DE1900574B2 - Selbstschneidende schraube - Google Patents

Description

3 4

Wie aus den Fig. 2, 3 und 4 hervorgeht, weist die Schrauben, da infolge der Vibrationsbewegung, mit

Spitze 13 zwei ebene Flächen 15 und zwei Bohrnuten der die Schraube eindringt, auch kleine Mengen von

16 auf. Jede Fläche 15 geht mit einer ihrer Kanten in Spänen, die sich gebildet haben, zerstört und entfernt die parallel zur Schraubenachse verlaufende, in Dreh- werden.

richtung vorn liegende Seitenwandung 17 der Bohrnu- 5 Bei der Herstellung der in Fig. 1 dargestellten

ten über, die zwischen den ebenen Flächen 15 liegen. Schraube geht man von einem Rohling glatter zylin-

Gemäß Fig. 1 weisen die in Drehrichtung vorn lie- drischer Form aus, an dessen einesa Ende in bekannter

genden Seitenwandungen 17 der Bohrnuten 16 einen Weise der Kopf 12 angeformt wird. Das andere Ende,

Kantenabschnitt 19 auf, der vom Schaft 10 aus schräg welches die Spitze bilden soll, wird durch einen be-

nach außen und unten verläuft und an den Zwischen- io kannten Preßvorgang im Durchmesser verringert. An

punkt 20 herangeht. Jede Seitenwandung 17 weist den Endabschnitt mit verringertem Durchmesser wird

außerdem einen weiteren Kantenabschnitt 21 auf, der danach die Spitze angeformt, indem man Gesenke ent-

sich vom Zwischenpunkt 20 radial nach innen und sprechender Ausbildung in einem Abklemmvorgang

nach unten zur Spitze erstreckt. Wie die F i g. 1 zeigt, zum Einsatz bringt. Beim Abklemmvorgang führt das

ist der radiale Abstand des die Verbindungsstelle zwi- 15 radial nach außen erfolgende Ausweichen des Metalls

sehen den Kantenabschnitten 19 und 21 bildenden zur Herstellung einer Spitze mit den zuvor erwähnten,

Zwischenpunktes 20 von der Schraubonachse größer nach außen herausstehenden Kanten. Anschließend

als der Radius des Schaftes 10. wird auf dem glatten Abschnitt des Schaftes 10 das

Jede Bohrnut 16 besitzt außerdem einen ebenen Gewinde aufgerollt.

Nutengrund 22, der zwischen den Seitenwandungen 20 Die F i g. 5 und 6 zeigen eine Schraube mit etwas

17 und 18 liegt, und der von der Spitze aus schräg abgewandelter Spitzenform, die mittels eines Verfahnach oben und nach außen verläuft. Der in Fig. 1 ein- rens erzeugt wird, welches sich von dem Verfahren gezeichnete Winkel A zwischen dem ebenen Nuten- zur Herstellung der Schraube nach F i g. 1 geringfügig grund 22 der Bohrnut und der Schraubenachse beträgt unterscheidet.

vorzugsweise etwa 20°, so daß die beiden ebenen Nu- 85 Die Spitze der Schraube nach den F i g. 5 und 6 ist

tengründe 22 der Bohrnuten einen Winkel von etwa der nach F i g. 1 sehr ähnlich. Gleiche Teile oder Ab-

40° einschließen. schnitte der Spitze sind mit den gleichen Bezugsziffern

Zwischen der Ecke 22 a jedes Nutengrundes 22 versehen.

und der Stelle des Schaftes 10, an welcher das Ge- Der Unterschied der Spitze nach F i g. 5 gegenüber winde beginnt, befindet sich ein ebener Wandungsab- 30 der Spitze nach F i g. 1 liegt in der Kante 19 der vorn schnitt 22 b, der schräg nach außen verläuft. Wie die liegenden Seitenwandung 17 der Bohrnuten und geht F i g. 1 zeigt, ist der Neigungswinkel des Wandungs- auf einen geringfügigen Unterschied bei der Herstelabschnittes 22 b gegenüber der Schraubenachse grö- lung zurück,
ßer als der Winkel A. Bei der Herstellung der Schraube nach F i g. 5 wird

