DE1400838A1

DE1400838A1 - Befestigungselement

Info

Publication number: DE1400838A1
Application number: DENDAT1400838
Authority: DE
Inventors: Baumle Rudolph Karl Friedrich; Hannemann Walter Mooney
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1961-04-03
Publication date: 1968-11-14
Also published as: GB1008720A; US3163196A; GB1008718A; US3186464A; US3192819A; GB1008719A

Description

BR.A, MENTZEL· . W.

506

EöLir,»sir 23. Juli 1968

TEtEPOlTi BENSBESS βίΚΟβ

P 14 OO 858.9 · (I 21 507 XIl/47a)

IELDIOIS ¹SQOL WOEKS, Inc. Chicago, Illinois (V.St.A.)

"Befestigungselement"

Die Erfindung betrifft eine Schraube und ein mit einer Scheibe vereinigtes Befestigungselement sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer solchen Schraube, bzw. eines solchen Befestigungselementes. Insbesondere handelt es sich dabei um eine Schraube,. die sich ihr Gewinde im zugehörigen

tJfefeHagen (Art. 7 §1 Abs. 2 Nr. 1 Salz 5 des fciderungsges. v. 4.9.1967).

80 98Ό8/0093 bad original

Loch eines Werkstücks selbst schneidet und die mit einer Siseherungsscheibe vereinigt ist, die am Schaft der Schraube unverlierbar angeordnet ist.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Schraube, die sich ihr Gewinde im zugehörigen Bohrloch selbst schneidet und die beim Einziehen in das Werkstück nur ein. vergleichsweise geringes Drehmoment erfordert. Dazu bezweckt die Erfindung im einzelnen auch die Schaffung eines Herstellungsverfahrens für eine solche Schraube, das außerordentlich wirtschaftlich ist. Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines mit einer Sicherungsscheibe vereinigten Befestigungselementes und ein Yerfahren zur Herstellung eines solchen Bauelementes, wobei die Einzelteile desselben, beispielsweise eine Schraube und eine Sicherungsscheibe, in einfacher und wirtschaftlicher Weise zu vereinigen sind, so daß die Sieherungsscheibe unverlierbar an der Schraube gehalten wird. Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Befestigungselementes und eines HersteELungverf ahrens dafür, wobei zunächst größere Toleranzen vorliegen können, um das Vereinigen der Teile zu erleichtern und eine relative Drehung der Teile des Befestigungselementes zn ermöglichen, ohne daß sie sich voneinander trennen.

Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung einer Yorrichtung zum schnellen und wirtschaftlichen Einrollen schraubenförmiger Sewindegänge auf Schraubenschäfte, wobei das Gewinde eine Form

8 09808/0093

BAD

erhält, die für die angestrebten Eigenschaften sorgt.

Schließlich feezweckt die Erfindung die Schaffung einer Schraube der genannten Art, bei der dafür Sorge getragen ist, daß sie sich nicht ohne weiteres lockert oder eine Bückdrelmng auszuführen vermag.

Die Erfindung ist iin nachfolgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind: ·

Fig. 1 eine Torderansicht der Schraube mit den Merk-

i .malen, der Erfindung,

Pig. 2 eine Einzelheit, aus der die Merkmale der Erfindung deutlicher zu ersehen sind.

Pig. 3 ein Schnitt an der linie 3_r3 der Pig. 2,

Pig, 4 eine Einzelheit im Schnitt an' der Linie 4-4

der Pig. 2, .

Pig. 5 eine Darstellung, aus der das Verfahren und die Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schraube zu ersehen ist,

809808/0093

Pig. 6 eine Einzelheit im Schnitt, aus der die Merkmale der Torrichtung zur Herstellung der Schraube zu ersehen sind,

!ig. 7 eine Einzelheit in Ansicht mit Blickrichtung aus der Ebene der Linie 7-7 der Pig. 6,

lig. 8 eine Einzelheit im Schnitt an der Linie 8-8 der Pig. 7,

Pig. 9 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Schraube in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Pig.10 ein Schnitt an der ,Linie 10-10 der Pig. 9»

Pig.11 ein. Schnitt durch die Spitze der in Pig. 9 gezeigten Schraube, um 90° zur Darstellung in Pig. 9 gedreht,

Pig. 12 eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbei-^N-spiels einer erfindungsgemäßen Schraube,

Pig. 13 eine Einzelheit im Schnitt, in der gezeigt ist, wie die in Pig. 12 gezeigte, um 90° gedrehte Schraube teilweise in das Loch eines ¥erk-

