DE6916369U - THREADING TOOL FOR THE PRODUCTION OF SCREWS. - Google Patents
THREADING TOOL FOR THE PRODUCTION OF SCREWS.Info
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Description
Dr. A. MsnfzelDr. A. Msnfzel
Dipl.-lnp. V/. Dshlke 25. Oktober 1971 Dipl.-lnp. V /. Dshlke 25 . October 1971
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Illinois Tool Works, Inc, Chicago, Illinois (USA)Illinois Tool Works, Inc, Chicago, Illinois (USA)
GewinderollwerkzeugThread rolling tool
Die Erfindung betrifft ein Gewinderollwerkzeug zur Herstellung einer Schraube mit zwei sich gegenüberliegenden Rollbacken, wobei jede Backe eine Stirnfläche umfaßt, die durch eine Anzahl unter einem Winkel angeordneter, sich abwechselnder Stege und Uuten gebildet ist,, und alle Stege im wesentlichen gleiche Abmessungen in einer Ebene q.uer zu den Nuten an jeder Stelle in Längsrichtung der Nuten aufweisen und ein Teil der Nuten die obere Kante der Backe durchlaufen und zur Her-The invention relates to a thread rolling tool for producing a screw with two opposing roll jaws, each jaw including an end face formed by a number of angled, alternating Web and Uuten is formed, and all webs essentially have the same dimensions in a plane q.uer to the grooves at every point in the longitudinal direction of the grooves and part of the Grooves run through the upper edge of the jaw and
Stellung des Gewindes am Kopf der Schraube bei einer Lage des Kopfes an der oberen Kante eingerichtet sind.Position of the thread on the head of the screw are set up with a position of the head on the upper edge.
Schrauben, die mit bekannten Gewinderollwerkzeugen der genannten Art hergestellt werden, weisen den Nachteil auf, daß sie insbesondere teim Einschrauben in dünne Tafeln oder Bleche beim endgültigen Festziehen überbeansprucht werden, so daß leicht die nahe dem Kopf befindlichen Gewindegänge abgerissen werden und somit ein festes Einziehen der Schraube nicht mehr möglich ist.Screws that are produced with known thread rolling tools of the type mentioned have the disadvantage that they are particularly overstressed during the final tightening when screwing them into thin panels or sheets, so that the threads near the head can easily be torn off and thus the screw cannot be pulled in firmly is possible.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gewinderollwerkzeug zu schaffen, mit dem sich Schrauben herstellen lassen, die selbst bei Verwendung in dünnen Blechen fest mit der Klemmfläche ihres Kopfes gegen die Unterlage gezogen werden können, wobei zum endgültigen Festziehen der Schraube ein größeres Drehmoment aufzubringen ist, als es für den davorliegenden Bereich des Gewindes erforderlich ist.The invention is therefore based on the object of a thread rolling tool to create, with which screws can be produced, which even when used in thin sheet metal firmly with the clamping surface of your head can be pulled against the pad, with a final tightening of the screw greater torque is to be applied than it is for the preceding one Area of the thread is required.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Nuten jeweils einen ersten Abschnitt mit einem Plankenwinkel, der der gleiche wie der aller anderen Nuten ist, und einen zweiten Abschnitt mit einem kleineren Flankenwinkel und einer größeren Tiefe über einen erheblichen Teil der Länge dieser Nuten an der Stelle haben, an der die Nuten den oberen Rand durchstoßen, derart] daß ein größerer Hohlraum in den NutenAccording to the invention this object is achieved in that the Grooves a first section each with a plank angle, which is the same as that of all the other grooves, and a second section with a smaller flank angle and one greater depth over a considerable part of the length of these grooves at the point where the grooves meet the upper edge pierce, such] that a larger cavity in the grooves
681636924.2.72681636924.2.72
gebildet wird, mittels dessen die Druckspannung in den Backen an der Kante gemildert wird, und daß die Nuten eine erhöhte Tiefe und einen kleineren Plankenwinkel über eine Länge haben, die so ausreichend ist, daß mindestens ein Gewindegang des Gewindes an einer Schraube gebildet wird, an der zwischen den Gewinderollbacken Gewinde angerollt wird.is formed, by means of which the compressive stress in the jaws at the edge is alleviated, and that the grooves an increased Have depth and a smaller plank angle over a length that is sufficient that at least one thread of the Thread is formed on a screw on which thread is rolled on between the thread rolling jaws.
