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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von ungeschweissten Ketten.
Es ist bekannt, die Glieder von ungeschweissten Ketten, deren jedes aus zwei aufeinander senkrecht stehenden Augen besteht, aus stabförmigen Werkstücken so herzustellen, dass die Endteile dieser stabförmigen Werkstücke in mehreren Phasen zu sogenannten Halbaugen umgestaltet werden, wobei, wenn die Augen der Kettenglieder sehr enge sein sollen, mindestens das eine der beiden Halbaugen erst ausgebildet wird, wenn das Werkstück durch das letzte Glied der schon fertigen Kette hindurchgesteckt worden ist, worauf der die beiden Halbaugen verbindende Teil des Werkstückes kreisförmig zu einem Auge zusammengebogen wird, so dass die beiden Halbaugen aufeinanderfallen und zusammen das zweite Auge des Kettengliedes bilden.
Der schwierigste Teil des Verfahrens zur Herstellung derartiger Ketten war bisher die rationelle Ausbildung der Halbaugen, da es hiezu einer weitgehenden Formänderung der Endteile des stabförmigen Ausgangsstückes bedurfte und man trachten musste, diese Halbaugen, insbesondere bei grösseren Kettenstärken, die eine Umbildung des Werkstückes in Glühhitze erfordern, in einer Hitze zu gewinnen. Dazu wurden bisher folgende Verfahren vorgeschlagen :
Um für die Ausbildung der Halbaugen die nötige Materialmenge an den Enden der stabförmigen Ausgangswerkstücke bereitzustellen, wurden die Endteile zunächst durch Stauchen verdickt, die verdickten Enden dann verbreitert, in Gesenken in die Form der Halbaugen gepresst, dann gelocht und schliesslich von dem Grat befreit.
Ein Nachteil dieses Verfahrens lag darin, dass das Gefüge des Werkstückmaterials bei dem Prägen, das einen hohen Druck erforderte, derart geschädigt wurde, dass darunter die Festigkeit der Kette litt ; überdies konnten die Prägewerkzeuge den hohen Beanspruchungen, nicht lange standhalten, so dass sie immer schon nach kurzer Zeit ersetzt werden mussten. Bei'einem andern Verfahren, bei dem es sich übrigens um die Herstellung von Kettengliedern mit langen Augen handelte, wurden die Endteile der stabförmigen Werkstücke zunächst verbreitert und dann von beiden Seiten mittels keilförmiger Werkzeuge gespalten, worauf die gespaltenen Teile auf einen Erweiterungsdorn aufgetrieben wurden, um eine Vorform für die Halbaugen zu gewinnen, die dann durch Pressen in Gesenken fertiggestellt wurden.
Bei diesem Spaltverfahren wurden die beiden Spalthälften in ihrem Gefüge weitgehend geschwächt, und es konnte beim Auftreiben auf den Erweiterungsdorn das Entstehen von Haarrissen nicht vermieden werden. Ketten mit langen Gliedern sind übrigens für technische Zwecke nicht geeignet. Ein weiteres Verfahren bestand darin, dass die Endteile durch einen Schervorgang gespalten wurden, indem zwei Längshälften jedes Endteiles des Ausgangswerkstückes entlang einer Längssymmetrie-Ebene senkrecht zur Längsrichtung gegeneinander verschoben wurden, wobei aber die Enden selbst im Zusammenhang blieben.
Die so gespaltenen Endteile wurden dann in der Ebene des Spaltes halbkreisförmig gebogen und die beiden Endteile auseinandergeklappt, so dass sich eine ringförmige Vorform für jedes Halbauge ergab, die dann durch Pressen im Gesenk in die Endform der Halbaugen überführt wurde. Dieses zuletzt erwähnte Verfahren hat sich insbesondere für kleinere Kettenstärken ganz gut bewährt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist aber ein Verfahren, das auf anderm Wege sehr gute Ergebnisse erzielen lässt, u. zw. dadurch, dass die Endteile des stabförmigen Ausgangswerkstückes durch Eintreiben eines keilförmigen Werkzeuges mit einer länglichen tiefgreifenden Einkerbung versehen werden, wodurch das Werkstückmaterial zu beiden Längsseiten des Werkstückes in einer für die Formgebung günstigen Weise und ohne Schädigung des Materialgefüges in die Breite auseinandergetrieben wird.
