DE29704226U1 - Self-tapping screw, especially concrete screw - Google Patents
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Description
TOGE-Dübel A. Gerhard KG, IUesheimer Straße 10, 90431 Nürnberg Selbstschneidende Schraube, insbesondere Betonschraube TOGE-Dübel A. Gerhard KG, IUesheimer Straße 10, 90431 Nürnberg Self-tapping screw, especially concrete screw
Die Erfindung betrifft eine selbstschneidende Schraube nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a self-tapping screw according to the preamble of claim 1.
Aus der EP 0 623 759 Bl ist eine Gewinde schneidende Schraube bekannt, bei der das Verhältnis von Außendurchmesser zu Kerndurchmesser etwa 1,25 - 1,5, das Verhältnis von Außendurchmesser zu Steigung des Gewindes etwa 1,5 - 1,6 und der Flankenwinkel des Gewindes < 50 ° und ^ 35° ist.From EP 0 623 759 Bl a thread-cutting screw is known, in which the ratio of the outer diameter to the core diameter is approximately 1.25 - 1.5, the ratio of the outer diameter to the pitch of the thread is approximately 1.5 - 1.6 and the flank angle of the thread is < 50 ° and ^ 35 °.
Aus der EP 0 433 484 Bl ist eine Gewinde schneidende Schraube bekannt, deren Gewinde mit Schneidzähnen versehen ist, die etwa bugförmig ausgebildet sind, wobei die mittlere Schneidkante in der Ebene des Gewindegrates verläuft und negativ angestellt ist.From EP 0 433 484 Bl a thread-cutting screw is known, the thread of which is provided with cutting teeth that are approximately bow-shaped, with the middle cutting edge running in the plane of the thread ridge and being negatively angled.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbstschneidende Schraube der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß sie besonders leichtgängig in Bohrungen in Beton, aber auch in anderen Materialien wie Ziegel oder dergleichen einschraubbar ist.The invention is based on the object of designing a self-tapping screw of the generic type in such a way that it can be screwed particularly easily into holes in concrete, but also in other materials such as bricks or the like.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß durch die Parallelanordnung der Flanken, also bei einem Flankenöffnungswinkel von etwa 0 °, sich die Schraube besonders leichtgängig einschrauben läßt, und zwar insbesondere auch bei im Bereich der zulässigenThis object is achieved according to the invention by the features in the characterizing part of claim 1. Surprisingly, it has been shown that the parallel arrangement of the flanks, i.e. with a flank opening angle of about 0 °, allows the screw to be screwed in particularly easily, in particular even in the range of the permissible
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Toleranzen schwankenden Bohrungsdurchmessern. Ein Grund mag darin liegen, daß auch bei unterschiedlich tiefem Einschneiden des Gewindes in den Beton oder das sonstige Material, wie Ziegel, Spanplatten oder Hartholz, keine Pressung der Flanken zum Werkstoff auftritt, in den die Schraube eingedreht wird. Durch die Schneid-Kerben wird das Gewinde über seine volle Breite in das Material eingeschnitten. Insbesondere die Ausgestaltung nach Anspruch 3 führt dazu, daß das beim Eindrehen der Schraube herausgeschnittene Material ohne Rückstau nach außen abgefördert wird. Die Unteransprüche geben zahlreiche vorteilhafte Weiterbildungen wieder.Tolerances varying bore diameters. One reason may be that even if the thread is cut to different depths into the concrete or other material, such as brick, chipboard or hardwood, there is no pressure on the flanks of the material into which the screw is screwed. The cutting notches cut the thread into the material over its full width. In particular, the design according to claim 3 means that the material cut out when the screw is screwed in is discharged to the outside without backing up. The subclaims describe numerous advantageous further developments.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich
aus der Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen anhand der Zeichnung.
Es zeigen
15Further features, advantages and details of the invention emerge from the description of embodiments based on the drawing.
