DE2115868A1

DE2115868A1 - Gewindekörper sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2115868A1
Application number: DE19712115868
Authority: DE
Inventors: Yoshio Kyoto Yamamoto (Japan)
Original assignee: Research Engineering and Manufacturing Inc
Current assignee: Research Engineering and Manufacturing Inc
Priority date: 1970-04-11
Filing date: 1971-04-01
Publication date: 1971-10-28
Also published as: ES195338Y; NO133260C; GB1293115A; US3852992A; SE382571B; ES394587A1; CA938058A; ES195338U; NL7104922A; NO133260B; ES172010Y; US3772720A; ES172010U; CH531906A; BE765565A; FR2089493A5

Description

RESEARCH ENGINEERING & MANUFACTURING, INC., eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Massachusetts, 459 Mount Pleasant Street, New Bedford, Staat Massachusetts 02742 (V.St.A.)

Gewindekörper sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft einen selbstschneidenden Gewindekörper mit einer Längsachse und einer um die Längsachse herum verlaufenden Außenfläche, welche ein Gewinde trägt, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die in die Erfindung einbezogenen selbstschneidenden Schrauben gehören zu der Gruppe, welche sich ihr Gewinde durch eine Preßoperation selbst formen.

Erfindungsgemäß ist dieser Schraubenkörper so ausgebildet, daß das Gewinde in seinem Fußquerschnitt ein aus einer ungeraden Anzahl sich schneidender Kreisbögen zusammengesetztes Polygon bildet und einen Scheitelquerschnitt mit einer gleichen Anzahl langer Kreisbögen

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besitzt, die jeweils konzentrisch zu den Kreisbögen des Fußquerschnittes liegen; daß der Kreismittelpunkt von jeweils zwei konzentrischen Kreisbögen an Fuß und Scheitel annähernd im Schnittpunkt zweier Fuß-Kreisbögen liegt, die am weitesten von diesen konzentrischen Kreisbögen entfernt sind; und daß die erhabenen Gewindegänge mit den Scheitel-Kreisbögen zusammentreffen.

Das erfindungsgemäße Verfahren bewirkt, daß in die Außenfläche eines Rohteils mit kreisförmigem Querschnitt ein Gewinde eingerollt wird, welches einen polygonalen Querschnitt mit einer ungeraden Anzahl von Gewindegängen aufweist; und daß die Rolloperation mittels zueinander beweglicher Rollbacken erfolgt, welche mit Zwischenräumen und parallel zur Längsachse des Rohteiles ange— ordneten Nuten versehen ist, über die das Rohteil abrollt.

Derartige Schraubenkörper können vorteilhaft in großen Stückzahlen und daher mit niedrigen Herstellungskosten gefertigt werden. Außerdem weisen diese Schraubenkörper den Vorteil auf, daß sie einerseits beim selbstschneidenden Einschrauben nur ein relativ geringes Drehmoment benötigen, dem Herausschrauben aus ihrem selbstgeformten Gewinde jedoch einen relativ hohen Widerstand entgegensetzen.

Vorteilhafterweise benutzt man zur Herstellung eines derartigen Schraubenkörpers ein Rohteil, dessen im Querschnitt kreisförmige Mantelfläche entweder einen zylindrischen oder einen konischen Mantel besitzt.

Die zum Erfindungsgedanken gehörige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besitzt zwei zueinander

