DE1475043B1 - Bohrspitze fuer selbstbohrende Schrauben sowie Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

Description

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Die Bohrung betrifft eine Bohrspitze für selbst- lieh ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur

bohrende Schrauben mit mehreren den Umfang Herstellung einer entsprechenden Bohrspitze wird

schneidenden Spannuten und mit einer quer verlau- dafür gesorgt, daß in einfacher Weise spanlos eine

fenden Endfläche, die in axialer Richtung geneigte Bohrspitze hergestellt wird, deren Schneidkanten

Schneidkanten aufweist, welche an gegenüberliegen- 5 spanlos gebildet werden, ohne daß ein Nachbearbei-

den Seiten einer durch die Schaftebene gehenden ten, insbesondere ein Schleifen erforderlich ist.

Ebene liegen und eine V-förmige Bohrspitze bil- Die Erfindung ist im nachfolgenden an Hand eines

den. Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die

Es ist bereits eine Bohrspitze für selbstbohrende Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen ist

Schrauben vorgeschlagen worden, die im wesent- io Fig. 1 eine Schraube mit einer Bohrspitze gemäß

liehen pyramidenförmig ausgebildet ist, wobei eine der Erfindung,

Hälfte der Pyramide gegenüber der anderen Hälfte Fig. 2 ein Schaubild, das die an einen Schraubenaxial versetzt ist und die beiden Pyramidenhälften schaft angeformte Bohrspitze zwischen zwei Gesenim wesentlichen in einer Achsebene durch eine Nut ken zeigt,

voneinander getrennt sind und die einander gegen- 15 Fig. 3 die vorgeformte Bohrspitze in Seitenan-

überliegenden Seitenkanten der vorversetzten Pyra- sieht in Blickrichtung aus der Ebene der Linie 3-3

midenhälfte gegenüber der Schraubenachse radial der F i g. 5,

weiter nach außen liegen als die Schneidkanten der F i g. 4 die vorgeformte Bohrspitze in Blickrich-

anderen Pyramidenhälfte. Diese bereits vorgeschla- tung aus der Ebene der Linie 4-4 der F i g. 5,

gene Bohrspitze für selbstbohrende Schrauben kann ao Fig.5 eine Ansicht auf die vorgeformte Bohr-

in einem Gesenk zum spanlosen Anformen der ent- spitze in Blickrichtung aus der Ebene der Linie 5-5

sprechenden Bohrspitze hergestellt werden. Dabei der Fig. 4,

entstehen gezackte Kanten an den Stellen, an denen F i g. 6 die vorgeformte Bohrspitze im Schaubild,

das Material beim spanlosen Anformen der Bohr- F i g. 7 die fertige Bohrspitze mit gezackten

spitze aus dem Schraubenschaft herausgezogen wird, as Schneidkanten,

Diese Kanten sind Führungskanten, die auch einen Fig. 8 ein Schaubild, das eine Vorrichtung zum

gewissen Aufreibeffekt ausüben. Abbrechen des unteren Endes an der vorgeformten

Ausgehend von diesem Vorschlag liegt der Erfin- Bohrspitze zeigt,

dung die Aufgabe zugrunde, eine Bohrspitze für F i g. 9 ein Schnitt, in dem Gewinderollbacken

selbstbohrende Schrauben zu schaffen, die sich ins- 30 zum Rollen von Gewinde an den Gewindeschaft

beonsere für weiche Werkstoffe eignet, indem die einer Schraube gezeigt sind, die mit einer vorge-

anfallenden Späne zerdrückt werden, ohne daß die formten Bohrspitze gemäß der Erfindung versehen

Gefahr eines Fressens von Teilen der Bohrspitze ist,

besteht, die die Schneidkanten bilden, und deren Fig. 10 eine Seitenansicht der fertigen Bohrspitze

Schneidkanten in einfacher Weise spanlos herstell- 35 in Blickrichtung aus der Ebene der Linie 10-10 der

bar sind. Fig. 12,

Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung einer Fig. 11 die fertige Bohrspitze in Vorderansicht

solchen Bohrspitze geschaffen werden. in Blickrichtung aus der Ebene der Linie 11-11 der

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß F i g. 12 und

vorgesehen, daß die Schneidkanten an der Bohr- 40 Fig. 12 eine Unteransicht der fertigen Bohrspitze

spitze gezackt sind. aus der Ebene der Linie 12-12 der Fig. 11.

