfolgt. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, die Tiefe der Nut zwischen 0,3 und 0,7 mm, insbesondere zwischen 0,4 und 0,6 mm auszugestalten. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Tiefe dieser dem Materialaustrag dienenden Nuten 0,5 mm unabhängig von dem Durchmesser des Gewindekerns bei einer Weite von etwa 1,0 mm.

Um eine Gewindeformung in der Bohrlochwandung zu begünstigen, ist es zweckmäßig, die ersten Gewindegänge, beispielsweise die ersten drei Gewindegänge gezahnt auszubilden. Eine solche Zahnung kann durch Unterbrechen der Gewindegänge realisiert sein. In diesem Zusammen-

hang wirkt sich auf die Anordnung der einem Materialaustrag dienenden Nuten günstig auf eine Gewindeausbildung aus, da durch die gegensinnige Steigung dieser zumindest einen Nut die Gewindegänge ebenfalls in Abständen unterbrochen sind, wodurch jeweils Kanten entsprechend der oben beschriebenen Zahnung gebildet sind.

In einer Weiterbildung einer solchen gewindeformenden Schraube trägt der Schraubenschaft im Bereich seines vorderen Endes eine zusätzliche Schneide aus einem gegenüber der Schraube deutlich härteren Material.

&iacgr;&ogr; Die Schneide ist zweckmäßigerweise in eine wendelförmig im Bereich des Fußes der Schraube eingebrachte Nut eingesetzt und weist daher einen wendeiförmigen Habitus auf. Diese Schneidwendel erstreckt sich bevorzugt über weniger als 360°. Mit einer solchen Schneidwendel können Gewindegänge sehr wirksam in die Bohrlochwandung eingegraben werden. Festgesetzt werden kann die Schneidwendel in der Nut durch Stauchen des Fußes der Schraube in Längsrichtung des Schraubenschaftes.

Zweckmäßigerweise wird der Schraubenschaft mit dem Gewinde sowie mit den vorgesehenen Nuten im Wege eines Gewindewalzvorganges strukturiert.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: Eine gewindeformende Schraube in einer Seitenansicht,

Fig. 2: Der Fußbereich einer weiteren gewindeformenden Schraube, ausgebildet zum Einsetzen einer Schneidwendel und

Fig. 3: Der Fuß der gewindeformenden Schraube der Figur 2 mit

der in die Nut eingesetzten Schneidwendel.

Eine gewindeformende Schraube 1 umfaßt einen Schraubenschaft 2, der an seinem hinteren Ende einen Schraubenkopf 3 trägt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schraubenkopf 3 nach Art eines Sechskantkopfes ausgebildet. Der Schaubenschaft 2 trägt ein aus zwei Gewindegängen 4, 4' aufgebautes selbstformendes Gewinde 5. Der Schraubenschaft 2 verjüngt sich im Fuße 6 der Schraube, um ein Einset-

• ·

zen der Schraube 1 in ein zuvor in einem Befestigungsgrund erstelltes Bohrloch zu erleichtern.

Bei der Schraube 1 handelt es sich um einen Betonbefestiger, geeignet, um unmittelbar in einem in Beton eingebrachtes Bohrloch verankert werden zu können. Zu diesem Zweck schneiden sich die Gewindegänge 4, 4' des Gewindes in die Wandung des zuvor erstellten Bohrloches ein. Zum Abtransport bzw. zum Austragen des bei diesem Schneidvorgang anfallenden Materials - Materialbröckchen und/oder Materialmehl - sind in den

&iacgr;&ogr; Gewindekern 7 des Schraubenschaftes 2 in einer zu dem Gewinde 5 gegensinnigen Steigung verlaufende Nuten 8, 8' eingebracht. Die Nuten 8, 8' sind spiralförmig in den Gewindekern 7 eingebracht und durchbrechen aufgrund ihrer gegensinnigen Steigung zu dem Gewinde 5 die Gewindegänge 4, 4'. Beispielhaft ist in Figur 1 ein solcher Durchbruch in dem Gewindegang 4' mit dem Bezugszeichen D_n gekennzeichnet. Im Bereich des Fußes 6 des Schraubenschaftes 2 der Schraube 1 sind die Gewindegänge 4, 4' gezahnt ausgebildet, welche Zahnung durch Erstellen von weiteren Durchbrüchen D_z durch die Gewindegänge 4, 4' realisiert ist. Diese Durchbrüche D_z trennen lediglich die Gewindegänge 4, 4' und greifen in den Gewindekern nicht ein. Die durch die Durchbrüche D_z geschaffene Verzahnung der Gewindegänge 4, 4' dient zum erleichterten Formen eines Gewindes in der Bohrlochwandung des Befestigungsgrundes, da durch die Durchbrüche D_z in Einschraubrichtung Kanten, insbesondere scharfe Kanten in den Gewindegängen 4, 4' gebildet sind. Die Durchbrechungen D_n, hervorgerufen durch das Durchbrechen der Nuten 8, 8' der Gewindegänge 4, 4' bewirken in Einschraubrichtung bei den Gewindegängen 4, 4' dasselbe wie die Durchbrüche D_z, so daß insgesamt ein erleichtertes Einschrauben in ein zuvor erbrachtes Bohrloch gegeben ist. Die in Einschraubrichtung vorderen Kanten auch der Durchbrüche D_n verbessern die Ausbildung des in der Bohrlochwandung zu formenden Gewindes.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Nuten 8, 8' zum Austrag des beim Einschrauben der Schraube 1 in ein Befestigungsgrund anfallenden Materiales gezeigt. Gleichfalls sind Ausgestaltungen möglich, bei denen drei oder mehr derartige Nuten vorgesehen sind. Diese Nuten sind zweckmäßigerweise symmetrisch angeordnet, um umfänglich einen einheitlichen Materialaustrag zu gewährleisten.

