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Patent Searching and Data


Title:
CLAMPING SCREW
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/031943
Kind Code:
A1
Abstract:
A clamping screw (1) has a shaft (3) with a thread and a rectangular screw head (2) which can be form-fittingly inserted into a T-groove (4) of an element (25). In the mounting position, the screw head (2) extends transversely to a longitudinal slot (5) of the T-groove (4) and has clamping sections (7) which engage from behind supporting branches (6) on both sides of the longitudinal slot (5). The clamping sections comprise each a straight edge (12) and a blocking edge (13) that can be supported against a wall (14) of the groove. The blocking edge (13) projects out of a side surface which is part of a longitudinal side (11). A straight line (15) connecting the straight edge (12) and the blocking edge (13) of the same longitudinal side (11) crosses a transverse axis (10) of the screw head (2) at an angle other than a 90� angle.

Inventors:
FROEHLICH KLAUS (DE)
Application Number:
PCT/EP1998/000047
Publication Date:
July 23, 1998
Filing Date:
January 07, 1998
Export Citation:
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Assignee:
HALFEN GMBH & CO KG (DE)
FROEHLICH KLAUS (DE)
International Classes:
F16B1/00; F16B37/04; (IPC1-7): F16B37/04
Foreign References:
GB2123511A1984-02-01
FR2587067A11987-03-13
FR2062421A51971-06-25
US2676680A1954-04-27
FR2452023A11980-10-17
Attorney, Agent or Firm:
Riedel, Peter (Stuttgart, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Spannschraube (1) mit einem gewindetragenden Schrauben schaft (3) und einem hammerförmigen Schraubenkopf (2), welcher formschlüssig in eine TNut (4) eines Bauteiles (25), insbesondere einer Ankerschiene für die Bautech nik einfügbar ist und sich in der Montagelage quer zu einem Längsschlitz (5) der TNut (4) erstreckt, wobei der Schraubenkopf (2) mit endseitigen Spannabschnitten (7) beiderseits des Längsschlitzes (5) verlaufende Stützschenkel (6) des Bauteiles (5) hintergreift, und bei der die Spannabschnitte (7) jeweils mit einer in AnziehDrehrichtung (S) der Spannschraube (1) vorlau fenden Kante (12) und einer nachlaufenden, an einer Nutwand (14) abstützbaren Blockierkante (13) ausgebil det sind, gekennzeichnet durch eine derartige Konfiguration des Schraubenkopfes (2), da die Blockierkante (13) aus der Ebene einer senkrecht zu einer Querachse (10) des Schraubenkopfes (2) verlaufenden Seitenfläche, die Teil einer Längsseite (11) ist, hervorsteht, und da eine Verbindungsgerade (15) zwischen der vorlaufenden Kante (12) und der auf derselben Längsseite (11) des Schraubenkopfes (2) befindlichen Blockierkante (13) die Querachse (10) des Schraubenkopfes (2) in einem von 90" abweichenden Winkel (p) schneidet.
2. Spannschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da der Schraubenkopf (2) punktsymmetrisch zu der durch den Schraubenschaft (3) verlaufenden Schraubenachse (16) ausgebildet ist.
3. Spannschraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da der Schraubenschaft (3) mit einer Drehwinkelmarkierung (17) versehen ist, wobei vorzugsweise die Drehwinkelmarkierung als Markierungskerbe (17) in einem freiliegenden Schaftende (18) des Schraubenschaftes (3) ausgebildet ist.
4. Spannschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, da der Schraubenkopf (2) einen Mittelabschnitt (21) aufweist, an dem die senkrecht zur Querachse (10) verlaufenden Seitenflächen ausgebildet sind, und da je eine Seitenfläche der angrenzenden Spannabschnitte (7) winklig zu der benachbarten Sei tenfiäche des Mittelabschnittes liegt, vorzugsweise in Draufsicht etwa in Richtung der Diagonalen des Mittel abschnittes (21) verläuft.
5. Spannschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, da die Längsseiten (11) des Schraubenkopfes (2) einen zur vorlaufenden Kante (12) konvex gewölbten Vorlaufabschnitt (22) und einen zur Blockierkante (13) konkav gewölbten Nachlaufabschnitt (23) aufweisen.
6. Spannschraube nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, da der Mittelabschnitt (21) relativ zu den Spannabschnitten (7) überhöht ist.
7. Spannschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, da die Längsseiten (11) des Schraubenkopfes (2) aus geradlinigen Abschnitten besteht.
8. Spannschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, da der Schraubenkopf (2) an den Spannabschnitten (7) jeweils einen Spannhuf (19) mit einer zur Querachse (10) abfallenden Oberfläche aufweist.
9. Spannschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, da mindestens einige der Kan ten (12 und 13), insbesondere die nachlaufenden Blockierkanten (13), abgerundet sind.
10. Spannschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, da eine die Schraubenachse (16) schneidende und senkrecht zur Querachse (10) lie gende Längsachse (20) des Schraubenkopfes (2) zwischen vorlaufender Kante (12) und nachlaufender Blockierkante (13) des jeweiligen Spannabschnittes verläuft.
11. Spannschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, da der von Querachse (10) und Verbindungsgerade (15) eingeschlossene Winkel (p) zwi schen 60° und 85", insbesondere 70°, beträgt.
12. Spannschraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da die Breite des Schrauben kopfes (2) etwa dem Nenndurchmesser des Schraubenschaf tes (3) entspricht.
13. Spannschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, da der Schraubenkopf (2) einen den Schraubenschaft (3) tragenden Sockel (8) aufweist, der Ausrichtungsflächen (9) aufweist, die in der Mon tage lage der Spannschraube parallel zu der den Schrau benschaft (3) zentrisch durchdringenden Querachse (10) des Schraubenkopfes (2) liegen, wobei der Sockel (8) zwischen den Stützschenkeln (6) des Bauteiles (5) liegt.
Description:
Spannschraube Die Erfindung betrifft eine Spannschraube nach dem Oberbe- griff des Anspruchs 1.

