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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Nieten, Schrauben und anderen bolzenförmigell Werkstücken mit Kopf.
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In den Fig. 1-4 ist a die in der festen Gestellwand angeordnete Matrize, in welcher die Kopfform (11 ausgespart ist, und b der Kopf des hin-und hergehenden Pressschlittens c. Im Schlittenkopf b ist mittels der Schraube d eine Futterbüchse t auswechselbar gehalten, in welcher eine zweite Büchse g verschiebbar geführt ist. Letztere steht unter Wirkung einer Feder h, die bestrebt ist, die Büchse g in die in Fig. 1 gezeichnete Lage vorzudrücken, welche Bewegung durch das als Anschlag dienende innere Ende der Schraube d begrenzt wird. Die Büchse g enthält eine axiale Bohrung i vom gleichen Durchmesser wie der umzuformende Werkstab.
In der Bohrung führt sich ein Druckstift k, der sich mit seinem rück- wärtigenEnde gegen einen stärkeren Bolzen m stützt, welcher seinerseits mit seinem verbreiterten Rücken H an einem verstellbaren Keil o des Pressschlittens c anliegt. Druclutift lc und Bolzen m bilden zusammen den Vorpressstempel, der wiederum gemeinsam mit der an ihrer Stirnfläche der Fertigform des Kopfes entsprechend gestalteten Büchse g als Fertigstempel dient.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende : Durch die Matrize a wird in bekannter Weise der Werkstab p soweit vorgeschoben, wie es der zum Kopf umzuformenden Werkstoffmenge entspricht.
Dann bewegt sich der Pressschlitten c nach links gegen das Werkstück, wobei zunächst die Büchse g über das aus der Gesenkform vorstehende Ende des Werkstabes gestreift wird. Der Vorschub der Büchse g wird durch Anschlag an die feste Matrize a begrenzt (Fig. 2). Bei der weiteren Vorbewegung des Schlittens e wird durch den Druckstift k der umzuformende Werkstoff aus der Büchse g heraus in die in der Matrize a ausgesparte Kopfform a1 gedrückt und darin ausgebreitet, wobei die Büchse g durch den Druck des seitlich ausgestauchten Werkstoffes entgegen der Wirkung der Feder h etwa in die aus Fig. 3 ersichtliche Stellung zurückgedrängt wird. Natürlich muss die Spannung der Feder h dabei derart sein, dass sie diese rückläufige Bewegung der Büchse gestattet.
In der Stellung nach Fig. 3, in welcher das vordere Ende des
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kraftschlüssig gegen die Matrize a vorbewegt werden. Büchse g und Druckstift k bilden dabei zusammen den Fertigpressstempel, so dass während des letzten Teils des Hubes des Pressschlittens c der in der Form (t seitlich ausgestauehte Werkstoff vollständig ausgebreitet und. in seine endgiltige Form gepresst wird.
Nach dem Pressen des Kopfes geht der Schlitten c mit Stempel und Büchse zurück, worauf in bekannter Weise der Werkstab p um die Schaftlänge des gewünschten Bolzens vorgeschoben und abgeschnitten wird. Alsdann wiederholt sich das beschriebene Spiel.
Wie ersichtlich, erfolgen das Eindrücken des Werkstoffes in die Kopfform und die Fertigpressung, d. h. die gesamte Umformung, während einer Teildrehung der den Pressschlitten bewegenden Kurbelwelle in einem fortlaufenden Arbeitsdruck bzw. in einem Zuge, wobei nur die Grösse der Druckfläche wechselt, ohne dass dabei aber eine Unterbrechung in der Ausübung des Pressdrueks eintritt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5-11 ist a wieder die in der festen Gestellwand angeordnete Matrize. In ihr ist die Gesenkform al derart ausgespart, dass der Fertigstempel zum vollständigenSchluss der Form in die Matrize eintreten muss. b ist der Kopf des hin-und hergehenden Pressschlittens e, und /eine im Kopf auswechselbar gehaltene Futterbüchse. In letzterer führt sich eine Hülse g, die unter Wirkung einer Feder h steht, welche die Hülse nach aussen zu drücken bestrebt ist, wobei ihre Auswärts-
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im Gegensatz z. B. nach Fig. 1-4 nicht mehr einen Teil des Fertigstempels, sondern sie dient nur noch zur Begrenzung des Vorschubs einer zweiten, den Vorpressstempel unmittelbar umgebenden Büchse und gleichzeitig auch zum seitlichen Abschluss der Matrize während des ersten Teils des Pressvorganges.
