DE102004004233C5 - Method and device for producing an expansion screw - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung einer Dehnschraube (7), mit den folgenden Schritten: – Einlegen eines Bolzens (1) in einen ersten Formkörper (10), wobei ein Spalt (14) an einem Endabschnitt zwischen dem ersten Formkörper (10) und dem Schaft des Bolzens (1) ausgebildet ist; – Aufsetzen eines zweiten Formkörpers (11) auf den ersten Formkörper (10), derart, dass der Bolzen (1) im Wesentlichen formschlüssig in den Formkörpern (10, 11) gehalten wird, – Drücken mit einer Stauchfläche (24) eines Dorns (20) gegen die Stirnseite des Bolzens (1) unter Aufweitung eines Endabschnittes (5) des Bolzens (1) durch Kaltumformung in dem ersten Formkörper (10), wobei der Dorn (20) teilweise in den ersten Formkörper (10) hineinbewegt wird, – wobei der erste Formkörper (10) mehrteilig ausgebildet ist und ausschließlich aus mindestens zwei Einzelsegmenten (25 bis 28) gebildet wird, wobei – nach der Kaltumformung die Einzelsegmente (25 bis 28) des ersten Formkörpers (10) jeweils in radialer...Method for producing an expansion screw (7), comprising the following steps: - inserting a bolt (1) into a first molded body (10), a gap (14) at an end section between the first molded body (10) and the shaft of the bolt (1) is formed; - Placing a second molded body (11) on the first molded body (10) such that the bolt (1) is held in the molded bodies (10, 11) essentially in a form-fitting manner, - Pressing with a compression surface (24) of a mandrel (20 ) against the end face of the bolt (1) by widening an end section (5) of the bolt (1) by cold forming in the first molded body (10), the mandrel (20) being partially moved into the first molded body (10), - the first molded body (10) is of multi-part design and is formed exclusively from at least two individual segments (25 to 28), the individual segments (25 to 28) of the first molded body (10) each being in radial ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Dehnschraube.The present invention relates to a method and an apparatus for producing an expansion screw.
Dehnschrauben werden in den unterschiedlichsten Bereichen des Maschinenbaus eingesetzt. Sie werden nach dem Stand der Technik teilweise spanend hergestellt, wie dies schematisch in den
Stand der TechnikState of the art
Die
Die
Ferner offenbart die
Die
Schließlich zeigt die
Aufgabenstellungtask
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Dehnschraube sowie eine entsprechende Dehnschraube zu schaffen, die auch hohe Belastungen aushält und kostengünstig herstellbar ist.It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for producing a Dehnschraube and a corresponding expansion screw, which withstands high loads and is inexpensive to produce.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 2 gelöst.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and a device having the features of
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Bolzen zunächst in einen ersten Formkörper eingelegt. Dann wird ein zweiter Formkörper auf den ersten Formkörper derart aufgesetzt, dass der Bolzen im wesentlichen formschlüssig in den Formkörpern gehalten wird. Dann wird mit einer Stauchfläche gegen eine Stirnseite des Bolzens unter Aufweitung eines Endabschnittes des Bolzens durch Kaltumformung gedrückt, wobei anschließend noch ein Gewinde in den aufgeweiteten Endabschnitt geformt wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der Dehnschaft nicht durch spanende Bearbeitung des Schaftabschnittes hergestellt, sondern vielmehr wird der Endabschnitt durch Kaltumformung aufgeweitet, wodurch die Belastbarkeit der Dehnschraube erhöht wird. Insbesondere ist in dem Übergang zwischen dem aufgeweiteten Endabschnitt und dem dünner ausgebildeten Schaftabschnitt ein im Wesentlichen nicht unterbrochener Faserverlauf vorhanden, da am äußeren Umfang kein Abtrennen von Metall erfolgt. Das Herstellungsverfahren ist auf einfache Weise vergleichsweise schnell auszuführen, wobei das Gewinde in der Regel nicht gedreht, sondern gerollt wird.In the method according to the invention, a bolt is first inserted into a first molded body. Then, a second molded body is placed on the first molded body such that the bolt is held in a substantially positive fit in the moldings. Then, with an upsetting surface pressed against an end face of the bolt under expansion of an end portion of the bolt by cold forming, wherein subsequently a thread is formed in the expanded end portion. By the method according to the invention, the expansion shaft is not produced by machining the shank portion, but rather the end portion is widened by cold forming, whereby the load capacity of the expansion screw is increased. In particular, a substantially uninterrupted fiber path is present in the transition between the widened end section and the thinned shaft section, since there is no separation of metal on the outer circumference. The manufacturing process can be carried out comparatively quickly in a simple manner, with the thread usually not being turned, but being rolled.
Dabei wird mittels eines Dorns gegen die Stirnseite des Bolzens gedrückt und der Dorn bewegt sich teilweise in den ersten Formkörper hinein. Der übrige Bereich des als Rohling ausgebildeten Bolzens ist formschlüssig in den Formkörpern gehalten und wird beim Eindrücken des Dornes nicht verformt.It is pressed by means of a mandrel against the end face of the bolt and the mandrel moves partially into the first molded body. The remaining area of the bolt designed as a blank is held positively in the moldings and is not deformed when the mandrel is pressed in.
Für eine besonders effektive Ausführung des Herstellungsverfahrens ist der erste Formköper mehrteilig ausgebildet und wird ausschließlich aus mindestens zwei Einzelsegmenten gebildet und nach der Kaltumformung werden die Teile des Formkörpers jeweils in Radialrichtung nach außen bewegt, bevor bzw. während der umgeformte Bolzen entnommen wird. Dadurch kann das Verfahren auch in einem hohen Maß automatisiert werden, um entsprechende Dehnschrauben herzustellen.For a particularly effective execution of the manufacturing process of the first molded body is formed in several parts and is formed exclusively of at least two individual segments and after the cold forming the parts of the molding are each moved in the radial direction to the outside before or during the reshaped bolt is removed. As a result, the method can also be automated to a high degree to produce appropriate expansion screws.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer Dehnschraube umfasst einen ausschließlich aus mindestens zwei Einzelsegmenten gebildeten ersten Formkörper, in dem ein Bolzen im Wesentlichen formschlüssig aufgenommen ist, wobei an einem Endabschnitt des Bolzens ein Spalt ausgebildet ist und eine relativ zu dem ersten Formkörper bewegbare Stauchfläche vorgesehen ist, mittels der der Endabschnitt durch Kaltumformung aufweitbar ist. Durch Bewegung der Stauchfläche kann somit der Spalt zwischen dem Endabschnitt und dem ersten Formkörper ausgefüllt werden, wobei gleichzeitig der Endabschnitt des Bolzens verkürzt wird. Durch die Stauchfläche wird quasi der Bereich des Endabschnittes in den entsprechend ausgebildeten ersten Formkörper hineingedrückt. Durch die Vorrichtung lässt sich eine Dehnschraube spanlos herstellen, die dann entsprechend gute mechanische Eigenschaften aufweist. The inventive device for producing an expansion screw comprises a first molded body formed exclusively from at least two individual segments, in which a bolt is received in a substantially positive fit, wherein at one end portion of the bolt a gap is formed and a relatively movable to the first molded body compression surface is provided by means of which the end section can be expanded by cold forming. By movement of the compression surface thus the gap between the end portion and the first mold body can be filled, at the same time the end portion of the bolt is shortened. The compression surface virtually presses the region of the end section into the correspondingly shaped first molded body. By means of the device, an expansion screw can be produced without cutting, which then has correspondingly good mechanical properties.
Die Stauchfläche ist durch eine Stirnfläche eines Dorns gebildet, der zumindest teilweise in eine Aufnahme des ersten Formkörpers einfügbar ist. Wenn der Dorn dabei im Wesentlichen formschlüssig in die Aufnahme eingedrückt wird, wird vermieden, dass Material zwischen Dorn und ersten Formkörper gelangt.The compression surface is formed by an end face of a mandrel, which is at least partially insertable into a receptacle of the first molded body. If the mandrel is pressed into the receptacle substantially in a form-fitting manner, it is avoided that material gets between the mandrel and the first shaped body.
Für eine Automatisierung des Herstellungsverfahrens wird der erste Formkörper ausschließlich durch mindestens zwei Einzelsegmenten gebildet, die zum Entladen des Bolzens in zur Bolzenachse radialer Richtung bewegbar sind. Dann kann auch der Bolzen mit aufgeweitetem Endabschnitt schnell aus dem ersten Formkörper entnommen werden.For automation of the production process, the first molded body is formed exclusively by at least two individual segments, which are movable for discharging the bolt in the radial direction to the bolt axis. Then, the bolt with expanded end portion can be quickly removed from the first molded body.
Für eine Zentrierung des Bolzens innerhalb des ersten Formkörpers und zur Kraftübertragung ist der erste Formkörper benachbart zu dem Endabschnitt mit einer konischen Anlagefläche versehen, die in eine konische Aufnahme anpressbar ist. Beim Verformen des Bolzens treten vergleichsweise hohe Kräfte auf, die teilweise auch in radialer Richtung wirken. Durch die konische Anlagefläche wird eine radial nach innen gerichtete Gegenkraft erzeugt, die verhindert, dass der erste Formkörper sich aufweitet.For a centering of the bolt within the first molded body and for transmitting power, the first molded body adjacent to the end portion is provided with a conical contact surface which can be pressed into a conical seat. When the bolt is deformed, comparatively high forces occur, some of which also act in the radial direction. By the conical contact surface, a radially inwardly directed counterforce is generated, which prevents the first shaped body from widening.
Die Dehnschraube umfasst einen Schraubenkopf, der zum Drehen der Dehnschraube mit einem Werkzeug in Eingriff bringbar ist und einen mittleren Schaftabschnitt, der einen geringeren Durchmesser aufweist als ein mit einem Gewinde versehener Endabschnitt, wobei der Endabschnitt der Dehnschraube durch Kaltumformung aufgeweitet ist. Eine solche Dehnschraube ist kostengünstig herstellbar und besitzt vergleichsweise eine hohe Belastbarkeit.The expansion screw comprises a screw head which is engageable with a tool to rotate the expansion screw and a central shaft portion having a smaller diameter than a threaded end portion, the end portion of the expansion screw being expanded by cold forming. Such an expansion screw is inexpensive to produce and comparatively has a high load capacity.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it:
Ausführungsbeispielembodiment
In
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird anders als beim Stand der Technik nicht der Schaft
Wie in
Das Herstellungsverfahren der Dehnschraube
In dem eingeschobenen Zustand des Bolzens
Der Formkörper
An dem tassenförmigen Gehäuse
Mit Bezug auf
Wie in der Schnittdarstellung entlang der Linie B-B der
Anschließend wird der Bolzenrohling
Nach der Verformung des Bolzens zu einer Dehnschraube
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es ist auch möglich, das Stauchen des Endabschnittes schon mit dem Verfahren zur Herstellung des Bolzenrohlings zu verbinden. Statt der konischen Anlagefläche
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