Eine derartige Schraube ist aus der europäischen Patentanmeldung 501 519 be- kannt. Die Besonderheit dieser bekannten Schraube besteht darin, daß sowohl die Lastflanke (dem Schraubenkopf zugeführte Gewindeflanke) als auch die Rück- flanke (der Lastflanke gegenüberliegende Flanke) ihrer Gewindegänge über Run- dungen in den Gewindegrund einlaufen. Diese gerundete Gestaltung wird in der Einleitung der Druckschrift im Gegensatz zu der darin zitierten DE-OS-32 35 352 als vorteilhaft herausgestellt. Beim Gegenstand dieser DE-OS-32 35 352 ist der Übergang des Flankenprofils in den Kernbereich des Gewindes unstetig ausgebil- det, dieser Übergang besteht nämlich aus einem Knick. In der weiterhin in der europäischen Patentanmeldung zitierten DE-OS-32 07 975 ist demgegenüber eine selbstfurchende Schraube offenbart, bei der sich der Flankenwinkel der Gewinde- gänge von der Flankenspitze bis zum Gewindegrund stetig vergrößert, was eine schädigungsfreie Umformung des Kunststoffs begünstigen soll, in den die betref- fende Schraube einzudrehen ist. Ergänzend wird in der europäischen Patentan- meldung zu der Schraube gemäß der DE-OS 32 07 975 darauf hingewiesen, daß bei der darin beschriebenen für das Einschrauben im Kunststoff bestimmten Schraube die Gewindegänge nicht asymmetrisch verlaufen, d. h. die zwischen Lastflanke und Rückflanke liegende Winkelhalbierende der Gewindegänge ver- läuft senkrecht zur Schraubenachse.

Es ist weiterhin eine vorzugsweise zur Verwendung bei Spanplatten geschaffene, selbstfurchende Schraube aus der europäischen Patentanmeldung 713 017 be-

kannt, bei der der Querschnitt der Gewindegänge im Bereich der Lastflanke einen Knick aufweist, und zwar derart, daß von der Gewindespitze her nach dem Knick die Lastflanke mit einem größeren Winkel gegenüber der Senkrechten zur Schraubenachse verläuft. Außerdem verläuft bei dieser Schraube die Winkelhal- bierende zwischen Lastflanke und Rückflanke im Bereich zwischen der Gewinde- spitze und dem Knick in einer zum Schraubenkopf hin gerichteten Schräglage.

Hierdurch bilden die Gewindegänge dieser Schraube bei ihrem Anziehen bzw. bei Belastung eine der Senkrechten angenäherte Auflagefläche, wobei sich der Ge- windegang besonders stark gegen gegen ihn drückendes Material des betreffenden Bauteils stemmt. Die Folge ist, daß die einzelnen Gewindegänge durch praktisch parallel zur Schraubenachse verlaufende Kräfte auf Biegung beansprucht werden, was die Belastbarkeit dieser Schraube entsprechend verringert.

Eine ähnliche Gestaltung weisen selbstfurchende Schrauben auf, wie sie in der europäischen Patentanmeldung 133773 und der DE-OS 36 15 271 offenbart sind, da bei diesen bekannten Schrauben im Bereich zwischen Gewindespitze und ei- nem Knick in der Lastflanke die auf die Gewindegänge auftreffenden Kräfte bei Belastung praktisch parallel zur Schraubenachse verlaufen. Besonders ausgeprägt ist dies bei der Schraube gemäß der DE-OS 36 15 271, bei der die Lastflanke im Bereich zwischen Gewindespitze und Knick senkrecht zur Schraubenachse ver- läuft. Die beiden bekannten Schrauben sind also beim Anziehen der Schrauben und damit in bezug auf hohe Biegebelastungen der Gewindegänge besonders empfindlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Schraube so zu gestalten, daß ihre Herstellung durch Gewindewalzen verbessert und dar- über hinaus ihre Belastbarkeit und Haltekraft vergrößert wird. Die geometrische Gestaltung der Schraube ist dabei so zu wählen, daß ein optimiertes Einschraub- verhalten in dem jeweiligen metallischen Werkstoff erreicht wird.

Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß die Lastflanke gerade zum Gewin- degrund verläuft und die Rückflanke von der Gewindespitze zunächst gerade und von etwa 1/3 ihrer Höhe über einen Knick in eine gerade Abwinkelung mit einem Winkel übergeht, der größer als der zur Senkrechten gemessenen Winkel der Rückflanke ist und zwischen 30° und 50° liegt, wobei das Durchmesserverhältnis von Gewinde-Kerndurchmeser zu Gewinde-Außendurchmesser größer als 0,7 und das Verhältnis von Gewindesteigung zu Gewinde-Außendurchmesser kleiner als 0,25 ist.

