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Patent Searching and Data


Title:
SCREW FOR SECURING RESILIENT MATERIALS TO A SUPPORT VULNERABLE TO DAMAGE CAUSED BY THE THREAD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1991/011632
Kind Code:
A1
Abstract:
Eine Selbstbohrschraube (3) zum Befestigen von z.B. Holzteilen (2) auf Blechen (1), insbesondere von Rand-Holzbohlen auf Blechen einer Dachunterkonstruktion, mit einem Schraubenschaft (4), der einenends eine Bohrspitze (5), anderenends einen Angreifabschnitt (7) f�r ein Drehwerkzeug und dazwischen ein zylindrisches Traggewinde (6) hat, soll eine feste Verbindung unter verminderter �berdrehungsgefahr erm�glichen. Der Schraubenschaft (4) hat einen dem Traggewinde (6) vorgeordneten konischen Aufdornabschnitt. An einer Anlagefl�che (8) des Angreifabschnittes (7) versehenen radialen Rippen (8') werden aufgenommen in radialen Nuten (10') einer Gegenanlagefl�che einer innen vom Schraubenschaft (4) gef�hrte Scheibe (10). Die Scheibe (10) tr�gt au�en Fr�svorspr�nge (10'').

Inventors:
Kollmann, Harald (S�dstrasse 21, Iserlohn, D-5860, DE)
Application Number:
PCT/EP1991/000141
Publication Date:
August 08, 1991
Filing Date:
January 23, 1991
Export Citation:
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Assignee:
ITW-ATECO GMBH (Stormarnstrasse 43-49, Norderstedt, D-2000, DE)
International Classes:
E04D3/36; F16B5/02; F16B31/02; F16B35/04; F16B35/06; F16B39/24; F16B43/00; F16B25/10; F16B39/282; F16B41/00; (IPC1-7): E04D3/36; F16B3/02; F16B25/10; F16B35/04; F16B39/24; F16B39/282; F16B43/00
Foreign References:
EP0129404A11984-12-27
BE549987A
FR2307170A11976-11-05
DE1961646A11970-06-18
US2778399A1957-01-22
DE3143120A11983-05-11
FR2491563A31982-04-09
GB2115511A1983-09-07
DE9000761U11990-03-29
DE9006351U11990-08-09
Attorney, Agent or Firm:
Graalfs, Edo (Neuer Wall 41, Hamburg 36, D-2000, DE)
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Claims:
A n s p r ü c h e
1. Schraube zum Befestigen nachgiebiger Materialien (2, 31), vorzugsweise von Holzteilen, Dämm und/oder Iso¬ lierstoffen, an einer vor Gewindebeschädigung gefähr¬ deten Tragschicht (1, 32), vorzugsweise aus Blech, Be¬ ton oder Gasbeton, mit einem Schraubenschaft (4, 16), der ein Traggewinde (6, 17) zum Schrauben in die Trag¬ schicht und einen Angreifabschnitt (7, 13) für ein Drehwerkzeug mit einer unteren Anlagefläche (8, 24) zur Anlage am nachgiebigen Material hat, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Anlagefläche (8, 24) mit ra¬ dialen Rippen (8', 25) versehen ist, daß an der Anlage¬ fläche eine innen vom Schraubenschaft (4, 16) geführte Scheibe (10, 27) mit einer Gegenanlagefläche (28) an¬ liegt, und daß die Gegenanlagefläche radiale Nuten (10', 29) zur Aufnahme der Rippen aufweist und/oder die Scheibe (10') außen Fräsvorsprünge (10'') hat.
2. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Bohrspitze (5) aufweist und das Traggewinde (6) zylindrisch ist.
3. Schraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Schraubenschaft (4) dem Traggewinde (6) vorgeordnet einen konischen Aufdornabschnitt (5) hat, daß Aufdomabschnitt (5) und Traggewinde (6) ein fei¬ nes Gewinde mit einer Steigung von 0,7 bis 1 und einem Gewindenenndurchmesser von 4 bis 6 mm aufweisen.
4. Selbstbohrschraube nach Anspruch 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß Bohrspitze und Aufdornabschnitt von ei¬ ner konischen Bohrgewindespitze (5) gebildet werden. ERSATZBLATT .
5. Selbstbohrschraube nach Anspruch 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Konuswinkel der Bohrgewindespitze etwa 40° beträgt.
6. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß zwischen Traggewinde (6, 17) und An¬ greifabschnitt (7, 13) ein gewindeloser Zylinder¬ schaftabschnitt (4, 18) ausgebildet ist.
7. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Scheibe (10, 27) eine topfartige Ausnehmung zur Aufnahme des Angreifabschnitts (7, 13) hat.
8. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß sich die Anlagefläche (8, 24) des Angreifabschnittes (7, 13) und die Gegenanlagefläche (28) der Scheibe (10, 27) zum Schraubenschaft (4, 16) hin konisch verjüngen.
9. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Schraubenschaft (4, 16) neben dem Angreifabschnitt (7, 13) ein Scheibengewinde (9, 19) hat, das ein Aufschrauben der Scheibe ermöglicht, und daß zwischen Scheibengewinde und Angreifabschnitt eine ringförmige Verdrehnut (11, 20) für die Scheibe auf dem Schraubenschaft ausgebildet ist.
10. Schraube nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Scheibengewinde (9, 19) konisch ist und sich zur Schraubenspitze (5, 16) hin verjüngt.
11. Schraube nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Längenverhältnis von Scheiben¬ gewinde (9, 19) und Schraubenschaft (4, 16) etwa 0,1 beträgt.
12. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Nuten (10') der Scheibe (10) oberhalb der. Fräsvorsprünge (10'') ange¬ ordnet und gemeinsam mit diesen in die Scheibe (10) eingedrückt sind.
13. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (24) sechs Rippen (25) und die Gegenanlagefläche (28) sechs korrespon¬ dierende Nuten (29) zur Aufnahme der Rippen aufweisen.
14. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (27) unterseitig eine umlaufende Sicke (30) aufweist.
15. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (27) etwa rechteck förmig ist und ihr Quer sowie Längsabmessungen den Durchmesser des Schraubenschaftes (16) um ein Mehr¬ faches, insbesondere um ein Fünffaches übersteigen.
16. Schraube nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Querabmessungen der Scheibe (27) etwa die Hälfte ihrer Längsabmessungen betragen.
17. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe unterseitig Krallen aufweist.
18. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggewinde (17) einen ersten und einen zweiten Gewindegang (21, 22) hat, die sich nahezu über die gesamte Schaftlänge erstrecken, wobei der Spitzendurchmesser des ersten Gewindegangs (21) zum freien Ende hin gleichmäßig abnimmt, der Gewinde¬ gang (22) mit dem größeren Spitzendurchmesser in Um fangsrichtung beabstandete Einschnitte (23) aufweist und der Spitzendurchmesser des zweiten Gewindegangs (22) im wesentlichen im Durchmesser der vorgebohrten Bohrung entspricht, in die die Schraube einsetzbar ist.
19. Schraube nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß von dem freien Ende aus gesehen der Spitzendurchmesser des Gewindeganges (22) mit dem größeren Spitzendurch¬ messer nach ein bis drei Gewindesteigungen seinen End¬ wert erreicht.
20. Schraube nach einem der Ansprüche 1 und 6 bis 19, da¬ durch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Schrau¬ benschaftes (16) eine Nagelspitze (14) vorgesehen ist.
Description:
Schraube zum Befestigen nachgiebiger Materialien an einer vor Gewindebeschädiσunα gefährdeten

