DE1427377C3

DE1427377C3 - Verfahren zum Herstellen eines Befestigungselementes

Info

Publication number: DE1427377C3
Application number: DE1427377A
Authority: DE
Inventors: James C. Elgin Ill. Lanius Jun. (V.St.A.)
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1959-08-26
Filing date: 1960-08-25
Publication date: 1974-04-18
Also published as: GB959278A; DE1427377A1; DE1427377B2; US3037221A

Description

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Fig.4 einen Teilschnitt durch die fertige Einheit, 16 des Schraubenkopfes liegt dann auf dem Kragen

F i g. 5 einen Schnitt durch die Unterlegscheibe vor 26 der Unterlegscheibe auf, während sich der Schaft

ihrer Aufbringung auf den Schraubenschaft, 14 in der Bohrung 32 der Matrize befindet.

F i g. 6 einen Schnitt durch ein in eine Werkplatte Über dem Schraubenkopf 12 und koaxial zu der

eingeschraubtes Befestigungselement, 5 vorgenannten Bohrung 32 befindet sich ein bewegli-

F i g. 7 und 8 eine Vorrichtung zum Verformen der eher Stempel 40, der in bekannter und nicht darge-

auf den Schraubenschaft aufgebrachten Unterleg- stellter Weise abwärts bewegt werden kann und da-

scheibe und durch auf die Oberseite des Schraubenkopfes 12 eine

F i g. 9 einen Schnitt durch eine abgewandelte Kraft ausübt. Wenn eine solche Kraft in Richtung

Ausführungsform des Befestigungselementes. io des Pfeiles A (F ig. 7) in axialer Richtung auf den

Nach der Zeichnung umfaßt das Befestigungsele- Schraubenkopf ausgeübt wird, während die Unterlegment 10 eine Schraube 11 mit einem Kopf 12 und scheibe 22 auf der Matrize 30 aufliegt, wird die einem Schaft 14. Der Schaft besitzt ein Gewinde 15, Schraube zusammen mit ihrer Klemmfläche 16 abdas sich von seinem freien Ende bis zu einer Stelle wärts bewegt und verformt dabei, wie man durch dicht unterhalb der Klemmfläche 16 des Schrauben- 15 Vergleich der F i g. 7 und 8 erkennt, den ursprüngkopfes erstreckt, wo ein glatter, gewindefreier Hals lieh aufwärts ragenden Kragen 26, bis auch dieser Be-18 vorgesehen ist. Der zur Aufnahme der Unterleg- reich der Unterlegscheibe auf der konvexen Oberscheibe vorgesehene Hals besitzt einen kleineren fläche der Matrize aufliegt. Die Klemmfläche 16 des Durchmesser als das Gewinde 15 und selbstverständ- Schraubenkopfes überträgt also die Kraft des Stemlich erst recht als der Kopf 12. In axialer Richtung so pels 40 auf die Unterlegscheibe und wirkt bei der weist der Hals eine Länge auf, die mindestens gleich Verformung des Kragens 26 mit. Bei dieser Verforder Materialstärke der aufzusetzenden Unterleg- mung wird, wie man aus Fig.8 erkennt, nicht nur scheibe oder nur wenig größer als diese ist. Der der Kragen 26 der Unterlegscheibe in axialer Rich-Zweck diese Maßnahme wird nachstehend erläutert. tung verlagert, sondern auch sein oberer Rand radial

Die Unterlegscheibe 22, die den zweiten Teil des 25 einwärts gebogen, so daß sich der Durchmesser der Befestigungselementes darstellt, ist ursprünglich in Öffnung 28 verringert. Die Verengung der Öffnung der in F i g. 5 dargestellten Weise konisch ausgebil- 28 wird so weit getrieben, daß diese noch etwas grödet. Sie weist dabei einen größeren äußeren Bereich ßer als der Außendurchmesser des glatten Halses 18 24 geringerer Konizität und einen sich daran an- der Schraube, aber kleiner als der Außendurchmesser schließenden kleineren inneren kragenförmigen Be- 30 15 des Schraubengewindes ist. Die axiale Länge des reich 26 größerer Konizität auf. Diese beiden Bereiche glatten Halses 18 des Schraubenschaftes ist so geunterschiedlicher Konizität sind über einen Zwi- halten, daß sich mindestens gleich der Materialstärke schenbereich 27 mit relativ geringer Krümmung mit- der Unterlegscheibe 22 oder nur geringfügig größer einander verbunden. als diese ist, um den radial und axial verformten

