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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Herstellen einer Schraube mit einer Bohrspitze, gebildet aus
einem eine Spitze ausbildenden Abschnitt und einem daran anschließenden Gewindeabschnitt,
wobei sich das Gewinde bis in den Spitzenabschnitt hinein erstreckt,
und zumindest einer in dem Spitzenabschnitt angeordneten und in
den Schraubenkern eingreifenden Schabenut.
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Schrauben mit Bohrspitzen werden
für eine Vielzahl
von Einsatzmöglichkeiten
benötigt.
Beispielsweise werden derartige Schrauben im Holzbau eingesetzt.
Diese Schrauben bestehen aus einem an den Schraubenkopf angeformten
Schraubenschaft, der zumindest in seinem unteren Abschnitt ein Gewinde
trägt.
Dieser Abschnitt setzt sich zum Fuß der Schraube hin in einen
sich verjüngenden
Abschnitt fort, der die Spitze der Schraube ausbildet. Das Gewinde
einer solchen Schraube erstreckt sich ebenfalls bis in den Bereich
des Spitzenabschnitts hinein. Gegensinnig zu dem Gewinde der Schraube
im Bereich des Spitzenabschnittes sind ein oder mehrere Schabenuten,
die Gewindegänge
durchtrennend und in den Schraubenkern eingreifend, angeordnet.
Diese Schabenuten dienen zum Entfernen von Material des vorgesehenen
Befestigungsgrundes, ähnlich
einem Bohrwerkzeug. Aus diesem Grunde wird eine solche Spitze auch
als Bohrspitze bezeichnet.
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Hergestellt wird eine solche Schraube
in herkömmlicher
Art und Weise dadurch, dass in einem ersten Schritt die Schraube
mit ihrem Gewinde erstellt wird. Das Gewinde wird durch Walzen eines
zylindrischen Rohlings ausgebildet. In einem zweiten Bearbeitungsschritt
werden die bereits mit dem Gewinde versehenen Schrauben einzeln
einer Kerbmaschine zugeführt,
mit der die zumindest eine Schabenut in den Bereich der Spitze durch
Fräsen
eingebracht wird. Für
den Fall, dass mehrere Schabenuten vorgesehen sind, werden diese
in aller Regel gleichzeitig ausgebildet.
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Mit diesem Verfahren sind zwar Schrauben mit
Bohrspitzen den Anforderungen genügend herstellbar, jedoch ist
das Herstellungsverfahren als solches aufwendig, insbesondere im
Hinblick auf die notwendige Handhabung der einzelnen, bereits mit einem
Gewinde versehene Schrauben zum Zuführen derselben an die Kerbmaschine.
Ferner stellt sich mitunter als Nachteil dar, dass die in aller
Regel eingesetzten Kerbmaschinen zum Einbringen der benötigten Schabenuten
nur Rohlinge mit einer bestimmten Maximallänge bearbeiten können. Wurden Schrauben
mit einer Bohrspitze von größeren Längen benötigt, konnten
die Schabenuten allenfalls mit mühsamer
Handarbeit eingebracht werden.
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In
DE 83 29 783 U1 ist eine selbstbohrende und/oder
selbstformende Universialschraube mit einem Schaftabschnitt mit
einem Gewinde, das sich bis in den Bereich der geformten Spitze
der Schraube hinein erstreckt beschrieben. Im Bereich der Spitze dieser
vorbekannten Schraube ist eine die Gewindehöhe reduzierende Formzone angeordnet,
damit bei einem Einschrauben dieser Schraube die durch das Gewinde
verursachte Reibung reduziert und somit ein Einschrauben der Schraube
erleichtert ist. Bei dieser Formkontur handelt es sich jedoch nicht
um eine Schabenut, mit der zum Ausbilden des Bohrloches Material
abgeschabt wird.
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Eine weitere Schraube mit einer Gewindeunterbrechung
ist aus
DE 16 95 768
U1 bekannt. In beiden Dokumenten ist ein Herstellungsverfahren
zum Herstellen einer solchen Schraube beschrieben, bei dem in einem
einzigen Walzvorgang sowohl das Gewinde der Schraube als auch die
Gewindeunterbrechung geformt werden kann. Zu diesem Zweck verfügt eine
der beiden miteinander zusammenwirkenden Walzbacken über entsprechende
Vorsprünge bzw.
Profilierungsnocken. Mit diesen vorbekannten Verfah ren ist es jedoch
nicht möglich,
in den Schraubenkern eingreifende Vertiefungen, insbesondere keine
solchen zur Ausbildung einer in den Kern der Schraube hineingreifenden
Schabenut herzustellen.
