DE102016202447A1

DE102016202447A1 - Verfahren und Vorrichtung zum spanlosen Einbringen einer Schraube in ungelochte Bauteile und Schraube

Info

Publication number: DE102016202447A1
Application number: DE102016202447.7A
Authority: DE
Inventors: Arndt Birkert; Marcus Baumgärtner; Romy Körber; Georg Vogel; Uwe Fleckenstein; Heiko Miller; Dominik Fröhlich; Robert Klingel
Original assignee: HOCHSCHULE HEILBRONN; Klingel GmbH; Arnold Umformtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: HOCHSCHULE HEILBRONN; Klingel GmbH; Arnold Umformtechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2016-02-17
Filing date: 2016-02-17
Publication date: 2017-08-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum spanlosen Einbringen einer Schraube in ungelochte Bauteile, wobei die Schraube einen von einer Spitze der Schraube ausgehenden gewindefreien Formabschnitt und einen sich an den Formabschnitt anschließenden Furchabschnitt mit einem Furchgewinde aufweist, mit den Schritten Aufsetzen der gewindefreien Spitze der Schraube auf das Bauteil, Drehen der Spitze auf dem Bauteil bei gleichzeitigem axialen Anpressen zum spanlosen Formen einer Durchgangsöffnung in dem Bauteil mittels des Formabschnitts und Einfurchen eines Gewindes mittels des Furchabschnitts der Schraube, bei dem das Bauteil mittels des Formabschnitts beim Formen der Durchgangsöffnung nicht-rotationssymmetrisch beaufschlagt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum spanlosen Einbringen einer Schraube in ungelochte Bauteile, wobei die Schraube einen von einer Spitze der Schraube ausgehenden gewindefreien Formabschnitt, der die Spitze umfasst, und einen sich an den Formabschnitt anschließenden Furchabschnitt mit einem Furchgewinde aufweist, wobei die Schritte Aufsetzen der gewindefreien Spitze der Schraube auf das Bauteil, Drehen der Spitze auf dem Bauteil bei gleichzeitigem axialen Anpressen zum spanlosen Formen einer Durchgangsöffnung in dem Bauteil mittels der Spitze und dem Formabschnitt und Einfurchen eines Gewindes mittels des Furchabschnitts der Schraube vorgesehen sind. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Erfindung betrifft auch eine Schraube zum spanlosen Einfurchen eines Gewindes in ungelochte Bauteile mit einem Schraubenschaft und einem Schraubenkopf mit einer Antriebsausbildung, wobei der Schaft einen gewindefreien Formabschnitt mit einer dem Schraubenkopf gegenüberliegenden Spitze, einen sich an den Formabschnitt in Richtung auf den Schraubenkopf anschließenden Furchabschnitt mit Furchgewinde und einen zwischen dem Furchabschnitt und dem Kopf liegenden Halteabschnitt mit einem Haltegewinde aufweist.
Aus den europäischen Patentschriften EP 2 310 697 B1 und EP 2 521 864 B1 sind sogenannte fließlochformende Schrauben bekannt, die zum spanlosen Einbringen der Schrauben in ungelochte Bauteile geeignet sind. Mittels eines gewindefreien Formabschnitts wird eine Durchgangsöffnung in den Bauteilen hergestellt, also das sogenannte Fließlochformen durchgeführt. Dann erfolgt das sogenannte Gewindefurchen oder Gewindeformen. Nach dem Herstellen des Gewindes kann die Schraube eingeschraubt und letztendlich angezogen werden. Zum Fließlochformen in einer ersten Phase setzt zunächst die Spitze der Schraube auf einem oberen, ungelochten Bauteil auf. Danach beginnt sie bei hoher Drehzahl und unter hohem Druck in das Material einzudringen. Durch die Reibung zwischen Spitze und Werkstück erhöht sich die Temperatur des Materials des Bauteils in der Umformzone, wodurch die Fließspannung des Materials sinkt, was ein zunehmendes Eindringen der Spitze erleichtert. Zu Beginn fließt ein Teil des Blechmaterials entgegen der Vorschubrichtung der Schraube. Ein größeres Materialvolumen wird jedoch in Vorschubrichtung verdrängt. Dadurch entsteht beim Durchdringen des Materials ein kegelförmiger Durchzug, der die nutzbare Gewindelänge des Bauteils, insbesondere des Blechmaterials, über die Blechdicke hinaus erhöht. Grundsätzlich wird das Fließen des Materials des Bauteils in dieser Phase durch die Anpresskraft bewirkt, wobei diese jedoch bei entsprechender Erwärmung infolge Reibung reduziert werden kann. In einer zweiten Phase erfolgt das Gewindeformen mittels eines Furchabschnitts der Schraube. Sobald der Furchabschnitt der Schraube das obere Bauteil erreicht, formt dieser spanlos ein Gewinde in dem Durchzug, der sich durch die miteinander zu verbindenden Bauteile erstreckt. Um einer Beschädigung des Gewindes vorzubeugen, werden üblicherweise Anpresskraft und Drehzahl reduziert. In dieser zweiten Phase ergibt sich idealerweise der Schraubenvorschub aus der Drehzahl und der Gewindesteigung der Schraube. In einer nachfolgenden dritten Phase erfolgt das Einschrauben. Nach dem Durchdringen der miteinander zu verbindenden Bauteile und Ausbildung des Innengewindes wird die Schraube bis kurz vor einer Auflage ihres Kopfes in das geformte Gewinde geschraubt. Als letzte und vierte Phase erfolgt das Anziehen der Schraube. Kurz vor Anlage des Schraubenkopfs an dem oberen Bauteil wird die Drehzahl nochmals deutlich reduziert. Die Schraubeinheit zieht die Schraubverbindung an, bis das eingestellte Abschaltdrehmoment erreicht ist. Durch das Abkühlen des Werkstücks entsteht infolge Wärmekontraktion eine zusätzliche Flächenpressung und das Blechmaterial schrumpft auf die Schraube auf. Mit der Erfindung sollen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum spanlosen Einbringen einer Schraube in ungelochte Bauteile sowie auch eine Schraube zum spanlosen Einfurchen eines Gewindes in ungelochte Bauteile verbessert werden.
