CH632321A5

CH632321A5 - Self-tapping screw as well as a method for producing the same and a roller jaw for carrying out the method

Info

Publication number: CH632321A5
Application number: CH92778A
Authority: CH
Inventors: Ulrich Dr Schumacher; Wolfgang Wittmann
Original assignee: Schumacher Wilhelm Kg
Priority date: 1977-01-28
Filing date: 1978-01-28
Publication date: 1982-09-30
Also published as: NL184127B; DE2703433C2; BE863419A; IT7819638A0; IT1092132B; DK148545C; ES238409U; DK24678A; GB1568801A; DE2703433A1; FR2378973A1; ATA59978A; NO146507C; FI68539B; FR2378973B1; SE434295B; AT362626B; DK148545B; SE7800519L; PT67580A

Description

Die Erfindung betrifft eine gewindeformende Schraube, bei der die in den Schaft eingerollten Gewindegänge auf über die ganze Gewindelänge verlaufende streifenförmigen Umfangsabschnitten eine durch Höcker gebildete grössere Profilhöhe aufweisen als auf benachbarten Umfangsabschnitten. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen solcher gewindeformenden Schrauben sowie auch Walzbacken zur Durchführung dieses Verfahrens. The invention relates to a thread-forming screw, in which the threads rolled into the shaft have a larger profile height formed by bumps on strip-shaped circumferential sections extending over the entire thread length than on adjacent circumferential sections. The invention further relates to a method for producing such thread-forming screws and also to roll dies for carrying out this method.

Gewindeformende Schrauben sind bereits in vielen verschiedenen Ausführungsformen bekannt, wie bspw. der Seite 358 aus «Assembly Engineering Master Catalog», Jahrgang 1975/76 entnommen werden kann. Dabei wird unterschieden zwischen Schrauben, mit denen das Gewinde durch einen Schneidvorgang - also spanabhebend - geformt wird, und Schrauben, welche die Gewindegänge durch einen Furchvorgang — also spanlos—formen. Thread-forming screws are already known in many different embodiments, as can be seen, for example, on page 358 from “Assembly Engineering Master Catalog”, year 1975/76. A distinction is made between screws, with which the thread is formed by a cutting process - that is, by machining - and screws, which form the thread by a groove process - that is, without cutting.

Gewindeformende Schrauben, welche das Gewinde in einem vorgebohrten Loch spanlos durch einen Furchvorgang herstellen, sind auch bekanntgeworden durch die DE-OS 2 461 546 und die DE-OS 2 550 817. Thread-forming screws, which produce the thread in a pre-drilled hole without cutting by a grooving process, are also known from DE-OS 2 461 546 and DE-OS 2 550 817.

Die meisten bekannten gewindeformenden Schrauben, mit welchen die Gewindegänge in die Wandungen vorgebohrter Löcher spanlos durch einen Furchvorgang eingearbeitet werden, haben den Nachteil, dass mit ihnen kein lehrenhaltiges Gewinde erzeugt werden kann, welches es erlauben würde, nach dem Ausdrehen der gewindeformenden Schraube auch normale Schrauben einzudrehen. Ein weiterer Nachteil der meisten bekannten gewindeformenden Schrauben liegt darin, dass diese ein relativ hohes Eindrehmoment erfordern und dass die Schraubenschäfte für die Herstellung der gewindeformenden Schrauben mit einem von normalen Schrauben völlig abweichenden Sonderprofil von mehreckigem Querschnitt ausgestattet werden müssen. Wenn sich dabei das mehreckige Sonderprofil über die ganze Länge des Schraubenschaftes erstreckt, wie das bspw. im «Assembly Engineering Master Catalog» dargestellten Schrauben der Fall ist, dann ergeben sich gegenüber normalen Schrauben wesentlich geringere Ausreisswerte und Überdrehmomente. Most known thread-forming screws, with which the threads are machined into the walls of pre-drilled holes without cutting, have the disadvantage that they cannot be used to produce a gauge thread that would allow normal screws to be removed after the thread-forming screw has been removed screw in. Another disadvantage of most known thread-forming screws is that they require a relatively high screwing-in torque and that the screw shafts for the production of the thread-forming screws have to be equipped with a special profile of polygonal cross-section that is completely different from normal screws. If the polygonal special profile extends over the entire length of the screw shank, as is the case, for example, with the screws shown in the "Assembly Engineering Master Catalog", then the pull-out values and overtorques are much lower than with normal screws.

