DE1752909A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Dehnschaeften bei an den Enden verdickten Werkstuecken - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herateilung τοη Dehnaehäften bei an den Enden verdickten Werkβtücken

Die Erfindung betrifft eis Verfahren iur Heratellung Ton Dehnachäften bei an den Enden rerdiokten Werketücken, inabeaondere bei Verbindungaelementen, wie z.B, Schrauben oder Bolzen und zeigt gleichzeitig eine Vorrichtung zur Durchführung dea Verfahrene. Daa Hauptanwendungagebiet dieaer Erfindung iat die Heratellung τοη aegenannten Dehnachrauben. Solche Schrauben weisen einen verjüngten Schaft auf und tragen an ihren Enden beiapielaweiae Gewinde oder Schraubenköpfe. Dehnachrauben werden bei hochwertigen Verbindungen eingeaetzt, Inabeaondere im Flugzeug- und Fahrzeugbau oder unter Beanapruohung hoher Temperaturen aind aelche Verbindungaelemente notwendig·

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Bisher wurden ««loht Dehnschraube^ ausaehlieaalieh spanend gefertigt. Dabei gelangen Fertiguagamaaehiaen aur Anwendung, die einen Teil dea Materiala i« Bereich dea is Durchmesser rerjüngten Sehaftea der Sehraube eder dea Verbindwagselementea entfernen. Duroh dieae Bearbeitung wird der Querschnitt dea Werkatüekea («schädigt und geaehwäeht. Eine Verfeatigmng der Bandienen, in welcher gewöhnlieh die Spannungaapitsen bei Belaatung auftreten, wird nicht erreicht. Gerade bei hochbeanapruchten Sehrauben iat diaa jedeeh erferderlieh. Deahalb wurden aelche Dehnaehrauben an der Oberfläche dea rerjüngten Sehaftea beiapielaweiae durch Prägepelieren kaltrerfeatigt. Diea bedeutet jedeeh einen luaätaliehea Arbeitagang.

Ea iat deahalb die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren iur Herstellung yen Dehnaehftften bei an den Enden Tcrdickten Werketttcken, inabeaendere bei Verbindungaelesenten, su aehaffen, welchea die Mängel der biaher bekannten Verfahren nicht »ehr aufweiat und dureh seine Verfahrenaaehritte in einfacherer Weiae eine beanapruehungagerechte und wirtaehaftliehe Auabildung der Werkatfieke garantiert. Bei dieacB Heratellrerfahren aell der Faaerrerlauf dea Werkatüekea nieht unterbrechen werden. Mit dieaeai Verfahren aell ca Beglich aein, einen gröaaeren Verfemungagrad und eine Steigerung der Fcetigkeit dea Werkatilekea au erreichen ala «it den biaher bekannten Verfahren.

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uemäss der Erfindung wird all die· durch ein Verfahren erreicht, welches sich dadurch kennzeichnet, dass in dem stabförmigen Werkstück durch Einliringen einer Rille ein Spannende gebildet und an dieses das Werkstück festgehalten wird, worauf mittels eines in die Rille eingesetzten Werkzeuges aus dem übrigen Teil des Werkstücke durch Ziehen ein im Durehmesser verjüngter Schaft gebildet und durch gesteuerte Beendigung des Ziehrorganges am Ende des Werkstückes ein Kopf belassen wird· Dabei ist es möglich, das Spannende vorläufig unbearbeitet in einem Spannfutter festzuhalten und den verjüngten Schaft mittels eines Werkzeuges, wie x.B₀ einer Ziehmatrize, zu ziehen und am anderen Ende eben«· fal* einen Kopf zu belassen· Spannende und Kopf können naohträglioh mit Gewinde versehen werden, falls dies erwünscht ist· Es ist aber auch möglich, das Spannende ror dem Ziehen mit Gewinde zu rersehen· Dies bedeutet lediglich, dass das Spannfutter angepasst werden muss·

Der ZiehTorgang kann sowohl in kaltem als auch in halbwarmem Zustand des Werkstückes erfolgen· Die Temperatur wird sich nach der Grosse des Umformgrades bzw· nach dem Durchmesser des zu erstellenden Werkstückes richten·

Mit besonderem Torteil wird das Werkstück während des Ziehvorganges unter einer zusätzliche Zugspannung gehalten· Diesen Verfahrens« schritt wird man bevorzugt bei grossem Ziehrerhältnis, hohem

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Matrizenrersohleiss und bei relatir langen Werketück·η anwenden, die beim Ziehen sonst leioht krumm werden können· Duroh die·· Zufrorepannung wird einerseits die Ziehkraft remindert und andererseits die Gradheit des Werkstückeβ erhöht.