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bewegliche Rollbacken mit gegenüber der Vorschubrichtung beim Rollen geneigten, Gewindegänge formenden Vorsprüngen, deren Neigungswinkel dem Steigungswinkel des zu rollenden Gewindes entspricht, und die außerdem durch Zwischenräume getrennte Nuten besitzen, welche durch die Vorsprünge hindurch und senkrecht zur Vorschubrichtung verlaufen. Diesen Nuten bilden während der Rolloperation im wesentlichen jeweils einen Rotationsmittelpunkt, so daß ein polygonaler Querschnitt entsteht. Eine weitere Besonderheit ist die V-Form dieser Nuten und ihre relative Breite, welche es gestattet, daß das Rohteil während der Rolloperation in diese Nuten eintaucht und wieder herausgewälzt wird. Der Scheitelwinkel dieser Nuten ist vorzugsweise ein stumpfer Winkel.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Rollvorrichtung ist darin zu sehen, daß die Tiefe der Nuten am Einlaufende der Rollbacken ihren größten Wert aufweist und fortschreitend in Richtung auf das entgegengesetzte Ende der Rollbacke flacher wird. Dabei erstrecken sich die Nuten vom Einlaufende der Rollbacke her über etwa die Hälfte bis zu zwei Dritteln der Gesamtlänge der Rollbacke.

Der erfindungsgemäß erzeugte selbstschneidende Gewindekörper, beispielsweise in Form einer selbstschneidenden Schraube, ist quer zu seiner Längsachse mit dem Gewinde umgeben, das sich aus Scheitel- und Fußabschnitten zu sammensetzt. Ein Querschnitt stellt ein aus einer unger.aden Anzahl sich schneidender Kreisbögen zusammengesetztes Polygon dar und ein Scheitelquerschnitt stellt ein ähnliches Polygon dar, dessen sich schneidende ein zelne Kreisbögen konzentrisch zu den Kreisbögen des

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Fußquerschnittes verlaufen. Das gemeinsame Zentrum von zwei konzentrischen Kreisbögen am Fuß und am Scheitel liegt annähernd im Schnittpunkt von zwei Fuß-Kreisbögen, die von den genannten zwei konzentrischen Kreisbögen am weitesten entfernt sind. Die Kreisbögen am Scheitel werden durch kleinere Kreisbögen miteinander verbunden, deren Radien der Gewindetiefe entsprechen.

Der erfindungsgemäße Gedanke läßt sich vorteilhaft auf verschiedene Typen von Maschinenschrauben oder anderen Schrauben übertragen, indem man die vorhandenen Rollwerkzeuge auf relativ einfache Weise in Richtung auf die beschriebenen Merkmale abwandelt.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1, 2 und 3

drei verschiedene Schrauben-Rohteile mit kreisförmigem Querschnitt, wie sie sich zur Herstellung einer erfindungsgemäßen selbstschneidenden Schraube eignen;

Fig. 4, 5 und 6

jeweils eine fertige selbstschneidende Schraube, wie sie aus jeweils einem der Rohteile aus Fig. 1-3 hergestellt worden ist;

Fig. 7 eine schematisierte Draufsicht auf eine Gewinde-Rollbacke, wie sie sich zum Rollen eines Rohteiles gemäß Fig. eignet;

Fig. ^;8 eine Seitenansicht der Rollbacke aus Fig. 7;

Fig. 9 einen Schnitt durch eine Ebene 9-9 aus Fig. 7;

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Fig. 10 eine schematisierte Draufsicht auf eine Rollbacke, die sich zum Gewinderollen eines Rohteiles aus Fig. 2 zu einer fertigen Schraube gemäß Fig. 5 eignet;

Fig. 11 eine Seitenansicht der Rollbacke aus Fig. 10;

Fig. 12 eine Seitenansicht einer Rollbacke zur Herstellung einer Schraube gemäß Fig. 6 aus einem Rohteil gemäß Fig. 3;

Fig. 13 eine etwas schematisierte Draufsicht auf die Rollbacke aus Fig. 12;

Fig. 14 und 15

sind vergrößerte Teilschnitte durch je eine Ebene 14-14 bzw. 15-15 aus Fig. 10;

Fig. 16 zwei zusammenwirkende Rollbacken beim

Gewinderollen einer Schraube in Seitenansicht;

Fig. 17 und 18

vergrößerte Ausschnitte aus Anfangsstadien einer^Rolloperation an einem Rohteil gemäß Fig. 2;

Fig. 19 einen vergrößerten Querschnitt durch eine Ebene 19-19 aus Fig. 5;

Fig. 20 in perspektivischer und leicht schematisierter Darstellung eine andere Ausführung erfindungsgemäßer Werkzeuge; und

Fig. 21 ein weiteres Paar von erfindungsgemäßen Rollwerkzeugen in schematisierter perspektivischer Darstellung.