In der US-PS 3 643 722 wird eine selbstsichernde Gewindeschraube offenbart, die im Anschluss an ihren Kopf einen zylindrischen Schaftteil und im Anschluss daran einen sich verjüngenden, verhältnismässig langen Schaftteil aufweist. Beide Schaftteile sind dabei mit Gewinde ausgestattet. Den Gewindegängen sind Erhöhungen überlagert, die jeweils über die eigentliche Gewindekontur vorspringende Leitflächen, Kämme und Spurflächen besitzen. Hierbei erstrecken sich bei einem Ausführungsbeispiel die Erhöhungen auf achsparallel zum Schraubenschaft verlaufenden, streifenförmigen U mf angsabschnitten sowohl über den verjüngten Schaftteil als auch über den zylindrischen Schaftteil hinweg. A self-locking threaded screw is disclosed in US Pat. No. 3,643,722, which has a cylindrical shaft part following its head and a tapering, relatively long shaft part following this. Both shaft parts are threaded. Elevations are superimposed on the threads, each of which has guiding surfaces, ridges and track surfaces projecting beyond the actual thread contour. Here, in one exemplary embodiment, the elevations extend over strip-shaped circumferential sections running axially parallel to the screw shaft, both over the tapered shaft part and over the cylindrical shaft part.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel liegen die Erhöhungen im Bereich des verjüngten Schaftteils auf achsparallel zum Schraubenschaft verlaufenden streifenförmigen Umfangsabschnitten, während sie über den zylindrischen Schaftteil hinweg auf schraubenförmig um diesen herum verlaufenden Umfangsabschnitten gelegen sind, die eine zur Gewindesteigung entgegengesetzte Steigungsrichtung haben. In another exemplary embodiment, the elevations in the region of the tapered shaft part lie on strip-shaped circumferential sections which run axially parallel to the screw shaft, while they are located over the cylindrical shaft part on helical circumferential sections which run around it and have an opposite pitch direction to the thread pitch.

Durch diese Ausgestaltung soll das selbsttätige Einschneiden des Gewindes in eine die Schraube aufnehmende Bohrung erleichtert werden. Eine Eigentümlichkeit dieser selbstgewinde-schneidenden Schraube liegt dabei darin, dass der Aussendurch-messer des Gewindes am freien Ende des konisch zugespitzten Schaftteils nur ganz geringfügig grösser bemessen ist als der Kernquerschnitt der Schraube am ebenfalls mit Gewinde versehenen zylindrischen Schaftteil. Aufgrund dieser Eigenart lässt sich mit der bekannten Schraube auch kein auf der ganzen Länge lehrenhaltiges Gewinde in ein glattwandiges Loch einschneiden, welches geeignet wäre, zu einem späteren Zeitpunkt statt einer gewindeformenden Schraube auch eine normale Schraube aufzunehmen. Diese Möglichkeit ist bei der Schraube nach der US-PS 3 643 722 schon deshalb nicht gegeben, weil deren Gewindegänge über die Länge des zylindrischen Schaftteils einen völlig anderen, nämlich kleineren Flankenwinkel aufweisen als über die Länge des verjüngten Schaftteils, wo ein grösserer Flankenwinkel vorhanden ist. Hieraus ergibt sich, dass die einzelnen Gewindegänge an ihrer Wurzel im Bereich des verjüng2 This configuration is intended to facilitate the automatic cutting of the thread into a hole that receives the screw. A peculiarity of this self-tapping screw lies in the fact that the outside diameter of the thread at the free end of the tapered shaft part is only very slightly larger than the core cross-section of the screw on the cylindrical shaft part, which is also provided with a thread. Because of this peculiarity, the known screw cannot be used to cut a full-length thread into a smooth-walled hole, which would be suitable for accepting a normal screw instead of a thread-forming screw at a later time. This possibility does not exist with the screw according to US Pat. No. 3,643,722 because its threads have a completely different, namely smaller flank angle over the length of the cylindrical shaft part than over the length of the tapered shaft part, where a larger flank angle is present . It follows from this that the individual threads at their roots in the area of the taper2

5 5

10 10th

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20 20th

25 25th

30 30th

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40 40

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632 321 632 321

ten Schaftteils auch eine grössere Höhe aufweisen als im Bereich des zylindrischen Schaftteils, wo sie eine geringere Höhe besitzen. th shaft part also have a greater height than in the region of the cylindrical shaft part, where they have a lower height.

Ein weiterer Nachteil der durch die US-PS 3 643 722 bekanntgewordenen Schraube besteht darin, dass die auf den einzelnen Gewindegängen vorgesehenen Sperrlappen als den Gewindegängen nachträglich überlagerte, bspw. aufgelötete Elemente ausgebildet sind. A further disadvantage of the screw which has become known from US Pat. No. 3,643,722 is that the locking tabs provided on the individual threads are designed as elements which are subsequently superimposed, for example soldered, on the threads.

Zweck der Erfindung ist die Beseitigung aller den vorbeschriebenen bekannten gewindeformenden Schrauben anhaftenden Nachteile. Daher liegt ihr die Aufgabe zugrunde, eine gewindeformende Schraube der gattungsgemässen Art zu schaffen, die ebenso einfach wie eine normale Schraube herstellbar ist, dabei aber die Schaffung eines lehrenhaltigen Gewindes in Bohrlöchern ermöglicht, und zwar unter Aufbringung niedrigerer Einschraubmomente bei jeder beliebigen Schraubenschaft-länge. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur einfachen Herstellung dieser gewindeformenden Schraube sowie auch Walzbacken zur Durchführung dieses Verfahrens aufzufinden. The purpose of the invention is to eliminate all the disadvantages inherent in the known thread-forming screws described above. It is therefore based on the task of creating a thread-forming screw of the generic type, which is as simple to produce as a normal screw, but which enables the creation of a thread with a gauge in drill holes, with the application of lower screwing torques for any screw shaft length. Furthermore, it is an object of the invention to find a method for the simple production of this thread-forming screw and also rolling dies for carrying out this method.