Die Unterlegscheibe 22 läßt sich als Blechstanzteil 35 Kragen 26 der Unterlegscheibe in ihrer endgültigen herstellen, wobei der Kragen 26 entweder im glei- Form aufnehmen zu können. Normalerweise wird chen Arbeitsgang oder in einem anschließenden Ver- dabei dafür gesorgt, daß sich die Unterlegscheibe 22 formungsschritt hergestellt wird. Die öffnung 28 ist noch gegenüber der Schraube 11 drehen läßt,
konzentrisch zur Achse der Unterlegscheibe 22 an- In Fig.9 ist eine etwas abgewandelte Ausfungeordnet und besitzt ursprünglich einen größeren 40 rungsform des Befestigungselementes dargestellt, wo-Durchmesser als das Schraubengewinde, jedoch bei die gleichen Bezugszeichen, jedoch durch einen einen kleineren Durchmesser als die Klemmfläche 16 zusätzlichen Index »α« unterschieden, verwendet des Schraubenkopfes. . werden. Diese Ausführung unterscheidet sich > da-

Zum Zusammensetzen des Befestigungselementes durch von der vorstehend beschriebenen, daß die

wird die Unterlegscheibe 22 in der in Fig. 2 darge- 45 Klemmfläche 16 des Schraubenkopfes 12a in axialer

stellten Weise auf den Schraubenschaft aufgesteckt, Richtung zur Verbindungsstelle zwischen dem glat-

bis die obere, innere Kante des Kragens 26 der Un- ten Hals 18 α und dem Schraubenkopf 12 α unter-

terlegscheibe an der Klemmfläche 16 anliegt, wie es schnitten ist. Die dadurch entstehende Ringnut 55

in F i g. 3 dargestellt ist. besitzt eine Trichterform, deren Mantelfläche 56

Zur Verformung der Unterlegscheibe, die nächste- 5° nach unten und einwärts zur Schraubenachse hin gehend näher beschrieben wird, ist ferner eine Vorrich- neigt ist, wobei der öffnungswinkel dieser kegelförtung gemäß F i g. 7 und 8 vorgesehen, die eine Ma- migen Mantelfläche etwa gleich dem Kegelwinkel des trize 30 mit einer Bohrung 32 umfaßt. Diese Boh- Unterteiles 24 α der Unterlegscheibe 22 α ist. Die rung ist etwas größer als der Außendurchmesser des vorgenannte Ringnut 55 kann auf jede übliche Weise Gewindes 15 der Schraube und ermöglicht ein loses 55 hergestellt werden, beispielsweise bereits beim An-Einstecken des Schraubenschaftes. Die Unterseite stauchen des Kopfes an den Schraubenrohling oder der Matrize 30 wird in üblicher Weise auf einer auch durch nachträgliches Abdrehen in einem Spannplatte od. dgl. befestigt. Die Oberseite 36 der Schraubenautomaten nach dem Stauchvorgang.
Matrize ist kegelförmig ausgebildet, wobei der Kegel- Das Zusammensetzen dieser abgewandelten Auswinkel der Konizität des äußeren Bereichs 24 der 60 führungsform der Schraube mit der Unterlegscheibe Unterlegscheibe 22 entspricht. Um die nachstehend erfolgt in der gleichen Weise wie es vorstehend benoch zu erläuternde Verformung mit Hilfe dieser reits an Hand der Fig.7 und 8 beschrieben wurde. Vorrichtung vornehmen zu können, wird das aus Dabei wird zunächst die Unterlegscheibe in der in Schraube und Unterlegscheibe zusammengesetzte F i g. 3 dargestellten Weise auf den Schraubenschaft Befestigungselement in die vorgenannte Matrize 30 b's aufgesetzt. Durch den auf den Kopf 12 α von dem so eingesetzt, daß die konkave Innenseite der Unter- Stempel 40 ausgeübten Druck bewirkt dann die konilegscheibe 22 auf der entsprechenden konvexen sehe Mantelfäche 56 des Schraubenkopfes ein EinOberfläche 36 der Matrize aufliegt. Die Klemmfläche drücken des Kragens 26 α der Unterlegscheibe in

