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DE9100658U1 - Schraube zum Befestigen nachgiebiger Materialien an einer vor Gewindebeschädigung gefährdeten Tragschicht - Google Patents

Schraube zum Befestigen nachgiebiger Materialien an einer vor Gewindebeschädigung gefährdeten Tragschicht

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DE9100658U1
DE9100658U1 DE9100658U DE9100658U DE9100658U1 DE 9100658 U1 DE9100658 U1 DE 9100658U1 DE 9100658 U DE9100658 U DE 9100658U DE 9100658 U DE9100658 U DE 9100658U DE 9100658 U1 DE9100658 U1 DE 9100658U1
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thread
screw
contact surface
disc
screw according
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE9100658U
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English (en)
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ITW Ateco GmbH
Original Assignee
ITW Ateco GmbH
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Publication date
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Priority claimed from DE9006351U external-priority patent/DE9006351U1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D3/00—Roof covering by making use of flat or curved slabs or stiff sheets
    • E04D3/36—Connecting; Fastening
    • E04D3/3605—Connecting; Fastening of roof covering supported directly by the roof structure
    • E04D3/3606—Connecting; Fastening of roof covering supported directly by the roof structure the fastening means being screws or nails
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    • F16B5/0216—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread the position of the plates to be connected being adjustable
    • F16B5/0233—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread the position of the plates to be connected being adjustable allowing for adjustment perpendicular to the plane of the plates
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    • F16B5/02—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread
    • F16B5/0275—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread the screw-threaded element having at least two axially separated threaded portions
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    • F16B25/106—Screws performing an additional function to thread-forming, e.g. drill screws or self-piercing screws by means of a self-piercing screw-point, i.e. without removing material
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    • F16B39/282—Locking by means of special shape of work-engaging surfaces, e.g. notched or toothed nuts
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Description

Schraube zum Befestigen nachgiebiger Materialien an einer vor Gewindebeschädigung gefährdeten
Tragschicht
Gegenstand der Neuerung ist eine Schraube zum Befestigen mehr oder weniger nachgiebiger Materialien, vorzugsweise von Dämm- und/oder Isolierstoffen, an einer vor Gewindebeschädigung gefährdeten Tragschicht, vorzugsweise aus Beton oder Gasbeton, mit einem Schraubenschaft, der ein Traggewinde zum Schrauben in die Tragschicht und einen Angreifabschnitt für ein Drehwerkzeug mit einer unteren Anlagefläche zur Anlage am nachgiebigen Material hat.
Schraubenbefestigungen, insbesondere von Däinmstoffschich-
Patentanwälte · European Patent Attorneys · Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt Rechtsanwalt: zugelassen bei den Hamburger Gerichten
Deutsche Sank AC- HpKbürg: Ni'£J5/2Si97=^LZ?iÖQ 7G.Q 0°!' Poslgiro Hamburg 28 42-206 Dresdner ßanfc AP I;ja&ib3r j," NSr. 932C6ÖJ5S (BLZ 200 800 OPI
ten mit aufgelegter Dachhaut auf Dächern aus Beton, oder Gasbeton, sind gegen Gewindebeschädigung durch Überdrehen der Schraube in dem spröden und wenig haltfähigsn Material der Tragschicht gefährdet. Ähnliche Probleme treten z.B. bei der Befestigung von Holzteilen an Blechen auf. Sobald :■ eich nämlich der Angreifabschnitt mit seiner Anlagefläche
.V... · _ auf dem nachgiebigen Material aufstützt, wird durch den
>, ' Schraubenschaft eine Kraft in das Traggewinde eingeleitet,
i'l die zur Gewindezerstörung führen kann. Diese Kraft steigt
i. , /'- mit der Einschraubtiefe an. Vorstehende Effekte werden *, v nicht nur durch besonders spröde Tragschichten Lnsbeson- Y · ' dere aus Gasbeton oder Mauerwerk, sondern auch durch re-
lativ unnachgiebige Materialien wie Polystyrol g-efordert, t
f bei denen die Ausreißkraft mit zunehmender Einschraubtiefe
"f besonders steil ansteigt. Deshalb werden herkömmlLcherwei-
Be vorwiegend Dübelbefestigungen für Dämmstoffe an Gasbe-Jj-, ' ton-Tragschichten verwendet.
