DE3005166A1

DE3005166A1 - Selbstbohrende schraube

Info

Publication number: DE3005166A1
Application number: DE19803005166
Authority: DE
Inventors: Frank 5758 Fröndenberg Knoche
Original assignee: Individual
Current assignee: J GEORG BIERBACH SCHRAUBENFABRIK 5990 ALTENA DE
Priority date: 1980-02-12
Filing date: 1980-02-12
Publication date: 1981-08-20

Description

Selbstbohrende Schraube
Die Erfindung betrifft eine selbstbohrende Schraube insbesondere zum Befestigen von Fassadenplatten laut Oberbegriff des Hauptanspruches.
Selbstbohrende Schrauben dieser Art, die beim Eindrehen in ei Blech oder dgl. keine Vorbohrung benötigen sondern sich diese selbst erzeugen und die sich anschliessend in diesBohrung selbst das Gewinde schneiden, sind bekannt. Sie sind in der bisherigen Ausführungsform jedoch für verschiedene Anwendungszwecke nur schlecht oder gar nicht geeignet, vor allem dann nicht, wenn im montierten Zustand ein relativ grosses radiales Spiel zwischen der ausgeformten Bohrung und dem unterhalb des Kopfes vorgesehenen gewindefreien Abschnitt bestehen soll. Aus diesem Grunde sind solche sebstbohrenden Schrauben bisher auch nicht oder nur bedingt geeignet zum Befestigen von Fassadenplatten, beispielsweise aus Asbestzement, auf einer Unterkonstruktion aus Profilteilen, beispielsweise aus Holz, Blech, Aluminium oder anderem geeignete Material. Für die Montage solcher FassaserlplatWen wird nämlich gefordert, dass die Bohrung in der Platte mindestens 0,7 mm grösser ist als der Durchmesser des Befestigungselements, damit die Platte eine gewisse Längenausgleichsmöglichkeit besitzt. Die im Durchmesser grössere Bohrung setzt nazüglich auch einen im Durchmesser entsprechend grösseren Schraubenkopf voraus. Diese Eigenschaften besitzen bisher übliche selbstbohrende Schrauben nicht, vor allem wenn sie nach dem am wirtschaftlichsten arbeitenden sogenannten Doppeldruckpressen hergestellt werden. Würde eine solche Schraube zum Befestigen derartiger Passadenplatten benutzt werden so könnte in der Platte nur eine Bohrung ausgebohrt werden, die nicht dasf geforderte Spiel zwischen Schraubenschaft und Bohrungswand in der Platte ergibt.
Bs ist daher Aufgabe der Erfindung, eine selbstbohrende Schraube zu schaffen, die diesen Nachteil vermeidet und ein relativ grosses-Spiel zwischen herstellbarer Bohrung in der Fassadenplatte und dem unterhalb des Kopfes verbleibenden gewindefreien Schaftabschnitt ermöglicht Diese Aufgabe wird ausgehend von einer selbstbohrenden Schraube laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende tv;erkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
oberen Gemäss der Erfindung kann durch den zusätzlichen am Auslaufende des Gewindes vorgesehenen Gewindeabsohnitt in einem zu befestigenaus sprodem. leicht ausbrechendem Material. den Bauteil beispielsweise einer Fassadenplatte aus Asbestzement, beim Einsonrauben eine Bohrung ausgebohrt werden, deren Durchmesser erheblich grösser ist als der Aussendurohmesser des gewindefreien Schaftabschnittes der Schraube unmittelbar unter dem Kopf. Damit ist es möglich, solche selbstbohrenden Schrauben auch zu. Befestigen von Fassadenplatten an Profilkonstruktionen aus Holz, Blech oder dgl. zu befestigen und trotzdem das geforderte Spiel zwischen der Bohrung in der Platte und dem Schrauberschaft zu gewährleisten. Der Schraubenkopf selbst kann in der gewünschten Weise relativ gross ausgebildet werden, es ist nur nötig, bei der Herstellung einen Drahtdurchmesser zu wählen, der das gewürschte Kopfvolumen nach dem wirtschaftlichen Doppeldruckpressverfahren gewährleistet. Die erfindungsgemässe Schraube wirkt wie eine Art Stufenbohrer. Soll beispielsweise eine Platte aus Asbestzement auf einer Unterkonstruktion aus Aluminiumblechprofilen befestigt werden, wird die Schraube einfach auf die Platte aufgesetzt, durcl inre selbstbohrende Spitze wird die Platte und anschliessend das darunterliegende Profilmaterial angebohrt, durch den anschliessender vorzugsweise mehrgängigen Gewindeabschnitt schneidet sich die Schraube sowohl in der Platte als auch in der Unterkonstruktion ihr ';ewi-ae selbst. *Erst durch den letzten Gewindeabschnitt dringen die Gewindegänge radial tiefer in das Plattenmaterial ein und durch die fräserförmige gezahnte Ausbildung der Gewindegänge in diesem Abschnitt wird mehr Material aus der Platte ausgefräst, so dass nach dem endgültigen Einschrauben der obere gewinde freie Schaftabschnitt mit relativ grossem Spiel in dieser ausgebohrten Bohrung der Platte zu liegen kommt, deren Innendurchmesser dem Aussendurchmesser des größeren Gewindeabschnitts entspricht.
Für die Ausbildung des Gewindes, des Schraubenkopfes sowie der selbstbohrenden Schraubenspitze gibt es je nach Anwendungszweck: der Schraube die verschiedenartigsten Möglichkeiten. Die Bohrerschneide ist Jedoch vorzugsweise nach dem DE-GM 79 09 755 ausgebildet. Die Gewindegänge können in bekannter weise unterschiedlich hoch ausgebildet sein, vorzugsweise wird jedoch auch hier ein zweigängiges Gewinde nach DE-GK 80 02 355 verwendet.