Ein 'in Fig. 1 dargestelltes Rohteil mit zylindrischem Querschnitt besteht aus einem Kopf 2, einem zylindrischen Schaft 4 und einem zu einer Spitze auslaufenden konischen Ende 5. Rollt man dieses Rohteil aus Fig. 1 in bekannter Welse zwischen zwei sich gegenüberstehenden Rollbacken einer in den Fig. 7-9 dargestellten Ausführung, so be kommt das Gewinde der fettigen Schraube 6 (Fig. 4) einen

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polygonalen Querschnitt, wie er nachfolgend ausführlicher beschrieben wird. Die Schraube 6 hat über ihren zylindrischen Schaftteil hinweg an Scheitel 10 und Fuß 8 des Gewindes einheitliche Abmessungen, die jedoch zum Schrau— benende hin fortschreitend abnehmen.

Die Rollbacke 12 aus den Fig. 7-9 hat rechtwinklige Außenabmessungen und außerdem gewinde formende Vorspriinge 13, die gegenüber der Vorschubrichtung der Rollbacke 12 unter einem Winkel 14 verlaufen, welcher gleich dem Steigungswinkel des zu rollenden Gewindes ist. Ferner sind diese Vorsprünge 13 in herkömmlicher Weise durch je einen Abstand 15 voneinander getrennt, welcher gleich der zu rollenden Gewindesteigung ist. Wie Fig. 9 zeigt, besitzt die Rollbacke 12 außerdem einen Wulst 16, an dem sich die gewindeformenden Vorsprünge 13 fortsetzen und der dazu dient, das spitz zulaufende Ende der Schraube 6 zu formen. Zusätzlich ist die Rellbacke 12 mit durch Abstände voneinander getrennten Nuten 17 besetzt. Diese Nuten 17 verlaufen senkrecht zur Vorschubrichtung der Rollbacke 12 und erreichen nicht ganz die Basis-linie 18 der Vorsprünge 13, an der die Scheitel 10 des gerollten Gewindes entstehen. Diese Nuten 17 werden von einer Einlauf— seite 20 der Rollbacke 12 her zunehmend flacher und nehmen etwa die Hälfte bis etwa zwei Drittel der Gesamtlänge der Rollbacke 12 ein, wobei gemäß Fig. 8 die Zwei-Drittel-Distanz bevorzugt wird. Über Zweck und Form der Nuten 17 wird weiter unten noch mehr gesagt.

Das Rohteil von Fig. 2 hat einen zylindrischen Schaft 4 mit einem als Kegelstumpf ausgebildeten Ende 5a. Die selbstschneidende Schraube 6a aus Fig. 5 ist der Schraube weitgehend ähnlich, jedoch mit dem Unterschied, daß hier

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ein Gewindescheitel 10a in Richtung auf das Schraubenende in seinem Durchmesser abnimmt, während der Durchmesser ihres Fußes 8a im wesentlichen gleich bleibt. Die Rollbacke 12a zum Rollen der Schraube 6a besitzt gewindeformende Vorsprünge 13a, die um den Steigungswinkel 14a geneigt und um den Betrag der Gewindesteigung 15a voneinander getrennt sind. Gegenüber der Rollbacke 12 weist diese Rollbacke 12a vom Einlaufende 20a in Richtung auf das Auslaufende eine verringerte Basistiefe 18a für die VorSprünge 13a auf, und zwar in dem Bereich, in dem das kegelige Ende 5a des Rohteiles abläuft. Ferner besitzt die Rollbacke 12a in gleicher Weise wie die Rollbacke 12 parallel und in Abständen senkrecht zur Vorschubrichtung dieser Rollbacke 12a verlaufende Nuten 17a, welche die,gleiche Funktion wie die Nuten 17 erfüllen.

