-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Band, insbesondere ein Einbohrband, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Band, insbesondere ein Einbohrband, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12.
-
Bänder sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Bänder, insbesondere Einbohrbänder, sind Beschläge, die als ein Bindeglied zwischen Türblatt und Zarge eine Verschwenkbarkeit des Türblattes gegenüber der Zarge ermöglichen. Typischerweise bilden mindestens zwei Bänder ein Scharnier für eine Tür, wobei senkrecht zu der Drehachse des Scharniers das jeweilige Band einen Gewindestift aufweist, mit dem das Band mit der Zarge oder dem Türblatt verbunden werden kann.
-
Im Stand der Technik haben sich unterschiedliche Fertigungsverfahren bewährt. Bänder werden in dem Stand der Technik durch Zerspanung oder Kaltfließpressen hergestellt, wobei zunächst ein Bandabschnitt mit einem in einer Linearachse angeordneten Scharnierbolzen oder einer Scharnierbolzenaufnahme ausgebildet wird. An dem Bandabschnitt wird anschließend ein Stift befestigt. Die Befestigung des Stiftes erfolgt verbreitet im Stand der Technik durch Punktschweißen. Der Stift kann mit einem Gewinde versehen sein.
-
Als ein Nachteil dieser Herstellungsverfahren ist der hohe Zeit- und Kostenaufwand zu nennen.
-
Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
-
Die vorliegende Erfindung widmet sich der Aufgabe, ein in zweckmäßigerweise verbessertes Fertigungsverfahren vorzuschlagen, das eine kostensparende und schnelle Fertigung ermöglicht.
-
Diese Aufgaben werden durch das Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie dem Band, insbesondere Einbohrband, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben.
-
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 für ein Band, insbesondere ein Einbohrband, mit einem Bandabschnitt und einem Stiftabschnitt weist folgende Verfahrensschritte auf:
- - Bereitstellen eines Rohlings,
- - mindestens ein Fließpressen in einer Linearrichtung, wobei bei dem mindestens einen Fließpressen ein Bandabschnitt und ein in einer Querrichtung, senkrecht zu der Linearrichtung, angeordneter Stiftabschnitt geformt werden.
-
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Idee, das Band, insbesondere das Einbohrband, im Gegensatz zu den im Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren, in einem Massivumformungsverfahren, insbesondere in einem Kaltmassivumformungsverfahren, einstückig, also als ein Ganzes, herzustellen. Durch ein sogenanntes Kalt-Quer-Fließ-Press-Verfahren werden sowohl der Bandabschnitt als auch der Stiftabschnitt ausgeformt. Dadurch kann auf einen kostenintensiven und zeitaufwändigen Arbeitsschritt zum Befestigen eines Stiftes an dem Bandabschnitt verzichtet werden, und das so hergestellte Einbohrband weist verbesserte mechanische Eigenschaften auf. Von einer, oder beiden Seiten her, wird beim Fließpressen eine Fließpresskraft auf den Rohling bzw. den Slug aufgebracht, welche diesen verformt und gleichzeitig vor-formt, um danach in einem möglichen weiteren Schritt beim Fließpressen eine Querverformung auszuüben.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des vorliegenden Verfahrens ist es vorteilhaft, wenn bei mindestens einem Fließpressen ein Scharnierbolzen oder eine Scharnierbolzenaufnahme in der Linearrichtung gebildet bzw. eingenapft wird. Der Scharnierbolzen ist bevorzugt ein in der Linearrichtung von dem Bandabschnitt abstehender Zylinderbolzen und die Scharnierbolzenaufnahme bevorzugt eine in der Linearrichtung in dem Bandabschnitt koaxial ausgebildete zylinderförmige Ausnehmung oder Durchbrechung. Der Scharnierbolzen und die Scharnierbolzenaufnahme korrespondieren in Form und Größe und können später zur Bildung eines Drehgelenkes ineinandergreifen.
