DE102014214622A1

DE102014214622A1 - Method and device for screw threading screwing

Info

Publication number: DE102014214622A1
Application number: DE102014214622.4A
Authority: DE
Inventors: Moritz Stahl; Georg Vogel
Original assignee: Arnold Umformtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Arnold Umformtechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2014-07-25
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2016-01-28
Also published as: WO2016012227A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eindrehen von Gewindefurchschrauben in wenigstens ein vorgelochtes Bauteil mit den Schritten des Benetzens der Wandung des Schraublochs mit einem Schmiermittel, des Positionierens eines Schraubwerkzeugs mit einer Gewindefurchschraube vor einem Schraubloch in dem Bauteil, des Positionierens eines Schraubwerkzeugs mit einer Gewindefurchschraube vor einem Schraubloch in dem Bauteil, des Einleitens des Einschraubvorgangs mittels Eindrehen der Gewindefurchschraube in das Schraubloch mit vordefiniertem Axialdruck, des Überwachens eines Einschraubmoments während des Einschraubens und des Fertigstellens der Schraubverbindung mittels Endanzug der Gewindefurchschraube mit einem vordefinierten Drehmoment.The invention relates to a method for screwing threaded through screws into at least one pre-punched component with the steps of wetting the wall of the screw hole with a lubricant, positioning a screwing tool with a threaded screw in front of a screw hole in the component, positioning a screwing tool with a threaded screw screw in front of a Screw hole in the component, the initiation of the screwing by screwing the screw thread into the screw hole with predefined axial pressure, monitoring a screwing during screwing and finishing the screw by means of Endanzug the thread screw with a predefined torque.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Eindrehen von Gewindefurchschrauben. The invention relates to a method and an apparatus for screwing in threaded screws.

Gewindefurchschrauben sind Schrauben, die in vorgelochte Bauteile eingedreht werden können und sich beim Eindrehen ihr Gewinde selbst schaffen. Wesentlich ist dabei, dass das Einbringen des Gewindes in dem Bauteil nicht mittels eines Schneidprozesses sondern mittels eines spanlosen Furchprozesses erfolgt. Die Gewindefurchschraube weist hierzu speziell ausgebildete Gewindegänge auf, die in einem Furchabschnitt einen geringeren Durchmesser haben als in einem Halteabschnitt. Der Außendurchmesser der Gewindegänge steigt üblicherweise im Verlauf des Furchabschnitts zum Halteabschnitt hin an. Threaded screws are screws that can be screwed into pre-punched components and create their own thread when screwing. It is essential that the introduction of the thread in the component is not carried out by means of a cutting process but by means of a chipless Furchprozesses. The thread screw has for this purpose specially trained threads, which have a smaller diameter in a Furchabschnitt than in a holding section. The outer diameter of the threads usually increases in the course of Furchabschnitts to the holding portion towards.

Es ist bekannt, Gewindefurchschrauben mit einem Gleitmittel zu beschichten. Ziel hierbei ist es, möglichst streuungsarme und geringe Einschraubmomente bzw. Furchmomente zu erzielen. Beim Einschrauben von Gewindefurchschrauben mit Gleitbeschichtung wird das Gewinde speziell im Furchabschnitt an den ersten ein bis vier Gewindegängen einer sehr starken Druckbelastung ausgesetzt. Die Schmiereigenschaften der auf das Gewinde aufgetragenen Gleitbeschichtung gehen mit fortwährendem Einschraub- bzw. Gewindefurchprozess verloren. Dies führt zu einem stetigen Anstieg des Einschraubmoments. It is known to coat thread through screws with a lubricant. The aim here is to achieve low-scattering and low screw-in moments or furrowing moments. When screwing in threaded screws with sliding coating, the thread is subjected to a very strong pressure load, especially in the furrow section on the first one to four threads. The lubricating properties of the lubricating coating applied to the thread are lost with continuous screw threading. This leads to a steady increase in the screwing torque.

Gleitbeschichtungen werden auf Furchschrauben üblicherweise vollständig aufgetragen. Das bedeutet, dass sämtliche Abschnitte der Furchschraube beschichtet werden. Dies deshalb, da die Beschichtung üblicherweise durch Tauchen in Gleitmittel, Abschleudern und Trocknen erfolgt. Dies führt dazu, dass auch die Unterseite des Schraubenkopfes mit einem Gleitmittel beschichtet wird. Dadurch wird die sogenannte Unterkopfreibung der vollständig eingedrehten Schraube verringert, was in Bezug auf das Lösemoment der Verschraubung und damit die Prozesssicherheit der Verschraubung nachteilig ist. Slipcoats are usually completely applied to screed screws. This means that all sections of the screw are coated. This is because the coating is usually done by dipping in lubricants, spin-off and drying. As a result, the underside of the screw head is also coated with a lubricant. As a result, the so-called Unterkopervibung the fully screwed screw is reduced, which is disadvantageous in relation to the release torque of the screw and thus the process reliability of the screw.

