EP2481496B1 - Walzbacke - Google Patents

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EP2481496B1
EP2481496B1 EP12150701.6A EP12150701A EP2481496B1 EP 2481496 B1 EP2481496 B1 EP 2481496B1 EP 12150701 A EP12150701 A EP 12150701A EP 2481496 B1 EP2481496 B1 EP 2481496B1
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EP
European Patent Office
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grooves
angle
thread
profile
profile angle
Prior art date
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EP12150701.6A
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EP2481496A1 (de
Inventor
Jürgen Gebhard
Mirco Fleige
Corinna Achleitner
Simon Oppeneiger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
    • B21H3/02—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape external screw-threads ; Making dies for thread rolling
    • B21H3/06—Making by means of profiled members other than rolls, e.g. reciprocating flat dies or jaws, moved longitudinally or curvilinearly with respect to each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
    • B21H3/02—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape external screw-threads ; Making dies for thread rolling
    • B21H3/04—Making by means of profiled-rolls or die rolls

Definitions

  • the invention relates to a rolling jaw, in particular a flat roll jaw, for forming a screw thread on a screw blank, according to the preamble of claim 1.
  • a rolling jaw has a plurality of grooves, wherein the grooves each have two flanks in cross section, wherein at least a part of Grooves has a forming area in which the size of a trapped by the flanks profile angle along the grooves decreases steadily.
  • a rolling die according to the Oberbergriff of claim 1 is known from US 6,324,887 B1 known. Further rolling die geometries go out of the JP 10 029030 A as well as from the magazine publication: FLANGAN JD ET AL: "FLATBACK THREAD ROLLERS WITHOUT SURFACE ERRORS FLAT THE THREAD ROLLING WITHOUT SURFACE FAILURES ", UMFORMTECHNIK, MEISENBACH, BAMBERG, DE, Vol. 27, No. 4, August 1, 1993 (1993-08-01), pages 288/289, ISSN: 0300-3167 , forth.
  • the object of the invention is to provide a rolling die, with the particularly high screw quality can be obtained with a particularly high reliability, particularly high production speed and very low cost.
  • a rolling die according to the invention is characterized in that in the forming area the size of the profile angle decreases in a hyperbolic manner along the grooves.
  • the grooves have a forming region in which the size of a profile angle enclosed by the flanks decreases continuously along the grooves.
  • a basic idea of the invention is to design the grooves with a variable profile angle, which decreases continuously along the grooves, in particular from the inlet region of the grooves to the calibration region of the grooves.
  • the angle of the attacking edge changes according to the invention continuously, so that according to the invention, the material stress of the flank can be distributed particularly uniformly over the forming process.
  • the inventive type of tool design can be achieved by the inventive type of tool design that the thread precursors are built early in the vicinity of the inlet region, so that the highly stressed calibration area is relieved and thus the service life of the tools is increased.
  • the depth of the closing fold between the material beads, which are pushed by the adjacent webs can be reduced by improved material extension, so that the quantity of the thread is increased.
  • the profile angle ⁇ in the inlet region can be 80 ° to 120 °.
  • the size of the profile angle ⁇ changes over the forming range from large to small values to the value of the desired thread profile, i. preferably to values between 30 ° and 60 °.
  • the grooves are introduced according to the invention in an example flat working surface of the rolling die.
  • the grooves run at least approximately parallel to one another. Between the grooves thread-forming webs are formed. On the flanks of the grooves, material from the workpiece is pushed against each other by the webs on both sides until the thread profile is formed.
  • the teaching according to the invention that the size of the profile angle along the grooves decreases steadily may include, in particular, that the profile angle becomes smaller and smaller as the path along the grooves increases, whereby this decrease does not take place suddenly but continuously.
  • the size of the profile angle it would be possible for the size of the profile angle to decrease linearly along the grooves in the forming area. According to the invention, however, it is provided that in the forming area the size of the profile angle decreases in a hyperbolic manner along the grooves. Accordingly, the profile angle follows a predetermined hyperbolic function into which the path enters along the grooves. As a result, the thread quality can be further increased.
