DE2721854A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von selbstbohrenden schrauben - Google Patents

Description

ing. II. NIiGIiNDAIVK <-iO73> · dipping. II. IiAO-'J K · DiFi..-1-nvs. W. SCIIMIT2 . K. GRAALFS · DIPL-INCW-VZEIINERt · dipl,-piiys. W. CARSTENS

Hamburg-München Dr.-Ing. V. Döring

ZtTSTELMTNGSA NSCHRIFT: 2000 HAMBURG 30 · NEUEn WALI. 41 TELEFON (O4O) 36 74 28 ITND 36 4110

AA

TSLEOR. NEOKDAPATBNT

8000 MÜNCHEN 2 · MOZAHTSTIt 2S

Illinois Tool Works, Inc. telefon cos») a 38 os se

TELKQH. NKOBDAPATBNT MÜNCHEN

85OI ¥3st Hiegins Road

Chicago, 111. 60631/USA Hamburg. 11. Mai 1977

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von selbstbohrenden Schrauben

Die Erfindung betrifft ganz allgemein Fräsmaschinen zur Herstellung selbstbohrender Schrauben, sowie Verfahren zur Erzeugung solcher Produkte, indem ein Schraubenrohling in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen mit Scheibenfräsern bearbeitet vird.

Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind bekannt und werden zur Herstellung von selbstbohrenden Schrauben verwendet, und zwar erfolgreich, da die Schrauben handelsgängig sind. Mit der Erfindung sollen weitere, die Herstellung erleichternde Verbesserungen erreicht und Schrauben mit wirksamerer Bohrleistung geschaffen werden.

Die in der US-Patentschrift 3 125 923 beschriebene Vorrichtung zeigt die im Handel erfolgreiche selbstbohrende Schraube. Die

809820/0559 ···/

zunehmenden und unterschiedlichen Anforderungen an derartige Schrauben erfordern Verfahren und Ausrüstungen, die außerordentlich vielseitig sind. Beispielsweise erfordern die Verwendungsgebiete derartiger Schrauben sehr lange Spannuten um in dicke Materialien ordnungsgemäß eingebohrt werden zu können·

Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen verwenden zur Herstellung von selbstbohrenden Schrauben typischerweise Scheibenfräser mit einem vorbestimmten minimalen Durchmesser, Zum Beispiel werden üblicherweise Fräser von etwa 75 mm Durchmesser verwendet. Diese Fräserdurchmesser werden bevorzugt, da sie kostspielige Posten darstellen, die bei den Herstellungskosten der Schrauben ins Gewicht fallen. Weiterhin müssen die Fräser in bestimmten Zeitabschnitten geschärft werden, wobei festgestellt wurde, daß bestimmte laufend, verwendete Fräsergrößen höchstwirtschaftlich geschärft werden können.

Bei der Verwendung dieser üblichen Fräser entstehen ,jedoch arteigene Beschränkungen, bei den bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen, Die Arbeitsgänge zum Fräsen der Nuten umfassen die Bildung von sich schneidenden gekrümmten Nutenflächen und flachen Nutenflächen für jede Nut, wobei die Länge der gekrümmten Nut,die effektive Nutenlänge der selbstbohrenden Schraube bestimmt. Um bei einem gegebenen Fräserdurchmesser eine maximale Nutlänge zu erzielen, muß der Fräser erheblich tief in den Querschnitt des Rohrlings eindringen, was offensichtlich eine

809820/0559

Schwächung des Bohrers hinter den Schnittkanten zur Folge hat, da sich die Fräser bei der Bildung der gegenüberliegenden Nuten überlappen. Dieser Zustand wird noch verstärkt, wenn ein positiver Neigungswinkel hinter den sich quer erstreckenden Schnittkanten gefordert wird. Die Eindringtiefe der Fräser beim Nutenfräsen ist etwas größer als der Radius des Rohlings in derZone, in der sich die Flächen mit positiven Neigungswinkeln schneiden, so daß ein Durchbruch im Rohling entsteht, was höchst unerwünscht ist.

Bei den bekannten erfolgreichen Verfahren und Maschinen werden die Rohlingen entweder schrittweise oder kontinuierlich entlang einer kreisförmigen Bahn bewegt. Bei den schrittweisen Verfahren, wie es in der US-Patentschrift 3 280 *H2 beschrieben ist, werden die Rohlinge in Taschen festgespannt, die mit Uinfangsteilungen in einem Drehtisch vorgesehen sind, so daß sich die Rohlinge während der !Weiterschaltung zu drei verschiedeEn, die Kreisbahn umgebenden Arbeitsstationen nicht um ihre eigenen Achsen drehen können. In einer ersten Arbeitsstation werden die Nuten auf beiden Seiten des Rohlings gleichzeitig gefräst. In der zweiten und dritten Station werden die Schrägflächen am Ende des Rohlings gefräst, um die sich seitlich erstreckenden, die Nutenflächen schneidenden Schnittkanten zu bilden.

Die in der US-Patentschrift 3 hZ2 k*{2 beschriebene, kontinuierlich arbeitende Vorrichtung verwendet zwei Nutenfräser, die in verschiedenen Stellungen um die durch den Drehtisch, gebildete Kreisbahn angeordnet gWdv 1^ίΐ^β/']?4.^:^^^{οΐηΐηβη} die Fräser mit dem

Rohling in Eingriff, wenn sich dieselben an der Arbeitsstation vorbeibewegen. Zwei Fräser sind ebenfalls in genauen Stellringen um die Kreisbahn herum angeordnet, um die Schrägflächen an den Enden der Rohlinge zu bilden. Die Rohlinge selbst werden zwischen den ArbeitsStationen um ihre eigenen Achsen gedreht.

Gewisse andere Verfahren sind entwickelt worden, um selbstbohrende Schrauben durch Verwendung einer rotierenden Fräsvorrichtung verbessert herstellen zu können. Beispielsweise ist bei der US-Patentschrift 3 780 389 die Ausrichtung der Fräser gegenüber dem Rohling so angeordnet, daß die im allgemeinen gekrümmte Nutenfläche sich über den sich quer erstreckenden Schnittkanten diese bildend erstrecken. Diese Ausbildung ermöglicht es, eine positive Neigung hinter den Schnittkanten zu erzeugen, ohne befürchten zu müssen, daß sich die Fräser überlappen, wobei jedoch entscheidend die effektive Nutenlänge begrenzt wird, die ein üblicherweise verwendeter und bekannter Fräser erzeugen kann»

Das Verhalten und die Wirksamkeit -von selbstbohrenden Schrauben, die gemäß den zuvor erwähnten Fräsvorgängen hergestellt werden, werden nach einer Anzahl von Parametern bewertet einschließlich der folgenden: Das Maß des erforderlichen Axialdruckes um einen Bohrvorgang zu bewirken, die erforderliche Zeit um ein Loch zu bohren, die erforderliche Länge der Nuten um Späne ordnungsgemäß abzuführen, die Form und Länge der beim Bohren erzeugten Späne, die Dicke des Steges, nämlich das Material, das zwischen den Nutenflächen bei einem gegebenen Maß hinter einer Meißelkante

809820/0559

verbleibt, die Länge der Meißelkante selbst, der axiale Neigungswinkel, der durch die Nut hinter der Schnittkante vorgesehen ist, der Freiwinkel hinter der Schnittkante, der durch die Anordnung der sich schneidenden flachen Schrägflächen mit den Nutenflächen gegenüber den Schnittkanten bestimmt wird. Während mit den bekannten Verfahren handelsüblich annehmbare se-lbstbohrende Schrauben in wirksamer und wirtschaftlicher Weise hergestellt wurden, war in vielen Fällen ein Kompromiß eines oder mehreren der vorstehend angegebenen Parameter erforderlich, da die Vielseitigkeit der bekannten Verfahren und/oder Maschinen nicht vorhanden war.

Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von selbstbohrenden Schrauben mit größeren Spannutenlängen zu schaffen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfalirens und einer Vorrichtung zur Erzeugung kritisch hergestellter selbstbohrender Schrauben,

Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung, die Schraubenrohlinge schrittweise aufeinanderfolgend um eine einzige Kreisbahn bewegt, entlang der verschiedene vorbestimmte Zonen der Rohlinge Fräsvorgängen an mehreren Arbeitsstationen einschließlich vier Arbeitsiationen zinn Nutenfräsen ausgesetzt verden.

Noch ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zur Formung· dejr Bohr spit ze an einem Schrauben-

/ 6

rohling durch einen Scheibenfräser, der eine maximale Lebensdauer hat und saubere gratfreie Flächen und Schneidkanten am Rohling erzeugt,

EdLn Vorteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ist in der erzielbaren Herstellungsgenauigkeit selbstbohrender Schrauben der beschriebenen Art zu sehen, vas wenigstens teilweise auf die neuartige Spann- und Niederhaltevorrichtungen zurückzuführen ist, die beim Erfindungsgegenstand verwendet werden.

Noch ein weiterei' Vorteil des Verfahrens und der Vorrichtung ist darin zu sehen, daß die Bohrspitze am Rohling genau mit einem Fräsvorgang herstellbar ist, ohn-e die verschiedenen Konstruktionsparameter aufzugeben, die in ihrer Kombination eine wirksame selbstbohrende Schraube darstellen.

Diese zuvor aufgeführten Ziele werden in erster Linie durch eine Vorrichtung erzielt, die einen Drehtisch mit mehreren, die Rohlinge aufnehmenden Taschen aufweist, die tun den Umfang herum vei'teilt sind. Mehrere ,vorzugsweise sechs, Frässtationen sind in vorbestimmten Abständen um den Drehtisch herum angeordnet, und rotierende Spannspindelnvorrichtungen sind axial fest über den Taschen im Drehtisch angeordnet, um an den Köpfen dex* Rohlinge in den Taschen anzugreifen, Der Drehtisch wird schrittweise geschaltet um die Rohlinge aufeinandex-folgend den Arbeitsstationen zuzuführen, in denon ein vor— und zurückbeveglicher Schneideincriff der Fräser stattfindet, wobei die Schneideingriffe mit der Stillstgi^jlg^e^^ /³Q^ ipgehtisches synchronisiert

sind. Weiterhin steuert die Schaltvorrichtung des Drehtisches ebenfalls synchron die Drehung der rotierenden Spannspindeln um eine Drehung der Rohlinge um ihre eigene Achse zu bewirken, während sie sich von einer zur anderen Arbeitsstation bewegen, um die gewünschte vorbestimmte Fläche des Rohlings in der nächsten Arbeitsstation der Nut- oder Spitzenbildung darzubieten.

Kurzgesagt, werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zwei längsgerichtete, sich überlappende Nutenflächen auf jeder Seite des Rohlings hergestellt, wobei diese Arbeitsgänge in vier getrennten Arbeitsstationen durchgeführt werden.