Das Beschichten mit Gleitmittel führt aufgrund der üblichen Beschichtungsmethoden, nämlich Tauchen in Gleitmittel, Abschleudern, Trocknen und nachfolgendem Schütten der beschichteten Schrauben, auch zu Abrieb und somit zu einer unerwünschten Partikelbildung an den Furchschrauben. Das Gleitbeschichtungsmittel neigt dazu, Partikel in die Schraubenoberfläche zu binden. Insbesondere bei anspruchsvollen Verschraubungen, zum Beispiel im Elektronikbereich, bei medizinischen Geräten oder im Bereich der Gas- und Fluidtechnik sind solche Partikel sehr schädlich und daher zu vermeiden. Coating with lubricant, due to the usual coating methods, namely immersion in lubricant, centrifuging, drying and subsequent pouring of the coated screws, also leads to abrasion and thus to undesirable particle formation on the screws. The slip coating agent tends to bind particles into the screw surface. In particular, in demanding glands, for example in the electronics sector, in medical devices or in the field of gas and fluid engineering such particles are very harmful and therefore to be avoided.

Mit der Erfindung soll ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Eindrehen von Gewindefurchschrauben bereitgestellt werden. The invention seeks to provide an improved method and apparatus for threading screw through screws.

Erfindungsgemäß ist hierzu ein Verfahren zum Eindrehen von Gewindefurchschrauben in wenigstens ein vorgelochtes Bauteil mit den folgenden Schritten vorgesehen: Benetzen der Wandung des Schraublochs mit einem Schmiermittel, Positionieren einer Schraubvorrichtung mit einer Gewindefurchschraube vor einem Schraubloch in dem Bauteil, Einleiten des Einschraubvorgangs mittels Eindrehen der Gewindefurchschraube in das Schraubloch mit vordefiniertem Axialdruck, Überwachen eines Einschraubmoments während des Einschraubens und Fertigstellen der Schraubverbindung mittels Endanzug der Gewindefurchschraube mit einer vordefinierten Zielgröße. Die Zielgröße kann ein Drehmoment, ein Drehwinkel, ein Gradient des Drehmoments und/oder des Drehwinkels oder auch eine Vorspannkraft sein, die mittels eines die Vorspannkraft messenden Systems bestimmt wird. Die Vorspannkraft muss dabei nicht direkt gemessen und überwacht werden, beispielsweise können akustische Emissionen oder Ultraschallemissionen berücksichtigende Systeme eingesetzt werden.According to the invention for this purpose, a method for screwing threaded through-screws in at least one pre-punched component is provided with the following steps: wetting the wall of the screw hole with a lubricant, positioning a screw with a threaded screw in front of a screw hole in the component, initiating the screwing by screwing the threaded screw in the screw hole with predefined axial pressure, monitoring a screw-in torque during screwing in and finishing the screw connection by means of end tightening the thread screw with a predefined target size. The target quantity may be a torque, a rotation angle, a gradient of the torque and / or the angle of rotation or else a preload force which is determined by means of a system which measures the preload force. The prestressing force does not have to be measured and monitored directly, for example, acoustic systems or systems taking into account ultrasonic emissions can be used.

Überraschenderweise lassen sich durch das Benetzen der Wandung des Schraublochs mit einem Schmiermittel vor dem Einleiten des Einschraubvorgangs erhebliche Vorteile erzielen. Das Benetzen der Wandung des Schraublochs mit einem Schmiermittel ist dabei nicht mit dem beim Gewindeschneiden üblichen Verwenden von Schneidöl zu verwechseln. Beim Schneiden von Gewinden kommt es auf eine Verringerung der Reibung nicht an, da ja dort mittels der Schneiden des Schneideisens Gewindegänge in das Material eingeschnitten werden sollen. Eine Verringerung der Reibung ist hier gar nicht erwünscht. Entscheidend ist vielmehr die kühlende Wirkung des Schmieröls. Es ist die überraschende Erkenntnis der Erfinder, dass das Benetzen der Wandung des Schraublochs mit einem druckfesten Schmiermittel ein Verfahren zum Eindrehen von Gewindefurchschrauben im Hinblick auf eine erzielbare Prozesssicherheit und auch das erzielbare Losdrehmoment gegenüber der Gleitbeschichtung des Gewindes der Schraube erheblich verbessern kann. Surprisingly, by wetting the wall of the screw hole with a lubricant before starting the screwing can achieve significant benefits. The wetting of the wall of the screw hole with a lubricant is not to be confused with the customary during tapping using cutting oil. When cutting threads, it does not depend on a reduction of the friction, since there are to be cut through the cutting of the cutting iron threads in the material. A reduction of the friction is not desirable here. The deciding factor is rather the cooling effect of the lubricating oil. It is the surprising finding of the inventors that the wetting of the wall of the screw hole with a pressure-resistant lubricant can significantly improve a process for screwing threaded through screws in terms of achievable process reliability and also the achievable loose torque compared to the sliding coating of the thread of the screw.

In Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Benetzen der Wandung des Schraublochs mittels Aufsprühen des Schmiermittels. In a further development of the invention, the wetting of the wall of the screw hole takes place by means of spraying the lubricant.

In Weiterbildung der Erfindung taucht ein Sprühkopf in das Schraubloch ein. In a further development of the invention, a spray head dips into the screw hole.

