DE102010011711B4

DE102010011711B4 - Method and device for chipless production of connecting, fastening or closing elements of metal with external thread

Info

Publication number: DE102010011711B4
Application number: DE201010011711
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Gensert Hilmar
Original assignee: Sieber Forming Solutions GmbH
Current assignee: Sieber Forming Solutions GmbH
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2010-03-17
Publication date: 2012-08-30
Anticipated expiration: 2030-03-18
Also published as: TW201139010A; DE102010011711A1; WO2011113556A1

Abstract

Verfahren zur spanlosen Herstellung von Verbindungs-, Befestigungs- oder Verschlusselementen aus Metall mit Außengewinde, durch Kaltumformung eines vorbereiteten Rohlings aus Draht- oder Stangenmaterial als Vollmaterial, wobei der Rohling (1, 23, 25, 27, 42) in ein mehrteiliges Backenwerkzeug (6) mit einem Formhohlraum (11), dessen Innenwandung mit einer als Negativ ausgebildeten Gewindeprofilierung (10) versehen ist, eingelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im geschlossenen Zustand des Backenwerkzeuges (6) an einer der beiden Stirnseiten des Rohlings (1, 23, 25, 27, 42) mindestens ein erster Stempel (17) oder Werkzeug (35) als Gegenhalter angreift und an der gegenüberliegenden Stirnseite (29) mittels eines in axialer Richtung bewegbaren zweiten Stempels (45) oder Dornes (15) durch Stauchen und/oder Fließpressen Material in die Hohl- oder Zwischenräume der als Negativ ausgebildeten Gewindeprofilierung (10) des Backenwerkzeuges (6) gedrückt wird, um das Außengewinde zu erzeugen, und nach Beendigung des Fließpressvorganges das Backenwerkzeug (6) geöffnet und das fertige Verbindungs- oder Befestigungselement (20, 39, 47) aus diesem...Process for the non-cutting production of connecting, fastening or closing elements made of metal with an external thread, by cold forming a prepared blank made of wire or rod material as a solid material, the blank (1, 23, 25, 27, 42) being converted into a multi-part jaw tool (6 ) is inserted with a mold cavity (11), the inner wall of which is provided with a thread profile (10) designed as a negative, characterized in that in the closed state of the jaw tool (6) on one of the two end faces of the blank (1, 23, 25 , 27, 42) at least one first punch (17) or tool (35) acts as a counter-holder and on the opposite end face (29) by upsetting and / or extrusion by means of a second punch (45) or mandrel (15) movable in the axial direction Material is pressed into the cavities or spaces of the negative thread profile (10) of the jaw tool (6) to produce the external thread, and After completion of the extrusion process, the jaw tool (6) is opened and the finished connecting or fastening element (20, 39, 47) from this ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur spanlosen Herstellung von Verbindungs-, Befestigungs- oder Verschlusselementen aus Metall mit Außengewinde, zur Verwendung als Hohlschrauben, Hohlwellen, Gewindehülsen, sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.The invention relates to a method for chipless production of connection, fastening or closure elements made of metal with external thread, for use as hollow screws, hollow shafts, threaded sleeves, and a device suitable for carrying out the method.

Zur Herstellung von Außengewinden auf metallischen Werkstücken sind zwei klassische Verfahrensarten bekannt, die in Abhängigkeit von der Größe des Gewindes, der Gestalt des Werkstückes und/oder der Härte des metallischen Werkstoffes in der Praxis Anwendung finden, das Walzen bzw. Rollen oder Schneiden von Gewinden.For the production of external threads on metallic workpieces, two classical types of processes are known, which are used in practice, depending on the size of the thread, the shape of the workpiece and / or the hardness of the metallic material, the rolling or cutting threads.

Beim Walzen bzw. Rollen werden Maschinen mit zwei oder drei angetriebenen Rundrollen oder sich zueinander bewegenden Flachbacken (Parallelbacken) eingesetzt. Das Gewinde kann auch mittels in Drehmaschinen eingespannten Rollköpfen erzeugt werden, wobei das Werkstück angetrieben wird.When rolling or rolling machines are used with two or three driven round rollers or mutually moving flat jaws (parallel jaws). The thread can also be produced by means of lathes clamped in lathes, wherein the workpiece is driven.

Das Kaltwalzen von Gewinde auf dünnwandigen Hohlteilen mittels eines Profilwalzwerkzeuges ist z. B. aus der DE 195 36 817 A1 bekannt.The cold rolling of thread on thin-walled hollow parts by means of a profile rolling tool is z. B. from the DE 195 36 817 A1 known.

Das Walzen oder Rollen von Außengewinde auf hohlzylindrischen Werkstücken aus Metall hat als Massenfertigung in der Praxis die größte Bedeutung erlangt. Voraussetzung hierfür ist jedoch, dass die hohlzylindrischen Werkstücke eine ausreichende Wanddicke aufweisen. Die Wanddicke sollte beim Gewindewalzen auf Zweirollenwalzmaschinen mindestens ca. 1/5 des Außendurchmessers/Wandstärke und auf Dreirollenwalzmaschinen ca. 1/8 des Außendurchmessers/Wandstärke betragen.The rolling or rolling of external threads on hollow cylindrical workpieces made of metal has gained in mass production in practice the greatest importance. However, a prerequisite for this is that the hollow cylindrical workpieces have a sufficient wall thickness. The wall thickness should be at least about 1/5 of the outer diameter / wall thickness on thread rolling on two-roll rolling machines and about 1/8 of the outer diameter / wall thickness on three-roll rolling machines.

Liegt das Verhältnis unter diesem Wert, so lässt sich das Gewinde nur durch eine spanende Bearbeitung herstellen oder mittels Rollköpfen auf Drehmaschinen. Das Herstellen der Gewinde auf Mehrspindeldreh- oder Gewindeschneidautomaten ist jedoch material- und zeitaufwendiger als bei einer umformtechnischen Herstellung.If the ratio is below this value, then the thread can only be produced by machining or by means of rolling heads on lathes. Producing the thread on multi-spindle turning or tapping machines, however, is more material and time consuming than in a forming production.

Bei der Herstellung von Außengewinden durch spanabhebende Formgebung auf Drehautomaten mittels Drehmeißel lässt sich keine pressblanke kaltverfestigte Oberfläche erzielen.In the production of external threads by cutting shaping on automatic lathes by means of lathe tools, it is not possible to achieve a press-finished, cold-worked surface.

Aus der EP 2 156 909 A2 ist zur Herstellung von Schrauben oder Gewindebolzen aus metallischem Vollmaterial bekannt, dass in einer ersten Pressstufe in einen vorgefertigten Rohling mehrere in axialer Richtung verlaufende Ausnehmungen in einem festgelegten radialen Abstand eingeformt werden. In einer zweiten Pressstufe wird der vorgefertigte Rohling in ein mehrteiliges Backenwerkzeug mit einer die Außenkontur bildenden Innenprofilierung eingelegt, derart dass sich an den Stellen, wo die Pressbacken geöffnet sind die Ausnehmungen befinden. Durch Schließen der Backen wird mittels radialer Krafteinwirkung auf den schaftförmigen Abschnitt des Rohlings eine radiale Außenkontur gepresst.From the EP 2 156 909 A2 is known for the production of screws or threaded bolts made of solid metal material that in a first pressing stage in a prefabricated blank a plurality of axially extending recesses are formed in a fixed radial distance. In a second pressing step, the prefabricated blank is placed in a multi-part jaw tool with an inner profile forming the outer contour, such that the recesses are located at the points where the pressing jaws are open. By closing the jaws a radial outer contour is pressed by means of radial force acting on the shaft-shaped portion of the blank.