Erfindungsgemäß ist hierzu ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1, eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 8 und eine Schraube mit den Merkmalen von Anspruch 9 vorgesehen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Schraube spanlos in ungelochte Bauteile eingebracht, wobei die Schraube einen von einer Spitze der Schraube ausgehenden gewindefreien Formabschnitt und einen sich an den Formabschnitt anschließenden Furchabschnitt mit einem Furchgewinde aufweist. Der Formabschnitt umfasst die Spitze. Es sind die Schritte des Aufsetzens der gewindefreien Spitze der Schraube auf das Bauteil, des Drehens der Spitze auf dem Bauteil bei gleichzeitigem axialen Anpressen zum spanlosen Formen einer Durchgangsöffnung in dem Bauteil mittels des Formabschnitts und des Einfurchens eines Gewindes mittels des Furchabschnitts der Schraube vorgesehen. Erfindungsgemäß wird das Bauteil mittels des Formabschnitts beim Formen der Durchgangsöffnung nicht-rotationssymmetrisch beaufschlagt. Auf diese Weise kann die für das spanlose Formen der Durchgangsöffnung erforderliche Erwärmung und Verformung des ungelochten Bauteils schneller erfolgen, so dass das Formen der Durchgangsöffnung mittels des Formabschnitts schneller als bei konventionellen Verfahren und mit weniger Anpresskraft erreicht werden kann. Überraschenderweise lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gegenüber den bekannten Verfahren Zeiteinsparungen von 30% bis 50% erzielen. Durch das nicht-rotationssymmetrische Beaufschlagen des Bauteils mittels der Spitze und/oder mittels des Formabschnitts wird die Energie, die durch das Anpressen und das Drehen der Schraube auf das ungelochte Bauteil aufgebracht wird, auf eine kleinere Fläche konzentriert als bei konventionellen Verfahren. Dadurch erwärmt sich das Material des Bauteils schneller und die zum Formen der Durchgangsöffnung erforderliche Materialverformung kann schneller bewirkt werden. Der Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass wenigstens beim Formen der Durchgangsöffnung die Kontaktfläche zwischen Schraubenspitze bzw. Formabschnitt und Werkstück bzw. dem oder den Bauteilen reduziert wird. Dadurch kann die Fließspannung des Materials des Werkstücks bei geringeren Anpresskräften erreicht werden, allerdings ohne die Temperatur in der Umformzone infolge Reibung/Drehzahl weiter zu erhöhen.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Drehen der Schraube um eine während des Einbringens der Schraube feststehende Drehachse vorgesehen, wobei der Formabschnitt nichtrotationssymmetrisch ausgebildet ist.
Auf diese Weise können für das erfindungsgemäße Verfahren konventionelle Einschraubvorrichtungen verwendet werden. Die nicht-asymmetrische Ausbildung der Spitze und/oder des Formabschnitts der Schraube sorgt dann für die nicht-rotationssymmetrische Beaufschlagung des Bauteils beim Einbringen der Schraube. Beispielsweise kann die Spitze als Teil des Formabschnitts aus der Mittellängsachse der Schraube herausgebogen werden. Dadurch verlagert sich der Kontaktbereich zu einem Betrachtungszeitpunkt auf nur eine Seite bzw. auf ein Umfangssegment. Durch die Drehbewegung wandert dieser Bereich und damit die Umformzone kreisförmig um die Mittelachse der zu formenden Durchgangsöffnung. Es findet dadurch ein partielles Umformen des Werkstücks statt.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Drehen der Schraube um eine während des Formens der Durchgangsöffnung nicht feststehende Drehachse vorgesehen.
Auf diese Weise kann die Schraube selbst gegebenenfalls rotationssymmetrisch ausgebildet sein und durch Drehen der Schraube um eine während des Formens der Durchgangsöffnung nicht feststehende Drehachse wird eine nicht-rotationssymmetrische Beaufschlagung des Bauteils mittels der Spitze und/oder des Formabschnitts beim Formen der Durchgangsöffnung erreicht. Sobald die Durchgangsöffnung ausgebildet ist oder auch sobald die erforderliche Materialverformung des Bauteils erreicht ist, kann die Schraube wieder um eine feststehende und mit der Mittelachse der Schraube zusammenfallende Drehachse gedreht werden. Beispielsweise wird lediglich für das teilweise Formen der Durchgangsöffnung die Schraube um eine nicht feststehende Drehachse gedreht und für das Einfurchen des Gewindes sowie das nachfolgende Festdrehen der Schraube mittels eines Gewindes in einem Halteabschnitt wird die Schraube dann wieder in konventioneller Weise um eine feststehende Drehachse gedreht.
In Weiterbildung der Erfindung führt die Drehachse während des Formens der Durchgangsöffnung eine Taumelbewegung durch, bei der die Drehachse zu einer feststehenden Mittelachse wenigstens zeitweise schräg steht.
Mittels einer Taumelbewegung lassen sich sehr gute Ergebnisse beim Formen der Durchgangsöffnung in dem ungelochten Bauteil erzielen. Beispielsweise genügt eine Schrägstellung der Drehachse von nur 1°, um bereits erheblich reduzierte Einschraubzeiten zu erreichen. Denn auch mittels einer leichten Schrägstellung der Drehachse in Verbindung mit dem Durchführen einer Taumelbewegung verlagert sich der Kontaktbereich zu einem Betrachtungszeitpunkt auf nur eine Seite bzw. auf nur ein Umfangssegment. Durch die Taumelbewegung wandert dieser Bereich und damit die Umformzone kreisförmig um die Mittelachse der zu formenden Durchgangsöffnung. Es findet ein partielles Umformen des Werkstücks statt.
In Weiterbildung der Erfindung wird die Drehachse auf einer Kreisbahn oder Spiralbahn um die feststehende Mittelachse bewegt.
In Weiterbildung der Erfindung führt die Drehachse eine Taumelbewegung durch, die sich aus einer radialen Bewegung zur Mittelachse und einer Kreisbewegung oder Spiralbewegung um die Mittelachse zusammensetzt.