BAD ORIGINAL _

809808/0093

Stücks eingeschraubt ist,

Mg. 14 ein Schnitt an. der Linie 14-14'der lig* 13 ndt weggelassenem Werkstück $

Mg. 15 eine Ansicht eines weiteren. Ausführungs"beispiels der Erfindung,

fig.16 eine Einzelheit, die das vordere Ende der

in Mg. 15 gezeigten Schraube um 90° gedreht zeigt,

Mg.1? ein Schnitt an der linie 1?—17 der Pig. iS_f

Mg. 18 eine Ansieht eines weiteren Ausführungslaeispiels der Erfindung,

Mg. 19 ein Schnitt an der Linie 19-19 der Fig. 18,

Mg.20 eine Einzelheit im Schnitt, aus der das Verfahren und die Vorrichtung sur Herstellung erfindungsgemäßer Schrauben hervorgeht,

Mg.21 eine Einzelheit im Schnitt an der Linie 21-21 der Mg. 20,

BAD ORiGINAL

α ή α R η S / η η ο Q

Fig.22 eine Einzelheit im Schnitt an. der Linie 22-22 der Fig. 20,

Fig.23 eine der Fig. 20 ähnliche Darstellung, die ein. weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung erfindungsgemäßer Schrauben zeigt,

Fig.24 eine Ansicht mit Blickrichtung aus der Ebene der linie 24-24 der Fig. 20,

Fig.25 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Befestigungselementes, das aus einer mit einem Sicherungsring vereinigten Schraube besteht,

Fig.26 eine Einzelheit in Ansicht ähnlich der Darstel-Ittng in Fig. 25, bei dem die Schraube noch nicht mit Gewinde versehen ist,

Fig.2? ein Schnitt an der Linie 27-27 der Fig. 25, Fig.28 ein Schnitt an der Linie 28-28 der Fig. 27 und

Fig.29 eine Einzelheit im Schnitt ähnlich der Darstellung in Fig. 27, aus der weitere Merkmale der Erfindung hervorgehen.

809808/0093

BAD ORIGINAL — 7 —

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Schraube 10 gezeigt. Die Schraube 10 umfaßt einen Kopf 12, der eine "bekannte Form haben kann. In bestimmten Fällen können erfindungsge— mäße Schrauben auch ohne Kopf vorgesehen sein. Zur Schraube 10 gehört ferner ein Schaft 14, der sich axial rom Eopf wegerstreckt. Der Schaft 14 umfaßt ein konisches Eintrittsende 16, das das Greifen der Schraube in einem gewindelosen Loch eines Werkstücks erleichtert, sowie ein Schafthauptteil 18.

Gemäß den Merkmalen der Erfindung weist der Schaft 14 «eine Anzahl von Gewindegängen auf, wie sie im einzelnen in !ig. 2, 3 und 4 gezeigt sind. Sie erstrecken, sich längs des Schaftteils 18 und auch über das konische Eintrittsende 16 hinweg (Mg. 1). Das Gewinde „am konischen Eintrittsende ist so ausgebildet, daß es am Schraubenanfang eine kleinste Höhe hat, um damit das Greifen, der Schraube in. dem gewindelosen loch des Werkstücks zu erleichtern. Das konische Eintrittsende kann unter Verwendung bekannter Verfahren geschlitzt oder sonstwie ausgestaltet sein, um eine nicht gezeigte Sehneidkante zu bilden, oder es kann in der dargestellten. Weise ungeschlitzt sein, so daß es das Gewinde im Werkstück nicht so sehr schneidet, als vielmehr einfurcht.

Gemäß der Darstellung in Fig. 3 ist das Gewinde so geformt., daß es im Querschnitt konzentrische Fuß- und Spitzenkreise 22 und 24 aufweist," die mit dem Fuß und der Spitze des Gewindes

BAD ORJGlNAL

- 8 80980 8/009 3 ^^__^

20 zusammenfallen. Über den Schaftteil 18 hinweg sind die Durchmesser der Kreise einheitlich, und zum konischen Ein-

trittsende 16 des Schaftes hin nehmen sie allmählich ab. Zu jedem Gewindegang gehören gegenüberliegende schräge Flanken oder Seitenflächen 26 und 28, die sich vom mittleren zylindrischen Teil 30 des Schraubenschaftes, der vom Fußkreis 22 begrenzt ist, bis zum Spitzenkreis 24 des Gewindes erstrecken.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist jeder Gewindegang 20 mit einer Anzahl auf dem Umfang verteilter Vergrößerungen versehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat jeder Gewindegang drei solcher gleichmäßig verteilter Vergrößerungen 32, die dazu dienen, beim Einziehen der Schraube in ein gewindeloses Loch eines -Werkstücks die Hauptarbeit beim Sehneiden des Gegengewindes im Loch zu leisten. Die jeweilige Vergrößerung 32 arbeitet also als Werkstückverformendes Element, das mit des Werkstück in Berührung kommt, um die anfängliche Berührung zwischen den übrigen. Abschnitten, des Gewindes und dem Werkstück zu vermindern. Als folge der Konzentration des auf das Werkstück ausgeübten Drucks zum Formen des Gewindes an. den« Vergrößerungen. 32 und der Verminderung der anfänglichen. Berührung zwischen dem Werkstück und der verbleibenden Haupabschnitte der Gewindegänge verringert sich das zum Einziehen, der Schraube in ein gewindeloses loch eines Werkstücks und zum Herstellen, des Gegenge-

809808/0093

BAD ORIGINAL

windes erforderliclie Drehmoment.

