[0001] Die Erfindung betrifft eine Schraube insbesondere zur Verschraubung in porösem Werkstoff, insbesondere in Holz, mit einer lochbildenden Spitze gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

[0002] Bei Holzschrauben, die ohne Vorbohrung in einer Holzkonstruktion verschraubt werden, kann es dazu kommen, dass das Holz durch den Lochherstellungsvorgang durch die Schraube gespalten wird. Dies kann geschehen, da durch den Lochbildungsvorgang entstehende Späne zu einer lokalen Verdichtung führen können, was die während des Einschraubvorgangs erzeugten Radialkräfte erhöht. Solch eine Spaltwirkung entsteht auch bei Schrauben mit einer Gewindespitze, da in dem Material, welches beim Eindrehen der Schraube durch das Volumen der eingedrehten Schraube verdrängt wird, eine Vorspannung aufgebaut wird, die in einem faserigen Werkstoff wie Holz zu einer Spaltwirkung führt.

[0003] Zur Verankerung einer Schraube in Holz sind unterschiedliche Ansätze bekannt, die die Spaltneigung reduzieren sollen.

[0004] Die DE 20 2007 018 179 U1 zum Beispiel offenbart eine Schraube zur Verankerung in Holz, die über ihre Spitze eine Schabenut aufweist, die ein sofortiges Greifen des Gewindes in das Holz begünstigt und andererseits das Spalten des Holzes verhindern soll.

[0005] Die EP 1 903 224 A2 offenbart eine Schraube, die eine außermittige Spitze aufweist, die mit einer Ausnehmung versehen ist, wobei zwei seitlich liegende Schneidkanten über Schabeflächen verbunden sind. Die Schabeflächen laufen am kopfseitigen Ende der Spitze - am Übergang zum Schaft - in einer Ebene, die im 57122spitzen Winkel zur Normalen der Schraubenachse liegt, aus. Durch den geneigten Übergang kann von der Schneidspitze abgetragenes Material aus der Ausnehmung der Schneidspitze hinaustreten. Dies reduziert die Spaltneigung des Holzes beim Einschraubvorgang.

[0006] Es soll eine Schraube zur selbstbohrenden Verschraubung in Holz geschaffen werden, bei der die Spaltwirkung während des Einschraubens gegenüber den bekannten Schrauben weiter reduziert wird. Dies geht einher mit der Reduzierung des Drehmoments während des Einschraubvorgangs, das als Maß für die spaltwirkenden Radialkräfte angenommen werden kann.

[0007] Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.

[0008] Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung.

[0009] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass gerade bei weicheren Hölzern, die eine eher geringe Rohdichte aufweisen, die Spaltwirkung reduziert werden kann, indem die Holzmatrix lokal plastisch verformt werden kann und nicht geschnitten oder komprimiert werden muss.

[0010] Die erfindungsgemäße Schraube weist in bekannter Weise einen Schaft auf, der in seinem tragenden Bereich einen Kerndurchmesser besitzt. Der Schaft geht in eine Spitze über. Die Spitze verjüngt sich ausgehend vom tragenden Teil des Schafts und endet in einer vordersten Spitze, wobei die vorderste Spitze auf der Schraubenmittelachse liegt. Die Schraube besitzt ein Gewinde zur Verschraubung mit einem Bauteil in einer Einschraubdrehrichtung, wobei sich das Gewinde bis in die Spitze erstreckt. Das Gewinde erstreckt sich abschnittsweise bevorzugt in den vorderen Bereich der Spitze, insbesondere bis in die vorderste Spitze.