Zur Herstellung einer gemäß der Erfindung aus- In Fig. 1 ist eine Schraube20 mit einem Schaft gebildeten Bohrspitze ist ein Verfahren vorgesehen, 22 und einer Bohrspitze 24 gezeigt. Der Schraubendas dadurch gekennzeichnet ist, daß in einen Roh- schaft ist mit Gewinde 26 versehen. Ein Teil dieses ling Schneidkanten eingeformt werden, wobei ein die 45 Gewindes im Anschluß an die Bohrspitze 24 hat bei Schneidkanten schützender Endbereich über Soll- 28 eine abnehmbare Gewindehöhe, um das Einbruchstellen mit dem Rohling verbunden bleibt, der schrauben des Gewindes in ein Bohrloch zu erleichanschließend vom übrigen Teil des Rohlings zur Frei- tern. Ferner weist die Schraube einen Kopf 30 mit legung und Bildung der gezackten Schneidkanten einem Schlitz 32 auf.
weggebrochen wird. 50 Gemäß der Erfindung kann der Schraubenrohling

Gemäß einem weiteren Merkmal des erfindungs- zunächst so geformt oder gepreßt werden, daß er

gemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß der Roh- einen Kopf, einen glatten zylindrischen Schaft und

ling vor dem Abtrennen des Endbereichs gehärtet gemäß der Darstellung in F i g. 3 ein Ende kleineren

wird. Durchmessers aufweist. In diesem Ausgangszustand

Schließlich ist gemäß einem weiteren Merkmal des 55 hat der Rohling an einem hinteren Abschnitt 34

erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß der (F i g. 3) einen Durchmesser, der größer als der Be-

Umfang des geschmiedeten Endbereichs zur Bildung reich der Bohrspitze ist. Zwischen dem hinteren Ab-

eines Räumbereichs zwischen der Bohrspitze und schnitt 34 und dem Bereich der Bohrspitze befindet

dem Gewindeschneidteil nach unten hin sich ver- sich ein Abschnitt 35 mit zunehmend kleiner werden-

jüngend geschliffen wird. 60 dem Durchmesser, der das sich konisch verjüngende

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Gewinde 28 trägt.

Bohrspitze für selbstbohrende Schrauben wird für Der Bereich der Bohrspitze wird durch Stauchen eine hohe Schneidleistung, insbesondere in Werk- oder Kaltschmieden zwischen komplementär ausgestoffen geringer Härte, gesorgt, ohne daß ein großer bildeten Gesenken 38 und 40 in der in Fig. 2 geAufwand erforderlich ist, um die Schneidkanten zu 65 zeigten Weise geformt. Die Gesenke sitzen dabei auf bilden, da sie spanlos in einem einfachen Arbeits- nicht dargestellten Gesenkblöcken, die wiederum Teil gang hergestellt werden können, also eine spange- einer bekannten Vorrichtung sind, die das Zusambende Herstellung der Schneidkanten nicht erforder- menfahren und Auseinanderziehen der Gesenke 38

ORIGINAL INSPECTED

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und 40 beim Schmieden des Schraubenrohlings be- übrigen bekannt. Gegebenenfalls kann die Bohrwirkt, spitze 24 des Schraubenrohlings während des Ge-

Die Gesenke sind spiegelbildlich ausgeführt. Jedes winderollens bearbeitet werden, um für den vorge-

Gesenk weist also gleiche Bearbeitungsflächen für sehenen Durchmesser und somit für den Durchmesser

den Rohling auf. Die Ausbildung einer solchen Ge- 5 des von der Schraube im Werkstück gebohrten

senkfläche ist am besten am Gesenk 40 zu erkennen. Loches zu sorgen.

