DE1811695A1 - Extrusionsschraube - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mit einer geprägten, lagerbohrera^tigen Spitze versehene Schraube mit einer besonderen üpitsjenausbildun,-; aur Erweiterung und zur Extrusion eines Durchbruchs in einem Blech, der Untermaß hat und der zur Aufnahme der Schraube dient. Dabei soll eine selbsttätige Befestigung der Schraube in dem Y/erkstück derart erfolgen, daf3 ein erhöhter Gewindeeingriff mit dem Gewindeschaft der Schraube gewährleistet ist. Die Schraube kann auch selbstbohrend ausgebildet sein.

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Die Erfindung betrifft 'Rel"u~ und intrusionsschrauben zur Verwendung in Vcr'oindung mit" dünnen Flächen«, Begannt sind Schrauben, die mit gesohoüartigen Spitzen,, öle uuoh Wü&öI-bolirspitzen genannt werden, verseilen sind. Bei diesen Schrauben sind ία breiten Abs sand, zueinanderliejende Ge=- windegänge vorgesehen. Diese Schrauben sind.sun: Eintreiben in Blech vorgesehen. Durch Ausübung eines Axialdrucks auf die Schraube wird dabei der Durchbruch in der dünnen Blechwand durch die ÜTagelbohrspitze leicht nach unten verformt j, und die im Abstand liegenden Sewiridegänge ergreifen das Blech an den gegenüberliegenden Seiten des Materials oder alternativ "geformte Teiigewindegänge in den Durch-"bruch® Andere bekannte Schrauben mit spatenartijen oder schaufelartigen Spitzen reiben das Loch oder den Durchbrach in dem Blech auf, um eine Schraube mit eiüea bestimmten Durchmesser aufzunehmen, die .normalerweise nicht ausgenommen werden könnt©_s und zwar-wegsn SoleranzSchwankungen, hauptsächlich üb der Untermaßseite.

Die Erfindung sieht eine Schraube mit einem Gewindeschaft und einem zulaufenden, geschmiedeten« reibenden und dreh» pressenden, in das Werkstück eindringenden Abschnitt an ■dem einem Kopf gG^euttberliejenden lande der Schraube vor* Der in das Werkstück eindringende Äteefanitt hat awel

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, nicht identische Segmente, die auf gegenüber-Seii,un einer läuena lieaan» die in der SohrauuGnr.cli3G liegt, iiin Segment bildet in wesentlichen eine Hälfte eines nagelbohrerartigen Abschnittes, der in das Werkstück : ,:, .läringt, und in ihn ist eine Spiralkehle eingeprägt. Das zweite Segment; hai; eine geringere radiale Erstreciomg als aas erste Segment an der freien Spitze des in dao Yierkstück

eindringenden Abschnitts und ist in mindestens zwei Ab- ™

'· oohnitte unterteilt, von denen der erste Abschnitt um ein J "estgelegtes axiales Haß von der Spitze wegführt und von denen ein zweiter ΛΌschnitt radial nach außen und nach oben vom ersten Abschnitt in einer Verbindung mit dein G-ewinde- ;5chaft übergeht, üine derart aucgebildete Scliraube kann in einem Loch mit Untermaß in einer Blechtafel verwendet werdön, ν;οbei die zulaufende Spitze mit der Spiralkehle den Rand UO3 Durchbruchs ei-jreift. Durch Drehung der Schraube wird nicht nur die Scliraube in den Durchbruch hineingezogen, son- M dem die Ränder des Durchbruchs werden auch nach unten gebogen, um einen Bb'rdelrand zu bilden. Der Bördelrand führt ■j,u einen größeren axialen Erstrecken des Materials und da-."iit zu einem größeren Eingrix'xsbereich für die Gev/indegänge duü Schraubenschoxtes. Der zweite Abschnitt des zweiten SGjnents, der radial nach außen und nach oben verläuft, mit leilgewinde versehen sein, da£ ebenfalls in die

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BAB ORK31NAL

...ma des gebördelten Lochs eingreift und die Schraube weiter in des Loch hineing,- bis ein Eingriff durch das Gewinde dea Schaftes erfolgt.