Bekannt ( DE 83503 A ) ist ein Verfahren zur Herstellung von Befestigungs- oder Verbindungsmitteln mit radialen Außenkonturen, insbesondere Schrauben oder Gewindebolzen, aus metallischem Vollmaterial. Der vorgeformte Rohling, der einen länglichen, in der Mitte eingeschnürten Querschnitt aufweist, wird zwischen zwei Gewindepressbacken gelegt. Durch Annäherung der Pressbacken wird der eingeschnürte Teil des Bolzens bzw. Rohlings gestaucht, wodurch Material nach außen gedrängt und in das Gewinde der Pressbacken gepresst wird.Known ( DE 83503 A ) is a method for producing fastening or connecting means with radial outer contours, in particular screws or threaded bolts, of solid metal material. The preformed blank, which has an elongated, centered cross-section, is placed between two threaded dies. By approaching the pressing jaws of the constricted part of the bolt or blank is compressed, whereby material is forced outwards and pressed into the thread of the pressing jaws.

Aus der DE 10 2009 048 040 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur spanlosen Herstellung eines Außengewindes auf hohlförmigen Werkstücken aus Metall bekannt, wobei ein hohlförmiger Rohling in ein Backenwerkzeug mit Gewindeprofilierung eingelegt und durch Aufweiten mittels eines Dornes das Gewinde geformt wird.From the DE 10 2009 048 040 A1 For example, there is known a method and apparatus for cutting external threads on hollow metal workpieces by inserting a hollow blank into a thread profiling jaw tool and tapping by means of a mandrel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur spanlosen Herstellung von Verbindungs-, Befestigungs- oder Verschlusselementen aus Metall mit Außengewinde zu schaffen, das sich durch eine einfachere Verfahrensweise sowie verbesserte Wirtschaftlichkeit auszeichnet. Ferner soll eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung bereitgestellt werden.The invention has for its object to provide a method for chipless production of connection, fastening or closure elements made of metal with external thread, which is characterized by a simpler procedure and improved efficiency. Furthermore, a device suitable for carrying out the method is to be provided.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Verfahrensweise sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 11. Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 11. Weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 12 bis 14 angegeben.According to the invention the object is achieved by the features specified in claim 1. Advantageous developments of the procedure are subject matter of claims 2 to 11. A suitable device for carrying out the method is the subject of claim 11. Further embodiments of the device are specified in claims 12 to 14.

Gemäß der vorgeschlagenen Verfahrensweise wird als Ausgangsmaterial ein aus Vollmaterial bestehender Rohling aus Draht- oder Stangenmaterial eingesetzt. Der Rohling wird in ein geöffnetes oder geschlossenes mehrteiliges Backenwerkzeug mit einem Formhohlraum eingelegt, dessen Innenwandung mit einer als Negativ ausgebildeten Gewindeprofilierung versehen ist. Im geschlossenen Zustand des Werkzeuges berühren die vorstehenden Kanten der Gewindeprofilierung allenfalls die Mantelfläche des Rohlings bzw. es besteht zwischen diesen ein geringes Spiel. Durch die Schließbewegung der Backen des Backenwerkzeuges wird die Form des Rohlings nicht verändert. An einer der beiden Stirnseiten des Rohlings greift mindestens ein Werkzeug oder erster Stempel als Gegenhalter an, um zu verhindern, dass während des nachfolgenden Kaltumformvorganges der Rohling in axialer Richtung verschoben wird. Zur Erzeugung eines Außengewindes auf dem Rohling sind zwei Möglichkeiten vorgesehen.According to the proposed procedure is used as the starting material consisting of a solid blank of wire or rod material. The blank is placed in an open or closed multi-part jaw tool with a mold cavity, the inner wall is provided with a trained as a negative thread profiling. In the closed state of the tool, the protruding edges of the thread profiling touch at most the lateral surface of the blank or there is a slight play between them. By the closing movement of the jaws of the baking tool, the shape of the blank is not changed. At least one tool engages on one of the two end faces of the blank or first punch as an anvil, in order to prevent that during the subsequent cold forming process, the blank is displaced in the axial direction. To create an external thread on the blank, two possibilities are provided.

An der gegenüberliegenden Stirnseite wird durch Napfen mittels eines Napfdornes eine axiale Vertiefung als Sackloch und dabei gleichzeitig durch Verdrängung von Material in die als Negativ ausgebildete Gewindeprofilierung des Backenwerkzeuges das Außengewinde erzeugt. Während des Napfvorganges werden die Konturen der Gewindeprofilierung durch einen überwiegend radialen Materialfluss (Querfließpressen) ausgefüllt und somit das Außengewinde erzeugt. Gleichzeitig entsteht durch den Napfvorgang eine axiale Vertiefung als Sackloch.At the opposite end face an axial recess as a blind hole and at the same time by displacement of material in the formed as a negative thread profiling of the baking tool, the external thread is produced by cupping by means of a Napfdornes. During the Napfvorganges the contours of the thread profiling are filled by a predominantly radial flow of material (Querfließpressen) and thus generates the external thread. At the same time created by the Napfvorgang an axial recess as a blind hole.

Nach Beendigung des Napfens wird das Backenwerkzeug geöffnet und das fertige Verbindungs- oder Befestigungselement aus diesem entfernt. Die Formgebungskräfte zur Erzeugung des Außengewindes werden ausschließlich durch den Napfvorgang aufgebracht. Das Backenwerkzeug muss während des Napfvorganges geschlossen bleiben und darf sich nicht öffnen.After completion of the cup, the jaw tool is opened and the finished connection or fastener removed therefrom. The shaping forces for generating the external thread are applied exclusively by the cupping process. The jaw tool must remain closed during the cupping process and must not open.

Bei dieser ersten Ausführungsvariante überragt der in das Backenwerkzeug eingelegte Rohling nicht die Stirnseite, an der das Napfwerkzeug angreift.In this first embodiment variant, the blank inserted in the jaw tool does not project beyond the end face on which the cup tool engages.

Der als Gegenhalter an der gegenüberliegenden Seite angreifende Stempel ist vorzugsweise in einer Hülse geführt, die als Fließbremse wirkt, um während des Napfens ein Rückwärtsfließen von Material zu unterdrücken.The counter-attacking punch on the opposite side is preferably guided in a sleeve which acts as a flow brake to suppress reverse flow of material during cupping.