Bie geweilige Vergrößerung 32 weist ein. außenliegendes kurzes En.de "bzw. eine Spitze 34 auf, das "bzw. die radial über den Spitzenkreis 24 der ■ Gewindegänge hinausragt* Außerdem gehören zu jeder Vergrößerung die gegenüberliegenden Seitenteile 36 und 38, die seitlich über die Flanken 26 und 28 des damit verbundenen G-ewindeganges überstehen« Gemäß der Darstellung in Fig· 2, 3 und 4 sind die Seitenteile 36 und 38 jeder Vergrößerung zum Spitzenkreis 24 hin verhältnismäßig dick und verlaufen au den dazugehörigen Flanken. <fes Gewindeganges am Fußkreis hin konisch. Ferner haben die Seitenteile 36 und 38 ihre größte Dicke an einem Ksdius des Schraubenschaftes, der die damit verbundene Spitze 34 schneidet. Die Seitenteile nehmen in beiden Umfangsriohtungen von diesem Badius aus allmählich in ihrer Dicke ab, bis sie in die Flanken der Gewindegänge übergehen. Aus Fig. 3 ist am deutlichsten zu ersehen, daß die periphere Ausdehnung der beiden Seitenteile 36 und 38 entlang dem dazugehörigen Gewindegang am Fußkreis am größten ist und zur kurzen Spitze 34 hin allmählich abnimmt. Darüber hinaus ist eine solche Form vorgesehen, daß die Oberflächen der Seitenteile 36 und 38 sowohl radial als auch peripher zum Sehraubenschaft hin einen abgerundeten Querschnitt haben. Diese abgerundeten Oberflächen der Seitenteile zusammen mit den leicht abgerundeten entsprechenden. Spitzen 34 dienen nicht nur als das werkstückformende Element, sondern

BAD ORIGINAL

auch, als Auflaufflächen., die im Loch des Werkstücks Sindrücke hervorrufen., so daß einer ungewollten. Lockerung oder rückläufigen. Drehbewegung der Schraube Widerstand entgegen.» gesetzt wird.

Die Schraube 10 läßt sich mit Hilfe eines Verfahrens und einer Vorrichtung schnell und wirtschaftlich herstellen, das bzw. die in Fig. 5 bis 8 zeichnerisch dargestellt ist. Schraubenrohlinge 40 gelangen, über eine Führungsbahn 42 nacheinander an eine Bearbeitungsstelle 44 und zwischen zwei zusammengehörige Rollbacken 46 und 48, die eine bestimmte form haben. Die Rollbacken, führen eine Relativbewegung in Richtung der eingetragenen Pfeile aus, so daß die Rohlinge der Reihe nach zwischen den Backen bewegt und die in Fig. 5 dargestellten G-ewindegänge eingewalzt werden. Die Teile der Einrichtung zum Zuführen, der Rohlinge 40 und sum Einbringen der Rohlinge zwischen die Rollbacken und zu deren Relativbewegung können in der verschiedensten bekannten Weise konstruiert sein, so daß sie an dieser Stelle nicht beschrieben zu werden brauchen. Erf indungsgemäß werden die Schraubenrohlinge jedoch so geformt, daß die Vergrößerungen 32 gleichzeitig mit dem Rollen der übrigen. G-ewindegänge 20 aus dem Material der Rohlinge erzeugt werden. Gemäß der Darstellung in. Fig. 6 und 8 haben die beiden Rollbacken eine Vielzahl gewindeformender Rillen oder Rippen. 50 und 52, die sich allgemein, in Längs- und auch in Diagonalrichtung dazu erstrecken.