Eine gewindeformende Schraube, bei der die in den Schaft eingerollten Gewindegänge auf über die ganze Gewindelänge verlaufenden streifenförmigen Umfangsabschnitten eine durch Höcker gebildete grössere Profilhöhe aufweisen als auf benachbarten Umfangsabschnitten, ist nach der Erfindung in erster Linie dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenschaft auf seiner ganzen Länge einen kreisförmigen Kernquerschnitt aufweist, dass die radial aus den Gewindegängen herausragenden Höcker sich gleichmässig steil schraubenförmig um den Schaftumfang erstrecken und den Gewindegängen überlagert sind und dass jeder Höcker über die Gewindeflanken und die Gewindespitze des jeweiligen Gewindeganges hinweg eine gleichbleibende Breite aufweist sowie einstückig aus dem Material des Schraubenschaftes auf die Gewindeflanken und Gewindespitzen geformt ist. A thread-forming screw, in which the threads rolled into the shaft have a greater profile height formed by bumps on strip-like circumferential sections running over the entire thread length than on adjacent circumferential sections, is primarily characterized according to the invention in that the screw shaft has a full length circular core cross-section that the cusps protruding radially from the threads extend uniformly steeply helically around the shaft circumference and are superimposed on the threads and that each cusp has a constant width across the thread flanks and the thread tip of the respective thread and is made in one piece from the material of the screw shaft is formed on the thread flanks and thread tips.

Bei den vorerwähnten Schrauben nach der US-PS 3 643 722 weisen jene zwar auf der ganzen Länge ihres Schaftes jeweils über die Gewindeflanken herausragende Höcker auf. Nach einer Ausführungsform gemäss dieser Patentschrift liegen jedoch diese Höcker über den sich zum freien Ende hin verjüngenden Längenbereich des Schraubenschaftes hinweg nur auf einer geraden Linie. Lediglich innerhalb eines dahinterliegen-den Längenbereiches des Schraubenschaftes sind diese Höcker schraubenförmig um den Schaftumfang angeordnet. Gemäss einer weiteren Ausbildung nach der US-PS 3 643 722 liegen sogar die Höcker über die ganze Länge des Schraubenschaftes auf einer zu dessen Längsachse paralleler Linie. Ausserdem haben bei der ersten Ausführungsform die Höcker jeweils in Richtung gegen die Gewindegänge gesehen eine kreisförmige Umrissform, wobei die Kammlinie des jeweiligen Gewindeganges die Kreisform halbiert, somit also die Begrenzungslinien der Höcker nach dem Gewindefuss hin aufeinander zulaufen. Aus dieser Tatsache ergibt sich zweifelsfrei, dass die Höcker über die Gewindeflanken hinweg nicht die gleiche Breite aufweisen wie im Bereich des Gewindekammes. Vielmehr konvergiert die Breitenabmessung der Höcker jeweils vom Gewindekamm aus nach dem Gewindefuss eines Gewindeganges hin. Ähnliches gilt auch für die zweite Ausführungsform, wo die Umrisslinie der Höcker etwa eine rhombenförmige Gestalt aufweist. Auch dort haben die Höcker im Bereich der Kammlinie jedes Gewindeganges ihre grösste Breite, während diese Breite längs der Gewindeflanken in Richtung zum Gewindefuss hin konvergiert. Dazu kommt, dass nach der US-PS 3 643 722 die Höcker nicht einstückig und gleichzeitig mit den Gewindegängen geformt sind, sondern vielmehr nachträglich auf dem bereits fertig geformten Gewinde angebracht werden. In the case of the aforementioned screws according to US Pat. No. 3,643,722, those have protruding bumps over the entire length of their shank over the thread flanks. According to an embodiment according to this patent specification, however, these bumps lie only in a straight line over the length region of the screw shaft which tapers towards the free end. These cusps are arranged helically around the circumference of the shaft only within a length range of the screw shaft lying behind. According to a further embodiment according to US Pat. No. 3,643,722, even the humps lie over the entire length of the screw shaft on a line parallel to its longitudinal axis. In addition, in the first embodiment, the cusps have a circular outline shape when viewed in the direction against the threads, the ridge line of the respective thread halving the circular shape, that is to say the boundary lines of the cusps converge towards the thread base. This fact clearly shows that the bumps across the thread flanks do not have the same width as in the area of the thread comb. Rather, the width dimension of the cusps converges from the thread crest to the thread base of a thread. The same applies to the second embodiment, where the outline of the cusps is approximately rhombic in shape. There, too, the humps have their greatest width in the area of the ridge line of each thread, while this width converges along the thread flanks in the direction of the thread base. In addition, according to US Pat. No. 3,643,722, the humps are not formed in one piece and at the same time as the threads, but rather are subsequently attached to the thread that has already been formed.