Traσschicht

Gegenstand der Erfindung ist eine Schraube zum Befestigen mehr oder weniger nachgiebiger Materialien, vorzugsweise von Holzteilen, Dämm- und/oder Isolierstoffen, an einer vor Gewindebeschädigung gefährdeten Tragschicht, vorzugs¬ weise aus Blech, Beton oder Gasbeton, mit einem Schrauben¬ schaft, der ein Traggewinde zum Schrauben in die Trag¬ schicht und einen Angreifabschnitt für ein Drehwerkzeug mit einer unteren Anlagefläche zur Anlage am nachgiebigen Material hat.

Dachkonstruktionen haben vielfach eine Unterkonstruktion aus Strahltrapezblechen, auf denen eine Wärmedämmschicht und eine darüberliegende Dachhaut mit Hilfe von Schraub-

befestigungen befestigt ist. Für eine Seitenbegrenzung und Befestigung von Dachfenstern wie Lichtkuppeln werden in der Regel Rand-Holzbohlen auf den Blechen verschraubt. Hierzu wurden bereits Selbstbohrschrauben verwendet. Bei derartigen Selbstbohrschrauben drückt jedoch die Bohrspit¬ ze das Blech von der Holzbohle weg, wenn sich die Schraube in das Holz eingräbt und hierdurch einen Vortrieb erfährt. Dieser Effekt ist besonders ausgeprägt, we n das Blech der Unterkonstruktion neben der Holzbohle bereits eine Öffnung für ein Dachfenster hat und sich infolgedessen im Randbe¬ reich leichter ausbiegt. In der Regel läßt sich das Blech auch nach dem Greifen des Gewindes nicht mehr an die Holz¬ bohle heranziehen, weil der Schraubenkopf wegen des Vor¬ triebs der Selbstbohrschraube in der Bohle versinkt. Ande¬ rerseits kann ein Überstehen des Schraubenkopfes, welches vornehmlich bei härterem Holz eintritt, unerwünscht sein. Wird das Blech dennoch an die Bohle herangezogen, kommt es leicht zu einem Überdrehen der Schraube in der geschwäch¬ ten Schraubstelle des Blechs, insbesondere wenn leistungs- staare Schraubwerkzeuge verwendet werden. Die Überdrehungs- gefahr ist besonders bei Schrauben mit Blechschraubenge¬ winde oder anderen Gewindearten mit gleichen oder größeren Steigungen gegeben, die höchstens mit wenigen Gewindegän¬ gen zum Eingriff kommen.