In Weiterbildung der Erfindung rotiert ein Sprühkopf beim Aufsprühen des Schmiermittels. In a further development of the invention, a spray head rotates during the spraying of the lubricant.

In Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Benetzen der Wandung des Schraublochs mittels Berühren der Wandung mittels eines mit dem Schmiermittel versehenen Auftragselements. In a further development of the invention, the wetting of the wall of the screw hole by means of touching the wall by means of a lubricant provided with the applicator element.

In Weiterbildung der Erfindung besteht das Auftragselement aus einem schwammartigen Material, insbesondere Filz. In a further development of the invention, the applicator element consists of a sponge-like material, in particular felt.

In Weiterbildung der Erfindung wird nach dem Fertigstellen der Schraubverbindung eine Verklebung von Gewindefurchschraube und Bauteil mittels des Schmiermittels bewirkt. In a further development of the invention, after the completion of the screw connection, bonding of thread screw and component is effected by means of the lubricant.

Auf diese Weise lässt sich eine weitere Erhöhung des Losdrehmoments der fertiggestellten Schraubverbindung erzielen. Das verwendete Schmiermittel muss hierzu selbstverständlich Klebeeigenschaften aufweisen. Beispielsweise handelt es sich bei dem Schmiermittel um einen druckfesten, aushärtenden oder trocknenden Klebstoff. Während des Eindrehvorgangs selbst ist ein solcher Klebstoff noch flüssig und kann die gewünschte Schmierwirkung entfalten. Nach dem vollständigen Eindrehen der Gewindefurchschraube härtet oder trocknet der Klebstoff dann aus und sorgt für eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Gewindefurchschraube und Bauteil. In this way, a further increase in the loosening torque of the finished screw can be achieved. The lubricant used must of course have adhesive properties for this purpose. For example, the lubricant is a pressure-resistant, curing or drying adhesive. During the screwing itself, such an adhesive is still liquid and can develop the desired lubricating effect. After complete screwing in of the screw thread, the adhesive then hardens or dries and ensures a material connection between thread screw and component.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Gewindefurchschraube eine nicht mit einem Gleitmedium beschichtete Oberfläche auf. In a further development of the invention, the thread screw has a surface not coated with a lubricant.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, auf den störungsanfälligen Beschichtungsprozess von Gewindefurchschrauben mit einem Gleitmittel zu verzichten. Speziell kann durch den Verzicht auf den Beschichtungsprozess erreicht werden, dass die Gewindefurchschrauben nicht mit Partikeln verschmutzt sind, die durch das Schütten der Gewindefurchschrauben beim Beschichtungsprozess üblicherweise entstehen und durch das Gleitmittel an das Schraubengewinde gebunden werden. The inventive method makes it possible to dispense with the failure-prone coating process of thread screw with a lubricant. In particular, by dispensing with the coating process, it can be achieved that the thread through-bolts are not contaminated with particles which are usually produced by the spattering of the thread through-bolts during the coating process and which are bonded to the screw thread by the lubricant.

In Weiterbildung der Erfindung wird das Verfahren mittels einer automatisch arbeitenden Vorrichtung durchgeführt. In a further development of the invention, the method is carried out by means of an automatically operating device.

Speziell ist das erfindungsgemäße Verfahren in besonderer Weise für vollautomatische Schraubvorrichtungen geeignet. Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielbaren Vorteile in Bezug auf die Prozesssicherheit, insbesondere das erzielbare Losdrehmoment der Schraubverbindung, sind dabei erheblich. In particular, the method according to the invention is particularly suitable for fully automatic screwing devices. The achievable by the inventive method advantages in terms of process reliability, in particular the achievable loose torque of the screw, are significant.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auch durch eine Vorrichtung zum Eindrehen von Gewindefurchschrauben zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, die ein Schraubwerkzeug zum Eindrehen einer Gewindefurchschraube und eine Benetzungseinheit zum Benetzen einer Wandung eines Schraublochs mit einem Schmiermittel vor dem Eindrehen der Gewindefurchschraube aufweist. The problem underlying the invention is also solved by a device for screwing through thread screws for carrying out the method according to the invention, which has a screwing tool for screwing a threaded screw and a wetting unit for wetting a wall of a screw hole with a lubricant before screwing the threaded screw.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Benetzungseinheit eine Sprüheinheit zum Aufsprühen des Schmiermittels auf. In a development of the invention, the wetting unit has a spray unit for spraying the lubricant.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Sprüheinheit einen rotierenden Sprühkopf auf. In a further development of the invention, the spray unit has a rotating spray head.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Sprüheinheit eine Absaugeinheit zum Absaugen von Sprühnebel auf. Dadurch kann gerade bei vollautomatisch arbeitenden Vorrichtungen eine Verschmutzung der zu bearbeitenden Bauteile durch einen Sprühnebel des Schmiermittels verhindert werden. In a further development of the invention, the spray unit has a suction unit for sucking off spray mist. As a result, contamination of the components to be processed by a spray of the lubricant can be prevented especially in fully automatic devices.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Benetzungseinheit ein Auftragselement zum Auftragen des Schmiermittels mittels Berührung der Wandung des Schraublochs auf. In a development of the invention, the wetting unit has an application element for applying the lubricant by touching the wall of the screw hole.