Das Endprodukt bzw. die fertige Schraube ist nicht in axialer Richtung durchgehend hohl, sondern besitzt nur einen hohlen Abschnitt bzw. ein Sackloch im Bereich des Außengewindeabschnittes. An den hohlen Abschnitt bzw. das Sackloch schließt sich ein Abschnitt aus Vollmaterial an. Bei Stiftschrauben gibt es auch Ausführungen mit einem Bund aus Vollmaterial im mittleren Abschnitt und zwei gegenüberliegenden Gewindeabschnitten, die sich ebenfalls nach der erfindungsgemäßen Verfahrensweise herstellen lassen. Gegebenenfalls kann nach erfolgter Formgebung des Außengewindes in einem weiteren Bearbeitungsschritt, vorzugsweise durch Stanzen, die axiale Vertiefung (Sackloch) zu einem Durchgangsloch umgeformt werden.The end product or the finished screw is not hollow in the axial direction, but has only a hollow portion or a blind hole in the region of the male threaded portion. At the hollow portion or the blind hole is followed by a section of solid material. In stud bolts, there are also versions with a collar of solid material in the middle section and two opposite threaded sections, which can also be produced according to the method of the invention. Optionally, after the shaping of the external thread in a further processing step, preferably by punching, the axial recess (blind hole) are formed into a through hole.

Durch den Napfvorgang können auch in ihrer Querschnittsgeometrie unterschiedliche Formen, wie z. B. als Vierkant oder Sechskant, erzeugt werden, die dann beim Einsatz als Verbindungs-, Befestigung- oder Verschlusselement als Antrieb genutzt werden können. Der Napfvorgang wird fließtechnisch so gesteuert, dass der Anteil an rückwärtsfließendem Material möglichst gering gehalten wird. Beispielsweise wird durch eine mechanische Fließsperre ein Rückwärtsfließen von Material unterdrückt. Eine solche kann durch eine Abstufung des als Gegenwerkzeug zum Einsatz kommenden Stempels realisiert werden.Through the cupping process can also in their cross-sectional geometry different shapes, such. B. as a square or hexagon, are generated, which can then be used when used as a connection, fastening or closure element as a drive. The cupping process is fluidly controlled so that the proportion of reverse-flowing material is kept as low as possible. For example, reverse flow of material is suppressed by a mechanical flow stop. Such can be realized by a gradation of coming as a counter tool used stamp.

Rohling und Außengewinde sollten in ihrer Dimensionierung so ausgelegt sein, dass durch den Napfvorgang zur Erzeugung des Außengewindes nur so viel Material verdrängt wird, wie Hohlraumvolumen zwischen der Mantelfläche des Rohlings und der als Negativ ausgebildeten Gewindeprofilierung vorhanden ist.Blank and external thread should be designed in their dimensions so that only the amount of material is displaced by the cupping process for generating the external thread, as cavity volume between the lateral surface of the blank and formed as a negative thread profiling is present.

Der Rohling kann unterschiedliche Ausgangsformen aufweisen. An der Napfseite kann dieser eine bereits vorgeformte Ausnehmung, z. B. in Form einer Kalotte, besitzen. Alternativ kann der Rohling in einer Richtung konisch verjüngt ausgeführt sein.The blank may have different initial shapes. On the Napfseite this can be an already preformed recess, z. B. in the form of a dome, have. Alternatively, the blank may be tapered in one direction.

Eine andere Variante, die insbesondere bei kleinvolumigen Teilen angewendet werden kann, besteht darin, dass während des Napfens anfallendes überschüssiges Material in eine Nebenkavität gedrückt wird. Die Nebenkavität kann z. B. im Backenwerkzeug oder im Gegenwerkzeug angeordnet sein. Der in der Nebenkavität entstehende Materialpfropfen kann entweder entfernt werden oder in der Nebenkavität verbleiben, z. B. als integrierter Bestandteil des Formteils.Another variant, which can be used in particular for small-volume parts, is that accumulated during the cup excess material is forced into a secondary cavity. The Nebenkavität can z. B. be arranged in the jaw tool or in the counter tool. The material plug formed in the secondary cavity can either be removed or left in the secondary cavity, e.g. B. as an integral part of the molding.

Der Vorteil der ersten Ausführungsvariante besteht in einer gleichzeitigen Erzeugung eines Außengewindes und eines Sackloches im Bereich des Gewindeabschnittes in einem Arbeitsgang, ohne die Gefahr, dass sich die Querschnittsform verändern kann, wie dies beim Rollen von Gewinde auf dünnwandigen Hohlteilen der Fall ist.The advantage of the first embodiment is a simultaneous creation of an external thread and a blind hole in the region of the threaded portion in one operation, without the risk that the cross-sectional shape may change, as is the case when rolling threads on thin-walled hollow parts.

Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante überragt der in das Backenwerkzeug eingelegte Rohling die Stirnseite der Gewindeprofilierung des Backenwerkzeuges, an der das Werkzeug zur Erzeugung des Außengewindes angreift. Das Werkzeug zur Erzeugung des Außengewindes besteht aus einer Hülse mit einem in axialer Richtung bewegbaren zweiten Stempel. Die Innenquerschnittsfläche der Hülse entspricht der Querschnittsfläche des überstehenden Abschnittes des Rohlings. Nach dem Zustellen des Werkzeuges befindet sich dieser innerhalb der Hülse. Über den druckbeaufschlagten Stempel wird durch Stauchen ein Fließpressvorgang ausgelöst und Material in die Hohl- oder Zwischenräume der als Negativ ausgebildeten Gewindeprofilierung des Backenwerkzeuges gedrückt. Um ein axiales Verschieben des Rohlings zu verhindern greift analog wie bei der ersten Ausführungsvariante mindestens ein Stempel oder Werkzeug als Gegenhalter an der gegenüberliegenden Seite des Rohlings an.According to a second embodiment variant, the blank inserted in the jaw tool projects beyond the end face of the thread profiling of the jaw tool, on which the tool engages to produce the external thread. The tool for generating the external thread consists of a sleeve with a movable in the axial direction of the second punch. The internal cross-sectional area of the sleeve corresponds to the cross-sectional area of the protruding portion of the blank. After delivery of the tool, this is inside the sleeve. About the pressurized punch an extrusion process is triggered by upsetting and pressed material into the hollow or interstices of the trained as a negative thread profiling of the baking tool. To prevent axial displacement of the blank engages analogous as in the first embodiment, at least one punch or tool as a counter-holder on the opposite side of the blank.

Der überstehende Abschnitt des Rohlings kann so groß sein wie das Hohlraumvolumen der Gewindeprofilierung. Bei gleicher Größe schließt dann die fertige Schraube bündig mit der Stirnseite des Backenwerkzeuges ab. Ist der überstehende Abschnitt größer, so kann der verbleibende Rest an Material zur Ausformung einer Spitze genutzt werden. Ist dieser kleiner, so entsteht an der entsprechenden Stirnseite des Formteils eine Vertiefung bzw. Ausnehmung.The protruding portion of the blank may be as large as the void volume of the thread profiling. For the same size then closes the finished screw flush with the front of the jaw tool. If the protruding portion is larger, the remaining remainder of material can be used to form a tip. If this is smaller, the result is a depression or recess on the corresponding front side of the molded part.