Die Erfindung bezweckt also die Schaffung einer Schraube, die ein Loch mit Untermaß in Blech aufzureiben mid uinzu-Lordcln im Stande ist, ohne daß auf die Schraube in axialer !richtung übermäßige "Druckkräfte ausgeübt werden müssen und (.!mti daß im schwerwiegenden Maße das Drehmoment erhöht wird, daÄ zum Einschrauben der Schraube erforderlich ist«, Jurner bezweckt" die Erfindung die Ermögliohung der Verwen- ' dung feinen Maschinengewindes anstelle Ton im Abstand, angeordnete Gewindegänge für Bleehechrauben. und damit die Er-" . höhung'der Zugkräfte, die aufgeAdet werden »üssen^ wa L ;iiraube aus dem Bohrloch herauszureißen oder das Gewinde öoaustreifen* ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung, einer Schraube der genannten-A^t₁ bei der die Botespitze oelbstbohrend ausgebildet. ist,. um" der "Schraube ein. Bohren ihres eigenen Bohrlochs,- ein Erweitern des 2k>ch"s"-und ein Umbördeln des das gebohrte Loch umgebendenden Metalls su ermöglichen«

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',Zeiter bezweckt die-Erfindung die So&affung' einer'ge&olwlM deten Schraube bzw« einer Schraube «it eiia^in gepreßten-" ■"' i]nde,.-die wirtschaftlich "gefertigt-und 'in Blech verwendet "

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BAi

werden kann, wobei ein I-Iinirmrn an Kraftanstrengung seitens οiiior Ai?l>eitskrax"t aufgewendet werden mutt,

Di© Erfindung iat im nachfolgenden anhand einiger Ausführungsboiupiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen sind;

!«•ig. 1 eine beitenansicht eines bevorzugten "Ausiührungsbeispiels der Erfindung aus der Ebene der Linie 1-1 der 3?ig. 4,

.· 2 eine Seitenansicht der gleichen Schraube aus der Ebene der linie 2-2 der Fig. 4, also um 90° nach rechts gegenüber der in Pig. 1 gezeigten Darstellung verdreht,

* 3 eine Ansicht der gleichen Schraube aus der Ebene der Linie 3^3 der Fig. 4, also um ί80° relativ au der in Fig. 1 gezeigten Darstellung verdreht,

. 4 eine Ansicht auf den in das W^rkstüok eindringenden Abcchnitt mit Blick in Siohtung des Kopfes,

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BAB ORIGINAL

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PiO 5 bis 10'

Darstellungen des Eindringabschnittes der in Pig, 1 bis 4 gezeigten Schraube bei deren Einführung und Drehung innerhalb des Lochs eines dünnen Werkstücks, wobei die Entwicklung der Umbördelung des Materials am Loch des Werkstücks gezeigt ist, '

Pig. 11 eine Einzelheit in Draufsicht auf eine Porinhälfte einer Prägematrize _t die zürn Schmieden eines Segments des in das Werkstück eindringenden Abschnitts verwendet wird, wobei diese Darstellung die Ansicht aus der Ebene 11—11 der Pig. ist, .'"·■_ ν

.Pig. 12 eine Einzelheit, in der die gleiche Pormhälfte mit Blickrichtung aus der Ebene der IJinie 12-12 der Pig. 13 gezeigt ist.

Pig. 13 eine Einzelheit in. Ansicht■der gleichen Präge-

^; formhälfte, . ' ,

Pig. H- eine Einzelheit in Braufsicht mit Blick-aus der Ebene 14-14 der fig» 15- der komplementären

ύ,βτ Px'ägssia'cris© j," die aura SOrciaea

eines sv/eiten Begments des in das Werkstück eindringenden Abschnittes Verwendung findet,

1!¹Ig. 15 eine ianselheit in Ansicht auf die komplementäre ■ Prägei'oriahälfte,-

ι JL^* 16 eine Einzelheit in Seitenansicht mit Blick aus der Ebune 16-16 der Fig. 15»

^¹Ig. 17 ein Beispiel für einen Schraubenrohling in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel,

j?ig. 18 eine Perspektivansicht eines aweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

-'ig. 19 eine Einzelheit des in das Werkstück eindringenden Abschnitts des in Fig.. 18 gezeigten Ausführungsbeispiols der Erfindung,

^x-J. 20 eine iiinselheit in An-eioht des in das Werkstück eindringenden Abschnitts mit Blick aus der Ebene 20-20 der Fig. 19 und

I¹Xg. 21 eine Einzelheit in an Bich durch eine Variante 4er orrindungsgemüß" ausgebildeten Schraube.

"' ~ ^: ~~ S09881/088 7 ' '. *.

