DE102004059638B3

DE102004059638B3 - Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen einer Profilierung an einem Befestigungselement

Info

Publication number: DE102004059638B3
Application number: DE102004059638A
Authority: DE
Inventors: Herbert Kaufmann; Markus Durig; Jonas Benz; Peter Findenig; Cord-Henrik Surberg
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2024-12-11

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Erzeugen einer Profilierung (15) an einem Befestigungselement, bei dem die Profilierung (15) über eine Profilierungseinrichtung (23) auf einem Befestigungselemente-Rohling (10) angebracht wird.
Dabei wird der Befestigungselemente-Rohling (10) zwischen einem Stempelteil (21) und einem Gegenstempelteil (22) einer Stauchvorrichtung (20) eingebracht und der Befestigungselemente-Rohling (10) durch eine translatorische Bewegung des Stempelteils (21) parallel zur Längsachse (12) des Befestigungselemente-Rohlings (10) der Profilierungseinrichtung (23) zugeführt, welche Prägeprofile tragende, zangenartige Prägeelemente (24) aufweist. Bei der weiteren tranlatorischen Bewegung des Stempelteils (21) werden die zangenbackenartigen Prägeelemente (24) senkrecht zur Bewegung des Stempelteils (21) bewegt, wobei diese mit ihren Prägeprofilen die Profilierung (15) in den Befestigungselemente-Rohling (10) einprägen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer Profilierung an einem Befestigungselement der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 genannten Art sowie eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Profilierung an einem Befestigungselement der im Oberbegriff von Patentanspruch 3 genannten Art.
Bei derartigen Verfahren ist es bekannt an Befestigungselemente, wie z. B. Nägeln, Bolzen und dgl., im Schaftbereich eine Profilierung, wie z. B. eine Randrierung anzubringen. Dieses geschieht zumeist nach dem Ablängen eines Drahtes und dessen Kaltumformung zu einem Befestigungselement durch ein Walzverfahren, bei dem an zwei sich gegenüberliegenden Walzen oder Walzbacken ein negatives Profilmuster angeordnet ist. Beim Rollen eines Befestigungselementes zwischen den beiden Walzen wird das Profilmuster bzw. die Profilierung dann auf der Mantelfläche des Schaftes des Befestigungselementes eingeprägt.

Aus der US 6 171 042 B1 ist ein derartiges Verfahren bekannt, bei dem zunächst ein Kopf an einen Rohling für ein Befestigungselement angeformt wird und in einem weiteren Verfahrensschritt eine Profilierung auf den Schaft des Rohlings aufgebracht wird. Dieses erfolgt dadurch, dass der Rohling zwischen zwei sich in entgegengesetzte Richtungen bewegende Walzbacken gerollt wird. Das auf den, dem Rohling zugewandten Seiten der Walzbacken angeordnete Prägemuster wird dabei auf den Schaft des Rohlings überfragen.

Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass zu dessen Durchführung verschiedene Vorrichtungen bzw. Maschinen notwendig sind, wobei der Rohling zwischen den einzelnen Verfahrensschritten von einer Vorrichtung zur nächsten umgesetzt werden muss.

Aus der DE 81 11 80 C1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Typenrädern aus Stahl für Paginierwerke, Paginiermaschinen und dgl. bekannt, bei dem mittels eines Presswerkzeuges mit einem axial und einer Anzahl von radial beweglichen Pressstempeln der in Scheibenform in das Werkzeug eingelegte Pressling unter hohem Druck gleichzeitig axial und radial gepresst wird. Das Presswerkzeug weist dazu jeweils einen in axialer Richtung auf den Scheibenpressling wirkenden Ober- und Unterstempel und eine Mehrzahl radial beweglicher, Matratzen aufweisender und auf den Scheibenumfang wirkender Radialstempel auf. Die äusseren Enden der Radialstempel liegen an einem konischen Ring an, der beispielsweise in Form einer Konuskappe mit Innenkonusfläche starr mit dem in axialer Richtung wirkenden Oberstempel verbunden ist, wobei die Radialstempel bei der axialen Pressbewegung durch die Innenkonusfläche gleichzeitig einwärts bewegt werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin ein Verfahren bereitzustellen, das die oben genannten Nachteile vermeidet. Weiterhin soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitgestellt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 3 gelöst.