Die gemäß der zweiten Ausführungsvariante hergestellten Endprodukte bestehen aus Vollmaterial, besitzen also keinen Hohlraum bzw. Vertiefung im Bereich des Außengewindeabschnittes.The end products produced according to the second embodiment are made of solid material, so have no cavity or recess in the region of the male threaded portion.

Nach der erfindungsgemäßen Verfahrensweise lassen sich vor allem Standard- und Sonder- bzw. Spezialschrauben, insbesondere Verschlussschrauben, Ölablass- oder Durchlassschrauben wirtschaftlich herstellen. Auch zur Herstellung von Stift- oder Madenschrauben mit Innenantrieben ist das Verfahren gut geeignet.Standard and special or special screws, in particular screw plugs, oil drainage or through-bolts can be produced economically, in particular, according to the method of the invention. Also for the production of pin or grub screws with internal drives, the method is well suited.

Zur Herstellung von Kopfschrauben wird ein Rohling eingesetzt, der das Backenwerkzeug an der Kopfseite überragt. Vor der Erzeugung des Außengewindes wird der überstehende Abschnitt mittels separaten Stempelwerkzeugen in einem oder mehreren Umformschritten zu einem Schraubenkopf, z. B. als Sechskant, umgeformt. Während der Umformung wird der Rohling an der gegenüberliegenden Seite mittels eines Stempels abgestützt. Erforderlichenfalls kann vor oder nach der Erzeugung des Außengewindes in den oberen Abschnitt bzw. den Kopfabschnitt des Rohlings durch einen zusätzlichen Pressvorgang ein Antrieb erzeugt werden, beispielsweise kann so in eine Schraube mit Sechskantkopf zusätzlich in den Kopf noch ein Innenantrieb als Sechskant geformt werden.For the production of cap screws, a blank is used, which projects beyond the jaw tool on the head side. Before the generation of the external thread of the projecting portion by means of separate punching tools in one or more forming steps to a screw head, z. B. as a hexagon, reshaped. During the forming, the blank is supported on the opposite side by means of a punch. If necessary, before or after the generation of the external thread in the upper portion or the head portion of the blank by an additional pressing operation, a drive can be generated, for example, in such a screw with hexagonal head in the head nor an internal drive can be formed as a hexagon.

Das Risiko, dass während des Napfens Material in den Schließspalt zwischen die Backen des Backenwerkzeuges gelangt, kann dadurch vermieden werden, indem im Bereich der Schließkanten der Backen die Profilhöhe der als Negativ ausgebildeten Gewindeprofilierung verringert wird. Dadurch wird an den Stellen des Rohlings, die sich im Bereich der Schließkanten der Backen befinden, keine oder nur eine abgeschwächte Gewindeprofilierung erzeugt. Im Bereich der Schließkanten der Backen sind die Gewindegänge abgesenkt bzw. praktisch nicht mehr vorhanden.The risk that enters material during the cupping material in the closing gap between the jaws of the baking tool, can be avoided by the profile height of the formed as a negative thread profiling is reduced in the region of the closing edges of the jaws. As a result, no or only a weakened thread profiling is generated at the points of the blank, which are located in the region of the closing edges of the jaws. In the area of the closing edges of the jaws, the threads are lowered or practically no longer available.

Die Gewindeprofilierung der Negativform kann auch aus mehreren in ihrer Geometrie unterschiedlichen Gewindeabschnitten bestehen, wobei sich während des Napfvorganges Gewindeabschnitte mit unterschiedlicher Gewindegeometrie erzeugen lassen.The thread profiling of the negative mold can also consist of several different in their geometry threaded sections, which can be produced during the Napfvorganges threaded sections with different thread geometry.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die radiale Materialverdrängung der Gewindeabschnitt kaltverfestigt wird und gleichzeitig eine blanke Oberfläche entsteht, sodass keine weitere Nachbearbeitung erforderlich ist. Die zusätzliche Kaltverfestigung ermöglicht eine stärkere mechanische Belastung des Gewindeabschnittes.Another advantage is that the radial displacement of the material threaded portion is work hardened and at the same time creates a bare surface, so that no further post-processing is required. The additional work hardening allows a stronger mechanical load of the threaded portion.

Die erforderlichen maschinentechnischen Aufwendungen zur Erzeugung der Außengewinde sind vergleichsweise gering.The required mechanical engineering expenses for generating the external thread are relatively small.

Als metallische Werkstücke kommen solche in Frage, die aus kaltumformbarem Material, wie beispielsweise Kupfer, Aluminium oder Stahl, bestehen.As metallic workpieces come into question, which consist of kaltumformbarem material such as copper, aluminum or steel.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch innerhalb einer Mehrstufenpresse zur Anwendung gelangen. Hinsichtlich des bekannten Verfahrensablaufes einer Mehrstufenpresse wird auf die EP 2 156 909 A2 verwiesen.The method according to the invention can also be used within a multi-stage press. With regard to the known procedure of a multi-stage press is on the EP 2 156 909 A2 directed.

Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung besteht aus einem mehrteiligen, in eine Öffnungs- und Schließstellung bewegbaren Backenwerkzeug mit einem an beiden Seiten offenen zylindrischen Formhohlraum zur Aufnahme eines aus Vollmaterial bestehenden Rohlings. Die den Formhohlraum begrenzende Innenwandung der Backen ist mit einer als Negativ ausgebildeten Gewindeprofilierung ausgerüstet. Während der Schließbewegung der Backen gelangt die Gewindeprofilierung nicht in Kontakt mit der Mantelfläche des Rohlings. Über die Bewegung der Backen erfolgt keine Verformung des Rohlings.A suitable device for carrying out the method consists of a multi-part, movable in an open and closed position baking tool with an open on both sides cylindrical mold cavity for receiving a blank made of solid material. The inner cavity of the jaws delimiting the mold cavity is equipped with a thread profiling designed as a negative. During the closing movement of the jaws, the thread profiling does not come into contact with the outer surface of the blank. The movement of the jaws does not deform the blank.

Der durch die Innenwandung der Backen begrenzte Formhohlraum ist in seiner Größe so bemessen, dass im geschlossenen Zustand der Backen zwischen der Mantelfläche des einschiebbaren Rohlings und der Innenwandung des Formhohlraumes nur ein geringes Spiel oder allenfalls Berührungskontakt besteht.The limited by the inner wall of the jaws mold cavity is sized in size so that in the closed state of the jaws between the outer surface of the insertable blank and the inner wall of the mold cavity is little play or at best touch contact.

An einer der Stirnseiten des Backenwerkzeuges greift mindestens ein erster Stempel oder Werkzeug an, die als Gegenhalter dienen. An der gegenüberliegenden Stirnseite ist zur Erzeugung eines Außengewindes ein in axialer Richtung bewegbarer zweiter Stempel oder Dorn als Verformungswerkzeug angeordnet.On one of the end faces of the baking tool engages at least a first punch or tool, which serve as an anvil. On the opposite end side, a second punch or mandrel which can be moved in the axial direction is arranged as a deformation tool to produce an external thread.