Schraubenbefestigungen, insbesondere von Dämmstoffschich¬ ten mit aufgelegter Dachhaut auf Dächern aus Beton oder Gasbeton, sind gegen Gewindebeschädigung durch Überdrehen der Schraube in dem spröden und wenig haltfähigen Material der Tragschicht gefährdet. Ähnliche Probleme treten z.B. bei der Befestigung von Holzteilen an Blechen auf. Sobald sich nämlich der Angreifabschnitt mit seiner Anlagefläche auf dem nachgiebigen Material aufstützt, wird durch den

Schraubenschaft eine Kraft in das Traggewinde eingeleitet, die zur GewindeZerstörung führen kann. Diese Kraft steigt mit der Einschraubtiefe an. Vorstehende Effekte werden nicht nur durch besonders spröde Tragschichten insbeson¬ dere aus Gasbeton oder Mauerwerk, sondern auch durch re¬ lativ unnachgiebige Materialien wie Polystyrol gefördert, bei denen die Ausreißkraft mit zunehmender Einschraubtiefe besonders steil ansteigt. Deshalb werden herkömmlicherwei¬ se vorwiegend Dübelbefestigungen für Dämmstoffe an Gasbe¬ ton-Tragschichten verwendet.

Aus der EP-A-0 394 604 ist schon eine gewindeformende ' Schraube der eingangs genannten Art bekannt geworden, bei der ein erster und ein zweiter Gewindegang vorgesehen sind, die sich nahezu über die gesamte Schaftlänge er¬ strecken, wobei der Spitzendurchmesser des ersten Gewinde¬ ganges vom Kopfende zum Eintrittsende hin gleichmäßig ab¬ nimmt, der Gewindegang mit dem größeren Spitzendurchmesser in Umfangsrichtung beabstandete Einschnitte aufweist und der Spitzendurchmesser des zweiten Gewindeganges im we¬ sentlichen im Durchmesser der vorgebohrten Bohrung ent¬ spricht, in die die Schraube einsetzbar 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 Eigen¬ schaften, 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 gleich¬ wohl einen sicheren, ein hohes Auszugsmoment gewährlei¬ stenden Sitz im Bohrloch ein. Bei gefährdeten Tragschich-

ten kann es nach Anlage des Eingreifabschnittes dennoch zu einer Gewindebeschädigung kommen, bevor der Schraubvorgang abgebrochen wird.

Davon ausgehend liegt der Erfindung 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 erfindungsgemäß bei der ein¬ gangs genannten Schraube vorgesehen, daß die Anlagefläche mit radialen Rippen versehen ist, daß an der Anlagefläche eine innen vom Schraubenschaft geführte Schraube mit einer Gegenanlagefläche anliegt, und daß die Gegenanlagefläche korrespondierende radiale Nuten zur Aufnahme der Rippen aufweist und/oder die Scheibe außen Fräsvorsprünge hat.

Mit der Scheibe wird zum einen die effektive Anlagefläche der Schraube am nachgiebigem Material erheblich ver¬ größert, so daß eine besser gesicherte Befestigung und eine einheitlichere Kraftüberleitung erreicht werden. Außerdem verhindert die Scheibe ein zu tiefes Versenken des Angreifabschnittes. Zugleich wird durch die radialen Rippen der Anlagefläche des Angreifabschnittes und ggfs. die damit korrespondierenden radialen Nuten der Gegenanla¬ gefläche der Scheibe eine Reibwirkung oder Verrastung ge¬ schaffen, die ein weiteres Eindrehen der Schraube in die Tragschicht verhindert, bevor eine gefährliche Ausrei߬ kraft aufgebaut werden kann. Voraussetzung dafür kann sein, 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. Die Fräsvor¬ sprünge nach dem zweiten alternativen Merkmal, welches auch zusammen mit der ersten Alternativen verwirklicht werden kann, wirken ebenfalls einem Weiterdrehen der Schraube entgegen und ermöglichen zugleich ein Versenken von Scheibe und ggf. Angreifabschnitt der Schraube insbe¬ sondere in Holz. Das Einfräsen der Scheibe erfolgt beson¬ ders effektiv, wenn Angreifabschnitt und Scheibe über Rip¬ pen und Nuten miteinander verriegelt sind.