Die duroh das Ziehen entstandenen Grate auf des rerjttngten Sohaft des Werkstückeβ werden ansohliessend duroh Bollen» Sohleifen, Polieren od.derfl. beseitigt. Hierdurch ergibt sieh ein· glatt« Oberfläche des Werkstückes_β Darüber hinaus kann duroh einen RoIlrorgang eine gewisse lachrerfestifung des Schaftes eriielt werden·

Sie Rille zur Bildung des Spannendes wird zuerst als umlaufende Spitzkerbe eingebraoht und ansohliessend duroh einen Rollrorfanf •o rerbreitert, dass sich «in GrAt bildet· Dieser Grat setzt die Ziehkraft, die bei Ziehbeginn eine besonders höh« Spitze hat, herab· Bs bildet sieh eine Spannuagsspitze» die den Werkstoff leichter fliessen lässt· Ton besonder·« Torteil ist es, da« Werkstück während der Rillenbildunf unter «ine zusätzliche Zufspannunf zu setzen·

^Die Torriohtunf zur Durchführung des Terfahrens kennzeichnet sieh dadurch, dass ein Spannfutter zur Aufnahme des Spannend·· d·· Werkstückeβ und dazu relatir beweflieh «in· geteilt· Ziehmatrize rerfesehen ist. Die Ziehmatrize am·· feteilt «ein» damit sie

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innerhalis der eingebrachten Bille des Werkstücke· geschlossen werden kanne Das Spannfutter ist bevorzugt ortsfest angeordnet, während die Ziehmatrize Kit einer Schlittenführung versehen und über Kurbeltrieb, Hydraulikkolben ododergl· bewegbar ist· Ss ist Jedoch auch möglieh, sowohl das Spannfutter als auoh die Ziehmatrize relativ zueinander zu bewegen oder die Ziehmatrize ortsfest anzuordnen und das Spannfutter mit einer Kraftquelle zu versehen und relatiy zur Ziehmatrize zu bewegen« Weiterhin ist es notwendig, dass dem Spannfutter eine Bollvorriehtung zum Einbringen einer Bille und zur Bildung eines Spannendes am Werkstück vorgeschaltet ist· Dies kann dadurch geschehen, dass eine besondere Rollvorrichtung direkt an der Maschine vorgesehen und vorgeschaltet ist· Ss ist 4edeoh auoh möglich, das* Einbringen der Bille in einer getrennten Werkzeugmaschine durchzuführen·

Zwecks Überlagerung einer zusätzlichen Zugspannung ist eine weitere Spanneinrichtung zur Aufnahme des anderen Endes des Werkstückes vorgesehen und sowohl zum Spannfutter als auch zur Ziehmatrize relativ bewegbar angeordnet. Für die Relativ» bewegung der Spanneinrichtung ist eine eigene Kraftquelle, eine Hydraulikeinrichtung ed»dergl· vergesehen· Is ist jedeeh auoh mlglioh, dass Ziehmatrize und Spanneinrichtung mit einer gemeinsamen Kraftquelle versehen sind, wobei die Spanneinrichtung über ein Gestänge an der Ziehmatrize eier einem besenderen

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Ziehschlitten angelenkt und über Führungen für da· Gestänge rdatiy zur Ziehmatrise bewegbar ist· In eine» aolohen Falle nuss die Kraftquelle in ihrer Leistung höher gewählt werden·

Die Erfindung lässt rersohiedene Kombinationen τοη Verfahrenssohritten und rersehiedene konstruktire Ausgestaltungen der Yorriohtung zu· Sie ist anhand der Zeichnungen beispiellsft yerdeutlioht, und zwar zeigent

Fig· 1 bis 4 Tersehiedene Yerfahrenssehritte in sohesmti· sierter Darstellung! wobei de« Werkstück keine zusätzliohe Zugspannung überlagert wird,

Fig. 5 «ine sohematisohe Sarstellung eines Yerfahrens-

sohrittes unter Anwendung einer zusätzlichen Zugspannung» wie er ähnlioh etwa in Fig. 2 dargestellt ist,

Fig. 6 eine Möglichkeit für die Relatirbewegung der iu-

sätzliohen Spanneinrichtung, wobei eine eigene Kraftquelle Torgesehen ist,

Fig. 7 eine weitere Möglichkeit, wobei die Kraftquelle des Kurbeltriebes gleichzeitig als Kraftquelle für die Spanneinrichtung benutzt wird,

Fig· 8 das Werkstück ia Ausgangsaustand.

