DE1775771A1 - Bolzen und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

DÜSSELDORF 1 1 7 7 R 7 7 1 PATENTANWÄLTE

Malkastenstraße 2 I / / J / / I DIPL.-ING. ALEX STENGER

Telefon (0211) 360514 DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

' Unser Zeichen; 9517-a Datum: 20. September I968

Plastic Metals Products Corporation, USA-Athens/Tennessee Bolzen und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Bolzen in den verschiedensten Ausführungen, deren Fertigungskosten bei größeren Bolzenabmessungen verhältnismäßig hoch sind. Darüber hinaus bedingt die Notwendigkeit der Herstellung von Bolzen mit Köpfen verschiedener Querschnittsformen die Lagerhaltung einer großen Anzahl von Bolzen, so daß die Beschaffung irgendeiner gegebenen Bolzengröße und -form relativ teuer ist.

Bisher war es üblich, ein Ende des Schaftes zur Ausbildung von Köpfen mit der jeweils gewünschten Form kaltzupressen, doch ist dies eine verhältnismäßig kostspielige Angelegenheit, wenn Bolzenschäfte aus Stahl verwendet werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen.

Rundstahlmaterial wird entsprechend der Länge des herzustellenden Fertigbolzens abgelängt. Ein Ende des Schaftes wird zur Aufnahme einer geeigneten Mutter, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, mit Gewinde versehen. Die Außenfläche des anderen Endes des Schaftes oder Stiftes des Bolzens wird sodann auf irgendeine geeignete Art wie beispielsweise durch Rändeln, Riffeln usw. aufgerauht, um das Kopfende des Bolzens mit einer Aufrauhung mit Vertiefungen zu versehen, die nach Mög-

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lichkeit um den ganzen Schaft herum verlaufen sollen. Hiernach wird ein Bolzenkopf möglichst, jedoch nicht unbedingt durch Spritzguß ausgebildet, wobei der Kopf aus jedem gewünschten Metall wie zum Beispiel aus Eisen oder Eisenlegierungen, Zink, Messing, Kupfer, Stahl, Aluminium usw. bestehen kann. Dieser Kopf wird zweckmäßigerweise mit einem oberen umlaufenden Flansch und einem entsprechenden Bund versehen, der einen kreisförmigen Querschnitt haben kann, wobei eine relativ tiefe axiale Aussparung in das untere Ende dessel- £ ben mit einem Durchmesser verläuft, der ungefähr gleich dem Durchmesser des Stiftes oder Schaftes ist.

In der praktischen Durchführung des Verfahrens wird der Kopf nach unten bewegt dergestalt, daß das aufgerauhte Ende des'Schaftes vollständig in die axiale Öffnung im Kopf verläuft. Der Kopf wird sodann nach innen wirkenden Radialkräften ausgesetzt, die von außen beaufschlagt werden, um das Metall des Bundes radial nach innen zu verdrängen, damit ein Teil des die axiale Öffnung umgebenden Metalls in die Vertiefungen im aufgerauhten Teil des Schaftes gelangen kann. Das Metall des Kopfes gelangt von selbst in die Rändelung, Rif-P feiung oder sonstige Art von Profilierung, wobei der Kopf durch diese Maßnahme ohne Schweißung oder irgendeine andere Befestigungsart dauerhaft mit dem Bolzenschaft verbunden wird.

Viele Bolzen wie beispielsweise Wagenbolzen sind mit Bunden von vieleckigem Querschnitt versehen. Die Verschiebung des Bundes des Kopfes nach innen zur Befestigung desselben auf dem Schaft des Bolzens kann durch eine Formvorrichtung erfolgen, welche den gewünschten Querschnitt wie beispielsweise Vierkant- oder Sechskantform des Bundes des Kopfes ausbildet.

