Die Erfindung betrifft eine selbstzentrierende Schraube zum Einschrauben in ein Bohrloch in einen harten Werkstoff, insbesondere Beton.

Befestigungsmittel für einen harten Werkstoff sind beispielsweise in Form von Betonschrauben durch offenkundige Vorbenutzung bekannt. Derartige Schrauben weisen einen zylindrischen Kern mit einem Kern-Durchmesser und einem Einführende auf, dessen Durchmesser gegenüber dem Kern- Durchmesser reduziert ist. Beim Einführen der Schraube mit dem Einführende in ein Bohrloch kommt es zum Anlegen eines Außen-Gewindes der Schraube an einer Innenwand des Bohrlochs in einem Bereich eines Gewindeanfangs. Beim Drehen der Schraube in einer Einschraub- ichtung kann es passieren, dass die Schraube beim Kontakt des Außen-Gewindes mit der Innenwand des Bohrlochs um eine Mittel-Längs-Achse der Schraube kippt. Dadurch kann das Gewinde der Schraube nicht in das Bohrloch eingedreht werden. Die Schraube fasst nicht. Ganz im Gegenteil kommt es zu einem Durchdrehen und zu einem Beschädigen der Schraube sowie einem Ausfräsen des Bohrlochbeginns. Sowohl die Schraube als auch das Bohrloch können dadurch unbrauchbar sein. Das Problem des Einschraubens mit einer derartigen Schraube wird zusätzlich dadurch erschwert, dass oftmals harte Zuschlagsstoffe wie Kiesel und/oder Armierungen in dem harten Werkstoff vorliegen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraube zum Einschrauben in ein Bohrloch in einen harten Werkstoff, insbesondere Beton, derart weiterzuentwickeln, dass der Einschraubvorgang verbessert ist. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Schraube mindestens ein Stütz- Element zum Abstützen der Schraube in dem Bohrloch während des Einschraubens aufweist. Dadurch wird verhindert, dass beim Einschrauben der Schraube diese um die Mittel-Längs-Achse kippt. Das mindestens eine Stütz-Element wirkt also als Zentrierhilfe. Die erfindungsgemäße Schraube ist selbstzentrierend während des Einschraub Vorgangs. Die erfindungsgemäße Schraube umfasst einen zylindrischen Kern mit einem Einführende, einem diesem gegenüberliegenden Außenende, einem Kern-Durchmesser, einer Einschraub- ichtung und einer dazu parallelen Mittel-Längs-Achse. Weiterhin ist ein mit dem Kern einstückig ausgebildetes, sich entlang eines Gewinde-Abschnitts erstreckendes Außen-Gewinde zum Einschrauben desselben in den Werkstoff vorgesehen. Das Außen-Gewinde weist einen Gewinde-Durchmesser, einen am Einführende angeordneten Gewindean- fang und mindestens ein Schneid-Element zum Einschneiden des Außen- Gewindes in den Werkstoff auf. Zum Einschrauben der Schraube in den Werkstoff ist an dem Kern ein Drehmoment-Übertragungs-Mittel zur Übertragung eines Einschraub-Drehmoments von einem Einschraub- Werkzeug auf den Kern der Schraube angeordnet. Das mindestens eine Stütz-Element ist im Bereich des Gewindeanfangs angeordnet und bezogen auf die Mittel-Längs-Achse dem mindestens einen Schneid-Element diametral gegenüberliegend an dem Kern angeordnet. Dadurch ist gewährleistet, dass beim Eingreifen des Schneid-Elements in den harten Werkstoff die Schraube an einer dem Schneid-Element gegenüberliegenden Seite in dem Bohrloch abgestützt und somit sicher geführt ist. Das mindestens eine

Stütz-Element kann als eine von dem Kern hervorstehende Erhebung ausgeführt sein. Insbesondere in dem Fall, dass es sich um eine sprödbruch- freie Schraube handelt, kann das mindestens eine Stütz-Element als aufgeschweißter Schneidstift ausgeführt sein. Für den Fall, dass es sich um eine Edelstahlschraube handelt, können die besonders hart ausgeführten

