DE19819917A1

DE19819917A1 - Sackloch, insbesondere zum Eindrehen von gewindeformenden Schrauben und ein Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE19819917A1
Application number: DE19819917A
Authority: DE
Inventors: Burkhard Kaden; Dieter Weber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-05-05
Filing date: 1998-05-05
Publication date: 1999-11-18

Abstract

Es wird ein Sackloch (2), insbesondere zum Eindrehen von gewindeformenden Schrauben (4) vorgeschlagen, bei dem im Bereich des Endes der Schraube (4) eine Ausnehmung (3) mit einem größeren Durchmesser als das Sackloch (2) ausgebildet ist. Die Ausnehmung (3) kann entweder kugel- oder zylinderförmig sein. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Sacklochs (2) wird zum Beispiel die Ausnehmung (3) durch eine hydraulische oder pneumatische Volumenvergrößerung hergestellt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Sackloch, insbesondere zum Eindrehen von gewindeformenden Schrauben und ein Verfah ren zu dessen Herstellung nach dem Oberbegriff des Haupt anspruchs und der nebengeordneten Verfahrensansprüche.

Es ist beispielsweise aus dem deutschen Patent DE 27 46 029 C2 ein Verfahren zur Herstellung einer Hinterschnei dung in einem durch Bohrung hergestellten Sackloch be kannt, bei dem nach Erreichen der gewünschten Bohrloch tiefe der Bohrer geschwenkt werden kann. Der Bohr- und Schwenkvorgang muss hierbei über eine zusätzliche An schlagplatte vorgenommen werden, die den Anpressdruck aufnimmt, da sonst eine Zerstörung des Materials erfolgen kann. Die Hinterschneidung bildet hierbei im Ergebnis ei ne kegelförmige Erweiterung des gesamten Sacklochs.

Es ist beispielsweise in der Fertigungstechnik auch an sich bekannt, dass gewindeformende Schrauben in Durch gangslöcher eingedreht werden können. Die gewindeformen den Schrauben werden dabei in das Durchgangsloch ohne In nengewinde mit einem entsprechenden Drehmoment in das Ma terial, z. B. Aluminium oder Kunststoff, hineingedreht und formen dabei das Gewinde. Hierbei können die Späne oder der Abrieb, die die gewindeformenden Schrauben beim Ge windeformen erzeugen, auf der anderen Seite des Durch gangslochs herausfallen. Hierbei kann es sich sowohl um schneidende (spanhebend) oder um furchende (spanlos) Schrauben handeln.

Vorteile der Erfindung

Ein Sackloch, insbesondere zum Eindrehen von gewindefor menden Schrauben mit einer Hinterschneidung der gattungs gemäßen Art wird in vorteilhafter Weise dadurch weiterge bildet, dass im Bereich des Endes der Schraube eine Aus nehmung mit einem größeren Durchmesser als das Sackloch ausgebildet ist.

Die Erfindung ist in vorteilhafter Weise vor allem dort anzuwenden wo durch die Dicke oder die Beschaffenheit des Materials, in das das Sackloch eingebracht werden muss, oder durch die Befestigungstechnik für die Schraube keine Durchgangslöcher angebracht werden können. Beispielsweise können auch durch Späne oder Abrieb, die in das zu bauen de Gerät fallen, Funktionsstörungen hervorgerufen werden.

Diese vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht die Kombination der oben erwähnten Vorteile einer Sack lochbohrung mit den Vorteilen einer Durchgangsbohrung. Sobald sich das Ende der Schraube im Bereich der Ausneh mung befindet, fällt das Eindrehmoment, mit dem das Ge winde geformt wird, ab. Dadurch ist es möglich eine rela tiv hohe Vorspannkraft in der Schraubverbindung zu erzeu gen. Bei vorteilhaften Ausführungsformen können je nach Anwendungsfall die Ausnehmung kugel- oder zylinderförmig sein.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Sackloch mit einer erweiternden Ausnehmung am Ende des Sackloches;

Fig. 2 das Sackloch nach Fig. 1 mit eingedrehter gewindeformender Schraube;

Fig. 3 ein Diagramm des Verlaufs der Drehmomente beim Formen des Gewindes in einem Sackloch nach dem Stand der Technik und

Fig. 4 ein Diagramm des Verlaufs der Drehmomente beim Formen des Gewindes in einem Sackloch nach der Erfindung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist ein Materialstück 1, beispielsweise aus Aluminium-Druckguss oder Kunststoff-Spritzguss, ge zeigt, in das ein Sackloch 2 mit einer kugelförmigen Aus nehmung 3 am Ende des Sackloches 2 eingebracht worden ist.

Aus Fig. 2 ist zu erkennen, dass in das Sackloch eine gewindeformende Schraube 4 eingeschraubt worden ist. In der Ausnehmung 3 sammeln sich hierbei die Späne oder der Abrieb an, die bzw. der beim Schneiden oder beim Furchen des Gewindes in der Sacklochwand entstanden sind. Das En de der Schraube 4 soll sich in der Ausnehmung 3 befinden. Die Ausnehmung 3 kann sich am Ende des Sacklochs 2 oder auch darüber befinden. Die Form kann kugel-, zylinder- oder auch kegelförmig sein.

