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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bolzens aus
Metall, insbesondere Stahl, mit einstückig an beiden Enden vorgesehenen Köpfen, die
eine von der Kreisform abweichende, insbesondere polygonartige Form
aufweisen, wobei die Köpfe
an den Bolzen im Wege des Kaltumformens angeformt werden, wobei
in einem ersten Arbeitsschritt ein Drahtabschnitt von einem Draht
abgetrennt wird, in einem zweiten Arbeitsschritt der Drahtabschnitt
gesetzt und gerichtet wird sowie die Stirnflächen plan geformt werden,
in
einem dritten Arbeitsschritt, der unmittelbar an den ersten Arbeitsschritt
anschließt
oder an den zweiten Arbeitsschritt anschließt, an einem Ende des Drahtabschnitts
ein erster Kopf angestaucht wird,
in einem vierten Arbeitsschritt
der erste Kopf zu einer Polygonform beschnitten und entgratet wird;
und eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens.
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Im
Stand der Technik sind Bolzen aus Stahl bekannt, die an beiden Enden
einstückig
Köpfe aufweisen.
Dabei handelt es sich um Bolzen, die beispielsweise aus gezogenem
Drahtmaterial bestehen, wobei der Drahtquerschnitt sechseckig ausgebildet ist.
Um ausgehend von einem solchen Ausgangsmaterial einen Bolzen mit
an beiden Enden vorgesehen Köpfen
herzustellen, wird bisher das zwischen den Enden des profilierten
Bolzens befindliche Material mittels spanabhebender Bearbeitung
abgedreht, so dass ein im Querschnitt zylindrischer Bolzen mit sechseckigen
Köpfen
entsteht. Ein derartiges Herstellungsverfahren ist äußerst aufwendig,
so dass entsprechende Bolzen relativ teuer sind. Zudem besteht bei
derartigen Bolzen die Gefahr, dass sie bei einer tordierenden Belastung,
also einer Drehung um ihre Längsachse,
die Köpfe
abreißen,
da der Faserverlauf des Gesamtstabes im Bereich der Köpfe gestört ist,
also eine Schwächung
zwischen Kopf und zylindrischem Bolzenabschnitt besteht.
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Aus
der
DE 968459 B ist
ein Verfahren eingangs bezeichneter Art bekannt.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren anzugeben, nach welchem ein Bolzen kostengünstig zu
fertigen ist, wobei der Bolzen hohen Torsionsbelastungen standhalten
soll.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass in einem fünften Arbeitsschritt
der Bolzen an seinem ersten Kopf gehalten wird und am anderen Ende
ein zweiter Kopf angestaucht wird,
in einem sechsten Arbeitsschritt
der Bolzen an seinem ersten Kopf gehalten, zentriert und ausgerichtet wird
und nachfolgend der zweite Kopf zu einer Polygonform beschnitten
und entgratet wird, beim Beschneiden und Entgraten des zweiten Kopfes
der Bolzen entgegen der Arbeitsrichtung des Beschneid- und Entgratvorganges
von einer Auflagefläche,
an der die Unterseite des zweiten Kopfes anliegt, angehoben wird.
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Dadurch,
dass an den Bolzen die Köpfe
im Wege des Kaltumformens angeformt sind, entsteht ein relativ kostengünstig zu
fertigender Bolzen mit an beiden Enden vorgesehenen Köpfen. Dabei
ist die Torsionsbelastbarkeit sehr hoch, weil durch die angestauchten
Köpfe die
Walzfaser des Ausgangsmaterials (des Drahtes) nicht gestört ist,
sondern insbesondere im Übergangsbereich
zwischen den Köpfen
und dem zylindrischen Mittelteil des Bolzens ein ungestörter Walzfaserverlauf
beibehalten ist. Durch die Stauchung wird zudem noch eine Verdichtung
im Übergangsbereich
zwischen Kopf- und Bolzen erreicht, was für das Torsionsverhalten vorteilhaft
ist.
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Bevorzugt
kann vorgesehen sein, dass die Köpfe
gleiche Form aufweisen.
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Die
Köpfe können je
nach Anwendungszweck auch unterschiedliche Form aufweisen. Je nach
Anwendungszweck können
die Köpfe
in Bezug auf die Mittellängsachse
des Bolzens unterschiedliche Ausrichtung haben. Bevorzugt ist vorgesehen, dass
die Köpfe
in Bezug auf die Mittellängsachse
des Bolzens gleiche Ausrichtung haben.
