DE2322351C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer gewindeformenden Schraube mit einem Kopf an ihrem einen Ende, einem Gewindeschaft mit einem aus Kernteil, Flanken und einem spitzen Teil bestehenden Gewinde, wobei der Gewindeschaft einen konisch abnehmenden Einführungsbereich und einen über einen Übergangsbereich anschließenden zylindrischen Schaftteil besitzt, und mit einer Vielzahl von Überhöhungen, die dem Gewinde im Einführungsbereich überlagert sind, wobei auf den Rohrling durch Walzen das Gewinde mit Überhöhungen aufgebracht wird, deren Höhe die durch die Gewindegänge des Schaftteils in der Projektion bestimmte Einhüllende teilweise übersteigt.

Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 34 26 642 bekannt.

Weiterhin zeigt die FR-PS 13 37 952 eine gewindeformende Schraube nach Art der in der US-PS 34 26 642 offenbarten gewindeformenden Schraube. Die US-PS 35 04 722 zeigt gegenüber dem vorstehend genannten Stand der Technik insofern eine Abwandlung, als bei der gewindeformenden Schraube gemäß der US-PS 35 04 722 im Einführungsbereich der Schraube eine Verdickung der Gewindeflanken vorhanden ist.

Den gewindeformenden Schraben gemäß dem vorstehend genannten Stand der Technik haftet der wesentliche Nachteil an, daß im Werkstück, in das die Schraube eingedreht wird, ein Gewinde geformt wird, das gegenüber dem eigentlichen Gewinde der Schraube erweitert ist. Damit wird die Selbsthemmung der Schraube vermindert, da diese im eigentlichen Bereich ihres Gewindes nur lose in dem geformten Muttergewinde sitzt.

Es sei schließlich noch auf die US-PS 23 48 850 verwiesen, in der eine gewindeformende Schraube offenbart ist, die in ihrem vorderen Bereich Nuten mit scharfen Kanten aufweist. Diese Kanten dienen als Gewindeschneider. Somit ist diese bekannte Schraube mit den Schrauben gemäß den oben erläuterten Stand der Technik nicht vergleichbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Schraube zu schaffen, die ein Gewinde ausbildet, das eine verbesserte Passung aufweist.

Gelöst wird das Problem in Verbindung mit den Merkmalen im Hauptanspruchsoberbegriff dadurch, daß ein vollständig ausgebildetes Gewinde auch im Einführungsbereich und im Übergangsbereich gewalzt wird und durch einen unmittelbar auf diesen Arbeitsvorgang folgenden Nachwalzvorgang bei den die Höhe der Einhüllenden übersteigenden Überhöhungen die Spitzen und die Flanken der Überhöhungen nachgewalzt werden, wobei die Höhe dieser Überhöhungen so vermindert wird, daß sie innerhalb der Einhüllenden liegt.

Durch das Nachwalzen des auch im Einführungsbereich und im Übergangsbereich vollständig ausgebildeten Gewindes der gewindeformenden Schraube wird eine genaue Formgebung der Überhöhungen erreicht, wodurch sich beim Gewindeformen mit der Schraube ein gleichmäßiges Drehmoment ergibt, da die Belastung beim Einbringen der Schraube in das Werkstück gleichmäßig auf die verschiedenen Überhöhungen verteilt wird. Da die Überhöhungen durch den Nachwalzvorgang so gestaltet werden, daß sie innerhalb der Einhüllenden liegen, entspricht das von der Schraube geformte Gewinde sehr genau demjenigen des Gewindeschaftes, so daß dieser spielfrei in das geformte Gewinde eindringt, womit die Schraube einen sicheren Sitz im geformten Gewinde des Werkstücks erhält und somit gegen Herausdrehen weitgehend gesichert ist.

Anhand der Figuren wird die Erfindung nachstehend beispielsweise erläutert.

Fig. 1 zeigt die Schraube in Seitensicht.

Fig. 2 zeigt einen Teil der Schraube im Schnitt vor Ausführung des Nachwalzvorganges.

Fig. 2a zeigt eine Ansicht der Stirnseite der in Fig. 2 dargestellten Schraube.

Fig. 3 zeigt einen Teil der Schraube gemäß Fig. 2 im Schnitt nach Ausführung des Nachwalzvorganges.

Fig. 3a zeigt die Stirnseite der Schraube gemäß Fig. 3.

In Fig. 1 ist die selbstformende Schraube 10 dargestellt, die an ihrem einen Ende einen Kopf 14 und an ihrem anderen Ende einen konisch abnehmenden Einführungsbereich 16 aufweist, der hier in dem Stumpf 18 endet. An dieser Stelle kann die Schraube auch in einer scharfen Spitze auslaufen. Der Kopf 14 ist mit einem Querschlitz 20 für einen nicht dargestellten Schraubenzieher versehen. Der Kopf 14 muß nicht notwendigerweise in seinem Durchmesser erweitert sein.

Die Schraube 10 weist einen Gewindegang 22 auf, der an dem Stumpf 18 beginnt und der als spiralförmiges Gewinde 24 auf dem Einführungsbereich 16 verläuft und sich zumindest über einen Teil des zylindrischen Schaftteils 12 als zylindrisches Schraubengewinde 26 erstreckt. Das Schraubengewinde 26 enthält einen Gewindekern 24 r, eine Flanke 24 f und eine Spitze 24 c.