Wenn auch bisher nur jeweils eine Rollbacke 12 bzw. 12a beschrieben wurde, so soll* doch gesagt werden, daß für die Rolloperation jeweils zwei sich gegenüberliegende Rollbacken gleicher Konstruktion verwendet werden. Die beiden Rollbacken werden mit zueinander gerichteten Arbeitsflächen in einem Abstand auf einer herkömmlichen Rollmaschine befestigt, wobei eine der beiden Rollbacken fest stehen bleibt, die andere daran vorbeigeführt wird, während das Rohteil zwischen beiden gerollt wird. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Rollvorrichtung ist darin zu sehen, daß ihre Rollbacken auf einer konventionellen Gewinderollmaschine verwendbar sind, und daß ferner bereits vorhandene Rollbacken durch Nacharbeiten der querliegenden Nuten 17 usw. leicht zur Herstellung erfindungsgemäßer selbstschneidender Schrauben umgearbeitet werden können.

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Eine Schraube 6b aus Fig. 6 ist aus einem Rohteil gemäß Fig. 3 entstanden, an dessen zylindrischem Schaft 4 sich ein konisches Zwischenstück 5b und ein sehr kurzes zylindrisches Endstück 5c anschließen. Die fertige Schraube 6b kann ein Gewinde mit einer Steigung aufweisen, wie sie bei den verschiedensten Maschinenschrauben vorkommt. Der Scheiteldurchmesser 10c und der Fußdurchmesser 8c besitzen über die ganze Länge des zylindrischen Schaftes 4 des Rohteiles gleiche Abmessungen. Dagegen verjüngt sich der Scheiteldurchmesser in dem Teil des Schraubenschaftes, der aus dem konischen Zwischenstück 5b des Rohteiles entsteht. Der Fußdurchmesser der fertigen Schraube kann über ihre gesamte Gewindelänge hinweg konstant sein oder im Bereich des konischen Zwischenstückes 5b leicht abnehmen. Außerdem kann, falls erwünscht, ein kurzes gewindeloses Einlaufende 20 an die Schraube 6b angeformt werden.

Eine zugehörige Rollbacke 12c, dargestellt in Fig. 12 und 13, unterscheidet sich* von der Rollbacke 12a nur hinsichtlich der Ausbildung ihrer Vorsprünge 13c, weil mit ihnen ein Gewinde für die Maschinenschraube 6c und nicht für eine Schraube 6 bzw. 6a gerollt werden soll. Die Vorsprünge 13c sind hier mit einem der Gewindesteigung der Schraube 6b entsprechenden Abstand voneinander entfernt, und der Anstellwinkel der Vorsprünge 13c gegenüber der Vorschubrichtung der Rollbacke 12c entspricht dem Steigungswinkel des Gewindes der Schraube 6b. Ferner besitzt die Rollbacke 12c im Abstand und senkrecht zur Vorschubrichtung angeordnete parallele Nuten 17c. Da Aufgabe und Ausbildung dieser Nuten 17c die gleiche ist wie die,der bereits beschriebenen Nuten 17 und 17a, erübrigt sich hier eine nochmalige Beschreibung.

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Daher wird auf die eingehende Erläuterung der Nuten 17a im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen selbstschneidenden Schraube 6a im Zusammenhang mit Fig. 5 verwiesen.

Wie in Fig. 14 und 15 im vergrößerten Ausschnitt gezeigt, besitzen die Nuten 17a der Rollbacke 12a einen V-förmigen Querschnitt und eine Tiefe, die geringer als die Tiefe der gewindeformenden Vorsprünge 13a der Rollbacke 12a ist. Somit erreichen die Nuten 17a nicht die Basistiefe 18a der VorSprünge 13a. Außerdem befindet sich die tiefste Nut 17a (siehe Fig. 14) am Einlaufende 20a der Rollbacke 12a, und mit zunehmender Entfernung von diesem Einlaufende 20a werden die folgenden Nuten 17a fortlaufend flacher. Die Seitenflächen 28 und 30 jeder Nut 17a schließen zwischen sich einen stumpfen Winkel von mindestens 120° ein, und der Abstand aller Talsohlen 32 der Nuten 17a ist im wesentlichen einheitlich auf der ganzen Strecke, auf der sich Nuten befinden.

Das in Fig. 3 dargestellte Rohteil kann an seinem zylindrischen Schaft 4 beispielsweise einen Durchmesser von 3,2 mm haben. Die Nuten 17a einer zugehörigen Rollbacke 12a mögen am Einlaufende 20a eine Tiefe zwischen einem Scheitel 34 (siehe Fig. 14) und der Talsohle 32 von etwa 0,3 mm aufweisen. In einer Entfernung von etwa zwei Dritteln der Gesamtlänge der Rollbacke 12a vom Einlaufende 20a aus gesehen möge die Nutentiefe zwischen Scheitel 34 und Talsohle 32TTsieh£L_Fig. 15) auf einen Restwert von 0,08 mm abgesunken sein. Der ABs-tand zwischen zwei benachbarten Talsohlen 32 der Nuten 17a moge^jetwa 1,5 mm groß sein, eine Strecke, welche etwa dem sieb dee Umfanges des Rohteil-Schaftes 4 entspricht. Ferner ha'be die Rollbacke 12a gemäß Fig. 11 an ihrem

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Einlaufende 20a eine Tiefe 38 ihrer VorSprünge 13a von etwa 1 mm, bei der letzten Nut 17a eine Tiefe 40 von etwa 0,5 mm, und am Ende 26 der Rollbacke schließlich eine Tiefe 42 von etwa 0,45 mm. Der von den Seitenflächen 28 und 30 eingeschlossene Winkel der Nuten 17a liegt immer um 120°.

In Fig. 16 ist in schematischer Weise eine Rolloperation zwischen zwei Roirbacken 12a dargestellt, von denen die eine ortsfest und die andere, durch einen Pfeil 44 gekennzeichnet, beweglich ist. Zwischen den beiden Einlaufenden 20a der Rollbacken ist das Rohteil aus Fig. 2 durch einen Kreis 46 angedeutet. Befindet sich die bewegliche Rollbacke 12a in der mit unterbrochenen Linien dargestellten .linken Endlage der Fig. 16, so ist aus dem Rohteil eine fertige Schraube geworden, die einen 7-eckigen Querschnitt besHizt, wie in Fig. 16 unter dem Bezugszeichen 48 schematisch angedeutet. Genauere Einzelheiten dieses Siebenecks können der Fig. 19 entnommen werden. Die Einlaufenden 20a der beiden Rollbacken 12a können aus Gründen des besseren Überganges abgeschrägt oder verrundet sein.

Einzelheiten des Gewinderollvorganges zwischen den beiden Rollbacken 12a lassen sich am besten in Verbindung mit den Fig. 17 und 18 beschreiben. In der in Fig. 17 gezeigten Stellung sind die Rollbacken und das Rohteil noch in unmittelbarer Nähe ihrer Ausgangsstellung, während sich in Fig. 18 das Rohteil bereits um etwa 1/14 einer Umdrehung verdreht hat. In Fig. 17 ruht das Rohteil in einer Nut 17a der unteren oder ortsfesten Rollbacke 12a. Während sich die obere bzw. bewegliche Rollbacke 12a nach links parallel zur ortsfesten Rollbacke

