Verfahren zum Herstellen einer Schraube mit einem Schraubenkopf mit gekreuzten Schlitzen

Abstract

 Eine Schraube weist zum schrägen Ansetzen eines Schraubenziehers einen Kopf (1) auf, der unterhalb eines kugelkalottenförmigen Berei­ches (5) einen etwa zylinderscheibenförmigen Bereich (6) aufweist und mit sich kreuzenden Schlitzen (7,8) versehen ist, die etwa viertel­kugelkalottenförmige Teile (10) begrenzen. Die nach innen abgebogenen abgerundeten inneren Spitzenbereiche (11) dieser Teile (10) überragen in deren Fußbereichen ausgebildete ringförmige Einziehungen (12), deren Umfangswinkel etwa 45° betragen und die einen von den Schlitzen (7,8) geteilten Raum etwa in Form einer flachdrückten Hohlkugel be­grenzen. Zur Herstellung dieser Schraube wird auf den Kopfbe­reich eines im wesentlichen zylindrischen Abschnittes aus Draht mit mindestens einem Stempel (16) derart Druck ausgeübt, daß durch Schubumformung zunächst in dem Kopfbereich des Schraubenrohlings eine zentrale, im Querschnitt runde Ausnehmung (17) und die sich auf dieser kreuzenden Schlitze ausbildet. Anschließend werden die durch die weiterhin tiefer eingedrückten Schlitze (7,8) voneinander getrennten Teile (10) mit etwa viertelkreisförmigem Profil unter Wölbung der inneren abgerundeten Kanten nach außen mit einer kugelkalottenförmigen Form versehen -.

Beschreibung

[0001] 

[0002] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Schraube mit einem Schraubenkopf mit gekreuzten Schlitzen, deren Flanken einen Hinterschnitt aufweisen, bei dem auf den Schraubenkopf mit einem verformenden Werkzeug ein in axialer Richtung wirkender Druck ausgeübt wird.

[0003] Schraubenköpfe mit mit einem Hinterschnitt versehenen, sich kreuzenden Schlitzen sind bekannt und ermöglichen den schrägen Ansatz eines Kreuz-Schraubenziehers, so daß sich die Schrauben auch dann eindrehen lassen, wenn der Schraubenzieher nicht fluchtend mit dem Schraubenschaft in die Kreuzschlitze einge­führt werden kann. Die hinterschnittenen Flanken verhindern dabei, daß der Schraubenzieher bei einem schrägen Ansatz von den Flanken abgleitet und in den Kreuzschlitzen keinen Halt findet.

[0004] Bei der Herstellun von Schraubenköpfen mit mit einem Hinter­schnitt versehenen gekreuzten Schlitzen besteht das Problem, daß sich ein formendes Werkzeug wegen des Hinterschnitts überhaupt nicht oder nur mit Schwierigkeiten aus den Schlitzen entfernen läßt.

[0005] Aus der DE-GMS 81 14 236 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Schraube aus Preßguß hergestellt wird, wobei dann die Form­stücke, die die sich kreuzenden hinterschnittenen Schlitze bilden, seitlich aus dem Schraubenkopf herausgezogen werden müssen. Dieses bekannte Verfahren zum Herstellen von Schrauben mit hinterschnittenen gekreuzten Schlitzen ist daher sehr kompliziert und aufwendig.

[0006] Bei einem aus der GB-PS 21 49 348 bekannten Verfahren der ein­gangs angegebenen Art wird eine Schraube mit einem Schrauben­kopf mit gekreuzten Schlitzen durch ein Gießverfahren herge­stellt, wobei der aus einem kaltverformbaren Metall gegossene Schraubenrohling gekreuzte Schlitze mit zueinander parallelen geraden Flanken und eine kugelkalottenförmige Kappe aufweist. Die die sich kreuzenden Schlitze seitlich begrenzenden Teile der kugelkalottenförmigen Kappe werden anschließend durch einen Stempel in der Weise einwärts gedrückt, daß sich ein etwa zylinderabschnittförmiger Kopf mit Hinterschnitte aufweisenden sich kreuzenden Schlitzen ergibt. Auch dieses Verfahren zum Herstellen einer Schraube ist relativ aufwendig, da zunächst ein Schraubenrohling gegossen und dieser anschließend mit einem Stempel umgeformt werden muß.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art anzugeben, nach dem sich in einfacherer und wirt­schaftlicherer Weise Schrauben mit Schraubenköpfen herstellen lassen, die mit mit Hinterschnitten versehene gekreuzte Schlitze aufweisen.