Fig· 9 das Werkstüok naeh de· Einbringen der Rille und nach der Bildung eines Spannendes,

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Fig« 1ο das Werkstück nach Beendigung des Ziehvorgangeβ, Pig. 11 das fertige Werkstück, wobei die Köpfe mit Gewinde versehen sind«

In Fig. 1 ist in stark schematisierter Weise die erfindungsgemässo Vorrichtung dargestellt, wie sie zur Durchführung des Verfahrens izua Einsatz kommt«, Über eine Zuführung 1 gelangen die Werkstücke 2, die schon mit einer Rille 5 Tersehen sind, wobei ein Spannende

4 gebildet wurde, in die Vorrichtung» Die Werkstücke 2 werden einzeln zugeführt und an ihrem Spannende 4 in einem Spannfutter

5 festgehaltene Sin Werkzeug 6, beispielsweise eine Ziehmatrize, die geteilt ist, wird über das Werkstück 2 geführt und innerhalb der Rille 5 geschlossen· Die Ziehmatrize 6 ist entweder 'selbst mit Führungen versehen, auf denen sie axial bewegbar ist, oder es ist ein besonderer Ziehschlitten 7 angeordnet, der die Ziehmatrize 6 aufnimmt· Ein mit einer Kraftquelle 9 verbundener Kurbeltrieb ist über eine Kurbelstange 21 am Ziehschlitten 7 aagelenkt. Für die Längsbewegung Aes Ziehsohlittens 7 ■*»* Sohlittemführungen 12 vorgesehen· Am Ziehschlitten ist ein Gestänge 1o angelenkt, welches eine Einschubstange 11 aufweist, die gegenläufig zur Ziehbewegung bzw. zur Bewegung des Ziehschlitten* angetrieben und mitgenommen wird. Die Sinsohubstange 11 schiebt ein neues Werkstüok nach Beendigung des Ziehvorganges im die Ziehmatrize bzw· in das Spannfutter 3 ein.

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Der Ziehrorgaag iat anhand dar Fig· 1 bia 4 i* aainar Folg· dargestellt, lach dea Einführen 4·· ferkatuokea 2 in daa Spaaafuttar 3 aohliaaat diaaaa im Bereieh daa Spannendeβ 4. Dia Ziehmatrize 6 wird in dia Hill· 5 ainfaaatit und gaeohloaaea· Ka beginnt dar Ziehrorgang, in deaaen Yerlauf am Werketttok 2 aia Terjüagter Schaft 13 gebildet wird* Da· End· daa Ziah· rargaagaa wird dureh daa Kuraaltriaa baatiamt· Siaaailada liagt rar das Durohflne· daa geaaatan Werketoffee d«reh dia Ziahdflaa, ao daaa aia Kapf 14 aa Werketttok balaaaaa wird· Ia fig· 4 iat &«r Yerfaareaaaehritt dargeeteilt, bei daa aia aeuea Werketüek 2 ia daa Spannfutter 3 eingeführt und gleichseitig daa fertig gezogeaa Werkatüek aua dar Ziehmatrize bzw· aua daa Zieh· eehlitten herauageatoaaaa wird·

Fig. 5 zeigt eiae ähnliche Terriohtuag» jadoah ait zuaitzlioh überlagerter Zugapaanung während de· Ziahrorgaagea· Ka iat etwa aia Terfahreaaaehritt dargeetellt, wie er ia Fig· 2 ι« aehen iat· 9er Torrichtung iat eiae baaondere Sollrorriohtaag 15 «ua Kiabringen der Rille 5 rergeechaltet. Siaaa Boll-rerrieataag iat üblioherweiaa auoh bei dar roraer gezaigtaa Yorriohtung τ«τ-banden. Zuaätzlioh iat hier eiae Spanneinrichtung M rargeeehea, welehe zur Aufaakaa dea anderen Kadea daa Warkatttokaa rargeaehea iat· Sie Spanneinrichtung 16 au·a aowohl relatir bewegbar zma Spannfutter 3 aia auoh zur Ziehmatrize 6 aaia, um dia Läagea-

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änderungen des Werkstückes auszugleichen· Tür die Anordnung dieser Spanneinrichtung 16 gibt es zwei Möglichkeiten, die beispielsweise in den Fig. 6 und 7 verdeutlicht sind«

In Fig· 6 ist im Ausschnitt die Spanneinrichtung 16 gezeigt, die den Kopf H des Werkstückes 2 aufgenommen hat« Am Zieh·· schlitten 7 ist diese Spanneinrichtung 16 über ein Gestänge angelenkte Für die Bewegung der Spanneinrichtung 16 ist eine Hydraulikeinrichtung 17 vorgesehen, die je naoh der Steuerung des Druckes die Längenänderung des Werkstückes 2 ausgleicht, so dass im beanspruchten Querschnitt eine konstante oder eine sonstwie verlaufende Zugspannung erreicht wird·

