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Die Erfindung betrifft Walzbacken zum Herstellen einer gewindeformenden Schraube, bei der die in den Schaft eingerollten Gewindegänge auf in Längsrichtung desselben verlaufenden linienbzw. streifenförmigen Umfangsabschnitten eine grössere Profilhöhe aufweisen als auf benachbarten Umfangsabschnitten, wobei die Walzbacken einerseits mit einem ersten, dem Gewindequerschnitt entsprechenden Rillenprofil und anderseits mit einem quer dazu gerichteten sowie längs einer Vielzahl von in gleichmässigem Abstand voneinander angeordneten und im wesentlichen quer zur Längsrichtung des ersten Rillenprofils gerichteten Linien oder Streifen verlaufenden, dem Querschnitt der grösseren Profilhöhe entsprechenden, zweiten Rillenprofil versehen sind.
Durch die US-PS Nr. 2, 484, 645 sind bereits Walzbacken dieser Gattung bekannt, die zur Fertigung von sogenannten selbst blockierenden oder selbst abdichtenden Schrauben zum Einsatz gelangen, welche in ein bereits in die Wandungen einer Bohrung eingeschnittenes Gewinde so eingedreht werden sollen, dass sie gegen Lockern gesichert sind und einen gegenseitig dichten Eingriff zwischen den komplementären Gewinden gewährleisten.
Die Eigentümlichkeit dieser bekannten Walzbacken besteht darin, dass das zweite Rillenprofil über die Kontur der aufeinanderfolgenden Gewindegänge hinweg ununterbrochen durchläuft, so dass auch die mittels solcher Walzbacken gefertigten Schrauben mit über ihre gesamte Gewindekontur gleichmässig durchlaufende, linien-bzw. streifenförmige Umfangsabschnitte grösserer Profilhöhe erhalten.
Schrauben dieser Art lassen sich jedoch nicht als gewindeformende Schrauben benutzen, die beim Eindrehen in ein glattwandiges Loch in dessen Wandungen ein lehrenhaltiges Gewinde einformen, in welches sich später dann auch normale Schrauben mit dem entsprechenden Gewinde eindrehen lassen.
Die Erfindung befasst sich mit dem Problem der Herstellung gewindeformender Schrauben durch Drückformen der Gewindegänge mittels gerillter Flachbacken auf Gewindewalzmaschinen, und es liegt ihr deshalb die Aufgabe zugrunde, Walzbacken der gattungsgemässen Art zu schaffen, mittels deren gewindeformende Schrauben herstellbar sind, die auf der ganzen Länge ihres Schaftes einen kreisförmigen Kernquerschnitt aufweisen, zugleich aber zur Ausbildung einer grösseren Profilhöhe auf linien-bzw. streifenförmigen Umfangsabschnitten ihrer Gewindegänge steilschraubenförmig um den Schaftumfang verlaufende, sich jeweils nur über die Gewindeflanken und Gewindespitzen erstreckende Wulste oder Höcker aufweisen.
Die Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass das zweite Rillenprofil ausschliesslich aus in die Flanken des ersten Rillenprofils eingeformten, jeweils unterhalb der Rillenkämme endenden, aber an den Rillenfüssen durchlaufenden Mulden besteht.
Das Wesen der Erfindung besteht also darin, dass das zweite Rillenprofil jeweils im Übergangsbereich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gewindegängen unterbrochen ist, indem es dort in das normale Gewindeprofil ausläuft.
Diese Ausgestaltung der Walzbacken stellt auf einfache Art und Weise sicher, dass sich mit ihrer Hilfe gewindeformende Schrauben herstellen lassen, die beim Eindringen in ein glattwandiges Loch nur ein geringes Eindrehmoment erfordern und trotzdem spanlos durch einen Furchvorgang ein lehrenhaltiges Gewinde erzeugen.
Die die Lage der Mulden in den Walzbacken bestimmenden Linien oder Streifen sind dabei relativ zur Längsrichtung des Rillenprofils geneigt angeordnet. Dadurch wird sichergestellt, dass bei der fertigen gewindeformenden Schraube die eingeformten Wulste oder Höcker steilschraubenförmig um den Schaftumfang verlaufen.
Ein erfindungswesentliches Weiterbildungsmerkmal besteht darin, dass die das zweite Rillenprofil bildenden Mulden mindestens gegenüber dem Rillenfuss um ein Mass von etwa 0,025 bis 0,075 mm vertieft eingeformt sind, so dass beim Gewindewalzen wenigstens auf den Gewindespitzen Wulste oder Höcker entstehen, in deren Bereich der Gewindedurchmesser etwa 0,05 bis 0, 1 mm grösser ist als in den zwischen den Wulsten oder Höckern liegenden Bereichen.
Schliesslich ist bei den erfindungsgemässen Walzbacken auch noch vorgesehen, dass die Mulden in die Flanken des Rillenprofils eingedrückt sind.
An Hand der Zeichnungen sollen nunmehr die mittels der erfindungsgemässen Walzbacken herstellbaren Schrauben sowie die Walzbacken selbst im einzelnen beispielsweise erläutert werden.
