-
Technisches
Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine selbstverriegelnde Schraube
mit einem Lösungs-Verhinderungsmechanismus
sowie auf ein Verfahren zur Herstellung derselben, und insbesondere
auf eine selbstverriegelnde Schraube, deren Gewinde einen breiten
Grund aufweist, so daß die elastische
Verformung der Flanken erleichtert wird und der Verriegelungsmechanismus
begünstigt
wird, sowie auf ein Verfahren zu deren Herstellung.
-
Stand der
Technik
-
Ein
Verfahren und ein Werkzeug zur Herstellung einer selbstverriegelnden
Schraube mit einem elastischen Gewinde, das einen geschlossenen Hohlraum
innerhalb des Gewindeprofils aufweist, wird durch das Dokument US-A-4,426,870 offenbart, welches
den nächstliegenden
Stand der Technik repräsentiert.
Dieses Verfahren umfaßt
den Schritt einer plastischen Deformation der Wände einer vorgeformten schraubenförmigen Nut
mittels eines Gewindeformungswerkzeugs. Die schraubenförmige Nut wird
zumindest als zweigängiges
Gewinde hergestellt und weist einen Abstand auf, der gleich demjenigen
des zu formenden Gewindes ist, wobei einer der Anschnitte zur Ausrichtung
des Gewindeformungswerkzeugs dient, das während des Vorgangs der plastischen
Deformation der Wände
der schraubenförmigen
Nut jeden der verbleibenden Anschnitte zu einem geschlossen schraubenförmigen Hohlraum formt,
der innerhalb des Gewindeprofils liegt.
-
Ein
selbstverriegelnder Schraubbolzen mit einem Schlitz entlang des
Scheitelbereichs der Windung und ein Verfahren zur Herstellung desselben sind
bekannt und beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung
Nr. Hei 2-58016 beschrieben. Bei dem Bolzen, der in der japanischen
Patentveröffentlichung
Nr. Hei 2-58016 vorgeschlagen wird, werden die Flanken des Bolzens
durch die Flanken der Nut gegen den Schlitz gepreßt, so daß eine elastische
Verformung erzeugt wird, und der Bolzen wird durch die Druckkraft
der elastischen Verformung daran gehindert, sich zu lösen.
-
Gemäß dem Verfahren
zur Herstellung eines solchen selbstverriegelnden Schraubbolzens
wird eine Schraube mit Doppelgewinde mit dem halben gewünschten
Abstand zunächst
durch Walzen geformt, und die Schraube wird dann zu einer Schraube mit
einem einzigen Gewinde mit dem gewünschten Abstand durch Walzen
geformt. wobei ein Schlitz entlang des Scheitelbereichs des Gewindes
erzeugt wird.
-
Wenn
ein Schlitz entlang des Scheitelbereichs des Gewindes auf diese
Weise durch ein Werkzeug geformt wird, das mit demjenigen vergleichbar
ist, das beim Walzformen einer gewöhnlichen Schraube verwendet
wird, ist es nicht immer möglich,
einen Schlitz mit einer ausreichenden Tiefe zu erzeugen. Dies führt dazu,
daß eine
große
Steifigkeit auf beiden Seiten des Schlitzes herrscht, und die elastische
Deformation der Flanken wird klein, so daß es unmöglich ist, einen ausreichenden
Verriegelungseffekt (Klemmfedereffekt) der Schraube zu erzeugen,
der durch die Reaktion der elastischen Verformung erzeugt wird.
-
Zur
Lösung
dieses Problems hat der Anmelder ein Verfahren zur Herstellung einer
Schraube vorgeschlagen, das in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. Hei 7-139537 beschrieben ist. Bei diesem Verfahren werden bei
einem ersten Walzvorgang eine Windungsnut mit einer kleinen Tiefe
und eine Windungsnut mit einer großen Tiefe wechselweise angeordnet,
und die Windungsnut mit großer Tiefe
wird in einem zweiten Walzvorgang zu einem Schlitz geformt. Auf
diese Weise ist es möglich,
einen Schlitz mit einer ausreichenden Tiefe zu erzeugen.
