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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Herstellung eines Gewindes auf einer Hülse gemäß dem
Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche. Weiterhin
betrifft die Erfindung eine gemäß diesem Verfahren
herstellbare Hülse und ein elektrisches oder elektronisches
Gerät, das eine solche Hülse umfasst.
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Gewinde
aus Metall werden üblicherweise geschnitten oder gerollt.
Daneben existieren verschiedene umformende Verfahren, mit denen
insbesondere Metalle verformt werden können. Auch derartige
Umformverfahren sind bereits zur Herstellung eines Gewindes eingesetzt
worden. So beschreibt die deutsche Offenlegungsschrift
DE 41 38 126 A1 ein Werkzeug
zur spanlosen Herstellung von Außen- oder Innenkonturen
an Werkstücken und insbesondere von Außen- bzw.
Innengewinden. Hierbei sind mehrere Werkzeugelemente vorgesehen,
die in einem Grundzustand derart angeordnet sind, dass das Werkstück
zwischen die Werkzeugelemente eingeführt werden kann. Ein
Spreizelement überführt die Werkzeugelemente durch
eine Bewegung im Wesentlichen in Radialrichtung in einen Eingriffszustand,
in dem die Werkzeugelemente an das Werkstück derart angedrückt
werden, dass die gewünschte Kontur geformt wird. Durch
diesen Prägevorgang auf dem gesam ten Umfang des Werkstücks,
beispielsweise einer Hülse, kann ein Gewinde aufgeprägt
werden. Weiterhin ist beschrieben, ein Gewinde lediglich über
einen Teil des Umfangs anzubringen, wobei das Material des Werkstücks
in den Teilen des Umfangs, an denen kein Gewinde angebracht werden
soll, zurückgedrängt werden muss, um die Gängigkeit
eines solchen segmentierten Gewindes zu ermöglichen. Es
ist also erforderlich, im gesamten Umfang eines Werkstücks
auch bei einem segmentierten Gewinde während des Prägens
Material zu verdrängen. Dies wirft jedoch praktische Probleme auf,
da durch den Materialfluss Verwerfungen oder eine Faltenbildung
auftreten können, die die Ausformung der Gewindegänge
und die Gängigkeit des Gewindes negativ beeinflussen können.
Eine Faltenbildung des Materials ist nicht zuletzt auch optisch
nicht akzeptabel.
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Die
Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung
eines segmentierten Gewindes bereitzustellen, das die genannten
Nachteile beseitigt und zudem eine einfache und kostengünstige
Herstellung eines Gewindes auf einer Hülse ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung
eines Gewindes auf einer Hülse gelöst, wie sie
in den entsprechenden unabhängigen Ansprüchen
beschrieben sind. Die weiteren unabhängigen Ansprüche
betreffen eine derart herstellbare Hülse sowie ein elektrisches
oder elektronisches Gerät, das eine solche Hülse
umfasst. Bevorzugte Ausgestaltungen bzw. Ausführungsformen des
Verfahrens und der Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen
ausgeführt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines
Gewindes auf einer Hülse geht von einem Verfahren zur Erzeugung
eines Gewindes aus, bei dem wenigstens ein Element mit einer Gewindestruktur
und wenigstens ein Gegenelement durch von außen nach innen
und/oder von innen nach außen wirkende Kräfte
derart auf die Hülse einwirken, dass das Gewinde erzeugt
wird. Erfindungsgemäß wird vor oder während
der Erzeugung des Gewindes eine unrunde Form der Hülse
mit im Außenumfang radial nach außen vortretenden
Abschnitten und mit im Außenumfang radial nach innen zurücktretenden
Abschnitten, insbesondere durch Verwendung von wenigstens einem
Wölbungselement und wenigstens einem Wölbungsgegenelement,
bereitgestellt. Hierbei wird das Gewinde auf den nach außen
vortretenden Abschnitten geformt, so dass ein segmentiertes Außengewinde
erzeugt wird. In entsprechender Weise kann dieses Verfahren auch
zur Erzeugung eines Innengewindes ausgestaltet werden, wobei die
jeweiligen Elemente und Gegenelemente in entgegengesetzter Weise
eingesetzt werden.
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Das
Gewinde kann entweder auf eine bereits entsprechend geformte unrunde
Vorform aufgeprägt werden oder die Formung der unrunden
Vorform und die Erzeugung des Gewindes erfolgen in einem Verfahrensschritt.
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Geformte
Gewinde und insbesondere kalt verformte Gewinde, wie sie erfindungsgemäß erzeugt
werden können, haben gegenüber geschnittenen Gewinden
den Vorteil, dass der Faserverlauf im Material unversehrt bleibt,
so dass geformte Gewinde im Allgemeinen eine höhere Festigkeit
als geschnittene Gewebe aufweisen. Allerdings kann es bei der herkömmlichen
Gewindeformung als Massivumformung zu einer Verwerfung des Materials
auf den Spitzen der Gewindegänge kommen, insbesondere können
kleine Senkungen in der Gewindespitze erzeugt werden. Diese Verwerfungen
bzw. Senkungen sind insbesondere bei Anwendungen in der Lebensmittel-
und Pharmaindustrie nicht unbedenklich, da sich hier beispielsweise
Bakterien ansammeln können. Durch den Prägevorgang
zur Erzeugung des Gewindes gemäß dem erfindungsgemäßen
Verfahren entstehen derartige Verwerfungen oder Senkungen nicht,
so dass ein erfindungsgemäß erzeugtes Gewinde
in besonderer Weise für Anwendungen in der Lebensmittel-
oder Pharmaindustrie einsetzbar ist.
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Zur
Bereitstellung der unrunden Form der Hülse werden vorzugsweise
ein oder mehrere von innen eingreifende Wölbungsgegenelemente
mit Vorwöl bungen, also radial nach außen gewölbt,
sowie vorzugsweise ein oder mehrere von außen eingreifende
Wölbungselemente mit Hinterwölbung, also nach
innen gewölbt, verwendet. Die Wölbungsgegenelemente
und die Wölbungselemente kommen jeweils in den selben Umfangsabschnitten
der Hülse jeweils von innen und außen zum Eingriff,
so dass an diesen Stellen unter Einwirkung einer von außen nach
innen und/oder einer von innen nach außen wirkenden Kraft
eine konvexe Wölbung des Umfangs der Hülse nach
außen erreicht wird. Vorzugsweise greifen die Wölbungselemente
und Wölbungsgegenelemente nicht am gesamten Umfang der
Hülse ein, so dass die dazwischenliegenden Abschnitte,
insbesondere bei einer von innen nach außen wirkenden Kraft
hinter den nach außen gedrückten Abschnitten zurückbleiben.