Y1 ' Aus der &Xgr;&Rgr;-&Agr;-0 394 604 ist schon eine gewindeformende
Schraube der eingangs genannten Art bekannt geworden, bei
der ein erster und ein zweiter Gewindegang vorgesehen
-. Bind, die sich nahezu über die gesamte Schaftlänge er-
- strecken, wobei der Spitzendurchmesser des ersten. Gewinde-
¥ ' ganges vom Kopfende zum Eintrittsende hin gleichmäßig abnimmt, der Gewindegang mit dem größeren Spitzenduxchmesser
in Umfangsrichtung beabstandete Einschrtitte aufweist und der Spitzendurchmesser des zweiten Gewindeganges im wesentlichen im Durchmesser der vorgebohrten Bohrung entspricht, in die die Schraube einsetsbar ist. Zugleich offenbart die Druckschrift ein Verfahren zum Formen eines Gewindes mittels der Schraube, wobei diese mit Hilfe eines motorischen Einschraubwerkzeugs impulsweise in Drehung versetzt wird. Diese Schraube besitzt zwar alle Eigenschaften, die erforderlich sind, um einen Gegenstand an einem Bauteil sicher zu befestigen, d.h. sie kann mit mäßig hohen Drehmomenten gewindeformend in ein Bohrloch bis zu einer beliebigen Schraubtiefe vorgetrieben werden, ohne unzulässig belastet zu werden und sie nimmt gleichwohl einen sicheren, ein hohes Auszugsmoment gewährleistenden Sitz im Bohrloch ein. Bei gefährdeten Tragschichten kann es nach Anlage des Eingreifabschnittes dennoch zu einer Gewindebeschädigung kommen, bevor der Schraubvorgang abgebrochen wird.
Davon ausgehend liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Schraube der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Gefahr der Beschädigung des Tragschicht-Gewindes herabsetzt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist neuerungsgemäß bei der ein-
Il ■ · · * .
gangs genannten Schraube vorgesehen, daß die Anlagefläche | mit radialen Rippen versehen ist, daß an der Anlagefläche eine innen vom Schraubenschaft geführte Schraube mit einer Gegenanlageflache anliegt, und daß die Gegenanlageflache korrespondierende radiale Nuten zur Aufnahme der Rippen aufweist.
Mit der Scheibe wird zum einen die effektive Anlagefläche der Schraube am nachgiebigem Material erheblich vergrößert, so daß eine besser gesicherte Befestigung und eine einheitlichere Kraftüberleitung erreicht werden. Zugleich wird durch die radialen Rippen der Anlagefläche des Angreifabschnittes und die damit korrespondierenden radialen Nuten der Gegenanlagef lache der Scheibe eine Verrastung geschaffen, die ein weiteres Eindrehen der Schraube in die 'tragschicht verhindert, bevor sine gefährliche Ausreißkraft aufgebaut werden kann. Voraussetzung dafür ist, daß die Scheibe eine ausreichende Größe aufweist, die in Verbindung mit der Reibung am nachgiebigen Material ein Mitdrehen nach dem Eingreifen der Rippen in die Nuten verhindert, spätestens wenn die Schrauben-Ausziehkraft in die Nähe eines kritischen Wertes gelangt. Mit einer neuerungsgemäßen Schraube kann deshalb auch eine geringfügig nachgiebige Materialschicht an einer erheblich beschädigungsgefahrdeten Tragschicht verläßlich befestigt
&igr; &ogr; &igr; ·
werden. Dabei kann sogar ein Schlagschrauber zur Anwendung kommen, der bei Verriegelung von Angreifabschnitt und Scheibe infolge des schlagartig erhöhten Drehmomentes sofort abschaltet.
Gemäß einer Ausgestaltung verjüngen sich die Anlagefläche des Angreifabschnittes und die Gegenanlageflache der [Scheibe zum Schraubenschaft hin konisch, so daß sich eine relativ große Kontaktfläche und eine gute gegenseitige Verriegelung von Angreifabschnitt und Scheibe ergeben. Ein hervorragender Verriegelungseffekt wird erreicht, wenn gemäß einer Weiterbildung die Anlagefläche sechs Rippen und die Gegenanlageflache sechs korrespondierende Nuten ! Aufnahme der Rippen aufweisen.
Nach einer Fortbildung hat die Scheibe eine topfartige Ausnehmung zur Aufnahme des Angreifabschnittes. Hierdurch kann der Angreifabschnitt gerade vollständig in der Scheibe versenkt werden und ist dennoch für das Angreifen eines Werkzeuges erreichbar.