-
Das
Verfahren zur Herstellung einer Schraube, das in der japanischen
Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 7-139537 offenbart ist, erfordert
jedoch ein spezielles Walzwerkzeug zum Formen einer Windungsnut
mit einer kleinen Tiefe und einer Windungsnut mit einer großen Tiefe,
die wechselweise angeordnet sind, so daß die Kosten zur Herstellung
eines Walzwerkzeugs deutlich anwachsen. Da es außerdem beim Walzen einer Schraube
durch solch ein Werkzeug schwierig ist, einen gleichmäßigen Walzdruck
aufrecht zu erhalten. wird die Herstellung einer solchen Schraube
schwierig. Da ferner die Tiefe des Schlitzes kleiner wird als bei
dem herkömmlichen Verfahren,
falls die Phasenanpassung des Walzwerkzeugs und der Nut einer Schraube
umgekehrt wird, ist es notwendig, besonderes Augenmerk auf die Phasenanpassung
zu legen. Somit erfordern der erste Walzvogang und der zweite Walzvorgang
ein hohes fachliches Können
und Geschicklichkeit. Außerdem
ist die Herstellungsausbeute gering.
-
Dementsprechend
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine selbstverriegelnde
Schraube zu schaffen, deren Gewinde einen breiten Grund aufweist,
so daß ein
tiefer Schlitz ausgebildet wird, ohne daß hohes fachliches Können und
Geschicklichkeit erforderlich ist, und die elastische Deformation
der Flanken zu vereinfachen, die den Selbstverriegelungseffekt erhöhen.
-
Offenbarung
der Erfindung
-
Zur
Erreichung dieses Ziels ist eine erfindungsgemäße selbstverriegelnde Schraube
mit einem Schlitz versehen, der die Flanken zu beiden Seiten einer
Nut entlang des Gewindescheitels trennt, und der Umgebungsbereich
des Grundes ist als konkaver Bereich mit breitem Boden in einer
Form ausgebildet, die erzeugt wird durch Schaben der erweiterten
Oberflächen
der Flanken. Da der Schlitz am Gewindescheitelbereich durch Bilden
des konkaven Bereichs mit breitem Boden in der Umgebung des Grundes
der Nut tief wird, lassen sich die Flanken leicht elastisch deformieren,
so daß der
Druckfedereffekt verstärkt
wird und der Effekt des Verriegelns der Schraube verstärkt wird.
Ferner ist es möglich, eine
selbstverriegelnde Schraube mit einem Schlitz mit Standardabmessungen
aus einem Material für eine
Schraube mit Standardabmessungen zu erzeugen. Da es möglich ist,
ein übliches
Material mit Standardabmessungen zu verwenden, ohne daß Material mit
besonderen Abmessungen benötigt
wird, ist es möglich,
die Herstellungskosten zu vermindern.
-
Bei
dieser selbstverriegelnden Schraube ist der konkave Bereich mit
breitem Boden vorzugsweise annähernd
rechteckig, bezogen auf den Querschnitt der Windung. Der Bodenbereich
des konkaven Bereichs mit breitem Boden kann in bezug auf den Schnitt
durch die Windung flach ausgebildet sein.
-
Bei
dieser selbstverriegelnden Schraube kann die Bodenfläche des
konkaven Bereichs mit breitem Boden einen annähernd bogenförmigen Querschnitt
in bezug auf das Gewinde aufweisen. Wahlweise kann die Bodenfläche des
konkaven Bereichs mit breitem Boden im zentralen Bereich flach und
in der Nähe
der beiden Endbereiche im Querschnitt im Bezug auf die Windung annähernd bogenförmig sein.