In Weiterbildung der Erfindung führt die Drehachse während des Formens der Durchgangsöffnung eine exzentrische Bewegung um die Mittelachse durch. Hierzu kann die Drehachse beispielsweise parallel zur Mittelachse bleiben und auf einer exzentrischen Bahn um die Mittelachse bewegt werden.
Erfindungsgemäß ist auch eine Schraube zum spanlosen Einfurchen eines Gewindes in ungelochte Bauteile mit einem Schraubenschaft und einem Schraubenkopf mit einer Antriebsausbildung vorgesehen, wobei der Schaft einen gewindefreien Formabschnitt mit einer dem Schraubenkopf gegenüberliegenden Spitze, einen sich an den Formabschnitt in Richtung auf den Schraubenkopf anschließenden Furchabschnitt mit Furchgewinde und einen zwischen dem Furchabschnitt und dem Kopf liegenden Halteabschnitt mit einem Haltegewinde aufweist, wobei der Formabschnitt wenigstens ein nicht-rotationssymmetrisches Formmerkmal aufweist.
Durch Vorsehen wenigstens eines nicht-rotationssymmetrischen Formmerkmals im Formabschnitt kann das ungelochte Bauteil nicht-rotationssymmetrisch beaufschlagt werden. Dadurch kann mittels des Formabschnitts die Durchgangsöffnung in dem ungelochten Bauteil wesentlich schneller und mit wesentlich geringerem Energieaufwand hergestellt werden, als dies bei konventionellen Schrauben der Fall ist.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Spitze zu einer Mittelachse der Schraube versetzt angeordnet.
Auf diese Weise kann nach dem Aufsetzen und Indrehungversetzen der Schraube eine nichtrotationssymmetrische Beaufschlagung des ungelochten Bauteils erfolgen. Beispielsweise kann in sehr einfacher Weise die Spitze des Formabschnitts, die die Schraubenspitze bildet, geringfügig aus der Mitte herausgebogen werden. Die dadurch entstehende exzentrische Spitze hat während des Formens der Durchgangsöffnung ebenfalls eine umlaufende Verlagerung des Kontaktbereichs zwischen Spitze und Bauteil und damit der Umformzone zur Folge. Der Kontaktbereich liegt dadurch nur auf einer Seite bzw. auf einem Umfangssegment um die Drehachse der Schraube. Die Modifikation allein der Schraubenspitze bietet noch einen weiteren Vorteil. Nachdem die Spitze das Bauteil oder die Bauteile durchdrungen hat und die Durchgangsöffnung somit hergestellt ist, übt die herausgebogene und exzentrisch sitzende Spitze keinen Einfluss mehr auf den Furchvorgang des Gewindes und den nachfolgenden Schraubvorgang aus, so dass die Schraube wieder eine zentrische Einschraubbewegung ausführt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die exzentrische Bewegung der Schraubenspitze keine Qualitätseinbußen auf die Funktionalität der Schraubverbindung zur Folge hat. Eine solche exzentrische oder herausgebogene Schraubenspitze hat einen erheblichen Einfluss auf die benötigte Zeit zum Ausbilden der Durchgangsöffnung, also dem sogenannten Fließlochformen. Überraschenderweise konnte eine Reduzierung der Dauer der ersten Phase Formen der Durchgangsöffnung bzw. Fließlochformen von bis zu 50% erreicht werden. Der Einsatz der gekrümmten oder exzentrischen Schraubenspitze führt insbesondere bei geringeren Anpresskräften zu einer erheblichen Reduzierung der Prozesszeit für das Formen der Durchgangsöffnung. An der letztendlich fertiggestellten Schraubverbindung konnte im Übrigen keine Reduzierung der Verbindungsfestigkeit im Vergleich zu Verbindungen festgestellt werden, die mit konventionellen Verfahren bzw. konventionellen Schrauben zum Fließlochformen hergestellt wurden.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Formabschnitt wenigstens einen sich senkrecht zur Mittelachse der Schraube erstreckenden Vorsprung auf.
Ein solcher Vorsprung kann auf verschiedene Art und Weise erreicht werden. Beispielsweise kann im Formabschnitt wenigstens ein sich in radialer Richtung erstreckender Vorsprung vorgesehen werden. Beispielsweise kann aber auch im Formabschnitt ein Längenabschnitt der Schraube zu einer Mittelachse der Schraube in radialer Richtung versetzt werden. Dadurch entsteht auf einer Seite ein Vorsprung, auf der gegenüberliegenden Seite dann eine Einbuchtung. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass für die Herstellung der erfindungsgemäßen Schraube nicht mehr Material benötigt wird als bei einer konventionellen, rotationssymmetrischen Schraube. Die erfindungsgemäße Schraube kann daher aus einem an und für sich konventionellen Schraubenrohling durch Walzen hergestellt werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist in radialer Richtung gesehen gegenüber dem wenigstens einen Vorsprung eine Einbuchtung des Formabschnitts angeordnet.
Beispielsweise können über den Umfang des Formabschnitts gesehen drei Vorsprünge vorgesehen sein, wobei jeweils gegenüber jedem Vorsprung eine Einbuchtung vorgesehen ist.
In Weiterbildung der Erfindung sind im Formabschnitt zwei einander gegenüberliegende Vorsprünge vorgesehen.
Auch mittels zweier einander gegenüberliegender Vorsprünge kann eine nichtrotationssymmetrische Beaufschlagung des ungelochten Bauteils erzielt werden. Die Energie, die mittels Anpressen und Drehen der Schraube aufgebracht wird, wird dann gegenüber konventionellen, rotationssymmetrischen Schrauben in eine kleinere Fläche des Bauteils eingetragen, so dass eine Materialverformung des Bauteils schneller erfolgen kann als bei konventionellen Schrauben.
In Weiterbildung der Erfindung sind auf gleicher Höhe zu den beiden gegenüberliegenden Vorsprüngen zwei einander gegenüberliegende Einbuchtungen vorgesehen, wobei die Einbuchtungen auf einer Linie liegen, die senkrecht zu einer Verbindungslinie zwischen den beiden Vorsprüngen angeordnet ist.
