DE3223708A1

DE3223708A1 - Bohrschraube mit schutzgraten

Info

Publication number: DE3223708A1
Application number: DE19823223708
Authority: DE
Inventors: Henry Anton 60005 Arlington Heights Ill. Sygnator
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1981-06-30
Filing date: 1982-06-25
Publication date: 1983-01-13
Also published as: FI822309A0; ES272911Y; CA1238507A; IT8221845A0; FR2508576B1; US4395173A; FI78343C; SE8203861D0; SE458144B; IT1154011B; AU548250B2; ES272911U; FI78343B; GB2101019B; JPH0241648B2; JPS588814A; FI822309L; AU8299382A; SE8203861L; GB2101019A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Bohrschraube. Insbesondere richtet sich die Erfindung auf eine Bohrschraube und ein Verfahren zur Herstellung derselben, weiche zum Schutz der Schneidkanten mit einem Paar auf den Schneidkanten entlang gebildeter Grate versehen ist.

Die Erfindung ergab sich während der Herstellung der in der US-Patentanmeldung 97»46O vona 2f>. November 1979 gezeigten Schraube und steht in Beziehung zu der darin offenbarten und beanspruchten Erfindung. Während ferner Proben anzeigen, daß eine verbesserte Leistung auch bei anderen Schraubenformen auftritt, zeigen doch die Leistungsdaten, daß die bedeutendsten Verbesserungen bei der in der oben erwähnten Anmeldung offenbarten Form auftreten, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme in diese Anmeldung aufgenommen wird. Aus diesem Grunde wird die vorliegende Erfindung in Form dieser besonderen. Gestaltung gezeigt und beschrieben.

Die herkömmliche Weise der Herstellung von Drillschrauben beeinhaltet die Bildung eines Kopfes an einem Schraubenrohling:» die Bildung von Nuten in. dem Schraubenhals vaxd sodann die Bildung der Spitze. Der Vorgang· zur Bildung der Spitze bein» haltet die Verwendung von Anspitzsägen oder Fräsmessern zum Fräsen des Endes des Halses, um zwei AnschlußendabschH.itte ssu formen, deren Überschneidung einen Meißel bildet. Die Fräsmesser werden in einer Richtung zur Bewegung des Materials

von der Schneidkante einer Nut fort und zu der nacheilenden oder Schleppkante der anderen hin gedreht. Bei einigen Fräsmaschinen führt dies zu einem sich auf der Schleppkante entlangerstreckenden Grat. Dieser Grat entsteht an dem Meißel und erstreckt sich nach außen zum Umfang des Halses.

Für zahlreiche übliche Plattierungen, vie zum Beispiel Chloridzink, bietet diesor Grat keine nennenswerten Schwierigkeiten; der Grat springt lediglich in einer Schnappbewegung ab, sowie der Bohrvorgang beginnt. Jedoch bei schwereren Plattierungen, wie beispielsweise Nickel»oder bei mehrschichtigen Überzugsplattierungen wird dieser Grat verstärkt, und die Plattierung baut auf der Schneidkante eine Rücklage auf, was zu nachteiligen Ergebnissen führt. Zunächst widersteht der plattierte verstärkte Grat dem Abspringen in einer Schnappbewegung, da er eine "geschützte" Stellung in dem Schleppbereich der Nut genießt. Dies trägt zu der Dicke der Schraube in dem Meißelbereich bei und verhindert das schnelle Eindringen, für das die Schraube ausgelegt wurde. Tatsächlich führt bei einer bedeutend vergrößerten Meißelabmessung infolge des Grataufbaus die Schraube eher eine Drehbewegung anstatt eine Bohrtätigkeit aus, wodurch Wärme erzeugt wird, die einen Bruch der Spitze verursacht. Zweitens führt der Aufbau auf der Schneidkante zu einer Einbuße an Schärfe, was die Bohrtätigkeit nachteilig beeinflußt.

Die vorliegende Erfindung löst die oben erwähnten Schwierigkeiten

durch Verlegung des Grats in eine Stellung auf der Schneidkante. Überraschenderweise führt dies nicht lediglich zur Bildung größerer Anhäufungen auf den Schneidkanten zur weiteren Verschlechterung der Leistung. Vielmehr schützen die Grate die Schneidkanten gegenüber einem übermäßigen Aufbau von Plattierungs· material« Infolge der WinkelbeZiehung der Präsmesser werden die Grate aus dem Meißelbereich fortgeschoben. Dies ermöglicht der Bohrschraube ein schnelles Eindringen, und die plattierten Grate springen ab, sowie sich der Bohrvorgang fortsetzt, und werden in das ausgebohrte Material hineingedrückt.

Weitere Merkmale, Vorzüge und Eigenschaften der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor. Es zeigent

Fig. 1 eine Seitenansicht der in der US-Anmeldung Nr. 9J_tk6O beschriebenen und beanspruchten Schraube,

Fig. 2 eine vergrößerte Endansicht der Schraube bei Darstellung des herkömmlichen Grates,

Fig. 3 eine vergrößerte Endansicht ähnlich der Fig. 2, jedoch mit dem TJmkehrgrat gemäß der Erfindung,

Fig. h eine vergrößerte Seitenansicht des herkömmlichen Grates,

Fig. 5 eine vergrößerte Seitenansicht ähnlich der Fig. h, jedoch mit dem Umlcehrgrat,

Fig. 6 eine schematische Darstellung des Nutenformvorgangs gemäß der Erfindung,

Fig. 7 die Bildung des zweiten Anschlußendabschnitts während des zweiten Anspitzvorgangs des Verfahrens der Erfindung.

Wie bereits erwähnt, sind die schützenden Grate insbesondere wirksam bei der in der US-Anmeldung 97ν^6θ beschriebenen und beanspruchten Bohrschraube (im folgenden "ältere Anmeldung" genannt). Die Bohrschraube gemäß der älteren Anmeldung wird allgemein bei 10 gezeigt. Der Hals der Schraube weist eine Bohrspitze 12 und einen Gewindebereieh. lh auf. Die Bohrspitze 12 hat erste und zveite Nuten 16 bzw. 18. Der Kopf 20 hat Oberflächen 22 zur Aufnahme eines Antriebsdrehmoments, diese Oberflächen werden hier als Seiten eines Sechseckzwischenlegsclieibenkopfes dargestellt. Es können natürlich auch andere Antriebseinrichtungen einschließlich Imanausnehmungen benutzt werden.

Fig. 2 zeigt die herkömmlichen Grate 2k und 26, die auf den Schleppkanten 32 und 3^ entlang angrenzend an erste und zweite S ohne idle an ten 28 und 30 gebildet sind. Diese Schneid- und Schleppkanten werden dui-ch die Überschneidungen der Nuten 16 und 18 mit ersten und zweiten Asischluuendabschnitten 38 und hO gebildet. Die Grate 2k vuid 26 werden während der in Fig. 7 gezeigten Anspitzvorgänge gebildet.

Bei der Herstellung der Schraube 10 wird der Rohling zunächst in einer beliebigen im Handel erhältlichen Kopfformvorrichtung, beispielsweise einer Zweischlagkopfformvorrichtung, mit einem Kopf versehen. Sodann werden, wie scheinatisch in Pig. 6 gezeigt, die Nuten 16 und 18 in das Ende des Rohlings eingeformt. Es kann jedes beliebige Nutenforraverfahren benutzt werden, jedoch werden die zwei Nuten vorzugsweise durch Fräsmesser 17 und 19 gefräst. Das Fräsen wird gegenüber dem Schmieden bevorzugt, da das Fräsen eine Schneidkante von höherer Qualität hervorbringt, als sie durch Schmieden erzeugt werden kann.

Wie in Flg. 7 gezeigt, ist auf der Schleppkante 32 entlang ein herkömmlicher Grat 2k in der Nut 16 gebildet worden, während in der Nut 18 der Grat 26 durch Drehen des abgerundeten Fräsmessers 39 in der durch den Pfeilschwanz kl angegebenen Richtung geformt wird« Diese Grate erstrecken sich von dem Meißel ^S fort auf den gesamten Schleppkanten entlang. Dies bewirkt eine Vergrößerung in der Breitenabmessung quer über den Meißel. ¥ie erwähnt, bleiben bei einigen Plattierungen diese Grate 2k und P.6 spröde und brechen während des Einsetzens leicht ab. Außerdem gibt es für leichte Plattierungen wie Chlox'idzink keinen nennenswerten Aufbau von Plattierungsmaterial auf de» Schneidkanten 28 und 30 entlang*

Diese Grate 2k und 26 werden jedoch zu einem Problem, worm dor für die Schraube ins Auge gefaßte Anwendungszweck eine schwerere Plattierung verlangt. Bei Verstärkung ini.t einer derartig schweren

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Plattierung sind diese Grate nicht mehr spröde. Die Grate erhöhen effektiv die Abmessung quer über die Spitze, was wiederum die Zeit erhöht, die die Schraube zur Vollführung der anfänglichen Eindringung in das Werkstück benötigt* Wenn sich die Schraube auf der Oberfläche des Materials dreht, erzeugt sie erhebliche Mengen Wärme, genügend Wärme, um die Schraube zum Schmelzen zu bringen, oder ein Einschweißen derselben in das Werkstück zu verursachen. Der Aufbau der Plattierung auf den Schneidkanten ist ihrer Schärfe abträglich, was die Situation weiter verschlimmert und zu einem teilweisen Ausfall des Bohrvorgangs führt.

Bei der Bildung der Grate 24' und Z6^% gemäß der Erfindung werden die Fräsmesser in der entgegengesetzten UmIaufrichtung gedreht, d.h. im Falle des Fräsmessers 39 in Richtung der Pfeilspitze 43 (Fig. 7)· Wie am besten aus den Figuren 3 und 5 ersichtlich, werden Grate 24' und 26' auf den Schneidkanten 28 und 30 entlang gebildet. Diese Grate sind etwas von dem Meißel 36 auf Abstand gehalten. Dies ist eine Folge der Winkelbeziehung der Anspitssfräsmesser relativ zu den Nuten 16 und 18 (d.h. die Fräsmesserumlaufachsen sind lotrecht zu dem Meißel 36). Daher wird das bei der Bildung der Umkehrgrate (so genannt wegen der umgekehrten Drehrichtung der Fräsmesser) entfernte Material von dem Meißel 36 vielmehr seitwärts fort als zu ihm hin geschoben.

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Wenn diese Teile mit schwereren Plattierungen überzogen werden, dann erfolgt der Aufbau auf Graten Zk* und 26* und nicht auf den Schneidkanten 28 und 30. Oa die Abmessung quer über den Meißel nicht vergrößert worden ist, beginnt der Bohrvorgang unmittelbar. Bei der fortgesetzten Durchdringung des Werkstücks werden die verstärkten Grate Zk^% und Z6^% gegen das Werkstückmaterial geschoben und brechen ab, ungeachtet des Ausmaßes der Verstärkung. Wahlweise könnten, falls das Aussehen des Erzeugnisses von Bedeutung ist, diese Grate unter Verwendung einer Bürste oder dergleichen in einem zusätzlichen Fertigungsschritt nach dem Plattieren abgebrochen werden.

Fachleuten auf diesem Gebiet werden, nach einem Studium dieser Beschreibung verschiedene Veränderungen,Abwandlungen und Alternativen möglich erscheinen. Es ist demgemäß beabsichtigt, alle derartigen Veränderungen, Abwandlungen und Alternativen, die in den Bereich der beigefügten Ansprüche fallen, als Teil der vorliegenden Erfindung anzusehen.

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Leerseite

Claims

Bohrschraube mit einem langgestreckten Hals, einem ersten Halsende, welches einen Kopf mit darauf ausgebildeten
Antriebsaufnahmeflächen aufweist, und einem zweiten Halsende, welches eine auf ihm ausgebildete Bohrspitze aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrspitze erste und zweite einander entgegengesetzte Nuten aufweist, die sich teilweise auf dem Hals entlangerstrecken und Jeweils erste
und zweite Aixschluöendabschnitte überschneiden, wobei die Überschneidung der ersten Ntit mit dem ersten Anschlußendabschnitt eine orste Schneidkante bildet und die Über-

European Potent Attorney« 55ußt"ln3Hcno Vertreter helm Europäischen Pratontnrnt Deutsch© Unnk AO Hamburg, Nr. O5/2H4Ü7 (BUZ 20070000) · Poetnchock Hamburg Dresdner Bank AO Hamburg, Nr. OUSUOOft (BLZ 20OB000O)

schneidung mit dem zweiten Anschlußendabschnitt eine erste Hemmkante bildet, während die Überschneidung der zweiten Nut mit dem zweiten und ersten Anschlußende zweite Schneid- bzw.

.■-ν
Hemmkanten bildet'und sich die ersten und zweiten Anschluß» endabschnitte überschneiden zur Bildung eines Meißels, der sich im Winkel zwischen den ersten und zweiten Nuten erstreckt, wobei sich ein erster und ein zweiter Grat wenigstens teilweise an von dem Meißel beabstandeten Punkten auf der ersten bzw. zweiten Schneidkante entlangerstreckt, um die Schneidkanten zu schonen und dadurch ihre effektive Sehneidwirkung zu bewahren.
2. Bohrschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schneidkante allgemein linear i3t.
3. Bohrschraube nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hemmkante als eine gekrümmte Oberfläche mit einem gleichmäßigen Krümmungsradius ausgebildet ist.
h* Bohrschraube nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß jede Nut eine zusammengesetzte Form aus einer flachen Ober» fläche und einer gleichmäßig gerundeten Oberfläche aufweist.
5. Verfahren zur Herstellung einer Bohrschraube, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: Bildung eines Kopfes an einem ersten Ende eines Schraubenrohlings, Ausbildung

von zwei Nuten in einem zweiten Ende des Schraubenrohlinge, Fräsen eines ersten Anschlußendabschnitts auf* dem zweiten Ende durch Drehen eines Fräswerkzeugs in einer Richtung zur Bewegung von Material in Richtung auf eine erste Schneidkante zu, die an der Überschneidung einer ersten der zwei Nuten und des ersten Anschlußendabschnitts gebildet ist, Fräsen eines zweiten Anschlußendabschnitte auf dem zweiten Ende durch Drehen eines Fräsmessers in einer Richtung zur Bewegung von Material in Richtung auf eine zweite Schneidkante, die an der Überschneidung einer zweiten der beiden Nuten mit dem zweiten Anschlußendabschnitt gebildet ist, wobei die Vorgänge des Fräsens der Anschlußenden einen Meißel und erste und zweite Grate an von dem Meißel beabstandeten Stellen auf den ersten und zweiten S ohne idle an ten entlang zum Schutz der Schneidkanten bilden{ Durchführung anschließender Vorgänge auf der Bohrschraube, Entfernung der schützenden Grate.
6. Verfahren zur Herstellung einer Bohrschraube nach Anspruch

5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den anschließenden Vorgängen um das Aufbringen eines schweren Metallüberzugs auf die Bohrschraube handelt.
7. Verfahren zur Herstellung einer Bohrschraube nach Anspruch

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung der schützenden Grate zum Zeitpunkt des Einsetzens der Bohrschraube stattfindet.
8. Verfahren zur Herstellung einer Bohrschraube nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gratentfernung vor dem Verpacken und dem Versand, jedoch nach dem Plattieren, als ein gesonderter Fertigungsschritt durchgeführt wird.
9. Verfahren zur Herstellung einer Bohrschraiibe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Nutformvorgang in Form eines Fräsvorgangs durchgeführt.