gleicher Weise, wie für die andere Ausführungsform bereits beschrieben, wobei die konkave Unterseite der Unterlegscheibe auf der konvexen Oberseite 36 der Matrize 30 aufliegt. Durch die Anordnung der genannten Nut 55 zur Aufnahme des inneren Endes der Unterlegscheibe 22 a ist es möglich, die Gewindegänge des Schaftteiles 15 α wesentlich näher an die Klemmfläche 16 a heranzuführen. Erforderlichenfalls kann die Ringnut 55 in der Nähe des Schaftes in axialer Richtung noch tiefer gehalten und ein entsprechender Übergang zur Außenkante der Klemmfläche des Kopfes geschaffen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

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Schraube mit einem kurzen gewindefreien Hals unPatentanspruch: mittelbar im Anschluß an den Schraubenkopf unverlierbar mit einer Tellerfeder verbunden werden kann.

Verfahren zum Herstellen eines Befestigungs- Die Erfindung, die von einem Unterlegscheibenelementes aus einer Schraube, die einen kurzen 5 rohling mit einem größeren äußeren Bereich geringegewindefreien Hals unmittelbar im Anschluß an rer Konizität und einem sich daran anschließenden den Schraubenkopf aufweist, und einer mit dieser kleineren inneren Bereich größerer Konizität ausauf dem gewindefreien Hals zu einer unlösbaren geht, löst diese Aufgabe dadurch, daß der Schrau-Einheit zu verbindenden, tellerförmigen Unter- benkopf so weit gegen die konische Scheibe gedrückt legscheibe, deren Innendurchmesser nur wenig io wird, bis der die größere Konizität aufweisende ingrößer als der Gewindeaußendurchmesser des nere Bereich die gleiche Konizität wie der äußere Be-Schraubenschaftes ist, aus einer konischen reich aufweist.

Scheibe mit einem größeren äußeren Bereich ge- Zur Herstellung der Verbindung wird der größere ringerer Konizität und einem sich daran anschlie- äußere Bereich des konischen Scheibenrohlings beim ßenden kleineren inneren Bereich größerer Koni- 15 Verformen des inneren kürzeren Bereichs von Anzität, wobei zur Herstellung der Verbindung die fang an mit Hilfe eines Ambosses voll unterstützt, und Unterlegscheibe auf den gewindefreien Hals des der Schraubenkopf wird so weit gegen die Unterleg-Schraubenschaftes derart aufgesteckt wird, daß scheibe gedrückt, daß der mit größerer Konizität verder innere Bereich der Scheibe an der Klemm- sehene innere Bereich bis auf den Konuswinkel des fläche des Schraubenkopfes anliegt, dann die Un- 20 äußeren Scheibenbereichs abgeflacht wird. Dieses terseite der Unterlegscheibe abgestützt wird und Verfahren weist gleichzeitig den Vorteil auf, daß schließlich durch Druckbeaufschlagung des trotz der im kalten Zustand vorgenommenen Verfor-Schraubenkopfes der Innendurchmesser der Un- mung die Federeigenschaften des Materials der TeI-terlegscheibe verengt wird, dadurch ge- lerfeder im wesentlichen erhalten bleiben. Der grökennzeichnet, daß der Schraubenkopf (12) 25 ßere äußere Bereich der Unterlegscheibe, der die so weit gegen die konische Scheibe (22) gedrückt Federeigenschaften der Scheibe in erster Linie beeinwird, bis der die größere Konizität aufweisende flußt, bleibt bei der Verformung völlig unverformt, innere Bereich (26) die gleiche Konizität wie der so daß die Federeigenschaften der Scheibe im Anäußere Bereich (24) aufweist. Schluß an den Verformungsvorgang im wesentlichen

■ 30 unverändert geblieben sind.

Ein Verfahren zur Herstellung von Befestigungs-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel- elementen aus Schrauben und konvex gewölbten

len eines Befestigungselementes aus einer Schraube, bzw. um eine Achse gebogenen Scheiben ist bereits

die einen kurzen gewindefreien Hals unmittelbar im bekannt. Dabei geht man jedoch von flachen Schei-.

Anschluß an den Schraubenkopf aufweist, und einer 35 ben aus, die während des Herstellungsvorgangs über

mit dieser auf dem gewindefreien Hals zu einer un- ihren gesamten Bereich verformt werden. Die flache

lösbaren Einheit zu verbindenden, tellerförmigen Ausgangsscheibe muß jedoch bereits vor der Verfor-

Unterlegscheibe, deren Innendurchmesser nur wenig mung auf dem Schraubenschaft angebracht werden,

größer als der Gewindeaußendurchmesser des dadurch den Verformungsvorgang keine Verengung,

Schraubenschaftes ist, aus einer konischen Scheibe 40 sondern eher eine Erweiterung des Durchgangsloches

mit einem größeren äußeren Bereich geringerer Ko- der Schraube erreicht wird. . ^v ,

nizität und einem sich daran anschließenden kleine- Ferner ist es auch bekannt, fertige Federscheiben

. ren inneren Bereich größerer Konizität, wobei zur unverlierbar mit Schraubenköpfen dadurch zu ver-

Herstellung der Verbindung die Unterlegscheibe auf binden, daß diese auf einen Absatz des Schrauben- (\£.i den gewindefreien Hals des Schraubenschaftes derart 45 kopfes aufgesetzt und der Rand des Absatzes anaufgesteckt wird, daß der innere Bereich der Scheibe schließend gebreitet wird. Ein solches Verfahren ist an der Klemmfläche des Schraubenkopfes anliegt, jedoch relativ aufwendig, da Verformungen an der dann die Unterseite der Unterlegscheibe abgestützt gehärteten Schraube vorgenommen werden müssen, wird und schließlich durch Druckbeaufschlagung des Zur Herstellung einer Einheit aus einer Kopf-Schraubenkopfes der Innendurchmesser der Unter- 50 schraube und einer flachen Scheibe ist es ferner belegscheibe verengt wird. kannt, in der Mitte mit einer Kröpfung und radialen Bei einem bekannten Verfahren wird eine Kopf- Schlitzen versehene Scheibenrohlinge zu verwenden schraube mit einer Unterlegscheibe verbunden, die und den abgekröpften mittleren Bereich anschließend insbesondere zum Abschluß elektrischer Leitungen flach zu drücken.

dienen sollen. Die Unterlegscheibe weist vor ihrer 55 Zur Lösung der der Erfindung zugiunde liegenden

Verformung die Form eines leicht nach innen ge- Aufgabe lassen sich diese bekannten Verfahren je-

wölbten Kegelmantelstumpfes auf, d. h., daß die doch nicht verwenden.

Querschnittslinie der Unterlegscheibe einer zur Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise

Klemmfläche des Schraubenkopfes hin konkav ge- veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen

wölbten Kurve entspricht. Zur Verbindung der Un- 60 an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

terlegscheibe mit der Schraube wird die Scheibe Fig. 1 ein Befestigungselement in Seitenansicht,

durch Druckbeaufschlagung flach an die Klemm- Fig. 2 eine teilweise geschnittene Darstellung des

fläche des Schraubenkopfcs gepreßt, wodurch die ge- Befestigungselementes nach Fig. 1, wobei jedoch die

samte Unterlegscheibe verformt wird und im fertig Unterlegscheibe noch nicht vollständig auf die

verformten Zustand völlig flach in einer Ebene senk- G5 Schraube aufgesetzt ist,

recht zur Schraubenachse liegt. Fig. 3 eine abgebrochene Darstellung des Befesti-

Der Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zu- gungselementcs nach Fig. 1, jedoch mit vollständig

, gründe, ein Verfahren zu schaffen, nach dem eine aufgesetzter Unterlegscheibe,