Da auf diese Weise der Grundbereich der Nut als konkaver Bereich
mit breitem Boden eine weite Fläche
aufweist und sich die Krümmung
nur allmählich ändert, ist
es unwahrscheinlich, daß eine Druckkonzentration
im Grundbereich stattfindet, so daß die Wahrscheinlichkeit vermindert
wird, daß Belastungsbrüche oder
Ermüdungsbrüche auftreten.
-
Bei
dieser selbstverriegelnden Schraube kann die Bodenfläche des
Schlitzes im Querschnitt der Windung annähernd bogenförmig sein.
Da der Querschnitt des Schlitzes bogenförmig ist und der Bodenbereich
in großem
Maße ausgeschabt
ist, lassen sich die Flanken noch leichter elastisch deformieren,
so daß der
Druckfedereffekt noch weiter verstärkt wird. Es ist ferner möglich, die
Schraube so auszubilden, daß sie
einen etwas größeren Flankenwinkel
aufweist als eine gewöhnliche
Schraube, so daß die
Anpassung der Schraube an ein weibliches Schraubgewinde mit einer
Toleranz verbessert wird.
-
Ein
Verfahren zur Herstellung einer selbstverriegelten Schraube gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt die folgenden Schritte: einen
ersten Walzvorgang zum Formen des Doppelten einer gewünschten
Anzahl von Windungsnuten mit der Hälfte eines gewünschten
Abstandes durch Walzen eines Schraubenmaterials; einem zweiten Walzvorgang
zum Verformen jeder zweiten Windungsnut, die in dem ersten Walzvorgang
hergestellt wurde, zu einem konkaven Bereich mit breitem Boden mit
einer Form, die durch Schaben der erweiterten Oberflächen der
Flanken nach innen erzeugt wird, gefolgt vom Zusammenfügen der
in dem ersten Walzvorgang gebildeten doppelten Windungen zur Bildung
einer einzigen Windung mit einem Schlitz entlang des Scheitels.
Da der Schlitz mit einer großen
Tiefe am Scheitelbereich der Windung durch Formen eines konkaven
Bereichs mit breitem Boden in der Nähe des Grundes der Nut im zweiten
Walzvorgang geformt wird, wird die elastische Verformung der Flanken
erleichtert, so daß der
Druckfedereffekt verstärkt
wird und der Verriegelungseffekt der Schraube verbessert wird. Ferner
ist es möglich,
eine selbstverriegelnde Schraube mit einem Schlitz mit Standardabmessungen
aus einem Schraubenmaterial mit einem Durchmesser mit Standardabmessungen
herzustellen. Da es möglich
ist, ein üblicherweise verwendetes
Material mit Standardabmessungen zu verwenden, ohne daß ein Material
mit spezifischen Abmessungen benötigt
wird, ist es möglich,
die Herstellungskosten zu vermindern.
-
Bei
diesem Verfahren zur Herstellung einer selbstverriegelnden Schraube
ist es möglich,
den Flankenwinkel der in dem ersten Walzvorgang hergestellten Windung
kleiner zu bemessen als den Flankenwinkel der Windung, der in dem
zweiten Walzvorgang hergestellt wird. Da die Tiefe des Schlitzes
im Scheitelbereich der Windung noch größer wird, wird auf diese Weise
der Druckfedereffekt der Flanken, d. h., der Verriegelungseffekt
der Schraube weiter vergrößert.
-
Ferner
ist es in dem ersten Walzformschritt des Herstellungsverfahrens
der selbstverriegelnden Schraube auch möglich, das Gewinde so zu formen, daß der Krümmungsradius
im Grundbereich größer ist
als der Krümmungsradius
im Scheitelbereich im Querschnitt der Windung. Auf diese Weise wird
dem Querschnitt des Schlitzes durch starkes Ausschaben des Bodenbereiches
des Schlitzes eine gekrümmte Form
verliehen, und die Flanken lassen sich leichter elastisch verformen,
so daß der
Druckfedereffekt weiter verstärkt
wird. Es ist ferner möglich,
die Schraube so zu formen, daß sie
einen etwas größeren Flankenwinkel
aufweist als eine gewöhnliche Schraube,
so daß die
Anpaßbarkeit
der Schraube an ein weibliches Schraubgewinde mit einer Toleranz verbessert
wird.