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Bevorzugt
ist zudem vorgesehen, dass der Bolzen kreisrunden Querschnitt aufweist.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird
zunächst
von einem Drahtcoil, insbesondere aus Draht mit rundem Querschnitt,
zunächst
ein Drahtabschnitt abgetrennt. Da beim Abtrennen die Stirnflächen häufig nicht
exakt plan ausgebildet sind und möglicherweise auch nicht exakt
parallel zueinander gerichtet sind und im übrigen der Drahtabschnitt auch
nicht exakt geradlinig ausgebildet ist, ist ein zweiter Arbeitsschritt
vorzugsweise vorgesehen, bei dem der Drahtabschnitt gesetzt und
gerichtet wird und dessen Stirnflächen plan geformt werden, beispielsweise
durch einen Stauchvorgang. Anschließend kann an einem Ende des
Drahtabschnitts ein erster Kopf angestaucht werden. Der gestauchte Kopf,
der die Form einer Ronde aufweist, wird anschließend in einem weiteren Arbeitsschritt
zu einer Polygonform, beispielsweise einer Sechseckform beschnitten
und entgratet. Anschließend
wird der Bolzen mit einer geeigneten Vorrichtung an seinem ersten
Kopf gehalten, wodurch gleichzeitig eine Zentrierung und Relativausrichtung
des Polygonkopfes erfolgt. Am anderen Ende kann dann ein zweiter
Kopf in gewünschter
Orientierung angestaucht werden, wobei die Orientierung des Kopfes
gleich zu dem ersten Kopf gerichtet sein kann oder aber auch das
Polygon oder dergleichen relativ zu dem ersten Kopf verdreht ausgebildet
sein kann. Die exakte Ausrichtung ist durch die Halterung des Bolzens
an dem ersten Kopf gewährleistet.
In einem nächsten
Arbeitsschritt wird wiederum der Bolzen an seinem ersten Kopf gehalten,
zentriert und ausgerichtet und nachfolgend der zweite Kopf zu einer
Polygonform beschnitten und entgratet. Es ist so in einfacher Weise ein
Bolzen mit zwei endseitig vorgesehen Köpfen zu fertigen, wobei es
durch die entsprechende Halterung des Bolzens am ersten Kopf während der
Herstellung des zweiten Kopfes möglich
ist, die Ausrichtung der Köpfe
zueinander genau zu bestimmen.
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Beim
Beschneiden und Entgraten des zweiten Kopfes liegt der Bolzen an
einer entsprechenden Auflagefläche
eines Gegenhalters an. Hierdurch entsteht das Problem, dass ein
vollständiges
Entgraten erschwert oder nicht möglich
ist, weil das Entgratungswerkzeug lediglich bis zu der Auflagefläche vorgenommen
werden kann, so dass der Grat noch nach dem Zurückführen des Werkzeuges an der
unteren Kante des Kopfes hängen
bleibt.
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Um
dieses zu vermeiden, ist vorgesehen, dass beim Beschneiden und Entgraten
des zweiten Kopfes der Bolzen entgegen der Arbeitsrichtung des Beschneid- und Entgratvorganges
von einer Auflagefläche,
an der die Unterseite des zweiten Kopfes anliegt, angehoben wird.
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Hierbei
wird insbesondere beim Entgratvorgang gegen Ende des Entgratvorganges
der zweite Kopf von der Auflagefläche abgehoben, so dass ein Abstand
zwischen der Auflagefläche
und dem zweiten Kopf entsteht. In diesen Freiraum kann das Entgratwerkzeug
vorgeschoben werden, so dass eine vollständige und saubere Entgratung
ermöglicht
ist.
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In
Weiterbildung kann auch vorgesehen sein, dass vor dem dritten Arbeitsschritt
ein Bund zwischen den Enden des Drahtabschnitts angeformt wird,
der Bund zu einer Polygonform beschnitten und entgratet wird.
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Um
solche Bolzen nicht nur zweiseitig an den Enden einspannen zu können, um
entsprechende Torsionskräfte
zu übertragen,
sondern auch beispielsweise an einer dritten Stelle zwischen den
Köpfen
in einem festen Lager haltern zu können, so dass auch dort Torsionskräfte aufgebracht
werden bzw. aufgenommen werden können,
wird vorgeschlagen, dass zwischen den Köpfen ein Bund aus dem Bolzen im
Wege des Kaltumformens ausgeformt wird.
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Bevorzugt
ist dabei vorgesehen, dass der Bund eine von der Kreisform abweichende
Form aufweist.
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Auch
kann bevorzugt sein, dass der Bund polygonartige Form aufweist.
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Zudem
kann bevorzugt sein, dass der Bund gleiche Form und/oder Ausrichtung
wie die Köpfe aufweist.
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Gemäß einer
solchen Ausbildung kann zunächst
an dem vereinzelten und gerichteten Drahtabschnitt ein Bund in einem
Bereich durch einen Stauchvorgang angeformt werden, der zwischen
den Enden des Drahtabschnittes liegt. Anschließend kann an einem Ende ein
Kopf an den Drahtabschnitt angeformt werden, wobei analog dem fünften Arbeitsschritt
der Bolzen nicht an seinem ersten Kopf, sondern an dem polygonalen
Bund gehalten wird und an dem einen Ende ein Kopf angestaucht wird.
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Anschließend kann
der sechste Arbeitsschritt folgen. Nachfolgend kann der mit dem
Bund und einem polygonalen Kopf ausgerüstete Bolzen gedreht und an
seinem anderen Ende analog dem fünften
Arbeitsschritt und dem sechsten Arbeitsschritt mit einem zweiten
Kopf im Wege des Stauchens, Beschneidens und Entgratens versehen
werden. Dabei kann ebenfalls der Bolzen im Bereich des polygonalen
Bundes gehalten werden.
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Zudem
kann vorgesehen sein, dass vor dem Anformen des Bundes der Durchmesser
des Drahtabschnitts über
einen Teil seiner Länge
reduziert wird und anschließend
der Bund in der Übergangszone vom
größerem zum
kleineren Drahtdurchmesser angeformt wird.
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Um
unterschiedliches Torsionsverhalten insbesondere bei Bolzen mit
an den Enden vorgesehenen Köpfen
und dazwischen, beispielsweise mittig angebrachtem Bund zu erreichen,
also bei dem gleichen Bolzen unterschiedliche Torsionsverhältnisse zwischen
dem einen Kopf und dem Mittelbund und dem anderen Kopf und dem Mittelbund
einstellen zu können,
weist der Bolzen über
seine Länge
kreisrunden Querschnitt mit mindestens zwei im Durchmesser unterschiedlichen
Bereichen auf, die an den Bund anschließen bzw. durch den Bund voneinander
getrennt sind.
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Eine
Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens zur Herstellung eines Bolzens, die insbesondere zur
Durchführung
des fünften
und sechsten Arbeitsschrittes des vorbezeichneten Verfahrens geeignet
und bestimmt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere
ein Rundtaktwerkzeug vorgesehen ist, das einen taktweise drehbaren
Teller mit radial nach außen
offenen Ausnehmungen aufweist, in die ein mit einem angeformten
Kopf oder Bund ausgestatteter Drahtabschnitt mit parallel zur Drehachse des
Tellers gerichteter Längsachse
und mit sich auf einem Stützteil
des Tellers abstützenden
Kopf oder Bund radial einsetzbar ist, wobei die Ausnehmung den Drahtabschnitt
und den Kopf halbschalenförmig umgibt
und im Bereich der Kopfaufnahme und/oder Bundaufnahme eine dessen
Form eng angepasste Kontur aufweist, das ferner eine Zuführstation
zum radialen manuellen oder automatischen Zuführen einzelner Drahtabschnitte
aufweist, im Bereich der Zuführstation
oder in Drehrichtung des Tellers dieser folgend ein erstes Werkzeug
aufweist, welches eine radial zum Teller hin und von diesem weg
bewegbare erste Halteeinrichtung besitzt und ein parallel zur Drehachse
des Tellers auf und ab bewegbares Stauchwerkzeug aufweist, mittels
dessen das kopflose Ende des Drahtabschnitts zu einem Kopf gestaucht
wird,
wobei die erste Halteeinrichtung und das Stauchwerkzeug über eine
Koppel verbunden und gemeinsam mittels eines Antriebes, insbesondere
Hydraulikantriebes, in die Arbeitslage und die Freigabelage verstellbar
sind, wobei die erste Halteeinrichtung gegenüber dem Stauchwerkkzeug beim
Verstellen aus der Freigabelage in die Arbeitslage voreilend und beim
Zurückführen in
die Freigabelage nacheilend angeordnet ist,
weiter in Drehrichtung
des Tellers folgend ein zweites Werkzeug vorgesehen ist, welches
eine zweite gleichartige Halteeinrichtung und ein zum Stauchwerkzeug
analog auf und ab bewegbares Schneid- und Entgratwerkzeug aufweist, mittels
dessen der angestauchte Kopf des Drahtabschnitts beschneidbar und
entgratbar ist,
wobei die zweite Halteeinrichtung mit dem Schneid- und Entgratwerkzeug über eine
Koppel verbunden und gemeinsam durch den mit dem ersten Werkzeug gemeinsamen
Antrieb in die Arbeitslage und die Freigabelage unter analoger Vor-
bzw. Nacheilung der zweiten Halteeinrichtung verstellbar ist, schließlich im
Bereich des zweiten Werkzeuges oder diesem in Drehrichtung folgend
eine Abgabestation für
das fertige Werkstück
vorgesehen ist.