BAD ORIGINAL

809808/0093

~ 11

Die Hippen, sind so geformt, daß deren Seitenflächen oder Hanken. 54 und 56 den Flanken der G-ewindegänge 20 entsprechen. Außerdem ist die Höhe der Rippen bzw. die Entfernung vom Fuß 58 bis zur Spitze 60 der Rippen, gleich der Differenz zwischen, dem Fuß- und dem Spitzedurchmesser der Gewindegänge 20.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung sind am Fuß 58 im bestimmten Abständen Aussparungen oder Aushöhlungen 62 eingearbeitet, und ebenso sind Aussparungen öder Aushöhlungen 64 und 66 in den Seitenflächen oder Flanken. 54 und 56 in einem entsprechenden Abstand vorgesehen, die in die Aussparungen oder Aushöhlungen. 62 übergehen. Die Aussparungen 62, 6A und 66 sind also satzweise mit den Sätzen dieser in bestimmten Abständen entlang der Sollbacken, angeordneten Aussparungen angeordnet. Τά dem dagestellten Ausführungsbeispiel sind die Aussparungen so verteilt, daß bei jeder Umdrehung des Rohlings 3 solche Sätze mit ihm in. Berührung kommen. Der Abstand zwischen, dem Mittelpunkt von einem Satz zum anderen ist also gleich etwa einem Drittel-des Schraub.enschaf tumfangs. Die Form der Aussparungen oder Aushöhlungen 62 bis 66 ist so gehalten, daß die Vergrößerungen 32 entstehen.! wie sie oben besehrieben, worden sind. Somit haben die seitlichen Aussparungen. 64 und 66 an den oberen. Kanten oder Spitzen 60 der Rippen, im wesentlichen die Länge» die dem Umfangsmaß der Seiten der Vergrößerungen, am FuS der

. .. BAD OHMHAL ' - 12 -

809808/0093

Gewindegänge 20 entspricht. Die seitlichen Aussparungen 64 und 66 nehmen allmählich in der Länge ab, und in ihrer SDiefe nehmen sie gegenüber ihren Enden an den Spitzen 60 zu den Aussparungen 62 hin zu, so daß die Vergrößerungen die bereits beschriebenen abgerundeten Oberflächen erhalten. Durch diesen Aufbau lassen sich die Vergrößerungen schnell, einfach und wirtschaftlich im Schraubenrohling zusammen mit den Gewindegängen 20 mittels der Rollbacken erzeugen.

Bei dem in fig. 9, 10 und 11 gezeigten Ausftihrungsbeispiel umfaßt die Sehraube 120 einen Schaft 122 mit einem spitzzulaufenden Eintrittsende 124 und einem Schafthauptteil 126. Ebenso umfaßt die Schraube einen fest mit dem hinteren Schaftteil verbundenen Kopf 128.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung sind am Schaft 122 und längs des Eintrittsendes 124 und des Schafthauptteils 126 durchgehende Gewindegänge 130 angeformt, um den. Eintritt der Schraube in. ein gewindeloses loch eines Werkstücks und die Herstellung des Gegengewindes im Werkstückloch zu erleichtern. Die Gewindegänge 130 werden dabei so gebildet, daß der Schaft einen im "allgemeinen ovalen oder ellipsenförm^gen Querschnitt hat (Fig. 10). Die ersten sich diametral gegenüberliegenden Abschnitte 132 und .134 der Gewindegänge, die im wesentlichen von der Hauptachse der ellipsenf örmigen Querschnittsflache geschnitten werden, treten radial zur mittleren Längsachse

. . . e*D ORIGINAL ·

-"13-809808/0093

des Schaftes 122 weiter hervor als die zweiten sich im allgemeinen, diametral gegenüberliegenden Abschnitte 136 und 138 der Gewindegänge, die von. der Hauptachse der Ellipse geschnitten werden. In. Pig. 1ö ist die Ellipsenform der G-ewindegänge übertrieben dargestellt. Dabei ist jedoch zu beachten, daß beim Einziehen, der Schraube die peripher begrenzten, sich im allgemeinen dieametral gegenüberliegenden. Gewin.deabschn.itte I32 und 134 hauptsächlich als werkstückberührende und gewindefurchende Elemente dienen, während die Berührung der Gewin.deabschnitte I36 und 138 mit dem Werkstück geringer ist»

Bei diesem Aufbau konzentrieren sich die Drücke auf daa Werkstück oder zum Herstellen des Gewindes auf die Berührungsfläche zwischen den Gewindeabschnitten 132 und 134 und dem Werkstück. Diese Gewindeabschnitte erzeugen leicht überdimensioniertes Gegen.gewin.de im Werkstück, so daß die Berührung zwischen dem Gewinde im Werkstück und den Gewinaeabschnitten I36 und 138 beim Herstellen des Gewindes im Werkstück gering ist. Es ist festgestellt worden, daß dieser Aufbau die Herstellung des Gegengewindes im Werkstück sehr erleichtert und das Drehmoment· stark herabsetzt, das zum Einziehen, der Schraube in gewindelose Löcher eines Werkstücks aufgewendet werden muß. Während das Gegengewin.de im Werkstück gegenüber den Gewindeabsehnitten I36 und 138 etwas zu groß ist, erfolgt doch ein ausreichend starker Eingriff, so daß die Haltekraft der Schraube oder der Widerstand des Gewindes gegen ein Heraus-

BAD ORIGINAL

- 14 -

öftanflfl /nnn-3

reißen, nicht vermindert wird.