Die beiden, sich überlappenden Nuteneinschnitte auf jeder Seite des Rohlings bilden eine selbstbohrende Schraube, mit einer wesentlich verlängerten effektiven Nut, wobei die Festigkeit hinter der Bohrtpitze nicht gemindert wird und die Meißelkantenlänge einen optimalen Neigungswinkel zuläßt.

Die Nutvorgänge werden mit Techniken durchgeführt, die eine maximale Lebensdauer der Fräser gewährleisten, und eine saubere gratfreie Bohrspitzenform erzeugen. Beispielsweise werden die Fräser unter einem kleinen Schrägwinkel zur Vorschubrichtung in den Rohling eingeführt, so daß eine Nute entsteht, die zwei Flächen .hat, die sich unter einem Winkel schneiden, der etwas größer als 90 ist. Dio schräge Einführung des Fräsers erzeugt einen ausreichenden Freiwinkel hinter den Schnitt-

809820/0559

kanten des Fräsers. Der vergrößerte eingeschlossene Winkel der Nutenflächen reduziert die Wahrscheinlichkeit, daß die Zone der flachen Schrägfläche in Umfangsrichtung hinter der Schnittkante vährend des Fräsvorgangs quetscht» Ein derartiger verkanteter Fräseingriff bewirkt auch eine wesentlich sauberere Entfernung des Materials.

Außer dem verkanteten Schneideingriff der Nutenfi'äser, wird der die oberste Nut schneidende Fräser gemäß der Erfindung am Schaft abwärts schneidend gedreht. Der die unterste Nut schneidende Fräser wird am Schaft aufwärts schneidend gedreht. Diese Drehrichtung der Fräser gegenüber dem Rohling verhindert Gratbildungen, die anderenfalls an den kritischen Stellen der Bohrspitze entstehen wurden.

Die Nut- und Anschrägungsvorgänge gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung der Erfindung erfolgen unter genau zeitlich abgestimmten Relationen zwischen der Drehung des Rohlings zwischen den Stationen und der Stellung der Stationen gegenüber dem Drehtisch, Hierdurch wird eine selbstbohrende Schraube erzeugt, die stärker und besser in der- Lage ist, Späne beim Bohren dickerer Materialien wirksamer abzuführen, als dies bei den bekannton Schrauben der Fall ist.

Eine vorstehende Querschulter in der Nutenfläche gegenüber der Schnittkante dient als Spanbrecherfläche. Die gemäß dem Verfahren und mit der Vorrichtung der E._rfindung hergestellte selbst-

809820/0559 ···/ 9

bohrende Schraube hat ferner eine minimale Meißelkante, so daß ein wirksamerer Bohrvorgang ermöglicht wird.

Andere Ziele und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen hervor. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsieht,aus der der Vorschub der selbstbohrenden Schraubenrohlinge von einer Beschickungsstation zu mehreren Arbeitsstationen ersichtlich ist;

Fig. 2-5 Seitenansichten der Rohlinge, wie sie nach dem Verlassen der verschiedenen Arbeitsstationen geformt sind;

FJg. 6 eine schematische vergrößerte Teilansicht nach Linie 6-6 der Fig. 1, wobei gezeigt ist, wie der obere Nutenfräser am Schraubenrohling angreift^

Fig. 7 eine schematische, vergrößerte Teilansicht nach Linie 7-7 der Fig. 1, in der gezeigt ist, wie der untere Nutenfräser am Schraubenrohling angreift;

Fig. 8 eine schematische, vergrößerte Teilansicht nach Linie 8-8 der Fig. 6, in der gezeigt ist, wie die verkantete Vorschubbewegung der Nutenfräser durchgeführt wird;

809820/0559

- yr-

ZO

Fig. 9 eine vergrößerte Teilseitenansicht in der die Bohrspitze gezeigt ist, die nach dem Verfahren und mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung entsteht;

Fig. 10 eine Endansicht der in Fig. 9 gezeigten Bohrspitze;

Fig. 11 eine vereinfachte Draufsicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 12 eine vereinfachte Seitenansicht der Vorrichtung in Richtung der Linien 12-12 der Fig. 11 gesehen, wobei die Stationen zwischen der Beschickungsstation 22 und der Spitzenanschrägungs st ation 2.6 fortgelassen sind;

Fig. 13 einen vereinfachten Querschnitt nach Linie 13-13 Fig. 11;

Fig. 1^ einen vergrößerten Teilschnitt nach Linie 14—14 der Fig. 11, vobei die Antriebs- und Klemmvorrichtung in der Beschickungsstation gezeigt ist;

Fig. 15 einen vergrößerten Teilschnitt nach Linie 15-15 der Fig. 11, der Einzelheiten der Antriebs- und Klemmvorrichtung zeigt;

809820/0559

Fig, 16 eine halbschematische Ansicht der Antriebsvorrichtung und der Steuernocken des Erfindungsgegenstandes;

Fig. 17 eine teilweise Seitenansicht der Nockenplatte in der Beschickungsstation in Richtung der Linien 17-17 der Fig. 11 gesehen;

Fig. 18 eine schematische Seitenansicht einer Nutenfrässtation in Richtung der Linien I8-I8 in Fig. 11 gesehen;

Fig« 19 eine schematische Seitenansicht der Spitzenanschrägungsstation in Richtung der Linien 19-19 der Fig. 11 gesehen;

Fig. 20 eine schematische Seitenansicht einer Spitzenanschrägungsstation in Richtung der Linien 20-20 der Fig. 11 gesehen;

Fig. 21 eine schemtaische Seitenansicht einer Niederhaltevorrichtung in der Spitzenanschrägungsstation gesehen in Richtung der Linien 21-21 der Fig. II4

Fig. 22 eine schematische Seitenansicht der Niederhaltevorrichtung gesehen in Richtung der Linien 22-22 der Fig. 11;

809820/0559

Pig, 23 eine vergrößerte schematische Seitenansicht einer Nutenfrässtation wie in Fig. 17 in der die Niederhaltevorrichtung gezeigt ist;

Fig, 2k eine schematische Seitenansicht der Beschickungsvorrichtung gemäß der Erfindung in Richtung der Linien 23-23 der Fig. 11 gesehen;

Fig. 25 und 26 schematische Draufsichten der in Fig. 2k gezeigten Beschickungsvorrichtung in einer Zuxüickhalte- bzw, Beschickungsstellung,

Es wird nunmehr auf die Zeichnungen bezug genommen, in denen in den verschiedenen Ansichten gleiche Bezugsziffern für gleiche Teile verwendet sind. Das dargestellte Ausführungsbeispiel weist einen festen Unterbau auf, auf dem ein Drehtisch angeordnet ist, der auf-einanderfolgende Rohlinge schrittweise sechs Arbeitsstationen zuführt, die auf dem Unterbau angeordnet sind. Gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung der Erfindung werden zwei sich in Längsrichtung überlappende Fräseinschnitte an gegenüberliegenden Urafangszonen des Rohlings hergestellt, die eine verhältnismäßig lange Nute bildenj die sich in Längsrichtung überlappenden Nuten werden in vier Nutenfräs st at ionen hergestellt, während die Bohrspitze in den beiden Spitzenanschrägungsstationen hergestellt wird.

809820/0559

Es wird zunächst auf Fig, 1 bezug genommen, in der ein Drehtisch 20 gezeigt, der mit zwölf in gleichen Abständen angeordneten Taschen 30 versehen ist, die zum Umfang des Drehtisches hin offen und geeignet sind, aufeinanderfolgend Schraubenrohlinge ho aufzunehmen. Der Drehtisch 20 wird schrittweise in einer noch näher zu beschreibenden ¥eise geschaltet, um die Taschen aufeinanderfolgend sieben Arbeitsstationen zuzuführen. Die Stationen 20, 23» Zk, 25, 26, 27 und 28 sind nahe der kreisförmigen Bewegungsbahn des Drehtisches in vorbestimmten Umfangsabständen auf dem den Drehtisch tragenden Bauteil angeordnet. Die Arbeitsstation 22 weist die Zuführvorrichtung auf, mit der die Rohlinge nacheinander in die Taschen 30 eingeführt werden. Eine erste Station 23 erzeugt einen ersten, im allgemeinen längsgerichteten Nutenschnitt am Schraubenrohling her. In Fig. 2k wird ein schräger Anspitzschnitt am Ende des Schraubenrohlings hergestellt. In Station 25 wird ein im wesentlichen längsgerichteter Nuten-Echnitt an der gleichen axialen Stelle des Rohlings, vie der in Station 23 hergestellte, jedoch auf der gegenüberliegenden ürafangseeite des Rohlings. Station 26 erzeugt einen schrägen Anspitzschnitt am Ende des Rohlings der eine gleiche,sich jedoch entgegengesetzt erstreckende flache Fläche wie die in Station 2k gebildete formt. In den Stationen 27 und 28 werden die endgültigen Nutenschnitte durchgeführt, die sich in Längsrichtung mit den ersten Nutenschnitten auf jeder Seite des Rohlings überlax^pen. In der Zone 29 zwischen der Station 28 und der Beschickungsstation 22 erfolgt der Ausstoß- der fertigen Rohlinge in einer geeigneten Aufnahme.

809820/0559 .../ i4

Die aufeinanderfolgende Bearbeitung der Enden der Rohlinge ^O bei der Schaltung um die Kreisbahn ist in den Fig. 2 bis 5 gezeigt. Jeder Rohling hat einen radial vergrößerten Kopf ^2 und einen länglichen Schaft. Die Arbeitsstation 23 weist einen Scheibenfräser 33 auf, der in und außer Eingriff in die Kreisbahn des Drehtisches 20 bewegbar ist. Der Fräser 33 ist gegenüber der Schraubenachse in einem vorbestimmten Winkel geneigt. Eine Winkelneigung von 12 der Fräser 33 und 35 vurde als geeignet befunden. Der Schnitteingriff des Fräsers 33 in das freiliegende Ende des Rohlings ist in Fig. 6 gezeigt. Beim ersten Nutenschnitt werden zwei sich schneidende Nutenflächen hk und h$ erzeugt, wobei die Nvitenflache h5 flach und in einem vorbestimmten Winkel zu vertikalen Achse des Rohlings geneigt ist. Die Kreisform des Fräsers 33 erzeugt eine im wesentlichen bogenförmige Fläche hh_t die die flachen Flächen schneidet. Die Arbeitsstation 25 mit dem Fräser 35 ist gleich der Arbeitsstation 23, wobei die gleiche Nutenform am gegenüberliegenden Umfangsabschnitt erzeugt wird, wie die in der ersten Arbeitsstation 23.

In den Stationen 2h und 26 werden gleiche, sich schneidende flache schräge Stirnflächen h8 am Ende des Rohlings erzeugt. Die in Fig. h gezeigte Rohlingsform entspricht derjenigen, die unmittelbar nach dem letzten Schrägschnitt in der Arbeitsstation 26 folgt.