15
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Betonschraube mit leichtFig. 1 a top view of a concrete screw with slightly
verjüngtem Anfang,rejuvenated beginning,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Betonschraube mit starkFig. 2 a top view of a concrete screw with strong
verjüngtem Anfang,rejuvenated beginning,
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil einer BetonschraubeFig. 3 a plan view of a part of a concrete screw
in gegenüber Fig. 1 vergrößerter Darstellung,in an enlarged view compared to Fig. 1,
Fig. 4 einen Querschnitt durch das Gewinde gemäß derFig. 4 a cross section through the thread according to the
Schnittlinie IV-IV in Fig. 3,Section line IV-IV in Fig. 3,
Fig. 5 eine Seitenansicht eines Gewindes gemäß demFig. 5 is a side view of a thread according to the
Sichtpfeil V in Fig. 3 undSight arrow V in Fig. 3 and
Fig. 6 einen Querschnitt durch eine abgewandelte AusführungsformFig. 6 a cross section through a modified embodiment
des Gewindes in einer Fig. 4 entsprechenden Darstellung. 5of the thread in a representation corresponding to Fig. 4. 5
Die in Fig. 1 dargestellte Schraube weist einen zylindrischen Kern 1 auf, der im Bereich das Anfangs 2 einen leicht verjüngten Abschnitt 3 aufweist. Am Ende des Kerns ist ein beliebig auszubildender Schraubenkopf 4 ausgebildet. Auf dem zylindrischen Kern 1 einschließlich des verjüngten Ab-Schnitts 3 ist ein stegartig ausgebildetes Gewinde 5 ausgeformt, dessen Außendurchmeser D 1,0 - 2,5 mm größer ist als der Nenndurchmesser einer Bohrung, in die die Schraube eingeschraubt werden soll. Der Nenndurchmesser einer Bohrung ist international genormt, beträgt also 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16 ... mm.The screw shown in Fig. 1 has a cylindrical core 1, which has a slightly tapered section 3 in the area of the beginning 2. At the end of the core, a screw head 4 of any shape is formed. On the cylindrical core 1 including the tapered section 3, a web-like thread 5 is formed, the outside diameter of which D 1.0 - 2.5 mm is larger than the nominal diameter of a hole into which the screw is to be screwed. The nominal diameter of a hole is internationally standardized, i.e. is 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16 ... mm.
Das Maß, um das der Außendurchmesser D größer ist als der Nenndurchmesser der Bohrung nimmt mit dem Nenndurchmesser der Bohrung zu. Am Anfang 2 des verjüngten Abschnitts 3 ist der Außendurchmesser D' des Gewindes 5 um ein geringes Maß von 0,1 - 0,2 mm kleiner als der Nenndurchmesser der Bohrung, damit ein einwandfreies Einfuhren nicht nur des Anfangs 2 der Schraube, sondern auch des ersten oder der ersten beiden Gewindegänge in ein Bohrloch möglich ist. Im Anschluß an diesen ersten oder die ersten beiden Gewindegänge sind ein bis zwei Gewindegänge als Übergang auf das Gewinde 5 mit dem Außendurchmesser D vorgesehen.The amount by which the outside diameter D is larger than the nominal diameter of the hole increases with the nominal diameter of the hole. At the beginning 2 of the tapered section 3, the outside diameter D' of the thread 5 is a small amount of 0.1 - 0.2 mm smaller than the nominal diameter of the hole, so that not only the beginning 2 of the screw, but also the first or the first two threads can be inserted into a drill hole without any problems. Following this first or the first two threads, one or two threads are provided as a transition to the thread 5 with the outside diameter D.
Das Gewinde 5 weist diesen Außendurchmesser D über zwei bis vier Gewindegänge auf. Im Anschluß daran wird der Außendurchmesser D wieder um 0,1 - 0,2 mm auf einen Außendurchmesser D" reduziert, behält also naturgemäß ein Übermaß gegenüber dem Nenndurchmesser des Bohrlochs.The thread 5 has this outer diameter D over two to four thread turns. The outer diameter D is then reduced again by 0.1 - 0.2 mm to an outer diameter D", thus naturally retaining an excess compared to the nominal diameter of the borehole.