Das Verformungswerkzeug kann als Napfwerkzeug oder als Stauchwerkzeug ausgebildet sein, wobei der Napfdorn oder der Stempel zum Stauchen jeweils in einer Matrize oder Hülse geführt sind. Die Matrize ist Bestandteil des Backenwerkzeuges und besitzt eine entsprechende Führung für Napfdorn oder Stempel. Die Hülsen können zusätzlich noch die Funktion als Auswerfer für das fertige Teil übernehmen.The deformation tool can be designed as a cupping tool or as a compression tool, wherein the cup mandrel or the stamp for Compression in each case in a die or sleeve are performed. The die is part of the baking tool and has a corresponding guide for Napfdorn or stamp. The sleeves can also take over the function as an ejector for the finished part.

Vorzugsweise ist die als Negativ ausgebildete Gewindeprofilierung der Backen so ausgeführt, dass sich im Bereich der Randzonen der Backen der Gewindeaußendurchmesser nach beiden Seiten kontinuierlich verringert, d. h. die Profilhöhe nimmt ab. Dadurch wird das Risiko, dass während des Gewindepressvorganges Material zwischen die Backen gelangen kann, deutlich verringert.Preferably, the trained as a negative thread profiling of the jaws is designed so that in the region of the edge zones of the jaws of the outer thread diameter decreases continuously on both sides, d. H. the profile height decreases. This significantly reduces the risk that material may get between the jaws during the thread pressing process.

Die Gewindeprofilierung der Backen kann durch andere Profilierungen unterbrochen sein oder die Backen sind außerhalb der Gewindeprofilierung mit anderen Profilierungen ausgerüstet.The thread profiling of the jaws can be interrupted by other profiles or the jaws are equipped with other profiles outside the thread profiling.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show

1 einen vorgeformten Rohling zur Herstellung einer hohlförmigen Madenschraube mit Außengewinde, in vergrößerter Darstellung, als Längsschnitt, 1 a preformed blank for producing a hollow male screw with external thread, in an enlarged view, as a longitudinal section,

2 ein Backenwerkzeug mit drei Pressbacken im beladenen Zustand, in vereinfachter Darstellung, als Längsschnitt, 2 a jaw tool with three pressing jaws in the loaded state, in a simplified representation, as a longitudinal section,

3 das Backenwerkzeug gemäß 2 während des Napfvorganges, 3 the baking tool according to 2 during the cupping process,

4 das Backenwerkzeug gemäß 2 im geöffneten Zustand, 4 the baking tool according to 2 in the open state,

5 einen Schnitt gemäß der Linie A-A in 3, in vergrößerter Darstellung, ohne Rohling, 5 a section along the line AA in 3 in an enlarged view, without blank,

6 die erfindungsgemäß hergestellte Madenschraube als Einzelteil, 6 the grub screw produced according to the invention as an individual part,

7 zwei weitere Ausführungsformen von Rohlingen, 7 two further embodiments of blanks,

8 die Verfahrensstufen zur erfindungsgemäßen Herstellung einer Hohlschraube mit Kopf in vereinfachter schematischer Darstellung, 8th the process steps for the production according to the invention of a hollow head screw in a simplified schematic representation,

9 eine zweite Ausführungsvariante des Backenwerkzeuges als Querschnittsdarstellung und 9 a second embodiment of the baking tool as a cross-sectional view and

10 die Verfahrensstufen zur erfindungsgemäßen Herstellung einer Vollschraube mit Kopf in vereinfachter schematischer Darstellung. 10 the process steps for the inventive production of a full head screw in a simplified schematic representation.

Der in 1 gezeigte Rohling 1 aus Vollmaterial zur Herstellung einer hohlen Madenschraube mit Außengewinde besitzt im oberen Abschnitt 2 mittig einen vorgeformten Antrieb 3 als Innensechskant. Auf dem unteren Abschnitt 4 soll ein Außengewinde erzeugt werden, wobei der überwiegende Teil dieses Abschnittes hohl ausgebildet werden soll. Der mittlere Abschnitt 5 ist im Vergleich zu den beiden anderen Abschnitten 2 und 4 verjüngt ausgebildet.The in 1 shown blank 1 made of solid material for producing a hollow grub screw with external thread has in the upper section 2 in the middle a preformed drive 3 as hexagon socket. On the lower section 4 an external thread is to be generated, the majority of this section is to be formed hollow. The middle section 5 is compared to the other two sections 2 and 4 tapered trained.

Der vorgeformte Rohling 1 wird in ein geöffnetes oder geschlossenes Backenwerkzeug 6 mit drei beweglichen Backen 7, 8 und 9 (5) eingelegt, wie in 2 gezeigt. Im geschlossenen Zustand der Backen 7, 8 und 9 besteht zwischen deren Innenseiten und der Mantelfläche des Rohlings 1 ein geringes Spiel von einigen Zehntel Millimetern. Die Backen 7, 8 und 9 besitzen an ihrer Innenseite bzw. Innenwandung eine Gewindeprofilierung 10 als Negativ. Im geschlossenen Zustand der Backen 7, 8 und 9 begrenzt die Innenwandung der Backen den Formhohlraum 11 (5).The preformed blank 1 gets into an open or closed baking tool 6 with three moving jaws 7 . 8th and 9 ( 5 ), as in 2 shown. When the jaws are closed 7 . 8th and 9 exists between their inner sides and the lateral surface of the blank 1 a small game of a few tenths of a millimeter. The cheeks 7 . 8th and 9 have on their inner side or inner wall a thread profiling 10 as a negative. When the jaws are closed 7 . 8th and 9 limits the inner wall of the jaws the mold cavity 11 ( 5 ).

Bei der Herstellung von kopflosen Schrauben sollte der Rohling 1 die Backen des Backenwerkzeuges 6 nicht überragen.When producing headless screws, the blank should be 1 the jaws of the baking tool 6 do not excel.

Das Backenwerkzeug 6 besteht aus einem äußeren, in axialer Richtung verschiebbaren Ring 12, in dem die drei Backen 7, 8 und 9 radial beweglich gelagert sind.The baking tool 6 consists of an outer ring which can be displaced in the axial direction 12 in which are the three cheeks 7 . 8th and 9 are mounted radially movable.

Die Außenflächen der Backen 7, 8 und 9 besitzen eine kegelförmige Mantelfläche 13, und der äußere Ring 12 eine mit dieser korrespondierende kegelförmige Innenfläche 14, derart, dass die Backen 7, 8 und 9 innerhalb des äußeren Ringes 12 in eine Öffnungs- und Schließstellung bewegbar sind. Die erforderlichen Antriebseinheiten zur Bewegung der Backen sind in der Zeichnung nicht näher dargestellt, da es sich hierbei um an sich bekannte Systeme handelt. Die Öffnungs- und Schließbewegung der Backen 7, 8 und 9 wird über ein nicht näher dargestelltes Federpaket realisiert. Mit der Zustellbewegung über die Antriebseinheit wird das Federpaket gespannt, wobei der Ring 12 mit den Backen 7, 8 und 9 gegen einen Anschlag gefahren wird. Bei Bewegung in entgegengesetzter Richtung wird das Federpaket entspannt und dabei der Ring 12 nach oben bewegt, wobei sich die Backen öffnen.The outer surfaces of the jaws 7 . 8th and 9 have a conical surface 13 , and the outer ring 12 a corresponding with this conical inner surface 14 , such that the cheeks 7 . 8th and 9 inside the outer ring 12 are movable in an open and closed position. The required drive units for moving the jaws are not shown in detail in the drawing, since these are known systems. The opening and closing movement of the jaws 7 . 8th and 9 is realized via a spring package, not shown in detail. With the delivery movement via the drive unit, the spring assembly is tensioned, the ring 12 with the cheeks 7 . 8th and 9 is driven against a stop. When moving in the opposite direction, the spring package is relaxed while the ring 12 moved upwards, with the jaws open.