Mittels eines Auftragselements kann das Schmiermittel exakt an die benötigte Stelle aufgebracht werden. Insbesondere kann dadurch vermieden werden, dass überschüssiges Schmiermittel an Stellen aufgetragen wird, an denen es nicht benötigt wird. By means of an applicator element, the lubricant can be applied exactly to the required location. In particular, this can be avoided that excess lubricant is applied to places where it is not needed.

In Weiterbildung der Erfindung besteht das Auftragselement aus einem schwammartigen Material, insbesondere Filz, Faserwerkstoffe, synthetische oder organische Stoffe.In a further development of the invention, the applicator element consists of a sponge-like material, in particular felt, fiber materials, synthetic or organic substances.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale der unterschiedlichen, in den Zeichnungen dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen lassen sich dabei in beliebiger Weise kombinieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. In den Zeichnungen zeigen: Further features and advantages of the invention will become apparent from the claims and the following description of preferred embodiments of the invention in conjunction with the drawings. Individual features of the different embodiments shown and described in the drawings can be combined in any way, without exceeding the scope of the invention. In the drawings show:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Eindrehen von Gewindefurchschrauben, 1 a schematic representation of a device according to the invention for screwing thread screw,

2 eine schematische Darstellung eines Sprühkopfs einer Benetzungseinrichtung bei der Vorrichtung der 1, 2 a schematic representation of a spray head of a wetting device in the apparatus of 1 .

3 eine schematische Darstellung einer an und für sich konventionellen Gewindefurchschraube, 3 a schematic representation of a conventional thread screw, in itself,

4 eine vergrößerte Schnittansicht eines einzelnen Gewindegangs der Gewindefurchschraube der 3, 4 an enlarged sectional view of a single thread of the thread screw of the 3 .

5 ein Diagramm, in dem Einschraubmomente bzw. Furchmomente sowie Versagensmomente von konventionellen Furchschrauben bei Verwendung von unterschiedlichen Schmiermitteln aufgetragen sind und 5 a diagram in the screwing torques or moments as well as failure moments of conventional screws are applied using different lubricants, and

6 eine weitere Ausführungsform einer Benetzungseinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. 6 a further embodiment of a wetting unit of a device according to the invention.

Die Darstellung der 1 zeigt schematisch eine vollautomatische Vorrichtung 10 zum Eindrehen von Gewindefurchschrauben gemäß der Erfindung. Die Vorrichtung 10 weist ein Schraubwerkzeug 12 auf, an dessen vorderem Ende eine an und für sich konventionelle Gewindefurchschraube 14 angeordnet ist. Die Gewindefurchschraube 14 ist allerdings nicht mit einem Gleitmittel beschichtet. Auf dem Schraubwerkzeug 12 ist eine Benetzungseinrichtung 16 dargestellt. Die Benetzungseinrichtung 16 weist einen Sprühkopf 18 auf, mit dem Schmiermittel versprüht werden kann. Die Benetzungseinrichtung 16 und das Schraubwerkzeug 12 sind an einem lediglich schematisch dargestellten Roboterarm 20 angeordnet. In nicht dargestellter Weise ist das Schraubwerkzeug 12 mit einem Schraubenmagazin verbunden und die Benetzungseinrichtung 16 mit einer Schmiermittelleitung und einem Vorratsbehälter für das zu versprühende Schmiermittel. The presentation of the 1 schematically shows a fully automatic device 10 for screwing in thread through screws according to the invention. The device 10 has a screwing tool 12 on, at its front end a conventional thread screw 14 is arranged. The thread screw 14 However, it is not coated with a lubricant. On the screwing tool 12 is a wetting device 16 shown. The wetting device 16 has a spray head 18 on, with the lubricant can be sprayed. The wetting device 16 and the screwing tool 12 are on a robot arm shown only schematically 20 arranged. In a manner not shown is the screwing 12 connected to a screw magazine and the wetting device 16 with a lubricant line and a reservoir for the lubricant to be sprayed.

Die Gewindefurchschraube 14 soll in zwei vorgelochte Bauteile 22, 24 eingedreht werden und diese beiden Bauteile 22, 24 dann miteinander verbinden. The thread screw 14 should be in two pre-punched components 22 . 24 be screwed and these two components 22 . 24 then connect with each other.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst die Wandung des Schraublochs 26 mit der Benetzungseinrichtung 16 mit Schmiermittel benetzt. Dies geschieht dadurch, dass der Sprühkopf 18 in das Schraubloch 26 eintaucht, in dem Schraubloch rotiert und gleichzeitig Schmiermittel radial nach außen versprüht. Dies wird nachfolgend noch anhand der 2 genauer erläutert. In carrying out the method according to the invention, first the wall of the screw hole 26 with the wetting device 16 wetted with lubricant. This happens because the spray head 18 in the screw hole 26 dips, rotates in the screw hole and simultaneously sprayed lubricant radially outward. This will be explained below with reference to the 2 explained in more detail.