[0011] An der Spitze sind, durch eine Ausnehmung der Schraube, wenigstens zwei Kanten, nämlich eine erste Kante, die beim Eindrehen der Schraube zuerst, insbesondere verdrängend, greift, und eine zweite Kante, die nachfolgend, insbesondere stützend, wirkt, gebildet, die in und entgegen der Einschraubdrehrichtung angeordnet sind. So liegt die erste Kante in Einschraubdrehrichtung der Schraube am Übergang von der Mantelfläche der Schraube zur Ausnehmung, so dass der an die Kante angrenzende Bereich einer durch die Ausnehmung gebildeten Fläche im Wesentlichen in Einschraubdrehrichtung zeigt. Die zweite Kante liegt am Schraubenkörper entgegen der Einschraubdrehrichtung im Übergang, von der Mantelfläche zur Ausnehmung, so dass der an die Kante angrenzende Bereich der durch die Ausnehmung gebildeten Fläche entgegen der Drehrichtung zeigt. Die Kanten können sich auch bis in den Tragbereich, insbesondere den zylindrischen Teil des Schafts, hinein erstrecken. Weiter ist an der Schraube eine Schraubenmittelebene definiert, wobei die Kanten beidseitig der Schraubenmittelebene liegend angeordnet sind. Die Schraubenmittelebene beinhaltet die Schraubenmittelachse und liegt insbesondere mittig zwischen der ersten Kante und der zweiten Kante. Bevorzugt liegt die Schraubenmittelebene, im Querschnitt betrachtet, winkelhalbierend zu den jeweiligen Verbindungslinien der beiden Kanten mit der Schraubenmittelachse. Die beiden Kanten sind über eine Fläche miteinander verbunden.

[0012] Die Fläche weist in ihrem Querschnitt eine Konturlinie, bevorzugt eine geradlinige oder konvexe Kontur, auf. Über die Spitze liegen die Kanten in der Hüllkontur der Spitze. Der Abstand der Kante von der Schraubenmittelachse entspricht dem Radius der Spitze im entsprechenden Querschnitt, wobei die übrige Konturlinie einen geringeren Abstand zur Schraubenmittelachse aufweist.

[0013] Die Schraube besitzt in ihrem Tragbereich, in dem das Gewinde seinen Nenndurchmesser aufweist, einen Kerndurchmesser DK, wobei der Kerndurchmesser als Durchmesser des Hüllzylinders des Schraubenkerns definiert ist. Bei einem zylindrischen Gewindegrund ist der Hüllzylinder identisch mit dem Schraubenkern.

[0014] Die Schraubenmittelebene zwischen den beiden Kanten schneidet die Fläche, wodurch sich in axialer Richtung eine Schnittkurve ergibt. Die Schraubenmittelebene schneidet die Konturlinie insbesondere mittig.

[0015] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Abstand der Schnittkurve zur Schraubenmittelachse in Richtung des Schraubenkopfes, ausgehend von der Spitze, bis zum Erreichen des zylindrischen Teils des Schaftes wenigstens so lange größer wird, bis dieser dem halben Kerndurchmesser entspricht.

[0016] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass entlang der Schnittkurve der axiale

Abstand mit der Länge L von dem Schnittpunkt mit dem Abstand DK/2 zur Schraubenmittelachse zum nächstliegenden Schnittpunkt mit dem Abstand DK/4 größer als DK/3 ist.

[0017] An der ersten Kante wird ein Kantenwinkel gebildet, der zwischen der Konturlinie und dem Schraubenmantel eingeschlossen ist.

[0018] Bei der erfindungsgemäßen Schraube nimmt der an der ersten Kante gebildete Kantenwinkel, der zwischen der Konturlinie und der Tangente an der Mantelfläche liegt, in Richtung des Schraubenkopfes auf sanfte Weise immer weiter zu. So führt der zunehmende Kantenwinkel zu einer zunehmenden Verdrängung des Materials, insbesondere des Holzes, nach außen. Diese Verdrängung führt einerseits zu einer erhöhten, in Umfangsrichtung lokalen, plastischen Verformung des umliegenden Mutter-Werkstoffs, und zu einer zunehmenden Verdrängung von durch die Spitze abgetrenntem Material nach außen. Auf diese Weise übt die Spitze nicht über die gesamte Länge ihrer Kanten eine Schneidfunktion aus. Je weiter der, der jeweiligen Querschnittsebene zugeordnete Schnittpunkt der Schnittkurve zu der Schraubenmittelachse beabstandet ist, umso größer werden die von der Kante erzeugten, entgegen der Schraubrichtung nach Außen gerichteten Kräfte. Dadurch kann eine ausreichend hohe Flächenpressung erzeugt werden, so dass der Mutter- Werkstoff so stark plastisch verformt wird, dass ein Kanal entsteht, der dem Kerndurchmesser der Schraube entspricht, wodurch die Rückstellkräfte des Mutter- Werkstoffs deutlich reduziert werden.

