DE2211608C3 - Gewindeformende Schraube - Google Patents

Description

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höchstens geringfügig bis in den Gewindekern (Bereich 941 erstreckt

Die Erfindung betrifft eine gewindeformende Schraube, deren Schaf! einen ersten Abschnitt rr.it einem em Gegengewinde erzeugenden Außengewinde sowie in Schaft-Längsrichtung einen zweiten Abschnitt mit einem Haltegewinde aufweist, wobei eine der Kernhärte gegenüber größerer Gewindeganghärte vorgesehen

Schneidschrauben dieser Art sind seit langem bekannt (Zeitschrift »Werkstattechnik und Werksleiter«. Heft 15/1940, Seite 248). Sie haben den Vorteil, daß die harten Gewindegänge das Gegengewinde im weicheren Gcgcnmctall sicher erzeugen, daß sie aber bei Bruch im Betrieb leicht ausgebohrt werden können, weil ihr Kern weich ist. In der Tat ist bei diesen Schneidschrauben die Bruchgefahr im Betrieb deshalb besonders groß, weil sie eine Vorbohrung von größerem Durchmesser erfordern und deswegen ihre durchge hend harten Gewindegänge höher auf Biegung beanspruclit werden. Solange die Beanspruchungen der Schraube statischer Natur sind, mag dies in Kauf genommen werden können, sobald aber Wechselbeanspruchungen auftreten, wird die Bruchgefahr dieser Schneidschrauben zu groß; zumal das gehärtete Haltegewinde dann in besonderem Mi'ße zum Bruch neigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bruchgefahr der Schneidschraube in ihrem Betrieb, also bei der Aufnahme großer Haltekräfte, insbesondere gegenüber Wechselbclastungen wesentlich zu verringern, dabei aber die Vorteile der bekannten Schraube, nämlich die bruchgefahrarme Eindrehbarkeit auch in härtere Werkstoffe und die leichte Ausbohrbarkeit im Bedarfsfall zu erhalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die größte Härte des Gewindes auf aen gewindeformenden Abschnitt beschränkt ist und sich hier höchstens geringfügig bis in den Gewindekern erstreckt. Auf diese Weise steht während des Eindrehens das harte Gewinde des gewindeformenden Abschnitts zur Bildung des Gegengewindes zur Verfügung, jedoch erfolgi die Übertragung der Haltekraft im Betrieb durch solche Gewindegänge, welche im wesentlichen die für Schrauben allgemein als zweckmäßig erkannte Kerbzähigkeit (vgl. Zeitschrift »KON-STRUKTION«, Heft 5/1955, Seite 184) besitzen und deshalb auch gegenüber Wechselbelastungen widerstandsfähig sind.

Soweit in der US-PS 24 79 730 erwähnt ist, daß mindestens die Bohrspitze und der gewindeformende Abschnitt der Schraube gehärtet oder wännebehandelt

äs einen Teil der Tiefe dieses Abschnitts.

Die neue Schraubenausbildung w ird am zweckmaßig-,_{5 slen} mit Hilfe einer Induktionshärtung erzielt, deren Wirkung in axialer Richtung der Schraube auf deren gewindeformenden Abschnitt beschränkt wird. Der »skin effect« dieses Härteverfahrens sorgt für die radiale Beschränkung der gehärteten Zone. In diesem

zo Zusammenhang sei angemerkt, daß es trotz der axialen Beschränkung der Indukt.onsharlung auf den gewindeformenden Abscisin der Schraube aufgrund unvermeidlicher Außen- und Verfahrenseinflusse (Kohlenstoffgehalt der IJmgebungsatmosphare, größere Abkühlungsgeschwindigkeit der Außenflache gegenüber dem Schraubeninneren) dazu kommen kann, da3 auch das Gewinde im Halteabschnitt gegenüber dem Kern eine geringfügig größere Harte erhalt Gewinde- und Kernhärte im Haltcabschnitt also nicht völlig gleich sind; verglichen aber mit der Härtung der Gewindegänge im gewindeformenden Abschnitt ist jedoch im Halteabschnitt die Härte von Kern und Gewindegängen im wesentlichen gleich.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel, und zwar zeigt.