[0008] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der gat­tungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß ein im wesentlichen zylin­drischer Abschnitt aus Draht o.dgl. asl Schraubenrohling in eine Matrize eingesetzt und auf dessen Kopfbereich mit mindestens einem Stempel derart Druck ausgeübt wird, daß durch Schubumfor­mung zunächst in dem Kopfbereich des Schraubenrohlings eine zen­trale im Querschnitt runde Ausnehmung und die sich auf dieser kreuzenden Schlitze ausgebildet und anschließend die durch die weiterhin tiefer eingedrückten Schlitze voneinander getrennten Teile mit etwa viertelkreisförmigem Profil mit Wölbung der inne­ren abgerundeten Kanten nach außen mit einer kugelkalottenförmi­gen Kopfform versehen werden.

[0009] Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich der Schrauben­schaft im wesentlichen in einem Arbeitsschritt durch Schubumfor­mung mit einem entsprechend ausgebildeten Stempel mit einem Schraubenkopf versehen, dessen gekreuzten Schlitze Hinterschnit­te aufweisen, deren Form etwa den inneren Wandungen des Randbe­reiches eines von einer flachgedrückten Hohlkugel begrenzten Raumes entsprechen. Diese Hinterschnitte ermöglichen den schrä­gen Ansatz eines Kreuzschraubenziehers, ohne daß dieser beim Aufbringen des Eindrehmoments abrutscht, weil die überragenden oberen Gegenflanken dem Schraubenzieher den notwendigen Halt geben.

[0010] Die ein Abrutschen verhindernden Hinterschnitte bilden sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren im Kreuzungsbereich der Schlitze dadurch aus, daß die durch die sich kreuzenden Schlitze zunächst abgeteilten Teile mit etwa viertelkreisförmigem Querschnitt nach außen gedrängt werden, wobei die oberen inneren Kantenbereiche nach innen abgedrückt werden und sich deren inneren abgerundeten Kanten nach außen wölben. Die hinterschnittenen Bereiche bilden sich somit nicht unmittelbar an den Flanken der Kreuzschlitze, sondern an den abgerundeten inneren Kanten der Teile mit etwa viertelkreisförmigem Profil zwischen den sich kreuzenden Stegen aus.

[0011] Zweckmäßigerweise wird der Druck mit einem Stempel ausgeübt, der derart mit einer napfförmigen Ausnehmung mit einem kreuzförmigen Profil mit mittlerem vorspringenden Dorn versehen ist, daß die zwischen den das kreuzförmige Profil bildenden Stegen abgeteil­ten, sich zunehmend ausbildenden etwa viertelkugelkalottenförmi­gen Teile mit ihren Köpfen gegen den kuppelförmig gewölbten Grund der napfförmigen Ausnehmung stoßen und unter Ausbildung eines von den Bereichen der Spitzen der viertelkugelkalotten­förmigen Teile überragten Raumes in Form einer flachgedrückten Hohlkugel nach außen gewölbt werden.

[0012] Zweckmäßigerweise wird der Kopfbereich des Schraubenrohlings in einem ersten Schritt durch einen Stempel etwa kegelstumpfförmige verformt. Nach diesem ersten Schubumformungsschritt erfolgt dann die weitere Verformung des Kopfbereiches in der vorstehend be­schriebenen Weise.