In ihr führt sich die mit dem Druckstift k zusammen den eigentlichen Pressstempel bildende Büchse q, die in der Hülse g in gewissen Grenzen axial verschiebbar ist. Die Büchse q steht unter Wirkung einer
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greifende Schraube s begrenzt diese Bewegung so, dass im Ruhezustand die Pressfläche der Büchse q mit der vorderen Stirnfläche der Hülse g bündig liegt. Die Büchse q enthält eine Bohrung i vom gleichen Durchmesser wie der umzuformende Werkstab. In dieser Bohrung führt sich wieder der Druckstift k,
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gekuppelt wird, um einen gewissen Betrag aus der Büchse q herausgetreten ist.
Die Arbeitsweise ist folgende :
Nachdem der umzuformende Werkstoffstab p durch die Matrize a hindurch um den der umzu- formenden Werkstoffmenge entsprechenden Betrag vorgeschoben worden ist, wird der Pressschlitten c
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eintritt, so dass der von Matrize a, Hülse g und Büchse q umschlossene Raum in axialer Richtung eine grössere lichte Weite besitzt als der endgiltigen Höhe des anzustauchenden Bolzenkopfes entspricht.
(Fig. 6. ) Durch das Anschlagen an die Matrize a werden die Hülse g und mit ihr die Büchse q an der Weiterbewegung gehemmt, während der Pressschlitten c sich mit dem Bolzen m und dem Druckstift k unter Zusammendrücken der Feder h weiterbewegt. Dabei wird durch den Druckstift k das aus der Matrize a vorstehende und in die Bohrung i der Büchse q hineinragende Werkstabende in die Kopfform a1 gedrückt, wobei der Werkstoff sich in der Form nach allen Seiten ausbreitet (Fig. 7). Sobald der Werkstoff in die Form a1 gedrückt ist, nimmt der Druckbolzen m mittels seiner nunmehr am rückwärtigen
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Dadurch wird der in der Kopfform befindliche Werkstoff durch Büchse q und Druckstift k, die beide nun wie ein gemeinsamer Stempel wirken und als solcher in die Matrize a eintreten, in der Topfform vollständig ausgebreitet und gepresst, d. h. in seine endgiltige Form übergeführt. Der Pressschlitten c geht dann wieder nach rechts, wobei Büchse q und Hülse g unter Wirkung der Federn l'und h in ihre Ausgangsstellung (Fig. 5) zurückkehren. Gleichzeitig damit wird wieder mittels nicht dargestellter Vorrichtungen in bekannter Weise der Vorschub des Werkstabes und das Abschneiden des fertigen Werkstückes bewirkt.
Beim Einpressen des von der Büchse q umschlossenen Teiles des Werkstabes in die Gesenkform tritt der Druckstift k mit seinem vorderen Ende etwas aus der Büchse q heraus (vgl. Fig. 7,8 und 9), und er behält diese seine Lage mit Bezug auf die Büchse q auch beim Fertigpressen. Dadurch wird, wie insbesondere aus Fig. 9-11 ersichtlich, in die Stirnfläche des Bolzenkopfes eine kleine Vertiefung x eingedrückt, deren Grundfläche mit dem Schaftquerschnitt übereinstimmt.
Die damit verbundene Dehnung der Oberfläche des Werkstücks hat zur Folge, dass der Grat, welcher sich an dem am Druckstift k anliegenden Ende des Werkstabes p beim Eindrücken des letzteren in die Kopfform durch Hereinfliessen des Werkstoffes in den unvermeidlichen Zwischenraum zwischen dem Druckstift k und der Bohrungswandung der Büchse q gebildet hatte, vollständig verschwindet. Der sonst erforderliche besondere Arbeitsvorgang zur nachträglichen Beseitigung des kleinen ringförmigen Grates an der Stirn- fläche des Bolzenkopfes fällt dadurch fort.
