DE2550787A1

DE2550787A1 - Befestigungsmittel

Info

Publication number: DE2550787A1
Application number: DE19752550787
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Springer
Original assignee: Joh Friedrich Behrens AG
Current assignee: Joh Friedrich Behrens AG
Priority date: 1975-11-12
Filing date: 1975-11-12
Publication date: 1977-05-18
Also published as: FR2331706A1; IT1071472B; SE7610883L; GB1550458A

Description

Befestigungsmittel

Die Erfindung bezieht sich auf ein Befestigungsmittel zum Verbinden von Werkstücken mit einem Kopf und einem an diesen anschließenden Schaft, der einen Gewindeabschnitt besitzt.

Die große Anzahl unterschiedlicher Befestigungsmittel läßt sich in zwei Grundkategorien einteilen, nämlich lösbare und nicht lösbare Befestigungselemente. Die letzteren haben den großen Vorteil, daß sie auf einfache Weise eintreibbar sind, beispielsweise mit Druckluft getriebenen Eintreibgeräten. Nachteilig bei den nicht lösbaren Befestigungselementen ist hingegen, daß sie nur eine begrenzte Haltekraft besitzen und somit leicht ausgezogen werden können.

Unter die erstgenannte Kategorie fallen Schrauben aller Art,

NKOTHCUB BlNK AO. HiMBDRO (BlI SOO70000) NH. 00/88497

7/· WR

illl.z 80080000) NB. 033 6033 · POHTSCnEOK HMB. 2842-2O«

die durch mehr oder weniger formschlüssigen Eingriff mit dem Werkstück für eine hohe Haltekraft sorgen. Der Nachteil bei Schraubelementen ist jedoch die aufwendigere Montage, die mit dem Eindrehen der Schraube verbunden ist, auch dann, wenn sogenannte motorgetriebene Drehschrauber eingesetzt werden. Mit automatischen Drehschraubern läßt sich eine Schraube zwar ebenfalls in verhältnismäßig kurzer Zeit eindrehen, dennoch kann eine vollautomatische Verarbeitung der Schrauben nicht stattfinden. Zumeist werden Löcher vorgebohrt, in die die Schraube eingesetzt wird, bevor das Drehwerkzeug angesetzt werden kann.

In manchen Fällen werden Schrauben zusammen mit Dübeln eingesetzt, die den Montageaufwand weiter erhöhen, weil zunächst ein Loch in voller Tiefe gebohrt werden muß, das den Dübel aufnimmt, bevor die Schraube eingedreht werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungsmittel zum Verbinden von Werkstücken zu schaffen, das einerseits lösbar befestigbar und andererseits mit Hilfe eines Eintreibgeräts in die Werkstücke einschlagbar ist.

Bei einem Befestigungsmittel der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zumindest ein Teil des Gewindeabschnitts eine Umhüllung aufweist, die an der Außenseite Verankerungsmittel besitzt und an der Innenseite so mit dem Gewindeabschnitt verbunden ist, daß eine relative axiale Verschiebung unterbunden, eine relative Drehung jedoch

709820/0127 " ³ "

möglich ist.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß es für die Verarbeitung von Schrauben und ähnlichen Befestigungsmitteln von sehr großem Vorteil wäre, wenn sie wie Nägel oder Klammern in Eintreibgeräten magaziniert und nacheinander durch Einschlagen in ein Werkstück eingetrieben werden könnten. Dem steht jedoch der Gewindeabschnitt einer Schraube entgegen, der beim Einschlagen ein zu weites Loch bewirken würde, so daß die Schraube, wenn sie durch Einschlagen eingetrieben wird, keinerlei Haltekraft zu entfalten vermag. Die Erfindung hat ferner erkannt, daß es aus diesem Grunde erforderlich ist, Vorkehrungen zu treffen, durch die der Gewindeabschnitt keine zerstörenden Wirkungen hervorruft, vielmehr die Schraube fest im Werkstück verankert ist und dennoch ein Herausdrehen der Schraube ermöglicht, die dann im Bedarfsfalle wieder eingedreht werden kann.

Die beim erfindungsgemäßen Befestigungsmittel vorgesehene Umhüllung deckt zumindest in einem Teil des GewindeabSchnitts die Gewindegänge ab und ermöglicht somit das Eintreiben in ein Werkstück, wobei die Verankerungsmittel auf der Außenseite der Umhüllung für eine wirksame Verankerung der Umhüllung in dem Werkstück sorgen. Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Befestigungsmittel durch axiales Einschlagen sicher im Werkstück verankert werden. Die Schraube kann zu irgendeinem beliebigen Zeitpunkt danach heraus- und wieder hineingedreht werden, da die Verbindung zwischen Gewindeabschnitt der

709820/0127 " ^h "

Schraube und der Umhüllung eine Drehung der Schraube zuläßt_o

Das erfindungsgemäße Befestigungsmittel ist vor allem für weiche und mittelharte Werkstücke geeignet, insbesondere solchen aus Holz, Preßspan oder dergleichen.

Für das Einschlagen des erfindungsgemäßen Befestigungsmittels würde es ausreichen, wenn die Gewindegänge des Gewindeabschnitts von der Umhüllung lediglich bedeckt sind. Damit das Befestigungsmittel seine Befestigungsmittel seine Befestigungsfunktion jedoch voll erfüllen kann, muß außerdem für eine wirksame Verankerung zwischen Umhüllung und Schraube gesorgt sein. In diesem Zusammenhang sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Umhüllung zumindest teilweise mit den Gewindegängen in formschlüssigem Eingriff steht_o Zu diesem Zweck ist die Umhüllung auf der Innenseite, zumindest ein Teil komplementär zum Gewinde der Schraube ausgebildet ₉ so daß der gewünschte formschlüssige Eingriff hergestellt ist_o

Es ist denkbar, die Umhüllung als Überzugkappe oder Überzughülse auszugestalten, die mit einem Innengewinde oder einem angedeuteten Gewinde an der Innenseite versehen ist. Die Herstellung einer derartigen Umhüllung ist jedoch verhältnismäßig aufwendig. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht in diesem Zusammenhang vor, daß die Umhüllung aus angeformt ent, vorzugsweise umspritztem Kunststoffmaterial besteht. Das Umspritzen mit thermoplastischem Material ist verhältnismäßig einfach und läßt sich im Wege automatischer Fertigung durchführen. Vor-

709820/0127 " ⁵ "

zagsweise wird hierssu thermoplastischer ^Kunststoff verwendet *

Dei* Werkstoff für die Umhüllung muß so hart sein, daß ei* während des Eintreibens des erfindungs gemäß en Befestigungsmittels nicht zerstört wird und einen oder mehrere G-ewindegänge freigilbto Dies stellt bei härteren Werkstoffen ein gewisses Probleim dar» Daner sient eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die ümnüllung aus einer angeformt en Metallegierung best ent, vorzugsweise einer Zink— oder JJLuminiumlegierung» Die TJmMillung wird liier ebenfalls angespritzt oder auf ähnlicne Weise angebracht» Sin derartiges Befestigungsmittel kann dann auch für relativ harte Werkstoffe eingesetzt werden.

Unabhängig davon, welcher Werkstoff für die Anformung der Umhüllung verwendet wird, muß Sorge dafür getragen werden» daß zwischen Umhüllung und Grewindeabschnitt der Schraube keine zu hohe Haftung entsteht, die ein Herausdrehen der Schraube verhindert. .Cn diesem Zusammenhang sieht eine andere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß zwischen Umhüllung und Grewindeabschnitt ein Trennmittel vorgesehen ist· Dieses Trennmittel sorgt beim Anformen der Umhüllung an den Gewindeabschnitt dafür, daß nicht etwa eine unlösbare Befestigung zwischen Grewindeabschnitt und Umhüllung entsteht.

Als alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Befestigungs« mittels für den Einsatz bei verhältnismäßig harten Werkstücken sieht die Erfindung vor, daß die Umhüllung aus Blechmaterial

709820/0127 » ⁶ -

bestellt, vorzugsweise aus zwei Blechabschnitten· Das blattförmige Blechmaterial wird um den Gewindeabschnitt herumgelegt und angepreßt, so daß Teile mit dem Gewinde in Formschluß treten, damit die gewünschte Verankerung zwischen den Teilen gewährleistet ist.