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Ausgehend von dem eingangs diskutierten Stand
der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zum Herstellen einer Schraube mit Bohrspitze vorzuschlagen,
das nicht nur bezüglich
der Herstellung der Schrauben gegenüber vorbekannten Verfahren
vereinfacht ist, sondern mit dem auch Bohrspitzen bei Schrauben
beliebiger Länge
ausgebildet werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 gelöst,
bei dem sowohl das Gewinde der Schraube als auch die zumindest eine
Schabenut in einem gemeinsamen Fertigungsschritt durch einen Walzvorgang
erstellt werden, wobei das bei dem Vorgang des Einbringens der zumindest
einen Schabenut in den Schraubenkern durch das Walzwerkzeug verdrängte Material
von dem Schraubenkern über die
Spitze weggeführt
und nach abschließendem Ausbilden
der zumindest einen Schabenut abgetrennt wird, wobei der Schraubenrohling
in demjenigen Abschnitt, in dem die zumindest eine Schabenut eingebracht
wird, sich zum Unterstützen
des Materialtransportes zum Wegführen
des beim Einbringen der zumindest einen Schabenut in den Schraubenkern
verdrängten
Materials während
des Schrittes des Einbringens der zumindest einen Schabenut in einem
gegenüber
Normalbedingungen weicheren Zustand befindet.
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Bei diesem Verfahren wird sowohl
das Gewinde als auch die zumindest eine Schabenut der Schraube in
einem gemeinsamen Walzvorgang erstellt. Dies hat zunächst den
Vorteil, dass beide Elemente der Schraube in einem einzigen Fertigungsschritt
ausgebildet werden können.
Ferner ist es möglich
geworden, Schrauben beliebiger Länge
mit einem Gewinde und einer Bohrspitze auszustatten, da lediglich
der Gewindeabschnitt und der Spitzenabschnitt in die Walzbacken
eingebracht wird und es für
den Vorgang des Walzens letztendlich unerheblich ist, ob der an
den Gewindeabschnitt angeformte Abschnitt der Schraube kürzer oder
länger
ist. Zum bestimmungsgemäßen Einbringen
der zumindest einen Schabenut wird der Walzvorgang dergestalt ausgeführt, dass
das durch das Walzwerkzeug verdrängte
Material des Schraubenkerns beim Ausbilden der zumindest einen Schabenut über die
Spitze der Schraube weggeführt wird.
Dadurch ist sichergestellt, dass das durch Ausbilden der zumindest
einen Schabenut verdrängte
Material des Schraubenkerns zuvor durch das Walzverfahren gebildete
Strukturen, beispielsweise die Spitze und das Gewinde nicht zerstört. Das über die
Spitze weggeführte
Material wird nach Ausbilden der zumindest einen Schabenut abgetrennt.
Das Abtrennen ist zweckmäßigerweise
Teil des Walzprozesses, so dass nach Abschluß des Walzvorganges die Schraube
bezüglich
ihrer Formgebung fertiggestellt ist. Zum Abführen des durch Einbringen der
zumindest einen Schabenut verdrängten
Materials über
die Spitze sind die beiden zum Durchführen des Walzvorganges benötigten Walzbacken
im Bereich der Spitze geringfügig
voneinander beabstandet. Dieser Randspalt wird nach Ausbilden der
zumindest einen Schabenut geschlossen, so dass auf diese Weise das
weggeführte
Material durch Abscheren abgetrennt wird.
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Für
den Fall, dass sich im Zeitpunkt des Einbringens der zumindest einen
Schabenut an der Spitze der Schraube eine sich aus bei vorangegangenen Walzschritten
angefallenem überschüssigem Material
gebildete Butze befindet, wird das beim Ausbilden der zumindest
einen Schabenut verdrängte
Material in die Butze hineingepreßt.
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Zum Unterstützen des Prozesses des Wegführens des
durch Einbringen der zumindest einen Schabenut verdrängten Materials
des Schraubenkerns wird die Schraube zumindest in dem Abschnitt, in
dem die Schabenut eingebracht werden soll, bis in den Bereich der
Spitze hinein in einen gegenüber Normalbedingungen
weicheren Zustand gebracht, beispielsweise durch thermisches Einwirken.
Es ist dann ein Materialfluß aus
dem Bereich der Schraube, in dem die zumindest eine Schabenut eingebracht werden
soll bis in den Bereich der Spitze zum Auspressen des bei diesem
Walzvorgang überschüssig werdenden
Materials erleichtert. Zweckmäßig ist
es, wenn der Bereich der Schraube, der sich in dem gegenüber Normalbedingungen
weicheren Zustand befinden soll, sich bereits in diesem Zustand
befindet, bevor das oder die Walzwerkzeuge auf diesen Abschnitt
der Schraube einwirken, um die zumindest eine Schabenut auszubilden.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand
eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren beschrieben. Es zeigen:
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1:
eine schematisierte Darstellung eines Schraubenrohlings,
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2:
eine schematisierte Darstellung des unteren Abschnittes einer Schraube
während
eines Walzprozesses vor einer Ausbildung von Schabenuten und
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3:
der Bereich der Schraube der 2 nach
Einbringen von zwei Schabenuten.
