AT12726U1 - SCREW FOR FIXING A WOODEN PART - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schraube für das Befestigen eines Holzteiles an einer Unterkonstruktion, wobei die Schraube aus einem Bolzen (2) und einem versenkbarem Schraubenkopf (1) besteht, wobei der Bolzen (2) eine Bohrspitze (2.1) mit daran anschließender Gewindezone (2.2) aufweist, an welche eine Räumzone (2.3) folgt, die in einen daran anschließenden glatten kreiszylinderförmigen Schaft (2.4) übergeht, der im versenkbaren Schraubenkopf (1) endet, wobei der versenkbare Schraubenkopf (1) als sich vom freien Ende her verjüngender Kegelstumpf (1.1) mit bolzenseitigem kreiszylinderförmigem Ansatz ausgebildet ist.Der bolzenseitigen Ansatz des Schraubenkopfes (1) besteht aus zwei Kreiszylindern (1.2, 1.3) unterschiedlichen Durchmessers, die in Achsrichtung der Schraube hintereinander angeordnet sind, wobei der Kreiszylinder (1.3) mit dem kleineren Durchmesser bolzenseitig angeordnet ist und der Durchmesser des größeren Kreiszylinders (1.2) gleich dem Durchmesser der kleineren Stirnfläche des Kegelstumpfes (1.1) ist.The invention relates to a screw for fastening a wooden part to a substructure, wherein the screw consists of a bolt (2) and a retractable screw head (1), wherein the bolt (2) has a drill bit (2.1) with adjoining threaded zone (2.2). which is followed by a clearing zone (2.3) which merges into an adjoining smooth circular cylindrical shank (2.4) terminating in the retractable screw head (1), the retractable screw head (1) being a truncated cone tapering from the free end (1.1 The bolt-side projection of the screw head (1) consists of two circular cylinders (1.2, 1.3) of different diameters, which are arranged one behind the other in the axial direction of the screw, wherein the circular cylinder (1.3) is arranged on the bolt side with the smaller diameter and the diameter of the larger circular cylinder (1.2) equal to the diameter of the smaller one End face of the truncated cone (1.1) is.
Description
österreichisches Patentamt AT 12 726 Ul 2012-10-15Austrian Patent Office AT 12 726 Ul 2012-10-15
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Schraube für das Befestigen eines Holzteiles an einer Unterkonstruktion. Die erfindungsgemäße Schraube ist insbesondere gut dazu geeignet Terrassenbohlen oder Fassadenelemente an einer Unterkonstruktion festzuschrauben.Description: The invention relates to a screw for fastening a wooden part to a substructure. The screw according to the invention is particularly suitable for screwing terraced planks or facade elements to a substructure.
[0002] Die US933865 A zeigt schon 1909 eine Schraube für Holzverbindungen mit einem Senkkopf, der stirnseitig durch einen flachen Kegelstumpf gebildet ist und dessen Durchmesser zum schlankeren Schraubenbolzen hin in mehreren Stufen in Form von flachen Kreiszylindern abnimmt.The US933865 A shows as early as 1909 a screw for wood joints with a countersunk head, which is frontally formed by a flat truncated cone and whose diameter decreases towards the slimmer bolt in several stages in the form of flat circular cylinders.
[0003] Vergleichbare Schraubenköpfe zeigen auch die Schriften FR2669062 A1 und US2199809 A.Comparable screw heads also show the writings FR2669062 A1 and US2199809 A.