Nach dem Benetzen der Wandung des Schraublochs mit dem Schmiermittel wird der Sprühkopf 18 zurückgezogen und, wie in 1 dargestellt ist, wird das Schraubwerkzeug 12 mit der Gewindefurchschraube 14 vor dem Schraubloch 26 positioniert. Daran anschließend erfolgt das Einleiten des Einschraubvorgangs mittels Eindrehen der Gewindefurchschraube 14 in das Schraubloch 26 mit einem vordefinierten Axialdruck. Zu Beginn des Einschraubvorgangs erfolgt das Furchen des Gewindes in dem Schraubloch 26. Während des Einschraubens wird das Einschraubmoment überwacht. Nachdem die Gewindefurchschraube 14 das Gewinde eingefurcht hat und annähernd vollständig eingedreht ist, erfolgt das Fertigstellen der Schraubverbindung mittels Endanzug der Gewindefurchschraube 14 mit einem vordefinierten Drehmoment. Die beiden Bauteile 22, 24 sind dann mittels der Gewindefurchschraube 14 miteinander verbunden. After wetting the wall of the screw hole with the lubricant, the spray head 18 withdrawn and, as in 1 is shown, the screwing tool 12 with the thread screw 14 in front of the screw hole 26 positioned. Subsequently, the introduction of the screwing process by means of screwing the thread screw is done 14 in the screw hole 26 with a predefined axial pressure. At the beginning of the screwing the furrowing of the thread takes place in the screw hole 26 , During screwing in the screwing torque is monitored. After the thread screw 14 the thread has risen and is almost completely screwed in, the completion of the screw is done by means of Endanzug the thread screw 14 with a predefined torque. The two components 22 . 24 are then by means of the thread screw 14 connected with each other.

Die beiden Bauteile 22, 24 können beispielsweise Karosseriebauteile darstellen, die mit einem nicht dargestellten Fließband oder sonstiger geeigneter Vorrichtungen automatisch an der Vorrichtung 10 vorbeitransportiert werden. The two components 22 . 24 For example, body parts can be automatically displayed on the device with an unillustrated assembly line or other suitable device 10 be transported past.

Die Darstellung der 2 zeigt den Sprühkopf 18 der Vorrichtung 10 der 1 detaillierter. Der Sprühkopf 18 ist vor einem Bauteil 28 angeordnet, in dem ein Sackloch 30 vorgebohrt ist. Der Sprühkopf 18 steht mit einem nicht dargestellten Schmiermittelvorratsbehälter in Verbindung und weist eine in 2 gestrichelt angedeutete Schmiermittelzuführleitung auf, in der das Schmiermittel in Richtung eines Pfeils 32 zum freien Ende des Sprühkopfs 18 transportiert wird. Das Schmiermittel kann dann durch insgesamt drei Sprühöffnungen 34 austreten. Im Rahmen der Erfindung kann auch eine von drei abweichende Anzahl an Sprühöffnungen eingesetzt werden. Der Sprühkopf 18 kann auch während des Sprühvorgangs um eine Mittellängsachse 36 rotieren, was mittels eines gekrümmten Pfeils 38 angedeutet ist. The presentation of the 2 shows the spray head 18 the device 10 of the 1 detail. The spray head 18 is in front of a component 28 arranged in which a blind hole 30 is pre-drilled. The spray head 18 is in communication with a lubricant reservoir, not shown, and has an in 2 Dashed indicated lubricant supply, in which the lubricant in the direction of an arrow 32 to the free end of the spray head 18 is transported. The lubricant can then through a total of three spray holes 34 escape. In the context of the invention, one of three different number of spray openings can be used. The spray head 18 can also be during the spraying process about a central longitudinal axis 36 rotate what is done by means of a curved arrow 38 is indicated.

Zum Benetzen der Wandung des Schraublochs 30 wird zunächst der Sprühkopf 18 in Richtung des Pfeils 40 in das Sackloch 30 eingefahren, bis die Sprühöffnungen 34 innerhalb des Sacklochs 30 angeordnet sind. Daraufhin wird Schmiermittel zugeführt und über die Sprühöffnungen 34 versprüht. Das Versprühen kann alleine mithilfe des Schmiermitteldrucks, gegebenenfalls auch unter Zuhilfenahme von Druckluft erfolgen. Während des Sprühvorgangs rotiert der Sprühkopf 18 um die Mittellängsachse 36, so dass der gesamte Umfang der Wandung des Sacklochs 30 mit dem Schmiermittel beschichtet wird. Während des Sprühvorgangs kann der Sprühkopf 18 gegebenenfalls zusätzlich noch in Richtung des Pfeils 40 zum Grund des Sacklochs 30 hin bewegt werden, um sicherzustellen, dass die Wandung des Sacklochs 30 vollständig mit Schmiermittel beschichtet ist. For wetting the wall of the screw hole 30 First, the spray head 18 in the direction of the arrow 40 in the blind hole 30 retracted until the spray holes 34 inside the blind hole 30 are arranged. Then lubricant is supplied and through the spray holes 34 sprayed. The spraying can be done solely by means of the lubricant pressure, possibly also with the aid of compressed air. During the spraying process, the spray head rotates 18 around the central longitudinal axis 36 so that the entire circumference of the wall of the blind hole 30 coated with the lubricant. During the spraying process, the spray head 18 if necessary additionally in the direction of the arrow 40 to the bottom of the blind hole 30 be moved to ensure that the wall of the blind hole 30 completely coated with lubricant.