Solche auf Zug und Quer zug beanspruchbaren Spannschrauben werden in Montageschienen, beispielsweise in Ankerschienen für die Bautechnik eingesetzt. Sie weisen einen gewindetragenden Schraubenschaft und einen hammerförmigen Schraubenkopf auf, welcher formschlüssig in eine T-Nut des Bauteiles, zum Beispiel einer Montageschiene mit C-Profil einfügbar ist. Der Schraubenkopf ist durch einen Längs- schlitz in die T-Nut einführbar und wird durch Drehung um etwa 90" in die Montagelage gebracht, in der er mit Spannabschnitten Stützschenkel der T-Nut beiderseits des Längsschlitzes untergreift. Durch Anziehen einer Mutter auf dem Schraubenschaft ist die Spannschraube an einer beliebigen Stelle in Längsrichtung der T-Nut festlegbar.

Die Spannabschnitte befinden sich an den freien Enden des Schraubenkopf es. Zwischen ihnen kann an ein den Schraubenschaft tragender überhöhter Sockel vorhanden sein, an dem Ausrichtungsflächen ausgebildet sind, welche parallel zu einer den Schraubenschaft zentrisch durch- dringenden Querachse des Schraubenkopfes liegen.

Die Spannabschnitte des Schraubenkopfes haben bei diesen Spannschrauben bezüglich der Anzieh-Drehrichtung vorlau- fende Kanten und nachlaufende Blockierkanten. Die Blockier- kanten haben einen grö eren diametralen Abstand voneinander als die vorlaufenden Kanten, so da sie zur Verhinderung eines Weiterdrehens des Schraubenkopfes über die Montage- lage hinaus an einer Nutwand der T-Nut abstützbar sind. Die Blockierkanten bilden ein Widerlager gegen das Anziehmoment beim Aufsetzen der Mutter und halten dabei den Schrauben- kopf in der Montagelage in der T-Nut quer zum Längsschlitz.