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Dabei zeigt Fig. 1 in stark vergrösserter, räumlicher Ansichtsdarstellung einen Schraubenrohling mit glattem, im wesentlichen zylindrischem, jedoch an seinem freien Ende kegelstumpfförmig verjüng- tem Schaft, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie FI-II in Fig. l, Fig. 3 ebenfalls in stark vergrösser- ter räumlicher Ansichtsdarstellung eine unter Verwendung des Rohlings nach Fig. 1 hergestellte ge- windeformende Schraube, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 in nochmals vergrössertem Massstab einen Längsschnitt durch den in Fig. 3 mit V gekennzeichneten Bereich der gewindeformenden Schraube, Fig. 6 in schematisch vereinfachter Draufsichtdarstellung eine erfin- dungsgemässe Walzbacke, wie sie zur Herstellung einer gewindeformenden Schraube nach Fig. 3 aus dem Schraubenrohling nach Fig.
1 in Gewindewalzmaschinen benutzbar ist, Fig. 7 in vergrössertem
Massstab den in Fig. 6 mit VII gekennzeichneten Ausschnitt aus der Gewindewalzbacke, Fig. 8 in nochmals vergrössertem Massstab einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII durch Fig. 7 und Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 7 durch zwei während der Herstellung einer gewindefor- menden Schraube zusammenwirkende Walzbacken.
In Fig. 1 der Zeichnungen ist ein Schraubenrohling-l-dargestellt, aus dem eine gewindefor- mende Schraube --2-- gefertigt werden soll, wie sie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Der Schraubenrohling - weist dabei eine Form auf, wie sie auch zur Herstellung normaler Schrauben benutzt werden kann, d. h. er besitzt beispielsweise einen zylindrischen Kopfteil --3-- mit einem Querschlitz - und einen daran anschliessenden Schaftteil --5-- mit kreisförmigem Querschnitt, wie das bei- spielsweise aus Fig. 2 ersichtlich ist. Das grössere Längenteilstück --6-- dieses Schaftteiles --5-- hat eine zylindrische Form, während das freie Ende des Schaftteiles --5-- in einen kegelstumpfförmig verjüngten Endenteil --7-- ausläuft.
Der Durchmesser --8-- des zylindrischen Teilstücks --6-- des Schaftteiles --5-- entspricht dabei etwa dem Flankendurchmesser-9-- des später auf den Schaftteil --5-- aufgewalzten Gewindes --10-, wie das ein Vergleich der Fig. 2 und 4 erkennen lässt. Der Durchmesser --8-- des glatten Schaftteiles --5-- ist also kleiner als der Aussendurchmesser --11-- des fertigen Gewindes--10--, aber grösser als der Kerndurchmesser --12-- des mit dem Gewinde --10-- versehenen Schaftteiles.
Damit beim Einwalzen des Gewindes --10-- in den glatten Schaftteil --5-- eine gewindeformende Schraube --2-- gemäss Fig.3 entsteht, werden gleichzeitig mit dem Einwalzen des Gewindes--10-- längs linien-bzw. streifenförmigen Umfangsabschnitten den Flanken --13-- und den Spitzen - jedes einzelnen Gewindeganges-15-- aus dem Material herausgeformte Wulste oder Höcker - überlagert, derart, dass im Bereich dieser Wulste oder Höcker --16-- der Schaftteil der gewindeformenden Schraube --2-- einen Durchmesser --17-- erhält, welcher beispielsweise um 0,05 mm grösser ist als der den Nenndurchmesser bildende Aussendurchmesser --11-- des Gewindes --10--,
Aus Fig.
4 der Zeichnungen ergibt sich, dass über den Schaftumfang der gewindeformenden Schraube --2-- mehrere, beispielsweise vier Wulste oder Höcker --16-- gleichmässig verteilt angeordnet sind, derart, dass jeder Gewindegang --15-- eine entsprechende Anzahl von Wülsten oder Höckern - trägt. Die dabei auf den einzelnen Gewindegängen --15-- des Gewindes --10-- hintereinanderliegenden Wulste oder Höcker --16-- sind dabei auf linien-bzw. streifenförmigen Umfangsabschnitten des Schraubenschaftes angeordnet, welche steil schraubenförmig um den Schaftumfang verlaufen, wie das deutlich aus Fig. 3 hervorgeht.
Die Steigungsrichtung der die Wulste oder Höcker --16-- aufweisenden, steil schraubenförmig um den Schaftumfang verlaufenden, linien-bzw. streifenförmigen Umfangsabschnitte entspricht dabei der Steigungsrichtung der Gewindegänge --15--. Das heisst, bei einem Rechtsgewinde --10-- liegen auch die Wulste oder Höcker --16-- auf mit Rechtsdrall um den Schaftumfang verlaufenden linien-bzw. streifenförmigen Umfangsabschnitten, während sie sich bei Linksgewinde auf mit Linksdrall vorgesehenen linien-bzw. streifenförmigen Umfangsabschnitten befinden.
Der Schaft --5-- der gewindeformenden Schraube --2-- kann theoretisch beliebig lang sein, weil die Gewindegänge --15-- an ihren Flanken --13-- und Spitzen --14-- überlagerten Wulste oder Höcker --16-- wegen ihrer relativ geringen Materialansammlung ummittelbar durch den Gewindewalzvorgang ausgeformt werden können. Die hiebei von der Gewindewalzmaschine über die Walzbacken aufgebrachten Verformungskräfte bleiben dabei praktisch immer gleich, weil nämlich die Wulste oder Höcker --16-- nicht alle gleichzeitig, sondern während des Abwälzvorganges des Schraubenschaftes zwischen den beiden Walzbacken nacheinander entstehen.
Dieser Vorteil ist auf die steil
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schraubenförmige Lage der Wulste oder Höcker --16-- in Längsrichtung des Schraubenschaftes zu- rückzuführen.
Eine Gewindewalzbacke --18--, wie sie zur Herstellung der gewindeformenden Schraube--2-- nach Fig. 3 verwendbar ist, wird in Fig. 6 in schematischer Darstellung gezeigt. Diese Walzbacke - ist auf ihrer ganzen Länge mit einem schwach gegen seine Längsachse geneigten Rillenprofil - versehen, dessen Profilform in üblicher Weise dem herzustellenden Gewinde --10-- entspricht.
Ein vergrösserter Ausschnitt der Gewindewalzbacke --18-- ist aus Fig. 7 ersichtlich. Dabei ergibt sich, dass die Gewindewalzbacke --18-- ausser dem Rillenprofil --19-- noch eingeformte Mulden - 20-- enthält. welche in die Flanken des Rillenprofils --19-- eingeformt sind, u. zw. längs einer Vielzahl von in gleichmässigem Abstand voneinander angeordneten und im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Rillen gerichteten Linien oder Streifen --21--. Die die Lage der Mulden--20-- in den Walzbacken --18-- bestimmenden Linien oder Streifen --21-- sind dabei vorzugsweise relativ zur Längsrichtung der Rillen des Rillenprofils --19-- geneigt angeordnet, u. zw. unter einem Winkel - -22--, welcher in Fig. 6 angedeutet ist.
Fig. 8 der Zeichnungen macht deutlich, wie die Mulden --20-- in die Flanken --23-- des Rillenprofils --19-- eingeformt sind. Die Mulden --20-- laufen unterhalb der Rillenkämme --24-- aus, während sie im Bereich der Rillenfüsse --25-- zwischen zwei einander benachbarten Flanken--23-- des Rillenprofils --19-- durchlaufen.
Die Mulden --20-- lassen sich in den Flanken --23-- des Rillenprofils --19-- auf verschiedene Art und Weise einbringen. Sie können beispielsweise in die Flanken --23-- des Rillenprofils --19-eingefräst werden, wobei darauf geachtet werden muss, dass zwischen den auf zwei einander benachbarten Linien --21-- liegenden Mulden --20-- der Abstand --26-- genau, beispielsweise auf 0, 01 mm, eingehalten werden muss, damit während des Abwälzens des Schraubenschaftes zwischen den beiden zusammenarbeitenden Walzbacken --18-- die Wulste bzw. Höcker --16-- an den Flanken --13-- der Gewindegänge --15-- einwandfrei ausgeformt werden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Mulden --20-- in die Flanken - des Rillenprofils-19-- mittels eines geeigneten Werkzeugs eingedrückt werden. Die Ausbildung und Wirkungsweise des Werkzeugs zur Herstellung der Walzbacken --18-- ist jedoch nicht Gegenstand der Erfindung.
In Fig. 9 der Zeichnungen ist der Herstellungsvorgang für eine gewindeformende Schraube - 2-nach Fig. 3 dargestellt. Hiebei wird ein Schraubenrohling-l-gemäss Fig. l mit seinem Schaftteil --5-- zwischen den beiden Walzbacken --18-- einer Gewindemaschine eingebracht, daraufhin werden die beiden Walzbacken --18-- entsprechend den eingezeichneten Pfeilrichtungen relativ zueinander verschoben, während sie über ihr Rillenprofil --19-- mit hohem Druck auf den Umfang des Schaftteiles --5-- einwirken.
Hiebei führt der Schraubenrohling eine Abwälzbewegung entsprechend der eingezeichneten Pfeilrichtung zwischen den beiden Walzbacken --18-- aus, in deren Verlauf eine Materialverdrängung am Umfang des glatten Schaftteiles-5-- stattfindet, welche die Bildung des Gewindes-10-und gleichzeitig auch der Wulste bzw. Höcker --16-- an den Flanken--13-- der einzelnen Gewindegänge --15-- zur Folge hat.
Für die Herstellung der gewindeformenden Schraube -2-- nach Fig. 3 werden Schraubenrohlinge - l-nach Fig. l verwendet, die eine Härte von etwa 40 bis 50 kg/mm2 haben. Anderseits werden hiebei Walzbacken -18-- benutzt, deren Härte zwischen 57 und 60 Rc liegt.
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