  • the width of at least part of the grooves along the grooves preferably hyperbolic, varies. Accordingly, the width follows a predetermined, preferably hyperbolic, function in which the path is taken along the grooves. In particular, it may be provided that the width of at least part of the grooves along the grooves decreases steadily in the forming area. As a result, the thread quality can be further increased.
  • both the profile angle and the width of the grooves vary as described herein.
  • a further improvement, in particular in the reduction of Schliessfaltenianae can be achieved that the tread depth Z of the grooves at each point of the forming area adapted to the enclosed volume, whereby under certain circumstances, an influence of the pin elongation during rolling must be taken into account.
  • a further preferred embodiment of the invention is that at least part of the grooves in at least part of the forming region in cross section has a foot region with a foot profile angle and a head region with a head profile profile angle, wherein conveniently the foot profile angle is at least partially smaller as the head area profile angle, and preferably wherein in the forming at least the size of the foot profile profile angle along the grooves decreases steadily.
  • the profile angle according to the invention referred to here as the foot profile profile angle
  • the headland profile angle ie the auxiliary angle, can be constant or variable along the grooves.
  • Such an auxiliary angle can by a still larger initial angle a further improved material flow in the Cause thread flank in, for example, to achieve a particularly good thread formation for large pitches and large thread flank heights.
  • the auxiliary angle (head area profile angle) can follow a predetermined function whose course can be defined depending on the foot profile angle ⁇ .
  • the auxiliary angle (head area profile angle) ⁇ can be, for example, between 100 ° and 140 °.
  • the depth of the head area can also be designed variably over the forming area. Suitable values for the depth of the head region may be, for example, 0.1-1 mm.
  • a pitch angle ⁇ between the grooves and the rolling jaw longitudinal axis varies at least in the forming region along the grooves. Accordingly, the pitch angle follows a predetermined function in which the path is taken along the grooves.
  • the invention also relates to a method for forming a screw thread on a screw blank, in which the screw blank is formed by means of at least one rolling die according to the invention and in that case the screw thread is formed.
  • the screw blank is formed between two dies.
  • variable parameters which determine the geometry of the grooves are interpreted variably over the entire deformation range of the rolling die.
  • the variable parameters for the design of the wedge-shaped grooves can be in particular: ⁇ (profile angle), a (groove width) and Z (groove depth).
  • the initial values of the parameters are defined depending on the requirements of the desired thread profile and follow over the entire forming range of a defined, suitably continuous, function, preferably taking into account the volume constancy.
  • the parameters correspond to the desired thread profile.
  • the profile angle ⁇ and the groove width a preferably follow a hyperbolic function, which can be defined depending on the requirements of the desired thread profile.
  • the groove depth Z is defined. Due to the variable design of the profile angle ⁇ and the groove width a over the forming area, it is possible to generate an optimal material delay depending on the requirements of the desired thread profile.
  • the grooves in the forming area can be designed with a variable pitch angle ⁇ to the tool longitudinal axis.
  • ⁇ the pitch angle
  • the variably dimensioning of the profile parameters according to the invention offers on the one hand more possibilities in the production of screw threads with a large thread pitch and at the same time a large thread flank height, without enlarging the tool length or the forming area, and on the other hand relieving the deformation area in the vicinity of the calibration area, which leads to an increase in the Tool life contributes. This increases the production possibilities on existing capacities, whereby the production speed can be kept at a higher level.
  • FIG. 1 A first embodiment of a rolling die according to the invention is shown in FIG FIG. 1 shown.
  • the illustrated rolling jaw 1 is designed as a flat-rolled jaw and as such has a flat working surface 3.
  • the working surface 3 can in principle also be curved.
  • a plurality of at least approximately parallel, thread-forming grooves 10 are introduced, which extend at an angle ⁇ to the rolling jaw longitudinal axis 5.
  • the pitch angle ⁇ in the longitudinal direction 15 of the grooves 10 may be variable, whereby a change in the pitch circle can be taken into account.