[0019] Durch den auf diese Weise erzeugten hohen lokalen Verdrängungsdruck, wird, nach der Erfindung, die Matrix des Mutter- Werkstoffs in diesem Bereich nicht über eine große Fläche elastisch komprimiert, sondern nur in einem kleinen Bereich und dadurch besser plastisch verformt. Die plastische Verformung des Randbereichs hat den Vorteil, dass auf diese Weise das für den Schraubenkörper notwendige Volumen in dem Werkstoff geschaffen werden kann und dennoch die Vorspannung in der Matrix des Werkstoffs aufgrund der Verringerung der Rückstellkräfte reduziert werden kann.

[0020] So wird durch die Spitze eine fortwährende Materialverdrängung im Sinne einer lokalen plastischen Verformung bei der Lochbildung erzielt, insbesondere im Sinne eines Einbrechens der Porenwände. Entsprechend wird die Spaltwirkung im Material reduziert, was auch mit einem geringen Eindrehmoment einhergeht, da durch die plastische Verformung die Rückstellkräfte des Werkstoffs minimal werden.

[0021] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform nimmt der Abstand der Schnittpunkte entlang der Schnittkurve zur Schraubenmittelachse wenigstens ab der Hälfte der axialen Länge der Spitze in Richtung des Schraubenkopfes kontinuierlich zu. Durch die kontinuierliche Zunahme des Abstandes wird ein fließender Übergang von einem potenziell schneidenden Verhalten zu einem plastisch verformenden und spanverdrängenden Verhalten der Spitze erreicht. So ergibt sich in dieser Richtung eine sukzessiv zunehmende Verdrängungswirkung über die Spitze und gegebenenfalls dem an die Spitze anschließenden Tragbereich des Schafts. Insbesondere erstreckt sich die kontinuierliche Zunahme des Abstandes der Schnittpunkte der Schnittkurve mindestens über eine axiale Länge, die größer als der Kerndurchmesser DK ist.

[0022] Die Funktion der kontinuierlichen Zunahme verläuft im Wesentlichen konkav. Dies kann durch Abschnitte linearer Bereiche unterschiedlicher Steigung und/oder durch hyperbolische und/oder elliptische Bereiche erfolgen.

[0023] Weist die Fläche eine geradlinige Konturlinie auf, ist die Spitze, und ggfs. der Tragbereich des Schafts, in der Normalen-Ebene zur Schraubenachse betrachtet, über ein Kreissegment ausgenommen. Das Kreissegment besitzt eine Höhe. Die Höhe kann höchstens dem Spitzenradius bzw. dem Tragbereichsradius in derselben Normalen-Ebene entsprechen. In Axialrichtung ausgehend von der vordersten Spitze betrachtet ergibt sich eine je nach Funktion der Abnahme des Spitzenradius ausgestaltete Krümmung der Schnittkurve.

[0024] Die geradlinige Ausbildung hat den Vorteil, dass das aus einem anfänglich gegebenenfalls schneidenden Verhalten anfallende Material des Mutter- Werkstoffes aus dem gesamten ausgesparten Volumen der Schraubenspitze von der zweiten Kante ab ungehindert über die Fläche entgegen der Schraubeneindrehrichtung zur ersten Kante hin verfrachtet werden kann, um von dort in den porösen Mutter- Werkstoff eingetragen zu werden, was zur Erhöhung des Kantendrucks beiträgt und die plastische Verformung der porösen Matrix unterstützt. [0025] Alternativ kann die Fläche auch konvex ausgebildet sein, beispielsweise über zwei Flächen in der Querschnittsform eines Kreissektors, insbesondere mit einem stumpfen Außenwinkel. Der Schnittpunkt und oder die Flächen können dabei mehr oder weniger gerundet ausgeführt sein.

[0026] Insbesondere im Fall einer geradlinigen Konturlinie nimmt die Höhe des ausgeschnittenen Kreissegments entsprechend entlang der Schnittkurve, in Richtung des Kopfes, so lange ab, bis das ausgeschnittene Kreissegment im zylindrischen Teil des Schafts ausläuft und damit verschwindet. Analog dazu verringert sich auch eine kreissektorartig gestaltete Ausnehmung.