Mit einer neuerungsgemäßen Schraube kann auch eine gering¬ fügig nachgiebige Materialschicht an einer erheblich be- schädigungsgefährdeten Tragschicht verläßlich befestigt werden. Dabei kann sogar ein Schlagschrauber zur Anwendung kommen, der bei Verriegelung von Angreifabschnitt und Scheibe infolge des schlagartig erhöhten Drehmomentes so¬ fort abschaltet.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Schraube eine Bohrspitze auf und ist ihr Traggewinde zylindrisch. Beim Eindrehen dieser Selbstbohrschraube in ein Holzteil bewirkt ein zugleich vom Gewinde erzeugtes Holzteil-Innen¬ gewinde einen Schraubenvortrieb. Auch bei Anlage der Bohr¬ spitze besteht eine Tendenz, das Blech nach unten auszu¬ heulen. Schließlich arbeitet die Bohrspitze ein Bohrloch in das Blech ein, worin das Traggewinde zum Eingriff kommt. Zunächst wird das Blech an das Holzteil herangezo¬ gen, bevor die Scheibe durch Weiterdrehung flächenbündig versenkt werden kann. Schließlich behindert jedoch die Scheibe ein zu tiefes Versenken der Schraube im Holz. Ei¬ nem Überdrehen der Schraube im Bohrloch wird durch das erste alternative Merkmal der Erfindung entgegengewirkt, wonach Rippen der Anlagefläche in Nuten der Scheibe aufge-

nommen werden können, um Schraube und Scheibe miteinander zu verriegeln und ein Weiterdrehen der Schraube zu verhin¬ dern. Die Fräsvorsprünge nach dem zweiten alternativen Merkmal, welches auch zusammen mit der ersten Alternativen verwirklicht werden kann, wirken ebenfalls einem Weiter¬ drehen der Schraube entgegen und ermöglichen zugleich ein Versenken von Scheibe und ggf. Angreifabschnitt- der Schraube im Holz. Das Einfräsen der Scheibe erfolgt beson¬ ders effektiv, wenn Angreifabschnitt und Scheibe über Rip¬ pen und Nuten miteinander verriegelt sind.

Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß der Schräu- benschaft dem Traggewinde vorgeordnet einen konischen Auf¬ dornabschnitt hat, das Aufdornabschnitt und Traggewinde ein feines Gewinde mit einer Steigung von 0,7 bis 1 und einem Gewindedurchmesser von 4 bis 6 mm aufweisen. Der Aufdornabschnitt bewirkt ein trichterförmiges Aufbördeln des Bleches. Im Bereich der Aufbördelung oder Aufdornung kommen mehrere Gänge des feinen Gewindes von Aufdornab¬ schnitt und Traggewinde zum Eingriff. Wenn der Angreifab¬ schnitt mit der unterliegenden Scheibe zur Anlage kommt, wird das im Holzteil erzeugte Gewinde zerstört. Dies ist infolge des feinen Gewindes relativ leicht möglich. Wenn es bis zum Zerstören des Gewindes noch nicht zum vollstän¬ digen Anlegen des Bleches an der Bohle gekommen ist, kann dies durch anschließendes Weiterdrehen der Schraube er¬ reicht werden. Infolge des mehrgängigen Gewindeeingriffes im Bereich der Blechaufbördelung sind relativ hohe Ver- spannkräfte der Fügeteile ohne Überdrehungsgefahr erreich¬ bar. Das Ausüben eines Gegendruckes auf die Unterseite des Bleches ist nicht erforderlich, so daß auch ein gefahren¬ trächtiges vorheriges Ausschneiden einer Dachöffnung zwecks Untergreifen des Bleches entfallen könnte. Außerdem

ist vorteilhaft, daß eine besonders feste Verbindung auch bei Blechen mit einer relativ geringen Dicke von 0,75 bis 1,25 mm erreicht wird.

Die Bohrspitze der Schraube kann auf verschiedene Weise ausgeführt sein, z.B. nach Art eines Wendelbohrers. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden je¬ doch Bohrspitze und Aufdornabschnitt gemeinsam von einer konischen Bohrgewindespitze gebildet, welche zugleich das Bohrloch erstellt, aufbördelt und das Gewinde einarbeitet.