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Weitere Einzelheiten und Merkmale des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäß hergestellten Bolzen ohne Mutter in Seitenansicht;

Fig. 2 einen zur Befestigung des Kopfes vorbereiteten Bolzen in Seitenansicht;

Fig. J einen Abschnitt des oberen Endes des fertigen Bolzens im Längsschnitt; ~ ' A

Fig. 4 einen Querschnitt auf Linie 4-4 nach Figur

3;

Fig. 5 einen zur Befestigung des Kopfes vorbereiteten anderen Bolzen in Seitenansicht;

Fig. 6 einen Abschnitt des oberen Endes des fertigen Bolzens im Längsschnitt;

Fig. 7 einen Querschnitt auf Linie 7-7 der Figur 6, die den Bund des Bolzenkopfes in Sechskantform zeigt;

Fig. 8 einen ähnlichen Querschnitt, der den Bund

des Kopfes mit viereckigem Querschnitt darstellt.

Gemäß den Figuren 1 bis einschließlich 4 bezeichnet die Bezugsziffer 10 einen Bolzenschaft, der möglichst aus Stahlmaterial hergestellt, auf die gewünschte Länge geschnitten und zur Aufnahme einer herkömmlichen Mutter (nicht dargestellt) an einem Ende mit Gewinde 12 versehen ist. Anstatt der Kaltverformung eines Kopfes am oberen Ende des Bolzenschaftes 10 in einem Stück mit demselben ist erfindungsgeaäß die Ausbildung eines getrennten Kopfes 14 aus jedem gewünschten Werkstoff wie im Vorstehenden beschrieben vorgesehen. Dieser Kopf 14 wird zunächst, wie in Figur 2 gezeigt, mit einem oberen ringförmigen und über-

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hängenden Plansch 16 und einem entsprechenden unteren Bund 18 ausgebildet, der mit einer axialen Aussparung 20 von ziemlich großer Länge versehen ist, die in das untere Ende des Bundes l8 mündet.

Die Oberflächengeschlossenheit des oberen Endes des Bolzenschaftes 10 ist im vorliegenden Fall durch eine Randelung 22 durchbrochen.

Die axiale Aussparung 20 entspricht in ihrer Form und im m. ungefähren Durchmesser dem Bolzenschaft 10. Das obere Ende des Bolzenschaftes sitzt vollständig in der Aussparung 22, wie aus Figur J5 ersichtlich, der Bund l8 von außen beaufschlagt wird, um das Metall des Bundes zu verformen, damit es in die durch die Rändelung 22 ausgebildeten Vertiefungen einfließen kann, wie dies etwas übertrieben bei 24 in Figur 4 dargestellt ist. Auf diese Weise wird der Kopf 14 dauerhaft mit dem Bolzenschaft 10 verbunden, wobei diese Verbindung genau so starr wie bei einteilig mit dem Bolzen ausgebildeten Köpfen ist.

Beim Bearbeiten des Bundes l8 zu dessen Befestigung auf dem Bolzenschaft kann der Bund 18 gleichzeitig entsprechend ) dem jeweils gewünschten Querschnitt wie beispielsweise als Sechskant 26 geformt werden. Mit anderen Worten bewirkt die Verformung eine dauerhafte Befestigung des Bolzenkopfes auf dem Bolzenschaft und bestimmt die Querschnittsform des Bundes am fertigen Bolzen.

In den Figuren 5 bis 8 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung aufgezeigt, bei der der Bolzenschaft 30 an seinem unteren Ende zur Aufnahme einer normalen Mutter (nicht dargestellt) wie mit Gewinde 32 versehen ist. In diesem Falle ist das obere Ende des Bolzenschaftes j50 mit irgendeiner geeigneten Riffelung 34, 11 eine andere Art

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'versehen - 5 -

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. von Oberflächenrauhheit zur Befestigung des Kopfes 14 zu erhalten. Hier kann der Kopf mit dem in Figur 2 gezeigten identisch sein. Beim Zusammensetzen wird der Kopf 14 gemäß Figur 5 axial nach unten gedrückt, um mit dem geriffelten Schaftende, wie in Figur 6 gezeigt, verbunden zu werden. Bei jeder erfindungsgemäßen Ausführungsform überdeckt das untere Ende des Bundes 18 möglichst jede Art von auf dem Bolzenschaft j50 vorgesehener Oberflächenaufrauhung, damit diese beim fertigen Produkt nicht mehr sichtbar ist.