Auf diese Weise wird gegenüber einer konventionellen Schraube mit rundem Querschnitt nicht mehr Material zum Herstellen der beiden gegenüberliegenden Vorsprünge benötigt. Die erfindungsgemäße Schraube kann dadurch mittels Walzen eines konventionellen Schraubenrohlings mit kreiszylindrischem Querschnitt hergestellt werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist ein Querschnitt des Formabschnitts auf Höhe der beiden Vorsprünge und der beiden Einbuchtungen oval oder ellipsenförmig.
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 der Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen können dabei in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schraube gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 eine Seitenansicht der Schraube der 1, die gegenüber der 1 um 90° gedreht ist,
3 eine weitere Seitenansicht der Schraube der 1 und 2,
4 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schraube gemäß einer zweiten Ausführungsform,
5 eine Ansicht auf die Schnittebene A-A in 4,
6 eine weitere Seitenansicht der Schraube der 4, die gegenüber der 4 um 90° gedreht ist,
7 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schraube gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
8 eine Schnittansicht auf die Schnittebene A-A in 7,
9 eine weitere Seitenansicht der Schraube der 7, die gegenüber 7 um 90° gedreht ist,
10 eine weitere Seitenansicht der Schraube der 7 und 9,
11 eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Schraube gemäß einer vierten Ausführungsform,
12 eine Ansicht auf die Schnittebene A-A in 11,
13 eine weitere Seitenansicht der Schraube der 11, die gegenüber 11 um 90° gedreht ist,
14 eine weitere Seitenansicht der Schraube der 11 und 13,
15 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schraube gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung,
16 eine Ansicht auf die Schnittebene A-A in 15,
17 eine weitere Seitenansicht der Schraube der 15, die gegenüber 15 um 90° gedreht ist,
18 eine weitere Seitenansicht der Schraube der 15 und 17,
19 eine schematische Darstellung einer Bewegung der Drehachse einer Schraube beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform,
20 eine schematische Darstellung der Bewegungsbahn der Drehachse der Schraube bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
21 eine schematische Darstellung der Bewegung der Drehachse der Schraube beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform,
22 eine schematische Darstellung der Überlagerung verschiedener Bewegungen der Drehachse der Schraube beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens,
23 eine schematische Darstellung der Bewegungsbahn der Drehachse beim Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform,
24 eine schematische Darstellung der Bewegungsbahn der Drehachse der Schraube beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform,
25 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung der Wirkungsweise der Erfindung und
26 eine weitere schematische Darstellung zur Verdeutlichung der Wirkungsweise der Erfindung.
Die Darstellungen der 25 und 26 zeigen schematisch die Wirkungsweise der Erfindung. Durch eine nicht-rotationssymmetrische Beaufschlagung eines ursprünglich ungelochten Bauteils 10 mittels des Formabschnitts 12 einer Gewindefurchschraube 18 wird die beim Drehen der Schraube aufgebrachte Energie in einen kleineren Bereich des Bauteils 10 eingeleitet als bei konventionellen Schrauben bzw. Verfahren. Speziell ist in 25 zu erkennen, dass der Formabschnitt 12 der Schraube 18 lediglich in einem gestrichelt angedeuteten Bereich 14 an dem Bauteil 10 angreift. Die Anpresskraft der Schraube 18 wird somit auf eine deutlich kleinere Fläche konzentriert als bei konventionellen Schrauben mit kreisrundem Querschnitt bzw. bei konventionellen Verfahren mit rotationssymmetrischer Beaufschlagung, so dass sich eine höhere Flächenpressung ergibt. Infolgedessen wird auch das Material des Bauteils 10 in einem Bereich 16 deutlich stärker erwärmt und auch verformt als dies bei konventionellen Schrauben bzw. konventionellen Verfahren der Fall wäre. Der Bereich 16 bildet eine lokale Umformzone des Bauteils 10. Ein am Beispiel der 25 einseitig vorragender Vorsprung oder Formstollen des Formabschnitts 12 verdrängt das Material des Bauteils 10, das dadurch stark erwärmt wird. Das axiale Vordringen des Formabschnitts 12 der Schraube 18 in das anfangs ungelochte Bauteil 10 erfolgt dadurch wesentlich schneller als bei rotationssymmetrischer Beaufschlagung des Bauteils 10.
26 zeigt schematisch die Verhältnisse der 25 in einer Seitenansicht. Der Formabschnitt 12 der Schraube 18 ist bereits ein Stück weit in das anfangs ungelochte Bauteil 10 vorgedrungen und hat dadurch in dem Bauteil 10 bereits eine Vertiefung erzeugt. Der Bereich 14, in dem der Formabschnitt 12 der Schraube 18 an dem Bauteil 10 anliegt, ist in 26 ebenfalls gestrichelt angedeutet. Zu erkennen ist, dass der Bereich 14 kleiner ist als bei einer rotationssymmetrischen Beaufschlagung des Bauteils 10. Der Bereich 14 oder auch die Kontaktfläche zwischen dem Formabschnitt 12 und dem Bauteil 10 wird gezielt reduziert, so dass pro Fläche in das Bauteil 10 mehr Energie eingetragen wird als bei rotationssymmetrischer Beaufschlagung des Bauteils 10.
Mit der Erfindung lassen sich erhebliche Verringerungen beim Einbringen einer Schraube in ein ungelochtes Bauteil gegenüber konventionellen Verfahren und konventionellen Schrauben erzielen. Der Anpressdruck lässt sich um bis zu 20% bei gleicher Einschraubzeit reduzieren. Die Einschraubzeit bei gleichem Anpressdruck der Schraube beim Einschrauben lässt sich um 30% bis 50% gegenüber konventionellen Schrauben bzw. konventionellen Verfahren reduzieren.
Die in 25 und 26 dargestellte einseitige Beaufschlagung bei verringerter Kontaktfläche in dem Bereich 14 zwischen dem Formabschnitt 12 der Schraube und dem anfangs ungelochten Bauteil 10 lässt sich dabei auf verschiedene Weise erreichen.
Zum einen kann die Schraube nicht um eine feststehende Drehachse bewegt werden, sondern beim Formen der Durchgangsöffnung in dem anfangs ungelochten Bauteil mittels des Formabschnitts wird die Schraube um eine während des Formens der Durchgangsöffnung nicht feststehende Drehachse gedreht. Nach Herstellen der Durchgangsöffnung oder dann, wenn der Furchabschnitt der Schraube in das Bauteil eingreift, kann die Drehachse wieder feststehen. Die Schraube selbst kann in diesem Fall rotationssymmetrisch ausgebildet sein.
Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die Schraube selbst eine nicht-rotationssymmetrische Ausgestaltung ihres Formabschnitts aufweisen. Beispielsweise kann die Spitze des Formabschnitts seitlich versetzt sein oder der Formabschnitt kann wenigstens einen in radialer Richtung vorragenden Vorsprung, der auch als Formstollen bezeichnet wird, aufweisen. Der Vorsprung ragt dabei gegenüber einer Ausbildung des Formabschnitts mit kreisförmigem Querschnitt in radialer Richtung vor. Erfindungsgemäß können ein oder mehrere in radialer Richtung vorragende Vorsprünge vorgesehen sein.
Die Darstellung der 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schraube 20 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Schraube 20 weist einen Schraubenkopf 22 mit einer in 1 nicht erkennbaren Antriebsausbildung auf. Die Schraube 20 weist weiter einen Schraubenschaft 24 auf, der einen gewindefreien Formabschnitt 26 hat, der sich von einer Spitze 28 der Schraube bis zu einem Furchabschnitt 30 erstreckt. Ein Querschnitt des Schafts 24 im Formabschnitt 26 nimmt von der Spitze 28 aus zu. Eine Kontur des Formabschnitts 26 ist geschossartig oder ogivenförmig, in jedem Fall verläuft die Kontur des Formabschnitts 26 konvex gekrümmt bis zum Übergang in den Furchabschnitt 30. Im Furchabschnitt 30 hat der Schraubenschaft dann einen zylindrischen Querschnitt. Im Furchabschnitt 30 ist ein Furchgewinde vorhanden, das zum Einfurchen eines Gewindes mittels Drehen der Schraube 20 in eine zunächst gewindefreie Durchgangsöffnung in dem Bauteil vorgesehen ist. Das Furchgewinde weist hierzu vom Beginn des Furchabschnitts 30 in Richtung auf den Schraubenkopf 22 zu eine ansteigende Höhe der Gewindegänge auf. Vom Ende des Furchabschnitts 30 bis zur Unterseite des Schraubenkopfs 22 erstreckt sich dann ein Halteabschnitt 32. In diesem Halteabschnitt 32 ist das Gewinde auf dem Schraubenschaft 24 voll und mit gleichbleibender Höhe der Gewindegänge ausgebildet.
Der gewindefreie Formabschnitt 26 ist zum Ausformen einer Durchgangsöffnung in dem anfangs ungelochten Bauteil vorgesehen. Das ungelochte Bauteil kann einstückig sein, beispielsweise aber auch aus zwei Materialschichten bestehen, um die beiden Materialschichten mittels der Schraube 20 miteinander zu verbinden. Die Spitze 28 des Formabschnitts 26 ist bei der dargestellten Ausführungsform abgerundet. Vor allem ist die Spitze 28 gegenüber einer Mittelachse 34 der Schraube 20 seitlich versetzt. Nach dem Aufsetzen und Drehen der Schraube 20 auf ein ungelochtes Bauteil wird das Bauteil infolgedessen nicht-rotationssymmetrisch beaufschlagt.
Die Darstellung der 2 zeigt eine weitere Seitenansicht der Schraube 20, wobei die Schraube 20 gegenüber der Darstellung der 1 um 90° gedreht ist. In dieser Seitenansicht der 2 ist nicht zu erkennen, dass die Spitze 28 seitlich gegenüber der Mittelachse 34 versetzt ist.
Die Darstellung der 3 zeigt eine weitere Seitenansicht der Schraube 20 der 1 und 2. Gut zu erkennen ist ein Gewinde 36 im Furchabschnitt 30 und im Halteabschnitt 32. Wie ausgeführt wurde, ist das Gewinde im Furchabschnitt 30 anders ausgebildet als im Halteabschnitt 32, wobei dies in der eher schematischen Darstellung der 3 nicht erkennbar ist.
Die Darstellung der 4 zeigt eine erfindungsgemäße Schraube 40 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Ein Kopf 22 der Schraube sowie ein Furchabschnitt 30 und ein Halteabschnitt 32 der Schraube 40 sind gleich ausgebildet wie bei der Schraube gemäß 1 und werden daher nicht erneut erläutert. Im Formabschnitt 26 weist die Schraube 40 einen in radialer Richtung vorstehenden Vorsprung 42 auf. Dieser Vorsprung 42 ist etwa auf halber Höhe des Formabschnitts 26 angeordnet. Der Vorsprung 42 kann auch als Formstollen bezeichnet werden und sorgt bei einer Drehung der Schraube 40 für eine nicht-rotationssymmetrische Beaufschlagung eines anfangs ungelochten Bauteils beim Formen der Durchgangsöffnung mittels des Formabschnitts 26.
Die Darstellung der 5 zeigt eine Ansicht auf die Schnittebene A-A in 4. Gut zu erkennen ist der einseitig und in radialer Richtung vorragende Vorsprung 42. Außerhalb des Vorsprungs 42 weist der Umfang des Formabschnitts 26 auf Höhe der Schnittebene A-A eine Kreisabschnittsform auf. Die Querschnittsform des Formabschnitts 26 kann aber auch eine sogenannte trilobulare Form aufweisen, also eine dreieckartige Form mit abgerundeten Ecken und sich zwischen den Eckpunkten erstreckenden konvexen Seitenkanten.
Die Darstellung der 6 zeigt die Schraube 40 in einer weiteren Seitenansicht, wobei die Schraube 40 gegenüber der Ansicht der 4 um 90° gedreht ist. Der Vorsprung 42 ist in der Darstellung der 6 somit nicht zu erkennen.