[0027] Weiter kann vorgesehen sein, dass die Schnittkurve in dem Bereich, in dem sie den halben Kerndurchmesser DK von der Schraubenmittelachse beabstandet ist, eine solche Steigung aufweist, dass die Tangente an diesem Punkt einen Austrittswinkel von weniger als 45° mit der Schraubenmittelachse einschließt. Dadurch kann eine gute Abführung des abgetrennten Materials erfolgen.

[0028] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung beginnt die Schnittkurve im vorderen Bereich der Spitze nahe an der Mittelachse. Insbesondere ist dort der Abstand kleiner als 25 %, insbesondere kleiner als 15 %, insbesondere kleiner oder gleich 10 %, insbesondere kleiner oder gleich 5 %, des Kerndurchmessers.

[0029] Die Gestaltung des Lochbildungsbereichs und der Spitze ist bevorzugt so gewählt, dass wenigstens in dem Bereich der Schnittkurve, in dem sie einen Abstand von 0,4 x DK bis 0,5 x DK zur Schraubenmittelachse aufweist, die Schnittkurve im Tragbereich liegt und dort eine Verdrängungswirkung des abgetragenen Materials sowohl in Verdrängungsrichtung nach außen als auch in Längsrichtung in Richtung des Kopfes auftritt. Durch die sich so ergebende resultierende Verdrängungsrichtung kann das im vorderen Bereich der Spitze abgetrennte Material verbessert aus dem Bereich der Spitze abgeführt werden.

[0030] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung nimmt die Schnittkurve im Bereich der kontinuierlichen Zunahme entlang eines Radius zu. Entspricht die Schnittkurve einem Radius, kann die Ausnehmung der Schraubenspitze auf einfache Weise mittels eines Scheibenfräsers hergestellt werden. [0031] Insbesondere verläuft die Schnittkurve derart, dass sie den Abstand DK/2 von der Mittelachse in einem Punkt erreicht, der in dem der Spitze in Richtung des Kopfs nachfolgendenden Tragbereich des Schaftes, insbesondere zylindrischen Teil, liegt. Dort besitzt der Schraubenkern seinen vollen Kerndurchmesser DK, wodurch die Kante in diesem Bereich wirken kann, um das Schraubenloch auszuformen.

[0032] In einer Weiterbildung der Erfindung besitzt das Gewinde eine Steigung, wobei der Abstand zwischen dem Punkt, an dem die Schnittkurve den Abstand DK/2 von der Mittelachse erreicht, und dem Übergang der Gewindespitze zum Tragbereich, wenigstens dieser Steigung entspricht. Dadurch kann die Verdrängung des Materials auf den Kerndurchmesser über eine ganze Umdrehung erfolgen.

[0033] Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung kann der Abstand zwischen dem Punkt, an dem die Schnittkurve im Tragbereich den Abstand DK/2 von der Mittelachse erreicht, und dem Übergang der Gewindespitze zum Tragbereich bis zum 10-fachen insbesondere, weiter bevorzugt bis zum 8-fachen, weiter bevorzugt bis zum 6-fachen, weiter bevorzugt bis zum 2,5-fachen der Gewindesteigung oder bis etwa dem 1 -fachen, der Gewindesteigung erreichen. Das Verhältnis dieses Abstands zur Gewindesteigung wird als Aktionsverhältnis bezeichnet. Insbesondere bei einem Aktionsverhältnis von mehr als der 2,5, also bei einem Abstand von mehr als der 2,5 -fachen Steigung im Tragbereich, im bevorzugt zylindrischen Teil der Schraube, ergibt sich, dass abgetrenntes, an der Spitze angesammeltes Material effizient in den Mutterwerkstoff verdrängt werden kann, sodass die Spaltwirkung weiter reduziert wird. Dadurch kann eine Verschraubung mit geringerem Abstand zum Rand eines Holzbauteils hin erreicht werden, ohne dass dieses spleißt.

[0034] Durch eine geringere Gewindesteigung wird die Einwirkung eines axialen Kantenabschnitts pro axialem Längenabschnitt des Mutterwerkstoffs erhöht, insbesondere bei einem hohen Aktionsverhältnis, da der Kantenabschnitt pro Längenabschnitt öfter auf den Mutterwerkstoff einwirkt, da aufgrund der geringeren Gewindesteigung der Vorschub der Schraube pro Umdrehung geringer ist. Durch die Erhöhung der Anzahl der Umdrehungen pro Vorschub wird eine verbesserte Verdrängung / Längenabschnitt erreicht, wodurch die Spaltwirkung weiter reduziert werden kann. [0035] Die Anzahl solcher Kantenaktionen pro Längenabschnitt kann entsprechend durch das Aktionsverhältnis bestimmt werden. So kann auch dem Schraubennenndurchmesser durch die Einstellung dieses Aktionsverhältnisses Rechnung getragen werden. So kann mit zunehmenden Nenndurchmesser das Aktionsverhältnis vergrößert werden.