809820/0559 ···/ ¹⁵

Die Arbeitsstationen 27 und 28 erzeugen einen anderen Nutenschnitt am Rohling, der sich in Längsrichtung überlappt und im wesentlichen eine Längsverlängerung des in den Arbeitsstationen 23 und 25 hergestellten Nutenschnittes darstellt« Die Fräser 37 und 38 sind jedoch in einem kleineren Winkel als die Fräser 33 und 35 geneigt. Es wurde beispielsweise festgestellt, daß eine Winkelneigung von 9 der unteren Nutenabschnitte ausreicht, die in den Arbeitsstationen 27 und 28 hergestellt werden. Die durch die Fräser 37 und J8 erzeugte Form der unteren Nutenabschnitte ist in Fig. 7 gezeigt. Wie bei den oberen Nutenfrässtationen 23 und 25 erzeugen die Fi^äser 37 und 38 eine im wesentlichen flache Nutenfläche ^7, die eine gekrümmte Fläche k6 schneidet.

Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal werden die die obersten Nutenschnitte durchführenden Fräser 33 und 35 ira Gegenuhrzeigersinne gedreht, d.h. die Schnittrichtung ist abwärts am Schaft gerichtet. Dieser Fräsvorgang ist in Fig. 6 gezeigt. Im Gegensatz hierzu erfolgen die endgültigen oder unteren Nutenschnitto durch die Fräser 37 und 38, wie in Fig, 7 gezeigt, einen aufwärts am Schaft gerichteten Schnitteingriff, Diese Kombination der entgegengesetzt gerichteten Frässchnitte erzeugt eine Bohrspitze, die verhältnismäßig frei von Grat ist, was normalerweise nicht der Fall sein würde, wenn die Fräseingriffe auf die bekannte Weise beim Herstellen von selbstbohrenden Schrauben erfolgen würden, Die kritischen Scimittkantenbereiche sind bei den ecmäß dor Erfindung hergestellten solbstbohicnden Schrauben

frei von Grat,

Eine weitere wichtige Beziehung zwischen den Nutenfräsern 33, 35t 37 und 38 und dem Schraubenrohling ist in Fig. 8 gezeigt. Jeder der Nutenfräser ist in einer Arbeitsstation in und außer· Schnitteingriff mit den Rohlingen bewegbar. Diese Bewegung erfolgt in einer durch den Pfeil A in den Fig. 1 und 8 gezeigten Bahn. Die scheibenförmigen Fräser sind jedoch in einem spitzen Winkel zu einer gedachten Ebene B angeordnet, die sich durch die mittlere Achse des Drehtisches und durch die mittlere Achse eines jeden Rohlings ^O erstreckt. Die Ebenen A und B sind parallel und Fig. 8 zeigt einen S hrägungswinkel OL· von 2 - 5 » eier von derSeitenf lache des Fräsers und der gedachten Ebene B eingeschlossen ist. Die Nutenfräser 33t 35_t 37 und 38 sind etwas gegenüber hin- und hergehenden Bahn verkantet, wobei sich die radiale Ebene durch die Rohlingsachse erstreckt. Es dürfte klar sein, daß die beim Fräsen erzeugte Nut derart ist, daß sich die Nutenflächen 4*f, h$ sowie die Nutenflächen '+6, 4 7 schneiden, und zwar in einem Winkel der größer als 90 ist. Sehr wichtig ist, daß die flache Seitenfläche des F äsers 33 mit dem Freiwinke.l O^ in den Rohling eintaucht. Es wurde festgestellt, daß durch diesen Frässchnitt eine verlängerte Lebensdauer, sowie ein wesentlich sauberer Schnitt erzielt wird. Diese Verkantung kann natürlich sowohl beim oberen als auch beim unteren Nutenschnitt verwendet werden, ohne die Neigung der Nutenfräser zur Längsachse des Rohlings zu beeinflussen.

Um die genaue Form der verschiedenen Flachen einschließlich der Schrägflächen an dem Ende des Rohlings herstellen zu können, muß der vorbestimmte Rohlingsabschnitt in der jeweiligen Arbeitsstation ordnungsgemäß frei liegen. Ea wurde festgestellt, daß die Rohlinge sicher gegen Bewegung während der verschiedenen Fräsvorgänge festgeklemmt sein müssen, d.h. solange der Drehtisch stillsteht, aber sie müssen um ihre Achsen während der Bewegung von einer zur nächsten Arbeit Station gedreht werden.

Gemäß der Erfindung sind die Arbeitsstationen in Umfangsabständen von 30 oder einem vielfachen von 30 um die durch den Drehtisch erzeugte Kreisbahn herum angeordnet. In der schematisch in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist die den ersten oberen Nutabschnitt herstellende Station 23 unter 60° von der Beschickungsstation 22 angeordnet; die den ersten Schrägschnitt an der Spitze herstellende Station Zk ist 90 von der Beschickungsstation entfernt; die zweite, den oberen Nutabschnitt herstellende Station 25 ist unter I50⁰ von der Beschickungsstation angeordnet; die zweite, den Schrägschnitt an der Spitze herstellende Station ist 180° von der Beschickungsstation entfernt; die erste, den unteren Nutabschnitt herstellende Station 27 ist 2^0° von der Beschickungsstation entfernt und die zweite, den unteren Nutabschnitt herstellende Station 28 ist 330° von der Beechickungsstation entfernt. In Verbindung mit der soeben erwähnten bevorzugten Stellung der Arbeitsstationen ist es wichtig, daß die Drehung der Rohlinge um ihre Achsen zeitlich genau abgestimmt und mit der Stellung der Arbeitsstationen koordiniert ist.

809820/0559

Bei der bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes werden die Rohlinge bei einer gegebenen Teildrehung von 30° des Drehtisches jeweils um 300° gedreht. Es wurde festgestellt, daß eine Planetengetriebeanordnung mit einem übersetzungsverhältnis von 10:1 die erforderliche genaue Relativdrehung der Rohlinge erzeugt, um die gewünschten Flächen an jeder Arbeitsstation freizulegen.

Die zuvor beschriebene Anordnung gestattet, daß die Antriebsspitzen der Spannspindeln ordnungsgemäß mit irgendeiner Form von Antriebsflächen an den Köpfen 42 in Eingriff kommen. Die Drehung der Spannspindeln und der Rohlinge um ihre Achsen um mehr als 360° vor dem Schnitteingriff des ersten Fräsers ist ein wichtiges Merkmal zur Genauigkeitskontrolle der Ausrichtung der Punkte gemäß der Erfindung, da dieses Merkmal einen festen Eingriff der Antriebsspitzen mit den Flächen der Köpfe sicherstellt.

Die Figuren 9 und 10 zeigen mehr im einzelnen die Ausbildung des Bohrendes, das nach dem soeben beschriebenen Verfahren hergestellt ist. Jede so ausgebildete Nute hat zwei sich schneidende, im wesentlichen längsgerichtete flache Flächen, wobei die unterste Fläche 47 in einem vorbestimmten Winkel, beispielsweise 9° zur vertikalen Achse des Rohlings angeordnet ist, während die oberste flache Fläche 45 in einem größeren vorbestimmten Winkel,

- 19 -

809820/0559

beispielsweise 12° angeordnet ist. Die bogenförmigen Nutenflächen 44 und 46 gehen in Längsrichtung ineinander über und bilden eine vorstehende Querschulter 51, die über den sich seitlich erstreckenden Schnittkanten 52 liegt. Die flachen Schrägflächen 48, die an beiden Seiten einerMeißelendkante 50 gebildet sind, geben den ordnungsgemäßen Freiwinkel hinter jeder Schnittkante. Es wird darauf hingewiesen, daß jede flache Fläche 47 und die dadurch gebildeten Schnittkanten 52 über die Meißelendkante 50 hinausgehen, so daß sie beide Schrägflächen schneiden. Die Schnittkanten erstrecken sich in einem Winkel, der mit der Meißelendkante 50 nicht mehr als 45° einschließt. Die Schulter 51 hat eine spänebrechende Wirkung, die wichtig wird, wenn dickere Materialien gebohrt werden. Im Gegensatz zu dem Bohrende nach der US-Patentschrift 3 125 923 ist die wirksame Nutenlänge der Schraube, die in einer gegebenen Rohlingsgröße gemäß der Erfindung erzeugt wird, länger und die Bohrerspitze ist stärker, da die vergrößerte Nutenlänge die Stegdicke, das heißt die Dicke des Materials zwischen den Nutenflächen an einer axialen Stelle über dem Punkt nicht beeinträchtigt. Wie bemerkt, neigen die bekannten Schrauben dazu, hinter der Bohrspitze schwach zu sein, wenn eine positive Neigung oder ländere Nute erwünscht ist. Wie in der Endansicht der Fig. 10 gezeigt, bilden die sich schnei denden Flächen 46 und 47 der Nuten nahe den Schnittkanten

- 20 -

ρ rvi a ? η / o 'j^{r; n}

. 30

zusanunen einen Winkel von etwa 92 bis 97 . Hierdurch wird die Neigung verhindert, daß die Schrägflächen hinter den Schnittkanten Freiwinkel bilden,* um ein wirksames Bohren nicht zu behindern. Außerdem wird durch den untersten Nutenschnitt mit den Flächen 47 und 46 einer jeden Nute wirksam die Länge der Meißelkante 50 reduziert. Auf diese Weise wird ein genau ausgebildeter Bohrer mit langen Nuten erzeugt, ohne die vielen Parameter, die zur Erzeugung einer wirksamen selbstbohrenden Schraube erforderlich sind, in Fortfall kommen zu lassen.

