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Title:
METHOD FOR THE PRODUCTION OF A SCREW, AND SCREW PRODUCED ACCORDING TO SAID METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/059016
Kind Code:
A2
Abstract:
Disclosed is a screw (1) comprising a head (2), a shaft (4) that is provided with a thread (5), and an interior engaging member (3). Said screw (1) is produced in a special method by cold deforming an initial material, ultra high-strength steel being used as the initial material.

Inventors:
Mätzler, Thomas (Im Eberliwies 5, Rebstein, CH-9445, CH)
Rohner, Ernst (Hofäckerenstrasse 30, Thal, CH-9425, CH)
Application Number:
PCT/EP2003/014384
Publication Date:
July 15, 2004
Filing Date:
December 17, 2003
Export Citation:
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Assignee:
SFS INTEC HOLDING AG (Nefenstrasse 30, Heerbrugg, CH-9435, CH)
Mätzler, Thomas (Im Eberliwies 5, Rebstein, CH-9445, CH)
Rohner, Ernst (Hofäckerenstrasse 30, Thal, CH-9425, CH)
International Classes:
C21D7/02; C22C38/06; C22C38/10; C22C38/12; C22C38/14; C21D9/00; (IPC1-7): C21D9/00; C22C38/08
Foreign References:
GB1535775A1978-12-13
EP0674720A11995-10-04
US3904445A1975-09-09
GB2337477A1999-11-24
Attorney, Agent or Firm:
Ludescher, Hans (Patentabteilung SFS Gruppe, Rosenbergsaustrasse 10, Heerbrugg, CH-9435, CH)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Verfahren zur Herstellung einer Schraube, insbesondere einer Schraube für Wende schneidplatten, welche einen Innenangriff aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsmaterial ultrahochfester Stahl eingesetzt wird und dass die Schraube ein schliesslich des Innenangriffes durch Kaltumformen des Ausgangsmaterials gefertigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsmaterial ein ultrahochfester Stahl mit der Zusammensetzung C 0,03, Mo 5,0, Ni 18,5, Co 8,5, Ti 0,6, Al 0,1, Rest Fe, eingesetzt wird.
3. Schraube, insbesondere für Wendeschneidplatten, die aus ultrahochfestem Stahl be steht und einschliesslich des Innenangriffes durch Kaltumformung hergestellt ist.
4. Schraube nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der ultrahochfeste Stahl die Zusammensetzung C 0,03, Mo 5,0, Ni 18,5, Co 8,5, Ti 0,6, Al 0,1, Rest Fe, hat.
Description:
Gegenstand : Verfahren zur Herstellung einer Schraube sowie nach dem Verfahren hergestellte Schraube Beschreibung : Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Schraube, insbesondere einer Schraube für Wendeschneidplatten, welche einen Innenangriff aufweist, sowie eine Schraube.

An sich ist die Fertigung von Schrauben durch Kaltumformen eines Ausgangsmaterials in verschiedenen Varianten bekannt. Probleme gibt es erst bei hochfesten Ausgangsmateri- alien. Hier wird bisher immer davon ausgegangen, dass ausschließlich eine spanende, also materialabarbeitende Fertigung möglich ist. Eine solche Herstellung von Schrauben ist aber mit großem Aufwand und daher auch hohen Kosten verbunden. Der Fachmann ist aber nach wie vor davon überzeugt, dass ab einer gewissen Festigkeit des Ausgangsma- terials eine Herstellung von Schrauben mit Innenangriff, und hier insbesondere relativ kleiner Schrauben, durch Kaltumformung unmöglich ist.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, dieses Vorurteil der Fachwelt zu überwinden und die Möglichkeit der Herstellung von Schrauben mit Innenangriff aus ei- nem hochfestem Material zu schaffen.

Erfindungsgemäß gelingt dies durch ein Verfahren, bei welchem ais Ausgangsmaterial ultrahochfester Stahl eingesetzt wird und bei dem die Schraube einschliesslich des In- nenangriffes durch Kaltumformen des Ausgangsmaterials gefertigt wird.

Es konnte in vielen Versuchsreihen festgestellt werden, dass sich der Fachmann aufgrund der unmöglich erscheinenden Fakten geirrt hat und dass es sehr wohl möglich ist Schrau- ben aus ultrahochfestem Stahl in einem Kaltumformverfahren herzustellen. Solche Schrauben haben gegenüber den durch spanende Bearbeitung hergestellten Schrauben aufgrund optimaler Querschnittsverhältnisse wesentlich bessere Festigkeitseigenschaften.

Bei der bisher für möglich gehaltenen Herstellungsweise konnte gerade der Schlüsselan- griff im Kopf nur so gefertigt werden, indem eine Vorbohrung gemacht werden musste, worauf dann in einem Stossverfahren die Schlüsselkontur hergestellt wurde. Bei der Her- stellung im Kaltumformverfahren hingegen wird die Schlüsselkontur, z. B. ein Innensechs- rund, beim Kaltumformpressvorgang ohne vorheriges Vorbohren hergestellt. Es ist daher die Öffnung für den Schlüsselangriff wesentlich weniger tief auszuführen als dies mit ei- nem Vorbohrvorgang der Fall ist. Am Übergang zwischen Schraubenkopf und Schaft ist daher die Festigkeit wesentlich höher, da mehr Materialdicke zwischen der Öffnung für den Schlüsselangriff und der Außenkontur verbleibt. Die bei einer spanabhebenden Bear- beitung sich ergebenden Schwachstellen sind somit verhindert worden.