Fig. 7 zeigt eine weitere Möglichkeit der Anordnung einer Spann«· einrichtung 16· Eier dient als Kraftquelle für die Jewegung der Spanneinrichtung 16 die gleiche Kraftquelle, die auch den Kurbel·* trieb 8 bedient· Es ist ein Gestänge 18 vorgesehen, welohes über Rollen 2· in Führungen 19» die ortsfest angeordnet sind, bewegt wird· Durch diese Führungen 19 wird eine Relativbewegung der Spanneinrichtung 16 gegenüber der Ziehmatrize 6 bzw. dem Ziehschlitten 7 erreicht·

In den Fig. 8 bis 11 ist das Werkstück 2 dargestellt, wobei in Fig. 8 der unbearbeitete, jedoch avf Länge abgeschnittene Rohling gezeigt ist. Fig· 9 zeigt das Werkstück, nachdem die Rolleinriohtung

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15 passiert wurd·. Ib Fig· 1o let 4»· ferkstüok dargestellt» maehdea der τ·γjungt· Schaft 13 gesogen wurde« 7ig₀ 11 seigt die beiderseits sit Gewinde Yereehene, fertige Dehnschraube·

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Claims (1)

1. Patentansprüche ι

   1« Terfahren zur Herstellung von Sehnschäften bei an den Enden rerdickten Werketücken, insbesondere hei Verbindungselemente^ wie z.Be Bolzen oder Schrauben, dadurch gekennzeichnet» dass in dem stabförmigen Werkstüok durch Einbringen einer Rille ein Spannende gebildet und an diesem das Werkstück festgehalten wird} worauf mittels eines in die Rille eingesetzten Werkzeuges aus dem übrigen Teil des Werkstückes durch Ziehen ein im Durohmesser rerjüngter Schaft gebildet und durch gesteuerte Beendigung des Ziehrorganges «λ Snde des Werkstückes ein Kopf belassen wird·

   2· Terfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ziehrergang in kaltem bzw« halbwaxem Zustand des Werkstückes erfolgt·

   3· Terfahren nach Anspruoh 1 und 2, dadurch gekennzeichnet» dass das Werkstück während des Zi«h.rorganges unter einer zusätzliche» Zugspannung gehalten wird·

   4· Terfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet» dass die Köpfe des Werkstückes ror eder naoh dem Ziehrorgang in an sioh bekannter Weise mit Gewinde rersehen werden·

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   5. Verfahren naoh Anapruoh 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet» da·· die duroh da· Ziehen entstandenen Grate auf dem verjüngten Schaft duroh Hollen» Schleifen, Polieren od.dergl. beseitigt werden·

   6· Verfahren naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet» dass die Rille zur Bildung des Spannendes zuerst als umlaufende Spitzkerbe eingebracht und ansohliessend duroh einen Ro11Vorgang so verbreitert wird» dass eioh ein Grat bildet·

   7· Verfahren naoh Anspruoh 6» daduroh gekennzeichnet» dass das Werkstück während der Rillenbildung unter einer zusätzlichen Zugspannung gehalten wird·

   θβ Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens naoh Anspruoh 1 bis 7» daduroh gekennzeichnet» dass ein Spannfutter (3) sur Aufnahme des Spannendes (4) *·· Werkstttokes (2) und dazu relativ beweglich eine geteilte Ziehmatrize (6) vorgesehen sind·

   9· Verrichtung nach Anspruoh 8» daduroh gekennzeichnet, dass das Spannfutter (3) ortsfest angeordnet ist, während die Ziehmatrize (6) mit einer Schlittenführung versehen und über Kurbeltrieb (θ), Hydraulikkolben od.dergl· bewegbar ist«

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   10o Vorrichtung naoh Anspruch 8 und 9» dadurch gekennzeichnet, das* dem Spannfutter (j) eine Rollverrichtung (15) »um Einbringen einer Rille (5) und zur Bildung eines Spannendes (4) am Werkstück (2) vorgeschaltet ist₀

   ο Torrichtung nach Anspruch 8 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, dass zwecke Überlagerung einer zusätzlichen Zugspannung eine weitere Spanneinrichtung (16) zur Aufnahme des anderen Endes des Werkstückes (2) vorgesehen und sowohl zum Spannfutter (3) als auch zur Ziehmatrize (6) relativ bewegbar angeordnet ist·

   12« Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass für die Relativbewegung der Spanneinrichtung (16) eine eigene Kraftquelle, eine Hydraulikeinrichtung (I7) od.dergle vorgesehen ist.

   13« Vorrichtung naoh Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Ziehmatrize (6) und Spanneinrichtung (16) mit einer gemeinsamen Kraftquelle versehen sind, wobei die Spanneinrichtung über ein Gestänge (16) an der Ziehmatrize (6) oder einem Ziehschlitten (7) angelenkt und über Führungen (I9) für Aas Gestänge (18) relativ zur Ziehmatrize (6) bewegbar ist·

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