Das auf dem Einführungsbereich 16 befindliche Gewinde 24 enthält gewindebildende Überhöhungen 30, 30′, die sich vom Gewindekern 24 r aus längs der Flanken 24 f zu der Spitze 24 c hin herstrecken und die als dem Gewinde 24 überlagerte Ausbuchtungen erscheinen. Die Überhöhungen 30 weisen einen Querschnitt (Einhüllende 32 in Fig. 2) auf, der generell zu den Flanken 24 f und Spitzen 24 c parallel verläuft. Eine Ausnahme hiervon bildet, wie später erläutert wird, der Übergangsbereich 25 zwischen dem Schaftteil 12 und dem Einführungsbereich 16. Dieser Übergangsbereich 25 zeigt eine Spitze 30 c, die über die Spitze 24 c des Gewindes 24 hinausragt.

Die Überhöhungen 30 sind vorzugsweise in Umfangsrichtung längs des Gewindeganges in Abstand voneinander vorgesehen und in axialen Reihen (siehe Fig. 2a und 3a) vom Stumpf 18 bis zum Einführungsbereich 16 angeordnet, jedoch nicht auf dem Schaftteil 12.

Gemäß der Darstellung in Fig. 2 besitzen die Überhöhungen 30 Vorderseiten und Rückseiten 30 a bzw. 30 t, welche von den Flanken 24 f aus derart allmählich gekrümmt verlaufen, daß abgerundete Überhöhungen gebildet sind. Auf diese Formgebung sind jedoch die Überhöhungen nicht beschränkt. Bezüglich der Überhöhungen existieren drei prinzipielle Forderungen bezüglich der Form. Die erste Forderung besteht darin, daß das Überhöhungsprofil das Gewindeprofil überragt, auf welchen es vorgesehen ist, um nämlich die Schraube in dem betreffenden Bereich derart zu tragen, daß eine Verminderung der Reibung zwischen der Schraube und dem Aufnahmeteil bewirkt wird, wenn das Innengewinde gefomrt wird. Die zweite Forderung bezüglich der Überhöhungsform besteht darin, daß die betreffende Form allmählich über die Flanken 24 f und die Spitze 24 c ansteigt, so daß ein Einschneiden des Materials des Aufnahmeteils nicht bewirkt wird. Die dritte Forderung besteht darin, daß aufeinanderfolgende Überhöhungen auf dem Einführungsbereich 16 zunehmend weiter nach außen von der Schraubenachse abstehen, wobei die letzte in Richtung des Schaftteiles 12 vorgesehene Überhöhung auf dem Einführungsbereich 16 liegt und wobei eine Projektion bestimmter nachgewalzter Überhöhungen innerhalb der imaginären Projektion des zylindrischen Schaftgewindes zur Spitze hin liegt. Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte gewindeformende Schraube wird durch Walzen des Gewindes aus einem herkömmlichen, zylindrischen Schraubenrohling hergestellt. Durch Nachwalzen wird dann den beim ersten Walzvorgang ausgebildeten Überhöhungen die gewünschte maximale Höhe gegeben. Durch dieses Nachwalzen werden die Überhöhungen 30′ derart ausgebildet, daß die Einhüllende dieser Überhöhungen jeweils innerhalb der imaginären Einhüllenden 27 des zylindrischen Bereichs des Schaftteils liegt, und zwar bei Projektion über den Verbindungspunkt im Übergangsbereich 25 des Schaftteils 12 und des Einführungsbereichs 16 zum Stumpf 18 hin (siehe Fig. 3 und 3a). Ferner sei darauf hingewiesen, daß dieses Nachwalzen sich gleichzeitig auf die Spitzen 30 c und die Seiten 30 s der Überhöhung 30′ auswirkt, so daß die gesamte Querschnitts-Einhüllende der Überhöhung 30 innerhalb der passenden Abmessungen der Gewindeform 22 des Schaftteiles liegt. Dadurch wird eine Schraube 10 mit einem gesteuerten Einschraub-Drehmoment geschaffen, wenn die Schraube 10 in das Aufnahmeteil nach erfolgter Formung des Innengewindes eingeführt wird.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung einer gewindeformenden Schraube mit einem Kopf an ihrem einen Ende, einem Gewindeschaft mit einem aus Kernteil, Flanken und einem spitzen Teil bestehenden Gewinde, wobei der Gewindeschaft einen konisch abnehmenden Einführungsbereich und einen über einen Übergangsbereich anschließenden zylindri­ schen Schaftteil besitzt, und mit einer Vielzahl von Überhöhungen, die dem Gewinde im Einführungsbereich überlagert sind, wobei auf den Rohling durch Walzen das Gewinde mit den Überhöhungen aufgebracht wird, deren Höhe die durch die Gewinde­ gänge des Schaftteils in der Projektion bestimmte Einhüllende teilweise übersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß ein vollständig ausgebildetes Gewinde (24) auch im Einführungsbereich (16) und im Übergangsbereich (25) gewalzt wird und durch einen unmittelbar auf diesen Arbeitsvorgang folgenden Nachwalzvorgang bei den die Höhe der Einhüllenden (27) übersteigenden Überhöhungen (30′) die Spitzen (30 c) und die Flanken (30 s) der Überhöhungen nachgewalzt werden, wobei die Höhe dieser Überhöhungen (30′) so vermindert wird, daß sie innerhalb der Einhüllenden (27) liegt.