Schraube

Die Erfindung betrifft eine selbstbohrende und gewindeformende Schraube.

Seit langem sind selbstbohrende und gewindeformende Schrauben bekannt, die sich in dem Material, in das sie eingeschraubt werden sollen, ein Loch bohren und anschließend ein Gewinde formen. Dies erleichtert die Montage wesentlich, da die getrennten Vorgänge des Bohrens eines Lochs, des Schneidens eines Gewindes und des Einschraubens der Schraube durch einen einzigen Vorgang ersetzt werden.

Eine bekannte selbstbohrende und gewindeformende Schraube dieser Art weist einen Bohrkopf auf, der zwei parallel zur Querabmessung verlaufende Schneidkanten enthält. Diese Schneidkanten verlaufen in an sich bekannter Weise gegeneinander versetzt. In der Seitenansicht der Schraube weisen sie einen Spitzenwinkel auf. Die Schneidkanten verlaufen von einer stegartigen Spitze der Schraube ausgehend bis zu ih- rem radial äußeren Ende geradlinig (DE 1625417).

Weiterhin ist eine Selbstbohrschraube bekannt, die an ihrer Bohrspitze eine erste von der Längsachse der Schraube ausgehende Schneide aufweist, die sich über etwa die Hälfte des Radius der Bohrspitze er- streckt. Auf der diametral gegenüberliegenden Seite hat die Bohrspitze eine zweite Schneide, die sich von etwa der Hälfte des Radius der Bohrspitze nach außen erstreckt (DE 10 2007 000848 A1 ). Beide Schneiden haben etwa den gleichen Winkel gegenüber der Längsachse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schraube zu schaffen, die ein besseres Bohrverhalten der Bohrspitze aufweist und sowohl für Handverschraubungen als auch Automatenverschraubungen geeignet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Schraube mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfin- dung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Die von der Erfindung vorgeschlagene Schraube weist also einen Bohrkopf auf, dessen Schneidkanten nicht mehr längs einer Geraden verlaufen, sondern abgewinkelt sind, so dass im Bereich der Spitze der Schraube die Schneidkanten stärker abfallen als im restlichen Bereich. Dies führt dazu, dass zunächst ein kleineres Loch mit einer größeren Umfangsgeschwindigkeit erzeugt und später dieses führende Loch dann mit dem äußeren Abschnitt der Schneidkante aufgebohrt wird. Im Gegensatz zu der eingangs genannten Schraube enthält die von der Erfindung vorgeschlagene Schraube eine richtige Spitze, so dass die Schraube gegen seitliches Abrutschen auch dann gesichert ist, wenn sie nur mit geringem Druck angesetzt wird. Es hat sich als besonders sinnvoll herausgestellt, dass der Winkel zwischen der Längsachse und der Schneidkante im ersten Abschnitt zwischen etwa 40 und 50° liegt. Dies führt zu einem Spitzenwinkel von grob gesprochen 90°, einen Wert, der deutlich kleiner ist als der Spitzenwinkel bei den bekannten selbstbohrenden Schrauben.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Winkel zwischen der Längsachse der Schraube und der Schneidkante in dem erwähnten zweiten Abschnitt in einem Bereich zwischen etwa 60 und 80° liegt.

In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Bohrkopf in Längsrichtung der Schraube verlaufende Nebenschneidkanten aufweist, die sich an die Schneidkanten anschließen. Diese sorgen dafür, dass die Ränder des erzeugten Bohrlochs sauber geglättet werden. Dies führt zu einem besseren Einformen des Gewindes durch das sich an den Bohrkopf anschließende Gewinde. In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Nebenschneidkanten durch die Schnittkante zweier einen Winkel von etwa 25 bis 35° einschließender Flächen gebildet sind. Eine dieser Flächen ist die radiale Begrenzungswand des Bohrkopfs, und die andere Fläche ist die in Drehrichtung vor der Schneidkante liegende Fläche, die als in Längsrichtung des Bohrkopfs verlaufende Nut ausgebildet sein kann.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die axiale Erstreckung des Bohrkopfs etwa dem zweifachen bis dreifachen der Steigung des Schraubengewindes entspricht. Die axiale Erstreckung des Bohrkopfs bestimmt die Dicke des Blechs, in das die Schraube eingeschraubt werden kann. Denn sobald das Gewinde in das Loch eingreift, muss das Loch vollständig hergestellt sein, da der durch das Gewinde erzeugte Vorschub der Schraube größer ist als der Vorschub, der beim Bohren möglich ist.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Quererstreckung des Bohrkopfs in Richtung der Schneidkanten mindestens so groß ist wie der Durchmesser des Schafts und kleiner als der Spit- zendurchmesser des Schraubengewindes.

In der Richtung quer zu dieser Richtung ist die Quererstreckung des Bohrkopfs vorzugsweise deutlich kleiner als der Durchmesser des Schafts und liegt beispielsweise im Bereich von zwei Dritteln des Durchmessers des Schafts. Dadurch wird ausreichend Platz geschaffen, um die beim Bohren entstehenden Späne aus dem Bohrloch heraus zu befördern. ln Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Nebenschneidkanten parallel zur Längsrichtung der Schraube verlaufen. Auch die radial außen angeordneten Flächen des Bohrkopfs verlaufen vorzugsweise parallel zur Längsrichtung der Schraube, so dass der Bohr- köpf mindestens angenähert zylindrisch aussieht.

Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass der Abstand der radial äußeren Enden der von der Spitze ausgehenden Abschnitte der Schneidkanten voneinander zwischen etwa 70 % und etwa 80 % der Quererstreckung des Bohrkopfs entspricht

Insbesondere kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass der Winkel zwischen der Längsachse der Schraube und der Schneidkante im zweiten Abschnitt um etwa 25° größer ist als der Winkel zwischen der Längsachse der Schraube und der Schneidkante im ersten Abschnitt.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht einer Schraube nach der Erfindung;

Figur 2 eine Seitenansicht der Schraube aus einer um 90° versetzten Richtung;

Figur 3 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch die Schraube längs Linie III-III in Figur 1 ;

Figur 4 in stark vergrößertem Maßstab eine Seitenansicht des

Bohrkopfs der Schraube; Figur 5 in einen der Figur 4 entsprechenden Maßstab eine Stirnansicht des Bohrkopfs der Schraube. Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Schraube enthält einen Schraubenschaft 1 , der mit einem Gewinde 2 versehen ist. An dem einen Ende der Schraube, in Figur 1 und Figur 2 oben, ist ein Schraubenkopf 3 ausgebildet, der eine Sechskantform aufweist. Der Schraubenkopf dient zum Ansetzen eines Werkzeugs, um die Schraube zu verdrehen.

An dem gegenüberliegenden Ende der Schraube ist ein Bohrkopf 4 ausgebildet, der beispielsweise durch Kaltverformung hergestellt ist. Die Außenseiten des Bohrkopfs 4, so wie er in Figur 1 dargestellt ist, verlaufen parallel zu der Längsachse der Schraube. Das gleiche gilt für die in Figur 2 zu sehenden äußeren Begrenzungslinien des Bohrkopfs 4.

Die Figur 3 zeigt nun einen Querschnitt durch den Bohrkopf 4 der Schraube. Die Einschraubrichtung ist durch den Pfeil 5 dargestellt. An dem Bohrkopf 4 sind zwei parallel zur Längsrichtung der Schraube ver- laufende Nebenschneidkanten 6 ausgebildet. Die Nebenschneidkanten 6 werden durch die Schnittkante der Außenfläche 7 des Bohrkopfs 4 einerseits und eine innere Fläche 8 des Bohrkopfs 4 gebildet. Diese beiden Flächen 7 und 8 schließen einen Winkel 9 von etwa 25 bis 35° ein. Die Spitze 10 des Bohrkopfs 4 ist als echte Spitze ausgebildet, so dass die Schraube beim Ansetzen sich durch die Spitze 10 zentriert und gegen seitliches Ausweichen gesichert ist. Um die Einzelheiten des Bohrkopfs weiter zu erläutern, wird jetzt auf die Figur 4 und die Figur 5 Bezug genommen. Zunächst zu der Figur 4. Hier sind die Schneidkanten 1 1 des Bohrkopfs 4 zu sehen. In einem ersten Abschnitt 1 1 a, der an der Spitze 10 beginnt, verlaufen die Schneidkanten 1 1 unter einem Winkel gegenüber der Längsachse, der im Bereich von 40 bis 50° liegt. An diesen ersten geradlinigen Abschnitt 1 1 a schließt sich ein Abschnitt 1 1 b an, in dem die Schneidkanten 1 1 flacher verlaufen, also mit der Längsachse der Schraube einen größeren Winkel einschließen, der beispielsweise im Bereich von etwa 60 bis 80° liegt. Die radiale Erstreckung des ersten Abschnitts 1 1 a beträgt etwa 60 % des Radius des Bohrkopfs bzw. des herzustellenden Lochs, so dass die radiale Erstreckung des zweiten Abschnitts 1 1 b etwa 40 % beträgt.

Weiterhin ist der Figur 5 zu entnehmen, dass die Schneidkanten 1 1 im ersten Bereich 1 1 a in der Projektion auf einer durchgehenden Geraden liegen, während die Schneidkanten 1 1 im zweiten Bereich 1 1 b parallel und versetzt zueinander verlaufen.

Bei einem Einschraubvorgang, der mit dem Herstellen des Lochs be- ginnt, wird zunächst mit den Schneidkanten 1 1 im ersten Abschnitt 1 1 a relativ schnell ein kleines Loch erzeugt, da hier einerseits wegen des kleineren Radius die Gegenkräfte kleiner sind und andererseits der Winkel zwischen den Schneidkanten 1 1 spitzer. Erst anschließend wird in einem langsameren Vorschub das Loch auf seine endgültige Größe auf gebohrt. Beim Aufbohren wirken dann die Nebenschneidkanten 6 bei der Glättung der Wände des Lochs mit. Diese Nebenschneidkanten 6 schließen an die radial äußeren Enden der Hauptschneidkanten 1 1 an.