Die Seitenwandungen 17 der Bohrnuten 16 liegen 35 ein zylindrischer Rohling mit einem Kopf versehen,

gemäß F i g. 2 auf einer Durchmesserlinie, während Im Unterschied zur Herstellung der Schraube nach

die Seitenwandungen 18 in parallelen Ebenen beider- F i g. 1 wird der andere Endabschnitt des Rohlings je-

seits der Schraubenachse, liegen und von dieser den doch im Durchmesser nicht verringert. Das Ende wird

gleichen Abstand haben. zur Herstellung der Spitze in der gleichen Weise abge-

Diese Ausführung führt, wie aus Fi g. 4 ersichtlich 40 klemmt wie im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1. Der ist, dazu, daß zwischen den beiden Bohrnuten über die Abklemmvorgang führt dazu, daß das Metall an der Schraubenachse hinweg ein verhältnismäßig dicker, Spitze radial nach außen gedrückt wird. Da der Abmeißelfönniger Steg 23 vorhanden ir.t, der wesentlich klemmvorgang jedoch an einem Endabschnitt des dazu beiträgi, daß die Festigkeit der Spitze trotz der Rohlings stattfindet, dessen Durchmesser nicht vervorhandenen Bohrnuten gewahrt bleibt. 45 ringert wird, weicht das Metall weiter nach außen aus

Wenn eine derartige Schraube in einem Werkzeug als im Falle der Spitze nach Fig. 1, und zwar in einem

zur Verwendung kommt, welches der Schraube solchen Ausmaß, daß der Maximaldurchmesser der

gleichzeitig axial gerichtete Schläge und eine Drehbe- Spitze unzulässig groß wird, was zur Herstellung eines

wegung erteilt, so wirken die Kantenaoschnitte 21 der Kernloches mit Übergröße führen würde,

vorn liegenden Seitenwandungen der Bohrnuten als 50 Wenn der Rohling daher zur Herstellung des Ge-

Scher- und Anbohrkanten, die im Blech ein Kernloch windes llweiter bearbeitet wird, verwendet man ein

erzeugen, dessen Durchmesser D gemäß Fig. 2 gleich Gesenk 25, wie es schematisch in Fig. 5 angedeutet

dem Abstand der auf einer Durchmesserlinie liegen- ist, nämlich ein Gesenk, welches außer dem Abschnitt

den Zwischenpunkte 20 ist. 26 zur Erzeugung des Gewindes einen weiteren glat-

Vorzugsweise beträgt der in F i g. 1 mit B bezeich- 55 ten Abschnitt 27 aufweist, welcher auf das zur Erzeunete, von den Kantenabschnitten 21 eingeschlossene gung der Spitze abgeklemmte Ende des Rohlings einWinkel 90 bis 140°. wirkt.

Kommt eine derartige Schraube unter gleichzeiti- Die ebene Fläche 28 des Abschnittes 27 des Ge-

ger Schlag- und Dreheinwirkung zum Einsatz, so ent- senkes liegt in einer Ebene, die nicht genau parallel

steht unter geringer oder gar keiner Spanerzeugung 60 zur Schraubenachse verläuft, sondern mit dieser einen

ein Kernloch. Es scheint, daß durch die Schlag- und kleinen Winkel einschließt. Natürlich ist in der vergrö-

Dreheinwirkung eine Scher- und Hammerwirkung Berten Darstellung der F i g. 5 der Freiwinkel der

entsteht, wobei die Kantenabschnitte 21 der Bohrnu- Fläche 28 etwas übertrieben. Die zwischen den fla-

ten einander überlagernde Scher- und Bohrwirkungen chen Backen des Gesenkes 25 vorhandene Rolhvir-

ausüben. 65 kung verringert den Durchmesser des beim Abklemm-

Da die Schraube eine kombinierte Eindring- und Vorgang radial herausgedrückten Abschnittes. Das

Bohrwirkung ausübt, ist die Spanbildung wesentlich Metall wird daher längs der Kanten 19 in Umfangs-

geringer als bei den bekannten selbstschneidenden richtung versetzt und bildet an jeder vorn liegenden

Seitenwandung 17 der Bohrnuten 16 einen verdickten oder herausgewölbten Abschnitt 24, der in den Kantenabschnitt 19 der Bohrnuten übergeht.