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±n Pig. 1 bis 4 ist eine erfindungsgemäße Schraube 50 gezeigt, die einen Kopf 32, einen Gewindeschaff 34 und einen in das Λ/erkstück eindringenden Abschnitt 36 umfaßt. Der Kopf ist in.geeigneter Weise ausgebildet, um der Schraube eine !Drehbewegung übermittelnde Werkzeuge aufzunehmen» beispielsweise mit Schlüsselflächen oder Ausnehmungen aur Aufnahme eines Schlüssels. Der Schaft ist über einen erheblichen Abschnitt seiner Länge mit Gewinde versehen, vorzugsweise mit Maschinen-' gewinde, obgleich in Abstand liegende Gewindegänge oder Gewindegänge für Blech annehmbar sind.

Der in das Werkstück eindringende Abschnitt 36, der den jprfindungegedanken enthält, umfaßt zwei Segmente, die auf gegenüberliegenden Seiten einer Ebene liegen, die in der

Schraubenachse liegt. Eine solche Ebene steht senkrecht auf der Zeichnüngsebene gemäß der Darstellung in Pig. 1 und 4 durch die Schraubenachse. Diese Ebene ist in Pig. 1 durch die Linie A-A und in Pig. 4 durch eine entsprechende Kennzeichnung angedeutet.' Das erste Segment 38 ist im wesentliehen durch eine Hälfte einer nagelbohrerartigen oder ^;. gsschoßarticen Spitze gebildet,-die im axialen Querschnitt gc:uäß der Darstellung in Pig. 2 im wesentlichen dreieckige ist, wobei die Spitze 40 des Dreiecks gerundet ist, um im wesentlichen eine Hälfte einer Halbkugel zu bilden. Zwischen der axialen Ausdehnung des Segments 38 befindet eioh. eine ,

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zweite Segment Ad des in das Werkstück eindringenden Abschnittes 36 ist am besten in Pig. 1 und 3 dargestellt und uinfa&t einen ersten Abschnitt 4o, der sich von der Spitze aus um weniger ala die festgelegte axiale Aiäehnung des in dos Y/erkstück eindringenden Abschnitts 3ύ erstreckt· Das untere Ende des eroten Abschnittes 4-ü ist gerundet und ;;oht in die gerundete Spit2e 40 über, um im weoentliehen die in diesem Ausdifcirungsbeispiel gezeigte halbkugelförmigo Gx)it2Qnauouilclimg au vollenden· Ein zweiter Abochnitt ■jO arstreolcb sioh von der oberen Begrenzung doa ersten Abschnitts 46 noch oben und nach aui3cn und jeht-in die

Syiralkehle 22·, die die gleiche Lteigungarichtung wie die G-ewindegan&e am Schaft 34 ha c, jedoch vorzugsweise mit einer

sich ändernden Steigung versehen ist, die relativ groß am unteren ünde isx i.nd dann in die Steigung der Gewindegänge am Schaft 34 übergohu. Die Kehle 42 kann die Form einer nach oben gerichteten Schulter mit einem radial abgesetzten Bereich in dem Teil des Segments 36 haben, der zwischen der Kehle und dem Gewindeschaft liegt, oder sie kann alternativ als tiefe Nut ausgebildet sein. In beiden Fällen ist der jüsamte in das Werkstück eindringende Abschnitt an die Schraube angeschmiedet oder abgeprägt, um die Herstellung zu erleichtern. Die allgemeine Ausbildung der Kehle 42 ist am besten aus der Vorderansicnt zu ersehen, wie sie in 3?ig* 2, 5 und Y und 10 dargestellt ist.

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•AB

"JbGrr-raYigsstelle des in das Werkstücks eindringenden Afeschnit» tes 36 zum Schaft 34 über, vorzugsweise aiii einen Kreis einem Durchmesser» der größer als der.Wurzelciurciinesser und kleiner ala der Sv/i'szendurciaaeaser des Gewinde/ab3c.hnitts des Schaftes ist. 3er zweite Abschnitt 50 ist rr.it mindestens einem oder mehreren 2eilgewindegängen 52 versehen, die die gleiche Steigungsrichtung v/ie das. Gewinde am Schaft haben« Die Steigung dieser ÜJeilgev/indegänge kann gleich oder größer • als-die Steigung der Gewinaegänge am &ewindesehaft 34 sein₀