Gemäss der US-PS 3 643 722 haben die Höcker die Aufgabe, das Fliessen des im ursprünglich normgerechten Innengewinde verdrängten Materials zu erleichtern und dabei eine zusätzliche plastische Verformung des Innengewindes vorzunehmen. Bei der bekannten Schraube hat nämlich das Gewinde auf dem konischen Schaftteil einen Gewindespitzenwinkel, welcher 5 grösser ist als der Gewindespitzenwinkel auf dem zylindrischen Schaftteil. Bedingt durch den grösseren Gewindespitzenwinkel in Verbindung mit dem sich vergrössernden Gewindedurchmesser des ersterwähnten Schaftteils findet somit dem Eindrehen der Schraube im ursprünglich normgerechten Innengewinde die io Materialverdrängung statt, deren Fliessen durch die Höcker erleichtert werden soll. Bedingt durch diese Funktion der Höcker erscheint es praktisch unmöglich, die Höcker nachträglich, z.B. durch Auflöten, dauerhaft auf dem Gewinde zu befestigen. Durch die starke Beanspruchung während des Einschraubens 15 besteht die Gefahr, dass sich die Höcker vom Gewinde lösen. Auf der anderen Seite erscheint es aber auch unmöglich, bei der Schraube nach der US-PS 3 643 722 die Höcker gleichzeitig mit dem Gewindewalzen zu formen. Ein erfindungsgemässes Verfahren zur Herstellung solcher gewindeformender Schrau-2o ben durch Drückformen der Gewindegänge mittels gerillter Flachbacken auf Gewindewalzmaschinen zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, dass in Schraubenrohlinge mit glatten kreisquerschnittsförmigem Schaft und einer Härte von 400 bis 500 N/mm2 gleichzeitig die Gewinderillen und die diesen über-25 lagerten Höcker grösserer Profilhöhe unter Bildung eines kreisförmigen Kemquerschnitts eingewalzt und dabei Flachbacken mit einer Härte von 2000 bis 2600 N/mm2 verwendet werden. According to US Pat. No. 3,643,722, the humps have the task of facilitating the flow of the material displaced in the originally standard-compliant internal thread and, in doing so, of carrying out an additional plastic deformation of the internal thread. In the known screw, the thread on the conical shaft part has a thread tip angle which is 5 greater than the thread tip angle on the cylindrical shaft part. Due to the larger thread tip angle in connection with the increasing thread diameter of the first-mentioned shaft part, the screwing in of the screw in the originally standard internal thread takes place the io material displacement, the flow of which should be facilitated by the cusps. Due to this function of the bumps, it seems practically impossible to add the bumps later, e.g. by soldering, permanently attached to the thread. Due to the heavy stress during screwing in 15 there is a risk that the bumps will come loose from the thread. On the other hand, it also seems impossible to form the cusps at the same time as the thread rolling in the screw according to US Pat. No. 3,643,722. A method according to the invention for producing such thread-forming screws by pressing the threads by means of grooved flat jaws on thread rolling machines is essentially characterized in that in screw blanks with a smooth circular cross-sectional shaft and a hardness of 400 to 500 N / mm 2, the thread grooves and these are simultaneously produced More than 25 superimposed cusps of greater profile height are rolled in to form a circular core cross-section, using flat jaws with a hardness of 2000 to 2600 N / mm2.

Die Walzbacken zur Durchführung dieses Verfahrens, welche mit einem dem Gewindequerschnitt entsprechenden Rillea-30 profil versehen sind, zeichnen sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass in die Flanken des Rillenprofils längs einer Vielzahl von in gleichmässigem Abstand voneinander angeordneten und im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Rillen gerichteten Streifen Mulden eingeformt sind, die unterhalb der Rillenkäm-35 me enden, sich aber bis in die Rillentäler erstrecken. The rolling jaws for carrying out this method, which are provided with a Rillea-30 profile corresponding to the thread cross-section, are distinguished according to the invention in that in the flanks of the groove profile along a large number of equally spaced and essentially transverse to the longitudinal direction of the grooves Strips are formed in the grooves, which end below the Rillenkäm-35 me, but which extend into the groove valleys.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen erläutert. Dabei zeigen An exemplary embodiment of the invention is explained in detail with reference to the drawing. Show

Figur 1 in stark vergrösserter räumlicher Ansichtsdarstellung einen Schraubenrohling mit glattem, im wesentlichen zylin-40 drischem, jedoch an seinem freien Ende kegelstumpfförmig verjüngten Schaft, FIG. 1 shows a greatly enlarged spatial view representation of a screw blank with a smooth, essentially cylindrical, but tapered shaft at its free end,

Figur 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1,

Figur 3 ebenfalls in stark vergrösserter räumlicher Ansichtsdarstellung eine unter Verwendung des Rohlings nach Fig. 1 45 hergestellte gewindeformende Schraube, 3 likewise in a greatly enlarged spatial view representation, a thread-forming screw produced using the blank according to FIG. 1 45,

Figur 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3, FIG. 4 shows a section along the line IV-IV in FIG. 3,

Figur 5 in nochmals vergrössertem Massstab einen Längsschnitt durch den in Fig. 3 mit V gekennzeichneten Bereich der gewindefromenden Schraube, FIG. 5 shows, on a further enlarged scale, a longitudinal section through the area of the thread-deforming screw marked V in FIG. 3,

50 Figur 6 in schematisch vereinfachter Draufsichtsdarstellung einen Walzbacken, wie er zur Herstellung einer gewindeformenden Schraube nach Fig. 3 aus dem Schrauben-Rohling nach Fig. 1 in Gewindewalzmaschinen benutzbar ist, FIG. 6 shows a schematically simplified top view illustration of a rolling jaw, as can be used in thread rolling machines for producing a thread-forming screw according to FIG. 3 from the screw blank according to FIG. 1,

Figur 7 in vergrössertem Massstab den in Fig. 6 mit VII 55 gekennzeichneten Ausschnitt aus der Gewindewalzbacke, FIG. 7, on an enlarged scale, the section from the thread rolling jaw identified by VII 55 in FIG. 6,

Figur S in nochmals vergrössertem Massstab einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII durch Fig. 7 und Figure S on a further enlarged scale, a section along the line VIII-VIII through Fig. 7 and

Figur 9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 7 durch zwei während der Herstellung einer gewindeformenden Schrau-60 be zusammenwirkende Walzbacken. 9 shows a section along the line IX-IX in FIG. 7 through two rolling jaws cooperating during the production of a thread-forming screw 60.

In Figur 1 der Zeichnung ist ein Schraubenrohling 1 dargestellt, aus dem eine gewindeformende Schraube 2 gefertigt werden soll, wie sie aus Figur 3 ersichtlich ist. Der Schraubenrohling 1 weist dabei eine Form auf, wie sie auch zur Herstellung nor-65 maier Schrauben benutzt werden kann, d.h., er besitzt beispielsweise ein zylindrisches Kopfteil 3 mit einem Querschlitz 4 und einen daran anschliessenden Schaft 5 mit kreisförmigem Querschnitt, wie das beispielsweise aus Figur 2 ersichtlich ist. Das FIG. 1 of the drawing shows a screw blank 1 from which a thread-forming screw 2 is to be manufactured, as can be seen in FIG. 3. The screw blank 1 has a shape such as can also be used for the production of nor-65 maier screws, ie it has, for example, a cylindrical head part 3 with a transverse slot 4 and an adjoining shaft 5 with a circular cross section, such as, for example, from Figure 2 can be seen. The

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grössere Längenteilstück 6 dieses Schaftes 5 hat eine zylindri- maschine über die Walzbacken aufgebrachten Verformungs- Larger length section 6 of this shank 5 has a cylindrical machine applied deformation deformations over the rolling jaws.

sche Form, während das freie Ende des Schaftes 5 in ein kegel- kräfte bleiben dabei praktisch immer gleich, weil nämlich die stumpfförmig verjüngtes Endteil 7 ausläuft. Höcker 16 nicht alle gleichzeitig, sondern während des Abwälz- cal shape, while the free end of the shaft 5 into a tapered force practically always remain the same, namely because the frustoconically tapered end part 7 runs out. Hump 16 not all at the same time, but during the

Der Durchmesser 8 des zylindrischen Teilstücks 6 des Vorganges des Schraubenschaftes zwischen den beiden Walz- The diameter 8 of the cylindrical section 6 of the process of the screw shaft between the two rolling

Schaftes 5 entspricht dabei etwa dem Hankendurchmesser 9 des 5 backen nacheinander entstehen. Dieser Vorteil ist auf die steil später auf den Schaft 5 aufgewalzten Gewindes 10, wie das ein schraubenförmige Lage der Höcker 16 in Längsrichtung des Shank 5 corresponds approximately to the hank diameter 9 of the 5 jaws in succession. This advantage is due to the thread 10 rolled later steeply onto the shaft 5, such as the helical position of the bumps 16 in the longitudinal direction of the

Vergleich der Figuren 2 und 4 erkennen lässt. Der Durchmesser Schraubenschaftes zurückzuführen. Comparison of Figures 2 and 4 reveals. The diameter of the screw shaft attributed.

8 des glatten Schaftes 5 ist also kleiner als der Aussendurchmes- Eine Gewindewalzbacke 18, wie sie zur Herstellung der ge- 8 of the smooth shaft 5 is therefore smaller than the outside diameter.

ser 11 des fertigen Gewindes 10, aber grösser als der Kern- windeformenden Schraube 2 nach Fig. 3 verwendbar ist, wird in durchmesser 12 des mit dem Gewinde 10 versehenen Schaftes. 10 Figur 6 in schematischer Darstellung gezeigt. Diese Walzbacke water 11 of the finished thread 10, but larger than the core winch-forming screw 2 according to FIG. 3 can be used, is in diameter 12 of the shaft provided with the thread 10. 10 Figure 6 is shown in a schematic representation. This roll jaw

Damit beim Einwalzen des Gewindes 10 in den glatten 18 ist auf ihrer ganzen Länge mit einem schwach gegen seine Schaft 5 eine gewindeformende Schraube 2 gemäss Figur 3 ent- Längsachse geneigten Rillenprofil 19 versehen, dessen Profilsteht, werden gleichzeitig mit dem Einwalzen des Gewindes 10 form in üblicher Weise dem herzustellenden Gewinde 10 ent-längs streifenförmigen Umfangsabschnitten den Flanken 13 und spricht. Thus, when the thread 10 is rolled into the smooth 18, a thread-forming screw 2 according to FIG Usually the thread 10 to be produced along the strip-shaped circumferential sections, the flanks 13 and speaks.

den Spitzen 14 jedes einzelnen Gewindegangs 15 aus dem Ma- 15 Ein vergrösserter Ausschnitt der GewindewalzbacRe 18 ist terial herausgeformte Höcker 16 überlagert, derart, dass im Be- aus Figur 7 ersichtlich. Dabei ergibt sich, dass die Gewindewalzreich dieser Höcker 16 der Schaft der gewindeformenden backe 18 ausser dem Rillenprofil 19 noch eingeformte Mulden Schraube 2 einen Durchmesser 17 erhält, welcher beispielsweise 20 enthält, welche in die Flanken des Rillenprofils 19 einge-um 0,05 mm grösser ist als der den Nenndurchmesser bildende formt sind, und zwar längs einer Vielzahl von in gleichmässigem Aussendurchmesser 11 des Gewindes 10. 20 Abstand voneinander angeordneten und im wesentlichen quer The tips 14 of each individual thread 15 from the dimension 15. An enlarged section of the thread rolling surface 18 is superimposed on the molded-out bumps 16 in such a way that can be seen in FIG. The result is that the thread-rolling region of these cusps 16 of the shaft of the thread-forming jaw 18, in addition to the groove profile 19, also has recesses screw 2 with a diameter 17 which contains, for example, 20, which is 0.05 mm larger in the flanks of the groove profile 19 is shaped as the one forming the nominal diameter, namely along a plurality of spaced apart and substantially transversely spaced apart in a uniform outside diameter 11 of the thread 10

Aus Figur 4 der Zeichnung ergibt sich, dass über den Schaft- zur Längsrichtung der Rillen gerichteten Streifen 21. Die die umfang der gewindeformenden Schraube 2 mehrere, beispiels- Lage der Mulden 20 in den Walzbacken 18 bestimmenden weise vier Höcker 16 gleichmässig verteilt angeordnet sind, der- Streifen 21 sind dabei vorzugsweise relativ zur Längsrichtung art, dass jeder Gewindegang 15 eine entsprechende Anzahl von der Rillen des Rillenprofils 19 geneigt angeordnet, und zwar Höckern 16 trägt. Die dabei auf den einzelnen Gewindegängen 25 unter einem Winkel 22, welcher in Fig. 6 angedeutet ist. 15 des Gewindes 10 hintereinaderliegenden Höcker 16 sind Figur 8 der Zeichnung macht deutlich, wie die Mulden 20 in dabei auf streifenförmigen Umfangsabschnitten des Schrauben- die Flanken 23 des Rillenprofils 19 eingeformt sind. Die Mulschaftes angeordnet, welche steil schraubenförmig um den den 20 laufen unterhalb der Rillenkämme 24 aus, während sie Schaftumfang verlaufen, wie das deutlich aus Figur 3 hervor- im Bereich der Rillentäler 25 zwischen zwei einander benachgeht. Die Steigungsrichtung der die Höcker 16 aufweisenden, 30 barten Hanken 23 des Rillenprofils 19 durchlaufen. From FIG. 4 of the drawing it follows that strips 21 directed over the shank to the longitudinal direction of the grooves. The four cusps 16, which determine the circumference of the thread-forming screw 2 and determine, for example, the position of the troughs 20 in the rolling jaws 18, are evenly distributed, der- strips 21 are preferably relative to the longitudinal direction that each thread 15 a corresponding number of the grooves of the groove profile 19 arranged inclined, namely bumps 16 carries. The thereby on the individual threads 25 at an angle 22, which is indicated in Fig. 6. 15 of the thread 10 bumps 16 lying one behind the other are shown in FIG. 8 of the drawing, making it clear how the troughs 20 are formed on strip-shaped circumferential sections of the screw flanks 23 of the groove profile 19. The Mulschaftes arranged, which run steeply helically around the 20 below the groove ridges 24, while they extend the shaft circumference, as clearly shown in Figure 3 - adjacent to each other in the region of the groove valleys 25. Pass through the slope direction of the 30 bare hanks 23 of the grooved profile 19 which have the humps 16.

steil schraubenförmig um den Schaftumfang verlaufenden strei- Die Mulden 20 lassen sich in die Hanken 23 des Rillenpro-fenförmigen Umfangsabschnitte entspricht dabei vorteilhafter- fils 19 auf verschiedene Art und Weise einbringen. Sie können weise der Steigungsrichtung der Gewindegänge 15. Das heisst, beispielsweise in die Hanken 23 des Rillenprofils 19 eingefräst bei einem Rechtsgewinde liegen auch die Höcker 16 auf mit werden, wobei darauf geachtet werden muss, dass zwischen den Rechtsdrall um den Schaftumfang verlaufenden streifenförmi- 35 auf zwei einander benachbarten Streifen 21 liegenden Mulden gen Umfangsabschnitten, während sie sich bei Linksgewinde auf 20 der Abstand 26 genau, beispielsweise auf 0,01 mm, eingehal-mit Linksdrall vorgesehenen streifenförmigen Umfangsab- ten werden muss, damit während des Abwälzens des Schraubenschnitten befinden. schaftes zwischen den beiden zusammenarbeitenden Walzba- The troughs 20 can be introduced into the hocks 23 of the circumferential section in the form of grooves and advantageously corresponds to fils 19 in various ways. You can choose the direction of the pitch of the threads 15. That means, for example, milled into the hocks 23 of the grooved profile 19 in the case of a right-hand thread, the cusps 16 are also on, whereby care must be taken to ensure that strip-shaped 35 runs between the right-hand twist around the shaft circumference troughs lying on two adjacent strips 21 towards the circumferential sections, while in the case of left-hand threads they must be spaced 26 precisely, for example to 0.01 mm, from the strip-shaped circumferential sections provided with left-hand twist so that during the rolling of the screw cuts there are. shaft between the two cooperating

Durch das Eindrehen einer gewindeformenden Schraube 2 cken 18 die Höcker 16 an den Hanken 13 der Gewindegänge 15 By screwing in a thread-forming screw 2, the bumps 16 on the hanks 13 of the thread turns 15

nach Figur 3 in ein vorgebohrtes Loch wird mittels der den 40 einwandfrei ausgeformt werden. 3 in a pre-drilled hole by means of the 40 are properly formed.

einzelnen Gewindegängen 15 partiell überlagerten Höcker 16 Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die durch einen sogenannten Furchvorgang - also spanlos - ein Mulden 20 in die Flanken 23 des Rillenprofils 19 mittels eines lehrenhaltiges Gewinde in die Bohrungswandungen geformt, in geeigneten Werkzeugs eingedrückt werden. Die Ausbildung welchem sich nach dem Ausdrehen der gewindeformenden und Wirkungsweise des Werkzeugs zur Herstellung der Walz- individual threads 15 partially superimposed cusps 16 It has proven to be particularly advantageous if a trough 20 is formed in the flanks 23 of the groove profile 19 by means of a gauge thread in the bore walls by means of a so-called reaming process - i.e. without cutting - and pressed in with a suitable tool. The training which takes place after the thread forming and operating mode of the tool for producing the rolling

Schraube 2 ohne weiteres auch eine normale Schraube veran- 45 backen 18 ist jedoch nicht Gegenstand dieser Erfindung. Bolt 2 to a normal screw without further ado 45 but is not the subject of this invention.