Die Montage lage der Spannschraube ist bei gegebener Dimen- sionierung der T-Nut von der Geometrie des Schraubenkopfes abhängig. Die Spannschraube und auch die Montageschiene können aus fertigungstechnischen Gründen nur mit Toleranzen der Endma e hergestellt werden. Bei bekannten Spannschrau- ben kommt es aufgrund der Pa toleranzen zu mangelhaften Ausrichtungen der Spannschrauben in der Montageschiene.

Wird eine Spannschraube mit Grö tma des Schraubenkopf es an einer schmalen Stelle der T-Nut mit Kleinstma verspannt, so ist der Schraubenkopf durch Anliegen der Blockierkanten vorzeitig festgelegt und nicht in die ideale Montagelage zu bringen. Im ungünstigsten Fall des Überma es liegt der Schraubenkopf schräg in der T-Nut, so da er nicht die vor- gesehene Drehlage in bezug auf die Montageschiene hat und die Spannabschnitte des Schraubenkopfes nur unzureichend klemmend an den Schenkeln der Montageschiene anliegen. Lie- gen die Ma e des Schraubenkopf es an der unteren und der Montageschiene an der oberen Toleranzgrenze, so kann es beim Festziehen zu einem Durchdrehen des Schraubenkopfes in der T-Nut über die Montagelage hinaus kommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsge- mä e Spannschraube derart auszubilden, da sie weitgehend lagerichtig und mit ausreichender Klemmkraft in das Bau- teil, also beispielsweise in eine Montageschiene eingesetzt werden kann.

Die Aufgabe wird gemä der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Der Schraubenkopf der Spannschraube ist demnach erfindungs- gemä derart gestaltet, da die Blockierkante aus der Ebene einer senkrecht zu einer Querachse des Schraubenkopfes verlaufenden Seitenfläche, die Teil einer Längsseite ist, hervorsteht und da in seiner Kontur an jeder Längsseite eine Verbindungsgerade zwischen vorlaufender Kante und Blockierkante die Querachse des Schraubenkopfes unter einem von 90° abweichenden Winkel schneidet. Der Schraubenkopf hat dadurch zwischen den Blockierkanten einen erheblich grö eren Durchmesser als bei den bekannten Spannschrauben, wodurch im gesamten Pa toleranzbereich zwischen Schraubenkopf und T-Nut nur eine vernachlässigbar geringe Abweichung von der vorgesehenen Drehlage der Spannschraube in deren Endlage auftritt. Au erdem ist der Schraubenkopf unabhängig von der jeweiligen Pa toleranz an der Einbaustelle der Spannschraube in der T-Nut zuverlässig gegen die Stützschenkel geklemmt und in seiner Lage gesichert. Ist der Schraubenkopf punktsymmetrisch zu einer durch den Schraubenschaft verlaufenden Schraubenachse aus- gebildet, so ist die Positionierung der Spannschraube in der idealen Montagelage besonders einfach.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Spannschraube in perspektivischer Dar- stellung, Fig. 2 in perspektivischer Darstellung die Mon- tagelage einer Spannschraube in einer Mon- tageschiene mit 0-Profil, Fig. 3a bis 3c in Draufsicht die Spannschraube in ver- schiedenen, von den Ma toleranzen ab- hängigen Lagen in der Montageschiene, Fig. 4a und 4b schematisch zwei Stellungen einer Spann- schraube üblicher Ausführung in einer Mon- tage schiene, Fig. 5a und 5b zum Vergleich mit der Spannschraube nach Fig. 4a und 4b die entsprechenden Stellun- gen der erfindungsgemä en Spannschraube.

