| Dokumentenidentifikation |
DE10254319B3 16.09.2004 |
| Titel |
Verfahren zum Herstellen einer Schraube mit einer Bohrspitze |
| Anmelder |
Duve Kaltformtechnik GmbH, 58762 Altena, DE |
| Erfinder |
Scanu, Antonio, 58840 Plettenberg, DE |
| Vertreter |
Patentanwälte Schröter und Haverkamp, 58636 Iserlohn |
| DE-Anmeldedatum |
21.11.2002 |
| DE-Aktenzeichen |
10254319 |
| Veröffentlichungstag der Patenterteilung |
16.09.2004 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
16.09.2004 |
| IPC-Hauptklasse |
B21H 3/00
|
| Zusammenfassung |
Ein Verfahren zum Herstellen einer Schraube mit einer Bohrspitze, gebildet aus einem eine Spitze 4 ausbildenden Abschnitt 3 und einem daran anschließenden Gewindeabschnitt, wobei sich das Gewinde 2 bis in den Spitzenabschnitt 3 hinein erstreckt, und zumindest einer in dem Spitzenabschnitt 3 angeordneten und in den Schraubenkern 8 eingreifenden Schabenut 7, 7', ist dadurch bestimmt, dass sowohl das Gewinde 2 der Schraube als auch die zumindest eine Schabenut 7, 7' in einem gemeinsamen Fertigungsschritt durch einen Walzvorgang erstellt werden, wobei das bei dem Vorgang des Einbringens der zumindest einen Schabenut 7, 7' in den Schraubenkern 8 durch das Walzwerkzeug verdrängte Material von dem Schraubenkern 8 über die Spitze 4 weggeführt wird und nach abschließendem Ausbilden der zumindest einen Schabenut 7, 7' abgetrennt wird.
|
| Beschreibung[de] |
|
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Schraube
mit einer Bohrspitze, gebildet aus einem eine Spitze ausbildenden Abschnitt und
einem daran anschließenden Gewindeabschnitt, wobei sich das Gewinde bis in den Spitzenabschnitt
hinein erstreckt, und zumindest einer in dem Spitzenabschnitt angeordneten und in
den Schraubenkern eingreifenden Schabenut.
Schrauben mit Bohrspitzen werden für eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten
benötigt. Beispielsweise werden derartige Schrauben im Holzbau eingesetzt. Diese
Schrauben bestehen aus einem an den Schraubenkopf angeformten Schraubenschaft, der
zumindest in seinem unteren Abschnitt ein Gewinde trägt. Dieser Abschnitt setzt
sich zum Fuß der Schraube hin in einen sich verjüngenden Abschnitt fort, der die
Spitze der Schraube ausbildet. Das Gewinde einer solchen Schraube erstreckt sich
ebenfalls bis in den Bereich des Spitzenabschnitts hinein. Gegensinnig zu dem Gewinde
der Schraube im Bereich des Spitzenabschnittes sind ein oder mehrere Schabenuten,
die Gewindegänge durchtrennend und in den Schraubenkern eingreifend, angeordnet.
Diese Schabenuten dienen zum Entfernen von Material des vorgesehenen Befestigungsgrundes,
ähnlich einem Bohrwerkzeug. Aus diesem Grunde wird eine solche Spitze auch als Bohrspitze
bezeichnet.
Hergestellt wird eine solche Schraube in herkömmlicher Art und Weise
dadurch, dass in einem ersten Schritt die Schraube mit ihrem Gewinde erstellt wird.
Das Gewinde wird durch Walzen eines zylindrischen Rohlings ausgebildet. In einem
zweiten Bearbeitungsschritt werden die bereits mit dem Gewinde versehenen Schrauben
einzeln einer Kerbmaschine zugeführt, mit der die zumindest eine Schabenut in den
Bereich der Spitze durch Fräsen eingebracht wird. Für den Fall, dass mehrere Schabenuten
vorgesehen sind, werden diese in aller Regel gleichzeitig ausgebildet.
Mit diesem Verfahren sind zwar Schrauben mit Bohrspitzen den Anforderungen
genügend herstellbar, jedoch ist das Herstellungsverfahren als solches aufwendig,
insbesondere im Hinblick auf die notwendige Handhabung der einzelnen, bereits mit
einem Gewinde versehene Schrauben zum Zuführen derselben an die Kerbmaschine. Ferner
stellt sich mitunter als Nachteil dar, dass die in aller Regel eingesetzten Kerbmaschinen
zum Einbringen der benötigten Schabenuten nur Rohlinge mit einer bestimmten Maximallänge
bearbeiten können. Wurden Schrauben mit einer Bohrspitze von größeren Längen benötigt,
konnten die Schabenuten allenfalls mit mühsamer Handarbeit eingebracht werden.