Der Ausbördeleffekt wird besonders , gefördert, wenn der Konuswinkel der Bohrgewindespitze gemäß einer Weiterbil¬ dung etwa 40° beträgt.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß zwischen Traggewinde und Angreifabschnitt ein gewindeloser Zylinderschaftabschnitt ausgebildet ist. Dies kann insbe¬ sondere fertigungstechnische Gründe haben. Dabei versteht es sich, daß der Abstand der Scheibe bei Anlage am An¬ greifabschnitt von dem entfernten Ende des Zylinderschaft¬ abschnittes kleiner oder höchstens gleich der Dicke eines zu befestigenden Holzteiles ist, so daß ein Blech von dem Traggewinde vollständig an das Holzteil herangezogen wer¬ den kann. Durch den ZwangsVorschub (Eingriff des Gewindes im Holz) wird das Blech nach einem Moment des Zurückfe- derns durchstoßen und trichterförmig aufgebördelt, so daß mehrere Gewindegänge im Blech eingreifen können. Nachdem die Scheibe zur Anlage kommt, zerstört das Gewinde der Selbstbohrschraube das erzeugte Holzgewinde, was infolge der verringerten Traggewindelänge mit einem kleineren An¬ zugsmoment erreicht werden kann. Das Blech wird gleichsam mit der Zerstörung des Holzinnengewindes an die Unterseite

der Bohle gezogen. Durch die weitere Drehung des Schrau¬ bers wird die Topfscheibe flächenbündig in die Holzbohle versenkt.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung 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 An¬ greifen eines Werkzeuges erreichbar. Die TopfScheibe be¬ wirkt einen sanften Momentenanstieg zu Beginn ihres Ver¬ senkens in einem Holzteil. Wenn sie mit ihrem Rand etwa flächenbündig in der Bohle versenkt ist, kommt es zu einem erheblichen Momentenanstieg, der ein weiteres Versenken verhindert. Hierdurch wird erreicht, daß die Angreifab¬ schnitte gerade vollständig in der Holzbohle versenkt werden und dennoch für das Ansetzen eines Werkzeuges gut erreichbar sind.

Vorteilhafterweise verjüngen sich die Anlagefläche des An¬ greifabschnittes und die Gegenanlagefläche der Scheibe zum Schraubenschaft hin konisch, so daß sich eine relativ große Kontaktfläche und eine gute gegenseitige Verriege¬ lung von Angreifabschnitt und Scheibe ergeben.

Zum Halten der Scheibe vor der Montage hat der Schrauben¬ schaft bevorzugt neben dem Angreifabschnitt ein Scheiben¬ gewinde, das ein Aufschrauben der Scheibe ermöglicht und ist zwischen Scheibengewinde und Angreifabschnitt eine ringförmige Verdrehnut für die Scheibe auf dem Schrauben¬ schaft ausgebildet. Das Scheibengewinde ermöglicht eine Vormontage der Scheibe 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 das Scheibengewinde eine Abstützung der Scheibe am Schrauben¬ schaft, wodurch z.B. die Begehbarkeit einer Schichtenkon¬ struktion begünstigt wird.

Ein Aufschrauben der Scheibe kann durch eine geeignete Wahl der Steigung oder durch einen Gewindegrund des Schei- bengewindeabschnittes ggf. in Verbindung mit einem Spitz¬ gewinde ermöglicht werden.

Ein Eindrehen des Scheibengewindes in das Holzteil wird durch einen konischen und zur Bohrspitze hin sich verjün¬ genden Verlauf seines Außendurchmessers begünstigt. Damit es nicht zu einem Blockieren der Schraube im Holzteil kommt, beträgt das Längenverhältnis von Scheibengewinde und Schraubenschaft etwa 0,1.

Bei einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die radialen Nuten der Scheibe oberhalb der Fräsvorsprünge an¬ geordnet und gemeinsam mit diesen in die Scheibe einge¬ drückt sind, wodurch die Scheibenherstellung vereinfacht ist.

Ein hervorragender Verriegelungseffekt wird erreicht, wenn gemäß einer Weiterbildung die Anlagefläche sechs Rippen und die Gegenanlagefläche sechs korrespondierende Nuten zur Aufnahme der Rippen aufweisen.

Ferner weist die Scheibe vorteilhaft unterseitig eine um¬ laufende Sicke auf, die bei angezogener Schraube mit er¬ höhter Linienpressung an dem nachgiebigen Material anliegt bzw. einem Mitdrehen der Scheibe entgegenwirkt.

Bevorzugt ist die Scheibe etwa rechteckförmig und über¬ steigen 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 es bei diesen Größenverhältnissen zu der gewünschten gleichmäßigen Kraft¬ überleitung zwischen Schraube und unterliegender Material¬ schicht, die auch ein Mitdrehen der Scheibe beim Wirksam¬ werden der Verriegelung verhindert. Dafür betragen bevor¬ zugt die Querabmessungen etwa die Hälfte der Längsabmes¬ sungen.

Eine Mitdrehen der Scheibe kann aber auch bei einer run¬ den Form durch unterseitige Krallen entgegengewirkt wer¬ den.