Vorzugsweise sind die von außen eingreifenden Wölbungselemente
in den dem Werkstück zugewandten Seitenbereichen mit Vorsprüngen
versehen, die zum Eindrücken der nach innen zurücktretenden
Abschnitte vorgesehen sind, so dass die nach innen zurücktretenden
Abschnitte vorzugsweise mit einer konkaven Wölbung geformt
werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird das Gewinde derart erzeugt, dass das wenigstens
eine Element mit einer Gewindestruktur von außen an der
Hülse eingreift und das wenigstens eine Gegenelement von innen
an der Hülse eingreift.
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Die
erfindungsgemäße Ausbildung einer unrunden oder
auch polygonalen Vorform während oder vor der Erzeugung
des Gewindes auf den nach außen vortretenden Abschnitten
der unrunden Form hat den Vorteil, dass auf diese Weise ein segmentiertes
Außengewinde erzeugt werden kann, ohne dass die zwischen
den Gewindesegmenten liegenden Zwischenbereiche durch separate Elemente
zurückgedrückt werden müssten und dennoch
ein funktionsfähiges Gewinde erzeugt wird. Die unrunde
Vorform stellt Abschnitte bereit, die hinter den Kerndurchmesser
der Gewindegänge zurücktreten, so dass es nicht
zu einer Behinderung oder Verklemmung bei der Betätigung
des Ge windes in den zwischen den Gewindeabschnitten liegenden Segmenten
kommt.
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Das
Gegenelement kann eine flache bzw. ebene Struktur aufweisen und
in dieser Ausführungsform lediglich als eine Art Gegenhalter
beim Aufprägen des Gewindes von außen wirken.
In einer anderen Ausführungsform kann das Gegenelement
eine komplementäre Gegenstruktur aufweisen, in die das Material
bei der Formung der Gewindegänge durch das Element von
außen hineinfließen kann. Dies hat den Vorteil,
dass es nicht zu einem unkontrollierten Fluss des Materials kommt
und damit die Gewindegänge besonders sauber ausgeformt
werden können. Bei sehr dünnen Wandstärken
der Hülse ist es vorteilhaft, dass die Gewindestruktur
des Elements exakt im Eingriff mit der komplementären Gewindestruktur
des Gegenelements liegt, da es sonst gegebenenfalls nicht zur Ausbildung
eines sauberen Gewindes kommt.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das wenigstens
eine Wölbungselement als Element mit Gewindestruktur ausgebildet.
Hierdurch kann also mit einem Element sowohl die unrunde Form der
Hülse als auch das Gewinde selbst erzeugt werden. In diesem
Fall kann die Bereitstellung der unrunden Form der Hülse
während der Erzeugung des Gewindes erfolgen, also in einem
Verfahrensschritt. Dies kann insbesondere im Hinblick auf die Verfahrensökonomie
und die Herstellungskosten vorteilhaft sein. Insbesondere bei dieser
Ausführungsform kann es bevorzugt sein, dass auch das wenigstens
eine Wölbungsgegenelement als Gegenelement mit einer zur
Gewindestruktur des wenigstens einen Elementes komplementären
Gewindestruktur ausgebildet ist, so dass auch bei der einstufigen
Erzeugung sowohl der unrunden Vorform als auch des Gewindes der
Materialfluss besonders günstig gesteuert wird.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird zur Bereitstellung einer von innen nach außen
wirkenden Kraft für die Bereitstellung der unrunden Form
der Hülse ein Dorn eingesetzt, der zur Spreizung der von
innen eingreifenden Wölbungsgegenelemente verwendet wird. Vorzugsweise
wird hierfür ein konischer Dorn eingesetzt. Beim Einschieben
eines solchen Dorns zwischen die Wölbungsgegenelemente üben
die Wölbungsgegenelemente radial eine Kraft von innen auf die
Hülse aus. Durch eine entsprechende gewölbte Form
der Wölbungsgegenelemente wird hierdurch die unrunde Form
der Hülse mit nach außen vortretenden Abschnitten
erzeugt, die im Bereich der von innen eingreifenden Wölbungsgegenelemente
liegen. Die Abschnitte des Hülsenumfangs, auf die die Wölbungsgegenelemente
nicht einwirken, treten im Umfang radial nach innen zurück.
Vorzugsweise werden entsprechende Elemente, die eine gegengleiche Hinterwölbung
aufweisen, von außen eingesetzt, so dass die Formgebung
der Hülse unterstützt wird. Das Zurücktreten
der Abschnitte zwischen den nach außen vortretenden Abschnitten
kann von außen durch Vorsprünge oder Prägeflansche
verstärkt werden. In besonders bevorzugter Weise können
die Wölbungselemente und gegebenenfalls auch die Wölbungsgegenelemente
mit einer Gewindestruktur bzw. mit einer komplementären
Gewindestruktur ausgestattet sein, so dass in einem Verfahrensschritt
sowohl die unrunde Form der Hülse als auch das Gewinde
erzeugt wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird zunächst eine unrunde Form der Hülse
bereitgestellt, beispielsweise in der oben beschriebenen Weise. Anschließend
wird zur Erzeugung des Gewindes ein Dorn mit einstückig
angeformten Gegenelementen verwendet. In dieser Ausführungsform
wird lediglich von außen eine Kraft auf die Elemente mit
der Gewindestruktur ausgeübt. Der Dorn von innen wirkt
hierbei als Gegenhalter. Vorzugsweise sind die Gegenelemente des
Dorns mit einer komplementären Gewindestruktur versehen,
so dass der Materialfluss bei der Erzeugung des Gewindes positiv
beeinflusst werden kann. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform
liegt darin, dass durch die nach innen zurücktretenden
Abschnitte der Hülse die gesamte Hülse federnde
Eigenschaften erhält, so dass nach der Ausformung des Gewindes
sich die entsprechenden Abschnitte aufgrund der federnden Eigenschaften
von den Gegenelementen abheben und der Dorn mit den daran angeformten
Gegenelementen, obwohl er vom Umfang her nicht verkleinert wird,
entformt bzw. aus der Hülse herausgezogen werden kann,
ohne dass es zu Verhakungen an den inneren Oberflächen durch
die dort vorhandenen Hinterschneidungen kommt. Diese Ausführungsform
ist für dünnwandige Hülsen besonders
geeignet und insbesondere auch für verhältnismäßig
lange Gewinde. Bei langen Gewinden ist es im Allgemeinen problematisch,
ein geteiltes Innenwerkzeug mit einem Dorn zu verwenden, der durch
ein Auseinanderspreizen von Gegenelementen von innen eine Kraft
auf die Hülse ausübt, da bei dem hierfür
erforderlichen Keilwinkel aufgrund des ungünstigen Verhältnisses
von Winkel zu Länge Begrenzungen gegeben sein können.