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Insgesamt wird also das Gewinde 5 durch eine etwa ballige Kurve eingehüllt.
Im Bereich benachbart zum Schraubenkopf 4 muß nicht zwingend ein Gewinde 5 vorhanden sein; dies gilt insbesondere für verhältnismäßig lange
Schrauben.
5Overall, the thread 5 is therefore enclosed by a roughly spherical curve. A thread 5 does not necessarily have to be present in the area adjacent to the screw head 4; this applies in particular to relatively long screws.
5
Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist der verjüngte Abschnitt 3' des Kerns 1 zum Anfang 2 hin zu einer Spitze gezogen.In the embodiment according to Fig. 2, the tapered section 3' of the core 1 is drawn to a point at the beginning 2.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, hat das Gewinde 5 einen angenähert rechteckigen Querschnitt, das heißt die Flanken 6, 7 verlaufen parallel zueinander. Dies schließt ein, daß die Flanken 6, 7 einen Winkel von 1 ° bis maximal 2 ° einschließen, um ein Herauslösen des Gewindes 5 bei der Herstellung aus dem Herstellungswerkzeug zu ermöglichen. Ein solcher winziger Flankenwinkel hat ausschließlich herstellungstechnische Gründe. Die Außenfläche 8 des Gewindes 5 entspricht einer Schraubenfläche auf einem Zylinder, soweit das Gewinde 5 dem zylindrischen Kern 1 zugeordnet ist. Die Breite b des Gewindes 5, das heißt der kürzeste Abstand b der Flanken 6, voneinander, ist im Bereich von 0,4 -1,5 mm, insbesondere 0,4 -1,0 mm, und zwar auch wiederum in Abhängigkeit vom Nenndurchmesser der Bohrung. As can be seen from Fig. 4, the thread 5 has an approximately rectangular cross-section, i.e. the flanks 6, 7 run parallel to one another. This means that the flanks 6, 7 form an angle of 1° to a maximum of 2° in order to enable the thread 5 to be removed from the production tool during production. Such a tiny flank angle is purely for manufacturing reasons. The outer surface 8 of the thread 5 corresponds to a screw surface on a cylinder, insofar as the thread 5 is assigned to the cylindrical core 1. The width b of the thread 5, i.e. the shortest distance b between the flanks 6, is in the range of 0.4 -1.5 mm, in particular 0.4 -1.0 mm, again depending on the nominal diameter of the bore.
Die Flanken 6, 7 gehen mit kleinen Abrundungen 9 in den Kern 1 über. Der Steigungswinkel a des Gewindes 5 liegt im Bereich von 15 bis 30 ° und bevorzugt im Bereich von 18 bis 26 °. Der Kerndurchmesser d ist um 0,2 0,8 mm kleiner als der Nenndurchmesser einer zugehörigen Bohrung.The flanks 6, 7 merge into the core 1 with small roundings 9. The pitch angle a of the thread 5 is in the range of 15 to 30 ° and preferably in the range of 18 to 26 °. The core diameter d is 0.2 0.8 mm smaller than the nominal diameter of an associated bore.
