DE1920693A1 - Screw and method and device for producing the same - Google Patents
Screw and method and device for producing the sameInfo
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Description
22. April 1969 ¥/ho April 22, 1969 ¥ / ho
ILLIHOIS TOOL WOBZS, Inc.-"Chioago, Illinois (Y.St.A.)ILLIHOIS TOOL WOBZS, Inc .- "Chioago, Illinois (Y.St.A.)
Schraube sowie Verfahren, und Vorrichtung zur Herstellung derselbenScrew and method and device for producing the same
Die Erfindung betrifft Schrauben mit im Abstand zueinander liegenden Gewindegängen zum Einschrauben, in Bleche sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung derselben.The invention relates to screws with spaced apart Threads for screwing in, in sheet metal and a process and an apparatus for making the same.
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Bei-Schrauben mit im Abstand zueinander liegenden Gewindegängen der allgemeinen Art, auf die sich die Erfindung "bezieht, sind, als Uormsehrauben allgemein bekannt. Diese Schrauben, haben entweder eine spitzzulaufende oder eine stumpfzulaufen.de Bohrspitze. Eine Schwierigkeit, der man bei der Verwendung solcher Schrauben begegnet, nämlich das Abreißen des Gewindes, läßt sich auch das Fehlen eines vollentwiekelten Gewindegangs am Kopf der Schraube und auf den axialen Abstand des letzten Gewindegangs von der Klemmfläche des Kopfes zurückführen. Diese Schwierigkeiten werden vervielfacht, wenn die Schrauben in dünnen Werkstoffen verwendet werden.For screws with spaced threads are of the general kind to which the invention "relates, commonly known as Uormsehrauben. These screws have either a pointed or a stumpfzulaufen.de drill bit. A difficulty that one faces when using such Encountered screws, namely the tearing off of the thread, the lack of a fully developed thread on the Head of the screw and lead back to the axial distance of the last thread turn from the clamping surface of the head. These Difficulties are multiplied when the screws are thin Materials are used.
Diese Schwierigkeiten werden, überlieherweise durch die Schwäche und das daraus herrührende Brechen des oberen Randes der Gewinderollbacke hervorgerufen» Um eine solche Schwäche auszugleichen, sind die Gewinderollbacken normalerweise an diesen Rand entlang abgeschrägt, um den hohen Druck zu mindern, der auf eine solche Backe während eines GewinderollVorgangs ausgeübt wird» Diese Anfasung schneidet das Fleisch an der Backe ■ »,»/eg, das normalerweise den- Y/urseldurchmesser der Schraube bildet, und das führt za einem Mchtbewegen von Material zum Füllen der Spitzer) der Backennut mit daraus herrührendem fehlendem vollständigen Gewindegang am Kopf der ,Schraube 3um Eingriff in das Werkstück..These difficulties are caused on borrowed legally by the weakness and the derived therefrom breaking of the upper edge of the thread rolling jaw "To compensate for such a weakness that thread rolling jaws are normally reduce to this edge along chamfered to the high pressure of such a jaw while "exerted thread rolling operation This chamfer cuts the meat to the jaw ■", "/ ec that normally nevertheless Y / forms ursel diameter of the screw, and that leads za a Mchtbewegen of material for filling the Spitzer) of Backennut with herrührendem thereof lack complete Thread on the head of the screw 3 to engage the workpiece.