-
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Scharnierbolzenaufnahme in der Linearrichtung beidseitig eingenapft bzw. ausgebildet ist.
-
Darüber hinaus hat es sich in einer bevorzugten Weiterbildung des vorliegenden Verfahrens als vorteilhaft erwiesen, wenn zwischen den beidseitig eingenapften Scharnierbolzenaufnahmen ein Mittelbutzen herausgestanzt wird. Durch einen derart gebildeten Bandabschnitt kann ein Scharnierbolzen besser hergestellt werden.
-
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Rohling durch ein Ablängen von einem Profil oder Endlosprofil oder von Coils bereitgestellt wird.
-
Der Rohling und/oder das Profil, das Endlosprofil oder das Coil können vor dem Ablängen und vor dem mindestens einen Fließpressen beschichtet bzw. gebondert oder geglüht werden.
-
Das Glühen erfolgt bevorzugt als ein Weichglühen mit einer Temperatur dicht unterhalb des unteren Umwandlungspunktes, um einen möglichst weichen Zustand des Werkstoffes zu erreichen. Durch die Wärmebehandlung soll die Härte schwer kaltumformbarer Gefügezustände wie Perlit, Bainit oder Martensit in dem Werkstoff verringert werden.
-
Beim Beschichten bzw. beim Bondern kann eine Konversionsschicht durch Phosphatieren erzeugt werden, durch die das Fließen des Werkstoffes erleichtert werden kann.
-
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn nach dem mindestens einem Fließpressen der gebildete Stiftabschnitt mit einem Gewinde versehen wird. Das Gewinde dient insbesondere der Befestigung des Bandes an der Zarge oder dem Türblatt.
-
Bei der Durchführung des Verfahrens ist es weiterhin vorteilhaft, wenn das Gewinde gewalzt wird. Das Walzen des Gewindes ermöglicht eine vollautomatisierte Herstellung. Alternativ kann das Gewinde herkömmlich geschnitten werden.
-
Auch hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das mindestens eine Fließpressen mittels einer, bevorzugt schnelllaufenden, Kniehebel-Presse, oder auf einer horizontal- oder vertikal laufenden Mehrstufen-Kaltfließpresse erfolgt. Beide Herstellungsverfahren ermöglichen eine kostengünstige und schnelle Fertigung, jedoch wird ein gleichförmiges Fließen des Werkstoffes gewünscht. Bevorzugt wird für das Herstellungsverfahren eine Kniehebelpresse verwendet, da diese gegenüber horizontal- oder vertikal-arbeitenden Mehrstufen-kaltfließpressen aufgrund der Matrizen-Durchmesser geringere Größenbeschränkungen aufweisen.
-
Darüber hinaus sieht eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens vor, dass der Stangenkörper aus kohlenstoffarmen, unlegierten und vorzugsweise geglühten Baustahl gebildet ist. Derartige Werkstoffe lassen sich besonders gut umformen.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Rohling ein größeres Volumen als das fertige Band, insbesondere Einbauband, aufweist, und dass beim mindestens einen Fließpressen ein Überschießen zur Bildung eines Abkuppabschnitts erfolgt.
-
Der Abkuppabschnitt kann in einer Weiterbildung des Herstellungsverfahrens nach dem mindestens einen Fließpressen entfernt werden, vorzugsweise durch Abkuppen oder -scheren.
-
Nach Maßgabe einer Weiterbildung des Herstellungverfahrens kann es vorteilhaft sein, wenn die Länge L2 des Stiftabschnittes in der Querrichtung größer oder gleich groß ist, als die Länge L1 des Bandabschnitts in der Linearrichtung, also L2 ≥ L1. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die Länge L2 des Stiftabschnittes größer ist als die Länge L1 des Bandabschnitts, wobei bevorzugt L2/L1 ≥ 1,2, noch weiter bevorzugt L2/L1 ≥ 1,5 oder L2/L1 ≥ 2 ist.