-
Ein
Verfahren zur Herstellung einer selbstverriegelnden Schraube gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt: einen ersten Walzvorgang
zum Formen des Doppelten einer gewünschten Anzahl von Windungsnuten
mit der Hälfte eines
gewünschten
Abstandes durch Walzen eines Schraubenmaterials; und einen zweiten
Walzvorgang zum Verformen jeder zweiten im ersten Walzvorgang erzeugten
Nut zu einem Grundbereich, und Zusammenfügen der in dem ersten Walzvorgang
gebildeten doppelten Windungen zur Bildung einer einzigen Windung
mit einem Schlitz entlang des Scheitels, wobei der Flankenwinkel
der in dem ersten Walzvorgang gebildeten Nut kleiner ist als der
Flankenwinkel der in dem zweiten Walzvorgang erzeugten Nut. Da der
Flankenwinkel der in dem ersten Walzvorgang erzeugten Nut kleiner
ist, wird der Schlitz mit einer großen Tiefe am Scheitelbereich
der Windung gebildet, so daß der
Druckfedereffekt, d. h., der Verriegelungseffekt der Schraube, verstärkt wird.
-
Kurzbeschreibungen
der Zeichnungen
-
1 zeigt
den gesamten Aufbau einer erfindungsgemäßen selbstverriegelnden Schraube;
-
2 ist
ein vergrößerter Schnitt
durch eine Windung;
-
3 ist
ein Schnitt, der einen ersten Walzvorgang darstellt;
-
4 ist
ein Schnitt durch ein Werkzeug für einen
zweiten Walzvorgang;
-
5 ist
ein Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Werkzeugs
für einen
zweiten Walzvorgang;
-
6 ist
ein Schnitt durch noch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Werkzeugs
für einen zweiten
Walzvorgang;
-
7 ist
ein Schnitt durch eine Windung nach einem ersten Walzvorgang gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
8 ist
ein Schnitt durch eine Windung nach einem zweiten Walzvorgang gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
9 ist
ein Schnitt durch eine Windung nach einem ersten Walzvorgang gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
-
10 ist
ein Schnitt durch eine Windung nach einem zweiten Walzvorgang gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
Beste Art
und Weise zur Ausführung
der Erfindung
-
Im
folgenden wird eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt
den Gesamtaufbau der erfindungsgemäßen selbstverriegelnden Schraube.
Die in 1 gezeigte Schraube ist ein Schraubbolzen mit
einem sechseckigen Kopf, doch diese Ausführungsform ist auch auf eine
beliebige andere männliche
oder weibliche Schraube anwendbar. Eine selbstverriegelnde Schraube 1 ist
mit einem Schlitz entlang des Gewindescheitels 2 versehen.
Der vergrößerte Querschnitt
des Gewindes 2 ist in 2 dargestellt.
Der Schlitz 3 ist entlang des Scheitels des Gewindes 2 angebracht,
und Flanken 21, die die geneigten Oberflächen zu
beiden Seiten des Scheitels des Gewindes 2 darstellen,
werden durch diesen Schlitz 3 getrennt. Dies führt dazu,
daß die
Flanken 21 zu beiden Seiten des Gewindes 2 elastisch
verformbar sind, und wenn die Schraube angezogen wird, werden die
Flanken 21 in Richtung des Schlitzes 3 gedrückt, so
daß eine
elastische Verformung erzeugt wird. Aufgrund der Druckkraft der elastischen
Verformung wird die Schraube daran gehindert, sich zu lösen.