Schneidstifte in dafür vorgesehenen Bohrungen in der Schraube verankert sein. Es ist auch denkbar, auf den Kern der Schraube ein spitz zulaufendes Zwischengewinde, das dem Außen-Gewinde diametral gegenüberliegend angeordnet ist, vorzusehen. Das mindestens eine Stütz-Element kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform entlang einer Schraubenlinie an dem Kern angeordnet sein, wobei die Schraubenlinie höchstens einen Gewindegang, insbesondere höchstens 80% eines Gewindegangs und insbesondere höchstens 50% eines Gewindegangs umfasst. In Folge der schrau- benlinienförmigen Anordnung der Stütz-Elemente ist gewährleistet, dass entlang eines größeren Einschraubwinkelbereichs eine Abstützung der Schraube in dem Bohrloch erfolgt. Durch eine Begrenzung der Höhe der Schraubenlinie kann vermieden werden, dass der Eindrehwiderstand der Schraube mit steigender Einschraubtiefe unnötig ansteigt. Somit kann ver- hindert werden, dass in Folge eines unzulässig hohen Eindrehwiderstands ein Kraftbedarf zum Einschrauben überproportional ansteigt und beispielsweise die Schraube in dem Bohrloch abgedreht wird. Weiterhin wird verhindert, dass ein zwischen den Traggewinden in dem Bohrloch verbleibender Steg beschädigt wird und daraus ein Tragfähigkeitsverlust bei einer Zugbelastung der eingeschraubten Schraube auftreten könnte. Es ist insbesondere von Vorteil, wenn die Schraubenlinie und das Außen-Gewinde identische Gewindesteigungen aufweisen, sodass in Folge des Einschraubens die Mittel-Längs-Achse der Schraube auch mit zunehmender Einschraubtiefe im Bohrloch zentriert ist. Die Schraube kann an einem

Schneid-Element einen Schneid-Element-Durchmesser aufweisen, der größer ist als der Gewinde-Durchmesser. Entsprechend kann die Schraube an dem mindestens einen Stütz-Element einen Stütz-Element-Durchmesser aufweisen, der kleiner ist als der Gewinde-Durchmesser. Dadurch, dass der Schneid-Element-Durchmesser größer ist als der Gewinde-Durchmesser wird das Einschneiden der Schraube in den harten Werkstoff erleichtert. Dadurch, dass der Stütz-Element-Durchmesser kleiner ist als der Gewinde- Durchmesser ist gewährleist, dass ein in dem Bohrloch verbleibender Betonsteg zwischen dem Trag-Gewinde nicht geschädigt wird und somit die Tragfähigkeit der in das Bohrloch eingeschraubten Schraube verbessert ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Zusätzliche Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilgeschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen

Schraube,

Fig. 2 eine Darstellung eines Einschraubvorgangs der Schraube in ein

Bohrloch und Fig. 3 eine Darstellung der in das Bohrloch vollständig eingeschraubten

Schraube.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 der Aufbau einer erfindungsgemäßen selbstzentrierenden Schraube 1 beschrieben. Die Schrau- be 1 ist zum Einschrauben in ein Bohrloch in einen harten Werkstoff, insbesondere, Beton mit einer Betonfestigkeit von mindestens C30 oder andere harte Natursteine, wie zum Beispiel Sandstein oder Granit, geeignet. Die Schraube 1 kann auch für weichere Werkstoffe eingesetzt werden. Die Schraube 1 weist einen im Wesentlichen zylindrischen Kern 2 mit einem Einführende 3, einem diesen gegenüberliegenden Außenende 4, einer Einschraub- ichtung 5, einem Außenumfang 6 und einer parallel zur Einschraub-Richtung 5 verlaufenden Mittel-Längs-Achse 7 auf. Einstückig mit dem Kern 2 ist ein Außen-Gewinde 8 ausgebildet, das sich vom Einführende 3 entgegen der Richtung 5 entlang eines Gewinde -Ab Schnitts der Länge A _G erstreckt. Das Außen-Gewinde 8 ist entlang eines sich vom Einführende 3 entgegen der Einschraub-Richtung 5 erstreckenden Schneid- Abschnitts der Länge A _s selbstschneidend und weist hierfür mindestens ein Schneid-Element an dem Außen-Gewinde 8 auf. Der Kern 2 weist einen Kern-Durchmesser D _K und das Außen-Gewinde 8 einen Gewinde- Durchmesser D _G auf, wobei der Gewinde-Durchmesser D _G größer ist als der Kern-Durchmesser D _K . An den Schneid- Abschnitt A _s schließt sich ein Normal-Gewinde-Abschnitt der Länge A _N an, in dem keine Schneid-Elemente 9 an dem Außen- Gewinde 8 vorgesehen sind. Entsprechend gilt: A _s + A _N = A _G . An den Gewinde-Abschnitt A _G schließt sich ein kreiszylindrischer Zylinder- Abschnitt der Länge A _z an, der eine im Wesentlichen glatte Oberfläche aufweist. An den Zylinder- Ab schnitt A _z schließt sich ein sich bis zum Außenende 4 erstreckender Kragenabschnitt A _K an, der nachfolgend näher beschrieben ist. Der Kern 2 verjüngt sich ungefähr entlang der Höhe H _G eines Gewindegangs im Bereich des Einführendes 3 in der Form eines Kegelabschnitts. Die Gesamtlänge L der Schraube 1 setzt sich zusammen aus A _G + A _z + A _K .