Me "beiden Segmente d Schnitts 36 sind also parallel am? Ebene A zu dieser

Anordnung deutlich die" eine odea? ander® halt geht ferner aus in i^lig* 4 hervor« Die der Blbene A-A an "der bildet sind, difer und nach oben, und ζ ■noch näher einsu^r;ehen

s in das Werfestück eindringenden Ab= unsymmetrisch" bei Blickrichtung

trisch bei Blickrichtung ©o Alis.Pig» 1 "ist die unsymuetr-ische Pig* 2 und 3 die symmetrische _s wena' die Schraube um 90° in SiöMung verdreht ist« Dieser Saehver- ü,e"£ Bndansicht gemäß der Barstellung id@n Kanten 54 und puj die auf gestelle der "baiieri Segmente ge·=

von der Spitze 40 aus nach außen" auf - , aus Gründen, die im nachfolgenden

sein wird

G-cwäß den iterate Hunden in Figo 5 "bis 10, die die Funktion

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PAB ORlQfNAL

■'■■■ "J^-- »if!¹"! ;:γ!^ι|!::^ι:ιι!ι;;::^ιϊΙ|:^:ι;!^ι:!!^!Η!!;!!||^|μ||ιπ^:"ϊ!!||!π s¹¹¹ «;;■'^Ί ■;:'- ■■

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closer öchrauuo zeigen, ist cine Schraube 30 dor zuvor Oe-..ci.^!ebenen Art in ein rait Unteriaau vorgestanztes loch 00 vi: dein Blech 5Θ eingesetzt. Die Schraube eignet sioh dabei lujuesondere für Jiltchstärken von weniger als 0,35 mm bis üoer 1*2;> nsa. Vorzugsweise ϊβύ das Loch 60 wesentlich kleiner als der Spitsendurchtnesser des Gewindes am Schaft 34. Durch Drehung der Schraube gelangt die Kehle 42 in Angriff mi der Seitenwand des Lochs 60. Mit der weiteren Drehung zieht die Kehle <,2 die Schraube nach unt-en hin in das Loch hinein» und dabei "biegt die Kehle 42 den Rand des Lochs nach unten. Die symmetrisch divergierenden Ränder 54 und 56 an der Übergangsstelle der.beiden Segmente des in das Werkstück eindringenden Abschnittes bördeln das Blech nach unten, wie das in Fig. 7 und 9 gezeigt ist. Der gebördelte Abochnitt 64 wird mit dem weiteren Drehen der Schraube weiter nach unten gezogen. Wenn die Schraube so tief eingeschraubt ist, daß der zweite Abschnitt 50 erreicht wird, greifen die Tcilgewinde-änge 52 in die Urabördelung 64 und unterstützen die Kehle 42 daoei, die Schraube nach unten zu ziehen. Die divergierenden Yfände 54 und 56 erweitern die Bördelung voiter radial nach außen, und der Teilgewindegang oder die Tcilgewindegänge 52 ziehen die Schraube in eine Lage, bei f'cr die untersten Gewindegänge 68 am Schaft 34 an den Wänden der Bördelung angreifen, um ein Gewinde zu bilden, und die Schraube weiter in die eingeschraubte Lage relativ

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zum Blech zu ziehen. Die Schraube 30 ist eine gehärtete

, die a©n Gowin4esänken 63 dos Formen ihres eigenen indrucks an der Innenwand der ünbördelung 64 gestattet und j .der Schraube die Einnahme der Endlage in dem Blech 58 er- ; ..ü-jlicht, bei der die Schraube festgezogen ist. In Fällen, bei denen die Schra- be in Verbindung mit Porzellanwerkstoffen Terv/cndurr; findet, wird durch die Wärmebehandlung der Schraube ein VeroChleiS, eine Riefenbildung oder eine Verformung v/ährend des Durchgangs durch die Porzellanwerkstoffe weitgehend verhindert. In diesem Zusammenhang darf darauf hingewiesen v/erden, daß Fig. 5 bis 10 Teilschnitte an verschie-'oueri Stellen ur. das loch herum während des Eindrehens ' Ior Schraube bei deren Drehbördelung der Platte 48 sind, die lediglich gewählt worden sind, um die Funktion der vercchiedenen Abschnitte des in das Werkstück eindringenden Abschnitts der Schraube darzustellen.