Ferner weist die Scheibe vorteilhaft unterseitig eine umlaufende Sicke auf, die bei angezogener Schraube mit erhöhter Linienpressung an dem nachgiebigen Material anliegt bzw, einem Mitdrehen der Scheibe entgegenwirkt.,
Bevorzugt ist die Scheibe etwa rechteckförmig und übergfteigen ihre Quer- sowie Längsabmessungen den Durchmesser des Schraubenschaftes um ein Mehrfaches, insbesondere um ein Fünffaches. Die Rechteckform wirkt einem unerwünschten Mitdrehen der Scheibe entgegen. Ferner kommt cjö i>t» el:c^n Größenverhältnissen zu der gewünschten gleichmäßigen Kraftüberleitung zwischen Schraube und unterliegender Jiat<?rialechicht, die auch ein Mitdrehen der Scheibe beim Wirksamwerden der Verriegelung verhindert. Dafür betragen bevorzugt die Querabmessungen etv*a die Hälfte der Längsabmeseungen.
Einem Mitdrehen der Scheibe kann aber auch bei einer runden Form durch unterseitige Krallen entgegengewirkt werden.
Insbesondere aus fertigungstechnischen Gründen kann zwischen Traggewinde und Angreifabschnitt ein gewindeloser Zylinderschaftabschnitt ausgebildet sein. Vorzugsweise hat der Schraubenschaft neben dem Angreifabschnitt einen Scheibengewindeabschnitt, der ein Aufschrauben der Scheibe ermöglicht, und ist zwischen Scheibengewindeabsclinitt und Angreifabschnitt eine ringförmige Verdrehnut für- die Scheibe auf dem Schraubenschaft ausgebildet. Der Scheibencrewindeabschnitt ermöglicht eine Vormontage dei Scheibe
&bull; I »
auf der Schraube, die sich infolge der Ringnut beim Eindrehen in die Tragschicht relativ zur Scheibe drehen kann.
Es versteht sich, daß die Verdrehnut so breit gewählt ist, daß ein Verdrehen vor dem verriegelnden Eingreifen der Rippen in die Nuten möglich ist. Zugleich bewirkt der Scheibengewxndeabschnitt eine Abstützung der Scheibe am Schraubenschaft, wodurch z.B. die Begehbarkeit einer Schichtenkonstruktion begünstigt wird.
Gemäß einer praktischen Weiterbildung hat das Traggewinde einen ersten und einen zweiten Gewindegang, die sich nahezu über die gesamte Schaftlänge erstrecken, wobei der Spitzendurchmesser des ersten Gewindegangs zum freien Ende hin gleichmäßig abnimmt, der Gewindegang mit dem größeren Spitzendurchmesser in Umfangsrichtung beabst-andete Einschnitte aufweist und der Spitzendurchmesser des zweiten Gewindegangs im wesentlichen im Durchmesser der vorgebohrten Bohrung entspricht, in die die Schraube einsetzbar ist. Hierdurch wird ein Formen des Gewindes unter erheblich verringertem Beschädigungsrisiko ermöglicht, selbst, wenn das Eindrehen mit Hilfe eines motorischen Einschraubwerkzeugs impulsweise erfolgt. Vorteilhafterweise erreicht dabei vom freien Ende aus gesehen der Spitzendurchmesser des Gewindes mit dem größeren Spitzendurchmesser nach ein
&bull; #
&bull; *
Fig. 2 eine modifizierte Schraube mit Außenangriffsfläche ohne Scheibe in der Draufsicht;
Fig. 3 Rippen derselben Schraube im vergrößerten Querschnitt;
Fig. 4 dieselbe Schraube in einem Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 1;
bis drei Gewindesteigungen seinen Endwert. Dadurch wird bei verhältnismäßig geringer Einschraubtiefe bereits ein hoher Auszugswert erreicht.
Schließlich ist gemäß einer Ausgestaltung am freien Ende Mes Schraüberischäftes eine Nagerspitze vorgesehen, die das "'-Eintreiben der Schraube in eine ungenau vorgefertigte Boh- !
rung erleichtert.
^Weitere Einzelheiten und Vorteile der Neuerung ergeben % sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführurigsform der er-
-,findungsgemäßen Schraube zeigen. In den Zeichnungen zeigen: -5
Fig. 1 eine gewindeformende Schraube mit Innenangriffs- \ fläche und Nagelspitze in Seitenansicht; ty
-S-
Fig. 5 dieselbe Schraube in der Befestigung einer Dämmstoff schicht an einer Betonschicht im Querschnitt.