Demnach wird der Befestigungselemente-Rohling zwischen einem Stempelteil und einem Gegenstempelteil einer Stauchvorrichtung eingebracht wird und der Befestigungselemente-Rohling durch eine translatorische Bewegung des Stempelteils in Richtung der Längsachse des Befestigungselemente-Rohlings der Profilierungseinrichtung zugeführt wird, welche Prägeprofile tragende, zangenbackenartige Prägeelemente aufweist, wobei bei der weiteren translatorischen Bewegung des Stempelteils die zangenbackenartigen Prägeelemente senkrecht zur Bewegung des Stempelteils bewegt werden und mit ihren Prägeprofilen die Profilierung in den Befestigungselemente-Rohling einprägen. Hierdurch wird es möglich den Prozess der Profilierung in den Kaltumformungsvorgang eines Befestigungselementes einzufügen ohne den Befestigungselemente-Rohling während des Prozesses umsetzen zu müssen. So kann z. B. eine Stauchmaschine, wie eine Stauchpresse mit mehreren Stauchstationen verwendet werden.

Von Vorteil ist es ferner, wenn die zangenbackenartigen Prägeelemente direkt durch das Stempelteil in eine translatorische Bewegung versetzbar sind, die in Richtung der Bewegung des Stempelteils verläuft und wenn diese translatorische Bewegung der zangenbackenartigen Prägeelemente über konische Steuerflächen in eine Bewegung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stempelteils umgesetzt wird. Eine zusätzliche Einrichtung zur Erzeugung eines senkrecht auf die Aufnahme bzw. auf einen darin befindlichen Befestigungselemente-Rohling ausgeübten Pressdrucks wird daher nicht benötigt, so dass Kosten eingespart werden können.

Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist als Stauchvorrichtung ausgebildet, die ein Stempelteil und ein Gegenstempelteil aufweist, die entlang einer Achse versetzbar sind und zwischen denen der Befestigungselemente-Rohling einspannbar ist, wobei die Profilierungseinrichtung zangenbackenartige Prägeelemente und einen Aufnahmeraum für den Befestigungselemente-Rohling aufweist der koaxial zu dem Stempelteil und dem Gegenstempelteil angeordnet ist. Eine technisch einfache Integration in eine Stauchpresse bzw. Stauchmaschine zur Kaltumformung von Drahtabschnitten zu Befestigungselementen ist dadurch ermöglicht. Die Stauchvorrichtung mit Profilierungseinrichtung kann dabei parallel zu anderen Stauchstationen verlaufend in die Stauchpresse integriert werden.

Von Vorteil ist es ferner, wenn die zangenbackenartige Prägeelemente umfänglich um den Aufnahmeraum angeordnet sind, und an dem Aufnahmeraum zugewandten Flächen jeweils Prägeprofile tragen die sowohl entlang als auch senkrecht zu der Achse versetzbar sind. Hierdurch wird eine einfache Umsetzung einer Stauchbewegung der Stauchvorrichtung in eine Präge- bzw. Profilierungsbewegung der zangenbackenartigen Prägeelemente ermöglicht, wobei ein hoher Prägedruck erreicht werden kann. Vorteihafterweise sind dabei wenigstens drei Prägeelemente vorhanden, wodurch ein Verklemmen der Prägeelemente bei der Anlage an einem zu profilierenden Befestigungselemente-Rohling vermieden werden kann.

Vorteilhaft kann die Umsetzung der Stauchbewegung in eine Prägebewegung dadurch erreicht werden, dass an den zangenbackenartigen Prägeelementen konische Steuerflächen angeordnet sind, die jeweils mit einer konischen Steuerfläche eines umfänglich zu den zangenbackenartigen Prägeelementen angeordneten Umlenkelementes zusammenwirken.

Weitere Vorteile und Massnahmen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.

Es zeigen:

1 ausschnittsweise eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit darin angeordnetem Befestigungselemente-Rohling,

2 die Vorrichtung aus 1 bei der Durchführung eines Verfahrensschritts,

3 einen Schnitt durch die Vorrichtung entlang Linie III-III aus 2.