[0004] Die DE 10 2008 057 678 A1 beschreibt eine für das Befestigen eines Holzteiles an einer Unterkonstruktion an sich gut geeignete Schraube, welche aus Bolzen und versenkbarem Schraubenkopf besteht. Der Bolzen weist eine selbstbohrende Gewindespitze mit daran anschließender Gewindezone, eine daran anschließenden Räumzone und einen daran anschließenden glatten Schaft auf, der in den Schraubenkopf übergeht. Die Räumzone ist durch nebeneinander liegende vorspringende Rippen gebildet, welche nach Art sehr steiler Gewindegänge im gleichen Drehsinn wie das für das Einschrauben dienende Gewinde ein kurzes Stück am Schraubenbolzen entlang verlaufen. An der Räumzone wird die durch das Gewinde vorgebohrte Bohrung spanabhebend und/oder durch plastische Verformung erweitert. Der Durchmesser des schraubenkopfseitig an die Räumzone anschließenden glatten Schaftes ist kleiner als der Durchmesser der Räumzone. Damit wird Reibung des glatten Schaftes an den Wänden des durchbohrten Holzes während des Einschraubvorganges vermieden und das Einschrauben kann somit schneller und bei gleichem Antriebsdrehmoment zu größeren Schraubenzugkräften hin erfolgen. Zusätzlich zu der besprochenen Räumzone weist die Schraube im Längsbereich des für das Einschrauben dienenden Gewindes einen zweiten, steileren, entgegengesetzt gewendelten Gewindegang mit niedrigerem Außendurchmesser auf. Dieser Gewindegang bewirkt ein Ausschaben der Gewindebohrung im Mutternteil, verringert das erforderliche Eindrehmoment stärker als es ggf. Auszugskraft vermindert und vermindert auch die Gefahr des Aufsprengens des Holzes, wenn der Senkkopf der Schraube beim Anziehen in die Gewindebohrung eingedrückt wird. Der Schraubenkopf ist als kegelstumpfförmiger Senkkopf mit schaftseitig daran anschließendem zylindrischem Ansatz ausgebildet. Auch durch diese Form wird gegenüber einer rein kegelstumpfförmigen Ausbildung des Schraubenkopfes die Gefahr vermindert, dass Holz aufgesprengt wird, wenn der Schraubenkopf unter die Oberfläche des Holzes eingesenkt wird.DE 10 2008 057 678 A1 describes a suitable for attaching a wood part to a substructure in itself screw, which consists of bolts and retractable screw head. The bolt has a self-tapping thread crest with adjoining thread zone, an adjoining reaming zone and an adjoining smooth shaft, which merges into the screw head. The clearing zone is formed by adjacent projecting ribs, which run in the same direction of rotation as the thread used for screwing a short distance along the screw in the manner of very steep threads. At the reaming zone, the hole drilled by the thread is enlarged by machining and / or by plastic deformation. The diameter of the screw shaft side adjoining the clearing zone smooth shank is smaller than the diameter of the clearing zone. This friction of the smooth shaft is avoided on the walls of the pierced wood during the screwing and screwing can thus be faster and with the same drive torque to larger Schraubenzugkräften out. In addition to the broaching zone discussed, the screw has a second, steeper, counter-coiled, lower outside diameter thread in the longitudinal area of the threading thread. This thread causes a reaming of the threaded hole in the nut part, reduces the required insertion torque stronger than it possibly reduces pull-out force and also reduces the risk of cracking of the wood when the countersunk head of the screw is pressed when tightening in the threaded hole. The screw head is designed as a frustoconical countersunk head with shaft-side subsequent cylindrical approach. Even with this form, the risk is reduced over a purely frusto-conical design of the screw head that wood is blown up when the screw head is sunk below the surface of the wood.
[0005] Vergleichbare Schrauben, allerdings mit rein kegelstumpfförmigem Senkkopf, zeigen auch die Schriften DE29811536 U1, DE 202006000479 U1, EP1903224 A2 und WO2010034390 A1.Comparable screws, but with a purely frusto-conical countersunk head, also show the writings DE29811536 U1, DE 202006000479 U1, EP1903224 A2 and WO2010034390 A1.
[0006] Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, die aus der DE 10 2008 057 678 A1 bekannte Schraube dahingehend zu verbessern, dass bei gleichem Eindrehmoment und gleicher Montagegeschwindigkeit eine bessere Auszugskraft erzielt wird (-dass die Schraube also bis zu höheren Zugkräften zwischen den beiden durch die Schraube verbundenen Teilen hält -) und dass dennoch der Schraubenkopf besser in die durch die Schraube am Holzteil gebohrte Bohrung versenkt werden kann, nämlich ohne dass Gefahr besteht dass der Holzteil durch den Schraubenkopf gesprengt wird, oder dass das Gewinde durchdreht bevor der Schraubenkopf versenkt ist oder dass der Schraubenkopf zu tief in den Holzteil versenkt wird.The task underlying the invention is to improve the known from DE 10 2008 057 678 A1 screw to the effect that at the same insertion torque and the same assembly speed a better pull-out force is achieved (-dass the screw up to higher tensile forces between the two parts connected by the screw holds -) and that nevertheless the screw head can be better sunk into the bore drilled by the screw on the wood part, namely without the danger that the wood part is blown up by the screw head, or that the thread is twisted before the screw head is recessed or that the screw head is sunk too deep into the wood part.
[0007] Zum Lösen der Aufgabe wird von einer Ausführungsform einer Schraube ausgegangen, welche aus Bolzen und versenkbarem Schraubenkopf besteht, wobei der Bolzen eine Bohrspitze mit daran anschließender Gewindezone aufweist, an welche ein Räumzone folgt, die in einen daran anschließenden glatten Schaft übergeht, der im Schraubenkopf endet, wobei der versenkbare Schraubenkopf als Kegelstumpf mit bolzenseitigem kreiszylinderförmigem Ansatz 1 /5 österreichisches Patentamt AT12 726U1 2012-10-15 ausgebildet ist. Als erfindungsgemäße Verbesserung wird vorgeschlagen, den bolzenseitigen Ansatz des Schraubenkopfes in Form von zwei in Längsachse der Schraube aufeinanderfolgenden Kreiszylindern unterschiedlichen Durchmessers auszubilden, wobei der Kreiszylinder mit dem kleineren Durchmesser bolzenseitig angeordnet ist und wobei der Durchmesser des größeren Kreiszylinders gleich dem kleineren Stirnflächendurchmesser des Kegelstumpfes ist.To solve the problem is assumed by an embodiment of a screw, which consists of bolts and retractable screw head, wherein the bolt has a drill bit with adjoining threaded zone, which is followed by a clearing zone, which merges into an adjoining smooth shaft, the ends in the screw head, the retractable screw head is designed as a truncated cone with bolt-side circular cylindrical approach 1/5 Austrian Patent Office AT12 726U1 2012-10-15. As an improvement according to the invention it is proposed to design the bolt-side approach of the screw head in the form of two consecutive in the longitudinal axis of the screw circular cylinders of different diameters, wherein the circular cylinder is arranged bolt side with the smaller diameter and wherein the diameter of the larger circular cylinder is equal to the smaller face diameter of the truncated cone.
[0008] Diese Ausbildung des Schraubenkopfes führt dazu, dass der Schraubenkopf einerseits beim Eindrehen der Schraube gut unter Verformung des durchbohrten Holzteiles in die Schraubenbohrung versenkt werden kann, ohne dass Gefahr besteht, dass der Holzteil gesprengt wird oder dass die durch das Gewinde ausübbare Zugkraft nicht ausreicht, andererseits aber nicht zu tief in das durchbohrte Holzteil eingezogen oder gar durch dieses hindurch gezogen werden kann. Für dieses Einziehen des Schraubenkopfes ist es nicht erforderlich, dass die Schraubenbohrung in besonders hohen Maß ausgerieben werden muss. Es kann daher auf einen gegenläufiger Gewindegang wie an Hand der eingangs gewürdigten DE 10 2008 057 678 A1 erwähnt, verzichtet werden, womit nicht nur ein einfacherer Aufbau der Schraube erreicht wird, sondern bei ansonsten gleichen Randbedingungen vor allem auch eine Erhöhung der Auszugskraft erreicht wird.This design of the screw head causes the screw head can be sunk well on the one hand when screwing the screw under deformation of the pierced wood part in the screw hole, without the risk that the wood part is blown or that can not be exercised by the thread traction sufficient, on the other hand, but not too deep fed into the pierced wood part or even pulled through it. For this retraction of the screw head, it is not necessary that the screw hole must be reamed to a particularly high degree. It can therefore be mentioned on an opposite thread as mentioned with reference to the initially acknowledged DE 10 2008 057 678 A1, be waived, which not only a simpler construction of the screw is achieved, but in all the same conditions above all, an increase in the pull-out force is achieved.