-
Das
Gewinde 2 ist auf solche Weise ausgebildet, daß es einen
gewünschten
Abstand P hat. Der Flankenwinkel A, d. h., der Winkel, in dem sich
die Flanken 21 zu beiden Seiten des Gewindes 2 einander
kreuzen, wird ebenfalls auf einen gewünschten Winkel festgelegt.
Der Flankenwinkel A wird gewöhnlich
auf 60° festgelegt.
Die Position des effektiven Durchmessers D der Schraube wird durch
die Zwei-Punkt-Strichlinie angezeigt. Der Grundbereich der Windung 2 wird
als ein konkaver Bereich mit breitem Boden mit einer Form ausgebildet,
die durch Schaben der erweiterten Oberflächen der Flanken 21 nach
innen unterhalb des wirksamen Durchmessers D erzeugt wird. Die Grundfläche 23 des
konkaven Bereichs mit breitem Boden ist auf solche Weise geformt,
daß sie
breiter ist als diejenige einer herkömmlichen Schraube und vergleichsweise
flach ist. Der Winkel, in dem die Seitenoberflächen 22 des konkaven
Bereichs mit breitem Boden einander kreuzen, ist erheblich kleiner
bemessen als der Flankenwinkel. Wenn der Flankenwinkel A 60° beträgt, beträgt der Winkel,
in dem die Seitenoberflächen 22 einander kreuzen,
beispielsweise 20 bis 40° (vorzugsweise
25 bis 35°).
Da der Winkel, in dem die Seitenoberflächen 22 einander kreuzen,
vergleichsweise klein ist, nimmt der konkave Bereich mit breitem
Boden eine annähernd
rechteckige Form im Querschnitt der Nut 2 an.
-
Im
folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung der Nut 2 mit
den Schlitz 3 auf dem Scheitelbereich und des konkaven
Bereichs mit breitem Boden erläutert.
Zunächst
wird die doppelte Anzahl von Windungen mit halbem Windungsabstand
der Schraube als Endprodukt durch Walzen eines Schraubenmaterials
erzeugt. Dieser Vorgang wird im folgenden als erster Walzvorgang
bezeichnet. Danach wird jede zweite der in dem ersten Walzvorgang
erzeugten Windungen zu einem konkaven Bereich mit breitem Boden
geformt, dessen Form durch Schaben der erweiterten Oberflächen der
Flanken in der Nähe
des Grundes nach innen erzeugt wird, und die in dem ersten Walzvorgang
erzeugten doppelten Windungen werden so zusammengefügt, daß sie eine
einzige Windung mit einem Schlitz entlang des Scheitels bilden.
Dieser Vorgang wird nachfolgend als zweiter Walzvorgang bezeichnet.
Die Anzahl der in dem ersten Walzvorgang erzeugten Nuten ist zwei
(zweimal eins), wenn die Schraube als Endprodukt eine Schraube mit
einfachem Gewinde ist, und vier (zweimal zwei), falls die Schraube
als Endprodukt eine Schraube mit Doppelgewinde ist.
-
3 ist
ein Schnitt durch eine Windung und ein Werkzeug für den ersten
Walzvorgang. Das Material für
die selbstverriegelnde Schraube 1 wird durch ein Werkzeug 5 für einen
ersten Walzvorgang durch Walzen geformt, so daß eine Anzahl von Windungen
gebildet wird. Der Flankenwinkel A der in dem ersten Walzvorgang
erzeugten Windung ist der gleiche wie der Flankenwinkel des Endprodukts.
Der Windungsabstand in dem ersten Walzvorgang ist 1/2 desjenigen
der Windung des Endprodukts. Die Anzahl der Windungen in dem ersten
Walzvorgang ist das Doppelte der Anzahl der Windungen im Endprodukt.
Wenn die Schraube als Endprodukt eine Schraube mit einfachem Gewinde
ist, ist die Anzahl von Windungen im ersten Walzvorgang gleich 2. Dementsprechend
ist der Anschnittwinkel der Schraube der gleiche wie beim Endprodukt.