Diese Ausführungsform eignet sich daher für die
Erzeugung von langen Gewinden, da es hierbei möglich ist,
allein von außen eine Kraft aufzuwenden, um das Gewinde zu
erzeugen.
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In
einer weiteren besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird die unrunde Form der Hülse derart bereitgestellt,
dass die nach außen vortretenden Abschnitte eine größere
Wandstärke als die nach innen zurücktretenden Abschnitte
aufweisen. Insbesondere ist hierbei die Wandstärke der
nach außen vortretenden Abschnitte größer
als die Tiefe der zu erzeugenden Gewindegänge. Die Formung
der Hülse mit derart unterschiedlichen Wandstärken
wird in vorgeschalteten Umformstationen erreicht. Hierbei ist es
vorzugsweise vorgesehen, dass der Innenumfang der unrunden Form
der Hülse im Wesentlichen kreisrund ist. Auf den nach außen
vortretenden Abschnitten der Hülse kann das Gewinde erzeugt
werden, ohne dass die Funktionsfähigkeit des segmentierten
Gewindes durch die zwischen den einzelnen Gewindesegmenten liegenden
Bereiche gestört wird. Auch in dieser Ausführungsform
kann der Dorn ohne Weiteres wieder entformt werden, da keine Hinterschneidungen oder
Strukturen im inneren Umfang enthalten sind. In dieser Ausführungsform
ist es vorteilhaft, dass die Wandstärke der nach außen
vortretenden Abschnitte größer als die Tiefe der
zu erzeugenden Gewindegänge ist, da hierdurch sichergestellt
wird, dass die Gewindegänge sauber ausgeformt werden können.
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Die
Erzeugung des Gewindes auf den nach außen vortretenden
Abschnitten kann auf verschiedene Weise erfolgen. Beispielsweise
kann die Bereitstellung der unrunden Form der Hülse und
die Erzeugung des Gewindes in der bereits beschriebenen Weise in
einem Arbeitsschritt vorgenommen werden. In anderen Ausführungsformen
kann zunächst die unrunde Form bereitgestellt werden und
anschließend das Gewinde durch Aufstempeln, Abwalzen und/oder
Abrollen von geeigneten Elementen mit Gewindestruktur erfolgen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist zur
exakten Positionierung des Gewindes auf der Hülse ein Anschlag
für die Hülse vorgesehen, so dass das Gewinde
auf einer vorbestimmten Position angeordnet werden kann. Beispielsweise
können Anschläge vorgesehen sein, die das Einführen
beispielsweise eines Dorns im eingeschobenen Zustand während
des Prägevorgangs begrenzen.
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Die
Erfindung umfasst weiterhin eine Vorrichtung zur Herstellung eines
Gewindes auf einer Hülse. Hierbei können wenigstens
ein Wölbungselement und wenigstens ein Wölbungsgegenelement vorgesehen
sein, die zur Bereitstellung oder Aufrechterhaltung einer unrunden
Form der Hülse mit im Außenumfang nach außen
vortretenden Abschnitten und mit im Außenumfang nach innen
zurücktretenden Abschnitten dienen. Weiterhin sind wenigstens ein
Element mit einer Gewindestruktur und wenigstens ein Gegenelement
vorgesehen, die zur Einwirkung auf die Hülse zur Erzeugung
eines Gewindes vorgesehen sind. In bevorzugten Ausführungsformen kann
das wenigstens eine Element mit der Gewindestruktur und das Gegenelement
die Funktion des Wölbungselements und des Wölbungsgegenelements übernehmen.
Bei dieser Ausführungsform können in einem Verfahrensschritt
die unrunde Form der Hülse gebildet und das Gewinde erzeugt
werden. In anderen Ausführungsformen kann eine Hülse
mit unrunder Form als Halbzeug bearbeitet werden, so dass die Vorrichtung
nur die Elemente und Gegenelemente zur Erzeugung des Gewindes umfasst.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung wenigstens eine Einrichtung zur
Ausübung einer von außen nach innen und/oder einer
von innen nach außen wirkenden Kraft, die zur Erzeugung
des Gewindes und gegebenenfalls auch zur Bereitstellung der unrunden
Form der Hülse erforderlich ist.
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Bezüglich
weiterer Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird auf die obige Beschreibung verwiesen.
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Die
Erfindung umfasst weiterhin eine Hülse mit wenigstens einem
Gewinde, wobei die Hülse eine unrunde Form mit im Außenumfang
nach außen vortretenden Abschnitten und mit im Außenumfang
nach innen zurücktretenden Abschnitten aufweist. Erfindungsgemäß ist
das wenigstens eine Gewinde auf den nach außen vortretenden
Abschnitten der Hülse angeordnet, so dass es sich um ein
segmentiertes Außengewinde handelt. Vorzugsweise ist die
erfindungsgemäße Hülse durch das oben
beschriebene Verfahren herstellbar. Weiterhin kann die Hülse
unter Verwendung der beschriebenen Vorrichtung herstellbar sein.
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Die
erfindungsgemäße Hülse bzw. ein entsprechendes
Bauteil besitzt wenigstens zwei nach außen vortretende
Abschnitte, auf denen die Gewindesegmente angeordnet sind. Vorzugsweise
sind drei und besonders bevorzugt vier Abschnitte mit Gewindesegmenten
vorgesehen. Die Hülse bzw. das Werkstück kann über
die komplette Länge einen unrunden Querschnitt aufweisen.
In anderen Ausführungsformen sind nur Teilbereiche in Längsrichtung der
Hülse mit einem unrunden Querschnitt und darauf angeordneten
Gewindesegmenten versehen, während übrige Teile
der Hülse einen runden Querschnitt aufweisen. Teile mit
rundem Querschnitt weisen vorzugsweise kein Gewinde auf und können
beispielsweise für eine Abdichtung mit O-Ringen vorgesehen
sein.
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Das
Verhältnis des Durchschnitts der Hülse zu deren
Wandstärke bewegt sich vorzugsweise im Bereich zwischen
0,01 und 0,125. Beispielsweise beträgt die Wandstärke
circa 0,5 mm bei einer Hülse, die im Durchmesser circa
50 mm ist. Bei einer Hülse mit einem Durchmesser von 12
mm beträgt die Wandstärke beispielsweise circa
1,5 mm. Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße
Verfahren für eine Vielzahl von Hülsen unterschiedlichen
Durchmessers und unterschiedlicher Wandstärke geeignet.