Die in Fig. 1 gezeigte Spannschraube 1 ist, wie in Fig. 2 dargestellt, in eine Montageschiene 25 mit C-Profil einzu- setzen. Solche Montageschienen werden beispielsweise in eine Wand oder Decke eines Bauwerkes einbetoniert und dort verankert, wofür am Schienenrücken Anker befestigt sind (nicht dargestellt). Die in eine derartige Ankerschiene eingesetzten Spannschrauben dienen zum Befestigen von Bau- teilen, die an der Wand oder Decke anzubringen sind. Die Spannschraube 1 besteht aus einem hammerförmigen Schrauben- kopf 2 und einem Schraubenschaft 3 mit Gewinde 24, auf das eine (nicht dargestellte) Schraubenmutter mit Unterleg- scheibe aufzusetzen ist, die den Längsschlitz 5 der Schiene übergreift. Der Schraubenschaft 3 wird getragen von einem Sockel 8, welcher Bestandteil eines Mittelabschnittes 21 ist und mit Stirnflächen 9 und 9a den Schraubenkopf 2 über- ragt. An den Mittelabschnitt 21 grenzen endseitige Spannab- schnitte 7 des Schraubenkopfes 2 an. Die Stirnflächen 9 und 9a des Sockels 8 liegen parallel zu einer Querachse 10 des Schraubenkopfes 2 (Fig. 3) und in der optimalen Montagelage der Spannschraube 1 (Fig. 3a) parallel zur Längsachse einer T-Nut 4 der Montageschiene 25. In der Montagelage liegt der Schraubenkopf 2 quer zu dem Längsschlitz 5 der Montage- schiene 25 und hintergreift mit den Spannabschnitten 7 je- weils Stützschenkel 6 der Schiene beiderseits des Längs- schlitzes 5. Die Spannabschnitte 7 tragen jeweils Spannhufe 19 mit zum Sockel 8 abfallender oberer Fläche, welche dem Schraubenkopf 2 mit einer Hakenwirkung besseren Halt in der entsprechend geformten T-Nut 4 geben und für günstige Span- nungsverhältnisse nach dem Aufsetzen der Mutter auf dem Schraubenschaft sorgen. Die Spannhufe 19 liegen auf einer Längsachse 20 des Schraubenkopfes 2 einander gegenüber. Die Längsachse 20 verläuft senkrecht zu der Querachse 10 und zu der Achse 16 des Schraubenschaftes 3. Im Schaftende 18 des Gewindeschaftes 3 ist als Drehwinkelmarkierung eine Markierungskerbe 17 eingebracht, welche die Längser- streckung des Schraubenkopfes 2 anzeigt und parallel zu der Längsachse 20 liegt.

Der Schraubenkopf 2 ist punktsymmetrisch zu der Schrauben- achse 16 derart ausgebildet, da die Spannabschnitte 7 bei- derseits des Mittelabschnittes 21 schräg zu dessen Längser- streckung verlaufen. Sie haben jeweils eine in Anzieh- Drehrichtung S der Spannschraube 1 vorlaufende Kante 12 und eine nachlaufende Blockierkante 13. Die Drehrichtung S ent- spricht dabei dem Windungssinn des Gewindes 24. Der Mittelabschnitt 21 liegt senkrecht zur Querachse 10. Be- nachbart zu den Spannabschnitten 7 haben die Längsseiten 11 des Schraubenkopf es 2 jeweils einen zur vor laufenden Kante 12 konvex gewölbten Vorlaufabschnitt 22 und einen zur Blockierkante 13 konkav gewölbten Nachlaufabschnitt 23.