Natürlich sind mancherlei Abänderungen der gezeichneten Ausführungsbeispiele möglich, ohne dass dadurch das Wesen der Erfindung berührt wird. Z. B. ist es bei der Ausführung nach Fig. 5-11 nicht nötig, dass die Pressfläche der Büchse q in der zurückgezogenen Stellung der letzteren mit der vorderen Stirnfläche der Hülse g abschneidet, vielmehr könnte die Einrichtung auch derart sein, dass die Press-
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Ausfliessen des durch den Druckbolzen k zusammengestauchten Werkstoffes ein noch grösserer Raum zwischen dem Boden der Gesenkform und der Büchse q vorhanden ist. In diesem Falle ist auch eine Einrichtung möglich, bei der die Büchse q beim Enddruck nicht in die Matrize a eintritt.
Beide Ausführungsformen der neuen Maschine könnten auch in der Weise abgeändert werden, dass der Werkstab statt durch die Matrize a durch eine seitlich der letzteren liegende besondere Zuführungsöffnung zugeführt wird. In diesem Falle erfolgt das Abschneiden der Werkstücke in an sich bekannter Weise vor der Bearbeitung durch die Presswerkzeuge. Die abgeschnittenen Werkstücke werden
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letztere sich auf das Werkstück aufschiebt, worauf der Pressvorgang in der beschriebenen Weise stattfindet.
Die Einrichtung, dass der Vorpressstempel k zur Bildung einer Vertiefung an der Stirnfläche des Schraubenkopfes od. dgl. aus der den Stempel umgebenden Büchse heraustritt, kann auch bei der Ausführungsform nach Fig. 1-4 getroffen werden. Diese Einrichtung kann ferner dazu benutzt werden, beim Anstauchen von Köpfen an Schraubenbolzen u. dgl. an der Stirnfläche des Kopfes gleichzeitig einen Schlitz zum Einsetzen eines Schraubenziehers oder ein vielkantiges Loch zum Einstecken eines Schlüssels anzubringen.
Im ersteren Falle erhält der Vorpressstempel/e an seiner Druckfläche eine vorspringende Rippe zum Einpressen eines Schlitzes in den Bolzenkopf, während im letzteren Falle der Vorpressstempel k und die Bohrung i der ihn umschliessenden Büchse g oder q einen kantigen Querschnitt besitzen, wobei der Vorpressstempel 7e um die gewünschte Loehtiefe aus der Büchse heraustritt.
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Method and device for the production of rivets, screws and other bolt-shaped workpieces with a head.
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1-4, a is the die arranged in the fixed frame wall, in which the head shape (11 is recessed, and b the head of the reciprocating press slide c. In the slide head b a chuck t can be exchanged by means of the screw d held, in which a second sleeve g is slidably guided. The latter is under the action of a spring h which tends to push the sleeve g into the position shown in Fig. 1, which movement is limited by the inner end of the screw d serving as a stop The sleeve g contains an axial bore i of the same diameter as the work rod to be formed.
In the bore there is a pressure pin k, which is supported with its rearward end against a stronger bolt m, which in turn rests with its widened back H on an adjustable wedge o of the press slide c. Druclutift lc and bolt m together form the pre-press ram, which in turn serves as a finishing ram together with the sleeve g, which is designed on its end face corresponding to the finished shape of the head.
The method of operation of the device is as follows: the work rod p is advanced in a known manner through the die a to the extent that it corresponds to the amount of material to be formed into the head.
Then the press slide c moves to the left against the workpiece, the bushing g first being slipped over the end of the work rod protruding from the die. The advance of the sleeve g is limited by a stop on the fixed die a (Fig. 2). As the carriage e moves forward, the pressure pin k pushes the material to be formed out of the bushing g into the head shape a1 recessed in the die a and spreads it out therein, the bushing g being pressed against the action of the spring by the pressure of the laterally bulged material h is pushed back approximately into the position shown in FIG. Of course, the tension of the spring h must be such that it allows this retrograde movement of the sleeve.
In the position of FIG. 3, in which the front end of the
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be positively moved forward against the die a. The sleeve g and pressure pin k together form the final press ram, so that during the last part of the stroke of the press slide c the material lengthened laterally in the form (t) is completely spread out and pressed into its final shape.
After the head has been pressed, the slide c goes back with the punch and sleeve, whereupon the work rod p is advanced by the length of the shank of the desired bolt and cut off in a known manner. Then the game described is repeated.
As can be seen, the material is pressed into the head shape and the final pressing takes place, i. H. the entire reshaping, during a partial rotation of the crankshaft moving the press carriage in a continuous working pressure or in one go, with only the size of the pressure surface changing, but without any interruption in the exertion of the pressing pressure.