Gemäß einer praktischen Weiterbildung hat das Traggewinde einen ersten und einen zweiten Gewindegang, die sich nahe¬ zu 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 beabstandete Ein¬ schnitte aufweist und der Spitzendurchmesser des zweiten Gewindegangs im wesentlichen im Durchmesser der vorgebohr¬ ten Bohrung entspricht, in die die Schraube einsetzbar ist. Hierdurch wird ein Formen des Gewindes unter erheb¬ lich verringertem Beschädigungsrisiko ermöglicht, selbst wenn das Eindrehen mit Hilfe eines motorischen Einschraub¬ werkzeugs impulsweise erfolgt. Vorteilhafterweise erreicht dabei vom freien Ende aus gesehen der Spitzendurchmesser des Gewindes mit dem größeren Spitzendurchmesser nach ein bis drei Gewindesteigungen seinen Endwert. Dadurch wird bei verhältnismäßig geringer Einschraubtiefe bereits ein hoher Auszugswert erreicht.

Schließlich ist gemäß einer Ausgestaltung am freien Ende des Schraubenschaftes eine Nagelspitze 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 drei bevorzugte Ausführungsformen der er¬ findungsgemäßen Schraube zeigen. In den Zeichnungen zei¬ gen:

Fig. 1 eine Verbindung zweier Fügeteile mit einer Selbst¬ bohrschraube, deren Angreifabschnitt eine konische Anlagefläche hat, im Längsschnitt;

Fig. 2 eine Scheibe mit Nuten und Fräsvorsprüngen in ver¬ größertem Längsschnitt;

Fig. 3 eine Verbindung zweier Fügeteile mit einer anderen Selbstbohrschraube, deren Angreifabschnitt eine flache Scheibe hat, im Längsschnitt;

Fig. 4 eine gewindeformende Schraube mit Innenangriffsflä¬ che und Nagelspitze in Seitenansicht;

Fig. 5 eine modifizierte Schraube mit Außenangriffsfläche ohne Scheibe in der Draufsicht;

Fig. 6 Rippen derselben Schraube im vergrößerten Quer¬ schnitt;

Fig. 7 dieselbe Schraube in "einem Schnitt entlang der Li¬ nie VII-VII der Fig. 4;

Fig. 8 dieselbe Schraube in der Befestigung einer Dämm¬ stoffschicht an einer Betonschicht im Querschnitt.

In der Fig. 1 sind von einer Dachkonstruktion nur eine Un¬ terkonstruktion aus Trapezblech 1 und Holzbohle 2 für eine Lichtkuppel gezeigt. Neben der Holzbohle 2 kann noch eine Dachöffnung in das Trapezblech 1 eingeschnitten werden. Das Trapezblech 1 wird von der Selbstbohrschraube an die Holzbohle 2 gezogen.

Die Selbstbohrschraube 3 hat einenends an einem Schrauben¬ schaft 4 eine konische Bohrgewindespitze 5 mit einem Ko¬ nuswinkel von 40°. An die Bohrgewindespitze 5 schließt sich unmittelbar ein zylindrisches Traggewinde 6 an, wel¬ ches sich sowohl durch das Trapezblech 1, als auch durch den unteren Bereich der Holzbohle 2 erstreckt. Bohrgewin¬ despitze 5 und Traggewinde 6 haben Feingewinde mit einer Gewindesteigung von 0,80 mm. Der Flankenwinkel des Gewin¬ des beträgt vorzugsweise 60°.

Anderenends hat der Schraubenschaft 4 einen Angreifab¬ schnitt 7 in Form eines Außensechskants mit einer ange¬ preßten Scheibe, die eine konisch und zum Schraubenschaft 4 hin verjüngte berippte Anlagefläche 8 mit radialen Rippen 8' aufweist. Neben dem Angreif bschnitt 7 ist ein konisch zur Bohrgewindespitze 5 hin sich verjüngendes Scheibengewinde 9 angeordnet. Das Scheibengewinde 9 hat einen relativ langen Gewindegrund, so daß eine Topfscheibe 10 aufgeschraubt werden kann. Die TopfScheibe 10 ist dreh¬ bar in einer Verdrehnut 11 des Schraubenschaftes 4 zwi¬ schen Scheibengewinde 9 und Angreifabschnitt 7 gehalten. Sie hat eine trichterförmige Aufnahme 12 für den Angreif¬ abschnitt 7.

Zum Befestigen der Holzbohle 2 auf dem Trapezblech 1 wird zunächst die Selbstbohrschraube 3 in die Holzbohle einge¬ dreht. Das Bohrloch wird von der Bohrgewindespitze 5 er¬ zeugt. Bohrgewindespitze 5 und Traggewinde 6 erzeugen ein Innengewinde in der Holzbohle 2.

Sobald die Bohrgewindespitze 5 das Trapezblech 1 erreicht, übt sie darauf eine nach unten gerichtete Druckkraft aus, weil sich das Traggewinde 6 an dem Innengewinde der Holz¬ bohle 2 abstützt. Voraussetzung hierfür ist, daß die Holz¬ bohle 2 auf das Trapezblech 1 zu gedrückt wird, z.B. indem sich ein Monteur daraufstellt oder aber Schraubzwingen verwendet werden, falls die Sichtkuppelausschnitte vorab erzeugt wurden.