Die Darstellung der 7 zeigt eine erfindungsgemäße Schraube 50 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Der Kopf 22, der Furchabschnitt 30 und der Halteabschnitt 32 der Schraube 50 sind gleich ausgebildet wie bei der Schraube 20 der 1 und werden nicht erneut erläutert. Im Formabschnitt 26 weist die Schraube 50 einen in radialer Richtung seitlich vorragenden Vorsprung 52 auf, der durch einen seitlichen Versatz in radialer Richtung eines Längenabschnitts im Formabschnitt 26 erreicht wird. Infolgedessen ist gegenüberliegend des Vorsprungs 52 eine Einbuchtung 54 im Formabschnitt 26 vorhanden. Dadurch kann das Material, das zur Herstellung des Vorsprungs 52 benötigt wird, von der gegenüberliegenden Seite des Schraubenschafts 24 abgezogen werden, so dass dadurch die Ausbuchtung 54 entsteht. Die erfindungsgemäße Schraube 50 kann dadurch aus einem konventionellen, zylindrischen Schraubenrohling durch Walzen hergestellt werden. Die Spitze 28 der Schraube 50 liegt dann wieder auf der Mittelachse 34.
8 zeigt eine Ansicht auf die Schnittebene A-A in 7. Zu erkennen ist der kreisförmige Querschnitt des Formabschnitts 26 auf Höhe des Vorsprungs 52 und der gegenüberliegenden Einbuchtung 54. Wie erläutert wurde, wird ein Längenabschnitt des Formabschnitts 26 seitlich zur Mittelachse 34 versetzt, ohne dass sich der Querschnitt in diesem versetzten Bereich ändert.
Die Darstellung der 9 zeigt eine weitere Seitenansicht der Schraube 50, wobei die Schraube 50 gegenüber der Darstellung der 7 um 90° gedreht ist. In dieser Ansicht ist der Blick des Betrachters frontal auf den Vorsprung 52 gerichtet, so dass dieser nicht erkennbar ist.
Die Darstellung der 10 zeigt eine weitere Seitenansicht der Schraube 50.
In 11 ist eine Schraube 60 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Kopf 22, der Furchabschnitt 30 und der Halteabschnitt 32 sind gleich ausgebildet wie bei der Schraube 20 der 1 und werden nicht erneut erläutert.
Im Formabschnitt 26, der sich von der abgerundeten Spitze 28 bis zum Beginn des Furchabschnitts 30 erstreckt, ist etwa auf der Hälfte der Länge des Formabschnitts 26 ein seitlich in radialer Richtung vorragender Vorsprung 62 vorgesehen. Der Vorsprung 62 hat eine nach außen gewölbte Form und ragt aus der im Übrigen durchgehend gekrümmten Außenkontur des Formabschnitts 26 heraus. In radialer Richtung gegenüber dem Vorsprung 62 ist eine Einbuchtung 64 angeordnet. Der Vorsprung 62 und die gegenüberliegende Einbuchtung 64 entstehen durch einseitiges Plätten des Formabschnitts 26 während des Walzvorgangs, mit dem die Schraube im Bereich ihres Schafts 24 ihre endgültige Form erhält. Während des Walzvorgangs wird das Gewinde im Furchabschnitt 30 und im Halteabschnitt 32 aufgewalzt und der Schaft 24 erhält seine im Formabschnitt 26 und im Furchabschnitt 30 trilobulare Querschnittsform, die in 12 zu erkennen ist. Während dieses Walzvorgangs wird auch der Mittelbereich des Formabschnitts 26 einseitig geplättet und der Vorsprung 62 und die gegenüberliegende Einbuchtung 64 werden ausgebildet. Mit anderen Worten wird der Mittelbereich des Formabschnitts 26 einseitig ausgelenkt, so dass der Vorsprung 62 und die gegenüberliegende Einbuchtung 64 entstehen.
12 zeigt eine Ansicht auf die Schnittebene A-A in 11. Zu erkennen ist der trilobulare Querschnitt, der aber einseitig ausgelenkt wurde, so dass der Vorsprung 62 und die gegenüberliegende Einbuchtung 64 entstehen. Anhand der Schnittansicht der 12 ist zu erkennen, dass auch im Bereich der Einbuchtung 64 eine Außenkante des Querschnitts immer noch konvex ausgebildet ist. Insgesamt ist anhand der 12 aber zu erkennen, wie der trilobulare Querschnitt, der im Formbereich 26 oberhalb und unterhalb des Vorsprungs 62 und der Einbuchtung 64 vorliegt, einseitig geplättet wurde. Bekanntermaßen wird ein trilobularer Querschnitt durch eine Grundform eines gleichschenkligen Dreiecks gebildet, die mit abgerundeten Ecken und mit konvex gekrümmten Seitenkanten versehen ist.
13 zeigt eine weitere Seitenansicht der Schraube 60 der 11, wobei die Schraube 26 gegenüber der Ansicht der 11 um 90° gedreht wurde. Der Blick des Betrachters ist in 13 dadurch auf den Vorsprung 62 gerichtet, so dass dieser nicht als Vorsprung zu erkennen ist. In 13 ist die gleichmäßig gekrümmte Außenkontur des Formbereichs 26 zu erkennen. Die in 13 erkennbare Kontur des Formabschnitts 26 wird auch als Ogive oder Spitzbogen bezeichnet.
14 zeigt eine weitere Seitenansicht der Schraube 60 der 11.
Die Darstellung der 15 zeigt eine erfindungsgemäße Schraube 70 gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung. Die Schraube 70 ist bezüglich ihres Kopfes 22, ihres Furchabschnitts 30 und ihres Halteabschnitts 32 gleich ausgebildet wie die Schraube 20 der 1, so dass diese Bereiche nicht erneut erläutert werden.