[0036] Bevorzugt beträgt das Aktionsverhältnis mehr als 2,5 und weniger als 8. Insbesondere der Bereich des Aktionsverhältnisses zwischen 3 und 6 hat sich als besonders wirksam erwiesen. Dieses Aktionsverhältnis trägt den Anforderungen an eine möglichst geringe Gesamtgewindelänge und an eine möglichst spleißfreie Verschraubung Rechnung.

[0037] Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.

[0038] In der Zeichnung bedeutet:

Fig. 1 eine ausschnittsweise perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schraube;

Fig. 2 eine Schnittansicht A-A der Fig. 1 ;

Fig. 3 eine Schnittansicht B-B der Fig. 1 ;

Fig. 4a eine vergrößerte Darstellung der Spitze aus Fig. 1 ;

Fig. 4b eine schematische Ansicht eines Schnitts an der in der Fig. 4a angegebenen Position 4b;

Fig. 4c eine schematische Ansicht eines Schnitts an der in der Fig. 4a angegebenen Position 4c;

Fig. 4d eine schematische Ansicht eines Schnitts an der in der Fig. 4a angegebenen Position 4d;

Fig. 5a eine Schraube mit einem Verlauf der Schnittkurve ähnlich Fig. 1 in perspektivischer Ansicht; Fig. 5b eine Schnittansicht C-C einer Schraube gemäß Fig. 5a mit Darstellung der Schnittkurve;

Fig. 5c eine Querschnittansicht B-B der Fig. 5a;

Fig. 6 eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung mit Darstellung der Schnittkurve;

Fig. 7 eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung mit Darstellung der Schnittkurve;

Fig. 8 eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung mit Darstellung der Schnittkurve;

Fig. 9 eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung, und

Fig. 10 eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung.

[0039] Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht, in der eine erfindungsgemäße Schraube 10 ausschnittsweise dargestellt ist. Die Schraube 10 umfasst einen Schaft 12, der von einem zylindrischen Bereich in eine Spitze 14 übergeht, die in einer vorderen Spitze 16 endet. Der Schaft 12 trägt ein Gewinde 18, das sich bis in die Spitze 14 erstreckt. Der Schaft 12 besitzt einen Kerndurchmesser DK.

[0040] Die Spitze 14 weist einen Lochbildungsbereich auf, der so ausgebildet ist, dass an der Schraubenspitze 14 in Drehrichtung eine erste Kante 20 und entgegen der Drehrichtung eine zweite Kante 22 im Übergang von der Mantelfläche zur Ausnehmung gebildet ist. So könnten während der Drehung der Schraube an der ersten Kante 20 wenigstens in ihrem der Spitze näherliegenden Bereich noch Holzfasern von dem Mutter-Werkstoff abgetrennt werden.

[0041] In Fig. 1 ist weiter die Mittelebene ME dargestellt, die die Mittelachse MA beinhaltet und die mittig zwischen den zwei Kanten 20, 22 der Schraubenspitze 14 liegt. Die Kanten 20, 22 sind zur besseren Erkennbarkeit fett dargestellt.

[0042] Zwischen den beiden Kanten 20, 22 erstreckt sich eine Fläche 30, die von der Mittelebene ME geschnitten wird und so eine Schnittkurve, wie in Fig. 2 dargestellt, bildet. Die Fläche 30 weist in der vorliegenden Ausgestaltung eine gerade Kontur auf, wie dies in den Figuren 4b bis 4d gezeigt ist.

