Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schraube mit einem Gewindeschaft
mit einem Kraftangriff zur Drehmomentübertragung und einer Schraubenspitze, wobei
der Gewindeschaft aus einem Schaftkern und einem selbst-gewindeformenden Gewinde
besteht und das Gewinde als schraubenlinienförmig über den Schaftkern verlaufende,
von zwei in einer äußeren Gewindekante zusammenlaufenden Flanken begrenzte Erhebung
mit einer radial zwischen dem Schaftkern und der Gewindekante gemessenen Höhe ausgebildet
ist, wobei das Gewinde im Profil gesehen an der Gewindekante einen bestimmten, zwischen
den Flanken gebildeten Spitzenwinkel aufweist.
Eine solche Schraube ist in der DE
33 35 092 A1 beschrieben. Sie hat sich in der Praxis sehr gut bewährt,
weil ein hohes Lösemoment bei geringem Eindrehmoment erreicht wird. Bei dieser bekannten
Schraube verläuft zumindest in einem Teilbereich des Gewindes die äußere Gewindekante
in radialer Richtung mit einer bestimmten Amplitude wellenförmig zwischen Wellenbergen
mit der Gewinde-Höhe und Wellentälern mit einer um die Amplitude reduzierten Höhe.
Dabei weist das Gewinde zumindest im Bereich einer seiner Flanken im Bereich der
Wellentäler der Gewindekante die Oberfläche der Flanke unterbrechende Einbuchtungen
auf, deren äußere Begrenzung die Gewindekante ist. In den nicht von Einbuchtungen
unterbrochenen Bereichen der Wellenberge der Gewindekante ist der bestimmte, erste
Spitzenwinkel zwischen den geradlinig zwischen dem auf dem Kern liegenden Gewindefußpunkt
und der Gewindekante verlaufenden Flanken gebildet, während sich in den tiefsten
Bereichen der Wellentäler ein zweiter, größerer Spitzenwinkel ergibt. Das Gewinde
verläuft bis zum Ende der Schraubenspitze, wobei es ausgehend von der Schraubenspitze
mindestens über den ersten sich anschließenden Gewindegang mit den Einbuchtungen
und der wellenförmigen Gewindekante ausgeführt ist. Dadurch wirkt die Spitze als
eine Art reibendes Werkzeug, wobei die Gewindeformung unmittelbar an der Spitze
der Schraube erfolgt, so dass sich ein sicheres Zentrieren und Angreifen im Werkstück
unmittelbar beim Ansetzen der Schraube ergibt. Bei dieser bekannten Schraube sind
die Einbuchtungen symmetrisch zur Mittellinie der wellenförmigen Gewindekante als
symmetrische Paraboloide geformt.
Die EP 0 394 719 B1
beschreibt eine ähnliche gewindeformende Schraube, bei der aber Einbuchtungen auf
den Flanken derart asymmetrisch ausgebildet sind, dass ihre in Eindrehrichtung vorderen
Flankenflächen steiler verlaufen als die in Eindrehrichtung hinteren Flankenflächen.
Dadurch wird eine weitere Minderung des Eindrehmoments bei gleichzeitiger Erhöhung
des Lösemoments erreicht. Beim Einschrauben ist der Widerstand durch die flachere
Ausführung der in Eindrehrichtung hinteren Parabolteile geringer, wohingegen das
Lösen der Schraube aufgrund der steileren Anordnung der in Eindrehrichtung vorne
liegenden Parabolflächen erschwert wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Schraube so zu verbessern, dass das Eindrehmoment noch weiter reduziert wird. Dabei
soll die Schraube mit optimierten Eigenschaften universell zum Einschrauben in verschiedene
Materialien oder speziell einerseits zum Einschrauben in weichere Materialien, wie
Holz und dergleichen, insbesondere ohne Vorbohren und somit selbstlochend, bzw.
andererseits zum Einschrauben in härtere Materialien, z. B. Kunststoffe und Metalle,
insbesondere in ein Kernloch, konzipiert sein.