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bewegt, rotiert Rohteil 46 um einen Drehpunkt 50 an der Oberkante der Seitenfläche 28» der Nut 17a^f, wo diese Seitenfläche 28' mit dem Scheitel 34 zusammentrifft. Unterdessen greift die bewegliche Rollbacke 12a in das Rohteil 46 ein, um mit dem Rollen eines bogenförmigen Gewindeabschnittes 52 zu beginnen, wie in Fig. 18 dargestellt. Gleichzeitig rollt die untere Rollbacke 12a einen kurzen bogenförmigen Gewindeabschnitt 56 ein, als Ergebnis des Abrollens um den Drehpunkt 50. Diese Gewindeabschnitte 52 und 56 erheben keinen Anspruch auf maßstäbliche Darstellung, sondern sollen lediglich schematisch das Entstehen des Gewindes auf dem Rohteil 46 andeuten, während es zwischen den beiden Rollbacken 12a hindurchbewegt wird. Danach senkt sich das Rohteil 46 in die Nut 17a" ein. Im Zuge der Weiterbewegung der beweglichen Rollbacke 12a rotiert das Rohteil 46 um einen Drehpunkt 50' an dieser RoIlbacke, während sich die ortsfeste Rollbacke 12a in das Rohteil eindrückt, um einen neuen bogenförmigen Gewindeabschnitt 52 zu prägen. Bei fortlaufendem Rollvorgang bewegt sich also das Rohteil 46 nacheinander durch sämtliche Nuten 17a der beiden gegenüberliegenden Rollbacken 12a hindurch, wobei fortlaufend begrenzte Rotationen um die Kanten der Nuten 17a herum erfolgen, und nicht, wie bei herkömmlichen Gewinderolloperationen, um eine Längsachse 60 des Rohteils herum. Während der Rolloperation verbleibt die Längsachse 60 parallel zu den Nuten 17a und damit senkrecht zur Vorschubrichtung beider Rollbacken.

In Fig. 19 ist ein solches Gewinde, welches durch die vorbeschriebenen Rollbacken 12a entstanden ist, in einem vergrößerten Querschnitt dargestellt. Dieser

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Schnitt geht durch eine Ebene 19-19 der Schraube 6a aus Fig. 5, also durch den zylindrischen Schaft 4 des Rohteiles aus Fig. 2. Der Fuß 8a bzw. Kern des Gewindes wird von sieben sich schneidenden Kreisbögen 62, 64, 66, 68, 70, 72 und 74 von gleicher Länge gebildet, deren Kreismittelpunkte 61, 63, 65, 67, 69, 71 und 73 jeweils am Schnittpunkt der beiden dieser Kreisbögen liegen, welche am weitesten von ihm entfernt' sind. Der Kreismittelpunkt 61 vom Kreisbogen 62 liegt also auf dem Schnittpunkt zwischen den Kreisbögen 68 und 70, der Kreismittelpunkt 63 des Kreisbogens 64 auf dem Schnittpunkt zwischen den Kreisbögen 70 und 72, usw.

Die Kreisbögen des Scheitels 10a des Gewindes sind sieben relativ lange Kreisbögen 80, 82, 84, 86, 88, 90 und 92 von gleicher Länge. Jeder dieser Kreisbögen 80 - 92 ist konzentrisch zu je einem der Kreisbögen 62 - 74 angeordnet. In Fig. 19 ist ein Radius. R für den längeren Kreisbogen 84 gezeichnet. Zum Gewindescheitel 10a gehören aber auch noch kurze Kreisbögen 81, 83, 85, 87, 89, 91 und 93 von gleicher Länge, welche die gewindeschneidenden Kämme des Gewindes bilden und jeweils zwei benachbarte lange Kreisbögen 80, 82, 84, usw. miteinander verbinden. Diese kurzen Kreisbögen haben einen Radius r, welcher der Gewindetiefe entspricht. Somit hat beispielsweise der Kreisbogen 85 seinen Kreismittepunkt am Schnittpunkt 73, der Kreisbogen 87 am Schnittpunkt 61 usw. Beim beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren werden die Scheitel-Kreisbögen 80, 82 usw. sowie die dazu konzentrischen Fuß-Kreisbögen 62, 64 usw. von der Rollbacke eingerollt, welche der Rollbacke gegenüberliegt, die das Rohteil 64 augenblicklich als Drehpunkt benutzt. Dagegen werden die kurzen Kreisbögen 81, 83 usw. der

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gewindeschneidenden Kämme der fertigen Schraube durch die Rollbacke gerollt, welche das Rohteil gerade als Drehpunkt benutzt.