Die Erfindung wird irr: folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Das relativ spröde Asbestzement-Material der Platte bricht hierbei relativ schnell zwischen den Gewindegängen aus.
Die Figur geigt eine erfindungsgemässe selbstbohrende Schraube mit einem Scharubenkopf 1 von relativ grossem Aussendurch-@@@, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Versenkkopf mit @@@schlitz ausgebildet ist. Auf dem Schaft ist ein zweigängiges Gewinde aufgewalzt und zwar so, dass unmittelbar unterhalb des Kopfes 1 ein gewindefreier Abschnitt 2 verbleibt, der eine axiale Länge vor, etwa der Dicke eines zu befestigenden Bauteils, be beispielsweise einer Fassadenplatte 10, besitzt. Der Aussendurchmesser D der an diese7 Abschnitt 2 anschliessenden Gewindegänge 3, beispielsweise die beiden letzten Gewindegänge des zweigängigen Gewindes (Gewindeabschnitt 4), ist etwas grösser gewählt als der Aussendurchrnesser d des anschliessenden und bis zur Spitze 5 reichenden Gewindeabschnittes 6. Der Durchmesserunterschied zwischen den Gewindeabschritten 4 und 6 richtet sich nach der;. jeweiligen Anwendungsfall, d.h. dem gewünschten Spiel zwischen dem Schaftabschnitt 2 und der beim Einschrauben ausgebohrten in Bohrung der Fassadenpaltte. Der Übergang zwischen den Gewindeabschnitten 4 und 6 kann sprunghaft oder kontinuierlich relativ v langsam erfolgen, auch dies hängt von dem Anwendungsfall ab.
Die Bohrerspitze 5 kann von beliebiger bekannter Art sein, vorzugsweise ist sie jedoch exzentrisch gemäss DE-GM 79 09 755 gewählt. Ausserdem ist diese Bohrschneide auf einem Abschnitt 7 der Schraube ausgebildet, der in seinem Durchmesser d' wiederum kleiner gewählt ist als der anschliessende Kerrdurchmesser des Gewindeabschnittes 6. Dazwischen ist eine Stufenkante 7 ausgebildet.
Die Gewindegänge 5 enden also in dieser umlaufenden Stufenkante 7 und bilden so;rit mehr oder weniger ausgeprägte Schneidkanten, die beim Gewindewalzen im Sinne des Ausführungsbeispieles zu Fräskanten 8 sich verformen. Diese durch die beiden Gewindegangenden gebildeten Schneid- oder Fräskanten 8 wirken wie zwei Fingerfräser, durch welche beim Eindrehen das anschliessende Gewindeschneiden erloeichtert wird.
Die äusseren Schneiden 9 der Gewindegänge 3 im Bereich des Gewindeabschnittes 4 sind fräser- oder Sägeförmig gezahnt, sie besitzen also eine unrunde Umfangsform :ie dies das Schnittbild A-B zeigt.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Schneidkanten 9 etwa wellenförmig ge£ahnt und sie w-irken daher wie ein Fräser oder eine Kreissäge und räumen beim Einarehen mehr oder weniger Material aus der Platte aus und durch diese fräserartige Wirkung des Gewindeabschnitts 4 wird daher die Bohrung,ll, die später den Sehaftabschnitt 2 umgibt, im gewünschten Masse im Durchmesser grösser. Wegen des relativ spröden Plattenmaterials brechen hier die Gewindegänge sofort aus, in diesem Material wirkt das Gewinde 4, 6 wie eine Reibahle,es entsteht eine nahezu zylindrische Bohrung in der Platte mit einem dem Durchmesser D entsprechendem Innendurchmesser.
Besonders wirtschaftlich kann eine Schraube dieser Art auf folgende Weise hergestellt werden.
Zunächst wird in bekannter Weise aus einem ev- spr-echend dicken Draht ein Rohling durch Pressen hergestellt, der den gewünschten grossen Schraubenkopf besitzt. Anschliessend wird dann durch Aufd stauchen/ oder durch einen gesonderten Walzvorgang auf dem zunächst noch zylindrischen Schaft des Rohligs im Bereich des späteren Gewindeabsohnittes 4 ein im Durchmesser grösserer Sehaftabschnitt ausgeformt. Dieser im Durchmesser grössere Schaftabschnitt wird vorzugsweise durch einen Walzvorgang so gebildet, dass er ein unregelmässiges Umfangsprofil besitzt, beispielsweise mehrere in Längsrichtung verlaufende und über den Umfang verteilte Rippen besitzt, also ähnlich wie ein Zahnrad ausgebildet ist. Diese Rippen können auch schräg oder spiralförmig am Umfang ausgebildet sein.
Wird auf den so ausgebildeten Rohling anschliessend durch ein bekanntes Walzverfahren das mehrgängige Gewinde aufgewalzt, so ist in den; Bereich 4 genügend Material vorhanden, um die im Durchmesser grösseren Gewindegänge auszubilden. Das am Rohling vorgesehene Umfangsprofil bewirkt, dass beim Überwalzen sich automatisch die gewünschte unrunde Aussenform der Gewindeschneiden im Bereich 4 ergibt, diese also die gewünschte Form eines Fräsers oder einer Kreissäge erhalten. Selbstverständlich muss das zum Walzen verwendete Werkzeug entsprechende Profilform besitzen, d.h. im Bereich 4 der Schraube muss das Walzwerkzeug entsprechend der höheren Ge-Gewindegänge tiefer gewählt sein als in dem Abschnitt 6. Ferner muss das Walzwerkzeug natürlich in diesem Bereich 4 auch so geformt sein, dass die gewünschte fräserförmige Umfangsschneide entsteht.
Die zusätzlich gewünschte Stufenkante 7 im Übergangsbereich zur Spitze wird vorzugsweise noch am Rohling ausgeformt, beispielsweise wiederum durch Pressen oder Walzen. Gleichzeitig wird in diesem Arbeitsgang dann auch die Bohrerspitze und Bohrerschneide angeschnitten. Anschliessend wird dann erst das Gewinde aufgewalzt.