Besondere Vorteile zeigt das erfindungsgemäße
Verfahren bei der Erzeugung von Gewinden auf dünnwandigen
Hülsen, wie es sich aus der obigen Beschreibung ergibt.
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Schließlich
umfasst die Erfindung ein elektrisches oder elektronisches Gerät,
das wenigstens eine Hülse der beschriebenen Art umfasst,
wobei vorzugsweise die Hülse ein Gehäuse des Gerätes bildet.
Hierbei umschließt die Hülse elektrische und/oder
elektronische Komponenten, die mit der Funktion des Gerätes
im Zusammenhang stehen. Bei dem Gerät kann es sich beispielsweise
um ein Sensormessgerät handeln, beispielsweise um ein Sensormessgerät
für die Prozessmesstechnik. Beispiele hierfür
sind Näherungssensoren, Drucksensoren, Temperatursensoren
oder Strömungssensoren. Derartige Sensoren sind oftmals
von einem metallischen Gehäuse umgeben und mit einem oder
mehreren Gewinden ausgestattet, so dass sie in entsprechende Bohrungen
eingeschraubt werden können. Vorzugsweise handelt es sich
bei den Gewinden um standardisierte Gewinde, so dass entsprechende Sensoren
in modulartiger Weise universell einsetzbar sind.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung der Figuren im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen.
Hierbei können die verschiedenen Merkmale jeweils für
sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
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In
den Figuren zeigen:
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1 eine
Anordnung von Wölbungselementen und Wölbungsgegenelementen
zur Ausbildung einer unrunden Form einer Hülse gemäß dem erfindungsgemäßen
Verfahren im Querschnitt;
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2 eine
weitere Ausführungsform von Wölbungselementen
mit Gewindestrukturen und Wölbungsgegenelementen;
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3 eine
weitere Ausführungsform von Wölbungselementen
mit Gewindestrukturen und Wölbungsgegenelementen;
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4 eine
weitere Ausführungsform von Wölbungselementen
mit Gewindestrukturen und Wölbungsgegenelementen;
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5 Schnittdarstellungen
einer Anordnung zur Bereitstellung einer unrunden Form der Hülse und
zur Erzeugung eines Außengewindes und
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6 eine
weitere Ausführungsform einer Anordnung zur Bereitstellung
einer unrunden Form der Hülse und zur Erzeugung eines Außengewindes.
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1 illustriert
eine Anordnung zur Bereitstellung einer unrunden Form einer Hülse 10 im Querschnitt.
Hierfür sind Wölbungselemente 11, die von
außen auf die Hülse einwirken, vorgesehen. Die Wölbungselemente 11 sind
mit Hinterwölbungen, das heißt in etwa kreisabschnittförmigen
Aussparungen, versehen. Weiterhin sind eine entsprechende Anzahl von
Wölbungsgegenelementen 12 mit etwa halbkreisförmigen
Vorwölbungen im Inneren der Hülse 10 angeordnet.
In dieser Ausführungsform sind jeweils vier Wölbungselemente 11 und
Wölbungsgegenelemente 12 vorgesehen. Durch einen
zentralen, insbesondere konischen Dorn 13, der ebene Außenflächen
aufweist, werden die Wölbungsgegenelemente 12 radial
nach außen gedrückt, so dass eine Kraft von innen
auf die Hülse 10 ausgeübt wird. Hierdurch werden
die Abschnitte der Hülse 10, die mit den Vorwölbungen
der Wölbungsgegenelemente in Berührung stehen,
nach außen gedrückt und in die entsprechenden
Hinterwölbungen der Wölbungselemente 11 hineingedrückt.
Auf diese Weise werden nach außen vortretende Abschnitte 14 gebildet,
die eine konvexe Wölbung aufweisen. Die Abschnitte 15 der
Hülse 10, die zwischen den einzelnen Wölbungselementen 11 und
Wölbungsgegenelementen 12 liegen, treten bei diesem
Vorgang nach innen zurück. Das Zurücktreten der
Abschnitte 15 wird durch die Anordnung von Prägeflanschen 17 in
den äußeren Flankenbereichen der Wölbungselemente 11 verstärkt.
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In
dieser Ausführungsform wird von der Innenseite der Hülse 10 her
durch die Wölbungsgegenelemente 12 als segmentartige
Backen im Bereich des zu erzeugenden Gewindes eine ausreichend hohe,
in die Bereiche der Wölbungselemente 11, die vorzugsweise
auch als Elemente mit Gewindestruktur ausgestaltet sein können,
gerichtete Kraft erzeugt, so dass sich durch die daraus resultierenden hohen
Zugkräfte die Zwischenbereiche 15 ohne Gewinde 15 automatisch
strecken. Hierdurch ziehen sich die Zwischenbereiche 15 hinter
den Kerndurchmesser des zu erzeugenden Gewindes nach innen zurück
und kommen durch Verjüngung radial hinter dem Kerndurchmesser
des zu erzeugenden Gewindes zu liegen. Gleichzeitig wird während
dieser Streckung an den Bereichen 14, auf denen das Gewinde zu
erzeugen ist und an die die Wölbungsgegenelemente 12 von
innen angreifen, eine derart hohe Kraft entwickelt, dass das Gewinde
geformt werden kann. Hierbei kann die Ausformung des Gewindes entweder
durch eine Aufprägung von außen oder durch ein „Durchprägen” von
innen nach außen unter Verwendung einer komplementären
Gewindestruktur, die von innen angreift und die zusammen mit der
Gewindestruktur, die von außen in Kontakt mit der Hülse 10 gebracht
wird, das eigentliche Gewinde außen auf der Hülse 10 erzeugt.
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Aus 2 geht
eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens hervor. Die Durchführung des Verfahrens unter
Verwendung der hier gezeigten Anordnung geht vorzugsweise von einer
im Umfang im Wesentlichen runden Hülse aus. Auf einzelne
Abschnitte dieser Hülse 20 wirken von außen
mehrere Wölbungselemente 21, die vorzugsweise
zugleich eine Gewindestruktur 26 aufweisen und damit auch
als Element im Sinne der Erfindung wirken. Durch einen in Axialrichtung
der Höhe verschieblichen koni schen Dorn 23, der
vorzugsweise flache Längsflächen aufweist, wird
eine radiale Kraft von innen (Pfeile) auf die Wölbungsgegenelemente 22 bzw.
Gegenelemente ausgeübt, um die Hülse 20 von
innen in die unrunde Form hineinzudrängen. Bei diesem Vorgang
werden in die Hülse 20 durch die Vorsprünge 27 der
Elemente 21 konkave Bereiche 25 in die Hülse 20 eingedrückt,
die plastisch so verformt werden, dass sie nach dem Lösen
der Elemente 21 in dieser Form verbleiben. Die Erzeugung
des Gewindes erfolgt auf den konvexen Abschnitten 24 der Hülse 20 durch
die Gewindestruktur 26 der Elemente 21, in die
die Hülse radial von innen heraus hineingedrängt
wird. Hierbei werden die Abschnitte 25 ohne Gewinde vorgespannt,
so dass auch ein gegebenenfalls einteiliger Dorn 23 mit
angeformten Gegenelementen 22 durch die federnden Eigenschaften
der Hülse 20 entformt bzw. aus der Hülse
herausgezogen werden kann. Durch die Anordnung der Gewindesegmente
auf den nach außen vortretenden Abschnitten 24 wird
ein gängiges bzw. funktionsfähiges Gewinde auf
der Hülse 20 erzeugt, da die gewindefreien, konkaven
Abschnitte 25 hinter den Kerndurchmesser des Gewindes zurückgedrängt
sind. Ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass
die unrunde Vorform und das Gewinde in einem Arbeitsgang erzeugt
werden können, da die Wölbungselemente 21 und
die Wölbungsgegenelemente 22 zugleich die Funktion
der Elemente mit Gewindestruktur und der entsprechenden Gegenelemente übernehmen.
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In
dieser Ausführungsform wird an der Innenseite der Hülse 20 durch
den Dorn 23 mit den Gegenelementen 22 eine Gegenhaltekraft
aufgebracht, die eine ausreichende Spannung erzeugt, um von außen das
Gewinde aufbringen zu können. Um die Bereiche 25 nach
innen zu formen, sind seitlich an den Elementen 21 die
flanschartigen Erhöhungen bzw. Vorsprünge 27 vorgesehen,
die während der Ausformung der Gewindesegmente in einem
einzigen Arbeitsgang die gewindelosen Bereiche 25 hinter
den Kerndurchmesser des Gewindes zurückdrängen. Durch
den Vorgang dieses Eindrückens ent steht eine ausreichende
Zugspannung in der Hülse 20, um Verwerfungen bzw.
Faltenbildungen zu vermeiden.
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2 verdeutlicht
schematisch, wie durch die Vorsprünge 27 als Backen
oder Flansche am Außenbereich der Elemente 21 neben
dem Prägen des Gewindes in den Abschnitten 24 der
Hülse die gewindelosen Abschnitte 25 hinter dem
Kerndurchmesser des Gewindes nach innen zurückgedrängt
werden. Diese Form der Elemente 21 kann eingesetzt werden,
um eine ursprünglich im Umfang runde Hülse in die
unrunde Form zu bringen oder bei der Verwendung einer bereits unrunden
Vorform das Gewinde auf den nach außen vortretenden Abschnitten 24 zu erzeugen
und dabei die nach innen zurücktretenden Abschnitte 25 in
ihrer Position zu halten.
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3 zeigt
eine weitere Ausführungsform einer Anordnung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dargestellt
ist die Hülse 30, die bereits eine unrunde Form
mit nach außen vortretenden Abschnitten 34 und
nach innen zurücktretenden Abschnitten 35 aufweist.
Zur Erzeugung des Gewindes auf den nach außen vortretenden
Abschnitten 34 sind Elemente 31 und Gegenelemente 32 vorgesehen,
wobei die Elemente 31 mit einer Gewindestruktur 36 ausgestattet
sind und von außen auf die Hülse einwirken. Die
von innen angreifenden Gegenelemente sind Bestandteil eines einstückigen
Dorns 33, der von innen in die Hülse eingeführt
ist. Der Innendorn 33 ist vorzugsweise konisch und es werden durch
diesen Dorn 33 vier Backen als Gegenelemente 32 durch
den Konus ausgebildet. Durch Ausübung einer Kraft (Pfeile),
die von außen auf die Elemente 31 wirkt, wird
ein Gewinde auf den Abschnitten 34 aufgeprägt.
Die Gegenelemente 32 können eine zur Gewindestruktur
der Elemente 31 komplementäre Struktur 37 aufweisen.
Dies hat den Vorteil, dass der Materialfluss bei der Aufprägung
des Gewindes erleichtert wird. Diese Ausführungsform ist
insbesondere bei dünnen Wandstärken der Hülse 30 vorteilhaft,
insbesondere wenn die Wandstärke der Hülse 30 kleiner
als die Tiefe der zu formenden Gewindegänge ist.
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Erfindungsgemäß muss
das Material der Hülse 30 nur an den vorstehenden
Bereichen verformt werden und nicht am kompletten Umfang. Der einstückige
Dorn 33 wird in das Werkstück, also die Hülse 30,
eingeführt und sein „Radius” ist vorzugsweise
um eine Gewindetiefe geringer als der Innenradius der Hülse 30.
Insbesondere bei dünnen Wandstärken der Hülse,
beispielsweise 0,5 mm, weist die Hülse 30 durch
die unrunde Form und insbesondere durch die nach innen zurücktretenden
Abschnitte 35 federnde Eigenschaften auf. Wenn die Elemente 31 als äußere
Backen auf das Werkstück und damit auch auf den Dorn 33 bzw.
die Gegenelemente 32 gepresst werden, verformt sich das
Werkstück und die Gewindesegmente entstehen. Nach dem Zurückstellen
der Elemente 31 federt das Werkstück so weit zurück,
dass der Dorn 33 ohne Weiteres aus der Hülse herausgezogen
bzw. entformt werden kann. Die Abschnitte 35 wirken als
Federelemente, so dass es nicht zu einer Verkantung des Dorns 33 mit
den Strukturen bzw. Hinterschnitten auf der Innenseite der Gewindesegmente 34 kommt.
Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens unter Verwendung der in 3 gezeigten
Anordnung können alle Elemente 31 gleichzeitig
mit Kraft beaufschlagt, um das Gewinde zu formen. In anderen Ausführungsformen
kann es vorgesehen sein, nur jeweils zwei der gegenüberliegenden
Elemente 31 mit Kraft zu beaufschlagen und die entsprechenden
Gewindesegmente zu prägen, um die wirkenden Kräfte
zu minimieren. Dies gilt auch für die anderen beschriebenen
Ausführungsbeispiele.