Gemäß der Darstellung in. Fig. 9 und 11 sind die Abschnitte 140 der Gewindegänge 130 am konischen. Ende 124 des Schaftes vorzugsweise n.ur zum Teil ausgebildet und nehmen, in. der Höhe zum Schaften.de hin. immer mehr ab, um das erste G-reifen der Schraube in einem gewindeIosen. Loch eines Werkstücks zu erleichtern. Außerdem läuft bei diesem Ausführungsbeispiel das Eintrittsende der Schraube in einer Spitze 142 aus, die mit einem Schlitz 144 versehen ist, w.obei der Schlitz die Umfangsflache des Schaftes durchschneidet, so daß eine Schneidkante 146 entsteht. Dadurch kann die Schraube ein. Loch in ein. Werkstück bohren, oder ein. vorhandenes Loch aufbohren, um die Herstellung des Gegengewindes durch einen. Schneidvorgang einzuleiten. Bei diesem Ausführungsbeispiel endet die Schneidkante 146 kurz hinter der Übergangsstelle zwischen, dem konischen. Schaftteil 124 und dem zylindrischen Schaftteil 126, so daß das Gegen.gewin.de im Werkstück nur zum Teil mittels der Schneidkante 146 vorgeschnitten und anschließend durch eine Kaltverformung dadurch fertiggestellt wird, wenn, das Schraubengewinde mit der allmählich ansteigenden Gewindehöhe an der Übergangsstelle 148 zwischen dem Eintrittsende 124 und dem Hauptabschnitt 126 des Schaftes und die sich daran anschließenden, voll ausgebildeten Gewin.degänge I30 in. das Werkstück eindringen. Der Schlitz 144 ist dabei so angeordnet, daß die Schneidkante 146 im wesentlichen.

BAD ORIGiNAL

B η Q. a π 8 / 0 0 9 3

in. einer Ebene liegt, die von. der Hauptach.se des ellipsenförmigen. GewindequerschnÄrs geschnitten, wird. Die Schneidkante deckt sich also mit einer Linie der größten radialen Erstreckung der aufeinander folgenden. Abstufungen des konischen. Eintrittsendes, um eine optimale Schneidwirkung zu erzielen. ■

In Pig. 12 bis 14 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das in vieler Hinsicht der in Hg. 9 bis 11 gezeigten Schraube entspricht. Dabei sind gleiche Teile durch gleiche Bezugszahlen gekennzeichnet, an die der Buchstabe a angefügt ist. Dieses Ausführungsbeispiel umfaßt die erfindungsgemäßen. Merkmale insofern., als sich die Gewindegänge 15Oa im wesentlichen längs des Schaftes erstrecken und die Schneidkante 146a nur leicht geneigt ist, aber immer noch ungefähr in einer Ebene mit der Hauptachse der im allgemeinen, ellipsenformigen Quersohnittsflache der Gewindegänge liegt. Aus lig. 13 und 14 geht hervor, wie die erfindungen gemäße Schraube in' einem Werkstück 150 mit einem gewindelosen Loch 152 das Gegenwinde formt.

In Pig. 15 bis 17 ist eine Schraube 120b in. einer ähnlichen Konstruktion, gezeigt, wie sie auch für die in Fig. 9 bis 14 gezeigten Ausführungsbeispiele vorgesehen, ist. Zur Unterscheidung gleicher Seile von den anderen Ausführungsbeispielen sind an entsprechenden Bezugszahlen, die Buchstaben b angefügt.

BAD OWGINAL

- 16 -

809808/0093

In diesem Ausführungsbeispiel ist der Schlitz 144 im Schaftende so angeordnet, daß er leicht mittels eines Sägeblattes erzeugt werden kann.

Die in Fig. 18 Tand 19 dargestellte Schraube 120c ist eine weitere -Variante der in Fig. 9 bis 17 gezeigten Ausführungsbeispiele, wobei gleiche Teile mit den gleichen Bezugszahlen unter Anfügung des Buchstabens c gekennzeichnet sind. Diese Schraube hat keinen Schlitz, so daß sie das Gegengewinde im wesentlichen durch eine Kaltverformung herstellt.

In Fig. 20 bis 22 und 24 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schraube gemäß den Darstellungen in Fig. 9 bis 19 dargestellt. Dabei .werden die Schraubenrohlinge 154 nacheinander über Führungseinrichtungen 156 einer Bearbeitungsstelle 158 zugeführt, wo sie zwischen ein Paar Gewinde rollbacken gelangen (Fig.-20). Diese Rollbacken bewegen sich dann, relativ zueinander, wie das durch die Pfeile in Fig. 20 angegeben ist, so daß der Schraubenrohling dazwischen eine Wälzbewegung ausführt, so daß dabei die entsprechenden Gewindegänge in den Rohling eingewälzt ^werden. Die. beiden Rollbacken 160 und 162 weisen eine Anzahl gewindeformender Rippen 164 auf, die sich im allgemeinen der Länge nach und diagonal dazu erstrecken und die dazwischenliegenden Nuten 166 begrenzen. Gemäß der Darstellung in Fig. 21 sind die Rippen und Uuten im Querschnitt im we-.