Zur Vorrichtung gehören außerdem noch ein Napfdorn 15, der in einer Hülse 16 axial beweglich geführt ist und gegenüberliegend ein erster Stempel 17, der ebenfalls in einer Hülse 18 geführt ist. Der Stempel 17 wird mit einem definierten Gegendruck beaufschlagt, um zu verhindern, dass der Rohling 1 während des Napfvorganges in axialer Richtung bewegt wird. Der Stempel 17 wirkt daher wie ein Gegenhalter.The device also includes a Napfdorn 15 in a sleeve 16 is guided axially movable and opposite a first punch 17 also in a sleeve 18 is guided. The Stamp 17 is applied with a defined backpressure, to prevent the blank 1 is moved in the axial direction during the Napfvorganges. The Stamp 17 therefore acts like a counter-holder.

Im gezeigten Beispiel hat der in Richtung Rohling 1 zeigende Endabschnitt 19 des Stempels 17 die Form eines Sechskants, der genau in der Antriebsöffnung 3 des Rohlings 1 passt. Die beiden Hülsen 16 und 18, die an ihrer in Richtung Rohling zeigenden Stirnseite eine plane ringförmige Fläche besitzen, haben mehrere Funktionen. Einerseits dienen sie während der Öffnungsbewegung des Backenwerkzeuges 6 als Abstreifer bzw. Auswerfer für das fertige Formteil 20. Außerdem bilden die beiden Hülsen 16, 18 im Zusammenwirken mit dem Napfdorn 15 und dem Stempel 17 während der Formgebung einen Verschluss für die beiden gegenüberliegenden Öffnungen des Formhohlraumes 11 des Backenwerkzeuges 6. Die an der Napfseite angeordnete, unter Federspannung stehende Hülse 16, die während der Formgebung in stabiler, unveränderlicher Lage gehalten wird, soll verhindern, dass sich der Rohling 1 während des Napfens in Längsrichtung ausdehnt oder Material in axialer Richtung nach außen gedrückt wird. Sie wirkt als Fließbremse bzw. -sperre. Die an der gegenüberliegenden Seite angeordnete Hülse 18 dient zur Führung des Stempels 17. In the example shown, the towards blank has 1 pointing end section 19 of the stamp 17 the shape of a hexagon, right in the drive opening 3 of the blank 1 fits. The two sleeves 16 and 18 , which have a plane annular surface on their pointing in the direction of the blank end face, have several functions. On the one hand, they serve during the opening movement of the baking tool 6 as a scraper or ejector for the finished molding 20 , In addition, the two sleeves form 16 . 18 in cooperation with the Napfdorn 15 and the stamp 17 during shaping a closure for the two opposite openings of the mold cavity 11 of the baking tool 6 , The arranged on the Napfseite, spring-loaded sleeve 16 , which is held in a stable, immutable position during molding, intended to prevent the blank 1 expands in the longitudinal direction during the cupping or material is pressed in the axial direction to the outside. It acts as a flow brake or lock. The arranged on the opposite side sleeve 18 serves to guide the stamp 17 ,

Während des Napfens, wie in 3 gezeigt, wird auf den Napfdorn 15 in axialer Richtung eine definierte Druckkraft ausgeübt, wodurch das verjüngte vordere Ende des Napfdornes 15 in den Rohling 1 eindringt. Die Bewegungsrichtungen des Napfdornes 15 sind durch Pfeile gekennzeichnet. Über die Bewegung des Napfdornes 15 wird durch einen Fließpressvorgang gezielt Material des Rohlings 1 nach außen in die Hohlräume der als Negativ ausgebildeten Gewindeprofilierung 10 gedrückt. Gleichzeitig wird durch den Napfvorgang im Bereich des Gewindeabschnittes ein Hohlraum in Form eines Sackloches 22 (6) erzeugt. Der Napfdorn kann aus Schnellarbeitsstahl oder Hartmetall bestehen. Nach Beendigung des Napfvorganges wird das Backenwerkzeug 6 geöffnet und die fertige Madenschraube 20 mittels der Auswerferhülsen 16, 18 ausgestoßen (4).During the cupping, as in 3 shown is on the Napfdorn 15 exerted a defined compressive force in the axial direction, whereby the tapered front end of the Napfdornes 15 in the blank 1 penetrates. The directions of movement of the Napfdornes 15 are indicated by arrows. About the movement of the Napfdornes 15 is targeted by an extrusion process material of the blank 1 outward into the cavities of the thread profiling designed as a negative 10 pressed. At the same time by the cupping process in the region of the threaded portion a cavity in the form of a blind hole 22 ( 6 ) generated. The Napfdorn can consist of high-speed steel or carbide. After completion of the Napfvorganges the baking tool 6 opened and the finished grub screw 20 by means of the ejector sleeves 16 . 18 pushed out ( 4 ).

In 6 ist die fertige Madenhohlschraube 20 als Einzelteil gezeigt. Im oberen Abschnitt ist der als Sechskant ausgebildete Innenantrieb 3 angeordnet. Mittels eines zugehörigen Imbusschlüssels kann die Madenschraube 20 eingedreht werden. Der Abschnitt, auf dem sich das Außengewinde 21 befindet, ist durch das gebildete Sackloch 22 hohlförmig. In 7 sind zwei weitere Ausführungsformen a und b an Rohlingen gezeigt. Der Rohling 23 gemäß der Ausführung b besitzt an einer seiner beiden Stirnseiten eine kalottenförmige Ausnehmung 24. Diese befindet sich an der Napfseite. Dadurch wird verhindert, dass zum Napfen des Außengewindes zu viel überschüssiges Material vorhanden ist. Insbesondere bei Rohlingen mit größeren Außendurchmessern kann dies von Vorteil sein. Als Alternative kann der Abschnitt des Rohlings 25, auf dem das Gewinde erzeugt werden soll, in einer Richtung konisch verjüngt ausgebildet sein, wie in Abbildung a zu sehen. In beiden Fällen ist das Verhältnis von vorhandenem Gewindehohlraum zu Sacklochvolumen entscheidend. Die Verjüngung 26 sollte so bemessen sein, dass der Rohling 25 noch ausreichend im Backenwerkzeug 6 fixiert werden kann.In 6 is the finished Madenhohlschraube 20 shown as a single item. In the upper section is designed as a hexagon internal drive 3 arranged. By means of an associated Allen key, the grub screw 20 be screwed. The section on which the external thread 21 is through the formed blind hole 22 hollow-shaped. In 7 two further embodiments a and b are shown on blanks. The blank 23 according to the embodiment b has a dome-shaped recess at one of its two end faces 24 , This is located on the Napfseite. This prevents that too much excess material is present for the cupping of the external thread. This can be an advantage, especially for blanks with larger outside diameters. As an alternative, the section of the blank 25 on which the thread is to be produced, tapered in one direction, as shown in Figure a. In both cases, the ratio of existing threaded cavity to blind hole volume is crucial. The rejuvenation 26 should be such that the blank 25 still sufficient in the baking tool 6 can be fixed.