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Diese
Ausführungsform hat den Vorteil, dass ein einstückiger
Dorn eingesetzt werden kann, der entformt werden kann, ohne dass
der Dorn in seinem Umfang vermindert werden müsste. Der
einstückige Dorn verringert die Werkzeugkosten und wirkt
sich zudem günstig auf die Prozesssicherheit und die Realisierbarkeit
aus. Dies verringert den Aufwand in der Herstellung derartiger Hülsen
erheblich, so dass hierdurch die Kosten für die Herstellung
reduziert werden können.
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4 zeigt
eine weitere Gestaltung einer Anordnung, die zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
Hierbei wird die Hülse 40 in einer unrunden Form
mit im Außenumfang radial nach außen vortretenden
Abschnitten 44 und im Außenumfang radial nach
innen zurücktretenden Abschnitten 45 bereitgestellt.
Diese unrunde Form wird durch eine ungleiche Wandstärke
bzw. Wanddicke der Hülse 40 erzielt, indem die
Abschnitte 44 eine größere Wandstärke
als die Abschnitte 45 aufweisen. Hierdurch ergibt sich
eine Unrundheit im Außenumfang, wohingegen der Innenumfang
der Hülse 40 im Wesentlichen kreisrund ist. In
einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wanddicke der
Abschnitte 44 größer als die zu erzeugenden
Gewindegänge, so dass bei einer Krafteinwirkung der mit
einer Gewindestruktur 46 versehenen Elemente 41 in
Richtung der Hülse 40 (Pfeile) ein Gewinde von
außen aufgeprägt werden kann. Der in das Innere
der Hülse eingeführte im Wesentlichen im Schnitt
kreisrunde Dorn 43 wirkt hier als Gegenelement, das der
Kraft von außen entgegenwirkt. Da die Wanddicke in den
Abschnitten 44 vorzugsweise größer als
die Tiefe der aufgeprägten Gewindegänge ist, kommt
es nicht zu einer Verformung auf der Innenseite der Hülse
und der Dorn 43 kann ohne Weiteres entformt werden, ohne
das der Umfang des Dorns 43 verändert werden müsste.
Ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsform liegt also
darin, dass das Gegenelement als glatter Innenstempel 43 gebildet
ist, der sich ohne Teilung entformen lässt. Die Gewindesegmente
werden auf die Abschnitte 44 mit der größeren
Wandstärke aufgeprägt. Die Bereiche 45 mit
geringerer Wandstärke werden so ausgebildet, dass sie hinter
den Kerndurchmesser des aufgeprägten Gewindes zurücktreten.
Hierdurch wird die Gängigkeit bzw. Funktionsfähigkeit
des segmentierten Gewindes gewährleistet. Bei der Auslegung
der Wandstärken der unrunden Vorform ist zu berücksichtigten,
dass es während des Gewindeprägens zu einer Verformung
auch der Bereiche ohne Gewinde, also der Abschnitte 45 kommen
kann. Die Wandstärke der Abschnitte 44 sollte
daher ausreichend sein, um die Gewindetiefe aus dem Vollen heraus
erzeugen zu können.
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Die
hier gezeigten Ausführungsformen weisen jeweils vier Gewindesegmente
auf. In anderen Ausführungsformen ist es möglich,
zwei, drei oder mehr als vier Gewindesegmente vorzusehen. In jedem
Fall sollte der volle Gewinde-Nenndurchmesser zumindest in der Mitte
der Gewindesegmente erreicht werden, damit das Gewinde voll funktionsfähig ist.
Die Abschnitte ohne Gewinde, also beispielsweise die Abschnitte 15, 25, 35 oder 45,
sollten hinter den Kerndurchmesser der Gewinde zurücktreten,
um in diesen Bereichen bei einem Einschrauben des Gewindes in eine
Bohrung keine Behinderungen hervorzurufen.
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Erfindungsgemäß werden
die radial nach innen zurücktretenden Abschnitte der unrunden
Form bei deren Bereitstellung von innen her gedehnt oder von außen
her eingedrückt, so dass diese Bereiche während
des Umformvorgangs auf Spannung gebracht oder gehalten werden, wodurch
eine glatte und saubere Oberfläche der nach innen zurücktretenden
Abschnitte zwischen den Gewindesegmenten, also den nach außen
vortretenden Abschnitten, sichergestellt wird und es nicht zu Verwerfungen während
des Umformvorgangs kommt.
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Die
Verwendung eines einteiligen Dorns als Gegenelement und eine Ausübung
der Kraft zur Erzeugung des Gewindes von außen hat den
Vorteil, dass sich dieses Verfahren insbesondere auch für längere
Gewinde eignet, da die Verwendung eines mehrteiligen Dorns, der
eine Kraft von innen zur Erzeugung des Gewindes ausübt,
durch das Verhältnis von Kegelwinkel zu Kegellänge
im Hinblick auf die Erzeugung längerer Gewinde beschränkt
ist. Andererseits kann die Erzeugung einer Kraft von innen auch
Vorteile bieten, so dass sich bei der Herstellung von Hülsen,
die mehrere Gewinde aufweisen, eine Kombination der verschiedenen
Ausführungsformen mit Vorteil einsetzen lässt.
Beispielsweise weisen übliche Näherungsschalter,
die ein hülsenförmiges Gehäuse umfassen,
oftmals ein kurzes und kleines Gewinde, beispielsweise M12 oder
M8, für einen elektrischen Steckverbinder und ein langes,
meist größeres Gewinde für eine mechanische
Befestigung und Posi tionseinstellung auf. Für das lange
Gewinde eignet sich insbesondere die Durchführung des Verfahrens mit
einem einstückigen Innenwerkzeug bzw. Dorn. Für
die Erzeugung des kurzen Gewindes kann die beschriebene Ausführungsform
mit einem mehrteiligen Dorn eingesetzt werden.
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Bei
der Ausführungsform mit mehrteiligem Innenwerkzeug bzw.
mehrteiligem Dorn mit Gegenelementen als Prägebacken werden
diese Prägebacken durch den konischen Stempel derart nach
außen gedrückt, dass die unrunde Form mit gestreckten Zwischenbereichen,
die im Außenumfang nach innen zurücktreten, erzwungen
wird. Insbesondere wenn das Gewinde nicht zu lang ist, können
die von außen mit einer Kraft beaufschlagten Elemente mit
Gewindestruktur die erforderliche Kraft aufbringen, um das Gewinde
von außen mit der entsprechenden Gewindekontur einzuprägen.
Durch die Anordnung der Gewindewerkzeuge ist es unproblematisch,
dass die einzelnen Gewindesegmente auf den nach außen vortretenden
Abschnitten eine zueinander passende Gewindegesamtstruktur ergeben.