Erfindungsgemäß wird dies gemäß dem Anspruch 1 dadurch erreicht, dass
wenigstens eine der beiden Flanken des Gewindes im Bereich zwischen dem Schaftkern
und der Gewindekante im radialen Profil gesehen derart konkav ausgebildet ist, dass
der Spitzenwinkel kleiner als ein zwischen gedachten, jeweils durch einen Gewindefußpunkt
und die Gewindekante bestimmten Flankengeraden eingeschlossener Flankenwinkel ist.
Erfindungsgemäß ist somit der Spitzenwinkel gegenüber dem Stand der Technik kleiner,
woraus ein schlankeres Gewindeprofil resultiert, so dass das Furchmoment beim Einschrauben
günstig beeinflußt wird, indem das Gewinde leichter unter Materialverdrängung, d.
h. im Wesentlichen ohne Spanbildung, ein Gegengewinde in dem jeweiligen Material
bildet. Durch das erfindungsgemäße Gewindeprofil ist aber trotz der Schlankheit
eine gute mechanische Festigkeit gewährleistet, weil der Gewindefuß mit relativ
großer Breite ausgeführt ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann das Gewinde (entsprechend
dem oben genannten Stand der Technik) mit wellenförmiger Gewindekante und Einbuchtungen
auf mindestens einer Flanke ausgebildet sein, wobei auch im Bereich der Wellentäler
ein schlankerer, zweiter Spitzenwinkel gebildet ist Dabei sollte eine Winkeldifferenz
zwischen dem ersten und zweiten Spitzenwinkel möglichst klein oder sogar Null sein,
d. h. auch der zweite Spitzenwinkel im Bereich der Wellentäler und der Einbuchtungen
sollte möglichst klein sein, um durch eine schlanke Profilform das Furchmoment klein
zu halten. Vorteilhaft ist hierbei auch ein stetiger, praktisch kantenfreier Übergang
zwischen den Gewindeflanken und den Einbuchtungen.
Zusätzlich oder aber alternativ dazu ist vorgesehen, die Größe der
Amplitude der wellenförmigen Gewindekante in Abhängigkeit von verschiedenen Verwendungszwecken
der Schraube zu variieren. Für eine Verwendung zum Einschrauben
in weichere Materialien, wie Holz oder andere Faserstoffe und Verbundwerkstoffe,
beträgt die Amplitude der wellenförmigen Gewindekante etwa das 0,2- bis 0,4-fache
der Gewinde-Höhe. Je weicher bzw. nachgiebiger das Material ist, desto größer kann
die Amplitude sein (und umgekehrt). Für eine Verwendung zum Einschrauben in härtere
Materialien, insbesondere Kunststoffe oder Metalle, ist vorgesehen, dass die Amplitude
der Gewindekante etwa das 0,05 bis 0,15-fache der Gewinde-Höhe beträgt. Je härter
und widerstandsfähiger das Material ist, desto kleiner sollte die Amplitude sein
(und umgekehrt). Weiterhin kann für eine Verwendung als „Universal-Schraube"
die Amplitude auch etwa das 0,1 bis 0,3-fache der Gewinde-Höhe betragen.
Eine weitere vorteilhafte Maßnahme betrifft die radial gemessene Tiefe
der Einbuchtungen. Für eine Verwendung zum Einschrauben in weichere Materialien
ergibt sich diese Tiefe aus der Gewinde-Höhe multipliziert mit einem Faktor größer/gleich
0,8. Dieser Faktor kann mit Vorteil etwa 0,8 betragen, aber auch gegen 1,0 gehen.
Für härtere Materialien beträgt die radiale Tiefe der Einbuchtungen vorzugsweise
etwa das 0,2 bis 0,3-fache der Gewinde-Höhe. Für eine universelle Verwendung kann
die Tiefe auch etwa das 0,3 bis 0,8-fache der Gewinde-Höhe betragen.
Einen weiteren Einfluß auf die Schraubeneigenschaften hat auch die
Anzahl von Wellenbergen und Wellentälern pro Gewindegang, d. h. der Umfangswinkelabstand
bzw. Teilungswinkel der Wellenberge. Für eine Verwendung zum Einschrauben in weichere
Materialien sollte der Teilungswinkel im Bereich von 30° bis 45° liegen,
woraus eine Anzahl n von 8 bis 12 Wellenbergen bzw. Wellentälern pro Gewindegang
(360°) resultiert. Für eine Verwendung bei härteren Materialien liegt der Teilungswinkel
im Bereich von 15° bis 24°, woraus sich eine Anzahl n von 15 bis 24 Wellenbergen
bzw. – tälern ergibt. Für eine Auslegung als „Universal-Schraube" kann
der Teilungswinkel im Bereich von 20° bis 35° liegen (n = 10 bis 18).