Von "außen" betrachtet soll das erfindungsgemäße Befestigungselement als nicht lösbares Befestigungsmittel wirken, das sich mit Hilfe eines Eintreibgeräts oder auch nur mit einem Hammer in ein Werkstück einschlagen läßt. Dabei soll es im Werkstück eine bestimmte Haltekraft entfalten, die einem Herausziehen großen Widerstand entgegensetzte Verankerungsmittel können durch verschiedene konstruktive Maßnahmen bereitsgestellt werden. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht hierzu vor, daß die Verankerungsmittel mindestens einen widerhakenförmigen seitlichen Vorsprung aufweisen. Eine wirksame Verankerung ist gegeben, wenn sich das Befestigungsmittel seitlich wirksam in der Lochwandung verankern kann. Dies kann naturgemäß nur mit radialen oder sonstwie seitlich nach außen weisenden Vorsprüngen oder dergleichen geschehen, die andererseits wiederum dem Eintreiben Widerstand entgegensetzen. Daher sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Verankerungsmittel aus mehreren in Längsrichtung in Reihe angeordneten Sägezähnen besteht, deren dem Schraubenkopf zugewandte Flanke einen größeren Winkel zur Schraubenachse einschlicht als die dem Schraubenkopf abgewandte Flanke_o Die Sägezähne können sich wirksam in der Lochwandung verkrallen und setzen dem Herausziehen großen Widerstand entgegen_o Dennoch können sie ver-

709820/0127 - 7 -

hältnismäßig leiclit mit eingetrieben werden· Zweckmäßigerweise hat die Umhüllung mehrere radial vorspringende, in Längsrichtung

in
verlaufende Stege,/die die Sägezähne eingeformt sind. Aus Symmetriegründen ist es erfindungsgemäß zweckmäßig, wenn die Stege sternförmig angeordnet sind*

Die Umhüllung bei dem erfindungsgemäßen Befestigungsmittel braucht nur so stark zu sein, daß die Gewindegänge ausreichend bedeckt sind₀ Nur die Verankerungsraittel, etwa die in Längsrichtung verlaufenden Sägezähne müssen radial weiter nach außen vorstehen, um dem Befestigungselement ausreichend Haltekraft zu verleihen.

Das erfindungsgemäße Befestigungselement soll geeignet sein, mit herkömmlichen Eintreibgeräten, wie sie sonst nur für Nägel oder Klammern verwendet werden, verschossen zu werden. In diesem Zusammenhang sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß mehrere Befestigungsmittel über Verbindungsabschnitte der Umhüllungen zu einem Magazinstreifen miteinander verbunden sind. Die Verbindungsabschnitte können erfindungsgemäß aus einstückig angeformten, vorzugsweise dünnen flächigen Stegen bestehen. Dadurch ist es möglich, Umhüllung einerseits und Verbindungsabschnitte andererseits beispielsweise durch Umspritzen mit Kunststoffmaterial oder einer Metallegierung gleichzeitig herzustellen, so daß ein fertiger Magazinstreifen gebildet ist. Ein Magazinstreifen erleichtert das Auffüllen des Magazins eines Eintreibgerätes und zugleich auch die Führung der eirzelnen Elemente in Richtung Schußkanal des Eintreibgeräts _o

7 09820/0127 - 8 -

Die Wirkung des erfindungsgemäßen Befestigungselements ist bereits dann gegeben, wenn nur ein Äbsclmitt des Gewindes einer Schraube mit einer Umhüllung versehen ist» Es ist jedoch erfindungsgemäß vorzuziehen, die Umhüllung im Bereich der Schraubenspitze vorzusehen und bis über den gesamten Gewindeabschnitt sich erstrecken zu lassen« Bie Spitze der Umhüllung ist vorzugsweise ebenfalls spitz geformt in Form einer ballistischen Spitze oder dergleichen, damit ein sauberes und ungehindertes Eintreiben ermöglicht ist.

Ausführungsformen der Erfindung sollen nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben werden,

Fig. 1 zeigt im Schnitt ein Befestigungsmittel gemäß der Erfindung durch die Ansicht nach Fig. 3 entlang der Linie 1-1.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein Befestigungsmittel durch die Ansicht nach Fig· 3 entlang der Linie 2-2»

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch das Befestigungsmittel gemäß den Figuren 1 bzw_o 2,

Fig. h zeigt einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungsmittels <,

ig» 5 zeigt einen Magazinstreifen der Befestigungsmittel nach den Figuren 1 bis 3«

Fig, 6 zeigt eine andere Ausführungsform eines Magazinstreifens des Befestigungsmittels nach den Figuren 1 bis 3*,