-
4 ist
ein Schnitt durch ein Werkzeug 6 für den zweiten Walzvorgang.
Jedes benachbarte Windungspaar, das in dem ersten Walzvorgang gebildet
wird, wird durch das Werkzeug für
den zweiten Walzvorgang zusammengefügt und zu einer Windung mit
dem Schlitz 3 im Scheitelbereich durch Walzen geformt.
Der Flankenwinkel A und der Abstand P des Werkzeugs 6 für einen
zweiten Walzvorgang sind die gleichen wie beim Endprodukt. Das Werkzeug 6 für einen
zweiten Walzvorgang ist mit einem einen breiten Boden bildenden
Bereich 60 zum Formen des konkaven Bereichs mit breitem
Boden der selbstverriegelnden Schraube 1 versehen. Der
den breiten Boden bildende Bereich 60 formt jeden zweiten
Grundbereich (Windungsnut), der in dem ersten Walzvorgang gebildet
wird, zu einem konkaven Bereich mit breitem Boden.
-
Da
sich das Schraubenmaterial, das durch den den breiten Boden bildenden
Bereich 60 weggedrückt
wird, plastisch in Richtung des Scheitelbereichs der Windung 2 bewegt,
ist der geformte Schlitz 3 tiefer als derjenige einer Schraube,
die keinen konkaven Bereich mit breitem Boden aufweist. Es führt dazu,
daß Flanken 21 elastisch
deformiert werden können,
so daß der
Druckfedereffekt verstärkt
wird. Ferner ist es möglich,
eine selbstverriegelnde Schraube mit einem Schlitz herzustellen,
deren Abmessung der Abmessung einer gewöhnlichen Schraube ohne Schlitz
im Scheitelbereich entspricht, selbst aus einem Schraubenmaterial
mit einem üblichen
Durchmesser. Das heißt,
es ist möglich,
ein allgemein übliches
Material zu verwenden, ohne daß ein
Material mit spezifischen Abmessungen benötigt wird, so daß die Herstellungskosten
vermindert werden. Da ferner der Grundbereich der Windung als konkaver
Bereich mit breitem Boden eine große Fläche aufweist und die Krümmung sich
eher allmählich ändert, ist
das Auftreten einer Druckkonzentration auf dem Grundbereich unwahrscheinlicher,
so daß die
Wahrscheinlichkeit von Belastungsbrüchen oder Ermüdungsbrüchen sinkt.
-
Der
einen breiten Boden bildende Bereich 60 des Werkzeugs 6 für den zweiten
Walzvorgang ist mit einem flachen Bereich 61 zur Bildung
der Bodenfläche 23 des
konkaven Bereichs mit breitem Boden in seinem mittleren Bereich
versehen, sowie mit bogenförmigen
Eckbereichen 62 an beiden Eckbereichen des flachen Bereichs 61.
In diesem Fall weist die Bodenfläche 23 des
konkaven Bereichs mit breitem Boden der selbstverriegelnden Schraube 1 eine
entsprechende Form auf. Weitere Ausführungsbeispiele für das Werkzeug 6 für einen
zweiten Walzvorgang sind in den 5 und 6 dargestellt.
Bei dem Werkzeug 6 für
einen zweiten Walzvorgang, das in 5 dargestellt
ist, besteht der Bereich zur Bildung der Bodenfläche 23 des den breiten
Boden bildenden Bereich 60 nur aus dem flachen Bereich 61.
Da in diesem Fall die Form des Werkzeugs vereinfacht ist, werden
die Herstellungskosten vermindert. Bei dem Werkzeug 6 für den zweiten
Walzvorgang aus 6 ist der Bereich zum Formen
der Bodenfläche 23 des den
breiten Boden bildenden Bereichs 60 als gekrümmter Bereich 63 ausgebildet.
Wenn das Werkzeug 6 für den
zweiten Walzvorgang die in den 5 oder 6 gezeigte
und beschriebene Form aufweist, weist die Bodenfläche 23 des
konkaven Bereichs mit breitem Boden der selbstverriegelnden Schraube 1 die
entsprechende Form auf.