[0009] Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung veranschaulicht: [0010] Fig. 1: zeigt eine beispielhafte erfindungsgemäße Schraube in Seitenansicht.The invention is illustrated by means of a drawing: [0010] FIG. 1: shows an exemplary screw according to the invention in side view.
[0011] Die Schraube gemäß Fig. 1 besteht aus einem schlanken langen Bolzen 2 und einem breiteren kurzen Schraubenkopf 2.The screw of FIG. 1 consists of a slim long bolt 2 and a wider short screw head. 2
[0012] Der Bolzen 2 weist eine Bohrspitze 2.1 auf. Im dargestellten Beispiel ist diese Bohrspitze 2.1 als - an sich bekanntes - spitz zulaufendes Schraubengewinde mit abgeklapptem Gewindegang ausgebildet, also mit Gewindegang, bei welchem die Flankenhöhe entlang des Gewindekammes schwankt, sodass Raum für abgetragene Späne geschaffen wird und damit beim Eindrehen störender Reibungswiderstand vermindert wird. Diese Spitzenform ist gut für das Einbohren bzw. Einschrauben in Holz oder holzähnliche Werkstoffe geeignet.The bolt 2 has a drill tip 2.1. In the example shown, this drill bit is 2.1 as - known per se - tapered screw thread with folded thread, ie with thread, in which the flank height varies along the thread crest, so that room for removed chips is created and thus disturbing friction resistance is reduced during insertion. This tip shape is well suited for drilling or screwing into wood or wood-like materials.
[0013] Für Holz oder holzähnliche Werkstoffe ist auch die Ausbildung der Bohrspitze als - an sich bekannte - Kerbbohrspitze eine gute Möglichkeit. Dabei verläuft entlang der Spitze des Gewindebolzens eine Kerbe. Diese bildet einen Hohlraum zwischen Holz und Bolzen in welchem sich abgetragenes Material sammeln kann, sodass beim Eindrehen störender Reibungswiderstand vermindert wird.For wood or wood-like materials, the formation of the drill bit as - known per se - Kerbbohrspitze a good way. In this case, a notch runs along the tip of the threaded bolt. This forms a cavity between wood and bolts in which eroded material can collect, so that when screwing disturbing frictional resistance is reduced.
[0014] Ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Schraube für die Befestigung von Holzteilen an einer Metall- oder Kunststoffunterkonstruktion vorgesehen, so sollte die Bohrspitze nach Art einer - an sich bekannten - Bohrspitze eines Metallbohrers ausgebildet sein, also mit über die Länge konstantem Durchmesser, mit stumpfkegeliger Stirnseite und zwei Kerben die von der Stirnseite entlang des Bolzens verlaufen wobei jeweils eine Grenzlinie einer Kerbe mit der Stirnseite eine Schneidkante bildet.If the application of the screw according to the invention for the attachment of wood parts provided on a metal or plastic substructure, the drill bit should be formed in the manner of a - known per se - drill bit of a metal drill, so with the length constant diameter, with truncated cone End face and two notches extending from the front side along the bolt, wherein in each case a boundary line of a notch with the end face forms a cutting edge.
[0015] Im Anschluss an die Bohrspitze 2.1 der Schraube folgt die Gewindezone 2.2, mit Hilfe derer die Schraube bestimmungsgemäß mit dem Material der Unterkonstruktion in Gewindeeingriff kommt. Bei flacher Gewindesteigung können sehr hohe Zugkräfte durch die Schraube übertragen werden, die Montage kann dadurch aber verlangsamt werden und es kann sein, dass der Schraubenkopf 1 zu sehr in den durchbohrten, zu befestigenden Holzteil eingezogen wird. Bei zu hoher Gewindesteigung besteht die umgekehrte Gefahr, dass die übertragbare Zugkraft zu klein ist und dass die Schraube beim Eindrehen "durchdreht" bevor der Schraubenkopf ausreichend versenkt ist. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Schraubenkopfes ist eine relativ hohe Steigung ohne die ansonsten damit verbundenen Nachteile anwendbar.Following the drill bit 2.1 of the screw follows the threaded zone 2.2, with the help of which the screw comes as intended with the material of the substructure in threaded engagement. With a flat thread pitch very high tensile forces can be transmitted through the screw, but the assembly can be slowed down and it may be that the screw head 1 is fed too much in the pierced, to be fastened wood part. If the thread pitch is too high, there is the converse risk that the transmittable tensile force will be too small and that the screw will "twist" when it is screwed in. before the screw head is sufficiently sunk. The inventive design of the screw head a relatively high pitch without the otherwise associated disadvantages is applicable.