  • FIG. 2 shows the course of the cross section of a groove 10 from FIG. 1 in the longitudinal direction 15 of the groove 10, the view bottom left in FIG. 2 the groove 10 at the section AA FIG. 1 shows, and the top right view in FIG. 2 the groove 10 at the section BB FIG. 1 , Accordingly, in FIG. 1 denotes the variables associated with the section AA with the index "A" and the variables associated with the section "BB” with the index "B".
  • the cross section of the groove 10 is in FIG. 2 hatched, and the course of the groove between the sections AA and BB results from the dotted lines which the cuts in FIG. 2 connect.
  • FIG. 2 shows, change along the longitudinal direction 15 of the groove 10 of the profile angle ⁇ between the two flanks 11 and 12, the groove depth Z, the Nutö réelles workede groove width a and the groove bottom groove width b, and indeed take ⁇ , a and b from the inlet region, which in In the vicinity of the section AA, the calibration area located near the section BB steadily decreases as Z increases.
  • FIG. 3 Cross-sectional profiles of the groove 10 according to the invention are shown in FIG. 3 in a representation analog FIG. 2 1, wherein a first alternative is shown by dotted lines and a second alternative by dotted lines.
  • a first alternative is shown by dotted lines and a second alternative by dotted lines.
  • FIG. 3 follows the profile angle ⁇ of a hyperbolic function.
  • FIG. 4 Another embodiment of a groove cross-section is in FIG. 4 shown.
  • the groove cross section can be distinguished in the groove cross section, a groove bottom side foot portion 22 and a nutö Stamms rocker head portion 21 in which different profile angles ⁇ and ⁇ between the flanks 11 and 12 are given.
  • an auxiliary angle ⁇ is implemented which allows an even more gentle transformation.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Walzbacke, insbesondere eine Flachwalzbacke, zum Formen eines Schraubgewindes an einem Schraubenrohling, gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Walzbacke weist eine Vielzahl von Nuten auf, wobei die Nuten im Querschnitt jeweils zwei Flanken aufweisen, wobei zumindest ein Teil der Nuten einen Umformbereich aufweist, in dem die Grösse eines von den Flanken eingeschlossenen Profilwinkels längs der Nuten stetig abnimmt.
  • Beim Walzen, insbesondere Flachbackenwalzen, von Gewindeprofilen wird von gegenüberliegenden Nutenflanken im Bereich zwischen den Gewindegängen des Schraubenrohlings beidseitig Material so lange gegeneinander aufgeschoben, bis das Gewindeprofil vollständig geformt ist. Zu diesem Zweck ist beispielsweise aus der EP 0 533 456 B1 eine Walzbacke bekannt. Bei der Walzbacke der der EP 0 533 456 B1 sind in den Nuten zwei Flankenbereiche mit unterschiedlich grossen Profilwinkeln überlagert, wobei das Höhenverhältnis der beiden Flankenbereiche entlang der der Nuten variiert. Weitere Walzbacke mit zwei Flankenbereichen mit unterschiedlich grossen Profilwinkeln sind aus der DE 1 283 791 A und der US 3,069,941 A bekannt.
  • Aufgrund der Abhängigkeiten zwischen dem geforderten Gewindeprofilwinkel der Schraube und dem Profilwinkel im Umformbereich der Walzbacke kann bei bekannten Walzbacken der Materialaufschub während des Walzens unter Umständen nicht optimal sein, was sich in einer ungleichmässigen Werkzeugbelastung widerspiegeln kann. Hierdurch können unter Umständen Werkzeugstandzeiten, Produktionsgeschwindigkeit und Gewindequalität negativ beeinflusst werden, und es können unter Umständen vergleichsweise lange Walzbacken erforderlich werden.