Aufgrund des von den Gewindespitzen zum Gewindegrund im wesentlichen ge- radlinigen Verlaufs im Bereich der Lastflanke und auch der einen Knick enthal- tenden Rückflanke läßt sich die Schraube mit Walzbacken walzen, deren Rillen im Querschnitt jeweils einen entsprechenden geradlinigen Verlauf aufweisen, was für die Herstellung der Walzbacken einen erheblichen Vorteil gegenüber in die- sem Bereich abgerundeten Walzbacken darstellt. Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß die mit einem Durchmesserverhältnis von Gewinde-Kerndurchmesser zu Ge- winde-Außendurchmesser von größer als 0,7 gegebene Dimensionierung zu einer Verkürzung der Gewindegänge führt, so daß diese nur über eine relativ geringe radiale Höhe Biegebelastungen beim Anziehen der Schraube und bei Belastung durch das betreffende Bauteil ausgesetzt sind, die zudem noch dadurch gut aufge- fangen werden, daß die Abwinkelung sich über den Bereich erstreckt, der eine starke Abstützung der Gewindegänge gegen Abknicken erfordert. Dabei läßt der erst bei 1/3 der Höhe der Gewindegänge liegende Knick ausreichend Raum im äußeren Bereich der Gewindegänge für das Abfließen des verdrängten Materials des betreffenden Bauteils, so daß dieses Abfließen nicht behindert wird.

Auf der Lastflanke der Gewindegänge ergibt sich beim Anziehen der Schraube aufgrund von deren durchgehend geraden schrägen Verlauf eine auf diese Flanke auftreffende Kraft, die wegen der Schräglage der Lastflanke entsprechend schräg in die Schraube und damit deren Kern eingeleitet wird, der aufgrund seines relativ großen Durchmessers in der Lage ist, hohe Kräfte aufzunehmen. Umgekehrt ver-

läuft der Druck im Material des Bauteils ebenfalls in Schrägrichtung, d. h. in das die Einschraubstelle umgebende Material, wo dieser Druck ohne weiteres aufge- fangen werden kann. Der gradlinig schräge Verlauf der Lastflanke ermöglicht dabei eine gleichmäßige Druckverteilung über die gesamte Höhe der Gewindelast- flanke, so daß hierdurch immer eine maximale Kontaktfläche und maximale Rei- bung beim Anziehen der Schraube ermöglicht wird, ohne das Material zu schädi- gen. Aufgrund des Verhältnisses von Gewindesteigung zu Gewindeaußendurch- messer, das kleiner als 0,25 gewählt ist, ergibt sich ein Gewinde mit eng zueinan- der liegenden Gewindegängen, so daß über eine bestimmte Länge im betreffenden Bauteil eine relativ große Zahl von Gewindegängen verankert wird. Dies hat ent- sprechend hohe Ausreiß-und Haltekräfte zur Folge.

Vorteilhaft wird der Winkel zwischen der Winkelhalbierenden (zwischen Last- flanke und Rückflanke) und der Senkrechten zur Schraubenachse so gewählt, daß er im Bereich zwischen 5° und 15° liegt. Die sich hieraus ergebende Schräglage der Gewindegänge führt auch bei kleinen Flankenwinkeln (gemessen zwischen Lastflanke und Rückflanke) zu einer ausreichenden Schräglage der Lastflanke mit der Folge einer günstigen Einleitung von auf die Lastflanke wirkenden Kräften in den Kern der Schraube. Die Schräglage und der gerade Verlauf der Lastflanke sind also für die Reibung der eingedrehten Schraube gegenüber dem Bauteil ver- antwortlich, die ausreichend groß sein muß, damit das Überdrehmoment, bei dem die Schraube das Gewinde im Bauteil ausreißen würde, nicht ohne weiteres er- reicht wird.

Die erfindungsgemäße Schraube ist besonders geeignet, in Stahl eingedreht zu werden, wozu die Schraube natürlich selbst ebenfalls aus Stahl besteht. In diesem Fall hat sich ein Flankenwinkel zwischen Last-und Rückflanke von 38° bis 48° als günstig ergeben, da hierdurch ein optimales Verhältnis von verdrängtem Vo- lumen und Beanspruchbarkeit des Werkstoffes geschaffen wird. Wird die erfin- dungsgemäße Schraube aus Stahl in Leichtmetall eingedreht, so ist in diesem

Falle ein Flankenwinkel zwischen Last-und Rückflanke von 32° bis 42° zweck- mäßig.