[0043] Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht der Schraube gemäß Fig. 1 an der Mittelebene ME sowie die sich in der vorliegenden Ausführungsform ergebende Schnittkurve S. Der Abstand A der Schnittpunkte der Schnittkurve S von der Mittelachse MA vergrößert sich ausgehend von der vordersten Spitze 16 bis zum zylindrischen tragenden Teil des Schafts 12 wenigstens so lange, bis der Abstand A der Schnittkurve S dem halben Kerndurchmesser DK des zylindrischen Teils des Schafts 12 entspricht, der in der Figur mit dem Abstand A2 angegeben ist und in axialer Richtung den Schnittpunkt N2 mit der Normalen-Ebene bildet.

[0044] Wie dargestellt, durchbrechen bei N2, A2 die Kanten 20, 22 die zylindrische Hüllkurve des, insbesondere zylindrischen, Tragbereichs des Schafts, wobei dies im Wesentlichen das Ende des Lochbildungsbereichs darstellt. Die Länge L zwischen den entsprechenden Schnittpunkten mit der Normalen-Ebene, nämlich N1 , bei dem der Abstand der Schnittkurve DK/4 beträgt und N2, bei dem der Abstand DK/2 beträgt, ist größer als 1/3 DK, wobei D der Kerndurchmesser im Tragbereich ist.

[0045] Der dadurch erzeugte, erfindungsgemäß sanfte Auslauf des Lochbildungsbereichs führt zu einer zunehmenden Verdrängung des Materials der Holzmatrix, so dass sich eine plastische Verformung der Holzmatrix im Lochbildungsbereich ergibt. Dadurch kann die Spaltwirkung beim Eindrehen der Schraube reduziert werden.

[0046] In der vorliegenden Ausgestaltung ergibt sich damit für den Lochbildungsbereich der Spitze ein sanfter Übergang von der Ausnehmung der Spitze zum tragenden Teil des Schafts.

[0047] Fig. 3 zeigt einen Schnitt in der Normalen-Ebene zur Schraubenachse B-B durch die Spitze 14. Fläche 30 erstreckt sich von der in Drehrichtung D liegenden ersten Kante 20 über die Schraubenmittelebene ME bis zu der entgegen der Drehrichtung D liegenden Kante 22. Die Fläche 30 verbindet die Kanten im Querschnitt geradlinig orthogonal zur Mittelebene ME. [0048] Fig. 4a zeigt eine vergrößerte Detailansicht der Schnittansicht aus Fig. 2, in der die Lage der schematischen Schnitte in der Normalen-Ebene 4b bis 4d eingetragen sind.

[0049] Die Figuren 4b bis 4d zeigen den schematischen Querschnittsverlauf der Spitze 14, ohne Gewinde, in Richtung des Kopfes (nicht dargestellt) der Schraube. Der Abstand A der Schnittkurve S zur Schraubenmittelachse MA nimmt über den axialen Abstand zur vordersten Spitze 16 zu. Auch der Spitzenradius Rs nimmt über den axialen Abstand zur vordersten Spitze zu. Der Spitzenradius Rs ist der Radius in der jeweiligen Querschnittsebene, den die Spitze 14 in ihrem nicht ausgenommenen Kreisbogensegment mit einer geradlinigen Konturlinie K aufweist.

[0050] Das Verhältnis der Höhe H des ausgeschnittenen Segments (durch Strichl inie gekennzeichnet) zum Spitzenradius Rs in der Normalen-Ebene nimmt mit zunehmendem axialem Abstand zur vordersten Spitze 16 so lange ab, bis die Höhe H des ausgeschnittenen Kreissegments Null ist und der Radius dem halben Kerndurchmesser Dxdes Schafts im Tragbereich entspricht. Der Schnittkurvenkontur in Richtung des Kopfes folgend, kann die Ausnehmung auch außerhalb des Schraubenkerns fortgesetzt sein, so dass auch das Gewinde entsprechend ausgenommen sein kann.