Aus einem Diagramm nach Fig. 3 ist der Verlauf auf des Drehmoments M [Nm] über dem Drehwinkel ϕ [°] einer in ein Sackloch ohne Ausnehmung eingedrehten Schraube ersicht lich. Das Drehmoment M steigt kontinuierlich bis zum Drehwinkel ϕ₁ an, der den Drehwinkel des Anlagezeitpunk tes des Schraubenkopfes auf dem Materialstück 1 dar stellt. Bis zum Drehwinkel ϕ₁ wird ausschließlich das Ge winde in der Sacklochwand geformt. Das dort herrschende Drehmoment stellt das maximale Formmoment M_Fmax dar. An schließend wird beim weiteren Eindrehen weiterhin Gewinde gebildet und zusätzlich Vorspannkraft in der Schraubver bindung erzeugt. Beim Drehwinkel ϕ₂ ist das vorgegebene Anziehdrehmoment M_A erreicht.

Im Diagramm nach der Fig. 4 ist der Verlauf des Drehmo ments M [Nm] über dem Drehwinkel ϕ [°] bei einem Sackloch mit einer erfindungsgemäßen Ausnehmung dargestellt. Das Drehmoment M steigt wieder kontinuierlich bis zu einem Drehwinkel ϕ₃ an, der den Zeitpunkt darstellt, an dem das Ende der Schraube in die Ausnehmung eintritt. Zu diesem Zeitpunkt (Drehwinkel ϕ₃) herrscht das maximale Formmo ment M_Fmax. Ferner fällt ab diesem Zeitpunkt das Drehmo ment bis auf das Eindrehmoment M_E ab, da das Gewindefor men abgeschlossen ist und nur eine Drehung der Schraube 4 im vorhandenen Gewinde erfolgt.

Der Anstieg des Drehmoments M_A erfolgt spätestens bei An lage des Schraubenkopfes auf dem Materialstück 1 beim Drehwinkel ϕ₁ Das hier beim Drehwinkel ϕ₁ herrschende Drehmoment ist jedoch wesentlich geringer als das beim Drehwinkel ϕ₁ bei einer Ausbildung nach dem Stand der Technik herrschenden Moment. Bei gleichem Anziehdrehmo ment M_A wie beim Stand der Technik erhält man gemäß der Erfindung eine wesentlich größere Vorspannkraft in der Schraubverbindung bei gleichzeitig höherer Fertigungssi cherheit, d. h. bei geringeren Schwankungen der Toleran zen.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung ei nes Sacklochs in einem Aluminium-Druckguss- oder einem Kunststoff-Spritzguss-Material wird die Ausnehmung auf einfache Weise durch eine hydraulische oder pneumatische Volumenvergrößerung durchgeführt. Hierbei wird eine Rohr mit einem dehnbaren Körper eingebracht, wobei der Körper (Trennmembran) durch aufgebrachten Druck erweiterbar ist. Nach dem Gießen wird der Druck vermindert und das Rohr mit dem Körper wieder entfernt.

Bei einem anderen Verfahren zur Herstellung eines Sack lochs kann bei einem Aluminium-Druckguss- oder einem Kunststoff-Spritzguss-Material die Ausnehmung durch einen vor dem Guss eingebrachten Kern gebildet werden. Auf ein fache Weise wird dann der Kern durch Bohren, Stanzen oder durch Ausschmelzen entfernt.

Wenn das Material, in das das Sackloch eingebracht werden muss, nur spanend bearbeitet werden kann, so ist es in vorteilhafter Weise möglich gemäß einer weiteren Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens das Sackloch in einem ersten Arbeitsschritt durch Bohren herzustellen und in einem zweiten Arbeitsschritt die Ausnehmung durch spanendes Hinterschneiden zu bilden.

Claims

1. Sackloch, insbesondere zum Eindrehen von gewindefor menden Schrauben (4) mit einer Hinterschneidung, dadurch gekennzeichnet, dass

- mindestens im Bereich des Endes der Schraube (4) eine Ausnehmung (3) mit einem größeren Durchmesser als das Ge winde der Schraube (4) ausgebildet ist.

2. Sackloch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Ausnehmung am Ende des Sacklochs (2) ausgebildet ist.

3. Sackloch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass

- die Ausnehmung (3) kugelförmig ist.

4. Sackloch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass

- die Ausnehmung zylinderförmig ist.

5. Sackloch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass

- das Material, in das das Sackloch (2) eingebracht wird, Aluminium-Druckguss ist.

6. Sackloch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Material in das das Sackloch (2) eingebracht wird Kunststoff-Spritzguss ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines Sacklochs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Ausnehmung (3) durch eine hydraulische oder pneuma tische Volumenvergrößerung hergestellt wird.

8. Verfahren zur Herstellung eines Sacklochs nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Ausnehmung (3) durch einen vor dem Guss eingebrach ten Kern gebildet wird und dass
- dann der Kern durch Bohren, Stanzen oder Ausschmelzen wird und danach der Kern entfernt wird.

9. Verfahren zur Herstellung eines Sacklochs nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Sackloch (2) in einem ersten Arbeitsschritt durch Bohren hergestellt wird und in einem zweiten Arbeits schritt die Ausnehmung (3) durch spanendes Hinterschnei den gebildet wird.