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Zum Herstellen einer Schraube mit
einer Bohrspitze, die ein oder mehrere, in den Schraubenkern hineinreichende
Schabenuten umfaßt,
werden das Gewinde und die Schabenuten in einem einzigen gemeinsamen
Walzvorgang an einem Schraubenrohling 1 ausgebildet. Bei
dem in den Figuren gezeigten Schraubenrohling 1 handelt
es sich um einen stabförmigen
Rohling mit zylindrischer Mantelfläche, an dessen in den Figuren
nicht dargestellten Ende ein Schraubenkopf bereits angestaucht worden
ist. In 1 und in den
weiteren 2 und 3 ist lediglich der Bereich
des Schraubenfußes
in unterschiedlichen Bearbeitungszuständen während des Walzvorganges gezeigt.
Die 1 zeigt den Schraubenrohling 1 vor
Eintritt in den zwischen zwei Walzbacken befindlichen Walzspalt
eines Walzwerkzeuges.
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Die Walzbacken des Walzwerkzeuges
sind ausgebildet, dass zunächst
das Gewinde 2 und der Endabschnitt 3 zum Ausbilden
einer Spitze 4 ausgeprägt
bzw. gebildet werden. Das beim Ausbilden des Endabschnittes 3 zum
Formen der Spitze 4 angefallene und nicht benötigte Material
des Schraubenrohlings 1 wird seitlich aus dem wirksamen
Bereich der beiden Walzbacken herausgepreßt und bildet dort eine sogenannte
Butze 5. Die Spur des seitlichen Abschlusses der Walzbacken
ist in den Figuren mit den Bezugszeichen 6 gekennzeichnet.
Dieses Zwischenstadium zum Erstellen der gewünschten Schraube mit bereits
ausgebildeten Gewinde 2 und der Spitze 4 ist in 2 wiedergegeben.
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Beim weiteren Durchlaufen des Walzwerkzeuges
wird die zumindest eine Schabenut in den unteren Abschnitt des in 2 gezeigten Zwischenproduktes
eingebracht. Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass in den unteren Abschnitt 3 zwei Schabenuten 7, 7' eingebracht
werden sollen. Dies erfolgt durch entsprechende Konfektionierung
der Walzbacken. Diese sind dergestalt konzipiert, dass die Schabenuten 7, 7' nicht nur die
bereits erstellten Gänge
des Gewindes 2 durchtrennen, sondern insbesondere in den Schraubenkern 8 eingebracht
werden. Die Schabenuten 7, 7' stellen somit eine Vertiefung
in dem Schraubenkern 8 dar. Beim Einbringen der Schabenuten 7, 7' wird das von
den Walzbacken verdrängte Material
zum Einprägen
der gewünschten
Schabenuten 7, 7' über den
Endabschnitt und die Spitze 4 in die Butze 5 abgeführt. Die
Butze 5 hat sich im Zuge dieses Prozesses durch Aufnahme
des beim Einprägen der
Schabenuten 7, 7' anfallenden überschüssigen Materiales
vergrößert (vgl. 3). Zum Unterstützen dieses
Materialtransportes ist bei dem beschriebenen Walzvorgang Sorge
dafür getragen
worden, dass das Material im Bereich des Fußes der Schraube vor dem Einbringen
der Schabenuten 7, 7' gegenüber seinem normalen Zustand
erweicht ist, da dann ein das überschüssige Material
abführender
Materialtransport erleichtert ist. Eine solche Maßnahme zum
Erleichtern des Walzprozesses ist zweckmäßigerweise dann einzusetzen,
wenn das Material des Schraubenrohlings 1 relativ hart
ist.
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In einem in den Figuren nicht mehr
dargestellten Stadium wird nach Einbringen der Schabenuten 7, 7' die Butze 5 von
der Spitze 4 abgetrennt. Dies erfolgt bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel dadurch,
dass ein zwischen den beiden Walzbacken befindlicher Spalt zum Durchlassen
des beim Einbringen der Schabenuten 7, 7' verdrängten Materials sich
nach Abschluß dieses
Walzvorganges schließt, so
dass beim weiteren Durchlaufen der Schraube durch die Walzbacken
die Butze 5 selbsttätig
abgeschert wird.
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Aus der Beschreibung der Erfindung
wird deutlich, dass mit dem beschriebenen Herstellungsprozeß die gewünschten
Schrauben auf einfache und insbesondere auch kostengünstige Art
und Weise herstellbar sind. Dabei ist es ohne Relevanz, ob die Schabenut
lediglich im Bereich des die Spitze bildenden verjüngten Abschnittes
oder sich bis in dem Gewindeabschnitt hinein erstreckt.
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Ferner ist es für das beschriebene Verfahren unerheblich,
ob ein oder mehrere Schabenuten in den Schraubenkern eingebracht
werden.
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- 1
- Schraubenrohling
- 2
- Gewinde
- 3
- Endabschnitt
- 4
- Spitze
- 5
- Butze
- 6
- Spur
der Walzbacken
- 7,
7'
- Schabenut
- 8
- Schraubenkern