In 8 sind die Verfahrensstufen I, II und III zur Herstellung einer Hohlschraube mit Kopf (Standardschraube), ausgehend von einem zylindrischen Rohling 27, gezeigt. Ausgehend von der Schraubenlänge ist das Backenwerkzeug 6 so ausgelegt, dass der zur Ausformung des Kopfes bestimmte Abschnitt 28 des Rohlings 27 nach dem Einlegen in das Backenwerkzeug 6 dieses überragt. Die Napfseite 29 des Rohlings 27 schließt bündig mit der Unterseite des Backenwerkzeuges 6 ab. An dieser Seite liegt ein erster stationärer Gegenstempel 30 an, durch den der eingelegte Rohling 27 in seiner Lage während der Verfahrensstufen I und II fixiert ist. An der Kopfseite 31 wird ein erstes Stempelwerkzeug 32 zugestellt, bestehend aus einer hülsenförmigen Matrize 33 und einem in dieser geführten, druckbeaufschlagbaren Stempel 34, wobei durch die Bewegung des Stempels 34 in Richtung Napfseite 29 der obere Abschnitt 28 des Rohlings 27 durch Stauchen vorgeformt wird.In 8th are the process steps I, II and III for producing a hollow head screw (standard screw), starting from a cylindrical blank 27 , shown. Starting from the screw length is the jaw tool 6 designed so that the section intended for the formation of the head 28 of the blank 27 after inserting into the baking tool 6 this towers over. The bowl side 29 of the blank 27 closes flush with the bottom of the baking tool 6 from. On this side is a first stationary countermark 30 through which the inserted blank 27 is fixed in its position during process stages I and II. At the top of the head 31 becomes a first stamping tool 32 delivered, consisting of a sleeve-shaped die 33 and a guided in this printable stamp 34 , whereby by the movement of the stamp 34 in the direction of the bowl side 29 the upper section 28 of the blank 27 is preformed by upsetting.

Nach Beendigung der ersten Verformung des Kopfabschnittes 28 (Stufe I) wird das erste Stempelwerkzeug 32 zurückgefahren und ein zweites Stempelwerkzeug 35 zugestellt. Dieses besteht ebenfalls aus einer hülsenförmigen Matrize 36 und einem Stempel 37. Die beiden Stempelwerkzeuge 32 und 35 unterscheiden sich in ihrer formgebenden Kontur. In der zweiten Stufe II wird durch die Bewegung des Stempels 37 in Richtung Napfseite 29 die endgültige Form als Sechskantschraubenkopf 40 erzeugt. Nach Beendigung dieser Verfahrensstufe II wird der Gegenstempel 30 weggefahren und ein Napfwerkzeug 38 zugestellt. In der Verfahrensstufe III (Napfen und Gewindeformen) verbleibt das zweite Stempelwerkzeug 35 in seiner Position und übernimmt die Funktion eines Gegenhalters während des Napfvorganges. Das Napfwerkzeug 38 besteht aus Napfdorn 15 und Hülse 16, wie bereits vorstehend unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben. Nach Beendigung des Napfens unter gleichzeitiger Verdrängung von Material in den Hohlraum der Gewindeprofilierung 10 und Erzeugung des Außengewindes 21 sowie eines Sackloches 22 wird das zweite Stempelwerkzeug 35 weggefahren. Anschließend wird das Backenwerkzeug 6 geöffnet und die fertige Schraube 39 mittels der Auswerferhülse 16 ausgestoßen.After completion of the first deformation of the head section 28 (Level I) becomes the first stamping tool 32 moved back and a second punch tool 35 delivered. This also consists of a sleeve-shaped die 36 and a stamp 37 , The two stamp tools 32 and 35 differ in their shaping contour. In the second stage II is determined by the movement of the punch 37 in the direction of the bowl side 29 the final shape as a hex screw head 40 generated. After completion of this process stage II, the countermark 30 drove away and a cup tool 38 delivered. In process stage III (cupping and thread forming), the second punch tool remains 35 in its position and takes over the function of a counter-holder during the Napfvorganges. The cup tool 38 consists of Napfdorn 15 and sleeve 16 as already described above with reference to the 2 to 4 described. After completion of the cupping with simultaneous displacement of material into the cavity of the thread profiling 10 and generating the external thread 21 as well as a blind hole 22 becomes the second punch tool 35 drove away. Subsequently, the baking tool 6 opened and the finished screw 39 by means of the ejector sleeve 16 pushed out.

Falls in den Kopf der Schraube noch ein Antrieb eingebracht werden soll, so kann dies noch unmittelbar nach der Verfahrenstufe II in einer zusätzlichen Napfstufe erfolgen. Eine derartige Napfstufe ist in der Zeichnung nicht mit dargestellt.If a drive is to be introduced into the head of the screw, this can still be done immediately after process stage II in an additional cup stage. Such a cup stage is not shown in the drawing.

In der 9 ist noch eine zweite Variante eines Backenwerkzeuges 6 gezeigt, das sich von der Ausführung gemäß der 2 bis 5 nur dadurch unterscheidet, dass die als Negativ ausgebildete Gewindeprofilierung 10 der einzelnen Backen 7, 8, 9 so gestaltet ist, dass sich die Profilhöhe bzw. Gewindetiefe 41 der einzelnen Gewindegänge jeweils in Richtung Schließspalt bzw. Rand 48 der Backen 7, 8, 9 verringert. Im unmittelbaren Bereich der Schließkanten 48 der Backen ist dann keine Gewindeprofilierung als Negativ mehr vorhanden. Dadurch verringert sich das Risiko, dass durch den Fließpressvorgang Material in den Schließspalt gelangen kann, erheblich.In the 9 is still a second variant of a baking tool 6 shown, which differs from the execution according to the 2 to 5 only differs in that the formed as a negative thread profiling 10 the single baking 7 . 8th . 9 is designed so that the profile height or thread depth 41 the individual threads each in the direction of closing gap or edge 48 the baking 7 . 8th . 9 reduced. In the immediate area of the closing edges 48 The jaws then no thread profiling as a negative longer exists. This considerably reduces the risk that material may enter the closing gap as a result of the extrusion process.