Die ErfLridung sieht die Schaffung einer voLIafcUmligen Gewinde- -The fulfillment provides for the creation of a complete thread -
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form auf mindestens eine halbe Teilung des Gewindes Ms zum Kopf vor. Darüber hinaus ist das Gewinde am Kopf mit einem Spitzendurchmesser versehen, der für mindestens einen. Gewindegang des Gewindes größer als der Spitzen.durehmesser des Rests des Gewindes am Schaft ist. Diese Ausbildung stellt einen. Eingriff in das Werkstück sicher und wirkt zusätzlich als "Drelimomentenminderer" durch Erhöhung des Drucks der .Gewindespitze gegen das Werkstück im zuvor entstandenen Gewindeeingriff, was zur Verringerung der Abreißgefahr "beiträgt. Dieser Teil des Gewindes hat im wesentlichen den gleichen Abstand bzv/. die gleiche Teilung am Schaft entlang und ist ferner mit einem eingeschlossenen Flankenwinkel versehen, der kleiner als der eingeschlossene Plankenwinkel des Rests des Gewindes am Schaft ist. Die Erfindung sieht ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer solchen Schraube vor, in dem die überhöhten Drücke gemindert werden, die normalerweise in einer Gewinderollbacke auftreten und die üblicherweise zu einem Brechen der Backe an ihrer kritischen Kante führen, die am Kopf der in der Backe mit Gewinde zu versehenden Schraube liegt.form to at least half a division of the thread Ms for Head forward. In addition, the thread on the head is provided with a tip diameter that is suitable for at least one. Thread of the thread is larger than the tip diameter of the remainder of the thread on the shaft. This training represents one. Intervention into the workpiece and also acts as a "torque reducer" by increasing the pressure of the .Gewindespitze against the workpiece in the previously created thread engagement, what to reduce the risk of tearing ". This part of the thread has essentially the same distance bzv /. the same pitch along the shaft and is also included with one Flank angle provided, which is smaller than the included plank angle of the remainder of the thread on the shaft is. The invention also provides a method and an apparatus for the production of such a screw, in which the excessive pressures are reduced, which normally occur in a thread rolling jaw and which usually to a Breaking the jaw at its critical edge, which is at the head of the screw to be threaded in the jaw.
Die Erfindung ist im nachfolgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung sind:The invention is described below on the basis of an exemplary embodiment explained in more detail with reference to the drawings. In the drawing are:
Fig. 1 eine Teilansicht einer Schraube in erfindungsgemäßor Ausbildung,Fig. 1 is a partial view of a screw in according to the invention Education,
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Mg. 2 eine Teilansicht eines Schraubenrohlings * der zur Herstellung der in I1Ig* 1 gezeigten Schraube verwendet wird,Mg. 2 is a partial view of a screw blank * which is used to manufacture the screw shown in I 1 Ig * 1,
Fig. 3 eine Ansicht einer Gewinderollbacke in einer Ausführung, wie sie zur Herstellung der in ■ Fig. 1 gezeigten Schraube verwendet wird*Fig. 3 is a view of a thread rolling jaw in a Design as it is used to manufacture the screw shown in ■ Fig. 1 *
Fig. 4 eine Einzelheit im Schnitt an der Linie 4-4 der Fig'. 3 undFig. 4 is a detail in section on the line 4-4 of the figure. 3 and
Fig* 5 eine Einzelheit im Schnitt an der Linie 5-5 der Fig. 3»FIG. 5 shows a detail in section on the line 5-5 in FIG.
Eine Schraube 10 gemäß der Erfindung umfaßt einen Kopf 12 und einen Schaft 14. Eine Klemmflache 16 ist in Sichtung auf den Schaft gerichtet, wie das bei Kopf schrauben üblich ist* iiiese Klemmfläche kann, jede geeignete Form haben*A screw 10 according to the invention comprises a head 12 and a shaft 14. A clamping surface 16 is in sight on the Shank directed, as is usual with head screws * these Clamping surface can have any suitable shape *
Der Schaft 14 hat im bevorzugten Ausführungsbeispiel im Abstand zueinander liegende G-ewindegänge, die einen im wesent*- lichen gleichen Wurzeldurchmesser über die gesamte axiale Erstreckung des Gewindes bis an die Klemmfläche 16 haben* Ein ' erster axialer Abschnitt 20 von der Spitze bis zu einer im Abstand vom Kopf liegenden Ebene hat Gewinde mit einem im wesent-In the preferred exemplary embodiment, the shaft 14 is spaced apart mutually lying G-threads, which essentially * - Lichen the same root diameter over the entire axial extent of the thread up to the clamping surface 16 have * A 'first axial section 20 from the tip to one at a distance from the head has a thread with an essentially
