DE3804291A1

DE3804291A1 - Klemmschraube

Info

Publication number: DE3804291A1
Application number: DE19883804291
Authority: DE
Inventors: Helmut Pfaff
Original assignee: Richard Bergner GmbH and Co
Current assignee: Richard Bergner GmbH and Co
Priority date: 1988-02-12
Filing date: 1988-02-12
Publication date: 1989-08-24
Also published as: DE3804291C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraube mit einem im vollprofilierten Gewinde eingeschlossenen Klemmbereich.

Bei elektrischen Anschlußklemmen, z.B. Lüsterklemmen, aber auch bei anderen Armaturen und Geräten, die teil weise vormontiert sind, werden die Schrauben erst bei der Endmontage vollständig eingeschraubt und angezogen. Damit sie auf dem Transportweg vom Hersteller zum Verarbeiter nicht verlorengehen, wäre es normalerweise erforderlich, die Schrauben vollständig und fest einzuschrauben. Bei der Endmontage wäre es dann erforderlich, die Schrauben zunächst wieder aus der Mutter so weit herauszudrehen, daß sie die Einsatzbohrung z.B. für das blanke Ende einer elektrischen Leitung freigeben, jedoch nicht aus dem Muttergewinde herausfallen. Zur Vermeidung der dadurch entstehenden, zusätzlichen Arbeit ist es bereits bekannt, das Schraubengewinde an einer definierten Stelle zu deformieren, wodurch das Einschraubmoment der Schraube an dieser Stelle erhöht ist, so daß die Schraube in nicht vollständig eingeschraubter Stellung transportsicher im Muttergewinde haftet. Bei einer zu diesem Zweck vor bekannten Lösung ist das Schraubengewinde an der besagten Stelle mit einem Gewindeversatz in Form einer kurzen Verbreiterung des Gewindegrates oder einer kurzen Abflachung der Gewindekerbe versehen (DE-GM 83 19 036).

Es wäre unrationell, eine derart gewollte Unregelmäßig keit des Gewindes in einem gesonderten Arbeitsgang an das Schraubengewinde anzuformen. Vielmehr ist es bekannt, derartige örtliche Deformationen durch eine Zusatz einrichtung am Gewindewalzwerkzeug, nämlich an einem Gewindewalzbacken (DE-GM 82 02 339) bzw. durch aufwendige Einsätze in einem Walzbacken (DE-Auslegeschrift 19 14 477) zu erzeugen.

Weiterhin ist es bekannt, zu diesem Zweck eine gering fügige Deformierung des Gewindeprofils an einem Gewinde walzbacken dadurch vorzunehmen, daß in seiner Kalibrier zone mindestens eine Formrippe im wesentlichen in Axial richtung der zu fertigenden Schraube ausgebogen wird (EP-A-02 17 074). Eine derart geringfügige Verformung eines Gewindewalzbackens in der Kalibrierzone erzeugt einen durchaus funktionsfähigen Klemmbereich, soweit das Muttergewinde über die gesamte Einschraublänge voll ständig ausgebildet ist. Dies ist jedoch bei Lüster klemmenkörpern höchstens dann der Fall, wenn das Mutter gewinde in einen in sich geschlossenen, rohrförmigen Metallkörper eingebracht ist. Vielfach sind jedoch die Lüsterklemmenkörper aus einem Blech zu einer rohrförmigen Drahtaufnahme gebogen, wobei das Muttergewinde in zwei Bereiche dieses Biegekörpers eingebracht ist, die sich überlappen, so daß es aus zwei hintereinanderliegenden, miteinander fluchtenden Gewindebereichen besteht, an deren Trennfuge das Gewinde nicht immer voll profiliert ist, d.h. lückenhaft sein kann. In einem solchen Fall ist die Deformierung der bekannten Schraube nicht geeignet, eine möglichst gleichmäßige, d.h. mit nur geringen Streuungen behaftete Klemmwirkung zu erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraube der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie in lehrenhaltigen aber nicht einwandfrei profilierten Muttergewinden die ihr zugedachte Klemmfunktion erfüllen kann. Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst. Die Lösung hat den Vorteil einer besonderen Wirksamkeit des Klemmbereiches gegenüber dem Muttergewinde, weil das Gewinde profil als Ganzes praktisch ohne Änderung seiner Profil form in axialer Richtung partiell verschoben ist. Dies erfolgt mit einem gleitenden Übergang der Gewindegänge des Normalgewindes in die Gewindegänge des Klemm bereiches.

Das Maß der Klemmwirkung kann in einfacher Weise ein gestellt bzw. dosiert werden durch die Umfangslänge, über die sich der Gewindeversatz über das Schraubengewinde erstreckt. Üblicherweise wird dies bis maximal zur Hälfte des Schraubenumfanges der Fall sein, je nachdem wie lang die für die Verschiebung ursächliche Verformung in einem der beiden Walzbacken gehalten ist. Dieser Bereich kann in Umfangsrichtung jedoch noch verlängert werden, wenn der zweite Walzbacken entsprechend profiliert ist. Der Klemmbereich bzw. Gewindeversatz kann sich in axialer Richtung über mehrere Gewindegänge erstrecken. Zweckmäßig beträgt er etwa zwischen 10 und 40% der Gewindesteigung.

Der Gegenstand der Erfindung sowie das Verfahren zum Fräsen eines Flachwalzbackens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gewindes werden anhand der Figuren beispielsweise beschrieben. Darin zeigen

Fig. 1 eine vergrößerte Draufsicht auf eine erfindungs gemäß ausgebildete Klemmstelle eines Schrauben gewindes,

Fig. 2 das Profil des Schraubengewindes im Bereich der Klemmstelle entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Oberfläche eines der beiden zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gewindeprofils bestimmten Walzbacken (vergrößert) im Bereich des Endes seines Kalibrierteils und der sich daran anschließenden Auslaufschräge,

Fig. 4 einen Teilschnitt entsprechend der Linie IV-IV in Fig. 3 durch den für die Klemmwirkung wesent lichen Bereich sowie durch die daran beidseitig angrenzenden Bereiche.

Die in Richtung der Längsachse 1 wirksame Längser streckung des Klemmbereiches 2 ist in Fig. 1 dargestellt. In diesem Klemmbereich 2 weist das Gewindeprofil eine gegenüber dem Normalprofil praktisch unveränderte Quer schnittsform auf. Der Klemmbereich 2 ist lediglich dadurch gebildet, daß in ihm das Gewinde in axialer Richtung um das Versatzmaß V verschoben ist. Dieses Versatzmaß V beträgt etwa zwischen 10 und 40% der Gewindesteigung P. Beim Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Gewindeversatz V in Umfangsrichtung des Schraubengewindes über weniger als die Hälfte des Schraubenumfanges. Es ist ein gleitender Übergang des Gewindebereichs des Normalgewindes in dem Klemmbereich zu verzeichnen.

Im Falle des Ausführungsbeispiels betrifft der Versatz V zwei Gewindegänge.

Zur Herstellung der dargestellten Schraube bedarf es lediglich der besonderen Gestaltung der Walzoberfläche eines der beiden Flachwalzbacken, die üblicherweise eine Einlaufschräge, einen ebenen Kalibrierteil und eine Auslaufschräge aufweisen. Dieser Flachwalzbacken läßt sich mit demselben Formfräser in vier Fräsgängen wie folgt herstellen:

Es seien die Richtung auf das schraubenkopfseitige Gewindeende mit 3 und die auf das schraubenkuppenseitige Gewindeende mit 4 gekennzeichnet. Dann erfolgt als erster Fräsgang die normale Vollprofilierung des den schrauben kopfseitigen Gewindebereich formenden Breitenbereiches N über die gesamte Walzbackenlänge D+K+S.

Als zweiter Fräsgang wird die Restbreite G des Walz backens über eine Länge vollprofiliert, daß die Fräser auslaufstrecke F in einem Abstand K vor der Längs erstreckung S der Auslaufschräge des Walzbackens endet. Das Maß des Abstandes K beeinflußt wesentlich die Umfangslänge des Gewindeversatzes V am Schraubengewinde. In der am Ende des zweiten Fräsganges erreichten Stellung wird der Fräser aus dem Eingriff mit dem Walzbacken ausgehoben. In ausgehobener Stellung wird der Fräser axial in Richtung 4 auf die Schraubenkuppe versetzt, und zwar um das Versatzmaß V, welches etwa 10-40% der Gewindesteigung P beträgt. Mit dieser erreichten Versatz stellung beginnt der dritte Fräsgang an der Stelle, wo der zweite Fräsgang geendet hatte.

Im dritten Fräsgang taucht der Fräser wieder in seine Soll-Eintauchtiefe in die Formoberfläche des Fräsbackens ein und fräst beginnend mit der Fräserauslaufstrecke F, die nunmehr eine axial um das Maß V versetzte Fräser einlaufstrecke bildet, über die Restlänge K des Kali brierteils sowie über die gesamte Länge S der Auslauf schräge. Dadurch ist zunächst der gesamte in diesem Fräs gang gefräste Profilbereich um das Versatzmaß V gegenüber dem übrigen Profilbereich in Richtung 4 auf die Schraubenkuppe versetzt, wobei sich über den Fräser auslauf- bzw. Fräsereinlaufbereich F beide Profilschnitte überschneiden.

Der vierte Fräsgang erfolgt wie der dritte über die Fräs längenbereiche F, K und S, wozu zunächst der Fräser wieder in diejenige Längsrichtungs-Ausgangsstellung zurückgeführt wird, bei der der dritte Fräsgang begonnen hatte. In dieser Ausgangsstellung, in der sich der Fräser nicht im Eingriff mit dem Fräsbacken befindet, wird zunächst eine weitere Axialverschiebung des Fräsers in Richtung 4 auf die Schraubenkuppenseite vollzogen, und zwar um die Gewindesteigung P oder um ein ganzzahliges Mehrfaches der Gewindesteigung P, jedoch in beiden Fällen abzüglich des axialen Versatzes V. Danach wird erneut über dieselbe Länge wie der dritte Fräsgang der Fräser über die Längenbereiche F+K+S geführt. Auf das bereits vorher im dritten Fräsgang gefräste Profil wird dadurch ein neues Profil aufgeschnitten. Es entsteht das aus Fig. 3 ersichtliche Profilbild des Walzbackens in Draufsicht. Nur über die Breite B und in Längsrichtung über die Bereiche K+S liegt folglich eine Profilgebung vor, die im Querschnitt exakt dem im ersten Fräsgang über die Breite N eingeschnittenen Breitenbereich entspricht, jedoch mit einem in Richtung 4 auf die Schraubenkuppe wirksamen Versatz um die Versatzbreite V gegenüber dem normal verformten Walzbackenbereich. Im auch als Breiten bereich der Rückformung zu bezeichnenden, in Richtung 4 auf die Schraubenkuppe dem Bereich B benachbarten Bereich C werden durch den vierten Fräsvorgang die in Fig. 4 gestrichelt dargestellten Profilflankenbereiche 5 abgetragen. Es wird im Bereich C also der Versatz V gewissermaßen wieder eingeebnet bzw. rückgängig gemacht, und zwar durch einseitige Reduzierung der Flankendicke auf der dem Bereich B abgewandten Seite um das Versatzmaß V. Dadurch nimmt der in zwei Fräsereingriffen gestaltete Walzbackenprofilbereich praktisch nicht mehr an der Form gebung des Schraubengewindes teil. Diese Inaktivierung eines Teils der Walzbackenoberfläche schlägt sich jedoch nicht wesentlich in der Gewindeform der Schraube nieder, weil dieser Bereich sich nur über das Ende des Kalibrier teils und die angrenzende Auslaufschräge erstreckt. Wenn diese Teile am Schraubengewinde wirksam werden, ist das Schraubengewinde praktisch schon durch den vorangehend wirksam gewordenen Kalibrierteil fertiggeformt.

Die erfindungsgemäße Herstellung des Walzbackens bereitet auf einer CNC-gesteuerten Werkzeugmaschine keine Schwierigkeit. Es kann durch diese Steuerung des Fräs vorganges jedes beliebige Versatzmaß mit hoher Genauig keit eingestellt und damit den individuellen Erforder nissen angepaßt werden.
Bezugszeichenliste

1 Längsachse
2 Klemmbereich
3 Schraubenkopfseite
4 Schraubenkuppenseite
5 Profilflankenbereich
B Gewindeversatz-Formbereich
C Rückformbreite
D Länge der Normalfräsung über Restbreite
E Ende der Normalprofilierung
F Fräserlaufstrecke
G Restbreite
K mit voller Profiltiefe versetzte Fräslänge im Kalibrierteil
N Breite der Normalprofilierung
P Gewindesteigung
S Auslaufschräge
V Versatzmaß

Claims

1. Schraube mit einem im vollprofilierten Gewinde eingeschlossenen Klemmbereich, dadurch gekennzeichnet, daß im Klemmbereich der vorher bereits vollprofilierte Gewindeteil ohne wesentliche Änderung des Gewinde profils in axialer Richtung um einen Betrag (V) verschoben ist.

2. Schraube nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen gleitenden Übergang des Gewindebereiches des Normalgewindes in den Klemmbereich (2).

3. Schraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Gewindeversatz (V) in Umfangsrichtung bis maximal über die Hälfte des Schraubenumfanges erstreckt.

4. Schraube nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeversatz (V) in axialer Richtung (1) über mehrere Gewindegänge vorhanden ist.

5. Schraube nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeversatz (V) zwischen 10 und 40% der Gewindesteigung (P) beträgt.

6. Verfahren zum in Walzrichtung erfolgenden Fräsen eines Flachwalzbackens mit einer Einlaufschräge, einem ebenen Kalibrierteil und einer Auslaufschräge für eine Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die nachfolgend genannten vier Fräsgänge a) bis d) mit demselben Formfräser:

a) Normale Vollprofilierung des den schraubenkopf seitigen Gewindebereich formenden Breitenbereiches (N) über die gesamte Walzbackenlänge.
b) Normale Vollprofilierung der Restbreite (G) des Walzbackens mit einer Fräserauslaufstrecke (F), die mit einem die Umfangslänge des Gewindeversatzes (V) am Schraubengewinde beeinflussenden Abstand (K) vor der Auslaufschräge (S) des Walzbackens endet.
c) Axialer Versatz (V) des nicht in Eingriff befind lichen Fräsers in Richtung (4) auf die Schrauben kuppe und anschließendes Weiterfräsen beginnend mit der Fräserauslaufstrecke (F) nunmehr als Fräsereinlaufstrecke und über die Restlänge (K) des Kalibrierteils sowie über die Auslaufschräge (S).
d) Weitere Axialverschiebung des nicht im Eingriff befindlichen Fräsers in Richtung (4) auf die Schraubenkuppe um die Gewindesteigung (P) oder um ein ganzzahliges Mehrfaches der Gewindesteigung (P) abzüglich des axialen Versatzes (V) sowie erneutes Fräsen über denselben Längenbereich des Walzbackens wie die Fräsung gemäß Fräsgang c).