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Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstbohrende Schraube, welche aus wenigstens zwei Abschnitten unterschiedlichen Materials oder unterschiedlichen Materialgefüges besteht, wobei am freien Ende der Schraube wenigstens in einem Längsschlitz ein plättchen- oder leistenförmiger, aus einem Bohrstahl oder einem Hartmetall gefertigter Schneideinsatz angeordnet ist, nach Patent Nr. 350334.
Im Stammpatent ist eine selbstbohrende Schraube der oben genannten Art beschrieben, mit welcher ein sehr einfacher konstruktiver Aufbau erzielbar ist, welcher wirkungsvoll einsetzbar ist und auch den Anforderungen an eine Bohrschraube entspricht. Bei solchen Bohrschrauben ist es erforderlich, dass der Kopf und gegebenenfalls auch der Schaft aus einem rostfreien Material, z. B. rostfreiem Stahl, hergestellt werden. Die Bohrspitze muss jedoch entsprechend hart ausgeführt werden, damit eine geeignete Bohrung in kurzer Zeit hergestellt werden kann. Ein derartiger Bohrstahl ist aber in der Regel nicht rostfrei, wobei durch die Erfindung gemäss dem Stammpatent eine einfache Möglichkeit aufgezeigt wird, an einem rostfreien Schraubenkörper eine Bohrspitze anzusetzen, welche aus einem Bohrstahl bzw. einem Hartmetall gefertigt ist.
Gemäss dem Stammpatent werden die Schneideinsätze durch Verschweissung, Verlötung, Vernietung oder Verklebung mit dem Schraubenkörper verbunden.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Möglichkeit zu schaffen, mit der der Schneideinsatz kraft-und/oder formschlüssig im Längsschlitz am freien Ende der Schraube gehalten wird.
Erfindungsgemäss wird hiezu vorgeschlagen, dass am Schneideinsatz Erhebungen und/oder Vertiefungen zum form-und/oder kraftschlüssigen Einsetzen in den Längsschlitz der Schraube ausgebildet sind.
Durch diese erfindungsgemässen Massnahmen ist noch eine weit einfachere Fertigung einer selbstbohrenden Schraube möglich, da der Schneideinsatz beispielsweise lediglich eingeschoben werden muss, um dann auch ohne Verklebung einen Festsitz zu erhalten. Eine derartige Befestigung reicht gemäss entsprechenden Versuchen ohne weiteres aus, um eine Bohrung herzustellen. Ein mehrfacher Einsatz solcher Bohrschrauben ist nicht erforderlich, da diese in der Regel in jener Bohrung verbleiben, welche sie selbst aufgebohrt haben.
Weitere Merkmale und besondere Vorteile werden in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine Vorderansicht und Fig. 2 eine Seitenansicht einer selbstbohrenden Schraube mit einem Schneideinsatz ; die Fig. 3 und 4 in Vorder- und Seitenansicht einen Schneideinsatz vergrössert dargestellt ; die Fig. 5 und 7 zwei verschiedene Schneideinsätze in Schrägsicht ; die Fig. 6 und 8 die Vorderansicht von Endteilen von Schrauben, in welche Einsätze gemäss den Fig. 5 bzw.
7 eingesetzt sind ; Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schneideinsatzes, welcher in das Ende des Schraubenschaftes eingesetzt ist ; Fig. 10 eine Schrägsicht einer weiteren Ausführungsform eines Schneideinsatzes ; Fig. 11 eine Schrägsicht dieses Schneideinsatzes, welcher in einen Schaft eingesetzt ist ; Fig. 12 einen Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 11.
Die dargestellte Bohrschraube besteht aus dem Kopf --1--, dem Schaft --2-- und einem selbstschneidenden Gewinde --3--. Am freien Ende des Schaftes --2-- ist ein Schneideinsatz --4-- vorgesehen, so dass es sich hier also um eine Selbstbohr- und Gewindeschneidschraube handelt. Der Schneideinsatz - ist parallel zur Längsachse des Befestigungselementes angeordnet und plättchenförmig ausgestaltet.
Dieser Schneideinsatz --4-- besteht aus einem Bohrstahl oder einem Hartmetall. Der restliche Schraubenkörper, also der Schraubenkopf und der -schaft, bestehen aus einem rostfreien Material, beispielsweise einem rostfreien Stahl.
Der Schneideinsatz --4-- ist an dessen Eingriffsseite von zwei Schneidflächen --5-- begrenzt, welche einen Winkel miteinander einschliessen, der kleiner als 180 ist. Die Schnittkante dieser beiden Schneidflächen --5-- liegt im Bereich der Mittelachse --16-- der Schraube. Über den in Eindrehrichtung der Schraube jeweils vorne liegenden Schneidkanten --6-- sind parallel zu diesen verlaufende Auskehlun-
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--7-- od. dgl.verlaufenden Schneidprofilbegrenzung vorgesehen.