Die Rollwirkung der ebenen Flächen 28 der Bakken des Gesenkes führt außerdem dazu, daß das herausgedrückte Metall gewalzt wird, so daß die Flächen 15 die Form von Zylinderabschnitten annehmen. Hierdurch erhöht sich die Bohrwirkung der Schraube, die ein Kernloch herstellt, wenn sie mit Hilfe eines Werkzeuges eingesetzt wird, welches auf die Schraube eine Schlagwirkung ausübt und dieser gleichzeitig eine Drehbewegung erteilt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

gezogen. Natürlich entsteht beim Einschlagen der

ρ , Schraube auf der Blechrückseite beträchtlicher Grat,

f atentansprucn: wodurch das Anwendungsgebiet der Schraube von

vornherein begrenzt wird und z, B. die Befestigung

Selbstschneidende Schraube, deren mit Gewinde 5 von Metall an Metall ausgeschlossen ist.
versehener Schaft an einem Ende mit einem Kopf Der gleiche Nachteil gilt auch für eine aus der

und am anderen Ende mit einer Spitze versehen USA.-Patentschrift 3 094 894 als Alternatiworschlag ist, wobei die Spitze durch zwei diametral einan- bekanntgewordene Schraube, die zunächst durch der gegenüberliegende ebene Flächen, die sich Hammerschläge in das Werkstück eingetrieben und vom unteren Ende der Schraube schräg nach io danach selbstschneidend in das Material eingedreht außen und oben erstrecken, sowie durch zwei wird.

Bohrnuten mit schräg nach außen und oben ver- Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine viellaufendem Nutgrund gebildet ist, die sich jeweils seitig verwendbare selbstschneidende Schraube zu zwischen den ebenen Flächen befinden und je eine schaffen, die sich beim Einsetzen nahezu ohne Spanin Drehrichteng vorn und hinten liegende Seiten- 15 bildung ihr eigenes Kernloch schafft, wobei vorgesewandung aufweisen, wobei die äußere Kante der hen ist, die Schraube mit Hilfe eines Schlagbohrwerkvorn liegenden Seitenwandung in die Kante der zeuges einzusetzen, d. h. mit Hilfe eines Werkzeuges, sich anschließenden ebenen Fläche übergeht, da- das auf die Schraube ein Drehmoment ausübt und ihr durch gekennzeichnet, daß jede Bohr- zu Beginn des Einsetzvorganges gleichzeitig in rascher nut (16) zwischen ihren Seitenwandungen (17,18) 20 Folge axial gerichtete Schläge erteilt,
einen ebenen Nutboden (22) aufweist. Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung bei

einer selbstschneidenden Schraube der eingangs erwähnten Art vor, daß jede Bohraut zwischen ihren Seitenwandungen einen ebenen Nutboden aufweist.