Alternativ zu der dargestellten konkaven Wölbung kann die Längsseite 11 auch aus zwei oder mehreren ebenen Abschnitten gebildet sein, die einen Winkel zwischen sich einschlie en. Durch die wellenförmige Kontur des Schrauben- kopfes 2 mit einer die Querachse 10 nicht rechtwinklig schneidenden Verbindungsgeraden 15 zwischen der vor laufenden Kante 12 und der gegenüberliegenden nachlaufenden Blockierkante 13 einer Längsseite 11 (Fig. 3a bis 3c) übersteigt die Länge der Diagonalen dl des Schraubenkopfes 2 zwischen den Blockierkanten 13 erheblich das Ma einer Diagonalen d2 bei etwa rechteckiger Kontur des Schraubenkopfes, wie der Vergleich anhand der Fig. 4 und 5 zeigt. Bei geringem Querschnitt des Schraubenkopfes 2 und damit geringem Gewicht der Spannschraube 1 wird dadurch ein zuverlässiger Halt des Schraubenkopf es 2 in der Montagelage erreicht.

Fig. 2 zeigt die Montagelage der Spannschraube in der Mon- tageschiene 25, die C-Profil aufweist. Diese Profilform mit dem Längsschlitz 5 in der Montageschiene bildet die durch- gehende T-Nut 4 mit den Stützschenkeln 6 der Montageschiene 25 beiderseits des Längsschlitzes 5. Der Schraubenkopf 2 der Spannschraube ist durch den Längsschlitz 5 an belie- biger Stelle in die T-Nut 4 einfügbar und wird durch Drehung in Anzieh-Drehrichtung S um etwa 90" in die Mon- tagelage gebracht. Dabei hintergreift der Schraubenkopf mit seinen endseitigen Spannabschnitten 7 die Stützschenkel 6 und liegt mit den Blockierkanten 13 an den Nutwänden 14 an.

Die Spannhufe 19 sind an die entsprechend angeschrägten Stützschenkel 6 der Montageschiene 25 anlegbar. Die Spann- schraube kann darum auch als Hakenkopfschraube bezeichnet werden. Beim Festziehen der aufgesetzten Mutter wird in- folge dieser Form des Schraubenkopfes ein Auseinander- drücken der Schenkel 6 am Längsschlitz 5 sicher vermieden.

Die Markierungskerbe 17 des Schraubenschaftes 3 liegt in der optimalen Montagelage (Fig. 3a) senkrecht zur Längs- achse 26 der Montageschiene 25 und daher quer zwischen den Stützschenkeln 6. Die Montagekerbe 17 ist auch nach Auf- setzen der Mutter auf den Schaft der Spannschraube sicht- bar, so da jederzeit die Montagelage des Schraubenkopfes 2 in der T-Nut 4 überprüfbar ist.

Der Sockel 8 des Schraubenkopfes 2 ragt mit seinen parallel zur Querachse 10 verlaufenden Stirnflächen 9 und 9a zwi- schen die Stützschenkel 6 der Montageschiene 25 und ist so dimensioniert, da bei Anlage der Stirnfläche 9 an dem einen Stützschenkel 6 die andere Stirnfläche 9a Abstand von dem ihr benachbarten Stützschenkel 6 hat. Beim Einsetzen der Spannschraube in die Montageschiene 25 kann die Stirn- fläche 9 an dem einen Stützschenkel 6 anliegen und dient daher als Ausrichtungsfläche 9 (Fig. 3a). Der Abstand zwi- schen der Stirnfläche 9a und dem anderen Stützschenkel 6 ist erforderlich, um eine durch Fertigungstoleranzen be- dingte leichte Schräglage des Schraubenkopfes zu gestatten (vgl. Fig. 3b und 3c).

Die in Drehrichtung S nachlauf enden Blockierkanten 13 haben einen grö eren Abstand voneinander als die beiden vorlau- fenden Kanten 12 und halten daher den Schraubenkopf durch Abstützung an den Nutwänden 14 der Montageschiene 25 in der Montagelage quer zur Schienenrichtung. Die vorlaufenden Kanten 12 und die nachlauf enden Blockierkanten 13 sind ab- gerundet. Der Radius der Blockierkanten 13 sorgt beim Festlegen der Spannschraube in der Schiene für eine gleich- mä ige Verteilung der durch das Andrücken der Blockierkan- ten 13 an die Nutwände 14 entstehenden Spannungen.

Eine Verbindungsgerade 15 zwischen Blockierkante 13 und vor laufender Kante 12 einer Längsseite 11 schneidet die Querachse 10 des Schraubenkopfes unter einem spitzen Winkel , der zwischen 60° und 85" betragen kann und im Ausfüh- rungsbeispiel etwa 70" beträgt.

Die Fig. 4a und 4b zeigen schematisch in Draufsicht die La- ge einer üblichen Spannschraube in der Montageschiene bei Nennma en (Fig. 4a) bzw. bei einem Überma der Schienen- breite (Fig. 4b). Zum Vergleich ist die Lage der erfin- dungsgemä en Spannschraube in den Fig. 5a und 5b in Über- einstimmung mit der Darstellung in den Fig. 3a und 3b ge- zeigt. Wie sich aus dem Vergleich ergibt, ist es für die erfindungsgemä e Spannschraube wesentlich, da die Spannab- schnitte 7 mit dem Mittelabschnitt 21 nicht fluchten, wie bei der Ausführung nach Fig. 4, sondern von dem Mittelab- schnitt 21 aus abgebogen sind. Im Ausführungsbeispiel ver- laufen die Seitenflächen der Nachlaufabschnitte 23 etwa in Richtung der Diagonalen dl, sie könnten aber auch noch stärker in bezug auf die Seitenflächen des Mittelabschnit- tes 21 abgebogen sein, so da sie etwa spitzwinklig zu der Diagonalen d2 verlaufen können.

Wie die Fig. 3a, 3b und 3c zeigen, wird mit dieser Konfigu- ration des Schraubenkopfes 2 erreicht, da der Mittelab- schnitt 21 und die Markierungskerbe 17, die bei der Montage der Spannschraube im Schlitz 5 der Montageschiene 25 sicht- bar sind, auch in den beiden Extremlagen (Fig. 3b und 3c) nur leicht schräg zur Schienenachse 26 liegen, so da eine deutliche Orientierungshilfe für die Montage gegeben ist.

Fig. 3a zeigt die Lage für den Fall, da die Montageschiene und der Kopf der Spannschraube genaues Nennma haben. Im Fall nach Fig. 3b ist die Breite des Schlitzes 5 der Schiene grö er. Der daraus resultierende Verdrehwinkel r ist sehr klein. Dabei liegen die Blockierungskanten 13 so an den Nutwänden 14 an, da auch bei erhöhtem Kraftaufwand ein Weiterdrehen der Spannschraube in Drehrichtung S ausge- schlossen ist. Wie der Vergleich der entsprechenden Fig. 5b mit Fig. 4b zeigt, wäre demgegenüber bei der üblichen Aus- führung der Spannschraube ein solches Weiterdrehen leicht möalich.

In Fig. 3c ist die Lage des eingespannten Schraubenkopfes für den Fall dargestellt, da die Breite des Schienen- schlitzes 5 Unterma hat. Auch hierbei ist der Verdreh- winkel y klein. Die Lage der Spannschraube ist dadurch festgelegt, da die Stirnflächen der Spannabschnitte 7 an den Nutwänden 14 annähernd flächig anliegen.

Durch die erfindungsgemä e Ausgestaltung der Spannschraube mit in Richtung der Querachse 10 gegeneinander verschobenen Spannabschnitten, wobei die Verbindungsgerade 15 zwischen einer vor laufenden Kante 12 und einer Blockierkante 13 die Querachse 10 nicht rechtwinklig schneidet, wird bei einer minimalen Querschnittsfläche des Schraubenkopfes ein maxi- maler Durchmesser zwischen den Blockierkanten 13 erreicht.

Die Breite des Schraubenkopfes entspricht etwa dem Durch- messer des gewindetragenden Schraubenschaftes 3, wodurch die Querschnittsfläche des Schraubenkopfes und damit das Gewicht der Spannschraube auf ein Minimum reduziert ist.