DE2831439A1 - Verfahren zur herstellung einer selbstbohrenden, gewindeschneidenden schraube und nach diesem verfahren hergestellte schraube - Google Patents
Verfahren zur herstellung einer selbstbohrenden, gewindeschneidenden schraube und nach diesem verfahren hergestellte schraubeInfo
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Description
~4~ 283H39
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer korrosionsbeständigen, selbstbohrenden, gewindeschneidenden
Schraube, sowie eine nach diesem Verfahren hergestellte Schraube.
Es ist in den Vereinigten Staaten von Amerika bereits vorgeschlagen
worden, selbstbohrende, gewindeschneidende Schrauben aus Chrom- und Nickelchromstählen, den sogenannten rostfreien
Stählen, mit einer einsatzgehärteten Bohrspitze herzustellen.
Bei diesem Vorschlag werden die Schrauben zum Teil aus Stahl mit den erwünschten korrosionsbeständigen Eigenschaften
geformt, dann mit einer gasundurchlässigen Metallschicht (beispielsweise Kupfer) plattiert, weiteren Formvorgängen zur
Bildung der Bohrspitze und des anfänglichen Gewindeschneidteils - des zu härtenden Teils - unterworfen, während welcher
Formvorgänge die gasundurchlässige Metallschicht auf der Bohrspitze entfernt wird, dann einer geeigneten Behandlung
zum Einsatzhärten der Bohrspitze und des anfänglichen Gewindeschneidteils unterworfen und schließlich der verbleibende
Teil der Metallschicht entfernt.
Jedoch sind die auf diese Weise hergestellten Schrauben nicht völlig befriedigend, und obwohl in Verbindung mit diesem Verfahren
erheblich experimentiert und zahlreiche Versuche durchgeführt wurden, ist nach Kenntnis des Anmelders bis jetzt
kein befriedigendes Verfahren entwickelt worden.
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Es ist demgemäß die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung selbstbohrender, gewindeschneidender Schrauben
aus rostfreiem Stahl herzustellen, die Bohrspitzen und Gewindeschneidabschnitte
mit dem gewünschten Härtegrad haben.
Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung eines wirtschaftlichen Verfahrens für die Herstellung selbstbohrender,
gewindeschneidender Schrauben aus geeigneten Chrom- und/oder Nickelchromstählen mit einsatzgehärteten
Bohr spitzen in groß-er Anzahl.
Die Erfinder haben überraschend festgestellt, daß das oben kurz beschriebene Verfahren benutzt werden kann, um befriedigende
einsatz„gehärtete rostfreie Stahlschrauben herzustellen,
wenn die Schritte des Formens der Schraube vor dem Überziehen desjenigen Teils der Schraube, der nicht gehärtet
werden soll, mit einer gasundurchlässigen Metallschicht vollendet werden.
Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung selbstbohrender,
gewindeschneidender Schrauben aus korrorionsbeständigem
Stahl mit gehärteten Einsatzendabschnitten vorgesehen, welches die folgenden Schritte enthält: Formen einer
Schraube aus geeignetem korrosionsbeständigem Stahl, Ausbilden einer gasundurchlässigen Metallschicht auf dem Teil der
Schraube, der nicht gehärtet werden soll, sowie Unterwerfen
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der Schraube unter ein Gas, das in der Lage ist mit der Eisenlegierung zu reagieren, um einen härteren Stahl an
dem zu härtenden Teil der Schraube zu erzeugen.
Vorzugsweise wird dann die gasundurchlässige Metallschicht von der Schraube entfernt, um die Schraube ohne irgendeinen
Überzug zuzulassen. Es wird bevorzugt, die gasundurchlässige Metallschicht auf die gesamte Außenseite der Schraube und auf
den Kopf der Schraube aufzubringen und dann von dem zu härtenden Teil der Schraube zu entfernen. Jedoch kann es in einigen
Fällen zweckmäßig sein, denjenigen Teil der Schraube, der gehärtet werden soll,.mit einem Schutzüberzug zu versehen,
dann wenigstens auf den verbleibenden Teil der Schraube die gasundurchlässige Metallschicht aufzubringen und schließlich
den Schutzüberzug abzustreifen.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und zur leichteren praktis dien Durchführung wird nunmehr eine beispielhafte
Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten erläuternden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine vergrößerte Darstellung einer Schraube aus korrosionsbeständigem Metall zum selekt-iven
Härten gemäß der Erfindung,
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Fig. 2 eine schematische Darstellung der Plattierungseinrichtung zum elektrolytischen Aufbringen einer gasundurchlässigen
Metallschicht auf die Schraube,
Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine Fördereinrichtung für ein Säurebad zur selektiven Entfernung der gasundurchlässigen
Metallschicht,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Wärmebehandlungsofens, in welchem die Schrauben einem reaktionsfähigen
Gas bei erhöhter Temperatur unterworfen werden, um in selektiven Bereichen eine Einsatzhärtung zu bilden,
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Entfernung des verbleibenden
gasundurchlässigen Metallüberzugs nach dem Einsatzhärten und
Fig. 6 eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Fertigbearbeitung
der Schrauben, das nach Entfernung der gasundurchlässigen Schicht zur Anwendung kommen kann.
Die in Fig. 1 gezeigte Schraube 20 ist eine selbstbohrende, selbstgewindeschneidende Schraube aus geeignetem Nickel-Chromstahl,
wie sie unter dem eingetragenen Warenzeichen TEKS gehandelt werden. Die Schraube 20 besitzt einen Hals
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22, einen Kopf 24, der von jeder beliebigen Art sein kann, einen Flansch 26 unterhalb des Kopfes 24, eine Bohrspitze 28
mit Nuten 30, Schraubgewinde 32 zwischen dem Flansch 26 und den Nuten 30, sowie eine Gewindeschneidnut 34.
Zu Beginn werden die Schrauben metallurgisch gesäubert, häufig genügt Dampf oder eine Ultraschallentfettung zur Erzeugung
des gewünschten Sauberkeitsgrades. Sodann wird eine gasundurchlässige Schicht aufgebracht, wie schematisch in Fig. 2 gezeigt,
in der eine Gruppe 38 von Schrauben in einer Trommeleinrichtung
40 untergebracht gezeigt wird, die in einen Tank 42 eingetaucht ist, der eine geeignete elektrolytische Lösung 4Ϊ4 enthält. Die
Trommeleinrichtung 40 wird in dem Tank 42 durch eine Hängevorrichtung 46 in Hängelage gehalten, um ein Drehen derselben um
seine Längsachse durch Antriebsvorrichtungen (nicht gezeigt) zu ermöglichen. Das elektrische Potential wird an die Gruppe
von Schrauben von einem Kabel 48 mittels einer Hängeleitung 50 angelegt, wobei eine mitwirkende Elektrode 52 in die Lösung
44 eingetaucht ist. In Übereinstimmung mit der herkömmlichen Verfahrensweise wird die Trommelvorrichtung 40 in geeigneter
Weise mit Durchbohrungen versehen, um die Lösung 44 zur Berührung mit der Gruppe von Schrauben einzulassen, und gemäß der
Erfindung wird die Trommeleinrichtung 40 in Verbindung mit dem Tank 42 und seiner zugeordneten Ausrüstung so betätigt, daß
auf jeder der Schrauben innerhalb der Gruppe 38 eine Schicht aus metallischem Kupfer erzeugt wird. Eine Kupferschicht von
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0,0002 bis 0,0008'' Dicke wird für angemessen gehalten, um
jegliche nennenswerte Durchdringung des reaktionsfähigen Gases während des selektiven Härtevorgangs zu verhindern. Während
metallisches Nickel zu porös ist, um allein als Überzug zu dienen, ist es möglich und manchmal wünschenswert, die Schrauben
mit einem Erstüberzug oder einer Unterschicht aus metallischem Nickel versehen, der dann mit einer Schicht aus metallischem
Kupfer überzogen wird. Ob Kupfer allein oder mit einem unteren Überzug dieser Art verwendet wird, die Schutzschicht
wird in ausreichender Dichte und Dicke aufgebracht, um jegliches nennenswerte Durchdringen des reaktionsfähigen Gases zu
verhindern. Metalle wie Zink und Kadmium könnten zur Bildung der Schutzschicht benutzt werden, es ist jedoch festgestellt
e worden, daß diese beiden Metalle bei den während des Freiliegens
der Teile an das reaktionsfähige Gas auftretenden Temperaturen verdampfen und so ihr Schutzpotential einbüßen. Es
ist außerdem festgestellt worden, daß metallisches Chrom, wie metallisches Nickel, bei Verwendung allein für einen angemessenen
Schutz zu porös ist.
Nach dem Überziehen werden die Schrauben 20 mit einer Schicht 54 aus metallischem Kupfer bedeckt, wie in Fig. 3 gezeigt.
Entsprechend einem bedeutenden Merkmal der vorliegenden Erfindung wird diese Deckschicht dann aus bestimmten Bereichen
oder Regionen entfernt, wo eine Einsatzhärtung auf der Schraube 20 erwünscht ist.
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Die Fig. 3 zeigt die überzogene Schraube 20 bei Beförderung
durch einen Bandförderer 56 in Richtung des Pfeiles. Die Schraube 20 bewegt sich durch ein Bad 58, das eine Säure 60 enthält.
Die metallische Schicht 54 wird von der Schraube dort entfernt,
wo die Schraube die Säure 60 berührt, d.h. an dem Eintrittsendabschnitt einschließlich der Bohrspitze 28, der ersten wenigen
Schraubengänge 32 und der Nuten 30 und 34.
Eine Abwandlung des selektiven Plattierungsvorganges besteht in einem Überziehen des zu härtenden Abschnitts mit einem Material
zur Verhinderung der Ablagerung der metallischen Schicht darauf, woran sich eine Ablagerung einer Kupferschicht auf dem
verbleibenden Teil der Schraube, d.h. auf dem Hauptabschnitt des Halses und dem Kopf, sowie eine Entfernung des Überzugs
von dem Eintrittsendabschnitt anschließt.
Nachdem die überzogenen Schrauben zur Freilegung des Stahls an den Stellen, wo eine Einsatzhärtung erwünscht ist, behandelt
worden sind, wird eine Anzahl 76 der Schrauben in durchlässigen Körben 72 gesammelt, wie in Fig. 4 gezeigt, und in
einen feuerfesten Herd 78 eines Wärmebehandlungsofens 74 eingebracht. Der Ofen 74 ist mit einem Gas gefüllt, welches
mit der Eisenlegierung der Schrauben reaktionsfähig ist, um eine Einsatzhärtung der selektiv freigelegten Bereiche derselben
zu bewirken, insbesondere durch Bildung von Karbiden, oder Nitriden oder einer Kombination solcher Substanzen.
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Das Gas hierfür kann ein stickstoffhaltiges Gas sein, wie beispielsweise
Ammoniak, ein kohlenstoffhaltiges Gas wie Propan oder eine Kombination derartiger Gase. Außerdem kann ein inertes
Trägergas als Bestandteil mit eingeschloseen sein. Dies Trägergas kann im wesentlichen reiner Stickstoff oder eine Mischung
aus Stickstoff, Kohlenmonoxid, Wasserdampf, Wasserstoff und Methan sein; das kohlenstoffhaltige Gas kann zusätzlich zu Propan
gereinigtes Naturgas sein, welches hauptsächlich aus paraffinischen Kohlenwasserstoffen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen besteht.
Das kohlenstoffhaltige Gas kann ein Bestandteil eines anderen Naturgases als Propan sein, wie beispielsweise Methan oder Butan.
Eine besonders vorteilhafte Mischung von stickstoffhaltigem Gas, kohlenstoffhaltigem Gas und Trägergas umfasst wasserfreies
Ammoniak in einem Verhältnis von etwa 3 bis etwa 50 Volumen-% der Gesamtmenge, gereinigtes Naturgas in einer Menge
von etwa 0 bis etwa 10 Volumen-^ der Gesamtmenge, während
der verbleibende Teil oder der Rest des Gesamtvolumens durch das Trägergas dargestellt wird.
Die Schrauben werden dem Gas bei erhöhter Temperatur unterworfen, um eine Reaktion des Gases mit den freigelegten Teilen
der Schrauben zu erwirken. Brauchbare Temperaturen in dieser Hinsicht liegen zwischen 75O0C und 9500C; und wenn derartige
Temperaturen zur Anwendung kommen, dann erzeugt eine Verweilzeit von etwa 1 bis 1 1/2 Stunden in dem Ofen Ik eine
Schale auf den freigelegten Stellen der Schrauben. Diese Schale härtet in geeigneter Weise, wenn die Teile schnell gekühlt
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d.h. durch Eintauchen in Öl oder Wasser abgeschreckt werden. Der Ofen 74 wird in jeder beliebigen Weise geheizt. Durchlaufofen
und Öfen vom Umkehrherdtyp (shaker) können auf Wunsch ebenfalls benutzt werden.
Es ist bekannt, daß der Chrombestandteil der legierten Schrauben sich leicht mit Kohlenstoff verbindet, um unlösliche Karbide
zu bilden, und es besteht die Theorie, daß die oben erwähnte Ofenbehandlung und Abschreckung eine martinsitische Schale
mit in der martinsitisehen Matrix dispergierten Karbiden und
Nitriden bildet.
Nachdem die Schrauben aus der Wärmebehandlungszone entfernt worden sind, wird die gasundurchlässige Schicht entfernt. Da
die gasundurchlässige Schicht in der offenbarten Ausführungsform insbesondere metallisches Kupfer ist, wird dies Material
leicht, schnell und wirtschaftlich durch ein Abziehverfahren entfernt. Das Abziehen kann entweder durch elektrolytische
oder chemische Verfahren erfolgen, obwohl ein chemisches Abziehen einfacher und weniger kostspielig ist.
Fig. 5 zeigt eine Gruppe 81 der wärmebehandelten Schrauben, die in einem durchlässigen Korb 82 zum Eintauchen in chemische
Abziehbäder in einem Doppelkammertank 83 gesammelt sind. Die Gruppe 81 der Schrauben wird in eine erste Lösung 84 eingetaucht,
die in einer der Kammern des Tanks 83 enthalten ist, und diese Lösung 84 ist wünschenswerterweise eine Natriumsulfidlösung
in ' Wasser. In der anderen Kammer des Tanks 83 ist
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eine zweite Lösung 85 enthalten, und diese Lösung 85 umfasst zweckmäßigerweise eine Natriumzyanidlösung in Wasser. Durch
geeignete Umwälzung der Gruppe von Schrauben zwischen den beiden Lösungen 84 und 85 wird die gasundurchlässige Schicht
leicht entfernt.
Bei Beendigung des Abziehens der Schrauben werden diese gewaschen und getrocknet und einem beliebigen erwünschten Fertigbearbeitungsvorgang
unterworfen. Mit Bezug auf Fig. 6 können beispielsweise die selektiv gehärteten und abgezogenen Schrauben
102 mit einem geeigneten Poliermittel, wie beispielsweise gemahlenen Maiskolben vermischt und in einer Trommeleinrichtung
104 getaumelt werden, um die Oberflächen der Schrauben zu polieren.
Wem irgendein Plattieren nach dem Fertigbearbeiten erwünscht ist, dann wird dieses in dieser allgemeinen Verfahrensstufe, d.h. nach dem Abziehen der gasundurchlässigen Schicht,
durchgeführt. Bei einem derartigen Plattieren nach der Fertigbearbeitung
kann es sich um das Aufbringen von Polytetrafluorethylen ("TEFLON" eingetragenes Warenzeichen) Kadmium oder einem
anderen korrosionsbeständigen Material auf die Schraube handeln, um einen Korrosionsschutz für die gehärtete Oberfläche
und eine Gleitfähigkeit für die Schneidvorgänge vorzusehen.
Das Verfahren gemäß dieser Erfindung schafft eine selbstbohrende Gewindeschneidschraube aus rostfreiem Stahl mit einem
einsatzgehärteten Eintrittsendabschnitt zum Bohren und wenigstens
zum Beginnen der Gewindeschneidvorgänge. Der einsatz-
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.../14
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gehärtete Gewindeschneid- oder Formbereich 3^· schafft einen zusätzlichen
Vorteil, indem ein vermindertes Drehmoment erforderlich ist, um die Schraube in das Werkstück einzutreiben.
Es wird angenommen, daß dies Verfahren mit Befriedigung benutzt
um
werden könnte,/Gewindeformschrauben, die sogenannten selbstbohrenden
Schrauben wie auch die Gewindeschneidschrauben gemäß der
obigen Beschreibung aus den sogenannten rostfreien Stählen herzustellen.
Es ist darauf hinzuweisen, daß kleinere Abwandlungen in dem Verfahren vorgenommen werden können und die verwendete Vorrichtung
von beliebiger Art und Konstruktion sein kann, ohne vom Bereich der Erfindung entsprechend den beigefügten An- .
Sprüchen abzuweichen. Somit kann entweder nur die Bohrspitze
oder die Bohrspitze und der Gewindeanfang gehärtet werden, oder die Härtung kann teilweise auf dem Hals heraufgeführt
werden.
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Claims (9)
- PatentanwälteDipl. Ing. H. HauckDipl. Phys. VV. SchmitzDipl. Ing. E. Graalfs O D Q 1Dipl. In0. V-/. VVohnert 'Dipl. rhyj. W. Carstens Dr. Inn. W.· Döringblou-ar Wall 41
2000 Hamburg 36W. A. Deutsher
Proprietary LimitedSouth Road 17. JUÜ 1978Moorabbin, Victoria 3189(Australien)Verfahren zur Herstellung einer selbstbohrenden, gewindeschneidenden Schraube und nach diesem Verfahren hergestellte SchraubeAnsprüche :Verfahren zur Herstellung einer selbstbohrenden, gewindeschneidenden Schraube aus korrosionsbeständigem Stahl mit gehärteten Eintrittsendabschnitten, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Bilden einer im wesentlichen gasundurchlässigen Metallschicht auf dem Teil der geformten Schraube, welcher nicht gehärtet werden soll, sowie Unterwerfen der Schraube unter ein Gas, welches in der Lage ist, mit der Eisenlegierung zu reagieren und eine Einsatzhärtung des Stahls an dem Teil der Schraube zu erzeugen, der gehärtet werden soll. - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen gasundurchlässige Metallschicht von der Schraube entfernt wird, nachdem die Schraube dem reaktions-9G98U/0638 /o2831433fähigen Gas unterworfen wurde.
- 3. Verfahren nach jedem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen gasundurchlässige Metallschicht auf die gesamte Außenfläche der Schraube aufgebracht und dann vor Unterwerfung unter das reaktionsfähige Gas von dem zu härtenden Teil der Schraube entfernt wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gasundurchlässige Metallschicht durch Hindurchführen der Schraube durch ein Säurebad von dem zu härtenden Teil der Schraube entfernt wird.
- 5· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen der in wesentlichen gasundurchlässigen Metallschicht auf den übrigen Teil der Schraube auf den zu härtenden Teil der Schraube ein Schutzüberzug aufgebracht und anschließend vor Unterwerfung der Schraube unter das reaktionsfähige Gas der Schutzüberzug entfernt wird.
- 6. Verfahren nach jedem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube nach Entfernung der gasundurchlässigen Schicht poliert wird.
- 7. Verfahren nach jedem der Ansprüche 2 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß auf die fertige Schraube eine Lackierung aus Polytetrafluorethylen, Kadmium oder einem anderen korrosions-9098U/063Ö .../32831438beständigen Metall aufgebracht wird, um einen Korrosionsschutz für die gehärtete Oberfläche und eine Gleitfähigkeit für den Schneidvorgang der Schraube vorzusehen.
- 8. Verfahren zur Herstellung von Schrauben aus korrorionsbeständigem Stahl mit gehärteten Eingangsendabschnitten, im wesentlichen wie im vorhergehenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
- 9. Schraube, die nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt ist.9098U/Q638
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012084413A1 (de) * | 2010-12-20 | 2012-06-28 | Ejot Gmbh & Co. Kg | Schraube aus niedrig legiertem kohlenstoffstahl und verfahren zur herstellung einer derartigen schraube |
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Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2633076B2 (ja) * | 1990-10-04 | 1997-07-23 | 大同ほくさん株式会社 | 硬質オーステナイト系ステンレスねじおよびその製法 |
| US5419948A (en) * | 1990-02-12 | 1995-05-30 | Daidousanso Co., Ltd. | Hard austenitic stainless steel screw and a method for manufacturing the same |
| JP3023222B2 (ja) * | 1991-08-31 | 2000-03-21 | 大同ほくさん株式会社 | 硬質オーステナイト系ステンレスねじおよびその製法 |
| US5460875A (en) * | 1990-10-04 | 1995-10-24 | Daidousanso Co., Ltd. | Hard austenitic stainless steel screw and a method for manufacturing the same |
| DK0532806T3 (da) * | 1991-09-20 | 1996-03-04 | Daido Hoxan Inc | Hård austenitisk rustfri stålskrue og en fremgangsmåde til fremstilling heraf |
| US5205466A (en) * | 1992-07-15 | 1993-04-27 | Chieh-Chang Tzeng | Manufacturing method of austenitic stainless steel self-tapping and self-drilling screw |
| US6117249A (en) * | 1998-02-13 | 2000-09-12 | Kerk Motion Products, Inc. | Treating metallic machine parts |
| JP5584080B2 (ja) * | 2010-10-05 | 2014-09-03 | 平田ネジ株式会社 | 硬化層形成方法および硬化層形成装置 |
| TWI488974B (zh) * | 2011-10-26 | 2015-06-21 | Jau Yeou Industry Co Ltd | 複合螺絲的製造方法 |
-
1977
- 1977-09-27 AU AU37734/78A patent/AU3773478A/en active Pending
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- 1978-09-22 IT IT27970/78A patent/IT1100813B/it active
- 1978-09-25 ES ES473645A patent/ES473645A1/es not_active Expired
- 1978-09-26 GB GB7838129A patent/GB2006833A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012084413A1 (de) * | 2010-12-20 | 2012-06-28 | Ejot Gmbh & Co. Kg | Schraube aus niedrig legiertem kohlenstoffstahl und verfahren zur herstellung einer derartigen schraube |
| US9340848B2 (en) | 2010-12-20 | 2016-05-17 | Ejot Gmbh And Co. Kg | Screw made of low-alloy carbon steel, and method for producing such a screw |
| RU2593814C2 (ru) * | 2010-12-20 | 2016-08-10 | Эйот Гмбх Унд Ко. Кг | Винт, изготовленный из низколегированной углеродистой стали, и способ изготовления такого винта |
| EP3358021A1 (de) * | 2017-02-01 | 2018-08-08 | KAMAX Holding GmbH & Co. KG | Hochfeste schraube mit einem enthärteten gewindeende |
| US10662993B2 (en) | 2017-02-01 | 2020-05-26 | Kamax Holding Gmbh & Co. Kg | High-strength screw including an unhardened thread end |
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