-
Es
ist möglich,
das Werkzeug 5 für
den ersten Walzvorgang und das Werkzeug 6 für den zweiten
Walzvorgang getrennt voneinander vorzusehen und den ersten Walzvorgang
und den zweiten Walzvorgang nacheinander durchzuführen. Wahlweise können das
Werkzeug 5 für
den ersten Walzvorgang und das Werkzeug 6 für den zweiten
Walzvorgang als ein einstückiges
Werkzeug vorgesehen sein, und der erste Walzvorgang und der zweite
Walzvorgang können
kontinuierlich als ein Zyklus des Walzformens durchgeführt werden.
-
Im
folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung einer selbstverriegelnden
Schraube als zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert.
Diese Ausführungsform
ist die gleiche wie die erste Ausführungsform hinsichtlich der
Tatsache, daß eine
Windung durch zwei Vorgänge
geformt wird, d. h., durch einen ersten Walzvorgang und einen zweiten
Walzvorgang. 7 zeigt den Schnitt durch eine Windung
nach dem ersten Walzvorgang der zweiten Ausführungsform. Der Gewindeabstand
beim ersten Walzvorgang ist 1/2 gegenüber demjenigen der Windung
des Endproduktes. Der Flankenwinkel B der Windung des ersten Walzvorgangs
ist kleiner bemessen als der Flankenwinkel A des Endprodukts.
-
Dies
führt dazu,
daß die
Höhe der
Windung größer ist
als die Höhe
einer Windung mit dem Flankenwinkel A. Der Flankenwinkel B ist so
bemessen, daß die
Höhe der
Windung innerhalb des Zweifachen der Höhe einer Windung mit dem Flankenwinkel
A liegt. Wenn der Flankenwinkel A einer Schraube als Endprodukt
60° beträgt, kann
der Flankenwinkel B etwa 45° betragen.
Das Werkzeug für
einen ersten Walzvorgang weist eine Form zur Bildung des Gewindes
mit der zuvor beschriebener Form auf.
-
8 ist
ein Schnitt durch eine Windung nach dem zweiten Walzvorgang gemäß der zweiten Ausführungsform.
Ein Werkzeug für
einen zweiten Walzvorgang hat die gleiche Form wie das in 4 dargestellte
Werkzeug der ersten Ausführungsform. Da
jedoch die Höhe
der Windung in dem ersten Walzvorgang größer wird als bei der ersten
Ausführungsform,
ist es möglich, den
Schlitz 3 mit einer größeren Tiefe
auszuformen als in der ersten Ausführungsform. Wenn der Flankenwinkel
A 60° beträgt und der Flankenwinkel
B 45' beträgt, beträgt die Tiefe
des Schlitzes 3 das 1,4-fache desjenigen der ersten Ausführungsform.
-
Infolgedessen
wird eine elastische Verformung der Flanken weiter begünstigt,
und der Druckfedereffekt wird weiter verstärkt. Obwohl ein konkaver Bereich
mit breitem Boden in dem zweiten Walzvorgang der zweiten Ausführungsform
geformt wird, kann der Grundbereich einer gewöhnlichen Windung in dem zweiten
Walzvorgang geformt werden. Selbst in diesem Fall weist die Schraube
einen tieferen Schlitz als eine herkömmliche selbstverriegelnde Schraube
auf, und der Druckfedereffekt wird verstärkt.
-
Im
folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung einer selbstverriegelnden
Schraube gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert.
Diese Ausführungsform
ist insofern die gleiche wie die erste Ausführungsform, daß eine Windung
durch zwei Vorgänge
geformt wird, d. h., durch einen ersten Walzvorgang und einem zweiten Walzvorgang. 9 zeigt
den Querschnitt durch eine Windung nach dem ersten Walzvorgang gemäß der dritten
Ausführungsform.
