DE694283C - Verfahren bei der Herstellung von Gewindewerkstuecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft .ein Verfahren bei

der Herstellung- von Gewindewerkstücken, die zwecks Erhöhung der Dauerhaltbarkeit durch Drücken des Gewindeke'rnprofils mittels einer Druckrolle o.'dgl. fertig bearbeitet werden.

Beim Drücken des Kerbgrundes von Gewindewerkstücken ist man bisher stets von einem vollständig vorgearbeiteten Gewinde ausgegangen, d. h. einem Gewinde, dessen

ίο Abmessungen sämtlich den Normvorschriften unter Einhaltung einer bestimmten Toleranz entsprechen. Demgemäß besaß auch derKerndurchmesser und die Kernabrundung vor dem Drücken das normale Maß. Nach dem Drücken war dann nicht nur, wie vorauszusehen, der Kerndurchmesser des Gewindes beträchtlich unterschritten, sondern auch die Gewindeflanke stark ballig. Die Längung des Gewindebolzens hielt sich dagegen in leinem für Befestigungsgewinde zulässigen Bereich. Man hatte jetzt zwar die Dauerhaltbarkeit des Gewindebolzens erhöht, · dabei ,aber die geometrische Form des Gewindes so weit beeinträchtigt, daß der Sitz des Bolzengewindes im Muttergewinde gefährdet war, da die Gewindeflanken nicht gleichmäßig tragen. Besonders ungünstig verhält sich ein solcher Gewindebolzen beim Einschrauben in ein Leichtmetalknuttergewinde. Die stark ballige Gewindeflanke des Bolzens wirkt quetschend, so daß der Gewindesitz nicht einwandfrei erzielbar ist und der Sicherheitsgrad der ' Schraubverbindung in unzulässiger Weise herabgesetzt wird. Praktisch bedeutet, 'dies auch noch, daß der Aufwand für das Drücken des Gewindekerbgrundes umsonst gewiesen ist.

Um diese Unzuträglichkeiten zu beheben, wird erfindungsgemäß beim Vorarbeiten des Gewindes, z. B. durch Schleifen, Fräsen oder Drehen, der Kerndurchmesser etwas" größer ausgeführt ,als das Normalmaß des Kerndurchmessers.

Für die meisten Stahlsorten hat es sich als ausreichend erwiesen, die Größe des Kernaufmaßes in der ■ Weise festzulegen; daß der Radius der Kernabrundung des .zu drückenden

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Gewindes etwa gleich dem Radius des nach der Gewindetabelle nächstgrößeren Gewinde gewählt wird, so· daß sich hiernach der Kerndurchmesser des vorgearbeiteten Gewindes be· stimmt.

Die Maßnahme, das Gewinde vor dem Drücken mit Kernaufmaß vorzuarbeiten, bringt erhebliche Vorteile mit sich. Es gelingt/ das Gewindeprofil mit einer im Kerbgrund angreifenden Druckrolle genau oder annähernd auf das Normalprofil zu drücken. Geringe Abweichungen vom Normalprofil liegen, in den für Produktionsgewinde zulässigen Grenzen. Beim Einschrauben in das Muttergewinde tragen die Gewindeflanken des Bolzengewindes praktisch auf ihrer ganzen Länge, so daß ein einwandfreier Gewindesitz erreicht wird.

Wie Versuche gezeigt haben, besitzt auch ein mit Ivernaufmaß gedrücktes Gewinde eine größere Dauerhaltbarkeit als ein gedrücktes Gewinde, das vor dem Drücken nicht mit Kernaufmaß vorgearbeitet war. Eine weitere Steigerung von etwa 10 0/0 ist erzielbar. Dies erklärt sich daraus, daß die bei Dauerbeanspruchung· im Schraubenkörper auftretenden Spannungen keine allzu schroffe Erhöhung erfahren, da die Spannungslinien in der Kernzone des Gewindes nicht so scharf umgelenkt werden. Die Spannungslinien verlaufen vielmehr erheblich flacher als im anderen Falle. Natürlich ist die Einhaltung des normalen Gewindekerndurchmessers ebenfalls für die Erhöhung der Dauerhaltbarkeit von Bedeutung.

Ein -weiterer Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß Gewinde mit Kernaufmaß bei' gleicher gewünschter Verformung im Ge-

, windegrund nicht so hoch gedruckt zu werden braucht wie Gewinde ohne Kernaufmaß. Der Einrolldruck braucht nur etwa halb so groß

- zu sein als beim Drücken eines Gewindes ohne Kernaufmaß. Trotzdem ist die vorerwähnte Steigerung der Dauerhaltbarkeit zu verzeichnen und außerdem eine geringere Längung des Gewindeköipers.

Bei dem bekannten Prägepolieren von Zylindern mittels zylinderfüllender Rollwerk-

- zeuge, das zum Glätten und Erhöhen der Verschleißfestigkeit der Oberfläche erfolgt,.