In DE 83 29 783 U1
ist eine selbstbohrende und/oder selbstformende Universialschraube mit einem Schaftabschnitt
mit einem Gewinde, das sich bis in den Bereich der geformten Spitze der Schraube
hinein erstreckt beschrieben. Im Bereich der Spitze dieser vorbekannten Schraube
ist eine die Gewindehöhe reduzierende Formzone angeordnet, damit bei einem Einschrauben
dieser Schraube die durch das Gewinde verursachte Reibung reduziert und somit ein
Einschrauben der Schraube erleichtert ist. Bei dieser Formkontur handelt es sich
jedoch nicht um eine Schabenut, mit der zum Ausbilden des Bohrloches Material abgeschabt
wird.
Eine weitere Schraube mit einer Gewindeunterbrechung ist aus
DE 16 95 768 U1 bekannt. In beiden
Dokumenten ist ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer solchen Schraube beschrieben,
bei dem in einem einzigen Walzvorgang sowohl das Gewinde der Schraube als auch die
Gewindeunterbrechung geformt werden kann. Zu diesem Zweck verfügt eine der beiden
miteinander zusammenwirkenden Walzbacken über entsprechende Vorsprünge bzw. Profilierungsnocken.
Mit diesen vorbekannten Verfahren ist es jedoch nicht möglich, in den Schraubenkern
eingreifende Vertiefungen, insbesondere keine solchen zur Ausbildung einer in den
Kern der Schraube hineingreifenden Schabenut herzustellen.
Ausgehend von dem eingangs diskutierten Stand der Technik liegt der
Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Schraube
mit Bohrspitze vorzuschlagen, das nicht nur bezüglich der Herstellung der Schrauben
gegenüber vorbekannten Verfahren vereinfacht ist, sondern mit dem auch Bohrspitzen
bei Schrauben beliebiger Länge ausgebildet werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 gelöst, bei dem sowohl das Gewinde der Schraube als auch die
zumindest eine Schabenut in einem gemeinsamen Fertigungsschritt durch einen Walzvorgang
erstellt werden, wobei das bei dem Vorgang des Einbringens der zumindest einen Schabenut
in den Schraubenkern durch das Walzwerkzeug verdrängte Material von dem Schraubenkern
über die Spitze weggeführt und nach abschließendem Ausbilden der zumindest einen
Schabenut abgetrennt wird, wobei der Schraubenrohling in demjenigen Abschnitt, in
dem die zumindest eine Schabenut eingebracht wird, sich zum Unterstützen des Materialtransportes
zum Wegführen des beim Einbringen der zumindest einen Schabenut in den Schraubenkern
verdrängten Materials während des Schrittes des Einbringens der zumindest einen
Schabenut in einem gegenüber Normalbedingungen weicheren Zustand befindet.
Bei diesem Verfahren wird sowohl das Gewinde als auch die zumindest
eine Schabenut der Schraube in einem gemeinsamen Walzvorgang erstellt. Dies hat
zunächst den Vorteil, dass beide Elemente der Schraube in einem
einzigen Fertigungsschritt ausgebildet werden können. Ferner ist es möglich geworden,
Schrauben beliebiger Länge mit einem Gewinde und einer Bohrspitze auszustatten,
da lediglich der Gewindeabschnitt und der Spitzenabschnitt in die Walzbacken eingebracht
wird und es für den Vorgang des Walzens letztendlich unerheblich ist, ob der an
den Gewindeabschnitt angeformte Abschnitt der Schraube kürzer oder länger ist. Zum
bestimmungsgemäßen Einbringen der zumindest einen Schabenut wird der Walzvorgang
dergestalt ausgeführt, dass das durch das Walzwerkzeug verdrängte Material des Schraubenkerns
beim Ausbilden der zumindest einen Schabenut über die Spitze der Schraube weggeführt
wird. Dadurch ist sichergestellt, dass das durch Ausbilden der zumindest einen Schabenut
verdrängte Material des Schraubenkerns zuvor durch das Walzverfahren gebildete Strukturen,
beispielsweise die Spitze und das Gewinde nicht zerstört. Das über die Spitze weggeführte
Material wird nach Ausbilden der zumindest einen Schabenut abgetrennt. Das Abtrennen
ist zweckmäßigerweise Teil des Walzprozesses, so dass nach Abschluß des Walzvorganges
die Schraube bezüglich ihrer Formgebung fertiggestellt ist. Zum Abführen des durch
Einbringen der zumindest einen Schabenut verdrängten Materials über die Spitze sind
die beiden zum Durchführen des Walzvorganges benötigten Walzbacken im Bereich der
Spitze geringfügig voneinander beabstandet. Dieser Randspalt wird nach Ausbilden
der zumindest einen Schabenut geschlossen, so dass auf diese Weise das weggeführte
Material durch Abscheren abgetrennt wird.
Für den Fall, dass sich im Zeitpunkt des Einbringens der zumindest
einen Schabenut an der Spitze der Schraube eine sich aus bei vorangegangenen Walzschritten
angefallenem überschüssigem Material gebildete Butze befindet, wird das beim Ausbilden
der zumindest einen Schabenut verdrängte Material in die Butze hineingepreßt.
Zum Unterstützen des Prozesses des Wegführens des durch Einbringen
der zumindest einen Schabenut verdrängten Materials des Schraubenkerns wird die
Schraube zumindest in dem Abschnitt, in dem die Schabenut eingebracht werden soll,
bis in den Bereich der Spitze hinein in einen gegenüber Normalbedingungen weicheren
Zustand gebracht, beispielsweise durch thermisches Einwirken. Es ist dann ein Materialfluß
aus dem Bereich der Schraube, in dem die zumindest eine Schabenut eingebracht werden
soll bis in den Bereich der Spitze zum Auspressen des bei diesem Walzvorgang überschüssig
werdenden Materials erleichtert. Zweckmäßig ist es, wenn der Bereich der Schraube,
der sich in dem gegenüber Normalbedingungen weicheren Zustand befinden soll, sich
bereits in diesem Zustand befindet, bevor das oder die Walzwerkzeuge auf diesen
Abschnitt der Schraube einwirken, um die zumindest eine Schabenut auszubilden.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
1: eine schematisierte Darstellung eines
Schraubenrohlings,
2: eine schematisierte Darstellung des
unteren Abschnittes einer Schraube während eines Walzprozesses vor einer Ausbildung
von Schabenuten und
3: der Bereich der Schraube der
2 nach Einbringen von zwei Schabenuten.
Zum Herstellen einer Schraube mit einer Bohrspitze, die ein oder mehrere,
in den Schraubenkern hineinreichende Schabenuten umfaßt, werden das Gewinde und
die Schabenuten in einem einzigen gemeinsamen Walzvorgang an einem Schraubenrohling
1 ausgebildet. Bei dem in den Figuren gezeigten Schraubenrohling
1 handelt es sich um einen stabförmigen Rohling mit zylindrischer Mantelfläche,
an dessen in den Figuren nicht dargestellten Ende ein Schraubenkopf bereits angestaucht
worden ist. In 1 und in den weiteren 2
und 3 ist lediglich der Bereich des Schraubenfußes
in unterschiedlichen Bearbeitungszuständen während des Walzvorganges gezeigt. Die
1 zeigt den Schraubenrohling 1 vor Eintritt
in den zwischen zwei Walzbacken befindlichen Walzspalt eines Walzwerkzeuges.
Die Walzbacken des Walzwerkzeuges sind ausgebildet, dass zunächst
das Gewinde 2 und der Endabschnitt 3 zum Ausbilden einer Spitze
4 ausgeprägt bzw. gebildet werden. Das beim Ausbilden des Endabschnittes
3 zum Formen der Spitze 4 angefallene und nicht benötigte Material
des Schraubenrohlings 1 wird seitlich aus dem wirksamen Bereich der beiden
Walzbacken herausgepreßt und bildet dort eine sogenannte Butze 5. Die Spur
des seitlichen Abschlusses der Walzbacken ist in den Figuren mit den Bezugszeichen
6 gekennzeichnet. Dieses Zwischenstadium zum Erstellen der gewünschten
Schraube mit bereits ausgebildeten Gewinde 2 und der Spitze 4
ist in 2 wiedergegeben.