In the embodiment according to FIGS. 5-11, a is again the die arranged in the fixed frame wall. The die form al is recessed in it in such a way that the finishing punch must enter the die for the complete closure of the form. b is the head of the reciprocating pressing slide e and / a chuck can be exchangeably held in the head. In the latter there is a sleeve g, which is under the action of a spring h which tends to push the sleeve outwards, with its outward
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in contrast z. B. according to Fig. 1-4 no longer a part of the finishing punch, but it is only used to limit the advance of a second sleeve immediately surrounding the pre-press ram and at the same time to close the die at the side during the first part of the pressing process.
The bush q, which forms the actual press ram together with the pressure pin k and can be axially displaced within certain limits in the sleeve g, is guided in it. The sleeve q is under the action of a
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The gripping screw s limits this movement in such a way that, when at rest, the pressing surface of the bushing q is flush with the front face of the sleeve g. The sleeve q contains a bore i of the same diameter as the workpiece to be formed. The pressure pin k is guided in this hole again,
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is coupled, a certain amount has emerged from the sleeve q.
The working method is as follows:
After the material bar p to be formed has been advanced through the die a by the amount corresponding to the amount of material to be formed, the press slide c
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occurs, so that the space enclosed by the die a, sleeve g and bushing q has a greater clear width in the axial direction than corresponds to the final height of the bolt head to be upset.
(Fig. 6.) By striking the die a, the sleeve g and with it the sleeve q are inhibited from moving further, while the press slide c moves on with the bolt m and the pressure pin k while compressing the spring h. The tool end protruding from the die a and protruding into the bore i of the bushing q is pressed into the head shape a1 by the pressure pin k, the material spreading in the shape in all directions (FIG. 7). As soon as the material is pressed into the form a1, the pressure pin m takes its now on the rear
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As a result, the material in the head shape is completely spread out and pressed in the pot shape by bushing q and pressure pin k, which now both act like a common punch and as such enter the die a. H. transferred into its final form. The press slide c then goes back to the right, with the sleeve q and sleeve g returning to their starting position (FIG. 5) under the action of the springs 1 'and h. Simultaneously with this, the advancement of the workpiece and the cutting of the finished workpiece are effected again in a known manner by means of devices not shown.
When the part of the work rod enclosed by the sleeve q is pressed into the die mold, the front end of the pressure pin k slightly protrudes from the sleeve q (cf. FIGS. 7, 8 and 9), and it retains its position with respect to the Bushing q also during final pressing. As a result, as can be seen in particular from FIGS. 9-11, a small depression x is pressed into the end face of the bolt head, the base area of which corresponds to the shank cross section.
The associated elongation of the surface of the workpiece has the consequence that the ridge that forms on the end of the work rod p resting on the pressure pin k when the latter is pressed into the head shape by the material flowing into the unavoidable space between the pressure pin k and the bore wall the sleeve q had formed disappears completely. The special work process otherwise required for the subsequent removal of the small ring-shaped burr on the end face of the bolt head is thus eliminated.
Of course, various modifications of the illustrated embodiments are possible without affecting the essence of the invention. For example, in the embodiment according to Fig. 5-11, it is not necessary that the pressing surface of the sleeve q intersects with the front end surface of the sleeve g in the retracted position of the latter, but the device could also be such that the pressing surface
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If the material compressed by the pressure bolt k flows out, there is an even larger space between the bottom of the die and the sleeve q. In this case, a device is also possible in which the sleeve q does not enter the die a at the final pressure.
Both embodiments of the new machine could also be modified in such a way that, instead of through the die a, the workpiece is fed through a special feed opening located to the side of the latter. In this case, the workpieces are cut off in a manner known per se prior to processing by the pressing tools. The cut work pieces are
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the latter is pushed onto the workpiece, whereupon the pressing process takes place in the manner described.
The device that the pre-compression ram k emerges from the bushing surrounding the ram to form a recess on the end face of the screw head or the like can also be made in the embodiment according to FIGS. 1-4. This device can also be used to u when upsetting heads on bolts. Like. At the same time to attach a slot for inserting a screwdriver or a polygonal hole for inserting a key on the face of the head.
In the former case, the pre-press ram (s) has a protruding rib on its pressure surface for pressing a slot into the bolt head, while in the latter case the pre-press ram k and the bore i of the bushing g or q surrounding it have an angular cross-section, with the pre-press ram 7e around the desired hole depth emerges from the liner.
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