Mit dem erfindungsgemäßen Gewinderollwerkzeug lassen sich Schrauben mit einem mit einer Klemmfläche versehenen Kopf und mit einem mit Gewinde versehenen Schaft herstellen, dessen Gewinde einen im wesentlichen konstanten Würzeldurohmesser über die axiale Erstreckung aller Gewindegänge aufweist, wobei ein erster axialer Gewindeabschnitt einen im wesentlichen konstanten Spitzendurchmesser hat und ein zweiter axialer Gewindeabsohnitt im Anschluß an die Klemmfläche vorgesehen ist, der mindestens durch einen vollen Gewindegang gebildet ist und eine voll ausgebildete Spitze hat, die sich bis zu einer quer zur Achse des Schaftes in einem axialen Abstand von der Klemmfläohe von höchstens einer halben Teilung des Gewindes erstreckt, wobei der zweite axiale Gewindeabsohnitt einen Spitzendurohmesser aufweist, der größer als der Spitzendurchmesser des ersten Gewindeabschnitts ist, und wobei die Gewindegänge des zweiten Gewindeabschnitts einen Flankenwinkel bilden, der kleiner als der Plankenwinkel der Gewindegänge des ersten Gewindeabschnitts ist»With the thread rolling tool according to the invention, screws with a head provided with a clamping surface and produce with a threaded shaft, the thread of which has a substantially constant root diameter over has the axial extent of all threads, a first axial thread section having a substantially constant one Has tip diameter and a second axial thread absohnitt is provided in connection with the clamping surface, the is formed by at least one full thread and has a fully formed tip that extends up to a transversely to the axis of the shaft at an axial distance from the clamping surface of at most half a pitch of the thread extends, wherein the second axial thread portion has a tip diameter that is larger than the tip diameter of the first thread section, and wherein the threads of the second thread section form a flank angle, which is smaller than the plank angle of the threads of the first thread section is »
Vorzugsweise ist "bei dem erfindungsgemäßen Rollwerkzeug der erste Abschnitt der Nuten mit einem eingeschlossenen Flankenwinkel von etwa 60° und der zweite Abschnitt der Nuten mit einem eingeschlossenen Winkel von etwa 45 versehen, so daß das Gewinde der herzustellenden Schrauben entsprechende Planke nwinkel erhält.Preferably, "in the rolling tool according to the invention is the first section of the grooves with an included flank angle of about 60 ° and the second section of the grooves with provided an included angle of about 45, so that the thread of the screws to be produced corresponding plank nwinkel receives.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:The invention is illustrated for example in the drawing and in the following in detail with reference to the drawing described. Show it:
Fig. 1 eine Teilansicht einer mit dem erfindungsgemäßen Gewinderollwerkzeug hergestellten Schraube jFig. 1 is a partial view of a produced with the thread rolling tool according to the invention Screw j
Fig. 2 eine Teilansicht eines Schraubenrohlings,Fig. 2 is a partial view of a screw blank,
der zur Herstellung der in Fig. 1 gezeigten Schraube verwendet wird;which is used to manufacture the screw shown in Figure 1;
Fig. 3 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Gewinde rollbacke in einer Ausführung, wie sie zur Herstellung der in Fig. 1 gezeigten Schraube verwendet wird;Fig. 3 is a view of a thread roll jaw according to the invention in an embodiment such as it is used to manufacture the screw shown in Figure 1;
Fig. 4 eine Einzelheit im Schnitt entlang derFig. 4 is a detail in section along the
Linie 4-4 aus Fig. 3 undLine 4-4 of Fig. 3 and
611636924,2.72611636924,2.72
Fig. 5 eine Einzelheit im Schnitt entlang der Linie 5-5 aus Fig. 5.FIG. 5 shows a detail in section along the line 5-5 from FIG. 5.
Eine mit dem erfindungsgemäßen Gewinderollwerkzeug hergestellte Schraube umfaßt einen Kopf 12 und einen Schaft 14. Sine Klemmflache 16 ist in Richtung auf den Schaft gerichtet, wie das bei Kopfschrauben üblich ist. Diese Klemmflache kann jede geeignete Form haben.One produced with the thread rolling tool according to the invention Screw comprises a head 12 and a shaft 14. Its clamping surface 16 is directed towards the shaft, as is usual with head screws. This clamping surface can be any suitable Have shape.
Der Schaft 14 hat im bevorzugten Ausführungsbeispiel im Abstand zueinanderliegende Gewindegänge, die einen im wesentlichen gleichen Wurzeldurchmesser über die gesamte axiale Erstreckung des Gewindes bis an die Klemmflache 16 haben. Ein erster axialer Abschnitt 20 von der Spitze bis zu einer im Abstand vom Kopf liegenden Ebene hat Gewinde mit einem im wesentlichen gleichförmigen Spitzendurchmesser, und ein zweiter axialer Abschnitt 2, der den ersten Abschnitt 20 mit dem Kopf verbindet, hat Gewinde an der Klemmfläche 16 mit einem Spitzendurchmesser, der größer als der Spitzendurchmesser des Gewindes am ersten Abschnitt des Schaftes ist. Das Gewinde des zweiten Abschnitts hat vorzugsweise einen eingeschlossenen Flankenwinkel, der kleiner als der eingeschlossene Flankenwinkel des Gewindes im ersten Abschnitt ist, und der zweite Abschnitt um-In the preferred exemplary embodiment, the shaft 14 is spaced apart mutually lying threads which have a substantially equal root diameter over the entire axial extent of the thread up to the clamping surface 16. A first axial section 20 from the tip to one at a distance from the head plane has threads with a substantially uniform tip diameter, and a second axial section 2, which connects the first section 20 to the head, has threads on the clamping surface 16 with a tip diameter, which is larger than the tip diameter of the thread on the first portion of the shaft. The thread of the second Section preferably has an included flank angle that is smaller than the included flank angle of the thread is in the first section, and the second section is
oder
faßt ferner einen/mehrere volle Gewindegänge des Gewindes mitor
also includes one / more full turns of the thread
dem gröi3eren Spitzendurchmessero Das Gewinde in dem zweitenthe larger tip diameter o The thread in the second
lilt i lilt i
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Absohnitt erstreokt sich bis in eine Ebene quer zur Schraubenaohse, die nicht weiter als die Hälfte der Teilung des Gewindes von der Klemmflache 16 entfernt ist. Dieser Abschnitt 22 hat Gewinde mit einem Plankenwinkel von ca. 45°» während der Rest des Gewindes gleicher Teilung einen Plankenwinkel in der Normgröße von 60° hat. Wenn eine solche Schraube in ein dünnes Werkstück eingeschraubt wird, bildet das Gewinde im ersten Abschnitt Gewinde im Werkstück, das bei Eingriff des Gewindes größeren Durchmessers im zweiten Abschnitt das erforderliche Drehmoment zum Einschrauben der Schraube erhöht« Der größere •Durchmesser zusammen mit einer im wesentlichen vollständigen Gewindeform auf die Hälfte der Teilung bis an den Kopf heran, stellt einen Eingriff in Werkstücke sicher, die eine Stärke haben, die gleich oder größer als die Hälfte der Teilung ist.Absohnitt extends to a plane across the screw neck, which is no further than half the pitch of the thread from the clamping surface 16. This section 22 has Thread with a plank angle of approx. 45 ° »while the rest of the thread with the same pitch has a plank angle of the standard size of 60 °. When such a screw is screwed into a thin workpiece, the thread forms in the first section Thread in the workpiece that is required when the larger diameter thread engages in the second section Torque for screwing in the screw increases «The larger • diameter together with an essentially complete Thread form to half the pitch up to the head, ensures engagement in workpieces that have a strength that is equal to or greater than half the division.
Die Herstellung einer solchen Schraube 10 beginnt mit einem mit einem Kopf versehenen Ronling 28, wobei der fertige Kopf 12 und die Klemmfläche 16 sowie der Schaft 14 mit einem sich axial erstreckenden Abschnitt 30 eines Durchmessers versehen sind, der größer als der des Rests des Schafts 14 ist und der sich um ein Maß vom Kopf wegerstreckt, das etwa gleich oder mehr als eine Steigung des vorgesehenen Gewindes an der Schraube ist, weil der übergang zwischen dem Schaft 14 und dem Abschnitt 30 eine Schulter 32 bildet.The manufacture of such a screw 10 begins with a ronling 28 provided with a head, the finished head 12 and the clamping surface 16 and the shaft 14 are provided with an axially extending portion 30 of a diameter, which is larger than that of the remainder of the shaft 14 and which extends away from the head by an amount that is about equal to or more as a pitch of the intended thread on the screw, because the transition between the shaft 14 and the section 30 forms a shoulder 32.