Eine in den Figuren 11 bis 14 gezeigte Vorrichtung 10 weist einen feststehenden Tisch 12 auf, auf dem die Beschickungsstation 22 die oberen Nutenfrässtationen 23 und 25, die unteren Anschrägungsstationen 24 und 26 und die unteren Nutfrässtationen 27 und 28 angeordnet sind. Eine Austragvorrichtungsstation 29 ist zwischen den Stationen 28 und 22, wie in Fig. 1 gezeigt, angeordnet, jedoch im einzelnen nicht gezeigt, da eine bekannte Konstruktion zum Austragen der Rohlinge beim Erfindungsgegenstand verwendet werden kann. Ein Drehtisch 20 ist drehbar in dem festen Tisch gelagert, dessen äußere Umfangsfläche kegelstumpf förmig ausgebildet ist. In der äußeren umfangsfläche des Drehtisches sind eine Vielzahl vorzugsweise 12 in gleichen Abständen angeordnete Rohlinge aufnehmende Taschen 30 vorgesehen. Jede dieser Taschen hat eine im all-

- 21 -

gemeinen längliche Sitzfläche zur Aufnahme und Abstützung einer Seite des Rohlingschaftes, während die gegenüberliegende Seite freiliegt/ so daß die Scheibenfräser der verschiedenen, um den Drehtisch herum angeordneten Stationen daran angreifen können. Die durch die Taschen 30 gebildeten länglichen Sitzflächen sind so, daß die Achse des Schaftes gegenüber der vertikalen Achse des Drehtisches außen liegt, wobei die Schwerkraft benutzt wird, um die Rohlinge in jeder Arbeitsstation in ihrem Sitz zu halten. Ein stationärer Bock 54 ist fest auf dem Tisch 12 befestigt und trägt den Drehtisch und eine drehbare Stützplatte 88, die im Bock 54 in Lagern 89 und 87 gelagert ist. Eine Indexplatte 102 ist fest mit dem rohrförmigen Ansatz der drehbaren Stützplatte 88 verbunden, dessen Zweck später noch beschrieben werden soll. Ein oberes Gehäuse 106 ist fest auf der oberen Fläche des Drehtisches 20 angebracht und trägt eine Vielzahl von rotierenden Spannspindeln 16 für die Rohlinge. Die Anzahl der Spindeln 16 ist gleich der Anzahl der Taschen 30, wobei sie axial über jeder der zugeordneten Taschen angeordnet sind, so daß die Antriebsspitzen 116 mit den Köpfen der Rohlinge in Eingriff gebracht werden können. Jede der Frässtationen weist einen auf einer Spindel angebrachten Scheibenfräser auf, deren Antrieb durch einen geeigneten Elektromotor erfolgt. Der Fräser, die Frässpindel, der zugeordnete Motor und die Triebverbindung sind auf einem Support an-

- 22 -

809820/0559

geordnet, der schwenkbar auf dem Tisch 12 angeordnet ist, um eine hin- und hergehende Bewegung der sich drehenden Fräser entlang einer gegebenen Bahn in und außer Eingriff mit einem Rohling in jeder Station zu bewirken.

Die Figuren 1-14 und die mehr ins einzelne gehenden Beschreibungen der Einrichtungen einer jeden Station sind schematisch und stellen keine Konstruktionszeichnungen dar," wobei mit der Materie vertraute Fachleute jedoch ohne weiteres den beschriebenen Aufbau in der nachfolgenden Beschreibung verstehen.

Die Beschickungsstation 22 weist eine Zuführschiene 56 auf, die so geneigt ist, daß sie sich senkrecht zur Umfangsfläche des kegelstumpfförmigen Drehtisches 20 und den Rohstoff aufnehmenden Taschen 30 erstreckt. Auf diese Weise wird die Beschickung der Rohlinge in die Taschen ohne bei der Übergabe derselben von der Führungsschiene in die Taschen zu stoßen erreicht. Eine Halte- und Zuführvorrichtung 58 ist am Ausgangsende der geneigten Zuführschiene 56 vorgesehen.

Die erste Arbeitsstation 23 weist den Fräser 33 auf, der zur Herstellung des oberen Nutenabschnitts auf einer Seite eines jeden Rohlings dient. Dieser Fräser ist auf einem geeigneten Support 61 angeordnet, der die Spindel für den

- 23 809820/0559

Fräser trägt. Die Grundplatte 60 trägt sowohl den Fräsersupport 61 als auch den zugeordneten Motor 62 und ist schwenkbar auf dem Tisch 12 in einer noch näher zu beschreibenden Weise angeordnet.

Die zweite Station 24 weist den Fräser 34 zur Herstellung des Schrägschnitts auf und ist auf einem Support 65, der die Spindel für den Fräser trägt, angebracht. Eine Grundplatte 64 dreht sowohl den Support und einen zugeordneten Motor 66 und ist schwenkbar auf dem Tisch 12 in einer noch zu beschreibenden Weise angebracht.

Die dritte Station 25 weist einen zweiten Fräser 35 zur Herstellung des oberen Nutenabschnitts auf und ist mit dem Support 69 der Grundplatte 68 und dem Motor 70 in gleicher Weise wie die erste Station 23 angeordnet.

Die vierte Station 26 weist einen Fräser 36 zur Herstellung des Schrägschnitts auf und hat in gleicher Weise wie die zweite Station 24 einen Support 73, eine Grundplatte 72 und einen Motor 74.

In der fünften und der sechsten Station 27 bzw. 28 werden die unteren Nutenabschnitteeingefräst. Diese Stationen sind im wesentlichen wie die Stationen 23 bzw. 25 zum Fräsen der oberen Nutenabschnitte ausgebildet. Die

- 24 -

Station 27 weist den Fräser 37 auf, der auf einem Support 77 angeordnet ist. Eine Grundplatte 76 trägt sowohl den Support wie auch den zugeordneten Motor 78. Die Grundplatte 76 ist schwenkbar auf dem Tisch 12 in einer noch zu beschreibenden Weise angebracht. Die Station 28 gleicht der Station 27 und weist einen Fräser 38 mit dem zugeordneten Support 81 der Grundplatte 80 und dem Motor 82 auf.

Eine geeignete Ausstoßstation 29 wird beim Erfindungsgegenstand verwendet, ist aber im einzelnen nicht gezeigt, da solche Vorrichtungen wie auch die Beschickungsstation bei Vorrichtungen dieser Art bekannt sind.

Wie am besten aus Fig. 13 ersichtlich, kann das den Drehtisch 20 und die Spindel tragende obere Gehäuse 106 schritt weise durch Verwendung eines Walzennockenelementes 100 und eine angetriebene Indexplatte 102 angetrieben werden, welch letztere mehrere Mitnehmerzapfen 104 aufweist. Derartige rechtwinklige Indexvorrichtungen werden üblicherweise verwendet, um schrittweise Bewegungen um eine angetriebene Welle zu erzeugen. Die Indexplatte 102 ist auf einem rohrförmigen Abschnitt einer sich drehenden Stützplatte 88 befestigt und im wesentlichen senkrecht zur vertikalen Achse des Drehtisches angeordnet. Auf diese Weise kann der Drehtisch genau schrittweise zu aufeinanderfolgenden

- 25 -

1/

Arbeitsstationen durch den Eingriff des Nockens 100 mit einem Mitnehmerzapfen 104 gedreht werden. Der Antrieb und die zeitliche Steuerung für den Drehtisch und die Arbeitsstationen bestehen aus einer Reihe von genau aufeinander abgestimmten,sich drehenden Nockenflächen, die auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Aus Fig. 16 ist ersichtlich, daß eine primäre Energiequelle, wie zum Beispiel ein Motor 31 eine Welle 32 antreibt, die mit einer Hauptantriebswelle 146 über Kegelräder 142 und 143 in Triebverbindung steht. Eine geeignete Bremse 140 kann aus Sicherheitsgründen außerhalb der Vorrichtung vorgesehen sein. Eine überlastkupplung 148 ist zwischen der Primärantriebswelle und den Antriebselementen vorgesehen. Eine Antriebskette 152 verbindet ein Kettenrad 150 mit dem Kettenrad 121, das auf der Nockenwelle 120 befestigt ist, so daß das Drehmoment von der Primärwelle 146 auf die Nockenwelle 120 übertragen wird. Das walzenartige Antriebselement 100 ist auf der Primärantriebswelle 146 befestigt und steht mit der Indexplatte 102 in Triebverbindung.

Jede der sechs Frässtationen wird so gesteuert, daß der zugeordnete Fräser während der Haltezeit des Drehtisches in Fräseingriff mit dem Rohling kommt. Neben der zeitlichen Steuerung für die Vor- und Rückbewegung des FrHeersupports trägt die Nockenwelle 120 mehrere Nocken, die

- 26 -

809820/0559

eel tuch den Kleirandruck erhöhen, der durch die Spannspindeln In jeder Station ausgeübt wird. Ferner steuern sie die Rohlingsbeschickungsvorrichtung sowie die Vorrichtungen, die einen seitlichen Niederhaltedruck auf die Rohlinge in den Spitzenanschnittsstationen ausüben. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel sind sehn verschiedene Nocken gezeigt, die jeweils einen gesonderten Mechanismus der Vorrichtung steuern. Beispielsweise steuert der Nocken 122 eine Nockenplatte 14, die periodisch eine zusätzliche Axlalklemmkraft auf die Rohlinge ausübt. Die Nocken 124 und 126 steuern die Betätigung der Frässtationen 23 und 25 für die oberen Nutabschnitte. Die Nocken 128 und 130 steuern die Betätigung der Frässtationen 27 und 28 für die unteren Nutabschnitte. Die Nocken 132 und 134 steuern die Betätigung der Fräsetationen 34 und 36 für die Schrägschnitte. Der Nocken 136 steuert die Ausstoßvorrichtung und die Nocken 138 und 140 steuern die Niederhaltevorrichtungen, die den seitlichen Druck auf die Rohlinge in den Frässtationen 34 und 36 ausüben.

Die gemäß der Erfindung verwendeten Vorrichtungen zur Sicherung der Rohlinge in den entsprechenden Taschen und car Ausrichtung der vorbestimmten Sefmente des Rohlingendes gegenüber den zugeordneten Arbeitsstationen wird am besten aus den Figuren 11-15, 17, und 21-23 verständlich.

- 27 -809820/055·

3*

Das obere Gehäuse 106 trägt mehrere,vorzugsweise zwölf rotierende Spannspindeln 16, von denen jede in Längsrichtung mit den Taschen 30 ausgerichtet ist. Die Achsen der Spannspindeln 16 erstrecken sich im wesentlichen parallel zur Längsachse des Drehtisches, während die Stützflächen für die Rohlinge in den Taschen 30 geneigt sind. Durch diese Anordnung können die Spannspindeln eine Kraft auf die Köpfe der Rohlinge ausüben, die eine gegen die geneigten Sitzflächen gerichtete Komponente aufweist, die zur Halterung beiträgt.