Dementsprechend optimale Eigenschaften zur Aufnahme eines großen Drehmomentes und auch zur Erreichung großer Zugfestigkeit ergeben sich bei einer Schraube, insbeson- dere einer Schraube mit Innenangriff für den Einsatz bei Wendeschneidplatten, die aus ultrahochfestem Stahl besteht und durch Kaltumformung hergestellt ist.

Es wurde zwar schon versucht, Schrauben aus hochfestem Stahl zu fertigen, wobei hier bisher Grenzen gesehen wurden, wenn auch ein Innenangriff mitgefertigt werden sollte.

Durch die Erfindung konnte dieses Vorurteil der Fachwelt überwunden werden.

Besonders vorteilhaft bei einem solchen Verfahren und einer nach dem Verfahren herge- stellten Schraube ist es, wenn als Ausgangsmaterial ein ultrahochfester Stahl mit der Zu- sammensetzung C 0,03, Mo 5,0, Ni 18,5, Co 8,5, Ti 0,6, Al 0,1, Rest Fe, eingesetzt wird.

Gerade bei einer solchen Zusammensetzung ist der Fachmann bisher davon ausgegan- gen, dass eine Herstellung im Kaltumformverfahren nicht möglich sei. Durch die vorlie- gende Erfindung konnte das Gegenteil bewiesen werden.

Weitere erfindungsgemäße Merkmale und besondere Vorteile werden in der nachstehen- den Beschreibung anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schraube, teilweise aufgeschnitten dargestellt ; Fig. 2 eine Draufsicht auf den Kopf der Schraube.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Schraube dargestellt, wie sie für die Befestigung von Wendeschneidplatten eingesetzt wird. Natürlich können die erfindungs- gemäßen Maßnahmen in gleicher Weise für Schrauben in anderen Einsatzbereichen an- gewendet werden. Gerade bei Schrauben, die in engen Toleranzen hergestellt werden müssen und vor allem auf Drehmoment und Zug belastet sind, hat sich gezeigt, dass im Kaltumformverfahren hergestellte Schrauben wesentlich besser sind als durch spanabhe- bende Bearbeitung hergestellte Schrauben. Da aber gerade Schrauben aus ultrahochfes- tem Stahl das optimale Ausgangsmaterial für solche Schrauben ist, fertigte man bisher solche Schrauben als Drehteil, weil der Fachmann eine Fertigung im Kaltumformverfahren für schlicht unmöglich hielt.

Eine auf der Zeichnung gezeigte, insbesondere für die Befestigung von Wendeschneid- platten gefertigte Schraube 1 weist einen Kopf 2 und einen mit einem Gewinde 5 verse- henen Schaft 4 auf. Auf den Schaft 4 mit einem Durchmesser D ist das Gewinde 5 mit dem Außendurchmesser D1 aufgerollt. Der Kopf 2 nach Art eines Linsensenkkopfes weist einen Durchmesser D3 auf. Im Kopf 2 ist ein Innenangriff 3 zum Einsatz eines Antriebs- elementes ausgebildet. Bei der Fertigung im Kaltumformverfahren ergibt sich lediglich eine kleine Vertiefung 6 am Grund des Innenangriffes 3. Bei einer bisher bekannten Ferti- gung durch Spanabhebung musste auch bei der Herstellung des Innenangriffes 3 eine Bohrung 7 (strichliert dargestellt) vorab hergestellt werden, die entsprechend tief ausge- bildet sein musste, um anschließend in einem Stossverfahren den Schlüsselabgriff herzu- stellen. Aufgrund der doch unterschiedlichen Abschnitte mit verschiedenen Durchmessern ist ein relativ hoher Umformgrad zu berücksichtigen, wobei dies bisher beim Einsatz von ultrahochfestem Stahl als unmöglich galt.

Bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Verfahren zur Herstellung der Schraube, insbe- sondere eben einer Schraube für Wendeschneidplatten erfolgt die Fertigung durch Kalt- umformen des Ausgangsmaterials, wobei als Ausgangsmaterial ultrahochfester Stahl ein- gesetzt wird, was bisher vom Fachmann als nicht durchführbar angesehen worden ist. Im Rahmen der Erfindung ist jede Art ultrahochfester Stahl durch Kaltumformen des Aus- gangsmaterials zu verarbeiten, jedoch erweist sich im konkreten Falle als Ausgangsmate- rial ein ultrahochfester Stahl mit der Zusammensetzung C 0,03, Mo 5,0, Ni 18,5, Co 8,5, Ti 0,6, Al 0,1, Rest Fe, als besonders geeignet.

Durch die Erfindung ist es ermöglicht worden, eine Schraube, insbesondere eine Schrau- be für Wendeschneidplatten, zu fertigen, die aus ultrahochfestem Stahl besteht und durch Kaltumformung hergestellt ist. Es ergeben sich dadurch wesentliche Verbesserungen in bezug auf die Festigkeit der Schraube.

Beim Verfahren zur Herstellung der Schraube werden wie auch bei anderen Kaltumform- verfahren weitere Verfahrensschritte zum Einsatz kommen, beispielsweise Waschvorgän- ge, Drehvorgänge zum Anfasen, Gleitschleifen, Gewinderollen, Oberflächenbehandlung, Endkontrolle usw.