Es empfiehlt sich vor oder nach diesem Einkerben des Materials, die Endteile der Werkstücke durch Stauchen zu verdicken, mitunter auch nach dem Verdicken noch breitzupressen, so dass schon von vorneherein die entsprechende Materialmenge und eine günstige Materialverteilung an den Endteilen des Werkstückes vorhanden ist. Diese Einkerbung der Endteile des Materials kann auch durchgeführt werden, wenn die Endteile des Werkstückes halb-oder viertelkreisartig oder ähnlich gebogen sind, u. zw. wird dann das Einkerben von der Scheitelseite dieser Bögen her vorgenommen.
In jedem Fall wird dann der verhältnismässig dünne taschenförmige Boden dieser Einkerbung in gleicher oder entgegengesetzter Richtung, als der Keil eingetrieben worden war, durch ein besonderes Werkzeug durchgestossen, wobei sich nur ein geringer Materialabfall ergibt, und bei entsprechender Wahl der Stelle, an der dieser Boden der Einkerbung abgetrennt wird, eine Schädigung des zum Tragen bestimmten Materials nicht eintritt.
Handelt es sich um bogenförmig gekrümmte Endteile der Werkstücke, wie oben erwähnt, so trägt das rückläufige Ausstossen des Taschenboden dazu bei, die beiden gebogenen Spalthälften im Sinne eines Auseinanderklappens auseinanderzudrängen, wodurch der darauffolgenden Gesenkpressarbeit vorge- arbeitet wird. Will man Kettenglieder mit möglichst engen Augen herstellen, so werden alle Stauchung- oder Verbreiterungsmassnahmen an den Endteilen des Werkstückes erst dann ausgeführt, nachdem das
Werkstück durch das jeweils letzte Glied des fertiggestellten Kettenstückes durchgesteckt worden ist.
Weitere Einzelheiten des Verfahrens sollen an Hand der im folgenden beschriebenen drei Aus- führungsformen geschildert werden.
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Die einzelnen Phasen dieser Ausführungsformen sind in der Zeichnung dargestellt, iL zw. zeigen die Fig. 1-10 die erste, die Fig. 11-22 die zweite und die Fig. 23-37 die dritte Ausführungsform des Verfahrens.
Bei der ersten Ausführungsform wird ein rundstabförmiges Werkstück 1 zunächst, wie Fig. 1 zeigt, in eine U-ähnliche Form gebogen und zwischen zwei Backen 2 und 3 derartig eingespannt, dass die Endstücke (wie die rechte Seite der Fig. 1 zeigt) frei herausragen. Die Gesenkbacke 2 besitzt für jedes Endstück des Werkstückes 1 einen konvexen Teil 4, über den das Endstück gebogen werden soll. Dieses Biegen geschieht durch ein Gesenk 5, das in einem Schlitten gelagert ist, der gegen die Backe 2 hin gedrückt werden kann, wobei das Gesenk 5 schliesslich mit dem Endstück des Werkstückes 1 in Eingriff kommt. Dieses Gesenk 5 besitzt eine Nut 6, die nach einer konkaven Kurve gekrümmt ist, welche der konvexen Form des Teiles 4 der Backe 2, die gleichfalls eine Nut 7 enthält, entspricht.
Das Gesenk 5 ist in dem Schlitten drehbar gelagert, u. zw. derart, dass es um den Mittelpunkt des Kreisbogens, nach welchem ein Teil der Nut 6 gekrümmt ist, gedreht werden kann. Sowie das Gesenk 5 auf das Endstück des Werkstückes auftrifft, wird es beim weiteren Niedergehen des Schlittens durch irgendeinen zwangläufigen Mechanismus im Sinne des Pfeiles 8 gedreht, so dass das Endstück durch das sich drehend niederbewegende Gesenk 5 um den Teil 4 der Backe 2 herum gebogen wird, wobei aber durch den lotrechten Druck des Gesenkes gleichzeitig ein Stauchen dieses Endstückes stattfindet. Fig. 2 zeigt die Endstellung des niedergedrückten Gesenkes 5, wobei es in eine solche Lage gekommen ist, dass seine Nut 6 auf die Nut 7 des konvexen Teiles 4 passt.
Die Werkstückenden 9 sind jetzt kreisbogenartig oder ähnlich gebogen, und der Mittelteil10 ist unverändert geblieben, also schwach gekrümmt, u. zw. in einer Ebene, die mit der Ebene der kreisbogenartig gekrümmten Endstücke 9 zusammenfällt. Durch das Biegen bei gleichzeitigem Stauchen sind die Endstücke 9 gegenüber dem Mittelteil10 verdickt worden. Das Gesenk 5 kann in der Mitte der Nut eine Längsrippe enthalten, die auf dem Scheitelteil der Werkstückenden 9 eine Längsnut eindrückt, die dem später zur Wirkung kommenden Spaltwerkzeug eine genaue Angriffs- . führung bietet.
In dem Zustand, in dem sich das Werkstück 1 nun befindet (Fig. 2), wird es (wenn es sich nicht um ein erstes Kettenglied handelt) durch das Auge 11 des zuletzt fertiggestellten Kettengliedes hindurchgesteckt (Fig. 3) und wird in ein Gesenk eingelegt, welches in Fig. 4 im Querschnitt dargestellt ist. Dabei liegt jedes kreisartig gebogene Endstück 9 auf einer mit einem länglichen Loch 12 versehenen Unterlage 13 auf, und mit dieser Unterlage arbeitet ein keilförmiges Werkzeug 14 zusammen, durch welches das Werkstückende in der in Fig. 4 dargestellten Weise gekerbt wird, wobei das durch die Keilkante herausgedrückte Material in Form einer Tasche 15 mit den beiden auseinandergedrängten Hälften 9' und 9"noch in Zusammenhang bleibt.
Der Keilwinkel des an der Schneide gelegenen Teiles des Werkzeuges 14 ist spitzer als der Keilwinkel des sich daran anschliessenden Teiles, wodurch ein verstärktes Auseinanderdrängen der beiden Hälften 9'und 9"des Werkstückes bewirkt wird.
Beim nächsten Arbeitsgange werden, wie die Fig. 5 und 6 in Seitenansicht bzw. in Querschnitt zeigen, die kreisartig gebogenen Endstücke 9 des Werkstückes reiterartig auf keilförmigen Lochmatrizen 16 aufgesetzt und das taschenartig herausgedrückte Material 15 wird durch einen Lochstempel 7 ? rück- läufig zwischen den beiden Hälften 9'und 9"durchgedrückt und abgetrennt. Bei diesem Durchdrücken des Materials 15 spreizt sich dieses, bevor es sich mit seinen Rändern von den Hälften 9'und 9"lostrennt, auseinander und drängt die beiden Hälften 9'und 9"weiter auseinander, als dies durch den Keil 14 geschehen war, und so kann erreicht werden, dass die beiden Hälften 9'und 9"nach dem Durchdrücken des Materials 15 um einen Winkel von 90 und darüber voneinander abstehen.
Auf diese Weise ist das weitere Aufklappen und Fertigpressen der Augenhälften in Gesenken, wie sie in den Fig. 7 und 8 in. zwei zueinander senkrechten Schnitten dargestellt sind, bedeutend vereinfacht, weil der Pressstempel 18 die schon sehr weit auseinandergeklappten Hälften 9'und 9"ohne weiteres bis zu 1800 auseinanderklappen und in das Gesenk 19 pressen kann.