[0013] Ein nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellter Schraubenkopf weist im Bereich des Grundes der sich kreuzenden Stege nach außen gewölbte Randbereiche auf. Zweckmäßigerweise wird daher der Schraubenkopf in einem dritten Schritt mit einem den Randbereich abtrennenden Schnitt versehen. Dieser Schnitt kann durch ein Stanzwerkzeug ausgeführt werden. Durch diesen Schnitt wird von dem Schraubenkopf ein äußerer ringförmiger Bereich abgetrennt, so daß dieser ein ansehnlicheres Aussehen mit einem unteren zylinderscheibenförmigen Bereich erhält.

[0014] Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah­rens mit einer Matrize weist einen Stempel mit einer napfförmi­gen Ausnehmung mit kuppelförmig gewölbtem Grund auf, die durch ein kreuzförmiges Profil unterteilt ist, das aus sich kreuzenden Stegen besteht, deren Stirnseiten in einer Ebene im Grenzbereich zwischen dem kuppelförmig gewölbten Grund und einem äußeren durch eine im wesentlichen zylindrische Wand begrenzten Bereich liegen, wobei im Kreuzungsbereich der Stege ein mit einer flachen Spitze versehener Dorn angeordnet ist.

[0015] Die Erfindung betrifft weiterhin eine Schraube mit einem Kopf, der unterhalb eines kalottenförmigen Bereiches einen etwa zylin­derscheibenförmigen Bereich aufweist und mit etwa viertelkalot­tenförmige Bereiche abteilenden, sich kreuzenden Schlitzen ver­sehen ist, wobei die nach innen gebogenen abgerundeten inneren Spitzenbereiche der viertelkugelkalottenförmigen Teile in den Fußbereichen ausgebildete ringnutenförmige Einziehungen über­ragen, deren Umfangswinkel etwa 45° betragen und die einen von den Schlitzen geteilten Raum etwa in Form einer flachgedrückten Hohlkugel begrenzen.

[0016] Die inneren oberen Spitzenbereiche der viertelkugelkalottenför­migen Teile des Schraubenkopfes sind zweckmäßigerweise etwa hohl­kegelig angefast. Diese Anfasungen begünstigen die Neigung des schräg angesetzten Schraubenziehers. Diese Anfasungen bilden sich bei der Herstellung mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die flachkegelige Spitze des zentralen Dorns des Stempels aus.

[0017] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schraube, dessen mit einem Kreuzschlitz versehener Kopf teilweise geschnitten ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Kopf der Schraube nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Unteransicht des Stempels zur Herstellung der Schraube nach den Fig. 1 und 2,

Fig. 4 bis 9 unterschiedliche aufeinanderfolgende Unformungen des Kopfbereiches des Schrauben­rohlings bis zur Ausbildung des Schraubenkopfes.

[0018] Die aus den Fig. 1 und 2 ersichtliche Schraube besteht aus einem Schraubenkopf 1 und einem Schaft 2, der aus einem mit einem Ge­winde versehenen Teil 3 und einem gewindefreien Bereich 4 be­steht, der sich zwischen dem Gewinde und dem Kopf 1 befindet. Der Kopf 1 besteht aus einem oberen eine Kappe bildenden kugel­kalottenförmigen Teil 5 und einen an diesen anschließenden etwa zylinderscheibenförmigen Bereich 6. Der Schraubenkopf ist mit sich rechtwinkelig kreuzenden Schlitzen 7, 8 versehen, die durch Nuten mit zueinander parallelen und rechtwinkelig auf dem Nut­grund stehenden Flanken gebildet sind. Der Schraubenkopf ist in der Schraubenachse mit einer im Querschnitt runden Ausnehmung 9 versehen, auf der sich die Schlitze kreuzen. Die Schlitze 7, 8 unterteilen den oberen Bereich des Schraubenkopfes in vier viertelkugelkalottenförmige Teile 10. Die inneren Spitzenberei­che 11 dieser viertelkugelkalottenförmigen Teile sind nach innen gebogen und überragen in deren Fußbereichen ausgebildete ring­nutenförmige Einziehungen 12. Die Umfangswinkel der inneren Kanten dieser ringnutenförmigen Einziehungen betragen etwa 45°. Die ringnutenförmigen Einziehungen begrenzen einen von den Schlitzen geteilten Raum der durch Ausbauchungen gebildet ist und etwa die Form einer flachgedrückten Hohlkugel hat. Die obe­ren inneren Spitzenbereiche der viertelkugelkalottenförmigen Teile sind oberhalb der ringnutenförmigen Einziehungen mit hohl­ kegeligen Fasen 14 versehen.