In die Außenfläche 8 des Gewindes 5 sind Schneid-Kerben 10 eingeformt, und zwar über einen Schneiden-Abschnitt 10a, der sich vom Anfang 2 bisCutting notches 10 are formed in the outer surface 8 of the thread 5, namely over a cutting section 10a, which extends from the beginning 2 to
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dorthin erstreckt, wo der Außendurchmesser D des Gewindes 5 in einen reduzierten Außendurchmesser D" übergeht. Dieser letztgenannte Abschnitt des Gewindes 5 ist also ein nichtschneidender Gewinde-Abschnitt 5a. Die Schneid-Kerben 10 weisen in der Seitenansicht gemäß Fig. 5 die Form eines gleichschenkligen Dreiecks mit einem Spitzenwinkel c auf, der im Bereich von 50 bis 90 ° und bevorzugt bei 60 ° liegt. Die Spitzenwinkelhalbierende des Winkels c wird jeweils durch einen Radius 11 zur Mittel-Längs-Achse 12 des Kerns 1 gebildet. Die Längskanten 13, 14, 15 der Schneid-Kerben 10, das heißt die beiden Längskanten 13, 15 am Übergang zur Außenfläche 8 und die Längskante 14 bei dem Spitzenwinkel c verlaufen parallel zur Achse 12. Die - bezogen auf die Einschraubrichtung 16 nacheilende Längskante 13 ist eine Schneidkante. Die zwischen dieser Schneidkante 13 und der am Grund der Kerbe 10 verlaufenden Längskante 14 gebildete Fläche ist eine Abtransport-Fläche 17. Die radiale Höhe h der Schneid-Kerben 10 liegt im Bereich von 0,1 - 0,4 mm und bevorzugt im Bereich von 0,2 - 0,3 mm und zwar wiederum in Abhängigkeit vom Nenndurchmesser der Bohrung.extends to where the outer diameter D of the thread 5 changes into a reduced outer diameter D". This latter section of the thread 5 is therefore a non-cutting thread section 5a. The cutting notches 10 have the shape of an isosceles triangle with a point angle c in the side view according to Fig. 5, which is in the range of 50 to 90 ° and preferably 60 °. The point angle bisector of the angle c is formed by a radius 11 to the central longitudinal axis 12 of the core 1. The longitudinal edges 13, 14, 15 of the cutting notches 10, i.e. the two longitudinal edges 13, 15 at the transition to the outer surface 8 and the longitudinal edge 14 at the point angle c run parallel to the axis 12. The - with respect to the screwing direction 16 - trailing longitudinal edge 13 is a cutting edge. The The surface formed by the cutting edge 13 and the longitudinal edge 14 running at the base of the notch 10 is a removal surface 17. The radial height h of the cutting notches 10 is in the range of 0.1 - 0.4 mm and preferably in the range of 0.2 - 0.3 mm, again depending on the nominal diameter of the bore.
Die Schneid-Kerben 10 sind in gleichmäßigen Abstand voneinander im Gewinde 5 ausgebildet, wobei für ihre Außenumfangs-Erstreckung e in Umfangsrichtung im Vergleich zu ihrem Außenumfangs-Abstand f giltThe cutting notches 10 are formed at equal distances from one another in the thread 5, whereby their outer circumferential extension e in the circumferential direction in comparison to their outer circumferential distance f applies
In dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 6 gehen die Flanken 6, 7 mittels einer Fase 19 in den Kern 1 über, wobei der Fasenwinkel g etwa 45 ° beträgt. In Fig. 6 ist gestrichelt eine Bohrlochwand 20 angedeutet, wobei erkennbar ist, daß die Fase 19 sich zumindest im wesentlichen im Bereich zwischen dem Kern 1 und der Bohrlochwand 20 befindet. Zwischen dem Kern 1 undIn the embodiment according to Fig. 6, the flanks 6, 7 merge into the core 1 by means of a chamfer 19, the chamfer angle g being approximately 45°. In Fig. 6, a borehole wall 20 is indicated by dashed lines, whereby it can be seen that the chamfer 19 is located at least essentially in the area between the core 1 and the borehole wall 20. Between the core 1 and
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der Bohrlochwand 20 ist eine Kammer 21 gebildet, durch die das beim Einschrauben der Schraube herausgeschnittene Material abtransportiert wird. Diese Kammern 21 müssen möglichst groß sein; der Kerndurchmesser d ist demzufolge entsprechend klein. Diese Fasen 19 sind ausschließlich aus festigkeitstechnischen Gründen vorgesehen, da zwischen der Bohrlochwand 20 und dem Kern 1 keine Schneidarbeit zu leisten ist und da in diesem Bereich auch keine Reibung zwischen den Flanken 6, 7 des Gewindes 5 und der zu schneidenden Wand auftritt.A chamber 21 is formed in the borehole wall 20 through which the material cut out when the screw is screwed in is transported away. These chambers 21 must be as large as possible; the core diameter d is therefore correspondingly small. These chamfers 19 are provided solely for strength reasons, since no cutting work is to be carried out between the borehole wall 20 and the core 1 and since in this area no friction occurs between the flanks 6, 7 of the thread 5 and the wall to be cut.