&diams; «·

-6-

Beim Eindrehen der Schraube 1 in ein zuvor erstelltes Bohrloch in einem Befestigungsgrund, beispielsweise Beton gräbt sich das Gewinde 5 in die seitliche Bohrlochwandung mit einem Vorschub entsprechend der Steigung des Gewindes 5 ein. Die gegensinnige Anordnung der zum Materialaustrag vorgesehenen Nuten 8, 8' gestattet ein Herausfördern des beim Eingraben der Gewindegänge 4, 4' in die Bohrlochwandung anfallenden Materiales, welches im Gegensatz zum vorbekannten Stand der Technik nicht mit in das Bohrloch hineinverschleppt wird, sondern entgegen der Einschraubrichtung in den Nuten 8, 8' transportiert wird.

Die lichte Weite der Nuten 8, 8' ist ggf. angepaßt an den Einsatzzweck der Schraube, damit die Nuten 8, 8' in der Summe ihrer Querschnittsflächen ein ausreichendes Aufnahmevolumen zum Abtransport des anfallenden Materiales aufweisen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser des Gewindekerns 9,6 mm. Die Tiefe der Nuten 8, 8' beträgt 0,5 mm bei einer lichten Weite von etwa 1,0 mm..

Figur 2 zeigt den Fuß einer weiteren gewindeformenden Schraube 9. Die Schraube 9 ist prinzipiell aufgebaut wie die Schraube 1 der Figur 1. Im Unterschied zur Schraube 1 ist im Bereich des Fußes der Schraube 9 eine der Steigung des Gewindes entsprechende Nut 11 eingebracht, die sich etwa über 270° erstreckt. Die Nut 11 dient zur Aufnahme einer Schneidwendel 12, wie dies in Figur 3 dargestellt ist. Die Schneidwendel 12 ist aus einem harten Material hergestellt, welches wesentlich härter ist, als das Material, aus dem die Schraube 9 hergestellt ist. Somit kann mit der Schneidwendel 12 auch eine aus einem weicheren Material hergestellte Schraube 9 wirksam in einem Befestigungsgrund, beispielsweise Beton direkt verankert werden.

Die Schneidwendel 12 ist in der Nut 11 der Schraube 9 dadurch festgesetzt, daß der Fuß 10 der Schraube 9 in Längsrichtung der Schraube 9 gestaucht ist. Somit läßt sich die Schneidwendel 12 an der Schraube 9 ohne einen zusätzlichen Schweißvorgang befestigen.

• ·

• · t ·

Bezugszeichenliste

1	Schraube
2	Schraubenschaft
3	Schraubenkopf
4,4'	Gewindegang
5	Gewinde
6	Fuß
7	Gewindekern
8,8'	Nut
9	Schraube
10	Fuß
11	Nut
12	Schneidwendel
D_n	Durchbruch
D₂	Durchbruch

Claims

1. Gewindeformende Schraube mit einem Schraubenschaft (2), an dem ein sich zumindest teilweise über die Längserstreckung des Schraubenschaftes (2) erstreckendes Gewinde (5) angeordnet ist, sowie mit zumindest einer in den Gewindekern (7) des Schaftes (2) eingebrachten Nut (8, 8'), dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine in den Gewindekern (7) eingebrachte Nut (8, 8') mit einer zur Steigung des Gewindes (5) gegensinnigen Steigung spiralförmig, den zumindest einen Gewindegang (4, 4') des Gewindes (5) durchbrechend verlaufend angeordnet ist.

2. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, insbesondere drei Nuten vorgesehen sind.

3. Schraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der zumindest einen in den Schraubenschaft (2) eingebrachten Nut (8, 8') 0,3-0,7 mm, insbesondere 0,4-0,6 mm und insbesondere 0,5 mm beträgt.

4. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (5) in seinen ersten Gängen gezahnt ausgebildet ist.

5. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenschaft (2) im Bereich seines vorderen Endes eine Schneide (12) trägt, wobei die Schneide (12) einen wendelförmigen Habitus aufweist und in eine in dem Kern (7) des Schraubenschaftes (2) wendelförmig eingebrachte Nut (11) eingesetzt ist.

6. Schraube nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nut (11) zum Einsetzen der Schneidwendel (12) über weniger als 360° erstreckt.

7. Schraube nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Nut (11) und entsprechend der darin eingesetzten Schneidwendel (12) gleichsinnig und in derselben Steigung in den Kern (7) des Schraubenschaftes (2) eingreifend angeordnet ist, wie die Steigung des Gewindes (5) vorgesehen ist.

8. Schraube nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Nut (11) eingesetzte Schneidwendel (12) durch Stauchen des Fußes (10) der Schraube (9) in Längsrichtung des Schraubenschaftes in der Nut (11) festgesetzt ist.

9. Schraube nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (5) und die Nuten (8, 8', 11) im Wege eines Walzvorganges in den Schraubenschaft (2) eingebracht ist.

10. Schraube nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schraubenschaft mehrere Nuten eingebracht sind, in denen jeweils eine Schneidwendel angeordnet ist.