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lichen gleichförmigen. Spitzendurchmesser, und ein zweiter axialer Abschnitt 22, der den ersten Abschnitt 20 mit dem Kopf verbindet, hat Gewinde an der Klemmfläche 16 mit einem Spitzendurchmesser, der größer als der Spitzendurchmesser des Gewindes am ersten Abschnitt des Schaftes ist. Das Gewinde des zweiten Abschnitts hat vorzugsweise einen eingeschlossenen Flankenwinkel, der kleiner als der eingeschlossene 3?lankenwinkel des Gewindes im ersten Abschnitt ist, und der zweite Abschnitt umfaßt ferner einen oder mehrere volle Gewindegänge des Gewindes mit dem größeren Spitzendurchmesser. Das Gewinde in. dem zweiten. Abschnitt erstreckt sich bis in eine Ebene quer zur Schraubenachse, die nicht wieiter als die Hafte der Teilung des Gewindes von der Klemmfläche 16 entfernt ist. Dieser Abschnitt 22 hatlichen uniform. Tip diameter, and a second axial portion 22 connecting the first portion 20 to the head has threads on the clamping surface 16 with a tip diameter, which is larger than the tip diameter of the thread on the first portion of the shaft. The thread of the second Section preferably has an included flank angle that is smaller than the included 3? Flank angle of the thread is in the first section, and the second section further comprises one or more full turns of the thread with the larger tip diameter. The thread in. The second. Section extends to a plane transverse to the screw axis, which are no more than the adherence to the pitch of the thread is removed from the clamping surface 16. This section 22 has
ο 'ο '
Gewinde mit einem i'lankenwinkel von. ca, 45 ? während der Rest des Gewindes gleicher Teilung einen Plankenwinkel in der Hormgröße von 60 hat. Wenn eine aolche Schratibe in. ein dünnes Werkstück eingeschraubt wird, bildet das Gewinde im ersten. Abschnitt Gewinde im Werkstück, das bei Eingriff des Gewindes größeren Durchmessers im zweiten Abschnitt das erforderliche Drehmoment zum Einsohratiben der Schraube erhöht. Der größere Durchmesser zusammen mit einer im wesentlichen vollsbändigen Göwindeform auf die Hafte der Teilung bia an den Kopf heran stellb einen Eingriff in Werkstücke sicher, die eine Stärke haben, die gleich oder größer als die Hälfte der Teilung lab.Thread with an angle of. approx. 45? while the rest of the thread of equal pitch has a plank angle of the size 60. When such a disk is screwed into a thin workpiece, the thread forms in the first. Thread section in the workpiece, which increases the torque required to drive the screw in when the larger diameter thread engages in the second section. The larger diameter together with a substantially full-volume Goewind shape on the adherence of the division bia to the head heran ensures engagement in workpieces that have a thickness that is equal to or greater than half the division lab.
Die Herateilung einer aolchen Schraube 10 beginnb mi b einem mitThe division of a screw 10 begins with one
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einem Kopf versehenen Rohling 28,. wobei der fertige Kopf 12 und die Klemmfläche 16 sowie der Schaft 14 mit einem sich axial erstreckenden Abschnitt 30 eines Durchmessers versehen sind, der größer als der des Rests des Schafts 14 ist und der sich um ein. Maß vom Kopf wegerstreckt, das etwa gleich oder mehr als eine Steigung des vorgesehenen Gewindes an der Schraube ist, weil der Übergang zwischen dem Schaft 14 und dem Abschnitt eine Schulter 32 bildet. Ein solcher Rohling ist bereits für Schrauben bekannt, er erhält aber besondere Bedeutung bei Verwendung in. Verbindung mit der G-ewinderollbaoke, die noch zu beschreiben sein wird οa blank 28 provided with a head ,. the finished head 12 and the clamping surface 16 and the shaft 14 are provided with an axially extending portion 30 of a diameter, which is greater than that of the remainder of the shaft 14 and which is around a. Distance away from the head that is approximately equal to or more than a pitch of the intended thread on the screw, because the transition between the shaft 14 and the section a shoulder 32 forms. Such a blank is already for Known screws, but it receives special meaning when used in connection with the G-ewinderollbaoke, which still has to be described will be ο