Man sieht also, dass das Kerben und Spalten der Endstücke 9 durch die in den Fig. 4 und 6 dargestellten zwei Phasen ein sehr weitgehendes Auseinanderklappen der beiden Hälften zur Folge hat, so dass keine weiteren Massnahmen zum Auseinanderdrängen der beiden Hälften der Endstücke erforderlich sind. Dabei sind die verwendeten Werkzeuge so gestaltet, dass sie den auftretenden Beanspruchungen ganz leicht standhalten können, und auch das Werkstückmaterial wird nicht ungünstig beeinflusst, so dass Schwächungen nicht zu befürchten sind.
Die Fig. 9 zeigt, wie das mit den beiden Halbaugen versehene Werkstück zu einem fertigen Kettenglied zusammengebogen wird. Das Werkstück wird zwischen zwei Backen 20 und 21, die eine dem fertigen
Kettenglied entsprechende Profilierung aufweisen, so eingelegt, dass die beiden Halbaugen, die jetzt mit 22,23 bezeichnet werden sollen, senkrecht zu den Druckflächen der Backen 20, 21 stehen. Wenn nun die beiden Backen im Sinne der Pfeile 24, 25 gegeneinandergedrüekt werden, so biegt sich der schon vorgebogene Mittelteil10 des Werkstückes immer mehr und mehr zusammen, wobei sich die Halbaugen 22 und 23 zu den sich einander nähernden Backen 20 und 27 schräg stellen, wie dies in Fig. 9 gestrichelt gezeichnet ist.
Sind die beiden Backen 20 und 21 gänzlich aufeinandergetroffen, so liegen die beiden Halbaugen 22 und 23 gänzlich aneinander, und der Mittelteil 10 bildet ein vollkommen geschlossenes Auge. Um dabei
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'ein regelmässiges Zusammenbiegen des Mittelteiles. 10 zu sichern, wird an diesen Mittelteil von jeder Seite her ein Dorn 26 (vgl. auch Fig. 10) angelegt, welche Dorne gewissermassen eine Biegesehablone bilden sollen. Da aber der Mittelteile nicht an Ort und Stelle gebogen wird, wie Fig. 9 erkennen lässt, sondern während des Biegens auch seine Gesamtlage ändert, so müssen die Biegedorne 26 diese Lageänderung mitmachen, und dies geschieht durch zwangläufige oder kraftschlüssige Mechanismen, die verschiedenartig ausgebildet werden können.
Dabei ist zu beachten, dass, wenn die beiden Backen 20 und 21 sich symmetrisch gegeneinander bewegen, die Biegedorne 26 sich in der Symmetrieebene zwischen den beiden Backen geradlinig bewegen müssen. Ist die Maschine so ausgeführt, dass einer der Backen stillsteht und der andere sich ihm nähert, so müssen die Biegedorne 26 eine schräge oder kurvenförmige Bewegung ausführen. Es handelt sich dabei eben nur darum, dass die Biegedorne die entsprechende relative Bewegung im Verhältnis zu den Biegebacken ausführen, wodurch gewährleistet ist, dass das Biegen des Mittelteiles 10 des Werkstückes immer in innigem Zusammenhange mit den Dornen 26 geschieht.
Die Fig. 11-22 zeigen die einzelnen Phasen einer andern Ausführungsform des Verfahrens.
Dabei wird das ursprünglich geradlinige stabförmige'Ausgangswerkstück zunächst U-förmig gebogen, wie dies Fig. 11 zeigt. Die Endstücke 27 dieses U-förmigen Stabes, die von dem Mittelstück 28 ausgehen, werden dann, nachdem das Werkstück durch das eine Auge eines fertigen Kettengliedes hindurchgesteckt worden ist, in ihrer Längsrichtung gestaucht, so dass sich die in Fig. 12 dargestellte Form ergibt.
Hierauf werden die gestauchten Endstücke um einen Viertelkreis nach aussen gebogen, wie dies Fig. 13 zeigt. Dann werden diese Endstücke 27 mittels keilförmiger Werkzeuge 29, deren eine Ecke schräg abgeschnitten ist und die in einem in der Zeichnung nicht dargestellten Pressenstempel gelagert sind, während das Werkstück in einem entsprechend gestalteten, vorzugsweise prismatischen Gesenk liegt, in ihrer Längsrichtung tief eingekerbt.,
Wird nämlich das in Fig. 13 dargestellte, in seinem Mittelteil gekröpfte und an den Enden abgebogene Werkstück auf eine Auflage mit prismatischer Nut für den Mittelteil und für die Endteile aufgelegt, so ist jede Verdrehung des Werkstückes ausgeschlossen, und es ist auch die richtige Lage zu dem Kerbwerkzeug gewährleistet.
Da der Querschnitt des Randes dieser keilförmigen Werkzeuge 29, wie Fig. 15 zeigt, keilförmig ist, so werden die beiden Hälften 27'und 27"der Endstücke 27 bei diesem Kerbvorgang auseinandergetrieben, und es wird auch hier wieder ein taschenförmiges Stück 30 des Materials durch die Kerbwerkzeuge29 herausgedrängt, das aber mit den Spalthälften 27'und 27"noch im Zusammenhang bleibt. Die Fig : 15 und 16 zeigen das Werkstück mit den gespaltenen und auseinandergeklappten Spalthälften im Querschnitt bzw. in Draufsicht.
Dann werden die gekerbten Endstücke 27, wie Fig. 17 zeigt, weitergebogen, wobei die Materialtasche 30 zum Teil abgesprengt wird, zum Teil aber auch mithilft, die Spalthälften 27'und 27"weiter auseinanderzuklappen, als dies schon durch die Werkzeuge 29 geschehen ist. Das gänzlich Abtrennen der Materialtaschen 30 und ein weiteres Auseinanderklappen wird durch einen keilförmigen Stempel 31 mit Zapfen 32 (siehe auch die Seitenansicht in Fig. 18) bewirkt. Die Fig. 19 zeigt das Werkstück, dessen abgebogene und gespaltene Enden mit den Stempeln 31, 32 bearbeitet worden sind, in Draufsicht.
Nun hat das Werkstück eine Gestalt erhalten, bei welcher die gespaltenen Enden in Gesenken 33 (Fig. 2) zu den ebenen Halbaugen 34 gepresst werden können, so dass das Werkstück dann die in Fig. 20 in Seitenansicht und in Fig. 21 in Draufsicht dargestellte Form erhält. Dieses Werkstück wird dann zwischen die beiden Backen 35 gelegt, die hier uni einen Zapfen 36 gegeneinandergeklappt werden können, wobei der Mittelteil des Werkstückes, ebenso wie dies an Hand der Fig. 9 geschildert worden ist, zu einem Auge des Kettengliedes zusammengebogen wird, während die beiden Halbaugen 34 so weit gegeneinander bewegt werden, bis sie dicht aneinanderliegen und das zweite Auge des Kettengliedes bilden.
Der Unterschied dieser Ausführung des Verfahrens gegenüber der zuerst geschilderten besteht darin, dass das Stauchen und Abbiegen der Endstücke 27 des Werkstückes nicht in einem Arbeitsgang ausgeführt wird, sondern dass zuerst gestaucht und dann abgebogen wird. Weiters wird das Abbiegen zunächst in einem geringeren Mass ausgeführt, dann durch ein keilartig wirkendes Werkzeug das Spalten vorgenommen, worauf erst das Abbiegen bis ungefähr zur Halbkreisform fortgesetzt wird. Diese Vorgangsweise hat mitunter Vorteile, weil das Werkstück auf seiner prismatischen Unterlage oder in seinem prismaischen Gesenk während des Kerbens genauer gehalten werden kann.
