DE2613720C2

DE2613720C2 - Bohr- und Gewindeformschraube

Info

Publication number: DE2613720C2
Application number: DE19762613720
Authority: DE
Inventors: Brian Glen Waveley Victoria Brindle
Original assignee: WA Deutsher Pty Ltd
Current assignee: WA Deutsher Pty Ltd
Priority date: 1975-04-02
Filing date: 1976-03-31
Publication date: 1986-09-11
Also published as: JPS541852B2; GB1513085A; DE2613720A1; FR2306362A1; FR2306362B3; IT1058887B; SE7603878L; JPS51123461A; CA1042243A; ES446572A1; AU1224676A; SE441382B

Description

Bohr- und Gewindeformschraube mit einem Schaft, einer Bohrspitze, einem Kopf, einem Gewindeabschnitt über einen Teil der Schaftlänge und zwei oder mehr abbrechbaren, einteilig aus dem Schaftmaterial herausgedrückten Räumvorsprüngen zwischen Bohrspitze und Gewindeabschnitt, die einen radial innerhalb der Schaftoberfläche angeordneten inneren Abschnitt und einen sich radial über die Schaftoberfläche erstreckenden äußeren Abschnitt aufweisen, wobei der Radius des äußeren Abschnitts mindestens so groß ist wie der Scheitelradius des Gewindes des Gewindeabschnitts.

Eine derartige Schraube ist bekannt (DE-AS 15 00 798, DE-OS 22 15 359 oder DE-OS 23 53 375). Mit einer derartigen Schraube wird erreicht, daß die Vorsprünge im Werkstück aus weicherem Material ein gewindeloses Loch herstellen, dessen Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Gewindes. Treffen die Vorsprünge dann auf das Werkstück größerer Härte auf, so brechen sie ab, und die Bohrspitze kann in das Werkstück größerer Härte frei eingedreht werden, wozu eine größere Anzahl von Umdrehungen notwendig ist. um eine bestimmte Bohrtiefe im Werkstück größerer Härte zu erreichen, als die Drehzahl, die durch die Gewindesteigung des an die Bohrspitze anschließenden Gewindeabschnitts festgelegt ist. Wenn sich die Schraube mit ihrem Gewinde in einem Gewindeeingriff im Werkstück geringerer Härte befände, würde die Schraube heißlaufen und unbrauchbar werden. Die abbrechbaren Vorsprünge an der Bohrspitze sorgen dafür, daß sich ein solches Gewinde im Werkstück geringerer Härte nicht befindet.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Bruchlinien bei abgebrochenen Vorsprüngen teilweise über den Umfang des Schraubenschaftes hinausstehen und dadurch den wirksamen Gewindeeingriff, insbesondere beim selbstschneidenden Gewinde, verhindern oder beeinträchtigen.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Bohr- und Gewindeformschraube mit abbrechharen Räumvorsprüngen zu schaffen derart, daß beim Abbrechen die Bruchlinie innerhalb des Außenumfangs des Schaftes der Bohr- und Gewindeformschraube liegt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der obere und untere Übergang des inneren Abschnitts der Räumvorsprünge in das volle Schaftmaterial entlang von den Linien erfolgt die im spitzen Winkel zur Schaftoberfläche verlaufen.

Erfindungswesentlich ist daß die Übergangslinie des Räumvorsprungs zum vollen Material des Schaftes oben und unten in einem spitzen Winkel zur Schaftachse verläuft Dies kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch geschehen, daß der innere Abschnitt der Räumvorsprünge entlang einer Kreislinie in das volle Material des Schaftes übergeht Alternativ kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß die untere Übergangslinie mit der Schaftoberfläche einen Winkel voi> weniger als 45°, vorzugsweise 30° und die obere Übergangslinie mit der Schaftoberfläche einen Winkel zwischen 30 und 60°, vorzugsweise 45°, einschließt

Eine derartige Formgebung der Räumvorsprünge stellt sicher, daß die Bruchlinie im Abscherfalle innerhalb des Außenumfangs des Schaftes liegt

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert

F i g. 1 zeigt die Seitenansicht einer bekannten Bohr- und Gewindeformschraube der eingangs genannten Art

Fig.2 zeigt den unteren Teil der Schraube nach F i g. 1 während des Bearbeitungsvorgangs.

