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.The invention relates to a method for producing a thread forming screw with a head at one end, one Threaded shaft with a core part, flanks and a pointed part existing thread, the threaded shaft a conically decreasing Introductory area and one adjoining via a transition area has a cylindrical shaft part, and with a large number of peaks, which are superimposed on the thread in the lead-in area, with the Rohrling by rolling the thread is applied with peaks, the height of which is due to the threads of the shaft part in the projection certain envelopes partially exceeded.

Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 34 26 642 bekannt.Such a method is known from US-PS 34 26 642.

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.Furthermore, FR-PS 13 37 952 shows a thread-forming screw Type of thread-forming screw disclosed in US Pat. No. 3,426,642. The US-PS 35 04 722 shows compared to the aforementioned state of the Technology is a modification in that of the thread-forming screw according to US-PS 35 04 722 in the insertion area of the screw one Thickening of the thread flanks is present.

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.The thread-forming scraping according to the state of the above Technology has the major disadvantage that in the workpiece in which the Screw is screwed in, a thread is formed that is opposite the actual screw thread is expanded. With that the Self-locking of the screw is reduced as this is in the actual area  of their thread is only loosely seated in the shaped nut thread.

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.Finally, reference should be made to US Pat. No. 2,348,850, in which one thread-forming screw is disclosed, which grooves in its front area with sharp edges. These edges serve as taps. Thus, this known screw with the screws according to the above explained prior art not comparable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Schraube zu schaffen, die ein Gewinde ausbildet, das eine verbesserte Passung aufweist.The invention has for its object a method for manufacturing to create a screw that forms a thread that improves Fits.

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.The problem is solved in connection with the features in the main preamble of the claim that a complete trained thread also in the lead-in area and in the transition area is rolled and by a directly on this operation following re-rolling process for those exceeding the height of the envelope Raised the tips and flanks of the ridges be, the amount of these peaks is reduced so that they lies within the envelope.

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.By rolling the in the lead-in area and in Transition area of fully formed thread of the thread-forming A precise shaping of the peaks is achieved, thereby even torque when threading with the screw results because the load when inserting the screw into the workpiece is evenly distributed over the various peaks. Since the Elevations by the roughing process are designed so that they lie within the envelope corresponds to that formed by the screw Thread very exactly that of the threaded shaft, so that it is free of play penetrates into the formed thread, with which the screw fits securely in the formed thread of the workpiece and thus against unscrewing is largely secured.

Anhand der Figuren wird die Erfindung nachstehend beispielsweise erläutert.The invention is explained below using the figures, for example.

Fig. 1 zeigt die Schraube in Seitensicht. Fig. 1 shows the screw in a side view.

Fig. 2 zeigt einen Teil der Schraube im Schnitt vor Ausführung des Nachwalzvorganges. Fig. 2 shows part of the screw in section before executing the re-rolling process.

Fig. 2a zeigt eine Ansicht der Stirnseite der in Fig. 2 dargestellten Schraube. Fig. 2a shows a view of the end face of the screw shown in Fig. 2.

Fig. 3 zeigt einen Teil der Schraube gemäß Fig. 2 im Schnitt nach Ausführung des Nachwalzvorganges. FIG. 3 shows part of the screw according to FIG. 2 in section after the re-rolling process has been carried out.

Fig. 3a zeigt die Stirnseite der Schraube gemäß Fig. 3. Fig. 3a shows the front side of the screw according to 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.In Fig. 1, the self-tapping screw 10 is shown having a head 14 and the other at its end a conically decreasing lead-in area 16 at one end thereof which terminates here in the stump 18th At this point, the screw can also end in a sharp tip. The head 14 is provided with a transverse slot 20 for a screwdriver, not shown. The head 14 need not necessarily be expanded in diameter.

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.The screw 10 has a thread 22 which begins at the stump 18 and which runs as a spiral thread 24 on the insertion area 16 and extends at least over part of the cylindrical shaft part 12 as a cylindrical screw thread 26 . The screw thread 26 contains a thread core 24 r , a flank 24 f and a tip 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.The thread 24 located on the insertion area 16 contains thread-forming peaks 30, 30 ' , which extend from the thread core 24 r along the flanks 24 f to the tip 24 c and which appear as the threads 24 superimposed bulges. The peaks 30 have a cross-section (envelope 32 in FIG. 2) which generally runs parallel to the flanks 24 f and tips 24 c . An exception to this, as will be explained later, is the transition region 25 between the shaft part 12 and the insertion region 16 . This transition region 25 shows a tip 30 c , which projects beyond the tip 24 c of the thread 24 .

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.The elevations 30 are preferably provided at a distance from one another in the circumferential direction along the thread and arranged in axial rows (see FIGS . 2a and 3a) from the stump 18 to the insertion area 16 , but not on the shaft part 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.According to the illustration in FIG. 2, the elevations 30 have front sides and rear sides 30 a and 30 t , which are gradually curved from the flanks 24 f in such a way that rounded elevations are formed. However, the elevations are not limited to this shape. With regard to the cant, there are three basic requirements regarding the shape. The first requirement is that the elevation profile projects beyond the thread profile on which it is provided, namely to support the screw in the area in question in such a way that the friction between the screw and the receiving part is reduced when the internal thread is tapped . The second requirement regarding the cantilever shape is that the shape in question gradually rises over the flanks 24 f and the tip 24 c , so that the material of the receiving part is not cut. The third requirement is that successive peaks on the insertion area 16 project further and further outward from the screw axis, the last cant provided in the direction of the shaft part 12 being on the insertion area 16 and with a projection of certain re-rolled peaks within the imaginary projection of the cylindrical one Shaft thread to the tip. The thread-forming screw shown in FIGS . 1 to 3 is produced by rolling the thread from a conventional, cylindrical screw blank. The desired maximum height is then given to the elevations formed in the first rolling process by re-rolling. By this re-rolling the peaks 30 'are formed such that the envelope of these peaks lies within the imaginary envelope 27 of the cylindrical region of the shaft part, namely when projected over the connection point in the transition region 25 of the shaft part 12 and the insertion region 16 to the stump 18 (see Figs. 3 and 3a). It should also be noted that this re-rolling affects the tips 30 c and the sides 30 s of the cant 30 ' at the same time, so that the entire cross-sectional envelope of the cant 30 is within the appropriate dimensions of the thread form 22 of the shaft part. A screw 10 with a controlled screwing-in torque is thereby created when the screw 10 is inserted into the receiving part after the internal thread has been formed.

Claims (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.Method for producing a thread-forming screw with a head at one end, a threaded shaft with a thread consisting of a core part, flanks and a pointed part, the threaded shaft having a conically decreasing insertion area and a cylindrical shaft part adjoining a transition area, and with one A large number of elevations, which are superimposed on the thread in the insertion area, the thread with the elevations being applied to the blank by rolling, the height of which partially exceeds the envelope determined by the threads of the shaft part in the projection, characterized in that a fully formed Thread ( 24 ) is also rolled in the lead-in area ( 16 ) and in the transition area ( 25 ) and by a subsequent rolling process immediately following this work process at the elevations ( 30 ' ) exceeding the height of the envelope ( 27 ), the tips ( 30 c) and nd the flanks ( 30 s) of the peaks are re-rolled, the height of these peaks ( 30 ' ) being reduced so that it lies within the envelope ( 27 ).