Beim weiteren Durchlaufen des Walzwerkzeuges wird die zumindest eine
Schabenut in den unteren Abschnitt des in 2 gezeigten
Zwischenproduktes eingebracht. Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass in den unteren Abschnitt 3 zwei Schabenuten
7, 7' eingebracht werden sollen. Dies erfolgt durch entsprechende
Konfektionierung der Walzbacken. Diese sind dergestalt konzipiert, dass die Schabenuten
7, 7' nicht nur die bereits erstellten Gänge des Gewindes
2 durchtrennen, sondern insbesondere in den Schraubenkern 8 eingebracht
werden. Die Schabenuten 7, 7' stellen somit eine Vertiefung in
dem Schraubenkern 8 dar. Beim Einbringen der Schabenuten 7,
7' wird das von den Walzbacken verdrängte Material zum Einprägen der gewünschten
Schabenuten 7, 7' über den Endabschnitt und die Spitze
4 in die Butze 5 abgeführt. Die Butze
5 hat sich im Zuge dieses Prozesses durch Aufnahme des beim Einprägen der
Schabenuten 7, 7' anfallenden überschüssigen Materiales vergrößert
(vgl. 3). Zum Unterstützen dieses Materialtransportes
ist bei dem beschriebenen Walzvorgang Sorge dafür getragen worden, dass das Material
im Bereich des Fußes der Schraube vor dem Einbringen der Schabenuten 7,
7' gegenüber seinem normalen Zustand erweicht ist, da dann ein das überschüssige
Material abführender Materialtransport erleichtert ist. Eine solche Maßnahme zum
Erleichtern des Walzprozesses ist zweckmäßigerweise dann einzusetzen, wenn das Material
des Schraubenrohlings 1 relativ hart ist.
In einem in den Figuren nicht mehr dargestellten Stadium wird nach
Einbringen der Schabenuten 7, 7' die Butze 5 von der
Spitze 4 abgetrennt. Dies erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
dadurch, dass ein zwischen den beiden Walzbacken befindlicher Spalt zum Durchlassen
des beim Einbringen der Schabenuten 7, 7' verdrängten Materials
sich nach Abschluß dieses Walzvorganges schließt, so dass beim weiteren Durchlaufen
der Schraube durch die Walzbacken die Butze 5 selbsttätig abgeschert wird.
Aus der Beschreibung der Erfindung wird deutlich, dass mit dem beschriebenen
Herstellungsprozeß die gewünschten Schrauben auf einfache und insbesondere auch
kostengünstige Art und Weise herstellbar sind. Dabei ist es ohne Relevanz, ob die
Schabenut lediglich im Bereich des die Spitze bildenden verjüngten Abschnittes oder
sich bis in dem Gewindeabschnitt hinein erstreckt.
Ferner ist es für das beschriebene Verfahren unerheblich, ob ein oder
mehrere Schabenuten in den Schraubenkern eingebracht werden.
1
- Schraubenrohling
2
- Gewinde
3
- Endabschnitt
4
- Spitze
5
- Butze
6
- Spur der Walzbacken
7, 7'
- Schabenut
8
- Schraubenkern
|
| Anspruch[de] |
- Verfahren zum Herstellen einer Schraube mit einer Bohrspitze, gebildet
aus einem eine Spitze (4) ausbildenden Abschnitt (3) und einem
daran anschließenden Gewindeabschnitt, wobei sich das Gewinde (2) bis in
den Spitzenabschnitt (3) hinein erstreckt, und zumindest einer in dem Spitzenabschnitt
(3) angeordneten und in den Schraubenkern (8) eingreifenden Schabenut
(7, 7'), dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Gewinde
(2) der Schraube als auch die zumindest eine Schabenut (7,
7') in einem gemeinsamen Fertigungsschritt durch einen Walzvorgang erstellt
werden, wobei das bei dem Vorgang des Einbringens der zumindest einen Schabenut
(7, 7') in den Schraubenkern (8) durch das Walzwerkzeug
verdrängte Material von dem Schraubenkern (8) über die Spitze (4)
weggeführt und nach abschließendem Ausbilden der zumindest einen Schabenut (7,
7') abgetrennt wird, wobei der Schraubenrohling (1) in demjenigen
Abschnitt, in dem die zumindest eine Schabenut (7, 7') eingebracht
wird, sich zum Unterstützen des Materialtransportes zum Wegführen des beim Einbringen
der zumindest einen Schabenut (7, 7') in den Schraubenkern (8)
verdrängten Materials während des Schrittes des Einbringens der zumindest einen
Schabenut (7, 7') in einem gegenüber Normalbedingungen weicheren
Zustand befindet.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bei dem
Vorgang des Erstellens der zumindest einen Schabenut (7, 7') verdrängte
Material des Schraubenkerns (8) einer an der Spitze (4) der Schraube
befindlichen Butze (5) zugeführt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,
dass zum Unterstützen des Materialtransportes zum Wegführen von beim Einbringen
der zumindest einen Schabenut (7, 7') in den Schraubenkern (8)
verdrängten Materials über die Spitze (4) die Schraube in demjenigen Abschnitt
in dem die zumindest eine Schabenut (7, 7') eingebracht werden
soll, bereits in ihrem gegenüber Normalbedingungen weicheren Zustand gebracht worden
ist, bevor das oder die WalzwerkzeugSe auf diesen Abschnitt der Schraube zum Erstellen
der zumindest einen Schabenut (7, 7') einwirken.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen
|
|
|