F i g. 3 zeigt eine ähnliche Darstellung wie F i g. 2, jedoch bei weggebrochenen Räumvorsprüngen.

F i g. 4 zeigt perspektivisch einen Räumvorsprung der Schraube nach F i g. 1.

F i g. 5 zeigt perspektivisch den Räumvorsprung nach F i g. 4 im abgebrochenen Zustand.

F i g. 6 zeigt einen unteren Abschnitt einer Schraube mit den erfindungsgemäßen Räumvorsprüngen.

F i g. 7 zeigt eine gleiche Ansicht wie F i g. 6, jedoch bei fortgebrochenen Räumvorsprüngen.

Fig.8 zeigt perspektivisch einen Räumvorsprung nachFig.6.

F ι g. 9 zeigt die gleiche Ansicht wie F i g. 8, jedoch mit weggebrochenem Räumvorsprung.

Fig. 10 zeigt die untere Ansicht einer erfindungsgemäßen Schraube mit abgewandelten Räumvorsprüngen.

In den F i g. 1 bis 5 ist eine bekannte Schraube 10 gezeigt, die einen Schaft 12 mit einem sich über einen wesentlichen Teil des Schaftes erstreckenden Gewinde 14, eine Bohrspitze 16 und einen Kopf 18 am gegenüberliegenden Ende aufweist. Die Bohrspitze 16 ist mit Spannuten versehen. Der Gewindeabschnitt 14 des Schaftes 12 kann auch eine Nut zur Bildung einer Schneidkante aufweisen, um Gewinde in ein Werkstück zu schneiden.

Zwischen der Bohrspitze 16 und dem Gewindeabschnitt 14 sind zwei Raumvorsprünge 22 vorgesehen, die aus dem Material des Schaftes mittels geeigneter Werkzeuge 26 herausgedrückt sind. Dies wird im allgemeinen dadurch erreicht, daß mit den Werkzeugen 26

ein Druck quer zur Achse der Schraube ausgeübt wird, wobei das Schaftmaterial seitlich herausgequetscht wird, so daß durch das herausgequetschte Material Ausnehmungen 24 und seitliche Vorsprünge 22 gebildet werden. Die Vorsprünge 22 erstrecken sich radial nach außen vom Schaft 12 auf ein Maß, das gleich oder größer als der Seheiteldurchmesser des Gewindeabschnitts 14 ist.

Infolge der Materialverformung des Schaftes 12 durch die Werkzeuge 26 ergeben sich Materialanhäufungen 28 an den Enden der Verbindung der Vorsprünge mit dem Schaft 12. Wenn die Vorsprünge 22 abgebrochen werden, verbleiben Grate 30, wo sich vor dem Abbrechen die Materialanhäufungen 28 befanden. Diese Grate 30 stehen teilweise radial über die Außenfläche des Schaftes 12 vor und wirken somit als Reibwerkzeuge. Dies vermindert den Wirkungsgrad der Schraube 10, da das in einen Gewindeabschnitt 14 eindringende Material einer Platte, in die die Schraube eingeschraubt wird, nicht die Tiefe der Gewindegänge ausfüllt, so daß der Sitz der Schraube beeinträchtigt ist Die in F i g. 3 und 5 gezeigte gekrümmte Form der Bruchlinie 32 ist auf die Festigkeitsverteilung im Material zurückzuführen.

Es wird nunmehr auf die F i g. 6 bis 9 Bezug genommen.