Der gewindelose Formabschnitt 26, der sich bis zu der abgerundeten Spitze 28 erstreckt, weist jedoch in seinem Mittelbereich, also etwa auf der Hälfte der Länge zwischen der Spitze 28 und dem Beginn des Furchabschnitts 30, zwei gegenüberliegende Vorsprünge 72 und 74 auf, die sich jeweils in radialer Richtung nach außen erstrecken. Die beiden Vorsprünge 72, 74 sind jeweils abgerundet ausgebildet. Die beiden Vorsprünge 72, 74 entstehen dadurch, dass dieser Mittenbereich des Formabschnitts 26 während des Walzens eines Schraubenrohlings ausgehend von der ursprünglich kreisrunden Querschnittsform des Schraubenrohlings zu einer ovalen oder ellipsenförmigen Querschnittsform deformiert wird. Dieser ellipsenförmige Querschnitt ist in 16 dargestellt, die eine Ansicht auf die Schnittebene A-A in 15 zeigt. Die ovale bzw. ellipsenförmige Querschnittsform führt zur Bildung der beiden Vorsprünge 72, 74 und, senkrecht zu einer Verbindungslinie zwischen den beiden Vorsprüngen 72, 74 gesehen, zur Bildung der beiden Einbuchtungen 76, 78 des Formabschnitts 26. Diese Einbuchtungen 76, 78 stellen das Material zur Verfügung, das dann in die Vorsprünge 72, 74 fließen kann. Die Einbuchtungen 76, 78 sind in der Seitenansicht der Schraube 70 in 17 zu erkennen, wobei die Schraube 70 in der Ansicht der 17 gegenüber der Ansicht der 15 um 90° gedreht wurde.
In der Schnittansicht der 16 sind die Einbuchtungen 76, 78 nur dahingehend zu erkennen, dass sie in den Bereichen der kürzeren Halbachse der elliptischen Querschnittsform liegen. Der Querschnitt ist aber auch auf Höhe der beiden Vorsprünge 72, 74 und der beiden Ausnehmungen 76, 78, wie 16 zu entnehmen ist, allseitig konvex gekrümmt.
Die Darstellung der 18 zeigt eine weitere Seitenansicht der Schraube 70 der 15.
19 zeigt schematisch eine mögliche Taumelbewegung einer Drehachse einer Gewindefurchschraube beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei entweder mit den in den 1 bis 18 dargestellten erfindungsgemäßen Schrauben oder einer konventionellen Gewindefurchschraube mit gewindefreiem Formabschnitt durchgeführt werden. Ein Kreiszylinder 80 in 19 symbolisiert dabei eine Drehachse der Schraube. Die Drehachse der Schraube fällt dabei mit einer Mittelachse der Schraube zusammen. Eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens ist also so ausgelegt, dass die Schraube nicht nur gedreht, sondern gleichzeitig auch fluchtend zur Drehachse 80 gehalten werden kann, so dass also die Schraube die Taumelbewegung der Drehachse 80 mit ausführt. In der schematischen Darstellung der 19 ist die Schraube selbst nicht dargestellt. In dem zunächst ungelochten Bauteil 82 ist eine Durchgangsöffnung 84 dargestellt, die dann nach dem Einbringen einer Gewindefurchschraube durch die Gewindefurchschraube ausgefüllt ist. Das Bauteil 82 besteht aus zwei Materialschichten, beispielsweise zwei aufeinanderliegenden Blechen 66, 88, die beide zunächst ungelocht sind und mittels einer Gewindefurchschraube verbunden werden.
In der Darstellung der 19 ist zu erkennen, dass beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Drehachse 80 der Schraube eine Kreisbewegung um eine feststehende Mittelachse 90 durchführt. Diese Kreisbewegung der Drehachse 80 wird dabei während des Formens der Durchgangsöffnung mittels des Formabschnitts 26 durchgeführt. Nachdem die Durchgangsöffnung 84 ausgebildet ist und der Furchabschnitt 30 in das Bauteil 82 eingreift, wird die Drehachse 80 fluchtend zur Mittelachse 90 ausgerichtet, so dass der Furchabschnitt 30 in der Durchgangsöffnung 84 ein Gewinde ausformen kann und dann letztendlich der Halteabschnitt 32 in dieses Gewinde in der Durchgangsöffnung 84 eingreifen kann.
Hierzu wird beim Formen der Durchgangsöffnung die Kreisbewegung der Drehachse 80 mit sich verringerndem Radius ausgeführt. Dadurch ergibt sich eine Spiralbahn der Drehachse 80, wie sie in 20 dargestellt ist. Nach dem Formen der Durchgangsöffnung wird die Drehachse dann, wie ausgeführt wurde, fluchtend zur Mittelachse 90 ausgerichtet und die Schraube wird vollständig in die Durchgangsöffnung 84 eingedreht.
Die Darstellung der 21 zeigt schematisch eine alternative Taumelbewegung, die die Drehachse 80 während des Formens der Durchgangsöffnung 84 durchführen kann. Dargestellt sind dabei drei aufeinanderfolgende unterschiedliche Positionen der Drehachse 80. Die Drehachse 80 führt eine Taumelbewegung durch, die, siehe 22, aus der Überlagerung einer kreisförmigen Bewegung 92 und zwei senkrecht zueinander angeordneten Schwenkbewegungen 94, 96 in radialer Richtung zusammengesetzt ist. Anstelle der Kreisbewegung 92 kann auch eine spiralförmige Bewegung mit sich verringerndem Radius durchgeführt werden, wie sie anhand der 20 dargestellt wurde.
In einer Ansicht von oben ergibt sich dadurch eine Bewegungsbahn 98 der Drehachse 80, wie sie in 23 schematisch dargestellt ist. Die Drehachse 80 führt auf der Bewegungsbahn 98 nacheinander ellipsenförmige Teilbewegungen durch, die stets wieder die Mittelachse 90 schneiden. Gleichzeitig erfolgt eine Überlagerung der Kreisbewegung 92, so dass die Bewegungsbahn 98 aus mehreren, jeweils ellipsenförmigen Teilbahnen besteht, die kreisförmig um die Mittelachse 90 angeordnet sind.
Eine alternative Bewegungsbahn 100 ist in schematischer Darstellung in 24 dargestellt. Dort wird die Drehachse 80 auf einer gestrichelt dargestellten Kreisbahn 102 um die Mittelachse 90 bewegt und zusätzlich auf einer weiteren Kreisbahn bewegt. Dadurch ergibt sich die Bewegungsbahn 100 aus mehreren, kreisförmig um die Mittelachse 90 angeordneten einzelnen, jeweils kreisförmigen Bahnen.