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Da
bei der Entgratung die Gefahr besteht, dass der Grat nicht abgestoßen wird,
weil die Entgratungsvorrichtung nur bis zur Auflagefläche vorgeschoben
werden kann, an der auch die Unterseite des erzeugten Kopfes aufliegt,
ist ferner vorgesehen, dass das zweite Werkzeug mit einer Vorrichtung
versehen ist, mittels derer das von der Halteeinrichtung und dem
Teller gehaltene Werkstück
während
der Abwärtsbewegung
des Schneid- und Entgratwerkzeuges im letzten Teilbereich der Abwärtsbewegung entgegen
der Bewegung des Schneid- und
Entgratwerkzeuges zwangsverstellbar ist.
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Durch
diese Ausbildung wird erreicht, dass bei der entsprechenden Bewegung
des Entgratwerkzeuges zum Zwecke des Entgratens im letzten Teilbereich
der Abwärtsbewegung
der Gratabschnitt entgegen der Bewegung des Schneid- und Entgratungswerkzeuges
zwangsverstellt wird, so dass er von seinem Auflager abgehoben wird.
Infolgedessen kann der Grat mittels des Entgratungswerkzeuges gut
abgestoßen
werden.
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An
diese Station kann sich im übrigen
noch eine weitere Arbeitsstation anschließen, in der der üblicherweise
kreisförmige
Stanzgrat durchtrennt und abgeworfen wird, so dass er nicht an dem
entsprechenden gefertigten Bolzen hängen bleibt.
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Gemäß dieser
Ausbildung wird der entsprechende Drahtabschnitt mit schon einseitig
angeformtem Kopf in die radial nach außen offene Ausnehmung des taktweise
drehbaren Tellers eingesetzt, wobei das noch kopflose Ende des Drahtabschnittes über die
Auflageebene des Tellers vorragt. Der am anderen Ende des Drahtabschnitts
schon angeformte Kopf stützt
sich auf einem entsprechenden Stützteil
des Tellers auf, so dass er lagerichtig gehalten ist. Üblicherweise
ist die Anordnung derart getroffen, dass die Stützfläche unten liegt, auf der sich
der Kopf abstützt
und das freie Ende des Drahtabschnittes nach relativ oben abragt.
Die entsprechende Ausnehmung des Tellers umgibt den Drahtabschnitt
und den Kopf bis auf das überstehende
Ende, wobei eine enge Formpassung erwünscht ist. Die Zuführung des Drahtabschnittes
kann manuell oder auch automatisch mittels einer Vorrichtung vorgenommen
werden, mittels derer die entsprechenden Bolzen vereinzelt und in
die Ausnehmung des Tellers lagerichtig eingesetzt werden. Hierzu
können übliche mechanische Greifersysteme
eingesetzt werden.
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Nach
dem Einsetzen des Bolzens in die Ausnehmung des Tellers kann das
erste Werkzeug mit seiner ersten Halteeinrichtung betätigt werden,
so dass die erste Halteeinrichtung in Richtung radial zum Teller
bewegt wird und mittels einer entsprechenden Ausnehmung den freien
Bereich des Drahtabschnittes nebst Kopf übergreift. Der Drahtabschnitt ist
damit sicher gehalten. Nahezu zeitgleich kann dann das entsprechende
Stauchwerkzeug betätigt werden,
mittels dessen das vorragende kopflose Ende des Drahtabschnittes
zu einem Kopf gestaucht wird. Die erste Halteeinrichtung und das
Stauchwerkzeug sind dabei über
eine Koppel verbunden, so dass eine gemeinsame Betätigung mittels
eines einzigen Antriebes, beispielsweise eines Hydraulikantriebes,
erfolgen kann. Die entsprechenden verstellbaren Teile können dabei
in üblicher
Weise an Führungssäulen oder
dergleichen geführt
sein, die gestellfest gehalten sind. Die Anordnung ist dabei so getroffen,
dass die erste Halteeinrichtung gegenüber dem Stauchwerkzeug beim
Verstellen aus der Freigabelage in die Arbeitslage voreilt, während beim
Zurückführen in
die Freigabelage die Halteeinrichtung dem Stauchwerkzeug nacheilt.