  • Eine Walzbacke gemäss dem Oberbergriff des Anspruchs 1 ist aus der US 6,324,887 B1 bekannt. Weitere Walzbackengeometrien gehen aus der JP 10 029030 A sowie aus der Zeitschriftenveröffentlichung: FLANAGAN J D ET AL: "FLACHBACKEN-GEWINDEWALZEN OHNE OBERFLÄHENFEHLER. FLAT DIE THREAD ROLLING WITHOUT SURFACE FAILURES", UMFORMTECHNIK, MEISENBACH, BAMBERG, DE, Bd. 27, Nr. 4, 1. August 1993 (1993-08-01), Seite 288/289, ISSN: 0300-3167, hervor.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Walzbacke anzugeben, mit der bei besonders hoher Zuverlässigkeit, besonders hoher Produktionsgeschwindigkeit und besonders niedrigem Aufwand eine besonders gute Schraubenqualität erhalten werden kann.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Walzbacke mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Eine erfindungsgemässe Walzbacke ist dadurch gekennzeichnet, dass im Umformbereich die Grösse des Profilwinkels hyperbelförmig längs der Nuten abnimmt.
  • Bei einer gattungsgemässen Walzbacke ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Nuten einen Umformbereich aufweist, in dem die Grösse eines von den Flanken eingeschlossenen Profilwinkels längs der Nuten stetig abnimmt.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung liegt darin, die Nuten mit einem variablen Profilwinkel auszugestalten, der längs der Nuten gesehen, insbesondere vom Einlaufbereich der Nuten zum Kalibrierbereich der Nuten hin, kontinuierlich abnimmt. Im Gegensatz beispielsweise zu den Werkzeugen gemäss EP 0 533 456 B1 und DE 1 283 791 A , bei denen der Gewindegang des Rohlings zunächst mit einem ersten Winkel und im weiteren Umformverlauf unmittelbar mit einem zweiten Winkel beaufschlagt wird, bei dem also der Winkel der angreifenden Flanke am Werkstück unstetig, d.h. diskontinuierlich variiert, ändert sich der Winkel der angreifenden Flanke nach der Erfindung kontinuierlich, so dass erfindungsgemäss die Materialbeanspruchung der Flanke besonders gleichmässig über den Umformprozess verteilt werden kann. Insbesondere kann durch die erfindungsgemässe Art der Werkzeugauslegung erreicht werden, dass die Gewindevorstufen bereits frühzeitig in der Nähe des Einlaufbereichs aufgebaut werden, so dass der hoch beanspruchte Kalibrierbereich entlastet wird und somit die Standzeit der Werkzeuge erhöht wird. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass bei Verwendung von erfindungsgemässen Walzbacken die Tiefe der Schliessfalte zwischen den Materialwülsten, die von den benachbarten Stegen aufgeschoben werden, durch verbesserten Materialaufschub reduziert sein kann, so dass die Quantität des Gewindes erhöht ist. Schliesslich hat sich gezeigt, dass die Erfindung die Herstellung von Schrauben mit grosser Schraubensteigung und gleichzeitig grosser Gewindeflankenhöhe erlaubt, ohne dass die Werkzeuglänge nennenswert vergrössert werden muss, und ohne dass die Produktionsgeschwindigkeit nennenswert leidet.
  • Beispielsweise kann der Profilwinkel α im Einlaufbereich 80° bis 120° betragen. Die Grösse des Profilwinkels α ändert sich über den Umformbereich von grossen zu kleinen Werten auf den Wert des gewünschten Gewindeprofils, d.h. vorzugsweise zu Werten zwischen 30° und 60°.
  • Die Nuten sind erfindungsgemäss in eine beispielsweise ebene Arbeitsoberfläche der Walzbacke eingebracht. Die Nuten verlaufen dabei erfindungsgemäss zumindest annähernd parallel zueinander. Zwischen den Nuten sind gewindeformende Stege ausgebildet. An den Flanken der Nuten wird von den Stegen beidseitig Material des Werkstücks gegeneinander aufgeschoben, bis das Gewindeprofil geformt ist. Die erfindungsgemässe Lehre, dass die Grösse des Profilwinkels längs der Nuten stetig abnimmt, kann insbesondere beinhalten, dass der Profilwinkel mit zunehmendem Weg längs der Nuten immer kleiner wird, wobei diese Abnahme nicht sprunghaft, sondern kontinuierlich erfolgt.
