Schraube mit selbstfurchendem Gewinde

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraube mit selbstfurchendem Gewinde aus einem gehärteten legierten Kohlenstoffstahl mit Legierungszusatz und einer harten Spitze.

Eine derartige Schraube ist in der DE 103 59 679 B3 beschrieben.

Wenn eine derartige Schraube zum Bohren und zum Gewindefurchen verwendet wird, dann wird die Schraube einer erheblichen Belastung ausgesetzt, die die Schraube normalerweise so stark erwärmt, dass während des Bohrvorgangs ein kontinuierlicher Rückgang der Härte eintritt, was sich vor allem im Bereich der Bohrspitze nachteilig auswirkt und die Verwendbarkeit einer derartigen Schraube erheblich einschränkt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schraube gemäß den ein- gangs erwähnten Angaben zu schaffen, die bei ihrer Verwendung, also beim Bohren und Einfurchen, ihre notwendige Härte trotz erheblicher Temperaturzunahme behält und damit in einem weiten Bereich uneingeschränkt einsetzbar ist. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, dass die Spitze durch beim Lochformen erfolgende Erwärmung der Schraube und ein dabei entstehendes Anlassen eine Här- tezunahme auf Grund des Legierungszusatzes aufweist.

Als Legierungszusatz kommen folgende Elemente mit bestimmten Gewichtsprozenten in Frage, nämlich

Vanadium mit 0,1 bis 0,85 Gewichtsprozenten Wolfram mit 0,05 bis 4,0 Gewichtsprozenten und Kobalt mit 0,01 bis 10,0 Gewichtsprozenten.

Aufgrund Einbeziehung der vorstehend genannten Elemente in einen Legierungszusatz ergibt sich der überraschende Effekt, dass bei der Benutzung der Schraube und der damit einhergehenden unvermeidbaren Erwärmung zunächst die Härte der Spitze geringfügig nachlässt, dann aber im Bereich von Temperaturen von 480° C bis ca. 600° C die Schraube und damit die Spitze ihre ursprüngliche Härte wieder erreicht, womit also die bei den bekannten Schrauben entstehende Unwirksamkeit wegen starker Härteabnahme vollständig vermieden wird.

Es sei ergänzend darauf hingewiesen, dass der Legierungszusatz außer den genannten Elementen natürlich auch weitere bekannte und übliche Stoffe enthalten kann, insbesondere auch diese, die oben im Zusammenhang mit dem Stand der Technik genannt sind, die für die Veredelung von Stahl häufig angewendet werden. Der jeweilige Legierungszusatz enthält dann üblicherweise nicht nur einen oder mehrere der vorstehend angegebenen drei Elemente, sondern darüber hinaus auch noch weitere Stoffe, die sich erfahrungsgemäß günstig hinsichtlich der Kor- rosionsbeständigkeit und Festigkeit von Stahl auswirken.

Bei dem Lochausformen kann es sich um ein Bohren oder ein Lochausweiten handeln, so dass die Spitze eine Bohrspitze oder eine lochausformende Spitze sein kann.

Die Härtesteigerung der Spitze bei Herstellung der Schraube erfolgt zweckmäßig derart, dass nach dem Härten die Spitze bis maximal ca. 480° C angelassen wird. Um eine weitere Härtesteigerung (Randhärte) der Spitze zu ermöglichen, wird zweckmäßig die Spitze zusätzlich aufgekohlt oder karbonitriert.

Das oben erwähnte Anlassen der Schraube beim Lochausformen ist dann ein zusätzlicher Vorgang, der erst dann eintritt, wenn die Schraube verwendet wird.

In der Figur ist in einem Diagramm dargestellt, wie sich die Härte von bekannten Schrauben und der erfindungsgemäßen Schraube bei zunehmender Erwärmung verhält.

Die Figur zeigt ein Diagramm des Verlaufes der Härte einer bekannten Schraube und der erfindungsgemäßen Schraube. Auf der Abszisse des Diagramms ist die jeweilige Temperatur ⁰ C dargestellt, auf der Ordinate der sich jeweils einstellende Härtegrad HRC. Dabei zeigt die Linie 1 den Verlauf des Härtegrades bei bekannten Schrauben ohne den besonderen Legierungszusatz und die Linie 2 den Verlauf der Härte der erfindungsgemäßen Schraube. Daraus ergibt sich, dass mit zunehmender Temperatur die bekannte Schraube bereits bei 350° ihre ursprüngliche Härte verloren hat und demgemäß dann auch nicht mehr in der Lage ist, mit der erforderlichen Effektivität zu bohren und zu furchen. Demgegenüber zeigt die Linie 2 den Verlauf des Härtegrades der erfindungsgemäßen Schraube, der zunächst bei der Benutzung mit zunehmender Temperatur geringfügig abfällt und im Bereich von 480° C bis ca. 600° C wieder ansteigt (Sekundärhärte). Bei max. ca. 600° C liegt etwa auch die beim Bohren und Furchen mit der Schraube üblicherweise erreichte Temperatur. Infolgedessen kann die erfindungsgemäße Schraube die an sie gestellten Anforderungen ohne weiteres auch bei hoher Belastung erfüllen.