Vorzugsweise wird eine Schraube der zuvor beschriebenen Art durch eine Haschine festgeschraubt. Es ist festgestellt worden, da." das Drehen der Schraube und die dabei erfolgende Ui.ibördelung dec '.."eMails durch üxtrusioii Wärme erzeugt, die j da α maximale Auemo:3 der Extrusion unterstützt. Das Drehen mit der dabei erzeugten Wärme unterstützt die BiI-

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dung einer starken Intrusion und einen starken, festen Sitz des Außengewindes der Schraube in der.i gebildeten Innenge-• winde in der Extrusion oder Urcbördejfjaing. Die Uiubordelung des Materials erhöht den zum Eingriff zur Verfügung stehenden Bereich und erhöht dauit die Anzahl der Gewindegänge, mit dem dio Schraube ir. !.lech eingreift. Das sorgt für eine ilrhohun:; in der Aiiarei.3festi_o'I:eit und in den Aba tr eif drehmonenten. Das Abkühlen des gedrehten, gebördelten Lochs mit den zunächst geformten eng passenden Gewindegängen führt zu einem Schrumpfen, um die Gewindegänge der Schraube herum, so daß ein noch engerer Paßsitz gebildet wird, der zu einem höheren vorherrschenden Drehmoment zum Ausschrauben führt, und damit wird die Hauptursache für ein selbständiges Lösen aufgrund von ürschütterungen beseitigt. Gegebenenfalls kann die Klemmfläche dos Kopfes 32 mit drehmomenterhöhenden Kitteln versehen sein, beispielsweise Zähnen oder dergleichen. Bei dünneren Blechen unterstützen solche drehmomenterhöhenden Mittel den Aufbau eines Drehmoments, wenn der Kopf die Klemmstellung erreicht, so daß die automatischen Kupplungen in den Maschinenschraubern entkuppelt werden, ehe die Gewindegänge abgestreift werden, die in dem Blech gebildet sind. Wenn Löoher in stärkere Werkstoffe geotanst sind, beispielsweise von mehr als 1,25 mm, unterscheiden sich die Löcher wogen der größeren Toleranzen zwischen dem

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Stempel Und der I-Iatrize an der kleineren und genaueren kleinl:örni~en Stanzseite, um und an der größeren und unregelmä- · ßigeren, grobkörnigen Seite an der liatrisenseiüe» Dieser grobkörnige Bereich ist im allgemeinen schwächer und erzeugt Gewindegänje_s die in ihrer !''eatigkeit erheblich schwanken., wenn normale ITagelbohrerschrauben Verwendet werden. Indem die optimale Lochgröße vorgesehen wird, "bereitet die Drehextrusionsschraube das Loch selbst vor_s indem'Material unten bewegt wird, wobei die schwächeren«, grobkörnigen Bereiche verfestigt werden* Da bei der Srehextrusion von schwereren I-Ietallen eine größere Wärme erzeugt wird, wird die Bildung von Gewindegängen leichter» Wenn die Befestigung erfolgt ist und die Tafel abkühlt, tritt ein größeres Schrumpfen um die Gewindegangβ der Schraube herum auf_} was einen engeren Sitz der Teile aneinander zur Folge hat# Das erhöht das Losbrechdrehmoment erheblich und sorgt für ein hohes vorherrschendes lösedrehmoiientj um dassit die Haltefälligkeiten der Schraube v/e ο ent lieh su erhöhen»

ISin vieitrer Vorteil der Schraube int durch die gerundete Spit- .ze gebildet» ¥on Arbeitskräften v/ird häufig Klage darüber geführt, daß Schrauben zu Schnitten unä zum Serkratsen der Haut an Händen und Armen führen,, wann nicht ausreichender P.latz an den JSinbaustellen vorhanden isto Dieses Problem gerundete Ende der Schraube weitgehend beseitigt«,

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Der Hauptvorteil der zuvor beschriebenen Schraube ist allerdings, dai die ütärke des Bleches reduziert werden kann, da die Schraube durch eine jurehbördelung den Bereich erhöht, der suLi UinjriiT ?;ur Verfügung steht, so daß eine größere Ar..~chl von uev.'i.-lcjäujen in einen Lingriff gelangt und damit die Ilaltekrart dor Schraube erhöht wird. Die Verringerung in dor Haterialstärke über eine einzige Henngröße führt oft, J.uvra, wenn gro.'Je !!engen an Blech verwendet werden, zu enormen Einsparungen, die ein Vielfaches der Kosten für die Schraube betragen.