kern lässt. In Figur 9 der Zeichnung ist der Herstellungsvorgang für Durch die schraubenförmige Anordnung der den Gewinde- eine gewindeformende Schraube 2 nach Figur 3 dargestellt, gängen 15 überlagerten Höcker 16 ergibt sich ein sehr weicher Hierbei wird ein Schraubenrohling 1 gemäss Figur 1 mit seinem Anschraubeffekt und ein geringes Einschraubmoment, obwohl, Schaft 5 zwischen die beiden Walzbacken 18 einer Gewindema-beispielsweise die ersten drei Gewindegänge 15, welche auf dem so schine eingebracht, daraufhin werden die beiden Walzbacken kegelstumpf förmigen Endteil 7 liegen, nicht voll ausgeformt 18 entsprechend den eingezeichneten Pfeilrichtungen relativ zusind. Besonders vorteilhaft zur Erzielung hoher Ausreisswerte einander verschoben, während sie über ihr Rillenprofil 19 mit und grosser Überdrehmomente ist es, dass das Gewinde 10 im hohem Druck auf den Umfang des Schaftes 5 einwirken. Hierwesentlichen kreisförmig um den Schaftumfang verläuft, wie das bei führt der Schraubenrohling eine Abwälzbewegung entspre-auch bei einer normalen Schraube der Fall ist. Damit wird näm- ss chend der eingezeichneten Pfeilrichtung zwischen den beiden lieh der Querschnitt des mit dem eingeformten Gewinde verse- Walzbacken 18 aus, in deren Verlauf eine Materialverdrängung henen Loches durch die eingetretene Schraube 2 völlig ausge- am Umfang des glatten Schaftes 5 stattfindet, welche die Bil-füllt. dung des Gewindes 10 und gleichzeitig auch der Höcker 16 an Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der Schaft 5 der gewinde- den Hanken 13 der einzelnen Gewindegänge 15 zur Folge hat. formenden Schraube 2 theoretisch beliebig lang sein kann, weil 60 Für das Herstellungsverfahren der gewindeformenden die den Gewindegängen 15 an ihren Hanken 13 und Spitzen 14 Schraube 2 nach Figur 3 werden Schraubenrohlinge 1 nach Fi-überlagerten Höcker 16 wegen ihrer relativ geringen Material- gur 1 verwendet, die eine Härte von 400-500 N/mm2 haben, ansammlungen unmittelbar durch den Gewindewalzvorgang Andererseits werden hierbei Walzbacken 18 benutzt, deren ausgeformt werden können. Die hierbei von der Gewindewalz- Härte zwischen 2000 und 2600 N/mm2 liegt. core. In Figure 9 of the drawing, the manufacturing process is shown by the helical arrangement of the thread- a thread-forming screw 2 according to Figure 3, 15 superimposed cusps 16 results in a very soft. Here, a screw blank 1 according to Figure 1 with its screwing effect and a small Screw-in torque, although, shaft 5 between the two rolling jaws 18 of a thread pattern - for example the first three threads 15, which are introduced on the machine, then the two rolling jaws are frustoconical end part 7, are not fully formed 18 according to the arrow directions shown relatively. It is particularly advantageous to achieve high pull-out values that are displaced with respect to one another, while their groove profile 19 with large overtorque means that the thread 10 acts on the circumference of the shaft 5 under high pressure. This essentially runs circularly around the circumference of the shank, as is the case with the screw blank, which corresponds to a rolling movement — this is also the case with a normal screw. In this way, the cross-section of the rolling jaw 18 provided with the molded thread is borrowed between the two, in the course of which a hole is displaced by the screw 2 that has entered completely outside the circumference of the smooth shaft 5, which the bil-fills. Formation of the thread 10 and at the same time the hump 16 on. It is also advantageous that the shaft 5 results in the threading hanks 13 of the individual thread turns 15. The forming screw 2 can theoretically be of any length because 60 For the manufacturing process of the thread forming the threads 15 on their hanks 13 and tips 14 screw 2 according to FIG. 3, screw blanks 1 according to Fi-superimposed cusps 16 are used because of their relatively small material gur 1 , which have a hardness of 400-500 N / mm2, accumulate directly through the thread rolling process. On the other hand, rolling dies 18 are used here, the latter of which can be shaped. The thread rolling hardness lies between 2000 and 2600 N / mm2.

C C.

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

632 321

PATENT CLAIMS

1.Thread-forming screw, in which the threads rolled into the shank have a greater profile height formed by bumps on strip-like circumferential sections running over the entire thread length than on adjacent circumferential sections, characterized in that the screw shank (5) has a circular core cross section over its entire length that the cusps (16) protruding radially from the threads (15) extend uniformly steeply helically around the circumference of the shaft and are superimposed on the threads and that each cusp (16) over the thread flanks (13) and the thread tip (14) of the respective thread (15) has a constant width and is formed in one piece from the material of the screw shank onto the thread flanks (13) and thread tips (14).

2. Screw according to claim 1, characterized in that the threads (15) are provided with a plurality of bumps (16) distributed uniformly around the circumference of the shaft.

3. Screw according to claims 1 and 2, characterized in that the threads (15) are provided with four bumps (16) distributed uniformly around the circumference of the shaft.

4. Screw according to claims 1 to 3, characterized in that the pitch direction of the helically extending around the circumference of the shaft bumps (16) corresponds to the pitch direction of the threads (15).

5. Screw according to claims 1 to 4, characterized in that the ratio of their nominal diameter (11) to the slope of the steeply helical humps (16) is approximately 1: 9.

6. A method for producing screws according to claim 1, by pressing the threads by means of grooved flat jaws on thread rolling machines, characterized in that in screw blanks (1) with a smooth, circular cross-sectional shaft (5) and a hardness of 400 to 500 N / mm2 at the same time, the threads (15) and the cusps (16) superimposed on them are rolled in to form a circular core cross-section (12) and flat jaws (18) with a hardness of 2000 to 2600 N / mm 2 are used.

7. Rolling jaws for performing the method according to claim 6, which are provided with a thread cross-section corresponding groove profile, characterized in that in the flanks (23) of the groove profile (19) along a plurality of at a uniform distance (26) from each other and in strips (21), troughs (20) which are essentially transverse to the longitudinal direction of the groove profile (19) and are formed below the groove ridges (24), but extend into the groove valleys (25).

3. Rolling jaws according to claim 7, characterized in that the troughs (20) with respect to the groove valley (25) are recessed by a dimension of 0.025 mm to 0.075 mm.

9. Rolling jaws according to claims 7 and 8, characterized in that the troughs (20) are pressed into the flanks (23) of the groove profile (19).