Zur Verbindung zwischen dem Schraubenkörper bzw. dem Schaft --2-- und dem Schneideinsatz --4-- ist am freien Ende des Schaftes --2-- ein mittiger Längsschlitz --10-- vorgesehen, in welchen der Schneideinsatz --4-- eingesetzt wird.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen wird der Schneideinsatz --4-- form- und/oder kraftschlüssig im Längsschlitz --10-- gehalten. Zu diesem Zweck sind am Schneideinsatz Erhebungen und/oder Vertiefungen vorgesehen, welche nachstehend an Hand der Beispiele näher erläutert werden.
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Bei der Ausführung gemäss den Fig. 1 bis 4 sind am Schneideinsatz --4-- an dem den Schneiden --5-abgewandten Bereich parallel zur Mittelachse --16-- verlaufende Rippen --17-- vorgesehen, welche mit
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Festsitz des Schneideinsatzes --4-- im Längsschlitz --10-- erreicht, welcher eine zusätzliche Verklebung überflüssig macht. Selbstverständlich ist bei besonders harten Einsätzen eine zusätzliche Verklebung bzw. andere Verbindung denkbar, wobei dann die vorgesehenen Rippen --17-- eine vorläufige Fixierung und somit eine leichtere Bearbeitung ermöglichen.
An Stelle von Rippen --17-- können selbstverständlich auch entsprechend Stege oder andere Erhebungen vorgesehen werden. Auch wäre es denkbar, an den beiden einander abgewandten Flächen - lediglich jeweils eine Rippe --17-- vorzusehen, wobei diese dann beispielsweise gegenseitig versetzt sind.
Der Schneideinsatz --4-- weist ferner an seinem den Schneiden --5-- ab gewandten Ende eine im
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abgestützt wird. Es ist daher nicht erforderlich, dass der Nutgrund mit scharfen Kanten ausgearbeitet wird.
Bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 5 und 7 ist an den den Schneidflächen --5-- ab gewandten Enden des Schneideinsatzes --4-- jeweils eine in axialer Richtung vorstehende, schneidenartige Erhebung - vorgesehen. Diese Erhebung --20-- wird beim Einsetzen in den Grund des Schlitzes --10-eingepresst, so dass eine sichere Zentrierung des Schneideinsatzes --4-- gewährleistet ist. Die Erhebung - bei den Fig. 5 und 7 ist achsgleich zur Mittelachse --16-- des Schneideinsatzes --4-- angeordnet.
Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich auch möglich, mehrere solcher schneidenartiger Erhebungen --20-- auf die Breite des Schneideinsatzes --4-- verteilt anzuordnen. An Stelle solcher Erhebungen --20-- könnten auch in axialer Richtung vorstehende, dornartige Spitzen vorgesehen werden.
Bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 5 und 6 ist im Schneideinsatz --4-- an dem den Schneidflächen --5-- abgewandten Bereich eine Ausnehmung --21-- vorgesehen, in welche in einem Arbeitsgang mit dem Einführen des Schneideinsatzes --4-- die durch einen Längsschlitz --10-- getrennten Enden --22-- des Schraubenschaftes --2-- eingedrückt werden. Die Form dieser Ausnehmung entspricht wenigstens teilweise der Abschlusskontur der Enden --22--, so dass zumindest die Endbereiche in diese Ausnehmung-21-- eingreifen können. Zweckmässigerweise wird diese Ausnehmung --21-- rechteckig bzw. trapezförmig ausgebildet. Selbstverständlich ist jedoch auch eine andere Form denkbar, so beispielsweise eine Halbkreisform od. dgl.
Bei der Ausführung gemäss den Fig. 7 und 8 wird die Halterung und zusätzliche Zentrierung dadurch erreicht, dass an den in den Schlitz --10-- an der Schraube einführbaren Teil --25-des Schneideinsatzes --4-- beidseitig eine Verdickung --23-- anschliesst, deren Begrenzung Anschlag- kanten --24-- für die geschlitzten Enden --22-- der Schraube bildet. Die Anschlagkanten --24-- sind dabei jeweils von zwei einen von 180 abweichenden Winkel miteinander einschliessenden Abschnitten --26-gebildet, so dass die freien Enden --22-- des Schaftes --2-- eine zusätzliche Zentrierung erfahren.