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Ist
die Gewindehülse oder das zu erzeugende Gewindesegment
im Verhältnis zum Durchmesser verhältnismäßig
lang, können unter Umständen die erforderlichen
Kräfte nicht mehr in einem einzigen Prägevorgang,
also beispielsweise einem Stempelvorgang, aufgebracht werden. Besonders
bevorzugt kann es daher sein, das Gewinde von außen aufzuwalzen,
wobei die von innen nach außen wirkenden Gegenelemente
insbesondere mittels eines konischen Vorschub-Stempels und entsprechendem
Antrieb die erforderlichen Kräfte aufbringen. Bei diesem Vorgang
wird das Werkstück, also die Hülse, beispielsweise
in geeignete Prägewalzen hineinbewegt. Um während
des Walzvorganges den Dorn permanent mit einer ausreichenden Kraft
an die Innenwerkzeuge, also die Gegenelemente, zu pressen, wird
mit Vorteil eine ausreichende Gegenkraft für diesen Vorschubvorgang
erzeugt, beispielsweise mittels Federkraft oder einem hydraulisch
beaufschlagten Gegenhalter mit Drossel. Einzelheiten hierzu sind
in den 5 und 6 dargestellt.
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5 illustriert
eine erfindungsgemäße Anordnung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der das
Gewinde durch einen Abwälzvorgang mit einem konischen Innenstempel
und federbelasteten Gegenhaltern an den Abwälzwerkzeugen
hergestellt wird. Abbildung A in 5 zeigt als
Querschnitt zunächst die Hülse 10 in
unrunder Form und die Anordnung der Elemente 11 und 12 vergleichbar
mit der 1. Zur Erzeugung der unrunden
Form der Hülse und zur Erzeugung des Gewindes wird von
innen eine Kraft auf die Hülse 10 ausgeübt,
indem ein konischer Dorn 13 mit vier ebenen Seitenflächen
die Elemente 12 radial nach außen drückt. Hierdurch
treten die entsprechenden Abschnitte 14 der Hülse
im Umfang nach außen vor. Die dazwischen liegenden Abschnitte 15 treten
zurück, wobei dieses Zurücktreten durch Prägeflansche 17 der
Elemente 11 verstärkt wird. Hierbei sollten die
Abschnitte 15 so weit zurücktreten, dass sie sich
nach der Erzeugung des Gewindes in Radialrichtung der Hülse hinter
dem Kerndurchmesser des Gewindes befinden, um die Gängigkeit
des segmentierten Gewindes nicht zu behindern. Die Darstellung B
in der 5 zeigt im Längsschnitt den Vorgang der
Erzeugung der unrunden Form der Hülse 10 und die
Erzeugung des Gewindes auf der Außenseite der Hülse 10. Durch
den konischen Dorn 13 werden die Gegenelemente 12 im
Inneren der Hülse radial nach außen gedrückt.
Hierdurch wird zum einen durch die Form der Gegenelemente 12 die
unrunde Form der Hülse 10 bereitgestellt. Zum
anderen wird hierdurch eine Kraft ausgeübt, mit der die
Hülse gegen die Gewindestruktur 56 der Elemente 11 gepresst
wird, so dass das Gewinde auf der Außenseite der Hülse 10 erzeugt wird.
Die Elemente 11 mit den Gewindestrukturen 56 sind
als Prägewalzen oder Außenwalzen gestaltet, die
mittels Federpaketen 57 eine permanente Gegenkraft von
außen ausüben. Durch den am Dorn angreifenden
Antrieb (hier nicht dargestellt) bewegt sich das Werkstück
bzw. die Hülse 10 in die als Prägewalzen
gestalteten Elemente 11 hinein. Hierbei werden in einem
Vorgang die Abschnitte 15 nach innen verpresst und die
Gewindesegmente werden auf den nach außen vortretenden
Abschnitten 14 aufgeprägt, wobei die Abschnitte 15 hinter
den Kerndurchmesser des Gewindes zurücktreten. Der Gewindegleichlauf der
einzelnen Gewindesegmente wird insbesondere durch eine exakte Abstimmung
der einzelnen Prägewalzen 11 zueinander und mit
dem Innenstempel bzw. Dorn 13 erzielt. Vorzugsweise kann
hierbei ein Anschlag 58 an den Elementen 11 vorgesehen
sein, um eine genaue und exakte Positionierung der Gewindestrukturen
auf der Hülse 10 zu erleichtern.
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In
der in 5 dargestellten erfindungsgemäßen
Anordnung sind die Gegenelemente 12 ohne komplementäre
Gewindestruktur dargestellt. In anderen Ausführungsformen
können auch die Gegenelemente mit einer Struktur versehen
sein, die komplementär zur Gewindestruktur der Elemente 11 ist. Hierdurch
wird der Materialfluss innerhalb der Hülse 10 beim
Umformvorgang verbessert und insbesondere bei dünnwandigen
Hülsen, deren Wandstärke geringer als die Tiefe
der Gewindegänge ist, kann durch eine komplementäre
Struktur auf den Gegenelementen die Erzeugung eines Gewindes deutlich verbessert
werden.
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6 zeigt
eine weitere erfindungsgemäße Anordnung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit der das
Gewinde auf die Hülse aufgerollt wird. Vergleichbar mit 5 ist
in Darstellung A die Verformung der Hülse im Querschnitt
und in der Darstellung B die Verformung der Hülse und insbesondere
die Erzeugung des Gewindes im Längsschnitt dargestellt.
Die Hülse 60 wird mit einer von innen ansetzenden
Kraft in eine unrunde Form mit nach außen vortretenden
Abschnitten 64 und nach innen zurücktretenden
Abschnitten 65 gedrängt. Zur Ausübung
dieser Kraft drückt ein konischer Dorn 63 mehrere
entsprechend geformte Gegenelemente 62 radial auseinander.
Die unrunde Form der Hülse 60 kann in einem Arbeitsschritt
mit der Erzeugung des Gewindes erzielt werden. In anderen Ausführungsformen
kann ein bereits entsprechend geformtes Halbzeug eingesetzt werden
und der Innenstempel 63, 62 zur Aufrechterhaltung
der unrunden Form des Halbzeugs bei der Prägung eingesetzt
werden. Die Erzeugung des Gewindes auf der Außenseite der
Hülse 60 erfolgt durch Prägerollen bzw.
Prägewalzen 61, die an ihrem Außenumfang eine
entsprechende Gewindestruktur 66 aufwei sen. Durch eine
Drehbewegung der Elemente 61 in Pfeilrichtung und entsprechend
entgegengerichteter Bewegung der Hülse 60 wird
das Gewinde auf der Außenseite der Hülse aufgeprägt.