[0051] Durch die Vergrößerung des Abstands von der Schraubenmittelachse und der gleichzeitigen Verkleinerung des Verhältnisses der Höhe H des ausgeschnittenen Kreissegments zum Spitzenradius Rs ergibt sich eine sukzessive Verkleinerung des Schneidwinkels gamma, also des Winkels zwischen der Fläche und der Tangente an der Kante 20. Dadurch ergibt sich insgesamt eine zunehmend verdrängende Wirkung der in Drehrichtung liegenden Kante 20. Dadurch wird eine zunehmend größere Flächenpressung an der Kante 20 in der Richtung der nach außen gerichteten Kraftkomponente V, die einen stumpfen Winkel, nämlich den Scheitelwinkel zum Kantenwinkel, mit der Tangente T an den Kreisumfang der Mantelfläche MF einschließt, erzeugt. So ergibt sich in Richtung des Kopfes eine zunehmend verdrängende Wirkung, die zu einer kontinuierlichen plastischen Verformung des Mutter- Werkstoffs und zu einem Verdrängen des gegebenenfalls durch das schneidende Verhalten des vorderen Bereichs der Spitze anfallenden Materials in die Matrix des Mutter-Werkstoffs führt. [0052] Auf diese Weise kann auch Material, das von der Kante 20 bis zur Lage des Schnitts 4b von der Spitze 14 abgetrennt wurde, mit dem zunehmenden Abstand zur vordersten Spitze 16 aus dem Lochbildungsbereich heraus in die Holzmatrix hineingedrückt werden. Figur 4b zeigt exemplarisch den Kantenwinkel alpha(b), den die Tangente an den Schraubenkern in seinem nicht ausgenommenen Bereich mit der Konturlinie bildet.

[0053] Der dargestellte Kantenwinkel alpha nimmt von alpha(b) in Fig. 4b bis alpha(d) in Fig. 4d zu. Durch die Zunahme des Kantenwinkels alpha, einhergehend mit der Verkleinerung des Schneidwinkels gamma, erfolgt durch die Vergrößerung der nach außen gerichteten Kraftkomponente V eine zunehmende verdrängende Wirkung.

[0054] Die Schnitte in den Figuren 4b bis 4d zeigen exemplarisch, wie sich die nach außen gerichtete Verdrängungskraftkomponente V mit zunehmendem Abstand zur vordersten Spitze vergrößert.

[0055] Es ist damit eine Schraubenspitze geschaffen, deren Spaltwirkung reduziert wird, da die Matrix des Mutter-Werkstoffs gegenüber den bekannten Spitzen sehr viel stärker plastisch verformt wird. Auch in dem Fall, dass im vorderen Bereich der Spitze vorgebohrt wird, wird das abgeschnittene Material durch die zunehmende nach außen wirkende Verformungskraft auch gleich verdrängt.

[0056] Fig. 5a bis Fig. 5c zeigen Darstellungen einer erfindungsgemäßen Schraube 40, deren Kanten über eine konvexe Fläche 50 in der Art einer sektorartigen Konturlinie K miteinander verbunden sind und der Schnittwinkel der beiden Flächenbereiche 52a, 52b mehr als 180° aufweist, nämlich im vorliegenden Fall 225°. Fig. 5a zeigt dabei die perspektivische Ansicht.

[0057] Fig. 5b zeigt die Schnittansicht C-C der Schraube gemäß Fig. 5a an der Mittelebene ME, die winkelhalbierend zu den Flächenbereichen 52a, 52b liegt. In dieser Darstellung ist zu erkennen, dass die Schnittkurve S ausgehend von der vordersten Spitze 46 in ihrem Abstand zur Mittelachse MA erst abnehmen und dann im weiteren Verlauf wieder zunehmen kann. Ab etwa dem Abstand DK von der vordersten Spitze verläuft die Schnittkurve S dann entlang eines Radius R. Die Länge L, in der der Abstand der Schnittkurve S von DK/4 nach DK/2 zunimmt, ist etwas größer als DK/3.

[0058] Fig. 5c zeigt einen Querschnitt B-B der Fig. 5b, wobei der Winkel beta zwischen den Flächenbereichen 52a, 52b von 225° gut zu erkennen ist. Durch diese Gestaltung wird eine größere Verdrängungswirkung relativ zur Schneidwirkung der Kante erzielt.

[0059] Fig. 6 bis Fig. 8 zeigen weitere Ausgestaltungen mit unterschiedlichen Verläufen der Schnittkurve S, wobei die Querschnittsform der Spitzen, im Wesentlichen, den in den Fig. 4b bis 4d beschriebenen Kreissegmenten entspricht.