Die Antriebsspitzen 116 der Spannspindeln 16 stehen in ständigem Eingriff mit den Köpfen der Rohlinge, während sie in der Kreisbahn bewegt werden. Die dargestellte Antriebsspitze 116 weist eine Kreuzschneidenform auf, die in einen komplementären Kreuzschlitz in der Oberfläche des Kopfes 42 eingreift. Es dürfte jedoch klar sein, daß irgendeine Art von Antriebsspitze verwendet werden kann, um eine Anzahl von verschiedenen Kopfformen zu erfassen. Ein veränderlicher, abwärts gerichteter Spanndruck wird auf die Rohlinge durch eine nockengesteuerte in Fig. 13 gezeigte Vorrichtung ausgeübt. Eine im wesentlichen kreisförmige Nockenplatte 14 ist am oberen Ende einer Welle 90 befestigt, die sich durch die vertikale Achse des Drehtisches 20 und des Bockes 54 erstreckt. Die Welle 90 und die Nockenplatte 14 sind drehfest angeordnet, jedoch

809B20/0559

gegenüber dem Drehtisch auf- und abwärtsbeweglich. Die hin- und hergehende Bewegung wird durch die Verwendung •ines rotierenden Nockens 122 erreicht, der an der gemeinsamen Nockenwelle 120 angeordnet ist. Ein Gestänge 92, das schwenkbar an einem Ende eines Schwenklagers 94 befestigt ist und am anderen Ende mit einem U-fönnigen Joch 93 am freien Ende der Welle 90 angreift, weist eine Nockenabtastrolle 91 auf, die mit dem Nocken 122 zusammenwirkt. Wenn sich die Nockenwelle 120 dreht, wird die Welle 90 und die Nockenplatte 14 periodisch gegenüber dem Tisch 12 abwärtsgezogen, und zwar durch die abwärtsgerichtete Kraft, die auf die mit der Welle 90 verbundene Rolle 94 durch das Joch 93 ausgeübt wird. Ein im Durchmesser großes Zentralrad 96 ist drehfest auf der Welle 90 konzentrisch mit dem Drehtisch angebracht und steht mit allen kleineren Umlaufrädern 98 im Eingriff, die auf den Spannspindeln 16 angeordnet sind. Die Welle 90 ist gegen Drehung durch eine Stange gesichert, die an einer Abflachung der Welle 90 befestigt ist. Die Stange 97 ist mit einem viereckigen Paßstift 99 fest verbunden, der hin- und herbeweglich in Lagerbuchsen 101 des Tisches 12 gelagert ist.

Jede der zwölf Spannspindeln weist eine Nockenablaufrolle 108 auf, die drehbar am oberen Ende einer Welle 109 angeordnet ist. Das obere Gehäuse 106, das die Spannspindeln

809820/0559

entlang der Kreisbahn des Drehtisches bewegt, weist eine untere Anschlagfläche 114 und eine obere Anschlagfläche 107 auf. Ein sich radial erstreckender einteilig mit der Welle 109 ausgebildeter Flansch 112 ist zwischen der Welle 109 und der Nockenablaufrolle 108 angeordnet. Eine verhältnismäßig starke Druckfeder 110 umgreift die Welle 109, wobei die Flansche 112 und 114 Widerlager bilden, um eine starke aufwärtsgerichtete Kraft auf die Spannspindel gegenüber dem Support auszuüben. Die Feder 110 liefert somit die Kraft, um die Welle 9O und die Nockenplatte 14 in ihre obere Stellung zurückzubewegen, wenn das Niedrigprofil des sich drehenden Nockens 122 mit dem Gestänge 92 ausgerichtet 1st. Während des Betriebes dreht sich die Nockenplatte 122 in zeitlich abgestimmter Beziehung zu der Drehung des Drehtisches, so daß die Nockenplatte 14 während jeder Anhalteperiode de· Drehtisches abwärtsgezogen wird, wobei sich die Spannspindel 16 abwärts bewegt und einen erhöhten Klemmdruck zwischen den Antriebsspitzen 116 und den Köpfen der Rohlinge in jeder Arbeltsstation erzeugt wird.

Während der Drehung des Drehtisches zwischen den Arbeitestationen bewegt das obere Gehäuse 106 die Spannspindeln 16 um die vertikale Achs« des drehfesten Zentralrades 96. Der Eingriff des Zentralrades 96 mit allen ümlaufrädern 98 bewirkt eine Drehimg der Spannspindeln 16 um

- 30 809820/0559

ihre eigenen Achsen während der Bewegung von einer zur nächsten Arbeitsstation. Es wurde festgestellt, daß ein übersetzungsverhältnis von 10:1 zwischen den Umlaufrädern 98 und dem Zentralrad 96 die gewünschte 300° Drehung der Rohlinge bei einer Winkelbewegung von 30° des Drehtisches ergibt. Da die Schaltvorrichtung 100, 102 eine Verweilzeit in jeder Arbeitsstation bewirkt, werden die Rohlinge in jeder Arbeitsstation gegen Drehung blockiert.

Eine eingehendere Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Spannspindeln wird in Verbindung mit Fig.15 gegeben. Da alle Spannspindeln 16 gleich sind, wird nur eine derselben eingehend beschrieben. Die zuvor in groben Zügen beschriebene Welle 109 kann eine am oberen Gehäuse 106 befestigte äußere Buchse 156 und einen axial beweglichen, rohrförmigen Körper 154 aufweisen, der einteilig mit dem Flansch 112 verbunden ist und einen Befestigungskopf für eine Nockenablaufrolle trägt. Der rohrförmige Körper 154 ist axial beweglich in der äußeren Buchse 156 angeordnet. Eine sich axial im rohrförmigen Körper 154 erstreckende Welle 158 ist mit demselben verbunden und erstreckt sich abwärts in Druckeingriff mit einem Stößel 162. Der Stößel 162 ist axial beweglich in einem Planetenumlauf rad 98 angeordnet, das mit seinen Zähnen mit dem Zentralrad 96 im Eingriff steht. Das untere Ende des Umlaufrades ist mit einer Bohrung zur Aufnahme des Schaftes

- 31 809820/0559

eine Antriebsspitze 116 versehen, d^e mittels einer Stellschraube darin gehalten ist. Das Umlaufrad 98 ist relativ zu dem oberen Gehäuse 106 und der Welle 158 drehbar in Lagern 164 und 166 gelagert und axial durch einen Gewindering 172 mit dem oberen Gehäuse 106 verbunden. Eine Welle 160 erstreckt sich vom Stößel 162 abwärts durch ein Federpaar. Eine innere schwache Feder 168 und eine stärkere äußere Feder 170 ist zwischen dem Stößel und dem Bohrungsende des die Antriebsspitze tragenden Umlaufrades 98 gelagert. Ein Einstellexzenter 118, der die Nockenablaufrolle 108 trägt, gestattet die Vorspannung der Feder 170 einzustellen.

Der Durchmesser der Bohrung 173 des Gewinderinges 172 ist so bemessen, daß sich das Umlaufrad 9 8 ein gewisses Maß seitlich gegenüber dem feststehenden oberen Gehäuse 106 bewegen kann. Dieser Aufbau in Verbindung mit der Punktberührung des Kugellagers 166 gestattet es der Antriebsspitze 116, sich selbst auszurichten, um Toleranzen in der Kopfform auszugleichen. Fig. 15 zeigt die Stellung der Spannspindel während einer Stillstandszeit des Drehtisches.

Die axiale Stellung der Nockenplatte 14 und der Steuerwelle 90 ist so gesteuert, daß sie sich während der Schalt bewegung der Rohlinge von einem 30° Schritt zum anderen

- 32 -

809820/0559

in einer oberen Stellung befinden. Während dieser Schaltperiode übt die innerste Feder 168 im Umlaufrad einen leichten axialen Druck aus, der die Drehung der Rohlinge um ihre Achsen zwischen den Stationen erleichtert. Wenn der Drehtisch mit einem einer Arbeitsstation gegenüberstehenden Rohling stillsteht, bewirkt der Steuernocken 122 eine Abwärtsbewegung der Nockenplatte 14, was durch das Zusammenwirken der Welle 158 und des Stößels 162 bewirkt, daß die starke Feder 170 einen wesentlich größeren Druck auf die Antriebsspitze 116 ausübt, um den Rohling während des Fräsvorgangs drehfest und sicher in den Taschen zu halten. Es wurde festgestellt, daß für diesen Zweck eine !traft von 2,25 kg für die innere Feder und eine Kraft von 112,5 kg für die äußere Feder ausreicht.

Die Nockenplatte 14 wirkt mit ihrer flachen Unterseite 176 über die Nockenablaufrollen 108 auf die Spannspindeln 116, um einen längsgerichteten Klemmdruck auf die Rohlinge in allen Stellungen entlang der Kreisbahn auszuüben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die Nockenplatte 14 in der Zone unmittelbar über der Beschickungsstation 22 eine Ausnehmung aufweist. Wie aus Fig. 17 ersichtlich, weist die Nockenplatte in der Seitenansicht gesehen, in dieser Zone eine schräge Nockenfläche 174 auf, die in eine Ausnehmung 175 der Nockenplatte 14 mündet. Die in Fig. 17 in gestrichelten Linien gezeigte Stellung zeigt

- 33 809820/0559

die Zone der Nockenplatte während des Schaltvorgangs des Drehtisches. Wie in Fig. 14 gezeigt, kann hierbei die Spannspindel 16 durch den Druck der Feder 110 aufwärtsgedrückt werden, so daß die Antriebsspitze 116 frei von der den Rohling aufnehmenden Tasche 30 in der Beschickungsstation 22 kommt und den Eintritt der Rohlinge in die Kreisbahn gestattet. Federring 167 und Lager 164 wirken zusammen, um die Antriebsspitze 116 ordnungsgemäß zurückzuziehen.

Außer dem durch die Spannspindeln in jeder Arbeitsstation ausgeübten axialen Klemmdruck, kann es ratsam sein, einen seitlich gerichteten Niederhaltedruck auf die Schenkel während der Fräsvorgänge auszuüben. In den beiden Stationen 24 und 26, in denen die Schrägflächen am Ende der Rohlinge hergestellt werden, werden die Rohlinge durch eine Vorrichtung, die in den Figuren 21 und 22 gezeigt ist, seitlich gehalten. Die Niederhaltevorrichtungen sind an diesen Stationen synchron mit dem Fräseingriff der Scheibenfräser 34 und 36 während der Stillstandzeit des Drehtisches gesteuert. Zu diesem Zweck sind zwei Nockenscheiben 138 und 139 auf der gemeinsamen Nockenwelle 120 befestigt. Da die beiden Arbeitsstationen 24 und 26 beide gleich ausgebildet sind, wird im einzelnen nur eine derselben beschrieben.

Ein Niederhaltefinger 204, der in Längsrichtung für ver-

- 34 809820/0559

schiedene Schaftlängen verstellbar ist, ist am obersten Ende einer Schwingwelle 206 angebracht, die sich durch 'den Tisch 12 erstreckt und in einer Lagerbuchse 208 gehalten ist. Das gegenüberliegende untere Ende der Welle 206 ist mit einem sich seitwärts erstreckenden Gestänge 210 verbunden, das seinerseits mit einem sich im wesentlichen horizontal erstreckenden Gestänge 212 verbunden ist, welches schwenkbar mit einem Nockenablaufrollengestänge 214 verbunden ist. Das Gestänge 214 ist schwenkbar mit einem stationären Teil durch eine Stütze 216 verbunden, so daß die Nockenablaufrolle 213 an einer Seite der Stütze angeordnet ist, während die Verbindung mit dem Gestänge 212 sich auf der gegenüberliegenden Seite der Stütze 216 befindet. Eine Zugfeder 220 ist mit dem Ende des Nockenablaufrollengestänges 214 gegenüberliegend zur Nockenablaufrolle 213 verbunden und verbindet das Gestänge 214 federnd mit einem stationären Teil. Beim Betrieb ist der Nocken 138 so gesteuert, daß das niedrige Nockenprofil die Nockenablaufrolle gleichzeitig mit der Stillstandszeit des Drehtisches berührt. Die Zugfeder 220 bewirkt somit, daß die Gestänge die in den Figuren 21 und 22 gezeigten Stellungen einnehmen, in der ein seitlicher Druck auf den Schaft des Rohlings ausgeübt wird. Während des Schaltens des Drehtisches bewirkt der Nocken 138, daß das Gestänge den Niederhaltefinger 204 nach außen vom Drehtisch fort schwenkt,, so-

- 35 809820/0559

daß der nächste Rohling für den Anschrägungsvorgang durch die Fräser 34 und 36 geschaltet werden kann.

In jeder der vier beschriebenen Nutenfrässtationen können Niederhaltevorrichtungen für die Rohlinge, auf den die Fräser 35, 37 oder 38 tragenden Supporten angeordnet sein. Da diese Niederhaltevorrichtungen in allen vier Stationen gleich sind, wird nur eine derselben eingehend beschrieben.

Aus Fig. 23 ist ersichtlich, daß ein stationärer Bock 228 auf dem Fräsersupport 61 über den Fräsern angeordnet ist. Der Bock 228 ist mit einer Durchgangsbohrung versehen, in der eine Welle 224 angeordnet ist. Ein Niederhalter 222 ist am Ende der Welle nahe dem Fräser befestigt, und eine Druckfeder 230 ist zwischen dem Block 228 und dem Niederhalter 222 angeordnet. Das gegenüberliegende Ende der Welle erstreckt sich durch den Bock und kann mit einer geeigneten Einstellmutter 226 versehen sein, um die Stelle festzulegen, an der der Niederhalter an den Rohlingen bei verschiedenen Fräserdurchmesserri oder Rohlingsdurchmessern angreift. Während des Betriebes bewegt sich das äußerste Ende des Niederhalters 222 vor dem Fräser in Eingriff mit dem Rohling,und zwar mit einer federnden seitlichen Klemmkraft auf den Rohling vor und mit zunehmendem Druck während des FräsVorgangs des Fräsers.

- 36 809820/0559

τ©

Die Arbeitsstationen 23, 25, 27 und 28 sind mit Fräsern 33, 35, 37 und 38 versehen, die auf einer geeigneten vor- und zurückbeweglichen Vorrichtung angeordnet sind. Die Nutstationen sind im wesentlichen gleich ausgebildet, so daß nur eine derselben eingehend beschrieben wird. Die Stationen 23 und 25 für die oberen Nutabschnitte unterscheiden sich von den Stationen 27 und 28 für die unteren Nutabschnitte nur dadurch, daß die oberen Nutstationen einen größeren Neigungswinkel der Fräser gegenüber der Achse des Rohlings aufweisen als die unteren Nutabschnitte 37 und 38.

Die schematisch in Fig. 18 gezeigte Nutstation 23 weist eine Grundplatte 60 auf, die schwenkbar durch ein Schwenklager 178 mit dem Tisch 12 verbunden ist. Die Grundplatte 60 weist einen hochstehenden Support 61 auf, der die Spindel für den Fräser 33 trägt. Der Motor 62 ist in Fig.18 nicht gezeigt, da die Mittel zur Anbringung desselben und Verbindung mit dem Fräser allgemein bekannt sind. Es genügt zu erwähnen, daß der Motor auf der Grundplatte 60 befestigt ist und mit derselben bewegbar ist. Die schwenkbar gelagerte Grundplatte 60 gestattet dem Nocken 124, der auf der Nockenwelle 120 angeordnet ist, die hin- und hergehende Bewegung des Fräsers in und außer Eingriff mit den Rohlingen. Ein Hebel 182 ist schwenkbar in einem Lagerbock 184 auf dem Support angeordnet. Ein Ende dieses

- 37 -

809820/0559

Hebels trägt eine Nockenablaufrolle 186, während das andere Ende schwenkbar mit einem aufwärtsgerichteten Gestänge 180 verbunden ist, das seinerseits schwenkbar mit der Grundplatte 60 an einer Stelle mit seitlichem Abstand von dem Schwenklager 178 befestigt ist. Eine starke Druckfeder 188 ist zwischen der Grundplatte 60 und dem Tisch 12 angeordnet, die die Vorschubkraft für den Fräser in Schneideingriff mit dem Rohling während der Stillstandszeit des Drehtisches 20 liefert. Dies ist mit dem Eingriff synchronisiert, wenn die Nockenablaufrolle 186 mit dem niedrigen Profil des Nockens 124 in Eingriff kommt. Der Eingriff des hohen Profils mit dem Nocken 124 bewirkt ein Zurückziehen des Fräsersupports 60 gegen die Kraft der Feder 188 in die Stellung, die in gestrichelten Linien in Fig. 18 gezeigt ist. Das Profil des Nockens sollte vorzugsweise so ausgelegt sein, daß der Vorschub des Fräsers während des Schneidvorgangs im wesentlichen konstant ist, um konstante Spänegrößen zu erzeugen. Der Vorschub sollte nahe dem Ende des Hubes reduziert sein, um einen glatten Schnitt zu erzeugen, wobei eine Verweilzeit vorgesehen sein sollte, so daß we-· nigstens eine volle Umdrehung des Fräsers erfolgt, um eine Exzentrizität des Fräsers auszugleichen, die er vielleicht haben könnte.

Um die genaue Stellung der Fräser zu erleichtern, können

- 38 809820/0559

vertikale und seitliche Verstellvorrichtungen (nicht gezeigt) in jeder Nutenfrässtation vorgesehen sein, die allgemein bekannt sind.

Die beiden Frässtationen 24 und 26 für die Schrägflächen sind schematisch in den Figuren 19 und 20 gezeigt. Da diese Stationen gleich ausgebildet sind, wird nur die Station 24 im einzelnen beschrieben. Jede dieser Stationen weist eine Grundplatte 64 auf, die mittels eines Lagerbockes 190 schwenkbar auf dem Tisch 12 angeordnet ist. Ein hochstehender Support 65 trägt die Spindel für den Schrägschnittfräser 34 in dem genauen Winkel, der zur Erzeugung der gewünschten Schrägfläche 48 am Ende des Rohlings 40 erforderlich ist. Der Motor 66 ist in den Figuren 19 und 20 nicht gezeigt, da die Anbringung desselben und die Triebverbindung mit dem Fräser allgemein bekannt ist. Es genügt zu erwähnen, daß der Motor auf der Grundplatte angeordnet und mit dieser beweglich ist.

Wie die Nutenfrässtationen sind auch die Schrägflächenfrässtationen so gesteuert, daß sie sich in und außer Schneideingriff schwenkbar in die Kreisbahn des Drehtisches 20 bewegen. Infolge des gewünschten Fräseingriffes der Schrägflächenfrässtationen ist die Ausbildung jedoch so getroffen, daß sich die Fräser tangential in und aus der Arbeitsbahn bewegen. Die Hin- und Herbewegung des Fräser-

809820/05S9 - 39 -

supports wird wiederum durch einen sich drehenden Nocken 132 gesteuert, der auf der gemeinsamen Nockenwelle 120 angeordnet ist. Zwischen der Supportgrundplatte 64 und dem Tisch 12 ist eine Druckfeder 202 angeordnet. Ein Hebel 194 ist schwenkbar in einem Lagerbock 198 gelagert, der auf dem Tisch 12 befestigt ist. An einem Ende trägt der Hebel 194 eine Nockenablaufrolle 192, während am anderen Ende ein Gestänge 196 angeordnet ist, das schwenkbar mit der Unterseite der Grundplatte 64 verbunden ist. Die Steuerung ist wiederum so, daß die niedrige Profilstelle des Nockens 132 während der Verweilzeit des Drehtisches wirksam ist. In diesem Augenblick wird die Grundplatte 64 mit dem darauf angeordneten Fräser 34 in Schnitt eingriff mit dem Rohling 40 geschwenkt. Der Support ist im wesentlichen eine Winkelhebelvorrichtung, bei der sich die den einen Schenkel bildende Grundplatte 64 in einer Richtung vom Schwenklager 190 erstreckt, während sich der Support 65 in einer anderen Richtung erstreckt. Während der Drehtisch von einer Verweilstelle zur nächsten geschaltet wird, werden die höheren Profile des Nockens wirksam und ziehen die Grundplatte 64 abwärts, so daß der Fräser außer Eingriff und aus der kreisförmigen Arbeitsbahn gezogen wird, wie dies in gestrichelten Linien in Fig. 20 gezeigt ist. Der Fräser 34 bewegt sich vollständig am Rohling vorbei und wartet die Schaltung des Drehtisches ab, um beim Rückwärtshub ein Einschneiden in dessen Fläche

- 40 -

809820/0559

zu vermeiden.

Wie bei den Nutenfräs Stationen, können auch bei den Schrägflächenfrässtationen vertikale und seitliche Verstellungen (nicht dargestellt) vorgesehen sein, um die genaue Einstellung der Fräser zu erleichtern.

Eine Aufeinanderfolge von Schraubenrohlingen 40 kann wirksam und synchron aus einem nicht dargestellten Trichter in aufeinanderfolgende Taschen 30 des Drehtisches über eine Zuführschiene 56 und eine Haltevorrichtung 58 zugeführt werden. Der Trichter und die Zuführschiene können aus bekannten Konstruktionen bestehen und brauchen daher nicht im einzelnen beschrieben zu werden. Die Haltevorrichtung 58 ist in den Figuren 24-26 schematisch gezeigt.

Ein Zuführhebel 232 und ein Rückhaltehebel 234 sind voneinander unabhängig schwenkbar an einem gemeinsamen Schwenklager 246 des Tisches 12 angebracht. Der Zuführhebel 232 besteht aus einem obersten Zuführfinger 238, der sich seitwärts von dem hochstehenden Hebel erstreckt, einem Fuß- · schenkel, der sich seitwärts in der gleichen Richtung wie der Finger 238 erstreckt und somit mit dem Hebel 232 einen Winkelhebel bildet. Ein zwischengeordneter Anschlagvorsprung 244 erstreckt sich vom Hebel 232 zum gegenüberliegenden Zurückhaltehebel 234. Der Zurückhaltehebel 234 weist an seinem obersten Ende einen riegelähnlichen Vor-

809820/0559 - 41 -

sprung 236 auf, der zwischen die Tasche 30 und das einwärts gerichtete Ende des Zuführfingers 240 greift. Wie in Fig. 25 gezeigt, nimmt der Zurückhaltefinger eine Stellung ein, in der er die Rohlinge daran hindert, sich in die Kreisbahn zu bewegen, bis die Zurückhaltevorrichtung durch die Nockenplatte 136 betätigt wird. Während der Stillstandszeit des Drehtisches gestattet das niedrige Profil des Nockens 136, daß eine Zugfeder 266 einen Winkelhebel 264, 258 verschwenkt, der eine Nockenablaufrolle 262 an einem Schenkelende aufweist und schwenkbar ein hochstehendes Gestänge 256 am anderen Arm 258 nahe der Federverbindung trägt. Die Feder 266 ist mit einem stationären Teil, beispielsweise dem Tisch 12 verbunden, so daß die Feder, wenn das niedrige Profil des Nockens 136 mit der Nockenablaufrolle 262 im Eingriff steht, eine Abwärtskraft auf das Gestänge 256 und somit auf den Fußschenkel 254 des Zuführhebels ausübt. Zu diesem Zeitpunkt des Arbeitsablaufs wird der Zuführfinger 238, 240 im Uhrzeigersinne, wie in Fig. 24 gezeigt, verschwenkt. Diese Schwenkbewegung bewirkt, daß sich der Rückhaltehebel 234 infolge des Eingriffs des AnschlagvorSprungs 244 mit der Einstellschraube 242 in der gleichen Richtung bewegt. Die Bewegung des Rückhaltehebels 234 erfolgt gegen die Kraft der Rückhaltefeder 252, die mit dem Schwenklager 246 verbunden ist. Die relative seitliche Stellung des Rückhaltehebels 234 gegenüber dem Schwenklager 246 wird bei der

- 42 -

809820/0559

sz

Rückhalteanordnung der Fig. 25 durch die verstellbare Anschlagschraube 248 bestimmt. Die relative seitliche Stellung des Abstandes zwischen dem Zuführhebel 232 und dem Rückhaltehebel 234 sowie das Uberlappungsmaß der Nockenfläche 240 und des Vorsprungs 236 wird in gleicher Weise durch die Einstellschraube 242 bestimmt. Während der Stillstandszeit des Drehtisches drückt die Nockenfläche 240 am Zuführfinger 238 den nächsten Rohling in die Tasche 30, wie dies in Fig. 26 gezeigt ist. Beim Rückwärtshub nimmt der Vorsprung 236 den nächsten mittels Schwerkraft zugeführten Rohling für einen nachfolgenden gleichen Vorgang auf.

Wie schon bemerkt, muß die Spannspindel 16 in der Beschickungsstation 22 aufwärts bewegt werden, so daß die Rohlinge ordnungsgemäß in die Taschen 30 eintreten können. Es wird nochmals auf die Figuren 14 und 17 Bezug genommen, aus denen ersichtlich ist, daß die Spannspindel 16 nachgiebig aufwärts in den Schlitz 17I> der Nockenplatte 14 gedrückt wird, so daß die Rohlinge in der Beschickungsstation 22 frei in die Taschen 30 eintreten können.

Eine Ausstoßstation 29 für die Rohlinge ist zwischen der Beschickungsstation und der letzten' Nutfrässtation 28 angeordnet. Die Ausbildung einer solchen Ausstoßvorrichtung ist nicht gezeigt, da von vielen bekannten Konstruk-

809820/0559 - 43 -

tionen dieser Vorrichtungen irgendeine in Verbindung mit dem Erfindungsgedanken verwendet werden kann.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung und das Verfahren verwenden einen Drehtisch mit mehreren Taschen zur Aufnahme von Rohlingen, die mit Umfangsabständen um den Umfang des Drehtisches herum angeordnet sind. Die Rohlinge werden während jeder Haltezeit des schaltbaren Drehtisches gegen Bewegung festgeklemmt. Die Rohlinge werden ferner um ihre eigenen Achsen während der Bewegung von einer Arbeitsstation zur nächsten gedreht, um die ordnungsgemäße Umfangsfläche des Rohlings genau für den Fräsereingriff freizulegen. Ein erster, im wesentlichen längsgerichteter Nutenfräseingriff wird auf jeder Seite des Rohlings unter einem vorbestimmten Neigungswinkel gegenüber der Rohlingsachse vorgenommen. Zweite, tiefer gelegene Nutenfräseingriffe erfolgen auf jeder Seite des Rohlings unter einem anderen geringeren Neigungswinkel zur vertikalen Achse des Rohlings als die ersten Nutenfräseingriffe, wobei sich beide Nutenfräseingriffe in Längsrichtung überlappen. Die Schrägflachen·^ frässtationen sind entlang der Kreisbahn angeordnet, um die sich überschneidenden flachen Schrägflächen zu bilden, die mit den Nuten zusammen in bekannter Weise eine ordnungsgemäße Bohrspitze bilden. Die mit dem Erfindungsgegenstand erzielten Vorteile sind darin zu sehen, daß

- 44 809820/0559

- ißt -

eine längere wirksame Nutenlänge als bei dem vorbekannten Stand der Technik erreicht werden kann und daß trotzdem eine sorgfältig ausgebildete Bohrspitze erreicht wird. Das vorstehend beschriebene Verfahren ermöglicht zur Durchführung desselben eine höchst anpassungsfähige und wirtschaftlich arbeitende Vorrichtung zur Erzeugung kritisch ausgebildeter selbstbohrender Schrauben, die keinerlei Parameterkompromisse erforderlich machen, wie es bisher der Fall war, um die Ausbildung der selbstbohrenden Schraube zu bestimmen.

Die Drehung der obersten Nutenfräser in Abwärtsrichtung gegenüber dem Rohling und die nachfolgende Drehung der untersten Nutenfräser in Aufwärtsrichtung gegenüber dem Rohling, bilden eine Nut und eine Schnittkante, die im v/esentlichen frei von Grat ist. Hinzu kommt, daß der Sehrägungswinkel,mit dem die Nutenfräser am Rohling angreifen, einen sauberen Schnitt erzeugen und die Lebensdauer der Fräser verlängern, indem ein Freiwinkel zwischen der Schnittkante und der Seite des Fräsers geschaffen ist, wobei eine Überschneidung der Nutenflächen mit einem Winkel von 92-97° vorgesehen ist, was förderlich bei der Reduzierung des Widerstandes an der selbstbohrenden Schraube ist.

- 45 -

809820/0559

Während die Vorrichtung im wesentlichen in scheiaatischer Form beschrieben worden ist, dürfte es für einen mit der Materie vertrauten Fachmann klar sein, daß verschiedene allgemein bekannte Konstruktionen und Techniken bei der Herstellung der Vorrichtung zur Anwendung kommen könnten, wobei aus Zwecken der Klarheit und der leichten Verständlichkeit derartige Einzelheiten als nicht notwendig angesehen werden.

Ein vorteilhaftes Merkmal der beschriebenen Konstruktion ist das Zusammenwirken der Nocken und Federn bei den sechs Frässtationen sowie die Spannvorrichtungen und Niederhaltestationen, Jede dieser nockenbetätigten Stationen und Vorrichtungen verwenden eine Federkraft, um den Arbeitsteil des hin- und hergehenden Hubes zu erzeugen und verwenden den starren mechanischen Nocken, um die Vorrichtung aus ihrem Arbeitseingriff mit den Rohlingen zurückzuführen. Dies stellt sicher, daß Verklemmungen oder Verkantungen oder andere Probleme die die Vorrichtung bildenden Elemente nicht ernsthaft beschädigen.

Es dürfte klar sein, daß die durch die vier Nutenschnitte erzeugten Winkelbeziehungen der Schrägungswinkel verändert werden können, um an besondere Anforderungen angepaßt zu werden, wobei dies innerhalb des Erfindungsgedankens liegt,

- 46 -809820/0559

Offensichtlich können die vorstehend beschriebenen Ausführungsforrnen des Erfindungsgegenstandes in vielerlei Hinsicht konstruktiv geändert werden, ohne vom Erfindungsgedanken, wie er in den Ansprüchen zum Ausdruck kommt, abzuweichen.

- 47 -

809820/0559

eerseite

Claims (16)

1. Ansprüche :

   M. J Verfahren zur Herstellung von selbstbohrenden Schrauben, die zv/ei gegenüberliegend angeordnete, verhältnismäßig lange, geneigte Nuten aufweisen, bei dem in einer Beschickungsstation Schraubenrohlinge schrittweise aufeinanderfolgend einer im wesentlichen kreisförmigen Bahn übergeben werden, entlang der sie in vorbestimmten Stellungen aufeinanderfolgender Arbeitsstationen angehalten und rotierende Zerspanungen an bestimmten Stellen des freiliegenden Schaftendes vorgenommen v/erden, dadurch gekennzeichnet, daß ein rotierendes Schneidwerkzeug in einer Arbeitsstation nahe der kreisförmigen Bahn mit einer vorbestimmten Schaftzone nahe der Spitze in Eingriff gebracht und ein erster Nutabschnitt im Schaft hergestellt wird, daß in einer anderen Arbeitsstation nahe der kreisförmigen Bahn ein rotierendes Schneidwerkzeug

   in mit einer zweiten vorbestimmten, axialem Abstand von der ersten vorbestimmten Schaftzone rotierendes Schneidwerkzeug in Eingriff gebracht und ein zweiter Nutabschnitt hergestellt wird, der in den ersten Nutabschnitt übergeht, um eine einzige, im wesentlichen durchgehende Nute an einer Seite der Schaftspitze des Schraubenrohlings zu bilden.

   809820/0559
2. 2. Verfahren zur Herstellung von Schrauben mit einem spitzen Eintrittsende und gegenüberliegend angeordneten geneigten Nuten, die den Endabschnitt schneiden, bei dem in schrittweiser Aufeinanderfolge Schraubenrohlinge mit rotierenden Schneidwerkzeugen in aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen entlang einer im wesentlichen kreisförmigen vorbestimmten Bahn in Eingriff gebracht und die Schaftendabschnitte stufenweise in die gewünschte Form gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten vorbestimmten Arbeitsstation eine erste längsgerichtete, unter einem vorbestimmten Winkel zur Schaftachse geneigte Nute und in einer zweiten vorbestimmten Arbeitsstation eine zweite längsgerichtete Nute in einen Umfangsabschnitt des Schaftes gegenüberliegend zur ersten Nute unter dem vorbestimmten Neigungswinkel hergestellt wird, daß in einer dritten bzw. vierten vorbestimmten Arbeitsstation längsgerichtete Nutenverlängerungen zum Schaftende hin hergestellt werden, die die erste und zweite Nute schneiden und in dieselbe übergehen, wobei der Neigungswinkel der Nutenverlängerungen zur Schaftachse kleiner als der vorbestimmte, in den anderen vorbestimmten Arbeitsstationen hergestellte Neigungswinkel ist,und daß am Ende des Schaftes Schrägflächen hergestellt werden, die je eine Nutenverlängerung schneiden und Schnittkanten bilden.

   - 49 -

   809820/0559
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Nuten in jeder Arbeitsstation Scheibenfräser verwendet werden, die in der ersten und zweiten Arbeitsstation in einer ersten abwärts am Schaft schneidenden Drehrichtung umlaufen, während die in der dritten und vierten Arbeitsstation verwendeten Scheibenfräser in entgegengesetzter Richtung am Schaft aufwärt.sschneidend umlaufen.
4. 4. Verfahren zur Herstellung von Schrauben mit einem spitzen Eintrittsende und gegenüberliegend angeordneten geneigten Nute die den Endabschnitt schneiden, bei dem in schrittweiser Aufeinanderfolge Schraubenrohlinge zugeführt und die Schaftendabschnitte stufenweise in die gewünschte Form gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Arbeitsstation eine erste im wesentlichen längsgerichtete Nute und in einer zweiten Arbeitsstation eine zweite im wesentlichen längsgerichtete gegenüberliegend zur ersten Nute liegende Nute hergestellt werden, daß in nachfolgenden Arbeitsstationen Längsverlängerungen der ersten und zweiten Nute hergestellt werden, worauf dann am Ende des Schaftes zwei sich schneidende Schrägflächen hergestellt werden, die jede Längsnutvex'längerung schneiden und zwei Schnittkanten bilden.

   - 50 -

   809820/0559
5. 5. Verfahren zur Formung des Schaftes eines selbstbohrenden Befestigungselementes, bei dem ein Rohling in einer vorbestimmten, im wesentlichen kreisförmigen Bahn mehreren nahe der Bev/egungsbahn in 30 Umfangsteilungen oder einem Mehrfachen davon angeordneten Arbeitsstationen zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Eintritt des Rohlings in die vorbestimmte Bahn der Kopf desselben mit einer sich drehenden Haltevorrichtung erfaßt und um mehr als 360 in einer gegebenen Richtung gedreht wird, während er von der Eintrittsstelle in die Bahn zu einer ersten Arbeitsstation bewegt wird, daß der Rohling gegen Drehung um seine eigene Achse festgehalten wird, während am Schaftabschnitt des Rohlings in einer ersten Arbeitsstation ein Schneidwerkzeug angreift, daß die Rohlinge während ihrer Bewegung zu jeder nachfolgenden Arbeitsstation entlang der Bahn in 30° Intervallen um 300 um ihre Achsen in der gegebenen Richtung godreht und drehfest gehalten werden, wenn vorbestimmte Schaftabschnitte in jeder der aufeinander folgenden Arbeitsstationen mit Schneidwerkzeugen bearbeitet worden.
6. 6. Verbesserten Verfahren zur Herstellung von Nuten in selbstbohrenden Schraubenrohlingen, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander Schraubenrohlirige entlang

   - 51 -

   80982D/0559

   einer ersten vorbestimmten Bahn aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen zugeführt werden, daß jeder Schraubenrohling unbeweglich so gehalten wird, daß das Eintrittsende und ein vor be st inunter Schafabschnitt nahe dem Ende wenigstens einer ersten Arbeitsstation zugekehrt freiliegt, wobei eine erste mit der Achse des Rohlings zusammenfallende Ebene die Bewegungsbahn und die erste Arbeitsstation schneidet und im wesentlichen vertikal zu der Bahn liegt, daß in der ersten Arbeitsstation auf einem Support ein Scheibenfräser mit einer mittleren Drehachse im wesentlichen planen Seitenflächen und Umfangszähnen vor- und zurückbewegbar angeordnet ist, der in und außer Fräseingriff mit dem Rohling entlang einer zweiten vorbestimmten Bahn bewegt wird, die die erste Bahn schneidet, daß der Scheibenfräser in radialer Richtung einen spitzen Winkel mit der einen Seite der ersten Bahn einschließt, so daß der Fräseingriff ira wesentlichen auf der einen Seite der ersten Ebene erfolgt und ein Freiwinkel zwischen einer Seite des Scheibenfräsers und einer Fläche der in den Rohling gefrästen Nute erzeugt wird.
7. 7. Vorrichtung zur Herstellung von Schrauben mit einem Schnittkanten aufweisenden Eintrittsende und gegenüberliegend angeordneten, das Eintrittsende schneidende Nuten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschickungs-

   - 52 -

   809820/0559

   vorrichtung (22) vorgesehen ist, mit der die Schraubenrohlinge 40 in einer vorbestimmten Kreisbahn abgegeben und mittels eines Drehtisches (20, 30) aufeinanderfolgend mit freiliegenden Schäften entlang der Kreisbahn bewegt werden, daß der Drehtisch (20, 30) im Umfang mit der Kreisbahn zusammenfallende, die aufeinanderfolgenden Rohlinge (40) aufnehmende und haltende Taschen (30) aufweist, daß vier mit Umfangsabstand um den und nahe dem Drehtisch (20) angeordnete Arbeitsstationen (23-28) vorgesehen sind, die jeweils einen beweglichen Support (61, 65, 69, 73, 77, 81) mit einer Fräsvorrichtung aufweisen, deren Fräser (33-38) wahlweise die Bewegungsbahn schneidend bewegbar sind, um längsgerichtete Nuten (44-47) in den Schäften der Rohlinge (40) zu er2eugen, daß wenigstens eine zusätzliche Arbeitsstation (24, 26) nahe dem Drehtisch (20, 30) mit einer Fräsvorrichtung zur Herstellung der Schnittkanten (52) an den Rohlingsenden vorgesehen ist, daß auf dem Drehtisch (20, 30) rotierende Spannspindeln (16) vorgesehen sind, die an den Köpfen (42) der Rohlinge (40) angreifen und die Rohlinge während der Bewegung zwischen den Arbeitsstationen (23-28) wahlweise um ihre Achse drehen, in der Lage sind, so daß ein erster vorbestimmter Umfangsabschnitt eines jeden Rohlings (40) zwei Arbeitsstationen der vier frei liegend zugekehrt ist,

   - 53 -

   809820/0559

   und daß ein gegenüberliegend zum ersten vorbestimmten Umfangsabschnitt angeordneter zweiter vorbestimmter Umfangsabschnitt frei liegend den anderen beiden Arbeitsstationen der vier zugekehrt ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsstationen (23-28) in Umfangsabständen von 30 oder einem Mehrfachen davon angeordnet sind.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zusätzliche Arbeitsstationen (24, 25) mit Fräsvorrichtungen (34, 36) vorgesehen sind, mit denen die gegenüberliegenden Seiten an den Enden der Rohlinge (40) zur Bildung der Schnittkanten (52) anschrägbar sind.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei (23, 27) dar vier die Nuten formenden Fräser (23-28) an einem Umfangsabschnitt. der Rohlinge (40) in einer oberen axialen Stellung angreifen, während die beiden anderen, die Nuten formenden Fräser (35,37) an einem Umfangsabschnitt der Rohlinge (40) in einer tieferen axialen Stellung angreifen.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und din zweite Arbeitsstation (23 bzw. 27)

    - 54 -

    809820/0559

    zur Herstellung der Nuten in der axialen oberen Stellung 60 bzw. 150° von der Beschickungsstation (22) entfernt liegend angeordnet sind, und daß die erste und die zweite Arbeitsstation (27, 28) zur Herstellung der Nuten in der axial tieferen Stellung 240° bzw. 330° von der Beschickungsstation (22) entfernt liegen.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen (30) des Drehtisches (20) in gleichen Umfangsabständen angeordnet und nach außen hin offen sind und jede Tasche (30) eine längliche Sitzfläche aufweist, die zur Aufnahme und Abstützung einer Schaft seite des Rohlings (40) dient, während die gegenüberliegende Seite zur Bearbeitung durch die Fräser der verschiedenen Arbeitsstationen (23-28) frei liegt, und daß die Sitz flächen der Taschen (30) nach unten und außen gegenüber der vertikalen Achse des Drehtisches geneigt sind.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Arbeitsstation (23-28) eine Niederhaltespinde], vorgesehen ist, die den Rohling (40) während der Bearbeitungsvorgänge federnd gegen die Sitzfläche drückt.

    - 55 -

    809820/0559
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Supporte (61, 65, 69, 73, 77, 81) in jeder Arbeitsstation (23-28) gelagert sind, so daß die Fräser v/ahlweise in und außer Eingriff mit den Rohlingen (40) bewegbar sind.
15. 15. Selbstbohrende Schraube mit einem länglichen Schaft und einem an einem Ende vorgesehenen vergrößerten Kopf, der eine mit einem Werkzeug zum Drehen der Schraube vorgesehene Vorrichtung aufweist, wobei zwischen dem Kopf und dem Eintrittsende des Schaftes ein Gewinde vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Eintrittsende eine Bohrerspitze vorgesehen ist, die zv/ei gegenüberliegend angeordnete, sich im wesentlichen in Längsrichtung erstreckende Nuten aufweist, daß Mittel vorgesehen sind, die sich von beiderseits einerRückenkante am Eintrittsende gebildeten Schrägfläche (53) diese schneidend aufwärts erstrecken, wobei die Schnittkanten (50) im wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse des Schaftes (40) liegt, daß die Hüten eine erste und eine zweite Fläche (44, 46 und 45, 47) aufweisen, die sich im wesentlichen in Längsrichtung erstrecken und sich schneiden, daß die Nutenflächen (44, 46, 45, 47) beide Schrägflächen (53) schneiden, daß die seitliche Haupterstreckung der ersten Fläche (44, 46)

    - 56 -

    809820/0559

    sich unter einem Winkel zu der Rückenkante am Ende erstreckt, der nicht größer als 45° ist, so daß sich seitlich erstreckende Schnittkanten entstehen, daß die ersten Flächen (44, 45) zwei sich schneidende Flächen aufweisen, die sowohl in Längsrichtung als auch in seitlicher Richtung linear sind, daß die sich schneidenden flachen Flächen (44, 46) zur Längsachse der Schraube geneigt sind und die unterste der Flächen (47) weniger als die oberste Fläche geneigt ist, daß die zweiten Flächen (45, 47) zwei sich schneidende Flächen aufweisen, die in Längsrichtung gekrümmt sind und mit axialem Abstand von den Schnittkanten eine vorspringende Schulter (51) bilden, die sich im wesentlichen quer zur Längsachse erstreckt, und daß die ersten und zweiten Flächen (44, 46, 45, 47) einen Winkel von 92-97° einschließen, um eine ordnungsgemäße Entlastung hinter den sich quer erntreckenden Schnittkanten (52) sicherzustellen.
16. 16. Selbstbohrende Schraube nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der unterste Abschnitt (46) der ersten Nutenflächen (44, 46) nach rückwärts von der Schnittkante (52) etwa 9° und der oberste Abschnitt (44) etv/a 12 geneigt sind.

    809820/0559