In Drehrichtung des Tellers folgend ist ein zweites Werkzeug vorgesehen, welches
eine zweite ähnliche
Halteeinrichtung und ein analog zum Stauchwerkzeug bewegbares Schneid-
und Entgratungswerkzeug aufweist. Durch taktweise Drehung des Tellers
wird der mit dem angestauchten Kopf versehene Drahtabschnitt zu
der zweiten Bearbeitungsstation transportiert, wobei taktweise dann
die zweite Halteeinrichtung und dieser nachfolgend das Schneid-
und Entgratwerkzeug betätigt
wird. Auch diese Elemente sind miteinander gekoppelt und mit dem
Antrieb gekoppelt, welcher auch den Antrieb des ersten Werkzeuges
besorgt. Es ist somit ein taktweises Drehen und taktweises Bearbeiten
der entsprechenden Werkstücke
ermöglicht,
so dass eine hohe Fertigungsquantität oder -qualität erreichbar
ist. Die fertigen Werkstücke
können
dann im Bereich der zweiten Arbeitsstation oder an einer diesem
in Drehrichtung folgenden Abgabestation abgegeben werden.
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Es
ist selbstverständlich
auch möglich
und gehört
zur vorliegenden Erfindung, dass ein entsprechender Drahtabschnitt
zunächst
mit einem Bund, beispielsweise einem Mittelbund in entsprechender Ausformung
versehen und der Mittelbund polgonal ausgebildet wird, woraufhin
dann dieses Teilerzeugnis analog der Vorrichtung zugeführt wird,
wobei zunächst
am einen Ende ein Kopf angestaucht und entgratet wird und dann das
Teil in anderer Orientierung erneut zugeführt wird, um den Kopf am zweiten
Ende anzustauchen und zu beschneiden sowie zu entgraten.
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Besonders
bevorzugt ist vorgesehen, dass die erste und zweite Halteeinrichtung
eine radial in Richtung zum Teller offene Aufnahmekontur aufweist,
die dem mit Kopf und/oder Bund versehenen Drahtabschnitt eng angepasst
ist und halbschalenförmig
ausgebildet die tellerseitige Ausnehmung zu einer Vollschale ergänzt.
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Auf
diese Weise ist ein einfaches und lagerichtiges Einsetzen sowie
Halten des mit einem Kopf versehenen Drahtabschnittes möglich, wobei
insbesondere wegen des Stauchvorganges eine enge Anpassung der Aufnahmekontur
erforderlich ist, damit die Formhaltung des Drahtabschnittes gewährleistet ist.
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Bei
der zweiten Halteeinrichtung ist die enge Anpassung der Aufnahmekontur
an den Drahtabschnitt nicht zwingend erforderlich, insbesondere nicht
im Bereich des zylindrischen Abschnittes zwischen den Köpfen, so
dass eine Verschieblichkeit des Drahtabschnittes in dessen axialer
Richtung möglich
bleibt. Der Grund hierfür
wird später
noch erläutert.
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Eine
besonders bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass die
erste und zweite Halteeinrichtung jeweils mittels eines Kniehebelwerkes
radial verstellbar ausgebildet ist, wobei der Kniehebel mittels
eines an der Koppel fixierten, gefederten Stößels aus der geknickten Freigabelage
in die nahezu gestreckte Arbeitslage verstellbar ist und mittels
eines an der Koppel gehalterten starren Rückstellers aus der nahezu gestreckten
Arbeitslage in die geknickte Freigabelage zurückführbar ist.
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Durch
diese Ausbildung ist es in besonders einfacher Weise möglich, die
Bewegung des Stauch- oder Beschneid- bzw. Entgratungswerkzeuges gleichzeitig
dazu zu benutzen, die entsprechenden Kniehebel zu betätigen, um
die Verschiebung der Halteeinrichtung zu bewirken. Dabei wird der
Kniehebel aus der geknickten Freigabelage in eine nahezu gestreckte
Arbeitslage verstellt. Vorzugsweise erfolgt die Bewegung über einen
gefederten Stößel, so
dass bei einem Verschleiß von
Elementen der Vorrichtung ausgehend von dem Neuzustand der Kniehebel
weniger stark oder stärker
der nahezu gestreckten Lage angenähert werden kann. In der gestreckten
Lage wäre
ein Ausgleich von Toleranzen oder dergleichen nicht mehr möglich. Auch
das Rückführen der
Kniehebel aus der gestreckten Arbeitslage in die geknickte Freigabelage
ist äußerst einfach
zu bewerkstelligen, da dies mittels eines an der Koppel gehalterten starren
Rückstellers
erfolgt, der beim Zurückfahren des
Stauchwerkzeuges bzw. des Schneid- und Entgratwerkzeuges mitgenommen
wird und an dem Kniehebel angreift, um diesen aus der gestreckten Arbeitslage
in die geknickte Freigabelage zurückzuführen. Dabei wird jeweils die Halteeinrichtung,
die mit dem Kniehebel gekoppelt ist, linear radial in die Arbeitslage
bzw. in die Freigabelage verstellt.
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Wegen
der erheblichen Kräfte,
die beim Stauchvorgang erzeugt werden müssen, ist vorzugsweise die
erste Halteeinrichtung über
eine entsprechend starke Federung, nämlich über eine Gasdruckfeder gefedert.
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Die
bei der zweiten Bearbeitungsfolge (Schneiden und Entgraten) auftretenden
Kräfte
sind geringer, so dass hier als Federelement eine Schraubendruckfeder
eingesetzt werden kann.
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Bei
der ersten Halteeinrichtung wird nach Abschluss des Formgebungsvorganges
und nach dem Überführen der
Werkzeugteile in die Freigabestellung quasi eine Selbsthaltung des
Werkstückes
in der Ausnehmung des drehbaren Tisches allein durch Reibungskräfte sichergestellt.
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Bei
der zweiten Halteeinrichtung ist dies nicht der Fall, so dass hier
vorzugsweise vorgesehen ist, dass die zweite Halteeinrichtung einen
gefederten Haltebolzen aufweist, der radial in die Aufnahmekontur
der Halteeinrichtung beweglich ist.
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Der
gefederte Haltebolzen wirkt auch dann, wenn die zweite Halteeinrichtung
in die Freigabelage überführt ist,
noch auf das Werkstück
radial ein, bis dieses mit dem Teller weitergedreht und in einer
Führung
gehalten oder bis es in eine entsprechende Abgabevorrichtung abgeworfen
ist.
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Bevorzugt
ist zudem vorgesehen, dass die Vorrichtung aus einem zweiarmigen
Hebel besteht, der auf der dem Schneid- und Entgratwerkzeug abgewandten
Seite der zweiten Halteeinrichtung um ein gestellfestes Lager schwenkbar
ist, dessen erster Hebelarm an einem koaxial zum in der Halteeinrichtung
gehaltenen Drahtabschnitt verstellbaren, auf die Stirnfläche des
Drahtabschnitts einwirkenden Stößel angreift,
dessen zweiter Hebelarm an ein parallel zur Werkzeugbewegungsrichtung
beweglich geführtes Stellglied
angelenkt ist und dessen Stellglied mittels eines von der Koppel
abragenden Stellfingers beim Verfahren der Koppel in die Arbeitslage
gegen das Stellglied anläuft
und über
diesen den Hebel schwenkt.
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Dabei
ist bevorzugt vorgesehen, dass der Stößel entgegen der Kraft einer
Rückstellfeder
beweglich ist.
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Zudem
ist bevorzugt vorgesehen, dass das Stellglied entgegen der Kraft
einer Rückholfeder
betätigbar
ist.
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Um
eine entsprechende Bewegung der Teile relativ zueinander sicherzustellen,
ist bevorzugt vorgesehen, dass der erste Hebelarm länger ist
als der zweite Hebelarm.
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Dabei
hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Länge der
Hebelarme sich wie 1:1,5 verhält.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist eine äußerst schnelle,
präzise
und kostengünstige Fertigung
von Bolzen mit zwei Köpfen
an den Enden oder mit polygonalem Mittelbund und polygonalen Köpfen an
den Enden möglich.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden
näher beschrieben.
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Es
zeigt:
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1 bis 7 den
Fertigungsablauf bei der Fertigung eines Bolzens;
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8 eine
schematische Draufsicht auf ein Werkzeug zur Herstellung eines Bolzens;
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9 ein
Fertigungswerkzeug in Seitenansicht, teilweise geschnitten;
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10 ein
weiteres Werkzeug in der Ansicht analog 9.
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In
der Zeichnung ist bei 7 ein Bolzen aus Stahl gezeigt,
der an beiden Enden polygonale, im Ausführungsbeispiel sechseckige
Köpfe aufweist. Der
die Köpfe
verbindende Bereich des Bolzens ist im Querschnitt kreisrund. Im
Ausführungsbeispiel weisen
die Köpfe
gleiche Größe und Form
auf. Zudem sind sie in Bezug auf die Mittellängsachse des Bolzens gleich
ausgerichtet. Zur Herstellung eines solchen Bolzens wird zunächst von
einem Drahtcoil ein Drahtabschnitt entsprechend 1 abgetrennt. Anschließend wird
der Drahtabschnitt gemäß 2 gesetzt
und gerichtet und die Stirnflächen
werden plan geformt, beispielsweise durch einen Stauchvorgang.
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Anschließend wird
analog 3 an einem Ende des Drahtabschnittes ein erster
Kopf angestaucht. In einem nächsten
Arbeitsschritt gemäß 4 und 5 wird
der erste Kopf zu einer Polygonform beschnitten und entgratet.