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In Pig. 3 ist in Ansicht eine Gewinderollbacke gemäß der Erfindung gezeigt, die zum Rollen des Gewindes an einer solchen Schraube verwendet wird. Wenn zwei solcher Backen in Längsrichtung bewegt werden, wobei deren genutete Stirnseiten einander gegenüberliegen, wird durch Kaltverformung der Oberfläche des Rohlings Gewinde hergestellt. Eine solche Gewindebacke hat eine Stirnfläche mit flach endenden Stegen 40, die sich mit Nuten 4P abwechseln. Die normale Nut 42 hat einen eingeschlossenen Winkel von 60° und dient zur Herstellung eines Gewindes in der Form der Nut, indem von den Stegen 40 Druck auf den Rohling ausgeübt und das Material zum Einfließen ir die Nuten 42 gebracht wird, um eine entsprechende Form des Gewindes herzustellen. In der Erfindung ist die Gewindeform am oberen Rand der Backe abgewandelt. Im wesentlichen besteht diese Abwandlung darin, daß eine weniger spitze Gewindeform geschliffen wird, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Gewinde mit einem Flankenwinkel von 45°, das ca. 30 $ tiefer ist, und zwarrüber eine Länge, die gleich oder mehr als ein Gewindegang des Gewindes am Kopf der herzustellenden Schraube ist. Die abgewandelte Nut 44 ist in Fig. 4 und 5 gezeigt. Bei Einschleifen dieser Nut in die Backe bleibt der Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Stegen 40 so konstant wie möglich, was zur Folge hat, daß die Öffnung der durch die Stirnfläche der Backe hindurch öffnende Nut im wesentlichen gleich der Öffnung der anderen Nuten ist, so daß eine Gewindeform hergestelltIn Pig. 3 is a view of a thread rolling jaw according to the invention which is used for rolling the thread on such a screw. When two such jaws are moved in the longitudinal direction with their grooved end faces facing each other, threads are produced by cold deformation of the surface of the blank. Such a thread jaw has an end face with flat-ended ridges 40, alternating with grooves 4 P. The normal groove 42 has an included angle of 60 ° and is used to produce a thread in the shape of the groove by exerting pressure on the blank from the webs 40 and causing the material to flow into the grooves 42 to produce a corresponding shape of the Manufacture thread. In the invention, the thread shape is modified on the upper edge of the jaw. Essentially, this modification consists in the fact that a less pointed thread shape is ground, in the present embodiment a thread with a flank angle of 45 °, which is about 30 $ deeper, over a length that is equal to or more than one thread turn of the thread on The head of the screw to be produced is. The modified groove 44 is shown in FIGS. When this groove is ground into the jaw, the distance between adjacent webs 40 remains as constant as possible, with the result that the opening of the groove opening through the end face of the jaw is essentially the same as the opening of the other grooves, so that a thread shape manufactured
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wird, die ein im wesentlichen gleiches axiales Maß am Wurzeldurchiaesser hat, jedoch ein größeres diametrales Maß an der Spitze hat. Die gesamte Nut wird nicht auf einen Flankenwinlcel von 45° gehalten, sondern lediglich der Teil, der durch die obere Kante der Backe öffnet, während der Teil der Backe, der in Berührung mit dem Rohling unter dem Abschnitt 30 gelangt, in einen Plankenwinkel von 60° für den Rest der Nut übergeht» wie das durch die Linie 46 in Fig. 5 gezeigt ist.which has a substantially equal axial dimension at the root diameter, but has a larger diametrical dimension at the tip. The whole groove is not maintained at a Flankenwinlcel of 45 °, but only the part that opens through the top edge of the jaw, while the portion of the jaw that comes into contact with the blank under the section 30, in a Plank angle of 60 ° for the remainder of the groove »as shown by the line 46 in FIG.
Wenn die Backen auf den Rohling einwirken* nimmt das größere Volumen der Nut 44 ohne weiteres das Material auf, das vor den Stegen 40 weggepreßt wM, und damit wird der Druckaufbau gemindert, der normalerweise am oberen Rand der Backe entsteht. Der Abschnitt 30 des Schaftes hat einen Durchmesser, der vorzugsweise 0,25 bis 0,325 mm größer als der Rest des Schaftes ist. Dieser Abschnitt ist so festgelegt, daß nur ausreichend Material vorhanden ist, um die Gewindeform in der Nut A4 voll auszufüllen.When the jaws act on the blank, the larger volume of the groove 44 readily takes up the material that is pressed away in front of the webs 40, thereby relieving the pressure build-up that normally occurs at the top of the jaw. The portion 30 of the shaft has a diameter of preferably 0.25 to 0.325 mm greater than the remainder of the shank. This section is defined so that there is only sufficient material to completely fill the thread form in groove A4.
681636924.2.72681636924.2.72
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