Wenn die Teile, wie aus Figur 6 ersichtlich, zusammengesetzt sind, kann der Bund 18 von außen bearbeitet werden, und zwar nicht nur, um den Werkstoff des Kopfes zu verformen, damit dieser, wie bei 36 aufgezeigt, in die Rillen der Riffelung ^4 fließt, sondern auch, um den Bund in eine Sechskantform zu bringen. Das gleiche Ergebnis wird bei der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform der Erfindung erreicht mit der Ausnahme, daß der Bund 18, wie bei 40 aufgezeigt, einen viereckigen Querschnitt erhält.

Aus vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren wirtschaftlich ist für die Herstellung von Bolzen und insbesondere von längeren, normalerweise verhältnismäßig teuren Bolzen. Die Köpfe können nach dem Spritzgußverfahren oder sonstwie aus irgendeinem gewünschten Metall hergestellt sein. Diese Köpfe lassen sich schnell in Mengen zur einfachen Befestigung auf den Bolzenschäften herstellen, wobei der einzige ■Verfahrensschritt der Beaufschlagung von Außenkräften auf den Bund des Kopfes die dauerhafte Befestigung desselben auf dem Bolzenschaft bewirkt und den Bund in jede gewünschte Querschnittsform entsprechend dem jeweils vorgesehenen Verwendungszweck der Bolzen bringt.

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Claims (8)

Patentansprüche :

1. Verfahren zur Herstellung von Bolzen mit einem Kopf, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einem Ende zum anderen gerade verlaufender Bolzenschaft (10,^0) an einem Ende mit Gewinde (12,32) versehen ist, daß das andere Ende des Bolzenschaftes (10,30) aufgerauht bzw. profiliert ist, daß ein Kopf (16) mit einem axial offenen Bund (l8) auf den Bolzenschaft (10,30) aufgesetzt und daß der Bund (18) des Kopfes (l6) radial von außen bearbeitet wird, damit das Metall in die Oberflächenunregelmäßigkeiten des Bolzenschaftes einfließen kann, um auf diese Weise den Kopf dauerhaft mit dem Bolzenschaft zu verbinden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialkräfte selektiv der Außenfläche des Bundes (18) beaufschlagt werden, um gleichzeitig die Querschnittsform des Bundes zu bestimmen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläehenunregelmäßigkeiten am Ende des Bolzenschaftes (10,30) aus Nuten zur Ausbildung von Vertiefungen und Graten bestehen.

4. Verfahren nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Bolzenschaftes zur Erzielung einer verhältnismäßig tiefen Rändelung mit einer winklig kreuz und quer verlaufenden Nutung versehen ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutung des Endes des Bolzenschaftes die Form einer Riffelung (34) hat.

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6. Nach dem Verfahren gemäß Ansprüche 1 bis 5 hergestellter Bolzen, gekennzeichnet durch einen Schaft, dessen eines Ende mit Gewinde versehen und dessen äußere Oberfläche am anderen Ende aufgerauht ist, und durch einen Kopf, der als getrenntes Stück zu dem Schaft ausgebildet und mit einem axial vertieften Bund zur Aufnahme des aufgerauhten Endes des Schaftes versehen ist, wobei das Metall innerhalb der Aussparung bzw. Vertiefung des Kopfes der Form der Aufrauhung des Schaftes angepaßt wird, um mit diesem dauerhaft verbunden zu werden.

7. Bolzen nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Aufrauhung am Ende des Schaftes in Form winklig kreuz und quer verlaufender Nuten zur Ausbildung der Rändelung vorgesehen ist.

8. Bolzen nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Aufrauhung am Ende des Schaftes die Form einer längs verlaufenden Riffelung (3^) hat.