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In
einem nächsten
Arbeitsschritt wird analog 6 der Bolzen
an seinem ersten Kopf gehalten und am anderen Ende wird ein zweiter
Kopf angestaucht. Analog 7 wird dann der Bolzen an seinem
ersten Kopf gehalten, zentriert und ausgerichtet und nachfolgend
der zweite Kopf zu einer Polygonform beschnitten und entgratet.
Der Bolzen mit zwei endseitigen Köpfen ist damit fertig gestellt.
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In 8 bis 10 ist
eine Vorrichtung zur Herstellung eines entsprechenden Bolzens gezeigt. Es
ist dabei ein Rundtaktwerkzeug 1 vorgesehen, das einen
taktweise drehbaren Teller 2 aufweist. Der Teller weist
nach radial außen
offene Ausnehmungen 3 auf, in die ein mit einem angeformten
Kopf oder auch einem angeformten Bund ausgestatteter Drahtabschnitt 4 mit
parallel zur Drehachse 5 des Tellers 2 gerichteter
Längsachse
und mit sich auf einer Stützfläche des
Tellers abstützendem
Kopf oder Mittelbund radial einsetzbar ist. Die Ausnehmung 3 umgibt den
Drahtabschnitt 4 sowie dessen Kopf oder Mittelbund halbschalenförmig, wobei
die Ausnehmung 3 natürlich
im Bereich des Kopfes oder Mittelbundes eine entsprechende dem Kopf
bzw. Bund angepasste Kontur aufweist. Zum Einsetzen der Drahtabschnitte 4 in
die entsprechenden Ausnehmungen 3 ist eine Zuführstation
vorgesehen, die das manuelle oder automatische Zuführen einzelner
Drahtabschnitte 4 ermöglicht.
Im Bereich dieser Zuführstation oder
auch in Drehrichtung 6 des Tellers dieser folgend ist ein
erstes Werkzeug 7 vorgesehen, welches an der Position des
Gesamtwerkzeuges angeordnet ist, die in 8 mit 7 bezeichnet
ist. Dieses Werkzeug 7 weist eine radial zum Teller 2 hin
und von diesem weg linear bewegbare erste Halteeinrichtung 8 und
ein parallel zur Drehachse 5 des Tellers 2 auf
und ab bewegbares Stauchwerkzeug 9 auf, mittels dessen
das noch kopflose Ende des Drahtabschnitts 4 zu einem Kopf
gestaucht wird. Die erste Halteeinrichtung 8 und das Stauchwerkzeug 9 sind über eine Koppel 10 verbunden
und gemeinsam mittels eines hydraulischen Antriebes in die Arbeitslage
und in die Freigabelage, die in
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9 gezeigt
ist, verstellbar. Dabei ist die Anordnung derart vorgenommen, dass
die erste Halteeinrichtung 8 gegenüber dem Stauchwerkzeug 9 beim
Verstellen aus der Freigabelage in die Arbeitslage voreilt und beim
Zurückführen in
die Freigabelage nacheilt.
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Weiter
ist in Drehrichtung des Tellers 2 folgend ein zweites Werkzeug 11 vorgesehen,
welches analog dem Bezugspfeil 11 in 8 positioniert
ist. Dieses Werkzeug 11 weist eine zweite gleichartige Halteeinrichtung 12 auf,
die ähnlich
der Halteeinrichtung 8 ausgebildet ist. Des Weiteren ist
ein zum Stauchwerkzeug 9 analog auf und ab bewegbares Schneid-
und Entgratwerkzeug 13 vorgesehen, mittels dessen der angestauchte
Kopf des Drahtabschnittes 4 beschnitten und entgratet wird.
Die zweite Halteeinrichtung 12 ist mit dem Schneid- und
Entgratwerkzeug 13 über
eine Koppel 14 verbunden. Die Koppel 14 kann einstückig mit
der Koppel 10 ausgebildet sein. Somit ist über einen
gemeinsamen Antrieb sowohl das erste Werkzeug 7 als auch
das zweite Werkzeug 11 in die Arbeitslage und die Freigabelage
unter analoger Vor- bzw. Nacheilung der zweiten Halteeinrichtung 12 gegenüber dem
Werkzeug 13 verstellbar. Die Koppel 10 und 14 kann
auf der Achse 15 längs
dieser verstellbar geführt
sein, wobei die Achse 15 die Drehachse für den Teller 2 bildet.
Dem zweiten Werkzeug 11 folgend kann auf dem Werkzeug 1 eine
weitere Arbeitsstation bei 16 vorgesehen sein, mittels
derer der ringartige Stanzgrat aufgetrennt und vom Drahtabschnitt 4 entfernt
werden kann. Nachfolgend kann der fertige Drahtabschnitt dann an
eine Abgabestation abgegeben werden.