[0016] Schraubenkopfseitig folgt auf die Gewindezone 2.2 die Räumzone 2.3. Bestimmungsgemäß gelangt die Räumzone beim Befestigen eines Holzteils an einer Unterkonstruktion nicht oder nur sehr wenig in die Unterkonstruktion. Zweck der Räumzone 2.3 ist es, jenen Längsteil der durch die Schraube selbst gebohrten Schraubendurchgangsbohrung in welchem es zu keinem Gewindeeingriff mit dem Schraubengewinde kommt, aufzuweiten, damit es an diesem 2/5 österreichisches Patentamt AT 12 726 Ul 2012-10-15 Längsteil beim Eindrehen der Schraube nicht zu unnötiger Reibung kommt. In der dargestellten vorteilhaften Ausführungsform ist die Räumzone 2.3 durch um den Mantel des Bolzens 2 herum nebeneinander liegende vorspringende Rippen gebildet, welche nach Art sehr steiler Gewindegänge im gleichen Drehsinn wie das für das Einschrauben dienende Gewinde im Gewindebereich 2.2 ein kurzes Stück am Schraubenbolzen entlang verlaufen.Screw head side follows on the threaded zone 2.2, the clearing zone 2.3. As intended, the clearing zone does not reach the substructure when attaching a piece of wood to a substructure or only very little. The purpose of the clearing zone 2.3 is to widen those longitudinal part of the self-drilled by the screw hole through hole in which there is no threaded engagement with the screw thread, so that it at this part of the twelfth AT 12 726 Ul 2012-10-15 longitudinal part when screwing the screw does not come to unnecessary friction. In the illustrated advantageous embodiment, the clearing zone 2.3 is formed by projecting around the shell of the bolt 2 adjacent projecting ribs which run in the same direction of rotation as the thread used for screwing in the threaded portion 2.2 a short distance along the bolt on the type of very steep threads.
[0017] Schraubenkopfseitig folgt auf die Räumzone 2.3 ein glatter Schaft 2.4 der Schraube, welcher bestimmungsgemäß durch den an der Unterkonstruktion zu befestigenden Holzteil hindurch verlaufen soll und gegenüber diesem möglichst ohne Reibung bewegbar sein soll. Der glatte Schaft hat die Form eines langen Kreiszylinders. Er muss ausreichend stark ausgeführt sein um Eindrehmoment der Schraube und Zugkräfte zwischen den beiden zu verbindenden Teilen übertragen zu können. Der Durchmesser des Schaftes 2.4 muss kleiner sein als der Außendurchmesser der Räumzone 2.3.Screw head side follows on the clearing zone 2.3, a smooth shank 2.4 of the screw, which is intended to extend through the to be fixed to the substructure wood part and should be movable relative to this as possible without friction. The smooth shaft has the shape of a long circular cylinder. It must be strong enough to be able to transfer torque of the screw and tensile forces between the two parts to be joined. The diameter of the shank 2.4 must be smaller than the outer diameter of the clearing zone 2.3.
[0018] An der von der Räumzone 2.3 abgewandten Seite ist der glatte Schaft 2.4 der Schraube mit dem bestimmungsgemäß in dem zu befestigenden Holzteil versenkbaren Schraubenkopf 1 verbunden.At the side facing away from the clearing zone 2.3 side of the smooth shank 2.4 of the screw with the intended purpose in the wood part to be fastened retractable screw head 1 is connected.