In der nachfolgenden Tabelle sind für die üblichen international genormten Bohrungs-Nenndurchmesser (Spalte I) die zugehörigen Gewinde-Außendurchmesser D im schneidenden Gewinde-Abschnitt 10a (Spalte &Pgr;), die Kerndurchmesser d (Spalte &Igr;&Pgr;) und die zugehörige radiale Höhe h der Schneid-Kerben 10 (Spalte IV) dargestellt Aus dieser Tabelle ergibt sich, daß der Gewinde-Außendurchmesser D um 1,5 - 3,5 mm größer ist als der Bohrungs-Nenndurchmesser, und zwar zunehmend mit dem Bohrungs-Nenndurchmesser. Auch die radiale Höhe der Schneid-Kerben 10 nimmt zu, und zwar von 0,2 - 0,8 mm. Das Untermaß des Kerndurchmessers d gegenüber dem Bohrungs-Nenndurchmesser beginnt bei 0,8 - 1,2 mm für einen Bohrungs-Nenndurchmesser von 5 mm und steigt bis auf 1,2 - 1,6 mm bei Bohrungs-Nenndurchmessern ab 12 mm aufwärts. Der reduzierte Außendurchmesser D" im nichtschneidenden Gewindeabschnitt 5a ist um 0,1 - 0,3 mm kleiner als der Gewinde-Außendurchmesser D gemäß Spalte &Pgr;.The following table shows the corresponding external thread diameters D in the cutting thread section 10a (column Π), the core diameters d (column ΛΠ) and the corresponding radial height h of the cutting notches 10 (column IV) for the usual internationally standardized nominal bore diameters (column I). From this table it can be seen that the external thread diameter D is 1.5 - 3.5 mm larger than the nominal bore diameter, increasing with the nominal bore diameter. The radial height of the cutting notches 10 also increases, from 0.2 - 0.8 mm. The undersize of the core diameter d compared to the nominal bore diameter starts at 0.8 - 1.2 mm for a nominal bore diameter of 5 mm and increases to 1.2 - 1.6 mm for nominal bore diameters from 12 mm upwards. The reduced outer diameter D" in the non-cutting thread section 5a is 0.1 - 0.3 mm smaller than the thread outer diameter D according to column &Pgr;.
Die Schneid-Kerben 10 müssen nicht den Querschnitt eines gleichschenkligen Dreiecks aufweisen; auch können die zwischen den Längskanten 13, ausgebildeten Transport-Flächen und die zwischen den Längskanten 14,The cutting notches 10 do not have to have the cross-section of an isosceles triangle; the transport surfaces formed between the longitudinal edges 13 and the transport surfaces formed between the longitudinal edges 14 can also
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ausgebildeten Flächen leicht gekrümmt verlaufen, was sich aus herstellungstechnischen Gründen ergeben kann. Im übrigen gelten für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 die obigen Angaben.formed surfaces are slightly curved, which may be due to manufacturing reasons. Otherwise, the above information applies to the embodiment according to Fig. 6.
Spalte I = Bohrungs-Nenndurchmesser [mm] Spalte &Pgr; = Gewinde-Außendurchmesser [mm] Spalte &Pgr;&Igr; = Kerndurchmesser [mm] Spalte IV = Radiale Höhe der Schneid-Kerben [mm]Column I = nominal bore diameter [mm] Column Π = thread outer diameter [mm] Column Πλ = core diameter [mm] Column IV = radial height of the cutting notches [mm]
Claims (16)
15run parallel to each other.
15
106. Screw according to one of claims 1 to 5, characterized in that it has at its beginning (2) a tapered section (3, 3') of the core (1) on which the thread (5) has an external diameter D' which is 0.1 - 0.2 mm smaller than the nominal diameter of an associated bore.
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