Wie ausgeführt wurde, muss das Schmiermittel druckfest sein, um den Beanspruchungen während des Gewindefurchens standzuhalten. Eine Kühlwirkung muss durch das Schmiermittel hingegen nicht bewirkt werden. Der Schmiermittelauftrag kann daher sehr sparsam erfolgen und insbesondere genügt es, eine durchgehende, geschlossene Schmiermittelschicht auf die Umfangswandung eines Schraubloches, insbesondere des Sacklochs 30, aufzutragen. Ein Überschuss an Schmiermittel ist für die Zwecke der Erfindung in der Regel schädlich, da die Bauteile verschmutzen und, im Falle des Sacklochs 30, dieses vollaufen kann.As stated, the lubricant must be pressure resistant to withstand the stresses during threading. A cooling effect, however, need not be effected by the lubricant. The application of lubricant can therefore be very economical and in particular it is sufficient to have a continuous, closed lubricant layer on the peripheral wall of a Screw holes, especially the blind hole 30 to apply. An excess of lubricant is usually detrimental to the purposes of the invention because the components become dirty and, in the case of the blind hole 30 , this can fill up.

Nachdem die Wandung des Sacklochs 30 vollständig mit dem Schmiermittel beschichtet ist, wird der Sprühkopf 18 entgegen der Richtung des Pfeils 40 wieder zurückgezogen und, wie bereits erläutert wurde, kann dann die Gewindefurchschraube 14 mit dem Schraubwerkzeug 12 in das Sackloch 30 eingedreht werden. Die Gewindefurchschraube 14 kann beispielsweise auch anstelle eines Schraubenkopfes einen Gewindebolzen aufweisen. After the wall of the blind hole 30 is completely coated with the lubricant, the spray head 18 against the direction of the arrow 40 pulled back and, as already explained, then the thread screw can 14 with the screwing tool 12 in the blind hole 30 be screwed. The thread screw 14 For example, instead of a screw head have a threaded bolt.

Die Darstellung der 3 zeigt eine Gewindefurchschraube 42, wie sie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird. Die Gewindefurchschraube 42 weist ein Gewinde mit einem Furchabschnitt 44 auf, in dem der Außendurchmesser des Gewindes bis auf einen Enddurchmesser langsam ansteigt. In einem Halteabschnitt 46 ist der Außendurchmesser des Gewindes dann konstant. Die Gewindefurchschraube 42 weist im Bereich ihres Schafts und damit sowohl im Bereich des Furchabschnitts 44 als auch im Bereich des Halteabschnitts 46 einen Querschnitt 48 auf, der eine allgemein polygonale Form mit gerundeten Seiten und gerundeten Ecken hat. Der dargestellte Querschnitt 48 ist allgemein dreieckförmig, weist aber gerundete Seiten und gerundete Ecken auf. The presentation of the 3 shows a thread screw 42 as used in the method according to the invention. The thread screw 42 has a thread with a furrow section 44 on, in which the outer diameter of the thread rises slowly up to a final diameter. In a holding section 46 the outer diameter of the thread is then constant. The thread screw 42 points in the area of its shaft and thus both in the area of the furrow section 44 as well as in the area of the holding section 46 a cross section 48 which has a generally polygonal shape with rounded sides and rounded corners. The illustrated cross-section 48 is generally triangular, but has rounded sides and rounded corners.

Die Gewindefurchschraube 42 weist darüber hinaus einen Schraubenkopf 50 auf. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Gewindefurchschrauben 42 verwendet werden, die nicht mit einem Gleitmittel beschichtet sind. Sowohl das Gewinde im Furchabschnitt 44 und im Halteabschnitt 46 als auch eine Unterseite des Schraubenkopfes 50 sind somit nicht mit einem Gleitmittel beschichtet, sondern weisen metallische Oberflächen auf. Durch das Benetzen der Wandung des Schraublochs mit einem Schmiermittel kann die Gewindefurchschraube 42 dennoch in das Schraubloch eingedreht werden und dabei das Gewinde im Schraubloch furchen. Da die Unterseite des Kopfs 50 aber nicht mit Gleitmittel beschichtet ist, erhöht sich das Losdrehmoment der Gewindefurchschraube 42 gegenüber einer konventionellen, beschichteten Gewindefurchschraube beträchtlich. The thread screw 42 also has a screw head 50 on. Threaded screws can be screwed with the method according to the invention and the device according to the invention 42 used, which are not coated with a lubricant. Both the thread in the furrow section 44 and in the holding section 46 as well as a bottom of the screw head 50 are therefore not coated with a lubricant, but have metallic surfaces. By wetting the wall of the screw hole with a lubricant, the thread screw can 42 still be screwed into the screw hole while furrow the thread in the screw hole. Because the bottom of the head 50 but not coated with lubricant, increases the loosening torque of the thread screw 42 considerably compared to a conventional coated thread screw.