[0019] Der Schraubenkopf 1 weißt in Schraubenlängsrichtung drei hintereinanderliegende Abschnitte, nämlich einen flachen Kegelstumpf 1.1 und zwei flache Kreiszylinder 1.2, 1.3 auf, wobei diese Körper koaxial zur Schraubenachse liegen und mit ihren Stirnseiten aneinander anliegen, wobei an der freien Stirnseite der Schraube der Kegelstumpf 1.1 liegt, wobei der Durchmesser von dessen kleinerer Stirnseite gleich dem Durchmesser des anliegenden Kreiszylinders 1.2 ist und wobei der Durchmesser des weiteren Kreiszylinders 1.3 kleiner ist als der Durchmesser des Kreiszylinders 1.2 aber größer als der Durchmesser des glatten Schaftes 2.4 des Bolzens 2.The screw head 1 know in the longitudinal direction of the screw three successive sections, namely a flat truncated cone 1.1 and two flat circular cylinder 1.2, 1.3, wherein these bodies are coaxial with the screw axis and abut each other with their end faces, wherein on the free end face of the screw of the truncated cone 1.1, wherein the diameter of the smaller end face is equal to the diameter of the adjacent circular cylinder 1.2 and wherein the diameter of the further circular cylinder 1.3 is smaller than the diameter of the circular cylinder 1.2 but larger than the diameter of the smooth shank 2.4 of the bolt. 2
[0020] In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Unterschied zwischen dem Durchmesser des größeren Kreiszylinders 1.2 und dem des glatten Schaftes 2.4 etwa (+/- 10%) gleich dem Unterschied zwischen dem größeren und dem kleineren Stirnflächendurchmesser des Kegelstumpfes 1.1.In a preferred embodiment, the difference between the diameter of the larger circular cylinder 1.2 and that of the smooth shank 2.4 is about (+/- 10%) equal to the difference between the larger and the smaller face diameter of the truncated cone 1.1.
[0021] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Unterschied zwischen dem Durchmesser des größeren Kreiszylinders 1.2 und dem des kleineren Kreiszylinders 1.3 etwa (+/- 10%) gleich dem Unterschied zwischen dem Durchmesser des kleineren Kreiszylinders 1.3 und dem Durchmesser des glatten Schaftes 2.4.In a further preferred embodiment, the difference between the diameter of the larger circular cylinder 1.2 and that of the smaller circular cylinder 1.3 is approximately (+/- 10%) equal to the difference between the diameter of the smaller circular cylinder 1.3 and the diameter of the smooth shank 2.4.
[0022] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die in Achsrichtung der Schraube gemessenen Längen aller drei einzelnen Teile 1.1, 1.2, 1.3 des Schraubenkopfes untereinander etwa (+/-10%) gleich groß.In a further preferred embodiment, the measured in the axial direction of the screw lengths of all three individual parts 1.1, 1.2, 1.3 of the screw head with each other about (+/- 10%) are the same size.
[0023] Diese geometrischen Verhältnisse führen zu optimal ausgewogenen Eigenschaften des Schraubenkopfes hinsichtlich kontrollierter Versenkbarkeit, Übertragbarkeit von hohen Zugkräften, Vermeidung der Gefahr des Sprengens des zu befestigenden Teils.These geometrical conditions lead to optimally balanced properties of the screw head in terms of controlled sinkability, transferability of high tensile forces, avoiding the risk of blasting the part to be fastened.
[0024] Wie von herkömmlichen Schrauben her bekannt, ist die freiliegende Stirnseite des Schraubenkopfes mit einer Vertiefung für den Eingriff eines zum Drehen der Schraube dienenden Werkzeuges ausgestattet. Typische bekannte Geometrien derartiger Vertiefungen sind ein einfacher Schlitz, ein Kreuzschlitz, eine Sackloch mit Torx-Querschnittsfläche oder ein Sackloch mit Sechskantquerschnittsfläche. 3/5As known from conventional screws forth, the exposed end face of the screw head is provided with a recess for engagement of a serving for turning the screw tool. Typical known geometries of such depressions are a simple slot, a cross slot, a blind hole with Torx cross-sectional area or a blind hole with hexagonal cross-sectional area. 3.5
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Also Published As
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| DE202012101328U1 (en) | 2012-04-27 |
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Legal Events
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Effective date: 20210430 |