Im Bereich des Außenendes 4 ist ein konzentrisch zur Mittel-Längs-Achse 7 entgegen der Einschraub-Richtung 5 offenes Sackloch 10 angeordnet. Beginnend vom Außenende 4 weist das Sackloch 10 ein Innen-Gewinde 1 1 auf. Bei dem Innen-Gewinde 1 1 handelt es sich vorzugsweise um ein nor- males Metallgewinde. Das Innen-Gewinde 1 1 erstreckt sich nur über einen Teil, z.B. % der Tiefe des Sacklochs 10. Das Innen-Gewinde 1 1 dient beispielsweise für ein Befestigungs-Element, das an der Schraube 1

einschraubbar ist. Somit ist es möglich, die Schraube 1 als Befestigungs- Anker in einem harten Werkstoff wie beispielsweise Beton zu verwenden. In Richtung 5 hinter dem Innen-Gewinde 1 1 weist die Wand des Sacklochs 10 die Form eines Innen-Sechskants 12 auf, wobei der maximale Innen- Durchmesser des Innen-Sechskants 12 kleiner ist als der Innen- Durchmesser des Innen-Gewindes 1 1. Anstelle des Innen-Sechskants 12 können auch andere unrunde Querschnitte verwendet werden. Im Bereich des Außenendes 4 weist der Kern 2 einen gegenüber dem Kern 2 radial vorspringenden, einteilig mit dem Kern 2 ausgebildeten Kragen 13 auf. Der Kragen 13 weist entgegen der Richtung 5 eine ebene, senkrecht zur Achse 7 verlaufende Stirnfläche 14 auf. Die axiale Dicke des Kragens 13 redu- ziert sich mit zunehmendem radialen Abstand, d.h. der Kragen 13 wird begrenzt durch die Stirnfläche 14 und eine schräg zu dieser verlaufenden Flankenfläche 15, wobei sich beide unter einem spitzen Winkel schneiden. Es ist grundsätzlich möglich, den Querschnitt des Kragens 13 anders zu gestalten, z.B. scheibenförmig. Im Bereich des Außenendes 4 kann zum Eindrehen der Schraube 1 auch ein Sechskantkopf oder ein anderes Mittel zur Drehmomentübertragung angebracht sein.

Der Kragen 13 weist einen Außen- Durchmesser D _KR auf. Der Kern 2 weist einen Außen-Durchmesser D _KE auf. Es gilt: D _KR / D _KE > 1 ,2, insbesondere > 1,3, insbesondere > 1,5.

Das Außen-Gewinde 8 weist einen Gewindeanfang 16 auf, der am Einführende 3 angeordnet ist. Weiterhin sind an dem Kern 2 mehrere Stützelemente 17 zum Abstützen der Schraube 1 in einem Bohrloch während eines Einschraubvorgangs vorgesehen. Die Stütz-Elemente 17 sind im Bereich des Gewindeanfangs 16 angeordnet und bezogen auf die Mittel-Längs- Achse 7 diametral gegenüberliegend zu den Schneid-Elementen 9 an dem Kern 2 angeordnet. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Stütz-Element als aufgeschweißter Schneidstift ausgeführt. Es ist auch möglich, die Schneidstifte in Bohrungen an der Schraube 1 , beispielsweise bei einer Edelstahlschraube, zu verankern. Für den Fall, dass die Stütz- Elemente 17 in Form der verankerten oder aufgeschweißten Schneidstifte ausgeführt sind, werden diese nach ihrer Anbringung an dem Kern 2 der Schraube 1 abschließend derart überschliffen, dass sie ein spitz zulaufendes Gewinde ausbilden. Es ist auch denkbar, auf die Schraube 1 ein spitz zulaufendes Zwischengewinde aufzuwalzen.

Die Stütz-Elemente 17 sind entlang einer Schraubenlinie 18 an dem Kern 2 angeordnet. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die

Schraubenlinie 18 genau einen Gewindegang der Gewindehöhe H _G . Es ist auch möglich, dass die Schraubenlinie 18 höchstens 80% des Gewindegangs H _G und insbesondere höchstens 50% des Gewindegangs H _G umfasst. Dadurch, dass die Stütz-Elemente 17 jeweils genau einem Schneid- Element 9 zugeordnet und diesem diametral gegenüberliegend angeordnet sind, ist entsprechend die Schraubenlinie 18 insgesamt dem Außen- Gewinde 8 bezüglich der Mittel-Längs-Achse 7 diametral gegenüberliegend angeordnet. Entsprechend weisen die Schraubenlinie 18 und das Au- ßen-Gewinde 8 identische Gewindesteigungen auf. Im Bereich der

