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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Spannstiften
und eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens.
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Spannstifte
sind längsgeschlitzte
Hohlzylinder bzw. Hülsen
aus elastischem Federstahl. Der Außendurchmesser eines ungespannten
Spannstifts ist um ein bestimmtes Maß größer als das zur Aufnahme bestimmte
Bohrloch. Dieses Über-
bzw. Untermaß bestimmt
den Federweg und den Festsitz eines Spannstifts. Beim Eintreiben
in die Aufnahmebohrung wird der Spannstift zusammengedrückt. Die
dadurch entstehende Federkraft bewirkt, dass er sich fest an die
Lochwandung anpreßt.
Zum leichteren Einbau sind die Spannstifte zumindest an einem Ende
mit einem kegeligen Ansatz (Facette) versehen.
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Spannstifte
sind ein bewährtes
Maschinen- bzw. Montageelement. Sie zeichnen sich durch ihre dauerhafte
Federkraft und ihre große
Verschleißfestigkeit
aus. Das Anwendungsspektrum von Spannstiften reicht vom Fixieren,
Scharnieren und Positionieren bis hin zur form- bzw. reibschlüssigen Kraftübertragung.
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Durch
die DE-PS 814 287 zählt
ein Verfahren zur Herstellung von Spannstiften zum Stand der Technik.
Hierbei wird ein Flachband aus Federstahl mit längslaufenden Rillen bzw. Einkerbungen
in einem der Länge
der herzustellenden Hülsen
entsprechenden Abstand versehen. Im weiteren Fertigungsverlauf werden
von dem Flachband Streifen von einer dem Umfang der Hülsen entsprechenden
Länge abgetrennt
und die Streifen zu Schlitzrohren geformt. Diese werden dann in
einer Abbrechvorrichtung an den Rillen durchgebrochen.
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Diese
Vorgehensweise ist durch die zusätzliche
Rillenherstellung fertigungstechnisch aufwendig. Auch entstehen
an den Enden der Spannstifte Bruchflächen, die unerwünscht sind,
da sie einen Spannstift nicht nur optisch schlecht aussehen lassen,
sondern sich auch auf die Maßhaltigkeit
bzw. Längengenauigkeit
der Spannstifte nachteilig auswirken. Zur Beseitigung der Bruchfläche ist
ein zusätzlicher
Entgratungsvorgang erforderlich, was jedoch wiederum einen nicht
unerheblichen fertigungstechnischen Mehraufwand bedeutet.
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Der
Erfindung liegt daher ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe
zugrunde, die Herstellung von Spannstiften verfahrenstechnisch rationeller und
wirtschaftlicher zu gestalten und eine hierzu erforderliche Vorrichtung
zu schaffen.
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Die
Lösung
des verfahrensmäßigen Teils dieser
Aufgabe besteht in den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Die
Lösung
des gegenständlichen
Teils der Aufgabe wird in den Merkmalen des Anspruchs 8 gesehen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
geht zunächst
davon aus, dass ein Flachband aus Federstahl von einem Coil abgezogen,
gerichtet und zu einem Schlitzrohr geformt wird. Anschließend werden von
dem Schlitzrohr der Länge
der herzustellenden Spannstifte entsprechende Hülsen abgeteilt. Hierbei entsteht
eine saubere, glatte Trennfläche.
Erst nach dem Abteilen werden die Hülsen dann mindestens an einem
Ende mit einer Facette versehen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
führt zu einer
Steigerung der Fertigungsgeschwindigkeit und damit zu einer hohen
Leistung bei der Produktion von Spannstiften. Die hergestellten
Spannstifte sind qualitativ hochwertig. Die Ausschußrate bei
der Produktion ist gering.
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Auch
wenn der Trennvorgang für
das Abteilen der Hülsen
grundsätzlich
auf unterschiedliche Weise durchgeführt werden kann, erfolgt dies
gemäß der Maßnahme des
Anspruchs 2 besonders vorteilhaft scherschneidtechnisch unter äußerer Abstützung des
Schlitzrohrs. Die Abstützung
des Schlitzrohrs beugt einer endseitigen Verformung der Hülsen vor.
Hierzu trägt
auch die Maßnahme
des Anspruchs 3 bei, wonach zum Abteilen der Hülsen eine Messerschneide vom
Schlitz des Schlitzrohrs ausgehend durch dieses geführt wird.
Die Messerschneide greift dabei mit ihren Schneidflächen zunächst in
den Schlitz ein und kommt an den Flanken des Schlitzes zur Anlage,
bevor sie durch den Werkstoff des Schlitzrohrs geführt wird.
Auf diese Weise wirken die Schneidkräfte beim Trennvorgang nach
außen
gegen den Werkstoff des Schlitzrohrs. So wird ein endseiti ges Zusammendrücken des
Schlitzrohrs vermieden. Ein Auseinanderdrücken des Schlitzrohrs wird durch
die äußere Abstützung verhindert.