Die Gesenkfläche hat eine erste Formfläche mit einem Das Gewinderollen und das Schmieden können geausladenden, oberen Endbereich 42, der an einem ge- gebenenfalls in umgekehrter Reihefolge vorgenommen neigt verlaufenden konvexen Bereich 44 endet, sowie werden.

eine zweite Formfläche mit einem nach unten geneigt io Nach dem Gewinderollen und Schmieden wird die verlaufenden Bereich 46, der an einem hinterschnit- Schraube gehärtet oder sonstwie behandelt, um ihre tenen Flächenbereich 48 endet. Im untersten Teil der Festigkeit und Lebensdauer zu vergrößern.
Gesenkfläche kann ein Vorsprung 50 vorgesehen sein, Danach wird die bisher nur vorgeformte Bohrspitze der den abgesetzten, flachen Endbereich 36 des Roh- fertiggestellt. Die Schrauben werden entweder von lings formt. Die Formflächen des Gesenks 38 sind 15 Hand oder mechanisch mit Hilfe ihrer flachen Endselbstverständlich den Formflächen des Gesenks 40 bereiche 36 ausgerichtet und in eine Laufschiene 90 gegenüberliegend angeordnet, so daß sie mit diesen gesetzt, in der die Ausrichtung auf rechterhalten bleibt, zusammenwirken können. Dann werden die Schrauben mit Hilfe der Schwer-

Beim Stauchen bzw. Schmieden des Schraubenroh- kraft in Richtung auf einen rotierenden Arm 92 vorlings zwischen den Gesenken entstehen auf gegen- ao geschoben. Der Arm 92 trägt eine Abtrennklinke 94. überliegenden Seiten der Bohrspitze 24 zwei iden- Die Lage dieser Teile relativ zu den in der Lauftische, einander diagonal gegenüberliegende Nuten schiene befindlichen Schrauben ist derart vorgesehen, 62 und 64. Die Nuten werden durch den ausladen- daß die Abtrennklinke 94 des rotierenden Arms 92 den oberen Bereich der Gesenke gebildet. Sie können die flachen Endbereiche 36 der Schrauben abschlägt, von den Schneidkanten kommende Späne aufnehmen as Zur Erleichterung des Abbrechens bzw. des Abschla- und weiterleiten. Neben den Nuten 62 und 64 befin- gens weist der geschmiedete Bereich 24 der Schraube den sich gekrümmte Bereiche 66 und 68. Die oberen zwei in axialer Richtung geneigte Sollbruchstellen 70 Teile dieser Bereiche können gleichfalls von den auf, die auf gegenüberliegenden Seiten einer diame-Schneidkanten kommende Späne aufnehmen und tralen Ebene durch die Schaftachse liegen (Fig. 2 weiterleiten. Durch den geneigten konvexen Bereich 30 bis 6). Diese Sollbruchstellen sind sehr dünn und 44 und den hinterschnittenen Flächenbereich 48 der stellen notwendigerweise den dünnsten Teil des geGesenke werden die Flächen 72 bis 78 gebildet, die schmiedeten Bereichs 24 dar, damit sichergestellt unmittelbar unterhalb der Nuten und der gekrümm- ist, daß die Abtrennklinke 94 den flachen Endten Bereiche des Schraubenrohlings liegen. Beispiels- bereich 36 vom übrigen Teil des Schraubenrohlings weise werden die in Fig. 6 und 7 zu sehenden 35 abtrennt.

Flächen 72 und 76 durch den hinterschnittenen Der den Schneidzähnen 80 durch den flachen End-

Flächenbereich 48 und den geneigt verlaufenden, bereich 36 verliehene Schutz verhindert eine Beschä-

konvexen Bereich 44 des Gesenks 38 gebildet, wobei digung der Schneidzähne beim Gewinderollen, Här-

die Fläche 72 unterhalb der Nut 62 und die Fläche ten und sonstigen Arbeitsgängen, die dem Schmieden

76 unterhalb des gekrümmten Bereichs 66 liegt. 40 folgen, so daß die Schraube eine unbeschädigte Bohr-

Unterhalb der Flächen 72 bis 78 entsteht beim spitze erhält.