Schliesslich wird die beim Kerben sich bildende Materialtasche 30 nicht durch ein Werkzeug losgetrennt, das in entgegengesetzter Richtung wirkt wie das Kerbwerkzeug, sondern in der gleichen Richtung, wodurch das Umdrehen des Werkzeuges erspart wird. Schliesslich bewegen sich die beiden Backen, die das Kettenglied zusammenbiegen, zangenartig um einen Zapfen und nicht parallel zueinander wie bei der zuerst geschilderten Ausführungsform, was eine höhere Genauigkeit der Formung des Kettenauges ermöglicht.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 23-37 wird gleichfalls ein rundstabförmiges Ausgangswerkstück, wie es Fig. 23 zeigt, verwendet. Dieses wird zunächst, wie die Fig. 24 und 25 zeigen, in der Mitte etwas gekröpft und an den Enden breitgedrückt. In diesem Zustand kann das Werkstück durch das letzte fertige Kettenglied hindurchgesteckt, werden. Die breitgedrückten Endteile 37 werden nun zwischen zwei gegeneinandergedrückten Flächen mittels in axialer Richtung wirkender Stauehstempel 38
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gestaucht, so dass sie noch weiter verbreitert werden und die in den Fig. 26,27 und 28 in Seitenansicht,
Querschnitt und Draufsicht dargestellte ovale Form erhalten.
Dann wird, wie die Fig. 29 und 30 in Seitenansicht und Querschnitt zeigen, ein längliches, keilförmiges Werkzeug 39 von der einen Flachseite her in die Endteile 37 eingedrückt, wodurch eine Einkerbung 40 mit einem taschenartigen Boden 41 entsteht. Durch Eintreiben dieses Werkzeuges 39 werden die Endteile 37 noch weiter verbreitert.
Hierauf wird dieser taschenförmige Boden 41 der Einkerbung 40, wie die Fig. 31, 32 und 33 in Seitenansicht, Querschnitt und Draufsicht zeigen, mittels eines im Querschnitt länglichen Stanzstempels 42 durchgestossen, u. zw. hier in der gleichen Richtung, in der das keilförmige Werkzeug 39 ein- gedrjickt worden war. Hiedurch erhalten die Endteile 37 eine oval-ringförmige Vorform, die, wie die Fig. 34 und 35 in Seitenansicht und Draufsicht zeigen, mittels eines Stempels 43 in der Längsrichtung derart breitgedrückt werden, dass sie die Kreisform erhalten. Die nunmehr kreisringförmigen Endteile 37 werden dann durch Pressen im Gesenk in die in Fig. 36 in Seitenansicht und in Fig. 37 in Draufsicht dargestellte Endform der Halbaugen gebracht.
Das Zusammenbiegen des Werkstückes zu einem fertigen Kettenglied erfolgt dann in ähnlicher Weise, wie dies bei den früheren Ausführungsformen bereits beschrieben worden ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von ungeschweissten Ketten aus Gliedern mit zwei aufeinander senkrecht stehenden Augen, wobei die vorzugsweise verdickten Endteile des durch ein Auge des letzten vorher fertiggestellten Kettengliedes durchgesteckten, stabförmigen Ausgangswerkstückes zu Halbaugen umgeformt und die Halbaugen unter Zusammenbiegen des vorzugsweise schon etwas vorgebogenen Mittelteiles des Werkstückes bis zum gegenseitigen Anliegen gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Endteile des Werkstückes durch ein keilförmiges Werkzeug mit einer tiefen Einkerbung versehen werden, deren Boden von einer verhältnismässig dünnen Materialtasche gebildet wird, die dann durchgestossen wird, worauf die so entstandene Augenöffnung erweitert und damit eine Vorform für die Halbaugen gebildet wird,
die durch Pressen im Gesenk in die endgültige Halbaugenform gebracht wird.