[0019] Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schraube wird aus einem im wesentlichen zylindrischen Abschnitt aus Draht o.dgl. herge­stellt, der einen Schraubenrohling bildet.

[0020] Zur Herstellung des Schraubenkopfes dient eine in den Fig. 4 bis 9 nur angedeutete Matrize 15 und ein Stempel 16.

[0021] Der Stempel 16 besitzt eine napfförmige Ausnehmung 17 mit kuppel­förmig gewölbtem Grund 18. Die napfförmige Ausnehmung 17 ist durch ein sich kreuzendes Profil unterteilt, das aus sich kreuzenden Stegen 19 besteht. Die Stirnseiten dieser Stege 19 liegen in einer Ebene im Grenzbereich zwischen dem kuppelförmig gewölbten Grund der napfförmigen Ausnehmung und einem äußeren durch eine im wesentlichen zylindrische Wand begrenzten Bereich. Im Kreuzungsbereich der Stege 19 ist ein zentraler Dorn 20 mit einer flachen kegeligen Spitze vorgesehen. Die Spitze dieses Dorns 20 liegt etwa im Bereich der Ebene des flachen Randes des Stempels 16.

[0022] Die einzelnen Schritte während der Umformung des Kopfbereichs des Schraubenrohlings zu dem Schraubenkopf sind aus den Fig. 4 bis 9 ersichtlich.

[0023] Der Schraubenrohling wird in eine sacklochartige Ausnehmung der Matrize 15 eingesetzt.

[0024] In einem ersten Umformungsschritt wird mit einem nicht darge­stellten Stempel der Kopfbereich des Schraubenrohlings zylinder­stumpfförmig verformt. Diese zylinderstumpfförmige Verbreiterung 21 ist aus Fig. 4 ersichtlich.

[0025] Die weitere Verformung dieses kegelstumpfförmigen Kopfbereiches zu dem Schraubenkopf erfolgt mit dem Stempel 16. Zunächst greift beim Absenken des Stempels 16 die flachzylindrische Spitze des zentralen Dorns 20 in der Mitte der oberen Kreisfläche des kegel­stumpfförmigen Teils 21 an. Durch weiteres Eindrücken des Dorns kommen nachfolgend auch die sich kreuzenden Stege 19 des Stempels zum Angriff. Durch die sich kreuzenden Stege 19 werden Teile mit etwa viertelkreisförmigen Querschnitt abgeteilt und in der aus Fig. 6 ersichtlichen Weise nach außen gebogen. Beim weiteren Niederdrücken des Stempels 16 stoßen diese Teile mit viertelkreisförmigem Querschnitt auf den kuppelförmig gewölbten Grund der Ausnehmung des Stempels 16 und werden dadurch nach außen geschoben, wobei sich die inneren Kanten dieser Teile in der aus den Fig. 7 und 8 ersichtlichen Weise zunehmend aus­bauchen. Ist der Stempel, wie aus Fig. 8 ersichtlich, vollstän­dig niedergedrückt, haben sich die Teile mit etwa kreisförmigem Querschnitt zu etwa viertelkugelkalottenförmigen Teilen umge­formt. Dabei hat sich in dem inneren Kantenbereich dieser viertelkugelkalottenförmigen Teile ein Raum ausgebildet, dessen Form etwa einer flachgedrückten Hohlkugel entspricht. Die Fasen 14 sind durch die flachkegelige Spitze des Dorns 20 geformt worden.