Die in Fig. 1 gezeigte Schraube 1 für eine Betonschicht weist einen Angreifabschnitt 2 mit einer nicht dargestell-
-ten Innenangriffsfläche für ein Werkzeug sowie 'eine?sogenannte Nagelspitze 4 auf. Die Fig. 2 zeigt ein Draufsicht eine etwas modifizierte Schraube mit Außensechskant 3 für den Werkzeugangriff. Der Schraubenschaft 5 hat ein an die Nagelspitze 4 angrenzendes Traggewinde 6, daneben einen gewindelosen Zylinderschaftabschnitt 7 und ein daran an-
3:grenzendes Scheibengewinde 8. Zwischen Scheibengewinde 8 und Angreifabschnitt 2 ist eine Verdrehnut 9 ausgebildet.
Das Traggewinde 6 ist zweigängig und weist einen ersten Gang 10 und einen zweiten Gang 11 auf, wobei letzterer einen größeren Durchmesser aufweist als der erstere. Der Durchmesser des ersten Gewindeganges 10 entspricht dem Durchmesser eines Kernlochs, das in Beton oder einen ähnlichen Werkstoff vorgebohrt ist, in den die Schraube 1 eingeschraubt werden soll. Das Gegengewinde in der Wandung des Kernlochs oder der Kernbohrung wird daher nur von dem (Gewindegang 11 erzeugt, während der Gewindegang 10 ausschließlich zentrierend Wirkung entfaltet. In Gasbeton wird die Schraube 1 ohne Vorbohrung eingedreht.
.../10
- 1Ü -
Wie besser aus der Fig. 4 ersichtlich ist, weist der Gewindegang 11 Kerben 12 auf, die Räumungszwecken dienen. Ferner ist aus Fig. 1 zu erkennen, daß der Spxtzandurchmesser des Gewindegangs 11 nahe der Spitze 4 etwas geringer ist. Er nimmt von der Spitze 4 ausgehend allmählich ~zui erreicht jedoch nach zwei Steigungen bereits den
^ ijiV- 'Außendurchmesser, den er in seinem gesamten übrigen Ver- X ^ " " lauf hat.
Fig. 1 und 3 zeigen, daß der Angreifabschnitt 1 an einer Anlagefläche 13, die konisch zum Schraubenschaft 5 hin geneigt ist, Rippen mit einem spitzen Winkel cC von ca. 100° hat. Davon sind sechs über den Schraubenumfang gleichmäßig verteilt angeordnet.
Die Verdrehnut 9 ist in eine zentrale Bohrung 15 einer Scheibe 16 eingesetzt, die eine konische GegenanLageflache 17 für die Anlagefläche 13 aufweist. In die Geg-enanlagefläche 17 sind radial verlaufende Nuten 18 eingearbeitet, die mit den Rippen 14 korrespondieren und diese in der dargestellten Verriegelungsstellung aufnehmen. Wird die Scheibe 16 in der Verdrehnut 9 etwas abgesenkt, so ist sie frei gegenüber dem Schraubenschaft 7 drehbar. Außen ißt die Scheibe 16 mit einer umlaufenden und nach unten vorspringenden Sicke 19 versehen.
.../11
V: :K
Die Scheibe gelangt in die Verdrehnut 9, indem sie über das Traggewinde 10, 11 gedreht, den Zylinderschaftabschnitt geschoben und über das Scheibengewinde 8 gedreht wird, bis sie die Verdrehnut 9 erreicht. Der Außendurchmesser des Scheibengewindes 8 übersteigt den des Traggewindes 10, 11/ so daß die Scheibe 16 einfach zum Scheibengewinde 8 befördert und von diesem sicher in der Verdrehnut 9 gehalten werden kann. Traggewinde 6 und Scheibengewinde 8 steigen in derselben Richtung an, so daß sich die Scheibe 16 beim Eindrehen des Traggewindes 10, 11 und Anlage an der zu befestigenden Schicht nicht unbeabsichtigt aus der Verdrehnut 9 entfernen kann. Die Dämmstoffschicht 20 wird beim Bohren des Kernloches 22 in Beton ebenfalls mit einer Bohrung 23 für die Schraube 1 versehen.
Zur Funktion der erfindungsgemäßen Schraube 1 wird auf die Fig. 5 Bezug genommen, welche die Befestigung einer Dämmstoff schicht 20 an einer Tragschicht 21 aus Beton zeigt. Die Tragschicht 21 hat ein vorgebohrtes Kernloch 22, dessen Durchmesser etwa dem Durchmesser des ersten Gewindeganges 10 entspricht. Der zweite Gewindegang 11 hat ein Gegengewinde in der Tragschicht erzeugt.