Insbesondere in Verbindung mit einem oder mehreren der erläuterten
Merkmale ist es vorteilhaft, wenn das konkret eingängig ausgeführte Gewinde eine
Steigung aufweist, die etwa das 0,5-fache des äußeren Gewindedurchmessers (Schrauben-Nenndurchmesser)
beträgt. Hierdurch wird ein vergrößerter Vorschub zum schnelleren Einschrauben erreicht.
Dennoch ist ein hohes Lösemoment zur dauerhaften Verschraubungs-Vorspannung gewährleistet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren
Ansprüchen und der folgenden Beschreibung enthalten.
Es ist an dieser Stelle zu bemerken, dass alle hier beschriebenen
Merkmale und Maßnahmen unabhängig voneinander, aber auch in jeder möglichen bzw.
sinnvollen Kombination miteinander angewandt werden können.
Anhand von mehreren, in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispielen
soll die Erfindung genauer erläutert werden. Dabei zeigen:
1 eine stark vergrößerte, leicht perspektivische
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schraube in einer ersten Ausführungsform,
2 eine weiter vergrößerte Ansicht des
Gewindeprofils in der radialen Schnittebene II-II gemäß 1,
3 eine schematische Perspektivansicht
eines Abschnittes des Gewindes in der Ausführung gemäß 2,
4 eine Ansicht des Profils analog zu
2 in einer Ausführungsvariante,
5 eine Ansicht wie in 3
zur Ausführung gemäß 4,
6 eine stark vergrößerte, leicht perspektivische
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schraube in einer vorteilhaften Ausgestaltung,
7 einen weiter vergrößerten Querschnitt
in der Ebene VII-VII gemäß 6, und zwar in einer beispielhaften
Ausführungsform insbesondere zur Verwendung bei weicheren Materialien,
8 eine vergrößerte Ansicht des Gewindeprofils,
d. h. einen Querschnitt durch das Gewinde im Bereich eines Wellentales in der Ebene
VII-VII gemäß 7,
9 eine Darstellung des Gewindes analog
zu 3 bzw. 5
ähnlich zu der Ausführung gemäß 8,
10 eine Darstellung analog zu
8 in einer Ausführungsalternative,
11 eine Darstellung des Gewindes wie
in 9 zu der Ausführung gemäß 10,
12 eine Darstellung analog zu
7 einer weiteren Ausführung insbesondere für weichere
Materialien,
13 eine weitere Ausführung ebenfalls
bevorzugt für weichere Materialien in einer Darstellung analog zu 7
bzw. 12, jedoch mit asymmetrischen Einbuchtungen,
14 eine zur Verwendung insbesondere bei
härteren Materialien konzipierte Ausführungsform in einer Darstellung analog zu
u.a. 7 mit symmetrischen Einbuchtungen und
15 eine Ausführung analog zu
14, jedoch mit asymmetrischen Einbuchtungen.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets
mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils
nur einmal beschrieben.
Wie sich zunächst aus 1 und
6 ergibt, besteht eine erfindungsgemäße Schraube
1 aus einem Gewindeschaft 2 mit einem einendigen Kraftangriff
4 zur Drehmomentübertragung und einer gegenüberliegenden Schraubenspitze
6. Im dargestellten Beispiel ist der Kraftangriff 4 in Form einer
Vertiefung als Innenkraftangriff - hier rein beispielhaft als Kreuzschlitz –
in einem als Senkkopf ausgebildeten Schraubenkopf 8 ausgebildet. Der Gewindeschaft
2 besteht aus einem vorzugsweise zylindrischen Schaftkern 10 mit
einem Kerndurchmesser d (siehe auch 7) und einem selbst-gewindeformenden,
insbesondere eingängigen Gewinde 12 mit einem äußeren Gewindedurchmesser
(Schrauben-Nenndurchmesser) D (1, 6
und 7), wobei dieses Gewinde 12
als eine (nur eine) schraubenlinienförmig zumindest über einen Teil des Schaftkerns
10 und über die Schraubenspitze 6 verlaufende Erhebung ausgebildet
ist, die von zwei in einer äußeren Gewindekante 14 zusammenlaufenden Flanken
15, 16 begrenzt ist. Das Gewinde 12 verläuft hierbei
jedenfalls bis zum vorderen, spitzen Ende 18 der Schraubenspitze
6. Im dargestellten Beispiel verläuft es über den gesamten Schaftkern
10 hinweg nahezu bis zum Schraubenkopf 8 (sogenanntes Vollgewinde).