In den 1 bis 3 ist eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Erzeugen einer Profilierung an einem Befestigungselement ausschnittsweise wiedergegeben, die als Stauchvorrichtung 20 ausgebildet ist. Die Stauchvorrichtung 20 kann Teil einer grösseren Einheit sein, die weitere Stauchvorrichtungen bzw. Stauchstationen beinhaltet, die in einer Reihe in Transportrichtung eines Befestigungselemente-Rohlings 10 hintereinander liegend angeordnet sind. Hier nicht wiedergegeben sind die Stauchvorrichtungen bzw. Stauchstationen in denen an einen Schaft 11 des Befestigungselemente-Rohlings 10 in mehreren Stauchgängen ein erster und ein zweiter Kopf 13, 14 angeformt werden, wobei der Befestigungselemente-Rohling 10 von einer Stauchstation zur nächsten weiter transportiert wird. Die Stauchvorgänge erfolgen dabei durch eine Kompression in Richtung der Längsachse 12 des Befestigungselemente-Rohlings 10. Sobald an den Befestigungselemente-Rohling 10 beide Köpfe 13, 14 angeformt sind, wird der Befestigungselemente-Rohling 10 in die aus den 1 bis 3 ersichtliche Stauchvorrichtung 20 transportiert. Die Stauchvorrichtung 20 weist dabei zunächst einen Stempelteil 21 und einen Gegenstempelteil 22 auf, zwischen denen der Befestigungselemente-Rohling 10 eingespannt wird. Die Stauchvorrichtung 20 beinhaltet ferner eine insgesamt mit 23 bezeichnete Profilierungseinrichtung. Die Profiliereinrichtung 23 beinhaltet vier als Zangenbacken ausgebildete Prägeelemente 24 die rings um einen Aufnahmeraum 29 für den Schaft 11 des Befestigungselemente-Rohlings 10 angeordnet sind. Die Prägeelemente 24 weisen Prägeprofile 25, an dem Aufnahmeraum 29 zugewandten Flächen auf. Die den Prägeprofilen 25 jeweils abgewandten Flächen der Prägeelemente 24 sind als konische Steuerflächen 26 ausgebildet, die mit konischen Steuerflächen 28 eines, die Prägeelemente 24 umgebenden Umlenkelementes 27 zusammenwirken. Das Umlenkelement 27 ist seinerseits in einem Hülsenteil 30 aufgenommen. Das Umlenkelement 27 ist vorliegend einteilig ausgebildet, wobei die Steuerflächen 28 Teil einer kegelförmigen Innenfläche des Umlenkelementes 27 sind. Die Prägeelemente 24 sind parallel zu einer Achse 32 der Stauchvorrichtung 20 innerhalb des Umlenkelementes 27 versetzbar, wobei diese translatorische Bewegung über die sich gegenüberliegenden Steuerflächen 26, 28 partiell in eine Bewegung der Prägeelemente 24 senkrecht zur Achse 32 umsetzbar ist. An Führungsflächen 33 der Prägeelemente 24 anliegende Führungsstifte 31, die an dem Umlenkelement 27 festgelegt sind, führen die Prägeelemente 24 bei einer Bewegung entlang der Achse 32.
In einem ersten Schritt, der in 1 dargestellt ist, wird der Befestigungselemente-Rohling 10 zwischen dem Stempelteil 21 und dem Gegenstempelteil 22 der Stauchvorrichtung 20 eingespannt. In einem weiteren Schritt wird der Befestigungselemente-Rohling 10 dann durch ein Versetzen des Stempelteils 21 und des Gegenstempelteils 22 parallel zur Achse 32 in Richtung 40 in den Aufnahmeraum 29 der Profilierungseinrichtung 23 der Stauchvorrichtung 20 hineinbewegt. Am Ende dieser Bewegung liegt eine Schubfläche 35 des Stempelteils 21 an Stellflächen 34 der Prägeelemente 24 an.
Nachfolgend wird dann der Stempelteil 21 mit dem Gegenstempelteil 22 und dem zwischen diesen befindlichen Befestigungselemente-Rohling 10 weiter in Richtung 40 bewegt. Die Prägeelemente 24 werden dabei in Richtung 40 weiter in das Umlenkelement 27 hineinbewegt, wobei über die Steuerflächen 26, 28 eine teilweise Umlenkung dieser Bewegung in eine Richtung 42 senkrecht auf den im Aufnahmeraum 29 befindlichen Schaft 11 des Befestigungselemente-Rohlings 10 erfolgt. Diese Bewegung läuft solange ab, bis über die Prägeprofile 25 eine Profilierung 15 in den Schaft 11 des Befestigungselemente-Rohlings 10 eingeprägt worden ist. Neben der Profilierung können die Prägeelemente 24 nach dem Profilierungsvorgang charakteristische Prägemarken aufweisen, die der Anzahl der Prägeelemente 24 entsprechen.
In einem weiteren Schritt werden das Stempelteil 21 und das Gegenstempelteil 22 mit dem profilierten Befestigungselemente-Rohling 10 nach dem Profilierungsvorgang in entgegengesetzter Richtung zu der Richtung 40 wieder aus der Profiliereinrichtung 23 herausbewegt, wobei die Prägeelemente 24 ebenfalls entgegengesetzt zur Richtung 40 bewegt werden und sich dabei, z. B. unter der Einwirkung von elastischen Rückstellelementen, wieder entgegengesetzt zur Richtung 42 vom profilierten Befestigungselemente-Rohling 10 entfernen und diesen freigeben. Der profilierte und mit zwei Köpfen 13, 14 versehene Befestigungselemente-Rohling 10 kann von einer Bandstrasse aufgenommen werden, über die er zur weiteren Verarbeitung einer Vorrichtung zum Teilen des Befestigungselemente-Rohlings 10 und zum Anformen von Spitzen zugeleitet wird.