-
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Band, insbesondere ein Einbohrband, aufweisend ein in einer Linearrichtung ausgebildetes Bandteil mit mindestens einem senkrecht von dem Bandteil abstehenden Stiftabschnitt, hergestellt nach einem der vorgenannten Ansprüche.
-
Das Band ist aus einem einzigen Stück hergestellt und weist gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Bändern keine Fügestellen oder Schweißnähte auf, in denen eine Verbindung zwischen dem Stiftabschnitt und dem Bandabschnitt bewerkstelligt ist.
-
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Detail beschrieben. Es zeigen:
- 1 ein schematisches und stark vereinfachtes Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 2 eine stark vereinfachte Darstellung eines Rohlings (Slugs),
- 3 eine Schnittdarstellung eines Bandes mit einer Scharnierbolzenaufnahme,
- 4 eine Schnittdarstellung eines Bandes mit einem Scharnierbolzen, und
- 5 eine Schnittdarstellung einer Weiterbildung des Einbohrbandes gemäß 3.
-
1 zeigt den schematischen stark vereinfachten Ablauf des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens eines einstückigen Bandes 1 aus einem Rohling 10, auch „Slug“ genannt. Der Rohling 10 ist exemplarisch in 2 dargestellt und kann bevorzugt aus einem kohlenstoffarmen, umlegierten und noch weiter bevorzugt weichgeglühten Stahl, insbesondere Baustahl hergestellt sein.
-
In einem ersten Verfahrensschritt 100 wird der Rohling 10 bereitgestellt. Das Bereitstellen des Rohlings 10 kann durch ein Ablängen von einem (nicht dargestellten) Profil erfolgen. Das Profil kann ein Stangenprofil, ein Endlosprofil oder ein Coil sein.
-
Um eine verbesserte Verarbeitbarkeit des Rohlings 10 zu erreichen, kann der Rohling 10 - oder das Profil vor dem Ablängen des Rohlings 10 - in einem Verfahrensschritt 200 weichgeglüht werden. Auch kann der Rohling 10 oder die Profilstange beschichtet oder gebondert sein.
-
Durch das Weichglühen soll ein möglichst weicher Zustand des Rohlings 10 erreicht, und Gefügezustände in dem Werkstoff wie Perlit, Bainit oder Martensit verringert werden. Beim Beschichten kann beispielsweise eine Konversionsschicht durch Phosphatieren erzeugt werden, wobei sowohl das Weichglühen als auch das Beschichten zum Ziel haben, das Fließen des Werkstoffes beim späteren Umformen zu erleichtern.
-
In dem nachgelagerten Verfahrensschritt 300 erfolgt das Fließpressen in einer Linearrichtung X. Durch das Fließpressen werden ein in einer Linearrichtung X angeordneter Bandabschnitt 20 und ein senkrecht von dem Bandabschnitt 20 abstehender Stiftabschnitt 30 ausgebildet, die einstückig durch ein homogenes Gefüge miteinander verbunden sind.
-
Der Bandabschnitt 20 kann einen Scharnierbolzen 22 - vgl. 4 - oder mindestens eine Scharnierbolzenaufnahme 24 - vgl. 3 -umfassen. Der Scharnierbolzen 22 und die Scharnierbolzenaufnahme 24 sind zylinderförmig und parallel zu der Linearrichtung X ausgebildet.
-
Der Verfahrensschritt 300 kann mehrfach wiederholt werden. Beispielsweise kann zunächst der Rohling 10 zunächst im Wesentlichen in der Linearrichtung X zur Bildung des Bandabschnitts 20 mit dem Scharnierbolzen 22 - siehe 4 - oder der mindestens einen Scharnierbolzenaufnahme 24 - siehe 3 - verformt und in einer Querrichtung Y vorverformt werden. Danach kann in mindestens einem weiteren Fließpressen eine Querverformung ausgeübt werden. Ein weiteres Fließpressen kann erfolgen, um beispielsweise eine Formkorrektur an dem Bandabschnitt 20 und/oder dem Stiftabschnitt 30 vorzunehmen.