Es ist auch möglich, die Schraube aus Aluminium, insbesondere aus einer harten Aluminiumlegierung, auszubilden, die dann ebenfalls zum Eindrehen in Leicht- metall geeignet ist. In diesem Fall wählt man den Flankenwinkel zwischen Last- und Rückflanke zweckmäßig zwischen 58° und 68°.

Eine besonders günstige Schräglage der Winkelhalbierenden ergibt sich dann, wenn diese mit etwa 1/6 des Flankenwinkels zwischen Last-und Rückflanke ge- wählt wird.

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Schraube mit Schraubenkopf und selbstfurchendem Gewinde, Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil des Gewindes aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung, Fig. 3 einen Schnitt durch das Gewinde ähnlich demjenigen gemäß Fig. 2 mit einem Flankenwinkel von 45°, Fig. 4 einen ähnlichen Schnittwinkel eines Gewindes mit einem Flanken- winkel von 33 °, Fig. 5 einen Schnitt durch ein Gewinde mit einem Flankenwinkel von 60°.

In der Fig. 1 ist eine selbstfurchende Schraube mit dem Schraubenkopf 1 und dem Kern 2 dargestellt, auf den das Gewinde 3 aufgewalzt ist. Es handelt sich dabei um ein eingängiges Gewinde mit den einzelnen Gewindegängen 4, die eine vom Schraubenkopf 1 weggerichtete Schräglage zur Senkrechten 5 in bezug auf die Schraubenachse 6 aufweisen. In den Schraubenkopf 1 ist ein Schraubenantrieb 7 eingeprägt, bei dem es sich um eine bekannte Gestaltung handelt.

In der Fig. 2 ist das Gewinde 3 gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung im Schnitt gezeigt. Die einzelnen Gewindegänge 4 weisen die zu dem Schraubenkopf 1 weisende Lastflanke 8 und die gegenüberliegende Rückflanke 9 auf. Die Last- flanke 8 erstreckt sich von der Gewindespitze 10 gerade zum Gewindegrund 11.

Die der Lastflanke 8 gegenüberliegende Rückflanke 9 geht über den Knick 12 in die Abwinkelung 13 über. Die Lastflanke 8 mit ihrem Flankenwinkel y und die Rückflanke 9 mit ihrem Flankenwinkel 6, jeweils bezogen auf die Senkrechte 5, bilden den Flankenwinkel ß, der hier 39° beträgt. Die Winkelhalbierende 15 des Flankenwinkels ß, die wesentlich die Schräglage der Gewindegänge 4 bestimmt, bildet zu der Senkrechten 5 den Winkel s. Die Abwinkelung 13 verläuft in bezug auf die Senkrechte 5 zur Schraubenachse 6 in einem Winkel a, der größer ist als der Rückflankenwinkel 6 gemessen zwischen der Senkrechten 5 und der Rück- flanke 9.

In die Fig. 2 ist noch die Steigung P (Abstand zwischen zwei benachbarten Ge- windegängen 4), der Außendurchmesser D des Gewindes und der Kerndurchmes- ser K des Gewindes eingetragen. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Gewinde beträgt das Durchmesserverhältnis von Gewindekerndurchmesser K zu Gewindeaußen- durchmesser D 0,8, das Verhältnis von Gewindesteigung P zu Gewindeaußen- durchmesser D beträgt 0,17. Der Flankenwinkel beträgt hier 39°.

In den Fig. 3 bis 5 sind Varianten des Gewindes gemäß Fig. 2 dargestellt. Bei dem Gewinde gemäß Fig. 3 beträgt der Flankenwinkel ß 45°, bei dem Gewinde gemäß Fig. 4 beträgt der Flankenwinkel ß 33° und bei dem Gewinde gemäß Fig. 5 der Flankenwinkel ß 60°.

Bezüglich der Gestaltung der Gewinde gemäß den Fig. 2 bis 4 sei noch darauf hingewiesen, daß der Gewindegrund 11 jeweils zylindrisch verläuft.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die in den Fig. 2 bis 5 in vergrößerter Dar- stellung wiedergegebenen Gewindeausführungsbeispiele Bereiche von jeweils

günstigen Flankenwinkeln ß darstellen, die für bestimmte Anwendungsfälle, wie oben im einzelnen dargelegt, Verwendung finden können.

Der Knick 12 im Bereich der Rückflanke 9 liegt bei dem Gewinde gemäß Fig. 2 bis 5 bei 1/3 der Höhe der Gewindegänge 4, wobei diese Höhe vom Gewinde- grund 11 in Richtung Gewindespitze 10 gemessen ist. Die vom Knick 12 ausge- hende Abwinkelung 13 verläuft beim Gewinde gemäß den Fig. 2 bis 5 jeweils in dem Winkel a (siehe Fig. 2), der 45° beträgt.