Bei der gezeigten Ausführungsform weist die von den beiden Abschnitten --26-- gebildete Spitze gegen die Schneidflächen --5--. Selbstverständlich ist auch eine umgekehrte Anordnung denkbar, wobei dann jedoch die Enden --22-- des Schraubenschaftes --2-- entsprechend gestaltet werden müssten. Auch wäre es denkbar, dass die von den beiden Abschnitten --26-- gebildeten Spitzen an den einander gegen- überliegenden Seiten des Schneideinsatzes --4-- versetzt zueinander angeordnet sind. Auch besteht die Möglichkeit, mehr als zwei Abschnitte --26--, welche in verschiedenen Winkeln zueinander angeordnet sind, zur Bildung der Anschlagkanten --24-- vorzusehen.
In der vorstehenden Beschreibung wurden einige Beispiele erläutert, mit welchen die Möglichkeit geschaffen wurde, den Schneideinsatz --4-- lediglich durch kraft-und/oder formschlüssige Verbindung im Schlitz --10-- des Schraubenschaftes --2-- zu halten. Im Rahmen der Erfindung sind selbstverständlich auch andere Ausführungsformen denkbar, wobei es lediglich wesentlich ist, dass am Schneideinsatz --4-Erhebungen und/oder Vertiefungen vorgesehen sind. Selbstverständlich könnten auch an den Enden --22-- des Schraubenschaftes --2-- entsprechende Erhebungen oder Vertiefungen zusätzlich vorgesehen werden, doch bedingt dies einen Mehraufwand an Herstellungskosten.
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Auch die Enden --22-- des Schraubenschaftes --2--, welche durch den Schlitz --10-- getrennt sind, können verschiedene Formen aufweisen, wie beispielsweise aus der Fig. 9 zusätzlich zu entnehmen ist. Bei dieser Ausführungsform werden Flächen --27-- gebildet, welche die Späne beim Bohrvorgang ableiten.
In der Fig. 10 ist eine weitere Ausführungsform eines Schneideinsatzes --4-- gezeigt, wobei an den oberen Seitenrändern des Schneideinsatzes --4--, also an jenem Bereich, welcher in den Längsschlitz
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annähernd rechteckig. Selbstverständlich können diese Auskehlungen --30-- auch andere Querschnittsformen aufweisen. Auch ist die Länge dieser Auskehlungen --30-- variierbar. Bezogen auf die Länge dieser Auskehlungen --30-- könnten diese auch mehrfach unterbrochen werden, z. B. durch Querstege. Es könnte dadurch ein zusätzlicher Halt in Achsrichtung der Schraube erzielt werden.
Wie den Fig. 11 und 12 entnommen werden kann, wird der Schneideinsatz --4-- dadurch im Schaft - gehalten, dass in die Auskehlungen --30-- am Schneideinsatz --4-- der betreffende Randbereich --31-- der den Schlitz-10-- betreffenden Backen-12-- eingedrückt wird. Es entstehen dadurch Verankerungslappen, welche den Schneideinsatz --4-- gegen ein seitliches Auskippen sichern. Die Fertigung kann gleichzeitig mit dem Einpressen des Schneideinsatzes --4-- in den Schlitz --10-- erfolgen.
Es könnte z. B. ein Schlagstempel in der Montagevorrichtung eingebaut werden.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist an den gegenüberliegenden Rändern des Schneideinsatzes - jeweils eine Auskehlung --30-- vorgesehen. Selbstverständlich könnten diese Auskehlungen-30auch seitenverkehrt angeordnet oder jeweils paarweise vorgesehen werden. Bei einer Ausführungsform, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist, ist der Schneideinsatz --4-- am wenigsten der Kerbwirkung unterworfen.
Die Auskehlungen --30-- od. dgl. können in einfacher Weise beim Stanzen oder Formen des Schneideinsatzes --4-- hergestellt werden. Auch bei dieser Ausführungsform des Schneideinsatzes können selbstverständlich am oberen Ende desselben trapezförmige Verjüngungen bzw. eine Erhebung --20-- vorgesehen werden.
Um eine bessere Wärmeabfuhr am Schneidkantenbereich zu erzielen, ist der Schneideinsatz --4-gemäss den Fig. 10 bis 12 an seinem Einsatzende --33-- verstärkt ausgebildet, was insbesondere bei Verwendung von billigeren Schneidstählen, wie z. B. Einsatzstählen, zweckmässig ist. Ferner ist wegen der Bruchgefahr beim Austreten der Schneidflächen --5-- des Schneideinsatzes --4-- aus der Bohrung und der Gefahr der partiellen Erwärmung der Bereich --32-- des Schneideinsatzes --4-- abgerundet ausgebildet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Selbstbohrende Schraube, welche aus wenigstens zwei Abschnitten unterschiedlichen Materials oder unterschiedlichen Materialgefüges besteht, wobei am freien Ende der Schraube wenigstens in einem
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in den Längsschlitz (10) der Schraube ausgebildet sind.