Schließlich greift die Bohrgewindespitze 5 in das Trapez¬ blech 1 ein. Ist der Angreifabschnitt 7 mit der anliegen¬ den Scheibe 10 noch nicht zur Anlage an der Oberseite der Holzbohle 2 gekommen, bewegt sich dann die Selbstbohr¬ schraube 3 zunächst mit identischem Vorschub durch Holz¬ bohle 2 und Trapezblech 1. Kommt der Angreifabschnitt 7 schließlich mit der Topfscheibe 10 zur Anlage, so wird das Holzbohlen-Innengewinde zerstört und das Blech 1 an die Holzbohle 2 herangezogen. Die Vorschubwirkung in der Holzbohle entfällt. Die Selbstbohrschraube 3 kann weiter¬ gedreht werden, bis der Rand der Scheibe 10 flächenbündig zur Holzbohle versenkt ist.

Kommt der Angreifabschnitt 7 mit der Scheibe 10 bereits zur Anlage, bevor die Bohrgewindespitze 5 in das Trapez¬ blech 1 eingreift, so wird die Selbstbohrschraube 3 eben¬ falls weitergedreht, wobei ein Abschnitt des Holzgewindes im Bereich des Traggewindes 6 zerstört werden. Die Selbst-

bohrschraube 3 wird so lange gedreht, bis die Bohrgewinde¬ spitze 5 in das Trapezblech ein Bohrloch eingearbeitet, in dieses eingegriffen, das Blech herangezogen hat und die Topfscheibe versenkt hat.

Beim Eindrehen der konischen Bohrgewindespitze 5 in das Trapezblech 1 wird eine Ausbördelung 13 erzeugt, die trotz der geringen Blechstärke ein Eingreifen von mehreren Gewindegängen und Verspannen der Fügeteile ermöglicht. Die Rippen 8' auf der Anlagefläche 8 wirken einem Überdrehen der Selbstbohrschraube 3 in dem Blechgewinde der Ausbör¬ delung 13 entgegen, weil sie die Reibkraft zwischen Schraube 3 und Scheibe 10 erhöhen.

Zum Vermeiden eines Überdrehens kommt bevorzugt eine Topfscheibe 10 gemäß Fig. 2 zum Einsatz, die angrenzend an eine Durchführöffnung für den Schraubenschaft 4 insgesamt sechs gleichmäßig verteilte, radial verlaufende Nuten 10' aufweist. Die Nuten 10' sind in Anordnung und Abmessung auf die Rippen 8' der Schraube abgestimmt, so daß der angestrebte Verriegelungseffekt zwischen Selbstbohr¬ schraube 3 und Scheibe 10 erreicht wird. Die Nuten 10' sind in die Scheibe so eingedrückt, daß sich darunter Fräsvorsprünge 10'' bilden, die das Versenken von Scheibe 10 und Angreifabschnitt 7 der Selbstbohrschraube 3 be¬ günstigen und zugleich einem Überdrehen entgegenwirken.

Wenn die Holzbohle 2 an dem Trapezblech 1 befestigt ist, hat die Bohrgewindespitze 5 gegenüber der Innenseite des Blechs einen Überstand von etwa 20 mm.

Soweit die Einzelheiten der in der Fig. 3 dargestellten Schraubverbindung mit der zuvor erläuterten übereinstimmen,

sind identische Bezugsziffern eingetragen. Insoweit wird auf die obige Beschreibung verwiesen. Jedoch ist an den Angreifabschnitt 7 unten eine flache Scheibe 14 angepreßt, die direkt auf dem Grund der Topfscheibe 10 aufliegt.

Andere Ausführungen des Schraubenkopfes sind möglich. Ins¬ besondere kommen Senk-, Linsen-Senk- oder Linsenköpfe in Betracht.

Die in Fig. 4 gezeigte Schraube 12 für eine Betonschicht weist einen Angreifabschnitt 13 mit einer nicht darge¬ stellten Innenangriffsfläche für ein Werkzeug sowie. eine sogenannte Nagelspitze 14 auf. Die Fig. 5 zeigt in Drauf¬ sicht eine etwas modifizierte Schraube mit Außensechskant 15 für den Werkzeugangriff. Der Schraubenschaft 16 hat ein an die Nagelspitze 14 angrenzendes Traggewinde 17, daneben einen gewindelosen Zylinderschaftabschnitt 18 und ein da¬ ran angrenzendes Scheibengewinde 19. Zwischen Scheibenge¬ winde 8 und Angreifabschnitt 2 ist eine Verdrehnut 20 aus¬ gebildet.