Der Abstand der Windung in dem ersten Walzvorgang ist 1/2 desjenigen
der Windung des Endprodukts. Der Flankenwinkel C der Windung in
dem ersten Walzvorgang ist kleiner bemessen als der Flankenwinkel
A des Endprodukts. Die Windung hat eine Form, bei der der Krümmungsradius
des Grundbereichs 12 größer ist
als der Krümmungsradius
des Scheitelbereichs 11. Das Werkzeug für einen ersten Walzvorgang
hat eine Form zur Bildung der Windung mit der vorstehend beschriebenen
Form.
-
10 ist
ein Schnitt durch eine Windung nach einem zweiten Walzvorgang gemäß der dritten Ausführungsform.
Ein Werkzeug für
einen zweiten Walzvorgang hat die gleiche Form wie das in 4 gezeigte
Werkzeug der ersten Ausführungsform.
Da der Krümmungsradius
des Grundbereichs 12 bei dem zweiten Walzvorgang vergrößert wird,
bekommt der Querschnitt des Schlitzes 3 nach dem zweiten Walzvorgang
eine gekrümmte
Form, die hergestellt wird, indem der Bodenbereich umfangreich ausgeschabt
wird. Ferner wird die Breite des Schlitzes 3 in Richtung
der Tiefe größer als
am Öffnungsbereich.
-
Aus
diesem Grund lassen sich die Flanken leichter elastisch verformen,
und der Druckfedereffekt wird weiter verstärkt. Da die Flanken elastisch deformiert
werden, ist es selbst dann, wenn der Flankenwinkel größer ist
als üblich
(z. B. 60°),
möglich, die
Schraube in eine entsprechendes weibliches Schraubgewinde einzuschrauben.
Falls die Schraube so ausgebildet ist, daß sie einen etwas größeren Flankenwinkel
aufweist als üblich,
läßt sie sich
mit einem weiblichen Schraubgewinde mit einer großen Toleranz
verbinden, so daß die
Anwendbarkeit vergrößert wird
und eine Massenproduktion ermöglicht wird.
-
Obwohl
die selbstverriegelnde Schraube in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
als männliche
Schraube dargestellt wurde, ist es möglich, das selbstverriegelnde
Schraubgewinde auf eine weibliche Schraube anzuwenden. Als Schraubenmaterial
kann ein beliebiges, für
eine Schraube geeignetes Material verwendet werden. Beispielsweise
sind rostfreier Stahl, Stahl, andere Metalle oder Kunststoff verwendbar.
Obwohl in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen Walzformen zur Herstellung
der Schraube angewendet wird, kann ferner eine selbstverriegelnde
Schraube mit einem Gewinde mit der zuvor beschriebenen Form gemäß der vorliegenden
Erfindung durch einen anderen Herstellungsprozeß geformt werden, wie etwa
durch Spritzgießen.
-
Industrielle
Anwendbarkeit
-
Wie
zuvor beschrieben, ist es gemäß einem Verfahren
zur Herstellung einer selbstverriegelnden Schraube gemäß der vorliegenden
Erfindung möglich,
eine selbstverriegelnde Schraube mit einer hervorragenden Selbstverriegelungswirkung
herzustellen, und eine durch dieses Verfahren hergestellte selbstverriegelnde
Schraube ist als Produkt in jedem Gebiet verwendbar, in dem Schrauben
verwendet werden. Insbesondere ist die erfindungsgemäße selbstverriegelnde
Schraube dazu geeignet, ein bewegliches Teil zu befestigen, ein
vibrierendes Teil zu befestigen, so daß eine Schraube dazu neigt,
sich zu lösen,
oder in Fällen,
in denen die Größe der Schraube
so klein ist, daß die
Kraft zum Anziehen nicht weiter vergrößert werden kann. Beispielsweise
ist diese Schraube optimal zur Befestigung eines beweglichen Teils
eines Brillenbügels
an einem Gestell.