In Fig..11 bis 17 ist eine Schraube der zuvor beschriebenen Art gezeigt, die vorteilhafterweise durch Kaltverformung eines Rohlings 70 mit einem Kopf 32, einem gewindelosen üchnft 72 und einen i?ormabschnitt 74 gebildet wird, der durch einen konischen Abschnitt 76 iait dem Schaft verbunden ist. Dieser Rohling wird dann zwischen zwei gegenüberliegenden Prägeforuen der in Pig. 11 bis 13 und 14 bis 16 gezeigten Art in der üblichen Yfeioe geschmiedet. Der Formraura der einen Fern 73 trägt einen Bindruck, der das Spiegelbild eines Segments des in das V,^rericstück eindriiigenden Abschnitts 36 :i.-.t. In dem uetru Tcnden dargestellten Beispiel bildet die in Iⁿig. 11 bis 1·' :;c.-i;eijte ?oriü das zweite Segment mit derjcen beiden Ab."c.mitten 4S und 50, wie sie durch die ochLiiedeabschnitte CO bzw. 82 repräsentiert Bind. Das Teil-

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gewinde 52 wird durch den erhabenen Formteil 84 gebildet. Die zweite Form 79» die in Pig, 14 bie 16 gtaseigt i»t, bildet das erste Segment 38 und die ihm zugeordnete Kehle 42 mittelsder Abschnitte 86 bzw* 88. Nachdem der in das Werkstück eindringende Abschnitt 36 am konisohen Abschnitt 76 und am formabschnitt 74 geformt und der Abfall entfernt Worden ist, wird auf den gewindelosen Schaft 72 Gewinde aufgerollt, um · den Gewindesohaft 34 zu bilden* Das Sohmieden einer Schraubenspitze mittels Prä^eformen ist ein automatisch vonstattengehendes, schnelles Verfahren» das bekannt ist. Die Schraube wird dann in bekannter Weise wärmebehandelt. Danach ist sie » gebrauchsfertig.

■it

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Pig» bis 20 gezeigt, wobei gleiche Teile gleiche Bezugszahlen mit den eingefügten Buchstaben "a" haben. Wie bereits erwähnt worden ist, eignet sich diese Schraube in idealer Weise zur Umwandlung von einer einfachen Drehextrusiohsschraube in eine selbstbohrende Drehextrusionsschraube. In diesem zweiten Ausführungbe!spiel ist das erste Segment 38a.des in das Werkstück eindringenden Abschnitts 36a im wes/ientlichen identisch mit dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel, außer daß der untere Abschnitt nicht durch eine glatte, gekrümmte Fläche gebildet ist, sondern duröh eine .im wesentlichen halbpyramidenförmige Ausgestaltung, die

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zwei divergierende, im wesentlichen flache Flächen 90 und hat· Dieao ffliiohon bilden an ihrer Überßancalinie 94- eine * im wesentlichen scharfe Extrusionsflache, um die Seitenkanten 5''S und %a bei der Drehextruoion zu unterstützen. Der Abschnitt 96 über der Spiralkehle 42a ist im wesentlichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel gekrümmt. Der Kauptunterschied in diesem Ausführungsbeispiel liegt in dem zweiten * Segment, daß einen ersten Abschnitt 100 umfaßt, der auf der Schroubenachse liegt. Der Abschnitt 100 ist vorzugsweise im wesentlichen fluch, kann für bestimmte Anwendungsfälle doch auch leicht konkav ausgebildet sein. Ein zweiter Abschnitt 102 befindet sich im axialen Abstand von der gerundeten Spitze 40a und ist radial gegen die Schraubenachse versetzt. Ein dritter Abschnitt 104 erstreckt sich nach außen und nach oben vom Übergang in den Abschnitt 102, um in den ücY "' V. η überzugehen. Ein Teilgewindegang 42a oder mehrere solcher Gewindegänge sind hier vorzugsweise eingeprägt, und ^ zwar zu dem gleichen Zweck, den die Gewindegänge 52 in dem ereten Ausführungsbeispiel erfüllen. Die axiale Ausdehnung des ersten Abschnitts 100 von der Spitze 40a sum aweiten Abschnitt 102 ist im wesentlichen gleich oder größer als die Stärke des Materials, für das diese Schraube verwendet werden soll. Es ist festgestellt worden, daß eine solche Schraube bei der Drehung mit den richtigen Geschwindigkeiten ein

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kleines Loch im Blech bohrt und dann in der gleichen Weise:.;·., wie das zuvor beschriebene Ausführüngsbeispiel fimfetioniißrt,. indem das dünne Material nach unten in ein erweitertes, ge:-^- bördeltes Loch sieht, so daß ein größerer Gewinäasingriff urch den Gewindeschaft 34a erzielt werden kann.