Die Darstellung der 4 zeigt eine Schnittansicht eines einzelnen Gewindegangs im Furchabschnitt 44. Es ist zu erkennen, dass die Flanken des Gewindes gerundet sind und auf eine abgeplattete Spitze zulaufen. The presentation of the 4 shows a sectional view of a single thread in Furchabschnitt 44 , It can be seen that the flanks of the thread are rounded and run on a flattened tip.

Die Darstellung der 5 zeigt die Ergebnisse von Einschraubversuchen. Dargestellt ist jeweils ein Bereich für das Einschraubmoment bzw. Furchmoment beim Einschrauben der Furchschraube sowie dann das Versagensmoment, bei dem also die Schraubverbindung versagt. Die Zahlenangaben der Ordinate sind in Nm. In der ganz linken Spalte (GL 605 Serie) sind die Ergebnisse von Einschraubversuchen mit konventionellen, mit Gleitmittel beschichteten Gewindefurchschrauben dargestellt. Das Einschraubmoment bzw. Furchmoment solcher konventioneller Gewindefurchschrauben liegt beispielsweise bei 5 Nm. Ein Versagensmoment solcher Schrauben liegt dann oberhalb von 15 Nm. Es ist dabei festzustellen, dass sowohl das Einschraubmoment als auch das Versagensmoment in Form von rechteckigen Bereichen dargestellt sind, um die Streubreite während mehrere Schraubversuche zu verdeutlichen. Im Ergebnis wird mit der beschichteten und damit geschmierten Schraube ein geringes Furchmoment und ein geringes Versagensmoment erzielt. Die linke Spalte stellt somit konventionelle, nicht mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführte Einschraubversuche dar.The presentation of the 5 shows the results of screwing tests. Shown in each case is an area for the screwing-in torque or furrowing torque when screwing in the screw-in screw and then the failure moment, in which case the screw connection fails. The numbers of the ordinates are in Nm. The left column (GL 605 series) shows the results of screw-in tests with conventional lubricant-coated thread screws. The screwing or torque of such conventional thread screws is for example at 5 Nm. A failure torque of such screws is then above 15 Nm. It should be noted that both the screw-in torque and the failure torque are shown in the form of rectangular areas to illustrate the spread during several Schraubversuche. As a result, the coated and thus lubricated screw achieves a low burr moment and a low failure moment. The left column thus represents conventional, not carried out with the method according to the invention Einschraubversuche.

In der mittleren Spalte (ohne) sind dann die Ergebnisse eines Einschraubversuchs dargestellt, bei dem eine nicht mit Gleitmittel beschichtete Gewindefurchschraube ohne Verwendung von Schmiermittel eingeschraubt wird. Die mittlere Spalte stellt somit Einschraubversuche dar, die nicht mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden. In the middle column (without) the results of a screwing test are shown, in which a non-lubricated coated thread screw is screwed in without the use of lubricant. The middle column thus represents Einschraubversuche, which are not performed by the method according to the invention.

Wie zu erwarten ist, liegt das Einschraubmoment in der mittleren Spalte gegenüber der mit Gleitmittel beschichteten Gewindefurchschraube in der linken Spalte deutlich höher und oberhalb von 7 Nm. Auch das Versagensmoment liegt allerdings höher und zwar im Bereich von etwa 21 bis 22 Nm. As can be expected, the screw-in torque in the middle column compared to the lubricant-coated thread screw in the left column is significantly higher and above 7 Nm. However, the failure torque is higher and in the range of about 21 to 22 Nm.

Die rechte Spalte zeigt dann das Ergebnis von Einschraubversuchen, bei denen ein Schmiermittel im Sackloch aufgebracht wurde. Es konnte ein verringertes Einschraubmoment von weniger als 5Nm erzielt werden. Das Versagensmoment liegt deutlich höher als in der linken Spalte, also deutlich höher als bei Verwendung einer beschichteten Gewindefurchschraube. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich somit in Bezug auf das Versagensmoment einer mittels einer Gewindefurchschraube erzeugten Schraubverbindung erhebliche Verbesserungen erzielen. Bei der Verwendung eines besonders gut geeigneten druckfesten Schmiermittels konnte ein gegenüber einer konventionellen, beschichteten Furchschraube verringertes Einschraubmoment als auch ein erhöhtes Versagensmoment erzielt werden. Durch die größere Differenz zwischen Einschraubmoment und Versagensmoment ist die Prozesssicherheit erhöht. Die Gewindefurchschrauben selbst sind dabei nicht mit einem Gleitmittel beschichtet und können dadurch günstiger hergestellt werden.The right-hand column then shows the result of screw-in tests in which a lubricant was applied in the blind hole. It was possible to achieve a reduced screw-in torque of less than 5 Nm. The failure torque is significantly higher than in the left column, so much higher than when using a coated thread screw. With the method according to the invention, considerable improvements can thus be achieved with respect to the failure torque of a screw connection produced by means of a thread screw. When using a particularly suitable pressure-resistant lubricant, a reduced screw-in torque compared to a conventional, coated screw-thread, as well as an increased failure torque could be achieved. The greater difference between screw-in torque and failure torque increases process reliability. The self-tapping screws themselves are not coated with a lubricant and can be made cheaper.