Die Schraube 1 kann aber auch mit Teilgewinde, d. h. mit einem gewindefreien
Schaftabschnitt im Anschluß an den Schraubenkopf 8 ausgebildet sein. Üblicherweise
ist das Gewinde 12 als Rechtsgewinde ausgebildet, so dass eine Einschraubrichtung
(Pfeile E) dem Uhrzeigersinn entspricht. Die entgegengesetzte Ausschraubrichtung
ist mit Pfeilen A eingezeichnet. Im Bereich der Schraubenspitze 6 verjüngt
sich der Kern 10 etwa konisch vom Kerndurchmesser d bis zum spitzen Ende
18.
Wie sich insbesondere aus den 2 bis
5 ergibt, weist das Gewinde 12 eine
radial vom Schaftkern 10 bis zur Gewindekante 14 gemessene Höhe
H auf. Ferner weist das Gewinde 12 im Profil gesehen (siehe insbesondere
2 und 4) an
der Gewindekante 14 einen bestimmten, zwischen den angrenzenden Flanken
15, 16 gebildeten Spitzenwinkel &agr; auf.
Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, dass wenigstens eine der beiden
Flanken 15,16 des Gewindes 12 im Bereich zwischen dem
Schaftkern 10 und der Gewindekante 14 im Profil bzw. radialen
Querschnitt gesehen derart konkav ausgebildet ist, dass der sich im Bereich der
Gewindekante 14 durch die angrenzenden Flanken 15, 16
gebildete Spitzenwinkel &agr; jedenfalls kleiner ist als ein sogenannter Flankenwinkel
&agr;F, der zwischen gedachten, jeweils durch einen Gewindefußpunkt GF
und die Gewindekante 14 verlaufenden Flankengeraden FG definiert ist.
In den bevorzugten Ausführungsbeispielen sind beide Flanken
15 und 16 entsprechend konkav ausgebildet, und zwar vorzugsweise
gleichartig, d. h. zu einer Profilmittelebene symmetrisch.
Bei der Ausführungsform gemäß 2 und
3 verläuft jede Flanke 15,
16 ausgehend vom Schaftkern 10 bzw. vom Gewindefußpunkt GF zumindest
über einen Teil der radialen Höhe H konkav gekrümmt. Dies ist in 2
durch einen Krümmungsradius R1 veranschaulicht, wobei aber anstatt einer Kreisbogenform
auch jede andere, z. B. parabelartige Kurvenform möglich ist. Erfindungsgemäß umfaßt
somit der Begriff "konkav" beliebige Kurvenformen, d. h. neben stetigen gekrümmten
Kurven auch unstetige Kurven, die aus gekrümmten und/oder geradlinigen Abschnitten
bestehen, die jeweils über stumpfe Winkel ineinander übergehen. Wesentlich ist nur,
dass hierdurch sich der Winkel &agr; gegenüber dem Flankenwinkel &agr;F
reduziert.
Bei der Ausführungsvariante gemäß 4 und
5 verläuft jede Flanke 15,
16 ausgehend vom Schaftkern 10 bzw. vom Gewindefußpunkt GF zunächst
entsprechend der gedachten Flankengerade FG geradlinig und erst aber einer bestimmten
Flankenhöhe hF konkav. Der konkave Abschnitt jeder Flanke 15,
16 erstreckt sich dann über die restliche Höhe Z (Z = H – hF).
In beiden Ausführungen können die Flanken 15, 16
in einem an die Gewindekante 14 angrenzenden, äußeren Teilbereich im Profil
gesehen im Wesentlichen nahezu geradlinig auslaufen.