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Gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 4 wird der kegelige Ansatz der Facette stauchtechnisch
erzeugt. Dies ist in hoher Taktfrequenz möglich, wobei eine saubere Facette
hergestellt wird. Grundsätzlich
kann die Facette aber auch spanabhebend hergestellt werden, wie
dies Anspruch 5 vorsieht.
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Das
Flachband und das hieraus hergestellte Schlitzrohr können bis
zum Abteilen der Hülsen
in Längsrichtung
kontinuierlich bewegt werden. Zum Abteilen kommt dann ein sogenanntes
fliegendes Werkzeug zum Einsatz. Über einen separaten Antrieb
wird das Werkzeug linear in Fertigungsrichtung vor und zurück bewegt.
Die Messerschneide des Werkzeugs wird somit beim Trennvorgang in
gleicher Geschwindigkeit mit dem Schlitzrohr in Fertigungsrichtung
vorbewegt. Nach dem Trennvorgang wird die Messerschneide mit einer
gegenüber
der Vorlaufgeschwindigkeit entsprechend höheren Rücklaufgeschwindigkeit zurück bewegt.
Auf diese Weise wird ein kontinuierlicher Durchlauf des Schlitzrohrs
ohne Unterbrechung für
den Schneidvorgang erreicht.
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Eine
andere Alternative der Erfindung sieht vor, dass das Flachband und
das Schlitzrohr schrittweise bewegt werden (Anspruch 7). Hierbei
findet ein feststehendes Werkzeug Anwendung. Das Schlitzrohr wird
im Arbeitstakt einer Messerschneide oder einer Trennscheibe des
Werkzeugs vorgeschoben. Die Schrittweite entspricht jeweils der
Länge eines herzustellenden
Spannstifts.
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Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
umfasst gemäß Anspruch
8 in Fertigungsrichtung ein Richtwerk für das von einem Haspel ablaufende
Flachband, eine Rollformmaschine, in der das Schlitzrohr in mehreren
Umformstufen mit Ober- und
Unterwalze geformt wird, eine Trennvorrichtung für das Abteilen der Hülsen und
eine Stauchvorrichtung, in der die noch fehlenden Facetten angedrückt bzw.
geprägt werden.
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Das
Trennwerkzeug kann eine ortsfeste Messerschneide umfassen, die für den Schneidvorgang
hin und her bewegt wird. Das Schlitzrohr wird dann schrittweise
entsprechend der Länge
eines herzustellenden Spannstifts vorgeschoben. Hierfür ist ein
Intervallantrieb für
den Vorschub des Schlitzrohrs vorgesehen (Anspruch 9).
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Eine
andere Alternative sieht gemäß Anspruch
10 vor, dass das Trennwerkzeug eine in der Längserstreckung des Schlitzrohrs
vor und zurück verlagerbare
Messerschneide aufweist. Diese wird beim Trennvorgang mit dem Schlitzrohr
in Fertigungsrichtung bewegt und nach dem Trennvorgang mit einer
entsprechend höheren
Geschwindigkeit in die Ausgangsposition zurück gebracht (siehe hierzu auch
Anspruch 6).
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Eine
besonders vorteilhafte Weiterbildung ist in den Merkmalen des Anspruchs
11 zu sehen. Danach ist eine drehbar gelagerte Transportscheibe
zur Überführung der
Hülsen
in die Stauchvorrichtung vorgesehen. Nach dem Abteilen werden die
Hülsen in Öffnungen
der Transportscheibe aufgenommen und mit der Drehung der Transportscheibe
in die Stauchvorrichtung verlagert. Dort werden die Facetten an
die Enden der Hülsen
gestaucht.
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Diese
Ausbildung hat zunächst
hinsichtlich des Bauvolumens Vorteile. Die Anordnung der Hülsen auf
der Transportscheibe wirkt sich ferner beim Stauchvorgang vorteilhaft
auf die Kräfteverteilung aus.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 im Schema eine Vorrichtung
zur Herstellung von Spannstiften;
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2 eine technisch vereinfachte
Darstellung eines Trennwerkzeugs;
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3 eine schematische Darstellung
der Stauchvorrichtung mit Transportscheibe und
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4 einen Spannstift.
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Die 1 zeigt eine Anlage zur
Herstellung von Spannstiften 1. Ein solcher Spannstift 1 ist
in der 4 dargestellt.
Der Spannstift 1 besteht aus einer einen Längsschlitz 2 aufweisenden
Hülse 3 aus
Federstahl, welche an beiden Enden 4, 5 mit einer
kegeligen Facette 6 bzw. 7 versehen ist.
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Für die Herstellung
von Spannstiften 1 wird ein auf einem Coil 8 bereitgestelltes
Flachband 9 aus Federstahl von einem Ablaufhaspel 10 abgezogen. Das
Flachband 9 wird unter Bildung einer Bandschlaufe 11 einem
Richtwerk 12 zugeführt.
Hierbei wird das Flachband 9 durch eine Führungseinrichtung 13 geleitet.
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Nach
dem Ausrichten gelangt das Flachband 9 in eine Rollformmaschine 14,
in der das Flachband 9 in mehreren Umformstufen 15 mit
Oberwalzen 16 und Unterwalzen 17 zu einem Schlitzrohr 18 geformt wird.