Uin drittes Ausführunssbeispiel der Erfindung ist iri Piß. 21 gezeigt, bei dem gleiche Teile mit-gleiche,i BesUjSzahlen . unter Einfügung des Buchstabens "b^M gekennzeichnet sind. Dieser in das Werkstück eindringende Abschnitt ist ira wesentlichen mit dein des ersten Ausführungsbeiapieles identiach, insofern, als er mit einem ersten Segment 38b mit einer Spiralkehle 42b versehen ist. Das zweite Segment 46b bat an dem Übergang von dem ersten Abschnitt 48b zum zweiten Abschnitt 50b einen tiefen Querschlitz 110, dessen Hauptaufgabe es ist, während des Schmiedens Material"in das erste Segment 3Gb zu bewegen, um das erste Segment 38b zu füllen. Teil- ^ewindegänge 52b können nicht nur am zweiten Segment vorgesehen sein, sondern auch in dem ersten Segment, um das Einziehen der Schraube in das gebördelte Loch, im Werkstück zu .unterstützen·

Die zuvor beschriebenenAusführungsbeiapiele gestatten je*- . w.eils das Eindrin^on einer Schraube in ein Loch mit er-

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heblichciii Unterma.3, ohne daß unvertretbarer axialer Druok aufgewendet werden 111UJ3, um al· In doe Looh tineuieithin, wobei duroh Drehextrusion das Iiocti erweitert und der Rand umgebördelt wird, un das Loch auf einen Durchmesser zu "bringen/ der den Gewindewalzen angemessen ist, die dem in das Werkstück eindringenden Abschnitt folgen. Normalerweise sind 15 bis 20 kg axialer Druck, was einer Kraft entspricht, die aufgewendet muß, erforderlich, um einen Innensechskantschlüssei im Eingriff mit einem Innenseohskantloch während des tfestziehens zu halten, ausreichend, um diese Schraube ordnungsgemäß funktionieren zu lassen. Es ist festgestellt worden, daß durch eine konkave Ausbildung der flachen Seite des ersten Abschnitts 100 in dem zweiten Ausführungsbeispiel eine gute selbstbohrende Holzschraubenspitze entsteht. Es ist ferner festgestellt worden, daß ein grader Schaftrohling ebenso gut wie der gepreßte Rohling gemäß der Darstellung in 3?ig. 17 verwendet werden kann. Das Schmieden der Spitze gestattet die praktische Fertigung einer Gewindeachraube mit einem Maschinengewinde mit einer liagelbohrerspitse in wirtschaftlicher W_oise. Versuche haben ergeben, daß eine Schraube mit einem Außendurchmesser von ca. 5 mm bei Verwendung isi* Blech 4«· einer Stärke von etwa 0,8 mm mit gebohrten löchern in einer Größe von ca. 3*8 mm mit einem majrimalen Drehmoment von ca. 12 bis 15 kg pro era eingetrieben werden kann,

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und dabei wurde die Materialstärke von 0,8 auf 1,85mm erhöht. Es liegt auf der Hand, daß der Ausziehwiderstand aufgrunddes erhöhten Gewindeeingriffe erhöht wird. Im Vergleich dazu wurde eine Gewindeschneidschraube mit einem einzigen Schneidschlitz in einem Durchmesser von 5 mm in Blech von· 0,8 mm Stärke in Bohrlöchern in einer Größe von 3#8 mm _: getestet. Die Spitze drang in das Material nicht ein, bis

W das Loch von 3,8 auf 4,3 mm aufgebohrt worden war, und dabei war ein um 575« höheres Drehmoment zum Einschrauben erforderlich, die Schraube war also um 57$ schwerer einzuschrauben als die erfindungsgemäße Schraube· Eine Gewindeschneidschraube mit einem einzigen Schlitz in zwei Nenngrößen kleiner als die 5 mm-Schraube der Erfindung benötigte ein Drehmoment von ca* 10 kg pro cm oder fast soviel wie das mit der erfindungsgemäßen S_chraube erforderliche Drehmoment. Es kann also eine stärkere, schwerere erfindungsgemäße Schraube

^ in dünnen Blechen mit Maschinengewinde' verwendet werden, was in diesem Zusammenhang bisher nicht möglich war.