Claims

Verfahren zum Erzeugen einer Profilierung an einem Befestigungselement, bei dem die Profilierung (15) über eine Profilierungseinrichtung (23) auf einem Befestigungselemente-Rohling (10) angebracht wird, wobei der Befestigungselemente-Rohling (10) zwischen einem Stempelteil (21) und einem Gegenstempelteil (22) einer Stauchvorrichtung (20) eingebracht wird, und der Befestigungselemente-Rohling (10) durch eine translatorische Bewegung des Stempelteils (21) in Richtung der Längsachse (12) des Befestigungselemente-Rohlings (10) der Profilierungseinrichtung (23) zugeführt wird, welche Prägeprofile (25) tragende, zangenbackenartige Prägeelemente (24) aufweist, wobei bei der weiteren translatorischen Bewegung des Stempelteils (21) die zangenbackenartigen Prägeelemente (24) senkrecht zur Bewegung des Stempelteils (21) bewegt werden und mit ihren Prägeprofilen (25) die Profilierung (15) in den Befestigungselemente-Rohling (10) einprägen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zangenbackenartigen Prägeelemente (24) durch das Stempelteil (21) in eine translatorische Bewegung versetzbar sind, in Richtung der Bewegung des Stempelteils (21) verläuft und dass diese translatorische Bewegung der zangenbackenartigen Prägeelemente (24) über konische Steuerflächen (26, 28) in eine Bewegung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stempelteils (21) umgesetzt wird.
Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 2, mit einer Profilierungseinrichtung (23) zum Erzeugen einer Profilierung auf einem Befestigungselemente-Rohling (10), wobei die Vorrichtung als Stauchvorrichtung (20) ausgebildet ist, die ein Stempelteil (21) und ein Gegenstempelteil (22) aufweist, die entlang einer Achse (32) versetzbar sind und zwischen denen der Befestigungselemente-Rohling (10) einspannbar ist, wobei die Profilierungseinrichtung (23) zangenbackenartige Prägeelemente (24) und einen Aufnahmeraum (29) für den Befestigungselemente-Rohling (10) aufweist der koaxial zu dem Stempelteil (21) und dem Gegenstempelteil (22) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zangenbackenartigen Prägeelemente (24) umfänglich um den Aufnahmeraum (29) angeordnet sind, die an dem Aufnahmeraum (29) zugewandten Flächen jeweils Prägeprofile (25) tragen und die sowohl entlang als auch senkrecht zur Achse (32) versetzbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei zangenbackenartige Prägeelemente (24) vorhanden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den zangenbackenartigen Prägeelementen (24) konische Steuerflächen (26) angeordnet sind, die jeweils mit einer konischen Steuerfläche (28) eines umfänglich zu den zangenbackenartigen Prägeelementen (24) angeordneten Umlenkelementes (27) zusammenwirken.