Gleiche Teile wie in den F i g. 1 bis 5 sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, denen jedoch eine 1 vorgesetzt ist. In diesem Falle weist der Schaft 112 zwei diametral gegenüberliegend angeordnete halbkreisförmige Ausnehmungen 124 und im wesentlichen kreisförmige Räumvorsprünge 122 auf, die durch kreisförmige Werkzeuge 126 hergestellt sind. Es wurde festgestellt, daß bei kreisförmigen Vorsprüngen 122 keine oder nur geringe Materialanhäufungen an den Verbindungsstellen der Vorsprünge mit der Außenfläche des Schaftes 112 entstehen und daß infolgedessen die Bruchlinie 132 sich nicht über die Außenfläche des Schaftes 112 hinauserstreckt. Auf d^:ese Weise ist die Wirksamkeit der Schraube gegenüber der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 5 wesentlich verbessert. Da ferner keine scharfen Kanten vorhanden sind, ist die Lebensdauer der Werkzeuge 126 wesentlich größer.

In Fi g. 10 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, wobei wiederum gleiche Teile gleiche Bezugsziffern aufweisen, denen eine 2 vorgesetzt ist Die hier gezeigte Schraube wird verwendet, um eine Ansenkung für den Schraubenkopf zu bilden.

Der Schaft 212 weist zwei diametral gegenüberliegende Vorsprünge 222 auf, die durch Werkzeuge 226 gebildet sind

Wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ergeben sich ein innerer Abschnitt, der radial innerhalb der Schaftoberfläche liegt, und ein radial außerhalb der Schaftoberfläche liegender äußerer Abschnitt. Der innere Abschnitt begrenzt Ausnehmungen, und seine Verbindungslinie verläuft zwischen den Enden parallel zur Achse des Schaftes 212. Am unteren oder vorderen Ende verläuft sie im spitzen Winkel zur Achse des Schaftes 212 mit weniger als 45^s, vorzugsweise etwa 30° und am oberen hinteren Ende verläuft sie ebenfalls in einem spitzen Winkel zur Achse des Schaftes 212, und zwar von etwa 45° oder zwischen 30° und 60°. Die hintere Kante der äußeren Abschnitte der Vorsprünge 222 erstreckt sich im wesentlichen rechtwinklig zur es Achse des Schaftes 212, vphrend die vordere Kante sich im spitzen Winkel zur Achse des Schaftes 212 erstreckt, beisDielsweise von etwa 30°. Die radial äußere Kante ist gekrümmt Diese Form der Vorsprünge 222 bildet eine Ansenkung zur Aufnahme des Schraubenkopfes bevodie Vorsprünge 222 abbrechen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bohr- und Gewindeformschraube mit einem Schaft, einer Bohrspitze, einem Kopf, einem Gewindeabschnitt über einen Teil der Schaftlänge und zwei oder mehr abbrechbaren, einteilig aus dem Schaftmaterial herausgedrückten Räumvorsprüngen zwischen Bohrspitze und Gewindeabschnitt, die einen radial innerhalb der Schaftoberfläche angeordneten inneren Abschnitt und einen sich radial über die Schaftoberfläche erstreckenden äußeren Abschnitt aufweisen, wobei der Radius des äußeren Abschnitts mindestens so groß ist wie der Scheitelradius des Gewindes des Gewindeabschnitts, dadurch gekennzeichnet, daß der obere und untere Obergang des inneren Abschnitts der Räumvorsprünge (122,222,222') in das volle Schaftmaterial entlang vob Linien erfolgt, die im spitzen Winkel zur Schaftoberfläche verlaufen.

2. Bohr- und Gewindeformschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Abschnitt der Räumvorsprünge (122) entlang einer Kreislinie in das volle Material des Schaftes übergeht

3. Bohr- und Gewindeformschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Übergangslinie mit der Schaftoberfläche einen Winkel von weniger als 45°, vorzugsweise 30° und die obere Übergangslinie mit der Schaftoberfläche einen Winkel zwischen 30 end 60° /orzugsweise 45°, einschließt.