  • Grundsätzlich wäre es möglich, dass im Umformbereich die Grösse des Profilwinkels linear längs der Nuten abnimmt. Erfindungsgemäss ist aber vorgesehen, dass im Umformbereich die Grösse des Profilwinkels hyperbelförmig längs der Nuten abnimmt. Demgemäss folgt der Profilwinkel einer vorgegebenen hyperbelförmigen Funktion, in welche der Weg längs der Nuten eingeht. Hierdurch kann die Gewindequalität weiter gesteigert werden.
  • Ferner ist es vorteilhaft, dass im Umformbereich die Breite zumindest eines Teils der Nuten längs der Nuten, vorzugsweise hyperbelförmig, variiert. Demgemäss folgt die Breite einer vorgegebenen, vorzugsweise hyperbelförmigen Funktion, in welcher der Weg längs der Nuten eingeht. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass im Umformbereich die Breite zumindest eines Teils der Nuten längs der Nuten stetig abnimmt. Hierdurch kann die Gewindequalität weiter gesteigert werden. Zweckmässigerweise variiert bei zumindest einem Teil der Nuten sowohl der Profilwinkel als auch die Breite der Nuten in der hier beschrieben Weise.
  • Eine weitere Verbesserung, insbesondere bei der Reduzierung der Schliessfaltentiefe, kann dadurch erzielt werden, dass die Profiltiefe Z der Nuten an jeder Stelle des Umformbereichs dem eingeschlossenen Volumen angepasst wird, wobei hier unter Umständen ein Einfluss der Bolzenlängung während des Walzens berücksichtigt werden muss.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass zumindest ein Teil der Nuten in zumindest einem Teil des Umformbereichs im Querschnitt einen Fussbereich mit einem Fussbereichs-Profilwinkel und einen Kopfbereich mit einem Kopfbereichs-Profilwinkel aufweist, wobei zweckmässigerweise der Fussbereichs-Profilwinkel zumindest bereichsweise kleiner ist als der Kopfbereichs-Profilwinkel, und wobei vorzugsweise im Umformbereich zumindest die Grösse des Fussbereichs-Profilwinkels längs der Nuten stetig abnimmt. Gemäss dieser Ausführungsform wird der erfindungsgemässe Profilwinkel, hier als Fussbereichs-Profilwinkel bezeichnet, im Bereich der Öffnung der Nut von einem Hilfswinkel überlagert, hier als Kopfbereichs-Profilwinkel bezeichnet. Der Kopfbereichs-Profilwinkel, d.h. der Hilfswinkel, kann längs der Nuten konstant oder variabel sein. Ein solcher Hilfswinkel kann durch einen noch grösseren Anfangswinkel einen weiter verbesserten Materialfluss in die Gewindeflanke hinein bewirken, z.B. um bei grossen Gewindesteigungen und grossen Gewindeflankenhöhen eine besonders gute Gewindeausformung zu erzielen. Der Hilfswinkel (Kopfbereichs-Profilwinkel) kann einer vorgegebenen Funktion folgen, deren Verlauf abhängig vom Fussbereichs-Profilwinkel α definiert werden kann. Der Hilfswinkel (Kopfbereichs-Profilwinkel) γ kann beispielsweise zwischen 100° und 140° liegen. Auch die Tiefe des Kopfbereichs kann variabel über den Umformbereich ausgelegt werden. Geeignete Werte für die Tiefe des Kopfbereichs können beispielsweise 0.1-1 mm sein.
  • Weiterhin ist es zweckmässig, dass ein Steigungswinkel ω zwischen den Nuten und der Walzbackenlängsachse zumindest im Umformbereich längs der Nuten variiert. Demgemäss folgt der Steigungswinkel einer vorgegebenen Funktion, in welcher der Weg längs der Nuten eingeht. Diese Ausführungsform sieht vor, dass bei Schraubenprofilen, die geometrisch bedingt eine relativ grosse Veränderung des Wälzkreises während des Walzens bewirken, der Winkel zwischen den Nuten und der Walzbackenlängsachse nicht konstant verläuft, sondern vorteilhafterweise an jeder Stelle dem tatsächlich vorhandenen Wälzkreis angepasst wird, was einen nicht-konstanten Winkelverlauf mit sich bringt.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Formen eines Schraubgewindes an einem Schraubenrohling, bei dem der Schraubenrohling mittels zumindest einer erfindungsgemässen Walzbacke umgeformt wird und dabei das Schraubgewinde ausgebildet wird. Vorzugsweise wird der Schraubenrohling zwischen zwei Walzbacken umgeformt.