709820/0127 - 9 -

Das Befestigungsmittel nach den Figuren 1 bis 3 setzt sich aus zwei Komponenten zusammen, nämlich einer Schraube 10 und einer Umhüllung 11. Die Schraube 10 ist beispielsweise eine

selbstschneidende
herkömmliche/Holzschraube mit einem Kopf 12 mit Schlitz 13 und einem Schaft, der sich aus einem glatten Schaftteil lh, einem Gewindeabschnitt 15 und einer Eintreibspitze 16 zusammensetzt· Die Umhüllung 11 ist ein umspritzter thermoplastischer Kunststoffma±el, der die Gewindegänge des Gewindeabschnitts 15 etwas überdeckt, so daß in der Umhüllung 11 ein zum Gewindeabschnitt 15 komplementäres Innengewinde ausgebildet ist·

Fig. 3 zeigt den Schnitt durch die Schraube 10 und die Umhüllung 11 zwischen den Flanken eines Gewindeganges· Aus dem Schnitt ist zu erkennen, daß die Umhüllung 11 vier um 90° im Abstand angeordnete radiale Flügel 17 oder Stege aufweist, die mit seitlichen Sägezähnen 18 versehen sind. Die Sägezähne 18 sind so gestaltet, daß die dem Schraubenkopf 12 zugekehrte Flanke 19 einen größeren Winkel zur Schraubenachse einschließt als die andere Flanke 20·

Die Umhüllung 11 paßt sich sowohl hinsichtlich des Umrisses der Stoge 17 als auch des Abschnittes zwischen den Stegen der umhüllenden der Schraube 10 an, so daß die Umhüllung 11 sich in Richtung Schraubenspitze 16 verjüngt und im Bereich des unteren Endes der Schraube ebenfalls eine Spitze 21 bildet, die als sogenannte ballistische Spitze ausgebildet ist und auch die Schraubenspitze 16 einhüllt« Über die Spitze 16 kann das Befestigungselement gemäß den Figuren 1 bis 3 mit

709820/0127

- 10 -

Hilfe eines Hammers oder eines automatischen Eintreibgerätes, das etwa einen mit Druckluft beaufschlagbaren Kolben besitzt, in ein Werkstück aus weichem bis mittelhartem Material eingetrieben werden. Die Zähne 18 verankern dabei die Umhüllung 11 im Werkstück. Durch die formschlüssige Verbindung zwischen Schraube 10 und Umhüllung 11 ist somit auch die Schraube 10 im Werkstück verankert· Sie kann jedoch, falls gewünscht, mit Hilfe eines Schraubenziehers oder dergleichen aus der Umhüllung herausgeschraubt und auch in diese wieder eingeschraubt werden, da diese nunmehr ein komplementäres Innengewinde besitzt. Beim Anformen bzw_o Umformen der Umhüllung

11 um die Schraube 10 kann ein Trennmittel auf die Schraube gegeben werden, damit keine zu feste Verbindung zwischen den beiden Komponenten zustandekommt·

Pig. K zeigt eine alternative Ausführungsform, in der zwei Blechteile 22, 23 den Gewindeabschnitt 15 einer Schraube umgeben und zumindest teilweise in die Schraubengänge eingeformt sind· Es sind ebenfalls vier radiale Flügel 25 geformt, die mit Sägezahnen gemäß denen nach den Figuren 1 oder 2 oder anderen Verankerungsmitteln versehen sind.

Es wird im übrigen angemerkt, daß die Schraube 10 vorzugsweise unter dem Kopf 12 einen glatten Schaftabschnitt 14 vorgegebener Länge aufweist, über den sich die Umhüllung 11 nur einen bestimmten Betrag erstreckt und im Abstand zum Schraubenkopf

12 endet. Dadurch ist ein sicheres Eintreiben des Befestigungsmittels gewährleistet, ohne daß sich beim vollständigen Ein-

709820/0127

- 11 -

treiben Material der Umhüllung zwischen Schraubenkopf 12 und Werkstück setzt.

In Figo 5 sind mehrere Schrauben 10 mit Umhüllungen 11 zu einem geraden Magazinstreifen 26 zusammengestellt, wobei die einzelnen Umhüllungen 11 durch fahnenaitLge Stege 27, die einstückig mit den Umhüllungen 11 geformt sind, beispielsweise beim Umspritzen der Schrauben 10.

Fig. 6 zeigt eine Alternative zu Fig. 5» wobei wiederum Schrauben 10 mit Umhüllungen 11 zu einem Magazinstreifen 28 zusammengefügt sind, der hier jedoch schräg verläuft. Zwischen den Umhüllungen 11 sind wiederum dünne Verbindungsfähnchen 29 vorgesehen, die genauso wie die Fähnchen 27 hergestellt werden können. Bei der Ausführungsform nach Figo 6 sind die Fähnchen 29 jedoch weitaus kurzer, da die Schrauben 10 axial gegeneinander versetzt sind, der Art, daß jeweils ein Kopf 12 oberhalb bzw. unterhalb des benachbarten Schraubenkopfes zu liegen kommtο Auf diese ¥eise lassen sich auf einer vorgegebenen Länge mehr Schrauben magazinieren als bei der Ausführungsform nach Fig. 5.

- 12 -

709820/0127

Claims

Ansprüche :

J Befestigungsmittel zum Verbinden von Werkstücken mit einem Kopf und einem an diesen anschließenden Schaft, der einen Gewindeabschnitt besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des GewindeabSchnitts (15) eine Umhüllung (ii) aufweist, die an der Außenseite Verankerungsmittel (18) besitzt und an der Innenseite so mit dem Gewindeabschnitt (15) verbunden ist, daß eine relative axiale Verschiebung unterbunden, eine relative Drehung jedoch möglich ist.
2. Befestigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (11) zumindest teilweise mit den Gewindegängen in formschlüssigem Eingriff steht.
3. Befestigungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung aus angeformtem, vorzugsweise umspritztem Kunststoffmaterial besteht.
h. Befestigungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung aus einer angeformten Metalllegierung besteht, vorzugsweise einer Zink- oder Aluminiumlegierung.
5. Befestigungsmittel nach Anspruch h_t dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Umhüllung und Gewindeabschnitt ein Trennmittel vorgesehen ist.

709820/0127 - ¹^ -
6. Befestigungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (11) aus einem Blechmantel (23, 22) besteht, vorzugsweise aus zwei Blechabschnitten.
7. Befestigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsmittel mindestens einen widerhakenförmigen seitlichen Vorsprung (i8) aufweisen·
Befestigungsmittel nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsmittel aus mehreren in Längsrichtung in Reihe angeordneten Sägezähnen (i8) bestehen, deren dem Schraubenkopf (12) zugewandte Flanke (19) einen größeren Winkel zur Schraubenachse einschließt als die dem Schraubenkopf abgewandte Flanke ₀
9. Befestigungsmittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (ii) mehrere radial vorspringende, in Längsrichtung verlaufende Stege (17) aufweist, in die die Sägezähne (18) eingeformt sind.
10. Befestigungsmittel nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (17) sternförmig angeordnet sind.
11. Befestigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Befestigungsmittel über Verbindungsabschnitte (27, 29) der Umhüllungen (11) zu einem Magazinstreifen (26, 28) miteinander verbunden sind₀

709820/0127
12. Befestigungsmittel nach einem der Ansprüche 3 bis 5 und 11, dadurch gekennzeichnet} daß die Verbindungsabschnitte (27, 29) aus einstückig angeformten, vorzugsweise dünnen, flächigen Stegen bestehen«,
13· Befestigungsmittel nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (1O) zueinander ausgerichtet in gerader Reihe angeordnet sind.
Ik₉ Befestigungsmittel nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (1O) jeweils axial zueinander versetzt sind der Art, daß ein Kopf (12) unter dem des folgenden Schraubenkopfes zu liegen kommt.
15· Befestigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (11) von der Schraubenspitze (16) ausgehend sich über mindestens den gesamten Gewindeabschnitt (15) erstreckt.
16. Befestigungsmittel nach Anspruch I5» dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (11) im Bereich der Schraubenspitze ebenfalls spitz (21) geformt ist.
17. Befestigungsmittel nach Anspruch I5 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeabschnitt (15) in einem vorgegebenen Abstand vor dem Schraubenkopf (12) endet und die Umhüllung (11) sich in den glatten Teil {ik) hineinetstreckt, jedoch ebenfalls im Abstand zum Schraubenkopf (12).

ΐ 0 9 8 2 0 / 0 1 2 7