Schneid-Elemente 9 weist die Schraube 1 einen Schneid-Element- Durchmesser D _Sch auf, der größer ist als der Gewinde-Durchmesser D _G . Im Bereich der Stütz-Elemente 17 weist die Schraube einen Stütz-Element- Durchmesser D _st auf, der kleiner ist als der Gewinde-Durchmesser D _G . Der Innen- Sechskant 12 dient als Drehmoment-Übertragungs-Mittel zur Übertragung eines Einschraub-Drehmoments von einem Einschraub- Werkzeug 26 auf den Kern 2 zum Einschrauben desselben in den Werkstoff. Es ist auch möglich, das Drehmoment-Übertragungs-Mittel in einer anderen Form auszuführen, beispielsweise als einen auf den Kern 2 aufgesetzten, über den Kern-Durchmesser D _K hinausragenden Schraubenkopf mit beispielsweise einem Querschnitt in Form eines Außen- Sechskants. Andere, gängige Drehmoment-Übertragungs-Mittel sind ebenfalls möglich. Im Folgenden wird anhand der Fig. 2 der Beginn eines Einschraubvorgangs der erfindungsgemäßen, selbstzentrierenden Schraube 1 in ein Bohrloch 24 näher erläutert. Zunächst wird die Schraube 1 in das Bohrloch 24 eingesetzt, wobei aufgrund des reduzierten Durchmessers der Schraube 1 am Einführende 3 die Schraube 1 zumindest teilweise in das Bohrloch 24 ein- dringt. Die Schraube 1 liegt mit den Schneid-Elementen 9, die entlang des Außen-Gewindes 8 innerhalb des Bohrlochs 24 angeordnet sind, an einer Innenwand 19 des Bohrlochs 24 an, ohne dass ein Schneidvorgang stattfindet. Durch Drehen der Schraube 1 mit einem Einschraub-Werkzeug 26 entlang der Einschraub- ichtung 5 wird der Kern 2 auf der dem zuerst in die Innenwand 19 des Bohrlochs 24 eingreifenden Schneidelements 9 gegenüberliegenden Seite des Kerns 2 gegen die Innenwand 19 gepresst. Das Stütz-Element 17 bewirkt dementsprechend eine Abstützung der Schraube 1 in dem Bohrloch 24 und verhindert, dass die Schraube 1 infolge des Eingriffs des Schneid-Elements 9 mit der Innenwand 19 des Bohrlochs 24 um die Mittel-Längs-Achse 7 der Schraube 1 kippt. Somit wird eine Beschädigung der Schraube 1 und ein Ausfräsen des Bohrlochs 24 vermieden. Die Schraube 1 ist somit durch das Stütz-Element 17 sicher in dem Bohrloch 24 abgestützt und insbesondere während des Einschraubbeginns sicher geführt und zentriert. Die Stütz-Elemente 17 wirken also als Zentrier- und Einschraubhilfe. Es gibt für das Einschrauben in Beton geeignete Schrauben 1 , die keine Schneidzähne aufweisen bzw. eingewalzte Schneidzähne besitzen. Auch bei diesen funktioniert der oben erläuterte Beginn des Einschraubvorgangs gleichermaßen, solange die als Zentrierhilfe wirkenden Stütz-Elemente 17 gegenüber der ersten Gewinde-Steigung liegen.

Im Folgenden wird anhand der Fig. 3 der Einschraubvorgang für die vollständig in das Bohrloch 24 eingeschraubte Schraube 1 näher beschrieben. Ausgehend von der Darstellung in Fig. 2 wird die Schraube 1 mit dem Einschraub- Werkzeug 26 entlang der Einschraub- ichtung 5 weiter in das Bohrloch 24 eingeschraubt. Dabei ist in die Innenwand 19 des Bohrlochs 24 durch die Schneid-Elemente 9 ein als Innen-Gewinde ausgebildetes Trag-Gewinde 20 eingeschnitten. Das Trag-Gewinde 20 dient der Befestigung der Schraube 1 in dem Bohrloch 24, in dem das Außen-Gewinde 8 in dem Trag-Gewinde 20 angeordnet ist. Der entlang der Innenwand 19 zwischen dem Trag-Gewinde 20 verbleibende, schraubenlimenförmige Steg 21 ist ebenso wie das Trag-Gewinde 20 trotz der am Kern 2 vorgesehenen Stütz-Elemente 17 unbeschädigt, sodass die Tragfähigkeit der Schraubverbindung der Schraube 1 in dem Bohrloch 24 gegenüber einer Schraube oh- ne Stütz-Elemente 17 nicht beeinträchtigt ist. Der Grund hierfür ist, dass der Stütz-Element-Durchmesser D _St kleiner ist als der Gewinde- Durchmesser D _G und somit, nachdem die Schraube 1 sich nach dem Einschraubvorgang mittels der Stütz-Elemente 17 und der Schneid-Elemente 9 selbst zentriert und in das Bohrloch 24 eingeschnitten hat, die Stütz- Elemente 17 keine Schneidarbeit an der Innenwand 19 leisten.