  • Nach der Erfindung kann vorgesehen sein, sämtliche Parameter, welche die Geometrie der Nuten bestimmen, variabel über den gesamten Umformbereich der Walzbacke auszulegen. Die variablen Parameter zur Auslegung der keilförmigen Nuten können insbesondere sein: α (Profilwinkel), a (Nutbreite) und Z (Nuttiefe). Die Anfangswerte der Parameter werden je nach Anforderung an das gewünschte Gewindeprofil definiert und folgen über dem gesamten Umformbereich einer definierten, zweckmässigweise stetigen, Funktion, vorzugsweise unter Berücksichtigung der Volumenkonstanz. Am Ende des Umformbereichs und/oder im Kalibrierbereich entsprechen die Parameter dem gewünschten Gewindeprofil. Der Profilwinkel α und die Nutbreite a folgen vorzugsweise einer hyperbelförmigen Funktion, die abhängig von den Anforderungen an das gewünschte Gewindeprofil definiert werden kann. Abhängig von der Auslegung des Profilwinkels α und der Nutbreite a wird die Nuttiefe Z definiert. Durch die variable Auslegung des Profilwinkels α und der Nutbreite a über den Umformbereich ist es möglich, einen optimalen Materialaufschub je nach Anforderung an das gewünschte Gewindeprofil zu generieren.
  • Zusätzlich können die Nuten im Umformbereich mit einem variablen Steigungswinkel ω zur Werkzeuglängsachse ausgelegt werden. Insbesondere bei Gewindeprofilen mit grosser Gewindesteigung und grosser Gewindeflankenhöhe, welche geometrisch bedingt eine relativ grosse Veränderung des Wälzkreises während des Walzens bewirken, ist es durch die variable Auslegung des Steigungswinkels zur Werkzeuglängsachse möglich, den Materialaufschub in die Gewindeflanke zu optimieren.
  • Die erfindungsgemäss variable Auslegung der Profilparameter bietet einerseits mehr Möglichkeiten bei der Herstellung von Schraubgewinden mit grosser Gewindesteigung und gleichzeitig grosser Gewindeflankenhöhe, ohne die Werkzeuglänge bzw. den Umformbereich zu vergrössern, und andererseits eine Entlastung des Umformbereichs in der Nähe des Kalibrierbereichs, was zu einer Erhöhung der Werkzeugstandzeiten beiträgt. Damit vergrössern sich die herstelltechnischen Möglichkeiten auf vorhandenen Kapazitäten, wobei die Produktionsgeschwindigkeit auf höherem Niveau gehalten werden kann.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die schematisch in den beiliegenden Figuren dargestellt sind. In den Figuren zeigen schematisch:
    • Figur 1:
    eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Walzbacke mit Nuten;
    Figur 2:
    einen nicht erfindungsgemäßen Querschnittsverlauf einer Nut aus Figur 1;
    Figur 3:
    den Querschnittsverlauf einer Nut einer Walzbacke gemäss einem Ausführungsbeispiel; und
    Figur 4:
    den Querschnitt einer Nut einer Walzbacke gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Walzbacke ist in Figur 1 dargestellt. Die dargestellte Walzbacke 1 ist als Flachwalzbacke ausgebildet und weist als solche eine ebene Arbeitsfläche 3 auf. Zur Durchführung anderer Walzverfahren kann die Arbeitsfläche 3 grundsätzlich auch gekrümmt ausgebildet sein. In die Arbeitsfläche 3 ist eine Vielzahl von zumindest annähernd parallel verlaufenden, gewindeformenden Nuten 10 eingebracht, die unter einem Winkel ω zur Walzbackenlängsachse 5 verlaufen.
  • In einer nicht dargestellten Weiterbildung kann der Steigungswinkel ω in Längsrichtung 15 der Nuten 10 variabel sein, womit einer Veränderung des Wälzkreises Rechnung getragen werden kann.