809808/0093

■sen.tlich.en dreieckig, und diese Form entspricht dem Querschnitt der Gewindegänge, die im Schraubenschaft eingewalzt werden. So hat jede Rippe 164 gegenüberliegende Seiten- und Flankenflächen 168 und 170,· die sich vom Fuß 172 der Rippen schräg nach oben zu den Spitzen 174 der Rippen erstrecken. In. diesem Ausführungsbeispiel verläuft der Iuß der Rippen, gerade, während die Höhe gleich bleibt. Erfindungsgemäß sind die Spitzen. 174 der Rippen teilweise zwischen den Stellen 176 entfernt oder ausgehöhlt. Der Abstand der Stellen 176 entspricht ungefähr ,dem Umfang des G-ewindefußkreises 178, der auf dem Schraubenschaft .entsteht» Gemäß der Darstellung in Pig. 20 sind die Spitzen der Rippen in. beiden Richtungen von. den Stellen 176 allmählich bis zum niedrigsten Punkt 180 ausgearbeitet, der im wesentlichen in der Mitte zwischen, den beiden Stellen 176 liegt. Somit erreichen die Rippen ihre volle Tiefe und größste Höhe an den Stellen, wie das in Fig. 20 und 21 gezeigt ist, und nur einen Teil der liefe und eine Mindesthöhe an den Punkten 180, wie das in Fig. 20.und 22 zu sehen ist.

Die noch gewindelosen Schäfte der Schraubenrohlinge haben einen Durchmesser, der größer als der Abstand zwischen den sich im wesentlichen, gegenüberliegenden hohen Stellen 176 der beiden Rollbacken. 160 und 162, aber kleiner als der Abstand zwischen, den jeweiligen !Hissen 172 der Rollbackenrippen ist.

_BAD

Wenn der Schaft der Schrauhenrohlinge zwischen, den. RoIlbaeken. 160 und 162 gewalzt wird, dringen, die Rippen. 164 in. den Rohling ein. und quetschen, das zwischen, den Rippen liegende Material heraus, so daß die entsprechenden Gewin.degänge entstehen.. Dabei dringen, erfindungsgemäß die hohen. Stellen 176 der Rippen, tiefer in. den. Schaft ein als die niedrigen. Stellen 180. Infolgedessen quetschen, die hohen Stellen 176 der Rippen, mehr Material aus dem Schaft heraus und erzeugen, so die volle Gewindetiefe mit der größten, radialen. Erstreckung. Die niedrigeren Abschnitte der Rippen dringen, fortlaufend weniger tief in. den. Schraubenschaft ein und quetschen, dadurch ebenfalls weniger Material in die Gewindegänge. Demgemäß lassen, also die hohen. Stellen, der Rippen die vollen Gewindetiefen, mit der größten radialen. Erstreckung und die niedrigeren. Stellen nur einen Teil der Gewindetiefe mit der kleineren radialen Erstreckung entstehen, so daß der vollständige Gewindegang 150 einer fertigen. Schraube einen, im allgemeinen, ovalen, oder ellipsenförmigen. Querschnitt aufweist, wie das zuvor beschrieben worden ist.

In Fig. 23 sind Rollbacken, gezeigt, die ein. weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht in vieler Hinsicht dem in Fig. 20 bis 22 und 24 gezeigten. Ausführungsbeispiel, wobei gleiche Teile mit gleichen. Bezugshzahlen unter Anfügung des Buchstabens d angezogen sind. Der Aufbau dieses Ausführungsbeispiels unter-

BAD

scheidet sich vom zuvor "beschriebenen Ausführungsbeispiel insofern, als der Fuß 172d sich nicht gerade erstreckt, sondern, im wesentlichen, parallel zur Oberflächenkante der Spitzen I74d. Somit behalten, die Rippen über ihre ganze "Länge hinweg einen gleichen Querschnitt. An. den niedrigen. Stellen ist der Querschnitt im wesentlichen also derselbe wie an den. hohen. Stellen. Es entstehen dabei auf dem Schraubenschaft. Gewindegänge mit der oben beschriebenen, ovalen TJmfangaform mit einer im wesentlichen gleichbleibenden. Tiefe und gleichem Querschnitt, zumindest entlang der Hauptabschnitte des Schraubenschaftes. Die in Fig. 9 bis 19 dargestellten. Schrauben können entweder mittels der Rollbacksn. nach Fig. .20 oder 23 hergestellt werden, wobei die Schrauben, dann Gewindegänge aufweisen, deren. Spitzenkreise im wesentlichen oval oder ellipsenförmig sind und die entweder auf dem vollen Umfang je nach der Gestaltung der zum Walzen des Gewindes benutzten Rollbacken die volle oder eine leicht veränderliche !Tiefe aufweisen.

In Fig. 25, 26 und 27 ist ein erfindungsgemäßes Befestigungselement 21O gezeigt. Das Befestigungselement 210 umfaßt ein© Gewindeschraube 212 und eine:« Sicherungsscheibe 214» Die Schraube 212 iat mit einem Kopf 216 beliebiger Form mit einer sich im wesentlichen radial erstreckenden Klemmfläche versehen. Vom Kopf 216 erstreckt sich ein Schaftteil 220 weg, über den die Sicherungsscheibe 214' gezogen, ist. In dem dar-

8AD ORIGINAL

. -'20 809808/0093 ' .

gestellten. Ausführungsbeispiel bestellt die Sieherungsscheibe 214 aas einem ringförmigen Abschnitt 222 mit einem Innenrand 224, der einen, bestimmten Durchmesser hat. Außen, sind . eine Anzahl verdrehter Zähne' 226 vorgesehen, die fest mit dem Außenwand des ringförmigen. Abschnittes 222 verbunden, und mit gleichem Abstand zueinander angeordnet sind. Die Zähne 226 sind um ihre radiale Achse verdreht, so daß auf gegenüberliegenden Seiten, des ringförmigen Abschnittes 222 die Zahnkanten 228 und 230 entstehen, die mit der Klemmfläche 218 des Schraubenkopf es und mit einem Werkstück in Berührung kommen, wenn das Befestigungselement in. das Werkstück eingeschraubt wird. Es können jedoch auch andere Arten, von. Sicherungsscheiben, verwendet werden, so beispielsweise Sioherungsscheiben, bei denen die Verzahnung nach innen, gerichtet ist.

Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Befestigungselementes 210 wird die Sicherungsscheibe 214 über den Schaft 22Ö geschoben, solange dieser noch glatt und ohne Gewinde ist (Pig* 26 und 28). Der Innendurchmesser der Sicherungsscheibe ist dabei wesentlich größer als der noch nioht mit Gewinde versehene Schraubenschaft, so daß ein merkliches Spiel zwischen beiden Teilen.· besteht,- wodurch das Ausrichten und Aufschieben, der Scheibe auf den. Schaft 220 sehr erleichtert und die gegenseitige Drehbewegung von Schraube und Scheibe gefördert wird, wenn. man. die Schraube in ein. Werkstück einzieht.

809808/0093

SAD - 21 -

TTm die Sich.erun.gsschelte unverlierbar an der Schraube zu halten» wird der Schraubenschaft 220 erfindungsgemäß gewalzt, um damit das Schraubengewinde 254 hinter der Sicherungsscheibe zu formen. Dieses Gewinde steht hinter der Scheibe vor und hält sie am glatten Schaftteil 236 unmittelbar in. Anschluß an die Klemmfläche 218 des Kopfes.

Gemäß der Darstellung in Pig. 27 und 29 sind die Gewindegänge 254 so geformt, daß ein erstes Paar gegenüberliegender Abschnitte 258 und 240 radial nach außen über den gewindelosen Schaftteil 236 und auch über den Innenrand 224 der Si-cherungsscheibe vortreten und diese festhalten. Es ist jedoch noch ein zweites Paar gegenüberliegender Gewindegänge mit einer geringeren radialen Ausdehnung als die der Gewindeabschnitte 238 und 240 vorgesehen, die innerhalb des Innen-. randes 224 der Sicherungsscheibe liegen. Die Gewindegänge sind so gestaltet, daß sie einen ellipsenförmigen oder ovalen Querschnitt aufweisen (Fig. 27 und 29), und zwar mit einer Hauptachse, die durch die Gewindeabschnitte 238 und 240 führt und sich über den Innendurchmesser der Sicherungsscheibe Mnauserstreckt. Außerdem schneidet, due ITebenachse des ovalen Querschnitts die Gewindeabschnitte 242 und 244 und weist dabei eine Länge auf, die kleiner als der Innendurchmesser der Sicherungsscheibe ist. Bei diesem Aufbau ragen die Gewindeabschnitte 238 und 240 genügend weit vor, um die Sicherungsscheibe unverlierbar festzuhalten, während gleichzeitig der

BAD ORlGINAU

- 22 ο η η Q η ο / π ο α ο

Schaftteil 236 ohne Gewinde seine Kreisforni mit einem Durchmesser beibehält, der wesentlich kleiner ist als der Innendurchmesser der Sieherungsscheibe, so daß sich diese frei auf der Schraube drehen kann.