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Mit 19 ist
in der 1 ein elektrohydraulischer
Antrieb bezeichnet. Hierbei handelt es sich um einen Intervallantrieb,
der das Schlitzrohr 18 und mit diesem das Flachband 9 in
Fertigungsrichtung (Pfeil P1) schrittweise durch die Anlage bewegt.
Die Schrittweite des Vorschubs entspricht dabei der Länge eines
zu fertigenden Spannstifts 1.
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Von
dem Schlitzrohr 18 werden in einem Trennwerkzeug 20 Hülsen 3 abgeteilt.
Die Länge
und der Abstand der aufeinander folgenden Hülsen 3 wird von einer
am Ausgang des Trennwerkzeugs 20 angeordneten Meßvorrichtung 21 überprüft.
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Die
Hülsen 3 gelangen
dann über
einen Stiftkanal 22 zu einer Transportscheibe 23.
Diese ist um ihre Mittelachse drehbar gelagert. Die Transportscheibe 23 nimmt
die ankommenden Hülsen 3 in
Aufnahmen 24 auf (siehe 3).
Durch Drehung der Transportscheibe 23 werden die Hülsen 3 einer Stauchvorrichtung 25 zugeführt. Hier
werden die Enden 4, 5 einer Hülse 3 mit den Facetten 6 und 7 (siehe
auch 4) versehen.
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In
dem in der 3 dargestellten
Ausführungsbeispiel
umfaßt
die Stauchvorrichtung 25 zwei Stauchwerkzeuge 26 mit
Stempeln 27, welche jeweils auf ein Ende 4 bzw. 5 einer
Hülse 3 einwirken. Die
Bewegungsrichtung eines Stempels 27 ist durch den Pfeil
P2 angedeutet. Grundsätzlich
kann eine Hülse
aber auch nur an einem Ende mit einer Facette versehen werden.
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Die 2 zeigt technisch vereinfacht
ein Trennwerkzeug 28.
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Das
Trennwerkzeug 28 umfaßt
eine Schermatrize 29 und ein Schermesser 30 mit
einer keilförmig
ausgebildeten Messerschneide 31. In der Schermatrize 29 wird
das Schlitzrohr 18 zu beiden Seiten des Schermessers 30 abgestützt. Der Übersicht
halber ist hier nur eine Seite der Schermatrize 29 dargestellt.
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Die
Schermatrize 29 umfasst einen Oberteil 32 und
einen Unterteil 33 mit halbrunden Ausnehmungen 34, 35.
Diese bilden zusammen eine Stützform 36 für das durch
das Trennwerkzeug 28 geführte Schlitzrohr 18.
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Die
Bewegungsrichtung des Schermessers 30 ist durch den Pfeil
P3 dargestellt.
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Die
Lage des Schlitzrohrs 18 relativ zum Schermesser 30 ist
so gewählt,
dass die Messerschneide 31 mit ihren Schneidflächen 37, 38 im Längsschlitz 2' des Schlitzrohrs 18 angreift
und anschließend
das Schlitzrohr 18 durchtrennt. Ein Aufdrücken des
Schlitzrohrs 18 wird durch das äußere Widerlager in der Stützform 36 verhindert.
Auf diese Weise werden sauber geschnittene Stirnflächen an den
Hülsen 3 erreicht.
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Die
vom Schlitzrohr 18 abgeteilten Hülsen 3 werden anschließend in
der beschriebenen Weise in der Stauchvorrichtung 25 mit
Facetten 6, 7 versehen. Aus der Stauchvorrichtung 25 werden
die fertigen Spannstifte 1 mechanisch oder mittels Druckluft
ausgeworfen.
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- 1
- Spannstift
- 2
- Längsschlitz
- 2'
- Längsschlitz
- 3
- Hülse
- 4
- Ende
v. 3
- 5
- Ende
v. 3
- 6
- Facette
- 7
- Facette
- 8
- Coil
- 9
- Flachband
- 10
- Ablaufhaspel
- 11
- Bandschlaufe
- 12
- Richtwerk
- 13
- Führungseinrichtung
- 14
- Rollformmaschine
- 15
- Umformstufe
- 16
- Oberwalze
- 17
- Unterwalze
- 18
- Schlitzrohr
- 19
- Antrieb
- 20
- Trennwerkzeug
- 21
- Meßvorrichtung
- 22
- Stiftkanal
- 23
- Transportscheibe
- 24
- Aufnahme
- 25
- Stauchvorrichtung
- 26
- Stauchwerkzeug
- 27
- Stempel
- 28
- Trennwerkzeug
- 29
- Schermatrize
- 30
- Schermesser
- 31
- Messerschneide
- 32
- Oberteil
v. 29
- 33
- Unterteil
v. 29
- 34
- Ausnehmung
- 35
- Ausnehmung
- 36
- Stützform
- 37
- Schneidfläche v. 31
- 38
- Schneidfläche v. 31
- P1
- Fertigungsrichtung
- P2
- Bewegungsrichtung
v. 27
- P3
- Bewegungsrichtung
v. 30