[0060] Fig. 6 zeigt eine Ausgestaltung, gemäß der, bis etwa zur Hälfte der axialen Ausdehnung der Spitze keine Zunahme des Abstands der Schnittkurve S zur Mittelachse MA erfolgt. Vielmehr liegen die Flächen in diesem Bereich auf der Höhe der Mittelachse. Ab etwa der Hälfte der axialen Ausdehnung der Spitze, ausgehend von der vordersten Spitze, beginnt dann die Zunahme des Abstands der Schnittkurve S zur Mittelachse MA über etwa 1 ,5 x DK, bis dann der Abstand dem halben Kerndurchmesser DK entspricht.

[0061] Fig. 7 zeigt eine Schnittkurve S, die entlang eines Kreisradius verläuft. Die Stelle mit dem geringsten Abstand M ist dabei etwa DK/8 von der Mittelachse beabstandet.

[0062] Fig. 8 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung mit der entsprechenden Schnittkurve S.

[0063] Diese verläuft in der vorliegenden Ausgestaltung ausgehend von der vordersten Spitze bis etwa zur halben Spitzenlänge mit einer linearen Zunahme des Abstands A und im weiteren Verlauf konkav gekrümmt, bevorzugt entlang eines Radius. Der axiale Abstand zwischen dem nächstliegenden Schnittpunkt der Schnittkurve S mit der Normalen-Ebene, bei welchen der Abstand von der Mittelachse MA gleich DK/2 und DK/4 ist, stellt die Länge L dar, die größer als DK/2 ist. Je größer die Länge L ist, desto sanfter kann der Auslauf im Tragbereich des Schraubenschaftes gestaltet sein. Jedoch wird dabei die Tragfähigkeit bei gleicher Gewindelänge reduziert. [0064] Durch den vorderen Bereich kann die Schraubenspitze an unterschiedliche Anwendungsfälle angepasst werden, wobei der Übergang zum tragenden Teil des Schafts sanft ausläuft, was wiederum eine Verdrängung des Materials, das im vorderen Bereich der Spitze abgetrennt wurde, zur Folge hat.

[0065] Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Ausnehmung eine im wesentlichen geradlinige Konturlinie aufweist und sich die Ausnehmung etwas mehr als die Steigung P in den zylindrischen Teil des Schafts hinein erstreckt. Dies führt dazu, dass der Bereich der Kante, der auf dem Kerndurchmesser DK liegt, den Abstand DK/2 von der Schraubenmittelachse aufweist, und wenigstens über den Vorschub einer vollständigen Umdrehung der Schraube auf den Mutter- Werkstoff einwirkt, wodurch die Lochbildungswirkung verbessert wird. Die Länge L nimmt innerhalb des Abstands der Schnittkurve von DK/4 ZU DK/2 ZU und liegt in der vorliegenden Ausführung vollständig im Tragbereich des Schafts. Dies bedeutet, dass der Abstand AK von dem Übergang der Schraubenspitze zum Tragbereich zum Austrittspunkt, an dem die Ausnehmung ausläuft, also der Punkt an dem der Abstand zur Mittelachse DK/2 beträgt, größer als die Länge L ist. Das Aktionsverhältnis AK / P liegt hier bei weniger als 2,5. Dadurch kann bei gleicher Gesamtgewindelänge ein längerer Bereich an vollständig tragendem Gewinde im Tragbereich erreicht werden.

[0066] Fig. 10 zeigt eine weitere Ausgestaltung, bei der der Punkt, auch Austrittpunkt, bei dem die Schnittkurve den Abstand DK/2 von der Mittelachse erreicht, im zylindrischen Tragbereich des Schaftes liegt. Der Abstand AK beträgt im vorliegenden Beispiel in etwa das 4-fache der Gewindesteigung P. Das Aktionsverhältnis AK / P liegt demnach bei etwa 4. Mit einer solchen Ausgestaltung kann eine weitere Reduzierung der Spaltwirkung, bei gleichem Mutterwerkstoff, erfolgen, da zum einen durch das erhöhte Aktionsverhältnis, eine verstärkte Verdichtung des Muttermaterials erfolgen kann, zum anderen durch die längere Ausnehmung ausgeschnittenes Material verbessert aus dem geformten Kanal ausgetragen werden kann. Dadurch kann eine Verschraubung in randnahen Bereichen spleißfrei erfolgen.

Insbesondere liegt auch in diesem Ausführungsbeispiel der Punkt, an dem die Schnittkurve DK/4 erreicht, im Tragebereich der Schraube, wonach auch in dieser Ausführung AK deutlich größer als L ist.