Schmieden ein flacher Endbereich 36. Dieser flache Das Abbrechen der flachen Endbereiche entlang

Endbereich 36 wird zur Fertigstellung der Bohrspitze den in axialer Richtung geneigten Sollbruchstellen 70

abgebrochen. Wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, werden vom Schraubenrohling führt zu gezackten Schneid-

durch die Entfernung des in F i g. 2 bis 6 dargestellten 45 kanten 82 an den Schneidzähnen 80 (F i g. 7 und

flachen Endbereichs 36 an der Bohrspitze des Roh- 10 bis 12). Die gezackten Schneidkanten 82 mit

lings Schneidzähne 80 freigelegt. Diese Zähne haben ihrer scharfkantigen, unregelmäßigen Form sind für

eine gezackte Schneidkante 82 und sind durch die weiche Metalle oder Werkstoffe vorteilhaft, die eine

Flächen 72 bis 78 begrenzt, so daß dadurch eine Bohrschneide erfordern, welche das Loch nicht

Spanfläche und eine Freifläche für die Schneidzähne 50 schneidet, sondern reibt. Dabei übernehmen die der-

gebildet und deren Wirksamkeit vergrößert wird. Die art gestalteten Schneidkanten auch eine span-

Bohrspitze 24 des Rohlings ist dabei in der Weise ge- brechende Funktion. Selbst wenn die Trennklinke 94

schmiedet (Fig. 3), daß ein bestimmter Freiwinkel einen Bruch erzeugt, der senkrecht zur Schrauben-

und Spanwinkel von beispielsweise etwa 30 ° gebil- achse verläuft, ergibt sich nichtsdestoweniger eine

det wird. Die Freiflächen der Schneidkanten sind um 55 zufriedenstellende Schneidkante, weil die Kanten

30 ° zu einer Ebene geneigt, die senkrecht zur Schaft- dünn sind und einen bestimmten Spanwinkel und

achse liegt. Die Spanflächen der Schneidkanten bil- Freiwinkel aufweisen.

den einen Winkel von 30 ° mit einer Ebene, die durch An der Bohrspitze der Schraube kann eine weitere

die Schaftachse geht. Die Spanflächen und die Frei- Formgebung vorgenommen werden, wenn zwischen

flächen können einen beliebigen Neigungswinkel 60 dem Bohrbereich und dem Gewindeschneidbereich

haben, der die Schneidleistung der Zähne günstig be- der Schraube ein Räumbereich erwünscht ist. Wie in

einflußt. F i g. 5 gezeigt ist, erfährt das vordere Ende der

Nachdem der Rohling in der in F i g. 2 bis 6 dar- Schraube durch Beschleifen in einem solchen Fall

gestellten Weise geschmiedet worden ist, wird er zwi- eine Verjüngung in Richtung zur Bohrspitze der

sehen zwei Gewinderollbacken 86 und 88 gerollt 65 Schraube. Das Ausräumen eines kleinen Loches geht

(F i g. 9). Dadurch entsteht das Gewinde 26 und 28. schneller als das Bohren eines größeren Loches, so

Die Backen 86 und 88 und die zugehörige Vorrich- daß durch die Anordnung eines zwischen dem Bohr-

tung zum Walzen der Schraubenrohlinge sind im bereich und dem Gewindeschneidbereich gelegenen

Räumbereichs die Anbringungsgeschwindigkeit der Schraube am Werkstück vergrößert wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Bohrspitze für selbstbohrende Schrauben mit mehreren den Umfang schneidenden Spannuten und mit einer querverlaufenden Endfläche, die in axialer Richtung geneigte Schneidkanten aufweist, welche an gegenüberliegenden Seiten einer quer durch die Schaftebene gehenden Ebene liegen und eine V-förmige Bohrspitze bilden, dadurchgekennzeichnet, daß die Schneidkanten (82) gezackt sind.

2. Verfahren zur Herstellung einer gezackten Bohrspitze an einer Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Rohling Schneidkanten (82) eingeformt werden, wobei ein die Schneidkanten (82) schützender Endbereich (36) über Sollbruchstellen (70) mit dem Rohling verbunden bleibt, der anschließend vom übrigen Teil des Rohlings zur Freilegung und Bildung der gezackten Schneidkanten weggebrochen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling vor dem Abtrennen des Endbereichs (36) gehärtet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang des geschmiedeten Endbereichs zur Bildung eines Räumbereichs zwischen der Bohrspitze und dem Gewindeschneidteil nach unten hin sich verjüngend geschliffen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen