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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von mit
verstärkten Enden versehenen, elastischen Wendelmuttern, nachdem in einen stabförmigen
Rohling die Wendel eingearbeitet und der stehengebliebene Kern ausgebohrt wird,
wodurch ein offener wendelförmiger Körper erzeugt wird, worauf diese Wendel in bestimmten
Abständen abgetrennt und an einem Ende des Spiralkörpers die aneinanderliegenden
Windungspaare innig vereint werden zur Verstärkung der Endwindung und anschließend
in die Bohrung ein Gewinde eingeschnitten wird.
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Es ist bereits bekanntgeworden, Wendelmuttern durch Wickeln von Stangenmaterial
herzustellen, wobei jeweils eine für mehrere Muttern ausreichende Länge aufgewickelt
wurde, so daß nachher durch Trennung mehrere Einzehnuttern entstanden.
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Nach einem weiteren bekannten Verfahren wurde ein sechskantiger Stababschnitt
als Rohling verwendet. In diesen Stababschnitt wurden zunächst die Wendelnuten spanabhebend
eingearbeitet, was einem nicht unerheblichen Arbeits- und Materialaufwand gleichkommt.
Der stehengebliebene Kern wurde sodann ausgebohrt und die Wendelmutter axial gepreßt.
Anschließend wurde in die Bohrung in der Mutter ein Gewinde eingearbeitet. Beim
axialen Pressen erhielt die Wendelmutter dann eine Endverstärkung.
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Eine wichtige Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln,
an Hand dessen Gegenmuttern mit polygonalem Querschnitt unter Zuhilfenahme eines
Preßgesenks aus rundem Stangenmaterial gebildet werden können.
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Erfindungsgemäß - gelingt dies nach Erwärmen eines zylindrischen Rohlings
auf eine vorherbestimmte Temperatur, indem durch Einrollen oder Walzen die Wendel
spanlos eingeformt werden, wobei im gleichen Arbeitsgang mit dem Axialpressen der
Endwindungsformen ein Außenformen des Wendelkörpers in regelmäßige, polygonale Form
durch Gesenkstauchen erfolgt.
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Das Einwalzen oder Einrollen von Gewinden, so- , wie das Gesenkstauchen
sind bekannte Verfahrensschritte, die hierbei. nur sinngemäß zum Einsatz kommen.
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Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens kann nicht nur
ein erheblicher Material- und Zeitaufwand eingespart werden, sondern es kann auch
ein kontinuierlicher Arbeitsablauf durchgeführt werden, bei dem außerdem eine besondere
Verfestigung und Homogenität des verwendeten Materials auftritt. Durch die Erwärmung
ist eine einwandfreie Bearbeitung (Herstellen der Wendelnuten) möglich. Durch die
anschließende Kaltverformung des Wendelkörpers in einem Preßgesenk können die physikalischen
Eigenschaften des Materials noch wesentlich verbessert werden.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden,
an Hand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen. Es zeigt F i g. 1 eine
perspektivische Ansicht eines runden Stangenmaterials, F i g. 2 den Wendelformungsschritt
des Verfahrens in Draufsicht, F i g. 3 eine Seitenansicht der Preßgesenke zu Beginn
des Wendelformungsvorgangs, F i g. 4 eine F i g. 3 ähnliche Ansicht, die aber die
Stellung der Preßgesenke während des Beginns der Abtrennung der einzelnen Mutterrohlinge
vom Stangenmaterial darstellt, F i g. 5 eine Einzelansicht in vergrößertem Maßstab;
im wesentlichen längs der Schnittlinie 5-5 in F i g. 3, F i g. 6 eine Einzelansicht
in vergrößertem Maßstab, ähnlich F i g. 5, im wesentlichen längs der Schnittlinie
6-6 in F i g. 4, F i g. 7 eine Draufsicht eines Abschnitts eines der Wendelformgesenke,
F i g. 8 eine Seitenansicht und teilweise einen senkrechten Querschnitt der wendelförmig
gerippten Stange während des Ausbohrens, F i g. 9 einen senkrechten Querschnitt
durch einen der Wendelmutterröhlinge auf einem Spanndorn zwischen einem Preßgesenk
zur Vorbereitung der letzten Schritte für den Mutterrohling.
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F i g. 10 einer der F i g. 9 ähnliche Ansicht, welche aber den nächsten
Schritt des Verfahrens darstellt, durch den die Kanten des Mutterrohlings abgerundet
und die Windungen des Mutterrohlings unter Druck axial in ihre Endstellung verformt
werden, F i g. 11 eine F i g. 10 ähnliche Ansicht, die aber den anschließenden Schritt
der Umformung darstellt, mittels dessen die runden Rohlinge in einem polygonalen
Querschnitt verformt werden, F i g. 12 einen senkrechten Schnitt, im wesentlichen
längs der Schnittlinie 12-12 in F i g. 11, F i g. 13 eine perspektivische Ansicht
eines Schritts im Verfahren der Bildung einer Gegenmutter, durch den die Endwindungen
des SpirahnutterrohIings zur Erzeugung verstärkter Endwindungen innig miteinander
verbunden werden, und F i g. 14 eine perspektische Ansicht einer erfindungsgemäß
gefertigten, elastischen Gegenmutter. In der Zeichnung beziehen sich gleiche Zahlen
auf gleiche Teile.
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Es wird zuerst Bezug auf F i g. 14 genommen, . welche die elastische
Wendel-Gegenmutter 10 zeigt. F i g. 1 zeigt ein Stück Stangenmaterial 12 mit rundem
Querschnitt, aus dem die Wendel-Gegenmutter hergestellt wird, die eine innere, axiale
Bohrung 16 besitzt, die vorzugsweise vollständig mit einem Gewinde versehen ist.
Die Mutter besteht aus einem einzelnen Metallstück, das durch einen Schlitz, der
die Bohrurig 16 überschneidet, wendelförmig unterteilt wird, wodurch Wendelwindungen
18 mit axialem Abstand voneinander entstehen. Die dargestellte Mutter mit regelmäßigem,
polygonalem Querschnitt ist sechseckig, obwohl es offensichtlich ist, daß gegebenenfalls
irgendeine andere regelmäßige Form mit einem Querschnitt, der nicht rund ist, verwendet
werden kann.
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Auf Grund der Wendel wird dem Material des Mutterkörpers eine axiale
und radiale Elastizität verliehen, so daß beim Strecken oder axialen Verlängern
der Mutter ihre Windungen sich dadurch enger zusammenziehen und den Körper eines
Schraubbolzens fassen, an dem die Mutter befestigt ist, so daß eine feste, sichere
Haltewirkung der Gegenmutter am Schraubbolzen zustandekommt.
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Jedes Ende der Wendel endet in einem keilförmigen Endabschnitt 20.
Zur Erhöhung der Stärke der Mutter werden die beiden aneinanderliegenden Windungen
an jedem Ende der Mutter innig miteinander verbunden, um so eine verstärkte Endwindung
zu bilden. Diese innige Verbindung, wie sie in F i g. 13 dargestellt ist, kann zweckmäßig
durch einen elektrischen Schweißvorgang gebildet werden, in dem die teilweise vollständigen
Mutterrohlinge zwischen ein
Paar zusammenwirkender Elektroden
22 und 24 an den entgegengesetzten Seiten des Mutterkörpers eingesetzt
und Scheiben 26 zwischen die aneinanderliegenden Windungen außer den beiden Endwindungen
an jedem Ende des Körpers gelegt werden. Bei dieser Anordnung wird ein elektrischer
Strom die Endabschnitte 20 des Windungsendes mit den Oberflächen der anliegenden
Windungen 28 miteinander verschweißen oder innig verbinden, um dadurch eine verstärkte
Endwindung des Wendelmutterkörpers zu bilden.
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Zum Verständnis der Weise, in welcher die Wendelform des Mutterkörpers
aus dem runden, festen Stangenmaterial 12 erzeugt wird, soll nun besonders auf F
i g. 2 bis 6 Bezug genommen werden. Hierin sind ein Paar sich ergänzender, plattenähnlicher
Preßgesenke 30 und 32 vorgesehen. Die gegenüberliegenden oder zusammenwirkenden
Oberflächen der Preßgesenke sind eben und besitzen eine Reihe in Längsrichtung verlaufender
Gesenkrippen 34 (siehe auch F i g. 7), die in bezug auf die Längsmittellinie
der Preßgesenke so geneigt sind, daß bei Anpressen der Preßgesenke gegen das Stangenmaterial
12 eine wendelförmige Nut darauf gebildet wird. Wesentlich ist die identische Anordnung
der beiden Gesenkrippensätze 34 auf den Gesenkteilen, so daß die beiden Gesenke
gleichzeitig auf die Oberfläche des dazwischenliegenden Stangenmaterials 12 drücken
und dieses formen.
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Der Arbeitsvorgang zur Herstellung einer Wendelmutter geschieht nun
folgendermaßen: Mit dem Stangenmaterial 12, das zwischen den beiden Preßgesenken
30 und 32 (wie in F i g. 4 dargestellt) liegt, werden die beiden Preßgesenkteile
hin-und herbewegt. Wenn die beiden Gesenkteile gegeneinander bewegt werden, vollführt
die Stange ein paar Umdrehungen, vorzugsweise drei Umdrehungen um ihre Längsachse.
Bei Drehung der Stange werden die Messer- oder Gesenkrippenteile 34 auf den Gedenkkörpern
fortlaufend tiefer und tiefer in die äußere Oberfläche des Stangenmaterials gezwungen,
und zwar auf Grund der Längskonizität dieser Rippen oder Messer, wodurch eine laufend
zunehmende Tiefe der Wendel erzeugt wird. F i g. 5 veranschaulicht die Position
des Gedenkkörpers und die Wirkung der Messer der beiden Gedenkkörper auf das Stangenmaterial
während dieses Arbeitsabschnitts.
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Beide oder einer der Gesenkkörper besitzen nächst ihren Endabschnitten,
die vom Gedenkkörper abgewandt sind, längsverlaufende, verhältnismäßig kurze Trennmesserelemente
36. Diese Elemente sind in ähnlicher Weise von den inneren zu den äußeren Enden
konisch verlaufend, so daß sie einen fortlaufend tiefer werdenden Quer-Einschnitt
38 in das Stangenmaterial bewirken, siehe F i g. 6. Vorzugsweise treten die Trennmesser
der Gedenkkörper während der letzten, vollständigen Umdrehung des Stangenmaterials
zwischen den Gedenkkörpern oder in der in F i g. 4 dargestellten Position in Aktion.
Bei Beendigung des Hubs der Gesenke ist die Stange, die nun über ihre Gesamtlänge
wendelförmig gerippt ist, in Vorbereitung ihrer Trennung in axial ausgefluchtete
Mutterrohlinge kreisförmig genutet. Auf diese Weise werden gleichzeitig mehrere
Mutterrohlinge geformt.
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Aus F i g. 8 ist ersichtlich, daß die Quer-Trennschnitte aus kreisrunden
Rillen 40 bestehen, die vom Äußeren des Körpers weiter nach innen verlaufen als
der Wendelschlitz 19 zwischen den Windungen 18. Zu diesem Zeitpunkt ist der Körper
noch ein fortlaufendes Stück. Wie in F i g. 8 dargestellt, wird ein (gestrichelt
gezeichneter) Bohrer 42 verwendet, um die bereits erwähnte Axialbohrung 16 im Körper
zu bilden. Da der Durchmesser dieser Axialbohrung größer ist als der Innendurchmesser
der Trennrille 40, wird der Körper nun in eine Reihe von Wendelmutterrohlingen
50 getrennt. Diese haben immer noch einen kreisförmigen Querschnitt.
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Nun wird auf F i g. 9 bis 11 Bezug genommen, die in etwas schematischer
Form irgendeine geeignete Vorrichtung zur Verformung und Bildung der gerippten Wendelmutterrohlinge
in die fertige Wendelmutter offenbaren. Ein Paar zusammenwirkender, axial ausgefluchteter
Preßgesenke 52 und 54, deren jede eine Axialbohrung 56 hat, sind an irgendeinem
geeignetem, nicht dargestellten Mechanismus befestigt, der keinen Teil der Erfindung
bildet. An ihren entgegengesetzten Flächen besitzen die Preßgesenke becherförmige
Gesenkvertiefungen 58 ausreichender Größe zum Erfassen des Endabschnitts eines Wendelmutterrohlings
und zur Bildung einer angeschrägten Umfangsfläche 60 und einer inneren, angeschrägten
Umfangsfläche 62, siehe auch F i g. 14. In der Bohrung 56 des Gesenks 54 gleitet
auch ein Spanndorn 64, der auf ähnliche, nicht dargestellte Weise betätigt und gelagert
wird. Der Spanndorn 64 paßt auch in die Bohrung 16 des gerippten Mutterrohlings
50, wie in F i g. 9 dargestellt. Der Spanndorn wird anschließend in die Bohrung
56 des Preßgesenks 52 eingeführt, wodurch er den Mutterrohling 50, wie in F i g.
9 dargestellt, fixiert. Darauf wird das Preßgesenk 54 in bezug auf das Preßgesenk
52 bewegt, so daß die beiden becherförmigen Gesenkvertiefungen 58 die entgegengesetzt
zueinander liegenden Seiten des Mutterrohlings 50 zusammenpressen. Dies dient den
beiden Funktionen des zuerst stattfindenden Anschrägens bzw. Fasens der inneren
und äußeren Umfangsflächen der gegenüberliegenden Enden des Mutterrohlings und des
anschließenden Verformend und Komprimierend des Mutterrohlings, so daß seine Windungen
von den in F i g. 8 dargestellten verhältnismäßig weit voneinander verlaufenden
Windungen in die in F i g. 14 dargestellten eng aneinanderliegenden Endpositionen
bewegt werden.
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Durch einen weiteren Arbeitsgang werden beide Preßgesenke dann zusammen
mit dem Spanndorn in ein den Rohling formendes Preßgesenk 66 bewegt. Das Preßgesenk
66 hat (wie in F i g. 12) eine innere Gedenkkammer 68, welche den erforderlichen
polygonalen Querschnitt aufweist, um dem Mutterrohling seine erwünschte, endgültige
Außenform zu verleihen. Nach Zurücknahme der Gedenke voneinander und des Spanndorns
64 wird die nun vollkommen geformte Gegenmutter freigegeben.
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Zu diesem Zeitpunkt wird die Gegenmutter (wie in F i g. 13 dargestellt)
zwischen den beiden Elektroden fixiert und die Distanzscheiben 26 zwischen die Windungen
eingeschoben, wodurch die beiden Endwindungen eines jeden Endes der Gegenmutter
mittels Schweißung innig miteinander verbunden werden, um eine Gegenmutter mit verstärkten
Endwindungen zu bilden. Danach kann gegebenenfalls die axiale Innenbohrung 16 der
Gegenmutter auf irgendeine geeignete Weise mit einem Innengewinde versehen werden,
worauf die Gegenmutter benützt werden kann.
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Ein wichtiges Merkmal dieser Erfindung liegt darin,
daß
der Anfangsschritt des Wendelschlitzens des Stangenmaterials 12 durchgeführt wird,
während letzteres warm ist, worauf die Axialbohrung herausgebohrt wird, der Wendelmutterrohling
axial unter Druck verformt wird, die Enden desselben geformt und die Endwindungen
innig miteinander verbunden und die Bohrung mit einem Innengewinde versehen wird,
während der Rohling kalt ist. Dieses Kaltüberarbeiten des Rohlings verbessert die
physikalischen Eigenschaften des Materials wesentlich.