Die Darstellung der 6 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform einer Benetzungseinrichtung für eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Die Benetzungseinrichtung 64 weist ein poröses und elastisches Auftragselement 66 auf, das mit Schmiermittel getränkt ist. Dieses Auftragselement 66 taucht in das Sackloch 30 des Bauteils 28 ein und benetzt dadurch die Wandung des Sacklochs 30 vor dem Eindrehen einer Gewindefurchschraube. Das Auftragselement 66 besteht aus einem schwammartigen Material, beispielsweise Filz. Das Auftragselement 66 wird von seinem Inneren her über eine Schmiermittelleitung mit dem Schmiermittel versorgt, das in Richtung des Pfeils 32 durch die Schmiermittelleitung in Richtung zu dem Auftragselement 66 gefördert wird. Das Auftragselement 66 wird dann in Richtung des Pfeils 40 in das Sackloch 30 eingefahren, um dessen Wandung zu beschichten. Ein Außendurchmesser des Auftragselements 66 kann dabei geringfügig größer sein als ein Innendurchmesser des Sacklochs 30. Es ist allerdings auch möglich, das Auftragselement 66 entlang der Wandung des Sacklochs 30 zu bewegen, um nach Art eines Druckprozesses die Wandung des Sacklochs 30 bzw. eines beliebigen Schraublochs mit Schmiermittel zu beschichten. The presentation of the 6 schematically shows a further embodiment of a wetting device for a device according to the invention. The wetting device 64 has a porous and elastic applicator element 66 soaked in lubricant. This task item 66 dives into the blind hole 30 of the component 28 and thereby wets the wall of the blind hole 30 before screwing in a thread screw. The task item 66 consists of a spongy material, such as felt. The task item 66 is supplied from its interior via a lubricant line with the lubricant, in the direction of the arrow 32 through the lubricant line towards the applicator element 66 is encouraged. The task item 66 will then be in the direction of the arrow 40 in the blind hole 30 retracted to coat its wall. An outer diameter of the applicator element 66 can be slightly larger than an inner diameter of the blind hole 30 , It is also possible, however, the order element 66 along the wall of the blind hole 30 to move to the manner of a printing process, the wall of the blind hole 30 or any screw hole with lubricant.

Claims

Method for screwing in threaded screws ( 14 ) in at least one pre-punched component ( 22 . 24 . 28 ) with the steps: - moistening the wall of the screw hole ( 26 . 30 ) with a lubricant, - positioning a screwing tool ( 12 ) with a thread screw ( 14 ) in front of a screw hole ( 26 . 30 ) in the component, - initiation of the screwing by screwing the threaded screw ( 14 ) in the screw hole ( 26 . 30 ) with predefined axial pressure, - monitoring of a screwing torque during screwing in and - completion of the screw connection by means of a tightening screw thread screw ( 14 ) with a predefined target size.

Method according to claim 1, wherein the wetting of the wall of the screw hole ( 26 . 30 ) is carried out by spraying the lubricant.

Method according to claim 2, wherein a spray head ( 18 ) in the screw hole ( 26 . 30 immersed).

Method according to claim 2 or 3, wherein a spray head ( 18 ) rotates when spraying the lubricant.

Method according to claim 1, wherein the wetting of the wall of the screw hole ( 26 . 30 ) by touching the wall by means of an application element provided with the lubricant ( 66 ) he follows.

Method according to claim 5, wherein the application element ( 66 ) consists of a spongy material, such as felt.

Method according to at least one of the preceding claims, wherein, after the completion of the screw connection, gluing of thread screw ( 14 ) and component ( 22 . 24 . 28 ) is effected by means of the lubricant.

Method according to at least one of the preceding claims, wherein the thread screw ( 14 ) has a surface not coated with a lubricant.

Method according to one of the preceding claims, wherein the method by means of an automatically operating device ( 10 ) is carried out.

Device for screwing through thread screws ( 14 ) for carrying out the method according to at least one of the preceding claims, with a screwing tool ( 12 ) for screwing in a thread screw ( 14 ), characterized by a wetting unit ( 16 ) for wetting a wall of a screw hole ( 26 . 30 ) with a lubricant before screwing in the thread screw ( 14 ).

Apparatus according to claim 10, wherein the wetting unit comprises a spray unit for spraying the lubricant.

Apparatus according to claim 11, characterized in that the spray unit comprises a rotating spray head ( 18 ) having.

Apparatus according to claim 11 or 12, characterized in that the spray unit comprises a suction unit for sucking off spray.

Device according to at least one of claims 10 to 13, characterized in that the wetting unit is an application element ( 66 ) for applying the lubricant by touching the wall of the screw hole ( 26 . 30 ) having.

Apparatus according to claim 14, characterized in that the applicator element ( 66 ) consists of a spongy material, such as felt.