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Claims (1)

1. - 2t - .' Patentanspruch*

   # Geschmiedete Spiteeneufreib«· und Extrueionseohraube mit einem Kopf, tinea Schaft und einem in das Werkstück eindringenden Abschnitt am Ende d#r Schraube gegenüber dem Kopf, dadurch gekennzeichnet, daß der in das Werkstück eindringende Abschnitt (36) -ein festgelegtes axiales Ausmaß und zwei einstückige, nicht identisohe Segmente (36, 46) hat, die auf gegenüberliegenden Seiten einer Ebene durch die Schraubenaohae liegen, wobei das eine Segment (38) die Hälfte eines nagelbohrerartigen, in das Werkstück eindringenden Abschnitts bildet und darin eine orientierte Spiralkehle (42) eingedrückt ist, wobei das zweite Segment (46) einen ersten Abschnitt (48) umfaßt, der sich von der Spitze (40) des in das Werkstück eindringenden Abschnitts (36) um weniger als die festgelegte axiale Ausdehnung weg erstreckt und im wesentlichen parallel zu der Aohse zu der in der Sohraubenaohse liegenden Ebene liegt und kurz vor dem Übergang des in das Werkstüok eindringenden Abschnitts (36) in den So&ift (34) endet, wo$ei ferner zu dem zweiten Segmjnt (46) ein zweiter Abschnitt (50) gehört, der radial nach außen .* ! und nach oben vori dem Abschnitt (48).in den Übergang

   zu dem Schaft (54) übergeht, wobei die fiändei des Übergangs der Segmente (30» 40) auf der Ebene eiiien im wesentlichen gleichförmig zulaufenden, indas Werkstück eindringende>i Abschnitt (36) deraarb bilden, daß der in das V/erkstUoIc eindringende Abschnitt (36) bei Blickrichtung rechtwinklig zu der Ebene im wesentlichen gleichmäßig und bei Blick- - richtung parallel au der Ebene exzentrisch ausgebildet ist.

   2» Schraube nach Anspruch I₄ d a durch g e k e η η - ζ β 1 ο h η e tι daß dör Schaft (34) »it Gewinde versehen ist und daß die Spiralkehle (42) eine sich ändernde Steigung hat, die im wesentlichen gleich der Steigung am Schaft (34) an den Übergang des in das Werkstück eindringenden Abschnitts (36) in den Schaft (34) ist.

   3. Schraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Abschnitt (50) dee aweiten Segments (46) mit leilgewinde (52) versehen ist, das die gleiche Steigungerichtung wie das Gewinde am Schaft (34) hat·

   Schraube nach Anspruch fj da du r ο h g e k e η η · ζ e i c h η et, daß die Spitze (40) des in das Werkstück eindringenden Absc|«iitts (36) halbkugelförmig ausgebildet ist,

   ■ . ' ■ . - 23 -

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   5. Sehraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dos zweite Segment (46) mit seinem

   - ersten Abschnitt (48) im Abstand von der Achse angeordnet ist.

   6. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Segment (46) mit seinem ersten Abschnitt (48a) in der Ebene und in der Aohse liegt und dessen zweiter Abschnitt (50a) ein Element, das parallel zu der Ebene liegt, und ein weiteres Element umfaßt, das nach außen in den Schaft übergeht.

   7. Schraube nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (46) konkav von der Achoe weg ausgebildet ist.

   8. Schraube nach Anspruch 6, dadurch gek e η η zeichnet, daß., das. andere Element mindestens peripher !eilgewinde umfaßt.

   9. Schraube nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralkehle (42) eine zunehmende Tiefe und Breite im Zuge ihres Verlaufs an dem am Yterkotüok eindringenden Abschnitt (36) entlang

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   in Richtung auf den Schaft (34) hat.

   10. Schraube nach Anspruch 2, dadurch ge lc e η η - „-zeichnet, daß der erste Abschnitt (48b) des zweiten Sognents (46b) eine tiefe Einbuchtung (110) q.uer

   zur Achse hat. *

   11. Schraube nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η zeichnet, daß mindestens ein Teilgewindegang gleicher 'Steigunssrichtung wie das Gewinde am Schaft an zweiten Abschnitt (50b) und an dem Abschnitt des ersten Segments (38b) zwischen der Spiralkehle (42b) und dessen Übergang in den Schaft (34b) vorgesehen ist. -

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