50. wird von einem Bohrungsdurchmesser ausgegangen, der kleiner als der Fertigdurchmesser des Zylinders ist. Diese Bearbeitungszugabe ist erforderlich, damit nachher das zylindrische Gegenstück genau in den prägepolierten Innenzylinder paßt. Hier ist also die Bearbeitungszugabe unumgänglich. Im Gegensatz dazu ist dies beim Erfindungsgegenstand nicht der Fall, denn Bolzen- und Muttergewinde von Schraubverbindungen, die einer Dauerwechsellast ,ausgesetzt sind, greifen sowieso mit Spitzenspiel ineinander. Es kömmt also grundsätzlich nicht darauf an, wenn nach dem zwecks. Steigerung der Dauerhaltbärkeit erfolgenden Gewindedrücken der Kerndurchmesser des Gewindes unterschritten wird. Daher ging man bisher beim Gewindedrücken stets von einem fertig vorgearbeiteten Gewinde aus und sah in der Steigerung der Dauerhaltbarkeit das alleinige Ziel, ohne alle Möglichkeiten zu ihrer weiteren Erhöhung zu erkennen. Der dabei verursachte Knick im Flankenwinkel des Gewindes wurde als unvermeidbar in Kauf genommen.. Wie dargelegt, wird durch das erfindungsgemäß vorgesehene Kernaufmaß dieser Knick im Flankenwinkel vermieden und ein nach dem Drücken einwandfrei tragendes Gewinde sowie gleichzeitig eine weitere Steigerung der Dauerhaltbarkeit erzielt.

Auf der Zeichnung ist das erfmdungsgemäße Verfahren an Ausführungsbeispielen erläutert. *

Fig. ι veranschaulicht ein ohne Kernaufmaß gedrücktes Gewindeprofil;

Fig. 2 bis 3 veranschaulichen das Vorarbeiten und Drücken eines mit Kernaufmaß versehenen Gewindeprofils.

In dem Beispiel nach Fig. 1 war das Bolzen- gewinde .α vor dem Drücken auf Normalmaß vorgearbeitet, wie die gestrichelte Linie b zeigt. Die kreisrunde Druckrolle c besitzt einen Flankenwinkel γ, der etwas kleiner ist als der Flankenwinkel ο des Gewindes. Die Druckrolle, die frei drehbeweglich in einem Halter gelagert ist, wird mit einer Kraft P gegen den Gewindegrund gedrückt und in einem der Steigung des Gewindes entsprechenden Längsvorschub an dem Werkstück entlang geführt. Sie dringt dabei um das Maßifi? in den Gewindegrund ein. Der normale Kerndurchmesser des Gewindes ist also· um das Maß 2 d unterschritten. Außerdem wird aber auch der untere Teil der Flanken auf einer beträchtlichen Strecke verformt. Der Schnittpunkt der strichpunktierten Linie e mit den Flanken des Gewindes zeigt den Beginn der Verformung an. Die Flanken des Gewindes verlaufen- von hier aus nicht mehr unter dem Winkel o, sondern "unter dem Winkel γ. Diese Verformung ergibt die eingangs geschilderten Unzuträglichkeiten.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Gewinde mit Kernaufmaß vorgearbeitet. . Fig. 2 zeigt als Werkzeug zum Vorarbeiten eine Schleifscheibe 'S, die z.B. ein metrisches Gewinde von 2 mm Steigung'einschleift. Zum Vorarbeiten könnte natürlich auch ein anderes Werkzeug, z.B. ein Formfräser, benutzt werden. Der Flankenwinkel der Schleifscheibe ist gleich dem Flanken- »?.o winkel ο des Gewindes. Die Spitze der Schleifscheibe besitzt aber nun nicht den

für dieses Gewinde vorgeschriebenen Abrundungsradius von 0,13 mm, sondern einen Radius/- = 0,16mm, der 'einem metrischen Gewinde von 2,5 mm Steigung entspricht. Es entsteht dann das Kernaufmaß x. Die normale Kemabrundung ist wieder durch die gestrichelte Linie b angedeutet. Die Rolle, c drückt den Gewindegrund auf dem Radius/' = 0,13 mm. (Fig. 3). Wie ersichtlich, erfahren die unteren Teile der Flanken keine Verformung mehr. Man kann sogar den normalen Kerndurchmesser um ein geringes Maß unterschreiten, ohne daß eine wesentliche Verformung 4er unteren Flankenteilefeststellbar ist.

Das Kernaufmaß braucht nicht genau 'entsprechend der Kemabrundung des nach der Gewindetabelle nächstgrößeren Gewindes gewählt zu werden, sondern man kann auch eine entsprechend darüber- oder .darunterliegende Kemabrundung vorsehen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren bei der Herstellung von Gewindewerkstücken, die zwecks Erhöhung der Dauerhaltbarkeit mittels einer Druckrolle o. dgl. im Gewindekern gedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Ge- _ winde vor dem Drücken mit einem.im Ver-•gleich zum Normalprofil größeren Kernprofil und demzufolge größeren Kerndurchmesser hergestellt wird und daß das auf dem Gewindekern angesetzte Drückwerkzeug eine Spitzenabrundung mit kleinerem, vorzugsweise dem herzustellenden Gewinde entsprechendem Radius besitzt als die vorhandene Kemabrundung des Gewindes.
2. 2.' Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Kemabrundung des zu drückenden Gewindes etwa dem Radius des nach der Gewindetabelle nächstgrößeren Gewindes i&rtspricht, so daß sich hiernach der Kerndurchmesser des vorgearbeiteten Gewindes bestimmt.
3. 3. Werkzeug zum Vorarbeiten des zu drückenden Gewindes, ,dadurch gekennzeichnet, daß der Flankehwinkel des Werkzeugs (Schleifscheibe, Fräser 0. dgl.) gleich dem Gewindeflankenwinkel ist, während die Spitzenabrundung des Werkzeugs nach -einem größeren Radius verläuft als der vorgeschriebene Radius des Gewindes.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen