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Verfahren zur Formung eines Stempels zur Herstellung einer als Angriffsfläche für den Schrauben- zieher dienenden Aussparung in Schraubenköpfen.
Die Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren zur Formung eines Stempels zur Herstellung einer als Angriffsfläche für den Schraubenzieher dienenden Aussparung in Schraubenköpfen.
Gemäss der Erfindung wird das Ende einer Stahlstange bis zur möglichst nahen Gestaltung an die herzustellende Aussparung umgeformt und dann der so vorgeformte Stempel in eine, die genaue Form der herzustellenden Aussparung enthaltende Matrize getrieben, um ihn auf die endgültige Grösse und Gestaltung zu bringen.
Vorteilhafter Weise wird das Ende einer Stahlstange derart abgedreht, dass ein aus einem flachen Absatz herausragender, den Hauptabmessungen der Aussparung ungefähr entsprechender, konischer Ansatz (Kern) mit abgerundeter Spitze entsteht, an dessen Aussenseite längs seiner Erzeugenden durch einen Fräser Ausnehmungen erzeugt werden, zwischen denen der Form der Aussparungen entsprechende Flügel verbleiben, worauf der Kern in eine die genaue Form der Aussparung enthaltende Matrize eingeschlagen wird.
In den Zeichnungen stellt Fig. 1 eine Stange aus Metall dar, u. zw. vor den Arbeitsgängen, weiche den Stempel erzeugen ; Fig. 2 zeigt denselben Stab nach Abdrehen in einer Drehbank, um daran den Stempelkern zu bilden ; Fig. 3 zeigt das Verfahren des Einfräsens der Vertiefungen ; Fig. 4 ist eine Ansicht auf das Ende des noch unvollständig geformten Stempels, wie er aus dem Verfahren nach Fig. 3 hervorgeht ; Fig. 5 und die folgenden Figuren sind alle im vergrösserten Massstab und Fig. 5 zeigt den unvollständig geformten Stempel, welcher im Begriff ist, in die Matrize eingetrieben zu werden, welche im senkrechten Mittelschnitt dargestellt ist. Fig. 6 ist ein Grundriss der Matrize ; Fig. 7 ist eine Seitenansicht des fertiggestellten Stempels und Fig. 8 eine Aufsicht desselben.
Es ist schon vorgeschlagen worden, Schrauben mit andern Aussparungen, in welche eine bestimmte Form des Schraubenziehers eingreift, herzustellen als mit der üblichen Querkerbe. Von diesen Vorschlägen ist eine Aussparung von kreuzförmigem Querschnitt besonders geeignet.
Die Gestalt der Aussparung, welche jetzt bei solchen Schrauben hergestellt wird, ist im wesentlichen gleich derjenigen, welche in der Matrize der Fig. 6 gezeigt ist und besteht aus vier symmetrisch angeordneten Flügelschlitzen, welche von einer zentralen Öffnung radial ausgehen. Die Flügelschlitze verjüngen sich in der Länge von einem Maximum am Kopfe der Schraube im wesentlichen auf die Grösse der Öffnung am Boden der Aussparung, bleiben aber im wesentlichen gleichmässig in der Weite an ihren Ecken, indem sie sich jedoch verdicken, um sich mit dem Mittelpunkt zu verschmelzen. Die Wände der Flügelschlitze und die Wände der mit ihnen in Verbindung stehenden Oberfläche haben vorzugsweise eine Folge von mehr flachen oder ebenen Flächen als gekrümmten.
Es ist gezeigt worden, dass diese sehr wünschenswert sind und in der Tat besonders beim Halten des Schraubenziehers in dem Schlitz, wenn erheblicher Widerstand gegenüber dem Einziehen der Schraube ausgeübt wird.
Aussparungen der Art, wie sie beschrieben sind, werden roh auf den Schraubenköpfen gebildet bis zu einer gewissen Stufe in dem Herstellungsverfahren durch Halten der Schraube auf einem geeigneten Ambos und Aufbringen eines geeignet gestalteten Stempels bis zur der gewünschten Tiefe in das Metall des Kopfes, während es kalt ist. Dieser Vorgang greift sowohl das Metall der Schraube als auch das Metall des Stempels ausserordentlich an. Der Stempel muss entsprechend den Aussparungen in der Schraube erhaben gestaltet sein und mit Rücksicht auf die Abnutzung bei dem Ver-
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fahren und die kleine Abmessung werden die Stempel sehr schnell verbraucht.
Sie müssen genau in der Grösse und Gestalt sein, so dass die Anpassung der Aussparung an den Schraubenzieher eine solche ist, dass die Schraube an dem Ende des Schraubenziehers festgehalten werden kann zur Einführung der Schraube an schwer zugängliche Stellen. Das bedeutet, dass keine wesentliche Abweichung in der Grösse der Aussparung und also des Stempels zulässig ist.
Im Hinblick auf die schnelle Abnutzung der Stempel ist ein Verfahren erforderlich, um sie leicht, billig und schnell herzustellen. Die üblichen Schlossereiverfahren sind nicht anwendbar, um den Stempel fertigzustellen, wegen der ebenen oben erwähnten Flächen, welche in den Hohlräumen zwischen den Flügeln bestehen müssen und weil diese Flächen eine allgemeine Ausschrägung oder Erweiterung von der Spitze zur Rundfläche des Stempels haben.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden die üblichen Sehlossereiverfahren zuerst benutzt, um eine entwickelte Stempelgestalt zu formen, welche darauffolgend und durch ein zusätzliches Verfahren verwandelt wird zu der gewünschten genauen Endform, welche auch in bezug auf Härte und Struktur des Metalles verbessert ist.
Ein Metallblock wird benutzt, aus welchem der Stempel geformt wird, vorzugsweise Werkzeugstahl, welcher in kurze Längen eines Stabes 10 geschnitten ist, wie die Fig. 1 zeigt. Er ist vorzugsweise rund und hat einen geeigneten Durchmesser, um in dem Stempelmaschinenkopf gehalten zu werden.
Durch Drehen auf einer Drehbank wird er mit einem im wesentlichen flachen Absatz 11 versehen, welcher einen vom Mittelpunkt herausragenden verjüngten Kern 12 hat, dessen Aussenfläche als durch Rotieren eines Flügels eines fertiggestellten Stempels um seine Achse entstanden gedacht werden kann.
Um abwechselnd Flügel und Vertiefungen vorzusehen, u. zw. je vier, wird ein Fräser 14 geeigneter
Konstruktion in eine Fräsmaschine gebracht und die Stange 10 wird in eine Schraubenklobe herangebracht, so dass das Werkzeug längs einer Achse unter einem kleinen Winkel zu der senkrechten Achse der Stange und des Kernes steht. Die Achse des Werkzeuges liegt zwischen der Achse der Stange und der geneigten Oberfläche des Kernes. Mit geeignetem Abstand von dem Mittelpunkt des Kernes wird der Endfräser axial bewegt, um jede geneigte Vertiefung 15 wesentlich bis zur Tiefe des Absatzes 11 einzuschneiden. Die Stange wird um 900 für jeden darauffolgenden Schnitt gedreht, bis der halbfertiggestellte Stempel geformt ist gemäss den Fig. 3 und 4, dessen sämtliche Oberflächen gekrümmt und diejenigen der Vertiefungen 15 ausgedreht sind.
Die Oberflächen 16 der Flügel sind im horizontalen Schnitt ausgedreht und im Vertikalschnitt gekrümmt gemäss der vorher bestimmten Gestalt der Flügel. Mit Rücksicht auf den Winkel, unter welchem der Fräser vorwärts bewegt wird, vergrössern sich die Kanten der Flügel des noch unvollständigen Stempels in der Breite von der Spitze bis zum Grunde, wie dies aus den Fig. 3,4 und 5 zu sehen ist, obwohl dies nicht bei dem fertiggestellten Stempel gewünscht ist.
Um die endgültige Gestalt des Stempels hervorzubringen, wird er mittels einer hydraulischen Presse od. dgl. in eine Matrize getrieben, in welcher die Aussparungen, genau den gewünschten in den Schrauben entsprechend, eingearbeitet sind. Aus Fig. 5 und 6 ist ersichtlich, dass die Matrize in einem Block 20 aus geeignetem Metall geformt ist, welcher ausgehöhlt ist, um die Flügelaussparungen 21 zu bilden, welche die flachen Oberflächen 22 besitzen, die sich bei 23, wie gezeigt, verjüngen und die flachen Zwischenflächen 24 und 25, die sich ebenfalls, wie gezeigt, verjüngen. Axial zu der Matrize ist eine Bohrung 26 vorgesehen, um einen freien Raum für die Spitze des Stempels zu schaffen, welcher freie Raum auch für die Führung einer Ausstossstange, falls erforderlich, dient.
Die Menge des Metalls in dem roh fertiggestellten Kern des Stempels ist etwas grösser, als normalerweise in den Aussparungen der Matrize aufgenommen wird, wodurch eine geringfügige Zusammenpressung und Stauchung des Metalls als auch eine Veränderung seiner Gestalt während des Eintreiben des Stempels in die Matrize verursacht wird. Jeglicher zufällige erheblicher Überschuss des Metalls wird in die Bohrung 26 getrieben. Der rohe Kern wird so entsprechend der genau gewünschten Grösse und Gestaltung geformt. Die Zusammenpressung des Metalls verdichtet und härtet es, obgleich der Stempel bei seiner Endbearbeitung vor der Benutzung durch geeignete Wärmebehandlung gehärtet wird.
Es ist aus verschiedenen Gründen als sehr wünschenswert gefunden worden, dass der Übergang der Oberflächen der Aussparungen in dem Schraubenkopf mit der äusseren Oberfläche des Kopfes in einem Bogen von geringer Krümmung erfolge. Da es sonst schwierig wäre, solch einen Bogen zu formen, nachdem die Aussparung geschlagen und der Schraubenkopf geformt ist, werden an dem Stempel die Ausrundungen an der Verbindung jeder seiner Flächen mit dem ebenen Absatz 11 angebracht.
Solch ein Bogen ist roh bei 28 in Fig. 2 zu sehen, wo er nur am Grunde der äusseren Flächen der Flügel wirksam sein wird. In den Fig. 3,4 und 5 ist zu ersehen, dass die Verbindungen der hohlen oder ausgedrehten Vertiefungen mit dem Absatz 11 ziemlich scharf sind, obgleich eine Ausrundung durch entsprechend Gestaltung des Fräsers gegeben werden könnte. Die endgültige Ausrundung bei allen diesen Übergängen wird jedoch durch die Matrize geformt, welche selbst eine entsprechende Ausrundung aller dieser Übergänge hat, wo jegliche Fläche der Aussparung die obere Fläche des Blockes 20 durchschneidet, wie es bei 29 ersichtlich ist.
Die Krümmung an dem Übergang der Stempelflächen in den Stempelansatz kann Füllstücken gleichen, die den Stempel an jenem Punkt seiner Beanspruchung verstärken, wo diese auf den grösseren
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Querschnitt der Stange übertragen wird. Sie haben daher die zusätzliche Funktion, den Stempel zu verstärken, aber auch an der Schraube eine erhebliche Verbesserung im Aussehen, in der Wirkung und in der Herstellung zu bewirken.
Obwohl der Vorgang des Formens des Stempels durch Eintreiben desselben in eine Matrize als ein Kaltverfahren beschrieben worden ist, kann es trotzdem für grössere Stempel wünschenswert sein, den roh gestalteten Stempel zuerst zu erhitzen, um seine Formung in der Matrize zu erleichtern, dabei die Abnutzung an der Matrize zu verringern und dadurch ihre Lebensdauer wesentlich zu erhöhen. Da eine endgültige Härtung durch Wärmebehandlung für den Stempel auf irgendeine Art notwendig ist, ist diese Erhitzung nicht von Schaden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Formung eines Stempels zur Herstellung einer als Angriffsfläche für den Schraubenzieher dienenden Aussparung in Schraubenköpfen, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende einer Stahlstange bis zur möglichst nahen Gestaltung an die herzustellende Aussparung umgeformt und dann der so vorgeformte Stempel in eine, die genaue Form der herzustellenden Aussparung enthaltende Matrize getrieben wird, um ihn auf die endgültige Grösse und Gestaltung zu bringen.