25 Durch diese Maßnahme wird ein meißeiförmiger

Steg geschaffen, welcher dem Einführende der Schraube eine große Festigkeit verleiht und das Eindringen der Schraube in ein Werkstück erleichtert. Es liegt somit eine selbstschneidende Schraube vor, die

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstschnei- 30 sich mittels eines Schlagbohrwerkzeuges in einem dende Schraube, deren mit Gewinde versehener kombinierten Eindring- und Bohrvorgang in ein Schaft an einem Ende mit einem Kopf und am ande- Werkstück aus Metall einsetzen läßt, was nahezu ohne ren Ende mit einer Spitze versehen ist, wobei die Spanbildung geschieht. Zum Einsetzen mittels eines Spitze durch zwei diametral einander gegenüberlie- Schlagbohrwerkzeuges eignen sich weder die bekanngende ebene Flächen, die sich vom unteren Ende der 35 ten, mit einer Bohrerspitze versehenen Schrauben, Schraube schräg nach außen und oben erstrecken, so- weil die Bohrerspitze hierzu nicht kräftig genug ausgewie durch zwei Bohrnuten mit schräg nach außen und bildet ist, noch die bekannten Nagelschrauben. Geoben verlaufendem Nutgrund gebildet ist, die sich je- genüber den bekannten Schrauben mit Bohrerspitze weils zwischen den ebenen Flächen befinden und je besteht bei der erfindungsgemäßen Schraube außereine in Drehrichtung vorn und hinten liegende Seiten- 40 dem der große Vorteil, daß als Drehgeschwindigkeit wandung aufweisen, wobei die äußere Kante der vorn die zum Schneiden des Gewindes günstigste, verhältliegenden Seitenwandung in die Kante der sich an- nismäßig geringe Geschwindigkeit gewählt werden schließenden ebenen Fläche übergeht. kann, die für einen reinen Bohworgang nicht aus-

Eine selbstschneidende Schraube dieser Art ist un- reicht.

ter anderem aus der USA.-Patentschrift 3 318 182 be- 45 Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand kanntgeworden. Die Spitze der bekannten Schraube der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
wirkt als Bohrerspitze, die beim Eindrehen der F i g. 1 in der Seitenansicht und in wesentlich verSchraube das Kernloch bohrt, so daß hierfür kein be- größerter Darstellung eine selbstschneidende sonderer Arbeitsgang erforderlich ist. Die bekannte Schraube gemäß Erfindung,

selbstbohrende und selbstschneidende Schraube be- 50 Fig. 2 die Schraube nach Fig. 1 von unten gesesitzt jedoch gewisse Nachteile, die darin liegen, daß hen,

die beim Bohrvorgang erzeugten Späne das Schneiden F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in F i g. 1,

des Gewindes beeinträchtigen und daß die Drehge- Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 2,

schwindigkeit zum Bohren des Kernloches viel höher F i g. 5 eine Teilansicht einer abgewandelten Ausangesetzt werden muß als die Drehgeschwindigkeit, 55 führungsform unter schematischer Andeutung eines die für den Gewindeschneidvorgang am günstigsten Verfahrensschrittes zur Herstellung der Schraube und ist. Besonders beim Einsetzen der Schraube in dünnes Fi g. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 5.

Blech kommt es daher häufig vor, daß das Gewinde Die in F i g. 1 dargestellte Schraube besteht im we-

ausreißt. sentlichen aus dem mit einem zweigängigen gehärte-

Eine andere, aus der britischen Patentschrift 60 ten Gewinde 11 versehenen Schaft 10, der an einem 394 398 bekanntgewordene selbstschneidende Ende den Kopf 12 und am anderen Ende die insge-Schraube kommt in erster Linie bei Dachkonstruktio- samt mit 13 bezeichnete Spitze aufweist. Wie dargenen zur Befestigung von Blech auf Holz zur Verwen- stellt, ist zum Eindrehen der Schraube der Kopf 12 dung. Es handelt sich dabei um eine sogenannte Na- derselben mit einer Ausnehmung 14 in Form eines gelschraube, deren Spitze keine Bohrnuten aufweist. 6₅ üblichen Kreuzschlitzes versehen. Natürlich kann der Die Schraube wird zunächst mit Hammerschlägen in Kopf 12 auch eine andere Form haben, um die das Werkstück eingetrieben, wobei sie das Keraloch Schraube mittels eines Werkzeuges mit entsprechend herstellt, und danach mit einem Schraubenzieher fest- ausgebildetem Futter einzudrehen.