-
Das Fließpressen wird vorzugsweise als Kaltfließpressen in einer Kniehebelpresse oder einer horizontal oder vertikal arbeitenden Mehrstufenfließpresse durchgeführt.
-
Der Rohling 10 kann gegenüber dem in einem späteren Verfahrensschritt fertig gestellten Band 1 oder Einbohrband eine größere Masse bzw. ein größeres Volumen aufweisen. Insbesondere beim Ausbilden des abstehenden Stiftabschnittes 30 kann durch ein Überschießen ein (nicht dargestellter) Abkuppabschnitt ausgebildet werden, der in einem Verfahrensschritt 400 abgekuppt bzw. entfernt werden kann.
-
In einem weiteren Verfahrensschritt 600 kann der Stiftabschnitt 30 mit einem Gewinde 32 versehen werden, wobei das Gewinde 32 vorzugsweise gewalzt wird.
-
Gemäß einer Weiterbildung kann im Verfahrensschritt 300 beim Fließpressen in der Linearrichtung X auf gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Scharnierbolzenaufnahme 24 eingeformt bzw. eingenapft werden. Zwischen den beiden eingenapften Scharnierbolzenaufnahmen 24 kann ein Mittelbutzen 25 ausgebildet werden, der in einem alternativen Verfahrensschritt 500 ausgestanzt werden kann. Dabei wird eine Durchgangsöffnung in dem Bandabschnitt 20 ausgebildet. Das Band 1 - vor dem Verfahrensschritt 500 - ist in 5 dargestellt.
-
Das fertige Band 1, in einer ersten Aufführung gemäß 3 weist einen bevorzugt zylindrischen Bandabschnitt 20 auf, der in der Linearrichtung X ausgerichtet ist. In den Bandabschnitt 20 ist eine bevorzugt zylinderförmige Scharnierbolzenaufnahme 24 eingeformt, die in der Linearrichtung X ausgerichtet ist. Näherungsweise mittig steht von dem Bandabschnitt 20 ein Stiftabschnitt 30 in einer Querrrichtung Y senkrecht zu der Längsrichtung X ab. Der Bandabschnitt 20 weist eine Länge L1 auf und der Stiftabschnitt 30 eine Länge L2, wobei die Länge L2 größer ist als die Länge L1. Der Stiftabschnitt 30 kann wie in 5 beispielhaft dargestellt ist, ein Gewinde 32 aufweisen.
-
Das fertige Band 1 in einer zweiten Aufführung gemäß 4 weist einen bevorzugt zylindrischen Bandabschnitt 20 auf, der in der Linearrichtung X ausgerichtet ist. Von dem Bandabschnitt 20 steht ein bevorzugt zylinderförmiger Scharnierbolzen 22 ab, der in der Linearrichtung X ausgerichtet ist. Näherungsweise mittig steht von dem Bandabschnitt 20 ein Stiftabschnitt 30 in der Querrichtung Y ab. Der Bandabschnitt 20 weist eine Länge L1 auf und der Stiftabschnitt 30 eine Länge L2, wobei die Länge L2 größer ist als die Länge L1. Der Stiftabschnitt 30 kann wie in 5 beispielhaft dargestellt ist, ein Gewinde 32 aufweisen
-
Die in den 3 und 4 gezeigten Bänder 1 können derart zusammengesteckt werden, dass der Scharnierbolzen 22 in die Scharnierbolzenaufnahme 24 greift und so ein Drehgelenk mit einer Drehachse gebildet ist. Die Drehachse ist parallel zu der Linearachse X.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Band
- 10
- Rohling
- 20
- Bandabschnitt
- 22
- Scharnierbolzen
- 24
- Scharnierbolzenaufnahme
- 30
- Stiftabschnitt
- 32
- Gewinde
- L1
- Länge
- L2
- Länge
- X
- Linearrichtung
- Y
- Querrichtung