In Elig» 3 ist in Ansicht eine Gewinderollbacke gezeigt, die zum Rollen des Gewindes an einer solchen Schraube verwendet wird-Wenn zwei solcher Backen in Längsrichtung saeial bewegt werden, ,/obei deren genutete Stirnseiten einander gegenüberliegen, wird durch Kaltverformung der Oberfläche des Rohlinge Gewinde hergestellt=. Eine solche Gewindebacke hat eine Stirnfläche mit flach endenden Stegen 40., die sich mit Nuten ·|2 abwechseln. Die normale Mut 42 hat einen eingeschlossenen Winkel von 60 und dient zur HeraUjllung oin.es Gewindes in der Form der Nut, indem von den Stegen 40 Druck auf den. Rohling ausgeübt und das Material zum EinfHauen in. die Nuten 42 gebracht wird, um eine entsprechende Form den Gewindes herzustellen» In dor Erfindung ist die Gswindeform am oberen. Rand der Backe abgewandelt. Im wesentlichen- besteht diese Abwandlung darin, dai3 eine wenigerIn E l ig "3 in view of a thread rolling jaw is shown, which is-when used for rolling the thread on such bolt two such jaws are moved saeial in the longitudinal direction, / obei opposite the grooved end faces each other, is of cold-deformation of the surface Blanks thread made =. Such a threaded jaw has an end face with webs 40 which end flat and which alternate with grooves 2. The normal Mut 42 has an included angle of 60 and is used to create a thread in the shape of the groove by applying pressure from the webs 40 on the. Exercised blank and the material for EinfHau in. The grooves 42 is brought to produce a corresponding shape of the thread »In the invention, the thread form is at the top. Modified edge of the cheek. Essentially, this variation consists in the fact that there is one less
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spitze Gewindeform geschliffen wird, im vorliegenden. Ausführungsbeispiel ein. Gewinde mit einem Flankenwinkel von 45°} das ca. 3Of° tiefer ist, und zwar über eine Länge, die gleich oder mehr als ein Gewindegang des Gewindes am Kopf der herzustellenden Schraube ist. Die abgewandelte Nut 44 ist in !ig. 4 und 5 gezeigt. Bei Einschleifen dieser Hut in die Backe "bleibt der Abstand zwischen nebeneinanderliegenden. Stegen 40 so konstant wie möglich, was zur Folge hat, daß die Öffnung der durch die Stirnfläche der Backe hindurch öffnende Hut im wesentlichen gleich der Öffnung der anderen. Nuten ist, so daß eine Gewindeform hergestellt wird* die ein im wesentlichen gleiches, axiales Haß am Wurzeldurchmesser hat, jedoch ein größeres diametrales Maß an der Spitze hat. Die gesamte Nut wird nicht auf einen Plankenwinkel von 45° gehalten* sondern lediglich der Teil, der durch die obere Kante der Backe öffnet, während der Teil der Backe, der in Berührung mit dem Rohling unter dem Abschnitt 30 gelangt * in einen Flankenwihkel von 60° für den Rest der Nut übergeht^ wie das durch die Line 46 in Fig* 5 gezeigt ist.sharp thread shape is ground, in the present. Embodiment a. Thread with a flank angle of 45 ° } which is approx. 30 ° deeper, over a length that is equal to or more than one thread turn of the thread on the head of the screw to be produced. The modified groove 44 is in! Ig. 4 and 5 shown. When this hat is grinded into the jaw, the distance between adjacent webs 40 remains as constant as possible, with the result that the opening of the hat opening through the end face of the jaw is essentially the same as the opening of the other grooves, see above that a thread form is produced * which has essentially the same axial hatch at the root diameter, but has a larger diametrical dimension at the tip Edge of the jaw opens, while the part of the jaw which comes into contact with the blank under section 30 * merges into a flank twist of 60 ° for the remainder of the groove ^ as shown by the line 46 in Fig. 5.
Wenn die Backen auf den Rohling einwirken, nimmt das größere Volumen der Nut 44 ohne weiteres das Material auf, das von den S'tegen 40 weggepreßt wird, und damit wird der Druckaufbau gemindert, der normalerweise am oberen Rand der Backe entsteht. Der Abschnitt 30 des Schaftes hat einen Durchmesser, der vorzugsweise 0)2!> bis Oj32^ mm größer als der Rest des Schaftes ist. Dieser Abschnitt ist so festgelegt, daß nur ausreichendWhen the jaws act on the blank, the larger volume of the groove 44 readily accommodates the material that is removed from the S'tegen 40 is pressed away, and thus the pressure build-up is reduced, which usually arises at the top of the cheek. The portion 30 of the shaft has a diameter that is preferably 0) 2!> To Oj32 ^ mm larger than the rest of the shaft is. This section is set out to be just sufficient
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Material vorhanden, ist, um die Gewindeform in. der Nut 44 voll auszufüllen..Material is present in order to complete the thread form in the groove 44 to fill in ..
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