Wie ausgeführt wurde, erfolgt die Taumelbewegung der Drehachse 80 zusammen mit einem axialen Anpressen des gewindelosen Formabschnitts 26 einer Schraube auf das zunächst ungelochte Bauteil 82. Während des Formens der Durchgangsöffnung 84 führt die Drehachse 80 eine Taumelbewegung durch. Dadurch beaufschlagt der Formabschnitt 26 das Bauteil 82 in nicht-rotationssymmetrischer Weise. Die Kraft, die mittels des Formabschnitts 26 auf das Bauteil 82 ausgeübt wird, wird dadurch auf eine kleinere Fläche konzentriert als bei rotationssymmetrischer Beaufschlagung. Dadurch kann die Bewegungsenergie der Schraube auf eine kleinere Fläche des Bauteils 82 konzentriert werden, so dass sich das Bauteil 82 in diesem kleineren Bereich schneller erwärmt und schneller verformt als bei feststehender Drehachse 80. Infolgedessen kann das Formen der Durchgangsöffnung 84 wesentlich schneller erfolgen als bei feststehender Drehachse 80.
Wie bereits erläutert wurde, lässt sich der erfindungsgemäße Effekt der nichtrotationssymmetrischen Beaufschlagung des Bauteils 82 auch mit den in 1 bis 18 dargestellten erfindungsgemäßen Schrauben erreichen, auch wenn die erfindungsgemäßen Schrauben mit feststehender Drehachse 80, die dann also mit der Mittelachse 90 zusammenfällt, verwendet werden.
Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung möglich, die erfindungsgemäßen Schrauben mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu kombinieren.
Zusammengefasst kann durch die erfindungsgemäßen Schrauben und/oder das erfindungsgemäße Verfahren die benötigte Zeit zum Formen der Durchgangsöffnung, also das sogenannte Fließlochformen, als auch die benötigte axiale Anpresskraft nennenswert reduziert werden. Dadurch wird der Anwendungsbereich des sogenannten Fließlochschraubens in Richtung dünnerer Materialien mit gleichzeitig höherer Festigkeit erweitert. Dadurch kann beispielsweise der PKW-Leichtbau weiter unterstützt werden. Durch die geringere Prozesszeit wird zudem die Wettbewerbsfähigkeit des Verfahrens, beispielsweise gegenüber dem Hochgeschwindigkeitsbolzensetzen, deutlich verbessert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2310697 B1 [0002]
EP 2521864 B1 [0002]

Claims

Verfahren zum spanlosen Einbringen einer Schraube in ungelochte Bauteile wobei die Schraube einen gewindefreien Formabschnitt (26), der von einer Spitze (28) der Schraube ausgeht und die Spitze (28) enthält, und einen sich an den Formabschnitt (26) anschließenden Furchabschnitt (30) mit einem Furchgewinde aufweist, mit den Schritten Aufsetzen der gewindefreien Spitze (28) der Schraube auf das Bauteil (82), Drehen der Spitze (28) auf dem Bauteil (82) bei gleichzeitigem axialen Anpressen zum spanlosen Formen einer Durchgangsöffnung (84) in dem Bauteil (82) mittels des Formabschnitts (26) und Einfurchen eines Gewindes mittels des Furchabschnitts (30) der Schraube, gekennzeichnet durch nicht rotationssymmetrisches Beaufschlagen des Bauteils (82) mittels des Formabschnitts (26) beim Formen der Durchgangsöffnung (84).
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Drehen der Schraube um eine während des Einbringens der Schraube feststehende Drehachse, wobei die Spitze (28) und/oder der Formabschnitt (26) nicht rotationssymmetrisch ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Drehen der Schraube um eine während des Formens der Durchgangsöffnung (84) nicht feststehende Drehachse (80).
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (80) während des Formens der Durchgangsöffnung (84) eine Taumelbewegung durchführt, bei der die Drehachse (80) zu einer feststehenden Mittelachse (90) wenigstens abschnittsweise schräg steht.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (80) auf einer Kreisbahn oder Spiralbahn um die feststehende Mittelachse (90) bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (80) eine Taumelbewegung durchführt, die sich aus einer radialen Bewegung (94, 96) zur Mittelachse (90) und einer Kreisbewegung oder Spiralbewegung um die Mittelachse (90) zusammensetzt.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (80) während des Formens der Durchgangsöffnung eine exzentrische Bewegung um die Mittelachse (90) durchführt.
Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche.
Schraube (20; 40; 50; 60; 70) zum spanlosen Einfurchen eines Gewindes in ungelochte Bauteile (82) mit einem Schraubenschaft (24) und einem Schraubenkopf (22) mit einer Antriebsausbildung, wobei der Schaft (24) einen gewindefreien Formabschnitt (26) mit einer dem Schraubenkopf (22) gegenüberliegenden Spitze (28), einen sich an den Formabschnitt (26) in Richtung auf den Schraubenkopf (22) anschließenden Furchabschnitt (30) mit Furchgewinde und einen zwischen dem Furchabschnitt (30) und dem Kopf liegenden Halteabschnitt (32) mit einem Haltegewinde aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Formabschnitt (26) wenigstens ein nicht rotationssymmetrisches Formmerkmal aufweist.
Schraube nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (28) zu einer Mittelachse (90) der Schraube (20) versetzt angeordnet ist.
Schraube nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Formabschnitt (26) wenigstens einen sich senkrecht zur Mittelachse (34) der Schraube (40; 50; 60; 70) erstreckenden Vorsprung (42; 52; 62; 72; 74) aufweist.
Schraube nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in radialer Richtung gesehen gegenüber dem wenigstens einen Vorsprung (52; 62) eine Einbuchtung (54; 64) des Formabschnitts (26) angeordnet ist.
Schraube nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Formabschnitt (26) zwei einander gegenüberliegende Vorsprünge (72; 74) vorgesehen sind.
Schraube nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf gleicher Höhe zu den beiden gegenüberliegenden Vorsprüngen (72; 74) zwei einander gegenüberliegende Einbuchtungen (76; 78) vorgesehen sind, wobei die Einbuchtungen (76; 78) auf einer Linie liegen, die senkrecht zu einer Verbindungslinie zwischen den beiden Vorsprüngen (72; 74) angeordnet ist.
Schraube nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnitt des Formabschnitt (26)s auf Höhe der beiden Vorsprünge (72; 74) und der beiden Einbuchtungen (76; 78) oval oder ellipsenförmig ist.