Claims

Patentansprüche Srlh5 behrende Schraube, insbesondere zum Befestigen zur Fassadenplatten, mit einem unterhalb des Schraubenkopfes ausgebildeten, im Durchmesser gegenüber dem Gewindeabschnitt geringeren Sewindefreien Schaftabschnitt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass im ereich (4) des dem Kopf (1) zugewandten Auslaufendes der Aussendurchmesser (D) des Gewindeabschnittes vergrössert ist.
2. Scrraube nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e 1 c h n e t, dass der Gewindeabschnitt (4,6) mehrgängig ausgebildet ist.
3. Schraube nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, dass der Umfang der im Durchmesser (D) vergrösserten Gewindegänge (3) des Auslaufbereiches (4) von der Kreisform abweichend, insbesondere fräserförmig gezahnt ist.
4. Schraube nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r e h g e k e n n z e i c h n e t, dass der den Gewindeabschnitt (6) aufnehmende Schaftabschnitt mit einer Stufenkante (7) in den im Durchmesser (d') kleiner gewählte und die Bohrerschneide (5) bildenden Spitzenabschnitt übergeht.
5. Schraube nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i ch n e t, dass die unteren Auslaufenden der an der Stufenkante (7) endenden Gewind-gänge (3) als Fräserkanten (3) ausgebildet sind.
6. Verhergehenden zum Herstellen einer selbstbohrenden Schraube nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass aus einem Draht mit eie für eine bestimmte Schraubenkopfgrösse ausreichenden Durchmesser ein Schraubenrohling gepresst wird, dann in einem Bereich im Abstand unterhalb des Schraubenkopfes ein Schaftabschnitt mit grösserem Durchmesser ausgeformt wird und schliesslich das Gewinde aufgewalzt und die Bohrerschneide ausgeformt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, dass der im Durchmesser grössere Schaftabschnitt mit einem Umfangsprofil, insbesondere mit einem Profil von Längs- oder Spiralrillen ausgeformt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, dass vor dem Aufwalzen des Gewindes am Schaftende des Rohlings eine Stufenkante und an dem dadurch gebildeten im Durchmesser kleineren Endabschnitt die Bohrerschneide ausgeformt wird.