Um ein solches Befestigungselement zu schaffen, werden erfindungsgemäß die Sicherungsscheibe und der glatte Schrauben— schaft gemäß der vorangegangenen Beschreibung zusammengefügt, und anschließend erfolgt ein Rollen der Gewindegänge 234 mittels der Eollbacken nach lig. 20 oder 23 am Schaft. Die Gewindegänge können, auch entsprechend dem in Fig. 1 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, wobei die vorstehenden Spitzenabschnitte 34 der Vergrößerungen 32 die Sicherungsscheibe festhalten.

BAD ORIGINAL

- 23 -

809808/0093

Claims

Patentansprüche

1. Befestigungselement mit einem Schaft mit einer Anzahl von. Gewindegängen, gekennzeichnet durch erste peripher verteilte Abschnitte, die sich von der Längsachse des Schaftes weiter radial nach außen erstreiken als zweite Abschnitte der 6-ewindegänge.

2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch

g e k e η. η ζ e i c h η et, daß die ersten Abschnitte der Gewindegänge Vergrößerungen umfassen, die axial in gegenüberliegenden Richtungen, von. gegenüberliegenden Plan— kenflächen angrenzender Cfewindegänge vorspringen.

3· Befestigungselement nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Vergrößerungen Seitenflächen, umfassen, die in zirkularer Richtung abgerundet sind.

4. Befestigungselement nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Vergrößerungen Seitenabschnitte umfassen» die sich im wesentlichen bis zum luß der damit verbundenen G-ewindegänge erstrecken.

BADORjGiNAL

- 24 -

809808/0093

_-._ I I _ £. — .-I — — — .

5. Befestigungselement nach Anspruch 2 "bis 4, dadurch g e k e η η ζ e i ohne t, daß die Vergrößerungen in ihrer peripheren Erstreckung fortschreitend kleiner werden.

6. Befestigungselement nach Anspruch 2 bis 5» dadurch gekenn ze ich η et, daß die Tollen Gewindegänge drei solcher im wesentlichen gleichmäßig verteilter Vergrößerungen auf ihrem Umfang enthalten.

7. Befestigungselement nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft am Fuß der Gewindegänge einen im wesentlichen kreisrunden. Querschnitt aufweist und die Gewindegänge mit Ausnahme der des ersten Abschnitts Spitzen darstellen, die einen festgelegten Spitzenkreis beschreiben.

8. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch

g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Gewindegänge Spitzenkreise bilden, die im wesentlichen oval sind.

9· Befestigungselement nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der "erste Abschnitt der Gewindegänge eine Höhe hat, die größer als die Höhe des zweiten Abschnittes der Gewindegänge ist.

BAD ORfQJNAL

- 25 -

80 9 808/0093

10. Befestigungselement nach Anspruch. 1 "bis 8, dadurch g e k e η η ζ e i c h n. e t, daß der erste und der zweite Abschnitt der Gewindegänge im wesentlichen, die gleiche Höhe haben..

11. Befestigungselement nach Anspruch 1 bis 10, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß es ein konisches Eintrittsende und zusätzliche schraubenförmige Gewindegänge mit stetig abnehmender Höhe am konischen Eintrittsende umfaßt,

12. Befestigungselement nach Anspruch 1 bis 11, dadurch g e k e η. η ζ e lohnet, daß am konischen Eintritts-

- ende des Befestiguhgselementes eine Gewindeschneidkante vorgesehen, ist.

15· Befestigungselement, bestehend aus einer Schraube, die einen. Kopf mit einer sich radial erstreckenden Klemm~ fläche umfaßt, nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekenn ze ichne t, daß der Schaft der Schraube unmittelbar an der Klemmfläche einen, gewindelosen, im wesentlichen kreisrunden. Querschnitt hat, dessen radiale Erstreekurig kleiner als die des ersten Abschnittes der Gewindegänge ist, und daß eine Scheibe auf dem gewindelosen Schaftabschnitt angeordnet ist, deren Innendurchmesser so bemessen ist, daß die Scheibe durch das Unter-

BAD ORIGINAL

_ 26 80 9 8 08/00 93

greifen, der ersten. Abschnitte der Gewindegänge unmittelbar am gewindelosen. Schaftabschnitt unverlierbar fest» gehalten, ist.

14» Befestigungselement nach Anspruch I3, dadurch gekennzeichnet, daß der Inn endure zmess er der Scheibe etwas größer ist als die radiale Erstreckung der zweiten. Abschnitte der Gewindegänge.

15· "Verfahren, zur Herstellung eines Befestigungselementes nach Anspruch 1 bis 14, bei dem ein glatter Schaft mit einem kreisrunden. Querschnitt zwischen gegenüberliegenden Werkzeugen gerollt wird und dabei am Schaft schraubenförmige Gewindegänge angeformt werden, dadurch gekenn ze ichn. e t, daß die ersten Abschnitte der Gewindegänge dabei gleichzeitig weiter herausgequetscht werden als die zweiten Abschnitte der Gewindegänge.

BAD ORIGINAL 8 Q 9 8 0 8/0093