Im vorliegenden Beispiel beträgt das Maß dieser gewindeschneidenden Kämme etwa 0,06 mm, gemessen im Radius zwischen einem Kreisbogen um die Längsachse 60 und einer Tangente an den langen Kreisbögen 80, 82, usw. Unter der Voraussetzung, daß das Rohteil gerade mit vollem Gewinde und an einer Stelle der Rollbacken gerollt wird, wo die Nuten 17a etwa 0,2 mm tief sind, dann beträgt die Länge der Seitenflächen 28 und 30 etwa 0,45 mm, ein Maß, welches sowohl die Gewindetiefe als auch den Wert des Radius¹ r bestimmt. Dieses Maß stimmt mit der Tiefe des fertigen Gewindes am Ende 26 der Rollbacken 12a überein, welche zuvor für das gegebene Beispiel mit 0,45 mm angegeben worden war.

Während die vorhergehende Beschreibung in Verbindung mit parallel zueinander bewegten und plattenförmigen Rollbacken. 12a durchgeführt wurde, muß noch erwähnt werden, daß die querliegenden Nuten 17, 17a usw. auch an anderen bekannten Rollwerkzeugen vorgesehen werden können. So zeigt Pig. 20 ein bekanntes zylindrisches Rollwerkzeug 100 und ein feststehendes bogenförmiges Rollgesenk 101, beide mit Nuten 17b ausgerüstet, welche parallel zur Rotationsachse des Rollwerkzeuges 10Ö und so angeordnet sind, daß ein unzentrisches Gewinde gemäß Fig. 19 entsteht. Ein ähnliches Werkzeug zeigt Fig. 21 mit zwei zylindrischen Rollwerkzeugen 102 und 103, die sich um parallele Rotationsachsen 104 und 105 drehen. Beide Rollwerkzeuge 102 und 103 sind über etwa zwei Drittel ihres gesamten Umfanges mit parallelen Nuten 17e besetzt.

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Während alle beschriebenen Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen selbstschneidenden Schrauben in ihrem Fußquerschnitt ein 7-eckiges Polygon bilden, beschränkt sich die Erfindung als solche nicht auf ein Siebeneck. Vielmehr ist es im Rahmen der Erfindung durchaus möglich, die Ro11werkzeuge mit Nuten zu versehen, welche Schraubenquerschnitte herstellen, die aus einer größeren oder kleineren ungeraden Anzahl von Kreisbögen umschlossen sind.

Zusammenfassend offenbart die Erfindung unter anderem ein Verfahren zur Herstellung einer selbstschneidenden Schraube mit einem durch ein Kreisbogen-Vieleck begrenzten Querschnitt aus einem Rohteil mit kreisförmigem Querschnitt. Das Rohteil wird zwischen Rollwerkzeugen gerollt, welche mit einer Reihe von parallel zur Längsachse des Rohteils und in Abständen zueinander angeordneten Nuten. besetzt sind. Diese Nuten bilden in sich jeweils einen stumpfen Winkel, der groß genug ist, daß das Rohteil während des Gewindeformvorganges in diese Nuten eintaucht und wieder herausrollt. Das so hergestellte Gewinde bildet in seinem Fußquerechnitt ein Polygon aus einer ungeraden Anzahl sich schneidender Kreisbögen und in seinem Scheitelquerschnitt ein Polygon aus einer gleichen Anzahl von Kreisbögen, welche konzentrisch zu den Kreisbögen des Fußquerschnittes liegen. Die Kreisbögen am Scheitel werden untereinander jeweils durch einen kleineren, gewindeschneidenden Bogen bzw. Kamm verbunden, dessen Radius im wesentlichen gleich der Gewindetiefe ist.

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Claims

Ansprüche

1. Selbstschneidender Schraubenkörper mit einer Längsachse und einer um die Längsachse herum verlaufenden Außenfläche, welche ein Gewinde trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde in seinem Fußquerschnitt ein aus einer ungeraden Anzahl sich schneidender Kreisbögen (62 ...) zusammengesetztes Polygon bildet und einen Scheitelquerschnitt mit eine.: gleichen Anzahl längerer Kreisbögen (80 ...) besitzt, die jeweils konzentrisch zu den Kreisbögen des Fußquerschnittes liegen; daß der Kreismittelpunkt (61 ...) von jeweils zwei konzentrischen Kreisbögen (62 ..., 80 ...) an Fuß und Scheitel annähernd im Schnittpunkt zweier Fuß-Kreisbögen (68, 70) liegt, die am weitesten von diesen konzentrischen Kreisbögen entfernt sind; und daß die Scheitel-Kreisbögen (80 ...) durch Gewindeschneidkämme (81 ...) verbunden sine.

2. Schraubenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisbögen" (62 ..., 80 ...) am Fuß bzw. am Scheitel des Gewindes jeweils untereinander annähernd gleiche Länge besitzen.

3. Schraubenkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet," daß die Gewindeschneidkämme (81 ...) Kreisbögen sind, deren Radius annähernd gleich der Gewindetiefe ist.

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BAD CHiGiMAL

4. Schraubenkörper nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch ein sich verjüngendes Ende.

5. Verfahren zur Herstellung eines Schraubenkörpers aus einem Rohteil mit einer Längsachse sowie einer um diese Achse rotationssymmetrisch angeordneten Außenfläche, nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Außenfläche ein Gewinde eingerollt wird, welches einen polygonalen Querschnitt mit einer ungeraden Anzahl von Gewindeschneidkämmen aufweist; und daß die Rolloperation mittels zueinander beweglicher Rollwerkzeuge (12 ...) erfolgt, welche mit Zwischenräumen parallel zur Längsachse (60) des Rohteiles (46) angeordnete Nuten (17 ...) aufweisen, über die das Rohteil abrollt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,, daß jede dieser Nuten (17 ...) gegenüberliegende Seitenflächen (28, 30) aufweist, welche zwischen sich einen stumpfen Winkel einschließen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der stumpfe Winkel in der Größenordnung um 12o liegt.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Nuten (17 ...) in Abrollrichtung des Rohteiles (46) eine progressiv abnehmende Tiefe (38 ...) aufweisen.

9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollwerkzeuge (12 ...) während der Rolloperation an den Nuten (17 ...) Rotationszentren (5(L>—büderT.

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10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche zylindrisch ist.

11. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche konisch ist.

12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 5 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnitts-Polygon aus Kreisbögen (62 ...) gleicher Länge gebildet wird; und daß der Abstand zwischen den Nuten (17 ...) annähernd der Länge eines dieser Kreisbögen entspricht.

13. Rollwerkzeug zum Gewinderollen an einem Rohteil mit kreisförmigem Querschnitt in Verbindung mit einem Gegen-Ro11werkzeug, mit gegenüber der Vorschubrichtung beim Rollen geneigten, Gewindegänge formenden Vorsprüngen, deren Neigungswinkel dem Steigungswinkel des zu rollenden Gewindes entspricht, zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 5 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollwerkzeug (12 ...) durch Zwischenräume getrennte Nuten (17 ...) besitzt, welche durch die Vorsprünge (13 ...) hindurch und senkrecht zur Vorschubrichtung (44) verlaufen.

14. Rollwerkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jede dieser Nuten (17 ...) gegenüberliegende Seitenwände (28, 30) aufweist, die zwischen sich einen stumpfen Winkel einschließen.

15. Rollwerkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der stumpfe Winkel mindestens in der Größenordnung um 120° liegte

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16. Rollwerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche

13 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (17 ...) sich vom Einlaufende (20 ...} des Ro11Werkzeuges (12 ...) her über etwa die Hälfte bis zu zwei Dritteln der Gesamtlänge des Rollwerkzeuges erstrecken.

17. Rollwerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche

13 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (17 ...) in Richtung vom Einlaufende C20 ...) zum entgegengesetzten Ende des Rollwerkzeuges zunehmend flacher werden.

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