[0026] Nach der Ausformung des Kopfes mit dem Werkzeug 16 wird der äußere Rand des Schraubenkopfes durch ein Stanzwerkzeug weg­gestanzt, so daß die aus den äußeren Enden der sich kreuzenden Schlitze herausgepreßten Randbereiche entfernt sind und der Schraubenkopf einen unteren flachzylindrischen Bereich hat.

[0027] Der in der vorstehenden Weise mit einem Schraubenkopf versehene Schaft des Schraubenrohlings wird anschließend in üblicher Weise mit einem Gewinde versehen.

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen einer Schraube mit einem Schraubenkopf mit gekreuzten Schlitzen, deren Flanken einen Hinterschnitt aufweisen,
      bei dem auf den Schraubenkopf mit einem verformenden Werkzeug ein in axialer Richtung wirkender Druck ausgeübt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein im wesentlichen zylindrischer Abschnitt aus Draht o.dgl. als Schraubenrohling in eine Matrize eingesetzt und auf diesen Kopfbereich mit mindestens einem Stempel derart Druck ausgeübt wird, daß durch Schubumformung zunächst in dem Kopfbereich des Schraubenrohlings eine zentrale, im Querschnitt runde Ausnehmung und die sich auf dieser kreuzenden Schlitze ausgebildet und anschließend die durch die weiterhin tiefer eingedrückten Schlitze voneinander getrennten Teile mit etwa viertelkreisförmigem Profil unter Wölbung der inneren abgerundeten Kanten nach außen mit einer kugelkalottenförmigen Form versehen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck mit einem Stempel ausgeübt wird, der derart mit einer napfförmigen Ausnehmung mit einem kreuzförmigen Profil mit mittlerem vorspringenden Dorn versehen ist, daß die zwischen den das kreuzförmige Profil bildenden Stegen abgeteilten, sich zunehmend ausbildenden etwa viertelkugelkalottenförmigen Teile mit ihren Köpfen gegen den kuppelförmig gewölbten Grund der napfförmigen Aus­nehmung stoßen und unter Ausbildung eines von den Be­reichen der Spitzen der viertelkugelkalottenförmigen Teile überragten Raumes in Form einer flachgedrückten Hohlkugel nach außen gewölbt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfbereich des Schraubenrohlings in einem ersten Schritt durch einen Stempel kegelstumpfförmig verformt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Schraubenkopf in einem dritten Schritt mit einem den Randbereich abtrennenden Schnitt versehen wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Matrize und einem Stempel, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel eine napfförmige Ausneh­mung mit kuppelförmig gewölbtem Grund aufweist, die durch ein kreuzförmiges Profil unterteilt ist, das aus sich kreuzenden Stegen besteht, deren Stirnseiten in einer Ebene im Grenzbereich zwischen dem kuppelförmig gewölbten Grund und einem äußeren durch eine im wesentlichen zylindrische Wand begrenzten Bereich liegen, und daß im Kreuzungsbereich der Stege ein mit einer flachen Spitze versehener Dorn angeordnet ist.

6. Schraube mit einem Kopf, der unterhalb eines kugelkalotten­förmigen Bereiches einen etwa zylinderscheibenförmigen Bereich aufweist und mit etwa viertelkugelkalottenförmige Bereiche abteilenden, sich kreuzenden Schlitzen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die nach innen gebogenen abgerundeten inneren Spitzenbereiche der viertelkugelkalot­tenförmigen Teile in den Fußbereichen ausgebildetre ring­nutenförmige Einziehungen überragen, deren Umfangswinkel etwa 45° betragen und die einen von den Schlitzen geteil­ten Raum etwa in Form einer flachgedrückten Hohlkugel begrenzen.

7. Schraube nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren oberen Spitzenbereiche der viertelkugelkalotten­förmigen Teile etwa hohlkegelig angefast sind.

Zeichnung