  • Figur 2 zeigt den Verlauf des Querschnitts einer Nut 10 aus Figur 1 in Längsrichtung 15 der Nut 10, wobei die Ansicht links unten in Figur 2 die Nut 10 am Schnitt A-A aus Figur 1 zeigt, und die Ansicht rechts oben in Figur 2 die Nut 10 am Schnitt B-B aus Figur 1. Demgemäss sind in Figur 1 die dem Schnitt A-A zugeordneten Variablen mit dem Index "A" und die dem Schnitt "B-B" zugeordneten Variablen mit dem Index "B" bezeichnet. Der Querschnitt der Nut 10 ist in Figur 2 schraffiert dargestellt, und der Verlauf der Nut zwischen den Schnitten A-A und B-B ergibt sich aus den Punktlinien, welche die Schnitte in Figur 2 verbinden.
  • Wie Figur 2 zeigt, ändern sich entlang der Längsrichtung 15 der Nut 10 der Profilwinkel α zwischen den beiden Flanken 11 und 12, die Nuttiefe Z, die nutöffnungsseitige Nutbreite a und die nutbodenseitige Nutbreite b, und zwar nehmen α, a und b vom Einlaufbereich, der sich in der Nähe des Schnitts A-A befindet, zum Kalibrierbereich, der sich in der Nähe des Schnitts B-B befindet, stetig ab, während Z zunimmt.
  • Erfindungsgemäße Querschnittsverläufe der Nut 10 sind in Figur 3 in einer Darstellung analog Figur 2 gezeigt, wobei eine erste Alternative mit punktierten Linien und eine zweite Alternative mit strichpunktierten Linien dargestellt ist. Gemäss den Ausführungsbeispielen der Figur 3 folgt der Profilwinkel α einer hyperbolischen Funktion.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Nutquerschnitts ist in Figur 4 dargestellt. Gemäss dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 kann im Nutquerschnitt ein nutbodenseitiger Fussbereich 22 und ein nutöffnungsseitiger Kopfbereich 21 unterschieden werden, in denen unterschiedliche Profilwinkel α bzw. γ zwischen den Flanken 11 und 12 gegeben sind. Es wird somit ein Hilfswinkel γ implementiert, der eine noch schonendere Umformung ermöglicht.

Claims (5)

  1. Walzbacke (1) zum Formen eines Schraubgewindes an einem Schraubenrohling, mit einer Vielzahl von Nuten (10), wobei die Nuten (10) im Querschnitt jeweils zwei Flanken (11, 12) aufweisen,
    wobei zumindest ein Teil der Nuten (10) einen Umformbereich aufweist, in dem die Grösse eines von den Flanken (11, 12) eingeschlossenen Profilwinkels (α) längs der Nuten (10) stetig abnimmt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Umformbereich die Grösse des Profilwinkels (α) hyperbelförmig längs der Nuten (10) abnimmt.
  2. Walzbacke (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Umformbereich die Breite (a) zumindest eines Teils der Nuten (10) längs der Nuten (10) stetig abnimmt.
  3. Walzbacke (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest ein Teil der Nuten (10) in zumindest einem Teil des Umformbereichs im Querschnitt einen Fussbereich (22) mit einem Fussbereichs-Profilwinkel (α) und einen Kopfbereich (21) mit einem Kopfbereichs-Profilwinkel (γ) aufweist, wobei der Fussbereichs-Profilwinkel (α) kleiner ist als der Kopfbereichs-Profilwinkel (γ), und wobei im Umformbereich zumindest die Grösse des Fussbereichs-Profilwinkels (α) längs der Nuten (10) stetig abnimmt.
  4. Walzbacke (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Steigungswinkel (ω) zwischen den Nuten (10) und der Walzbackenlängsachse (5) zumindest im Umformbereich längs der Nuten (10) variiert.
  5. Verfahren zum Formen eines Schraubgewindes an einem Schraubenrohling, bei dem der Schraubenrohling mittels zumindest einer Walzbacke (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche umgeformt wird und dabei das Schraubgewinde ausgebildet wird.
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