Vorzugsweise liegt der gegenüber dem Flankenwinkel &agr;F
reduzierte Spitzenwinkel &agr; etwa im Bereich von 25° bis maximal 35°.
Wie sich aus den 6 bis 15
ergibt, verläuft in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung die äußere Gewindekante
14 – zumindest in einem Teilbereich des Gewindes 12 –
in radialer Richtung mit einer bestimmten Amplitude U wellenförmig zwischen Wellenbergen
20 und Wellentälern 22. Im Bereich der Wellenberge 20
weist das Gewinde 12 die radial zwischen dem Schaftkern 10 und
der Gewindekante 14 gemessene Höhe H auf. Diese Höhe H ist im Bereich der
Wellentäler 22 um die Amplitude U auf eine Höhe h reduziert.
Daraus folgt: U = H – h. Das Gewinde 12 weist zumindest im Bereich
einer der Flanken 15, 16, und zwar insbesondere zumindest im Bereich
der der Schraubenspitze 6 bzw. 18 zugekehrten Flanke
16, im Bereich der Wellentäler 22 der Gewindekante 14
Einbuchtungen 24 auf, die die Oberfläche der jeweiligen Flanke
15, 16 unterbrechen, und deren äußere radiale Begrenzung die Gewindekante
14 ist. Diese Einbuchtungen 24 weisen Oberflächen auf, die in
radialen Richtungen insbesondere konkav (siehe 8 und
10) sowie in Umfangs- bzw. Drehrichtung der
Schraube ebenfalls konkav gewölbt verlaufen. Insbesondere den 8
bis 11 ist weiterhin zu entnehmen, dass das
Gewinde 12 in den nicht von Einbuchtungen 24 unterbrochenen Bereichen
der Wellenberge 20 der Gewindekante 14 jeweils den bestimmten,
zwischen den in radialer Richtung konkav verlaufenden Flanken 15,
16 gebildeten, ersten Spitzenwinkel &agr; und in den tiefsten Bereichen
der Wellentäler 22 der Gewindekante 14 im Bereich der Einbuchtungen
24 einen zweiten Spitzenwinkel &agr;' aufweist.
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsart können die Oberflächen
der Einbuchtungen 24 in radialer Richtung gesehen im Wesentlichen geradlinig
verlaufen. Daraus würde sich ergeben, dass der zweite Spitzenwinkel &agr;' jedenfalls
größer als der erste Spitzenwinkel &agr; ist; der zweite Spitzenwinkel &agr;' sollte
dann etwa 30° bis maximal 58° betragen, dabei aber im interesse eines geringen
Furchmomentes möglichst klein sein.
Bei den dargestellten vorteilhaften Ausführungsformen sind aber die
Oberflächen der Einbuchtungen 24 in radialer Richtung jeweils zumindest
über einen Teil ihrer radialen Erstreckung konkav, was in 8
und 10 beispielhaft mit einem Krümmungsradius
R2 angedeutet ist. Es muss sich aber auch hier nicht um eine Kreisbogenkrümmung
handeln, sondern es sind beliebige, z. B. parabelförmige oder aus mehreren geradlinigen
Abschnitten bestehende Kurvenformen möglich. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass
der sich im Wellental 22 an der Gewindekante 14 effektiv zwischen
angelegten Tangenten ergebende zweite Spitzenwinkel &agr;' durch geeignete Krümmungsform
noch deutlich reduziert werden kann. Gemäß 8 und
10 sind &agr; und &agr;' etwa gleich groß;
sie können beispielsweise beide in der Größenordnung von vorzugsweise 25° bis
35° liegen.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Größe der Amplitude U der wellenförmigen
Gewindekante 14. Für eine Auslegung der Schraube 1 für eine Verwendung
zum Einschrauben in weichere Materialien, wie Holz oder dergleichen, sollte die
Amplitude U etwa das 0,2- bis 0,4- fache der Gewinde-Höhe H betragen. Mathematisch
kann dies durch die Beziehung U = Y · H ausgedrückt werden mit Y = 0,2 bis
0,4. Hierzu wird auf die in 7, 12
und 13 veranschaulichten Ausführungen verwiesen.
Dem gegenüber beträgt die Amplitude U für eine Verwendung der Schraube
1 zum Einschrauben in härtere und widerstandsfähigere Materialien, insbesondere
Kunststoffe oder Metalle, etwa das 0,05- bis 0,15- fache der Höhe H, d. h. in der
genannten Beziehung U = Y · H beträgt Y = 0,05 bis 0,15. Dazu wird auf die
Ausführungen gemäß 14 und 15
verwiesen.
In einer nicht dargestellten Ausführung der Schraube 1 für
eine universelle Anwendung bei verschiedenartigen Materialien kann die Amplitude
U der Gewindekante 14 etwa das 0,1 bis 0,3-fache der Gewinde-Höhe H betragen.
Wie sich weiter aus den Zeichnungsfiguren, insbesondere
7, 8 und
10 ergibt, weisen die Einbuchtungen
24 jeweils eine ausgehend von dem von den Wellenbergen 20 der
Gewindekante 14 bestimmten Gewinde-Durchmesser D in radialer Richtung nach
innen gemessene Tiefe Z auf, die jedenfalls zumindest geringfügig kleiner als die
Höhe H des Gewindes 12 ist. Dadurch weist das Gewinde 12 in dem
Bereich seines Gewindefusses über eine bestimmte Höhe H-Z hinweg ununterbrochene
Flanken 15, 16 auf.
Gemäß einem weiteren Erfindungsaspekt wird diese Tiefe Z der Einbuchtungen
24 ebenfalls in Anpassung an die Verwendung der Schraube 1 ausgelegt.
Für weichere Materialien soll die Tiefe Z der Einbuchtungen 24 mindestens
das 0,8- fache der Gewinde-Höhe H betragen; es gilt Z = X · H mit X ≥
0,8. Dabei kann auch Z gegen H gehen, vgl. die Ausführungen gemäß 12
und 13.
Bei Ausführungen für härtere Materialien, vergleiche 14
und 15, beträgt in der genannten Beziehung
Z = X · H der Faktor X etwa 0,2 bis 0,3.
Für eine universelle Verwendung bei verschiedenen Materialien kann
die radiale Tiefe Z der Einbuchtungen 24 auch etwa das 0,3 bis 0,8-fache
der Gewinde-Höhe H betragen.
Noch ein weiterer wichtiger Aspekt bezieht sich auf die Anzahl von
Wellenbergen 20 bzw. Wellentälern 22 pro Gewindegang von 360°.
Die Wellenberge 20 (entsprechend natürlich auch die Wellentäler
22) sind in Umfangsrichtung jeweils um einen Teilungswinkel &dgr; voneinander
beabstandet. Hierbei ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, dass für eine Verwendung
für weichere Materialien der Teilungswinkel &dgr; im Bereich von 30° bis 45°
liegt. Nach der Beziehung n = 360°/&dgr; ergibt sich für die Anzahl von Wellenbergen
bzw. Wellentälern n = 8 bis 12 für weichere Materialien. Für eine Auslegung der
Schraube 1 zur Verwendung bei härteren Materialien liegt
der Teilungswinkel &dgr; im Bereich von 15° bis 24°, so dass eine Anzahl
n von 15 bis 24 Wellenbergen 20 bzw. Wellentälern 22 pro Gewindegang
vorhanden ist. Für eine universelle Verwendung der Schraube 1 kann eine
Ausführung vorgesehen sein, bei der der Teilungswinkel &dgr; etwa im Bereich von
20° bis 35° liegt. Daraus würde eine Anzahl n von etwa 10 bis 18 Wellenbergen
20 bzw. Wellentälern 22 pro Gewindegang resultieren.
Die Einbuchtungen 24 sind jeweils durch eine Grenzlinie
26 von der angrenzenden Fläche der jeweiligen Flanke 15,
16 abgegrenzt. Dabei hat diese Grenzlinie 26 im Wesentlichen die
Form einer Parabel mit seitlichen, etwa V-förmigen Grenzabschnitten 28.
Durch diese Kontur ist im Bereich der Wellenberge 20 jeweils zwischen zwei
benachbarten Einbuchtungen 24 ein Gewindeabschnitt 30 mit vollständigen
Flanken 15, 16 gebildet. Die beidseitig eines jede solchen vollständigen
Gewindeabschnittes 30 liegenden Grenzabschnitte 28 der benachbarten
Einbuchtungen 24 schließen hierbei einen Winkel &ggr; ein, der im Bereich
von 30° bis 90° liegen sollte, wobei die Grenzabschnitte 28 im
Bereich jedes Wellenberges 20 über eine Verrundung mit einem Radius r =
(0,1 bis 0,3) · H ineinander übergehen.
Bei den Ausführungen gemäß 7,
12 und 14
sind die Einbuchtungen 24 jeweils derart symmetrisch ausgebildet, dass
ihre seitlichen Grenzabschnitte 28 in Eindrehrichtung E und Ausdrehrichtung
A der Schraube jeweils im gleichen Winkel zu einer radialen Achse 31 der
Einbuchtung 24 verlaufen.
Dem gegenüber ist bei den Ausführungen gemäß 13
und 15 vorgesehen, dass jede Einbuchtung
24 derart asymmetrisch ausgebildet ist, dass die in Eindrehrichtung E vordere
Grenzlinie 28 steiler als die hintere Grenzlinie 28 verläuft,
wobei eine Achse 32 der Einbuchtung 24 zu einer radialen Mittellinie
34 des Wellentales 22 der Gewindekante 14 um einen spitzen
Winkel &bgr; in Eindrehrichtung E versetzt ist (siehe dazu den in 13
und 15 jeweils eingezeichneten Pfeil
35). Der Winkel &bgr; sollte etwa im Bereich von 10° bis 25° liegen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schraube
1 ist das gemäß 6 bis zum Ende 18
der Schraubenspitze 6 verlaufende Gewinde 12 ausgehend vom Ende
18 und über die Schraubenspitze 6 hinweg sowie mindestens über
den ersten sich im Bereich des zylindrischen Kerns 10 anschließenden Gewindegang
mit den Einbuchtungen 24 und der wellenförmigen Gewindekante
14 ausgeführt. Weiterhin sind bevorzugt auf beiden Flanken 15
und 16 des Gewindes 12 einander axial gegenüberliegend die Einbuchtungen
24 ausgebildet. Im Bereich der Schraubenspitze 6 zu deren Ende
18 hin kann der Abstand der Einbuchtungen 24 bzw. der vollständigen
Gewindeabschnitte 30 sukzessive immer kleiner werden.
Wie sich noch aus 1 und 6
ergibt, ist das Gewinde 12 bevorzugt als konkret eingängiges Gewinde mit
einer Steigung S ausgeführt, die aufgrund der erfindungsgemäßen Merkmale mit mindestens
etwa dem 0,5-fachen des Gewinde-Durchmessers D relativ groß sein kann. Es ist weiterhin
vorteilhaft, wenn die Schraubenspitze 6 als "vorlochende Spitze" ausgebildet
ist. Dies wird in gewissem Umfang insbesondere bei der Ausführung gemäß
6 bis 15 bereits
allein durch die beschriebene Ausgestaltung des bis zum spitzen Ende 18
verlaufenden Gewindes 12 erreicht, da hierdurch die Spitze 6 bei
Rotation als eine Art reibendes Werkzeug wirkt. Zusätzlich kann der Kern der Spitze
6 beispielsweise nicht dargestellte, z. B. axiale, rippenförmige Fräselemente
(Fräsrippen) aufweisen.
Abschließend sei bemerkt, dass sich in der Praxis insbesondere fertigungsbedingte
Abweichungen von den hier beschriebenen und dargestellten, idealen Ausgestaltungsmerkmalen
ergeben können. Dies gilt vor allem für den Verlauf der Gewindekante 14
und/oder der Grenzlinien 26, der von der sinusartigen Darstellung abweichend
auch z. B. mit etwa geradlinigen Abschnitten im Bereich der Wellentäler und/oder
mit unregelmäßigem Verlauf entstehen kann. Ferner kann die Gewindekante
14 anstatt mit einer scharfen, messerschneidenartigen Spitze zwischen den
Flanken auch mit einer schmalen Fläche oder mit einem kleinen Krümmungsradius gebildet
sein.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungen
beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der jeweiligen Erfindung gleichwirkenden
Ausführungen.