Der Angreifabschnitt 2 ist über seine Rippen 14 mit den Nuten 18 der Scheibe 16 verriegelt. Der Teller 16 liegt
.../12
auf der Dammstoffschicht 20 oder einer daraufgelegten .Dachabdeckung auf, wobei sich die Sicke 19 in die Dämmstoff schicht 20 eingräbt. Zusammen mit der Rechteckform
&iacgr; der Scheibe 16 bewirkt dies einen erheblichen Widerstand
gegen deren Verdrehen auf der Dämmstoffschicht. Sobald die Schraube 1 mit ihrer Scheibe 16 verriegelt ist, wird sie
deshalb an einem weiteren Eindrehen in die Tragschicht 21 !gehindert, wodurch der. Aufbau einer Ausreißkraft vermieden wird, die das eingeformte Gewinde zerstören könnte.

Claims (1)

  1. ti« · ·
    If III * · * * ·
    - 13 A &eegr; s &rgr; r ü ehe
    1. Schraube zum Befestigen nachgiebiger Materialien (20), vorzugsweise von Dämm- und/oder Isolierstoffen, an einer vor Gewindebeschädigung gefährdeten Tragschicht (21), vorzugsweise aus Beton oder Gasbeton, mit einem Schraubenschaft (5), der ein Träggewinde (6) zum Schrauben in die Tragschicht und einen Angreifabschnitt , (2) für ein Drehwerkzeug mit einer unteren Anlagefläche (13) zur Anlage am nachgiebigen Material hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (13) mit radialen Rippen (14) versehen ist, daß an der Anlagefläche eine innen vom Schraubenschaft (5) geführte Scheibe (16) mit einer Gegenanlageflache (17) anliegt, und daß die Gegenanlageflache radiale Nuten (18) zur Aufnahme der Rippen aufweist.
    2. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Anlagefläche (13) des Angreifabschnitte» (2) und die Gegenanlagef lache (17) der Scheibe (16) zum Schraubenschaft (5) hin konisch verjüngen.
    3. Schraube nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (13) sechs Rippen (14) und die Gegenanlageflache (17) sechs korrespon-
    .../14
    dierende Nuten (18) zur Aufnahme der Rippen aufweisen.
    Jg'
    4vi Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gejkennzeichnet, daß die Scheibe (la) «.--in*! Htoof artige ^Ausnehmung zur Aufnahme des Angrei f abs chriittes (2) hat.
    5. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (16) unterseitig eine umlaufende Sicke (19) aufweist.
    6. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Scheibe (16) etwa rech-teckförmig ist und ihr Quer- sowie Längsabmessungen den Durch-
    - messer des Schraubenschaftes (5) um ein Mehrfaches, insbesondere um ein Fünffaches übersteigen.
    7. Schraube nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querabmessungen der Scheibe (16) etwa die Hälfte ihrer Längsabmessungen betragen.
    8. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe unterseitig Krallen aufweist.
    ,../15
    III &igr; &igr; ·· * · · ··
    Il IJI · &bgr; . -»» ·· ··· &diams;&diams;
    9. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Traggewinde (6) und Angreifabschnitt (2) ein gewindeloser Zylinderschaftabschnitt (7) ausgebildet ist.
    10. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge- ■ \
    I kennzeichnet, daß der Schraubem;chaft (5) neben dem &igr;
    Angreifabschnitt (2) ein Scheibengewinde (8) hat, das ~&Ggr; f
    ein Aufschrauben der Scheibe (16) ermöglicht, und daß * zwischen Scheibengewinde (8) und Angreif abschnitt (2) ' f*
    eine ringförmige Verdrehnut (9) für die Scheibe (16) r' j auf dem Schraubenschaft (5) ausgebildet ist. >£
    11. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 10,dadurch ge- J kennzeichnet, daß das Traggewinde (6) einen ersten und . J
    einen zweiten Gewindegang (10, 11) hat, die sich nahe- ! | zu über die gesamte Schaftlänge erstrecken, v/obei der 1 Spitzendurchmesser des ersten Gewindegangs (10) zum
    freien Ende hin gleichmäßig abnimmt, der Gewindegang
    (11) mit dem größeren Spitzendurchmesser in Umfangsrichtung beabstandete Einschnitte (12) aufweist und \ der Spitzendurchmesser des zweiten Gewindegangs (11) \ im wesentlichen im Durchmesser der vorgebohrten Boh- i,
    rung entspricht, in die die Schraube einsetzbar ist.
    .../16
    12. Schraube nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß von dem freien Ende aus gesehen der Spitzendurchmesser des Gewindeganges (11) mit dem größeren Spitzendurchmesser nach ein bis drei Gewindesteigungen seinen Endwert erreicht.
    "&mdash; J. . S e
    13'. Schraube nach einest .-der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Schraubenschaf-"tes (5) eine-Nagelspitze (4) vorgesehen ist.
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