Vorzugsweise wird zur Bereitstellung eines Abrollwiderstandes bzw.
eines Widerstandes für die nach unten drückende
Hülse eine Gegenkraft von unten (Pfeil) ausgeübt,
beispielsweise durch einen Hydraulikzylinder 68, der über
eine Drossel 69 die notwendige Gegenkraft für den
Innenstempel 63, 62 bereitstellt und sich dabei langsam
nach unten wegbewegt. Die Stempelkraft (Pfeil) des konischen Dorns 63 wird
hierbei auf ein ausreichend hohes Niveau gebracht werden, um die Spreizung
der Gegenelemente 62 in radialer Richtung bewirken zu können,
so dass das Gewinde gewalzt werden kann.
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Die
Elemente 61 bzw. die Prägewalzen weisen vorzugsweise
an ihren Flanken durchgehende Stege bzw. Prägeflansche 67 auf,
um die nach innen zurücktretenden Abschnitte 65,
das heißt die gewindelosen Bereiche, nach innen hinter
den Kerndurchmesser des zu erzeugenden Gewindes zurückdrücken
zu können.
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Der
Umfang der Prägewalzen 61 ist vorzugsweise an
das zu prägende Gewinde angepasst. Der Startpunkt des Prägens
sollte insbesondere so abgestimmt sein, dass die einzelnen Gewindesegmente ein
zueinander passendes, in sich schlüssiges Gewinde ergeben.
Hierzu können die Prägewalzen an der Hülse 60 beim
Start anliegen oder auf andere Weise initialisiert werden. Vorzugsweise
findet der erste Eingriff der Werkzeuge zur Erzeugung des Gewindes,
also beispielsweise der Elemente 11 und 61, definiert
statt, insbesondere stehen die einzelnen Prägeelemente
miteinander in Beziehung bzw. sind miteinander gekoppelt. Hierdurch
kann sichergestellt werden, dass später auf das fertige
Bauteil bzw. die Hülse beispielsweise eine Mutter oder
ein Stecker aufgeschraubt werden kann und dass das Gewinde zur Befestigung
beispielsweise eines Sensors oder dergleichen genutzt werden kann.
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Ein
mehrteiliges Innenwerkzeug, wie beispielsweise in den 5 und 6 dargestellt,
wird zur Entformung entspreizt und kann dann aus der Hülse
herausgezogen bzw. entfernt werden. Dies kommt insbesondere bei
dünnen Wandstärken der Werkstücke zum
Tragen, wenn innen eine Ausformung einer komplementären
Gewindestruktur vorgenommen wird, die möglicherweise mit
dem Innenwerkzeug verhaken könnte, sofern das Innenwerkzeug
nicht von seinem Umfang her zur Entformung verkleinert werden kann.
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Die
Verwendung einer vorgeformten unrunden Hülse als Halbzeug,
also ein zweistufiger Prozess zur Erzeugung des Gewindes auf der
unrunden Form, hat den Vorteil, dass ein einteiliges Innenwerkzeug,
beispielsweise ein einfacher Dorn, in die Hülse eingefahren
werden kann, so dass das Gewinde von außen beispielsweise
durch Prägewalzen in der beschriebenen Weise erzeugt werden
kann. Hierbei übernimmt das Innenwerkzeug eine Gegenhaltefunktion,
während Prägewalzen oder vergleichbare Elemente
von außen punktuell drücken, um das Gewinde fortlaufend
zu erzeugen. Dieser Abroll- bzw. Wälzvorgang ist insbesondere
bei längeren Gewindehülsen vorteilhaft, da die
Verwendung eines mehrteiligen Dorns bei längeren Gewinden
aufgrund des Verhältnisses von Kegelform zu Kegellänge
an seine Grenzen stößt. Sofern bereits eine unrunde
Vorform verwendet wird, ist es gegebenenfalls nicht erforderlich,
Vorsprünge oder Prägeflansche zum Zurückdrängen
der gewindelosen Segmente vorzusehen, da die nach innen zurückgetretenen
Abschnitte bereits ausreichend hinter dem Kerndurchmesser des zu
erzeugenden Gewindes zurückgeformt sind.
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Der
besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
und der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin,
dass zur Erzeugung des Gewindes zwar sehr große Kräfte
aufgewendet werden können, diese aber nur auf einzelne
Bereiche der Hülse einwirken. Die von innen her gegenwirkenden
Gegenelemente können diese punktuell auf sie bzw. durch die
Hülse hindurch wirkenden Kräfte sehr einfach gegenhalten.
Hierdurch kann erreicht werden, dass auch längere Gewindehülsen
mit begrenzter Kraft von innen in einem einzigen Vorgang, beispielsweise einem
Prägeabwälzvorgang, ausgeformt werden können.
Vorzugsweise wird hierbei eine Gegenkraft auf dem Verfahrweg permanent
so groß gehalten, beispielsweise über Federkräfte
oder hydraulische Vorrichtungen insbesondere mit integrierter Drossel, dass
das Innenwerkzeug bzw. ein Dorn die Gegenelemente von innen her
zu jedem Zeitpunkt mit ausreichender Kraft nach außen drücken
kann.
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Vorzugsweise
können die Elemente, die von außen an der Hülse
angreifen, also beispielsweise Prägestempel, Prägewalzen
oder Prägerollen, neben der Erzeugung des Gewindes gleichzeitig
durch entsprechende Formung, also beispielsweise durch geeignete
Vorsprünge, auch das Eindrücken der Zwischenbereiche
nach innen hinter den Kerndurchmesser des Gewindes übernehmen.
Damit kann die Gestaltung der von innen gegenwirkenden Gegenelemente
vereinfacht werden. Gegebenenfalls ist es ausreichend, wenn relativ
passgenau ein Dorn als Gegenelement eingefahren wird, der im Bereich
der Gewindesegmente annäherungsweise an der Hülse anliegt,
während er zwischen den Gewindesegmenten genügend
Freiraum lässt, um die Hülse von außen
her hinter den Kerndurchmesser zu verformen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung
hat besondere Vorteile bei der Erzeugung von Gewinden auf vom Umfang
her verhältnismäßig kleinen Hülsen,
da auf die Ausübung einer Kraft von innen, abgesehen von
einer Gegenhaltekraft, gegebenenfalls verzichtet werden kann. Die Ausübung
einer Kraft von außen ist in vielen Fällen technisch
wesentlich einfacher zu realisieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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