Das Traggewinde 17 ist zweigängig und weist einen ersten Gang 21 und einen zweiten Gang 22 auf, wobei letzterer ei¬ nen größeren Durchmesser aufweist als der erstere. Der Durchmesser des ersten Gewindeganges 21 entspricht dem Durchmesser eines Kernlochs, das in Beton oder einen ähn¬ lichen Werkstoff vorgebohrt ist, in den die Schraube 12 eingeschraubt werden soll. Das Gegengewinde in der Wandung des Kernlochs oder der Kernbohrung wird daher nur von dem Gewindegang 22 erzeugt, während der Gewindegang 21 aus¬ schließlich zentrierend Wirkung entfaltet. In Gasbeton wird die Schraube 12 ohne Vorbohrung eingedreht.

Wie besser aus der Fig. 7 ersichtlich ist, weist der Ge¬ windegang 22 Kerben 23 auf, die Räumungszwecken dienen. Ferner ist aus Fig. 4 zu erkennen, daß der Spitzendurch¬ messer des Gewindegangs 22 nahe der Spitze 14 etwas gerin¬ ger ist. Er nimmt von der Spitze 14 ausgehend allmählich zu, erreicht jedoch nach zwei Steigungen bereits den Außendurchmesser, den er in seinem gesamten übrigen Ver¬ lauf hat.

Fig. 4 und 6 zeigen, daß der Angreifabschnitt 13 an einer Anlagefläche 24, die konisch zum Schraubenschaft 16 hin geneigt ist, Rippen 25 mit einem spitzen Winkel θ von ca. 100° hat. Davon sind sechs über den Schraubenumfang gleichmäßig verteilt angeordnet.

Die Verdrehnut 20 ist in eine zentrale Bohrung 26 einer Scheibe 27 eingesetzt, die eine konische Gegenanlagefläche 28 für die Anlagefläche 24 aufweist. In die Gegenanlage¬ fläche 28 sind radial verlaufende Nuten 29 eingearbeitet, die mit den Rippen 25 korrespondieren und diese in der dargestellten VerriegelungsStellung aufnehmen. Wird die Scheibe 27 in der Verdrehnut 20 etwas abgesenkt, so ist sie frei gegenüber dem Schraubenschaft 18 drehbar. Außen ist die Scheibe 27 mit einer umlaufenden und nach unten vorspringenden Sicke 30 versehen.

Die Scheibe gelangt in die Verdrehnut 20, indem sie über das Traggewinde 21, 22 gedreht, den Zylinderschaftab¬ schnitt geschoben und über das Scheibengewinde 19 gedreht wird, bis sie die Verdrehnut 20 erreicht. Der Außendurch¬ messer des Scheibengewindes 19 übersteigt den des Tragge¬ windes 21, 22, so daß die Scheibe 27 einfach zum Scheiben¬ gewinde 19 befördert und von diesem sicher in der Verdreh-

nut 20 gehalten werden kann. Traggewinde 17 und Scheiben¬ gewinde 19 steigen in derselben Richtung an, so daß sich die Scheibe 27 beim Eindrehen des Traggewindes 21, 22 und Anlage an der zu befestigenden Schicht nicht unbeabsich¬ tigt aus der Verdrehnut 20 entfernen kann.

Zur Funktion der erfindungsgemäßen Schraube 1 wird auf die Fig. 8 Bezug genommen, welche die Befestigung einer Dämm¬ stoffSchicht 31 an einer Tragschicht 32 aus Beton zeigt. Die Tragschicht 32 hat ein vorgebohrtes Kernloch 33, des¬ sen Durchmesser etwa dem Durchmesser des ersten Gewinde¬ ganges 11 entspricht. Der zweite .Gewindegang 12 hat ein Gegengewinde in der Tragschicht erzeugt. Die Dämmstoff- schicht 31 wird beim Bohren des Kernloches 33 in Beton ebenfalls mit einer Bohrung 34 für die Schraube 12 verse¬ hen.

Der Angreifabschnitt 13 ist über seine Rippen 25 mit den Nuten 29 der Scheibe 27 verriegelt. Der Teller 27 liegt auf der Dämmstoffschicht 31 oder einer daraufgelegten Dachabdeckung auf, wobei sich die Sicke 30 in die Dämm¬ stoffschicht 31 eingräbt. Zusammen mit der Rechteckform der Scheibe 27 bewirkt dies einen erheblichen Widerstand gegen deren Verdrehen auf der Dämmstoffschicht. Sobald die Schraube 12 mit ihrer Scheibe 27 verriegelt ist, wird sie deshalb an einem weiteren Eindrehen in die Tragschicht 32 gehindert, wodurch der Aufbau einer Ausreißkraft vermieden wird, die das eingeformte Gewinde zerstören könnte.




 
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