In der 10 sind die Verfahrensstufen I, II und III zur Herstellung einer Vollschraube mit Kopf (Standardschraube), ausgehend von einem zylindrischen Rohling 42, gezeigt. Dabei handelt es sich um die zweite Ausführungsvariante. Der Rohling 42 besitzt einen zur Ausformung des Kopfes bestimmten oberen Abschnitt 28 und einen unteren Stauchabschnitt 43. Die Ausformung des Schraubenkopfes erfolgt in analoger Weise wie bereits bei der ersten Ausführung gemäß 8 beschrieben. Nach dem Einlegen des Rohlings 42 in das Backenwerkzeug 6 überragt der Stauchabschnitt 43 die untere Seite des Backenwerkzeuges 6. Der an dieser Seite anliegende Gegenstempel 30 besitzt an seinem oberen Abschnitt eine entsprechende Ausnehmung zur Aufnahme des Stauchabschnittes 43. Nach Beendigung der Verfahrensstufen I und II wird der Gegenstempel 30 weggefahren und ein Stauchwerkzeug 44 zugestellt. Das Stauchwerkzeug besteht aus einer hülsenförmigen Matrize 46 und einem in dieser geführten axial bewegbaren Stempel 45. Die an der benachbarten Werkzeugseite anliegende Hülse 46 umschließt den vorstehenden Stauchabschnitt 43 des Rohlings 42, was in der 10 nicht zu sehen ist.In the 10 are the process steps I, II and III for producing a full head screw (standard screw), starting from a cylindrical blank 42 , shown. This is the second embodiment. The blank 42 has a designated upper portion for shaping the head 28 and a lower upsetting portion 43 , The formation of the screw head is carried out in an analogous manner as in the first embodiment according to 8th described. After inserting the blank 42 in the baking tool 6 dominates the compression section 43 the lower side of the baking tool 6 , The counterpunch applied to this side 30 has at its upper portion a corresponding recess for receiving the compression portion 43 , After completion of the process steps I and II, the countermark 30 driven away and a compression tool 44 delivered. The compression tool consists of a sleeve-shaped die 46 and a guided in this axially movable punch 45 , The fitting on the adjacent tool side sleeve 46 encloses the protruding compression section 43 of the blank 42 what in the 10 not visible.

Durch die unter hohem Druck stattfindende axiale Bewegung des zweiten Stempels 45 (Stauchen) wird ein in axialer und radialer Richtung verlaufender Materialfluss erzeugt und dadurch Material in den Hohlraum bzw. die Zwischenräume der als Negativ ausgebildeten Gewindeprofilierung 10 gedrückt. Der Stauchabschnitt 43 ist in seinem Materialvolumen so bemessen, dass dieses dem zu füllenden Hohlraum der Gewindeprofilierung 10 entspricht. Nach Beendigung des Stauchvorganges sollte die Stirnseite der Vollschraube 47 nahezu bündig mit der unteren Seite des Backenwerkzeuges 6 abschließen. Abschließend wird das Backenwerkzeug 6 geöffnet und die fertige Vollschraube 47 ausgeworfen.By taking place under high pressure axial movement of the second punch 45 (Compression) is generated in the axial and radial direction material flow and thereby material in the cavity or the interstices of the formed as a negative thread profiling 10 pressed. The compression section 43 is dimensioned in its volume of material so that this to be filled cavity of the thread profiling 10 equivalent. After completion of the compression process, the front side of the solid screw should 47 almost flush with the lower side of the baking tool 6 to lock. Finally, the baking tool 6 opened and the finished solid screw 47 ejected.

Claims

Method for the non-cutting production of connecting, fastening or closing elements of metal with external thread, by cold forming a prepared blank of wire or rod material as a solid material, wherein the blank ( 1 . 23 . 25 . 27 . 42 ) into a multi-part jaw tool ( 6 ) with a mold cavity ( 11 ), whose inner wall with a thread profiling designed as a negative ( 10 ), is inserted, characterized in that in the closed state of the baking tool ( 6 ) on one of the two end faces of the blank ( 1 . 23 . 25 . 27 . 42 ) at least one first stamp ( 17 ) or tool ( 35 ) acts as an anvil and on the opposite end face ( 29 ) by means of a movable in the axial direction of the second punch ( 45 ) or thorn ( 15 ) by upsetting and / or extruding material in the hollow or intermediate spaces of the formed as a negative thread profiling ( 10 ) of the baking tool ( 6 ) is pressed to produce the external thread, and after completion of the extrusion process, the baking tool ( 6 ) and the finished connection or fastening element ( 20 . 39 . 47 ) is removed from this.

A method according to claim 1, characterized in that the displacement of material into the hollow or intermediate spaces of the thread profiling formed as a negative ( 10 ) by cupping with simultaneous formation of an axial recess as a blind hole ( 22 ) he follows.

Method according to claim 1, characterized in that the inserted blank ( 42 ) is dimensioned in its length so that this the thread profiling ( 10 ) on the front side of the baking tool ( 6 ), on which the stamp ( 45 ) engages to produce the external thread, surmounted.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the blank ( 27 . 42 ) to form a head the jaw tool ( 6 ) protrudes on one side (31), and before the generation of the external thread ( 21 ) the supernatant section ( 28 ) by means of stamping tools ( 32 . 35 ) in one or more forming steps to a head ( 40 ) is formed, wherein the blank ( 27 . 42 ) during the forming on the opposite side ( 29 ) by means of a stamp ( 30 ) is supported.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that before or after the generation of the external thread ( 21 ) in the upper section ( 2 ) or the head section ( 28 ) of the blank ( 1 ) by an additional pressing operation a drive ( 3 ) is produced.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that a blank ( 23 ) with a preformed on the cup side recess ( 24 ) is used.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that a blank ( 25 ) with a conical rejuvenation ( 26 ) is used.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that during the cupping of the blank ( 1 . 27 ) by means of a mechanical flow barrier ( 16 ) a reverse flow of material is suppressed.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that blank ( 1 . 27 ) and external thread ( 21 ) are designed in their dimensioning so that only as much material is displaced by the cupping process for producing the external thread as cavity volume between lateral surface of the blank ( 1 . 27 ) and formed as a negative thread profiling ( 10 ) is available.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that accumulating during the cup excess material in a baking tool ( 6 ) or in the counter-tool ( 35 . 16 ) existing Nebenkavität is pressed.

Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that after the shaping of the external thread ( 21 ) in a further processing step, the axial recess ( 22 ) is formed into a through hole.

Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 11, consisting of a multipart, movable in an open and closed position jaw tool ( 6 ) with a mold cavity open on both sides ( 11 ) for receiving a blank made of solid material ( 1 . 23 . 25 . 27 . 42 ), whereby the mold cavity ( 11 ) limiting inner wall of the jaws ( 7 . 8th . 9 ) with a thread profiling designed as a negative ( 10 ), which during the closing movement of the jaws ( 7 . 8th . 9 ) the blank ( 1 . 23 . 25 . 27 . 42 ) is not deformed, and at one of the end faces of the baking tool at least a first punch ( 17 ) or tool ( 35 ) acts as an anvil and on the opposite end face ( 29 ) in order to produce an external thread, a second punch which can be moved in the axial direction (US Pat. 45 ) or thorn ( 15 ) is arranged as a deformation tool.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the deformation tool as a cup tool ( 38 ) or compression tool ( 44 ) is formed, wherein Napfdorn ( 15 ) or stamp ( 45 ) each in a die or sleeve ( 16 . 46 ) are guided.

Device according to one of claims 12 or 13, characterized in that the formed as a negative thread profiling ( 10 ) of the cheeks ( 7 . 8th . 9 ) is designed so that the thread depth decreases continuously on both sides in the transition region to the edge zones or closing edges of the individual jaws.