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Schraubenschaft im Längsschnitt;

Fi g. 2 einen S hnitt gemäß der Linie 11-11 in F i g. 1; und

Fig. 3 den Durchgang einer Schraube durch eine Induktions-Härteeinrichtung zur Herstellung der in den Fi g. 1 und 2 dargestellten Ausbildung.

Von der Schneidschraube 2 (F i g. 3) ist in l· i g. 1 nur der untere Teil ihres Schaftes 4 dargestellt. Das im ganzen mit 6 bezeichnete Außengewinde umfaßt einen Haltegewinde-Abschnitt 7 und einen gewindeformenden Abschnitt 8. Letzterer geht am Eintrittsende 10 der Schraube 2 in einen gewindefreien Abschnitt 12 über, welcher allerdings nicht unbedingt erforderlich ist.

Fig.2 verdeutlicht, daß die Schraube 2 im Querschnitt die Form eines regelmäßigen, abgerundeten Polygons mit einer ungeraden Anzahl von Seiten hat. Diese Querschnittsform kann sich entweder über die gesamte Länge des Gewindes 6 erstrecken oder auch auf die axiale Länge des gewindeformenden Abschnitts 8 sowie gegebenenfalls den gewindefrei ;n Abschnitt 12 beschränkt sein. Im Beispiel hat das Polygon drei bogenförmige Seiten 14,15 und 16, zwischen denen sich jeweils ebenfalls bogenförmige Schneidzonen 17,18 und 19 befinden. Der Kopf 20 der Schraube 2 hat in üblicher Weise einen größeren Durchmesser als der Schaft 4 (Fig. 3).

In den Fig. t und 2 ist der in axialer Richtung auf den gewindeformenden Abschnitt 8 und radial auf einen Teil von dessen Tiefe beschränkte Bereich 94 markiert, in welchem das Schraubenmaterial eine größere Härte als das übrige Schraubenmaterial besitzt. F i g. 3 verdeutlicht, wie diese größere Härte innerhalb eines Gehäuses

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59 minds zweier paralleler Leisten 60 einer Induktionsspule erzeugt wird. Auf einem Block 82 sind mittels Gewindebolzen 8il aus Fibermaterial dielektrische Seitenteile 86 befestigt, auf denen Keramikplatten 90 liegen, deren Obereeite die Köpfe ?0 der Schrauben 2 abstützen. Zur Führung dienen auch Glasleisten 92, welche unterseitig der Keramikplatten 90 zwischen diesen und den durch ein Endstück 64 miteinander verbundenen Leisten 60 der Induktionsspule angeordnet sind. Auf diese Weise werden die Schrauben 2 so durch 'Jas Gehäuse 59 des Induktions-Härtungsgeräts geführt, daß sich die Leisten 60 der Induktionsspule, deren Höhenausdehnung etwa der axialen Länge des gewindeformenden Abschnitts 8 entspricht, in gleicher Höhe mit diesem befinden. Der »skin effect» des in den gewindelorme.'iden Abschnitten 8 der Schraube 2 induzierten III Stromes sorgt dafür, daß sich die erwärmte Zone in im wesentlichen gleichmaßiger Tiefe um den Umfang des Schraubenschuftes und bis in eine begrenzte radiale Tiefe erstreckt.

Nach dem Durchlaufen des Induklionsgehäuses 59 werden die Schrauben 2 in üblicher Weise abgekühlt, wodurch sich die in den F i g. 1 und 2 dargestellten gehärteten Bereiche94 ergeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Pateminsnruch· Patentanspruch.

   werden können, wird im Gegensatz zur Erfindung das Härten auch des Haltegewindes mit eingeschlossen und lediglich die triviale Aussage gemacht, daß nur

   lediglich die triviale Aussage gemacht, daß nur mit

   Gewindeformende Schraube, deren Schaft einen härterem als dem Gegcnnjaterial gebohrt^und geschnitten Abschnitt mit einem ein. Gegerigewmd, 5 ten-^ J-^ch b^^m ^_;=