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Sowohl
die erste als auch die zweite Halteeinrichtung 8 bzw. 12 weist
eine radial in Richtung zum Teller 2 offene Aufnahmekontur 17 bzw. 18 auf, die
dem mit Kopf oder auch Mittelbund versehenen Drahtabschnitt 4 eng
angepasst ist und halbschalenartig ausgebildet die tellerseitige
Ausnehmung 3 in der entsprechenden Position zu einer Vollschale
ergänzt.
Die erste und zweite Halteeinrichtung 8, 12 ist jeweils
mittels eines Kniehebelwerkes 19 bzw. 20 radial
zum Teller zwar hin und von diesem weg verstellbar ausgebildet,
wobei der Kniehebel mittels eines an der Koppel 10 bzw. 14 fixierten
gefederten Stößels 21 bzw. 22 aus
der geknickten Freigabelage in die nahezu gestreckte Arbeitslage
verstellbar ist. Der Kniehebel ist mittels eines an der Koppel 10 bzw. 14 gehalterten
starren Rückstellers 23, 24 aus
der nahezu gestreckten Arbeitslage in die geknickte Freigabelage zurückführbar, wobei
der Rücksteller
hakenartig an einem das Mittelgelenk des Kniehebels bildenden Bolzen
angreift und so bei der Aufwärtsbewegung des
Oberteils der Vorrichtung den Kniehebel mitnimmt.
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Der
Stößel 21 der
ersten Halteeinrichtung 8 ist mittels einer Gasdruckfeder 25 gefedert,
die in eine Halterung integriert ist, in der auch der Stößel 21 geführt ist.
Die zweite Halteeinrichtung 12 ist mittels einer Schraubendruckfeder 26 gefedert,
die in eine Halteeinrichtung geführt
ist, in der auch der Stößel 22 geführt ist.
Zusätzlich
weist die zweite Halteeinrichtung 12 einen gefederten Haltebolzen 27 auf,
der radial in die Aufnahmekontur 18 der Halteeinrichtung 12 beweglich
ist. In der Arbeitslage, die in 10 simuliert
ist, liegt der Kopf des Haltebolzens am Außenumfang des Drahtabschnitts 4 an.
Wird die Halteeinrichtung 12 in die Öffnungslage überführt, so
wird der Haltebolzen 27 durch die Kraft der Feder 28 in der Zeichnungsfigur 10 nach
rechts verschoben und drückt
den Drahtabschnitt 4 weiter in die entsprechende Aufnahmekontur 3 des
Tellers 2. Bei weiterer taktweiser Drehbewegung des Tellers 2 gleitet
der Drahtabschnitt dann in eine Führung oder dergleichen, so
dass die Halterung durch den gefederten Haltebolzen 27 nicht
mehr wirksam ist.
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Das
zweite Werkzeug 11 ist zudem mit einer Vorrichtung versehen,
mittels derer das von der Halteeinrichtung 12 und dem Teller 2 gehaltene
Werkstück
während
der Abwärtsbewegung
des Schneid- und
Entgratwerkzeuges 13 im letzten Teilbereich der Abwärtsbewegung
entgegen der Bewegung des Schneid- und Entgratwerkzeuges 13 zwangsverstellt wird.
Diese Vorrichtung besteht aus einem zweiarmigen Hebel 29,
der auf der dem Schneid- und Entgratwerkzeug 13 abgewandten
Seite (Unterseite) der zweiten Halteeinrichtung 12 um ein
gestellfestes Lager schwenkbar ist. Dessen erster Hebelarm greift
an einem koaxial zum in der Halteeinrichtung 12 gehaltenen
Drahtabschnitt 4 auf die Stirnfläche des Drahtabschnitts 4 einwirkenden
Stößel 31 an.
Der zweite Hebelarm ist an ein parallel zur Werkzeugbewegungsrichtung
(in 10 nach oben und unten) beweglich geführtes Stellglied 32 angelenkt.
Das Stellglied 32 wird mittels eines von der Koppel 14 abragenden
Stellfingers 33 beim Verfahren der Koppel 14 in
die Arbeitslage gegen das freie Ende des Stellgliedes 32 angedrückt und
schwenkt über
das Stellglied 32 den Hebel 29.
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Der
Stößel 31 ist
entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 34 beweglich.
Das Stellglied 32 ist ebenfalls entgegen der Kraft einer
Rückholfeder 35 betätigbar.
Vorzugsweise ist der erste Hebelarm länger als der zweite Hebelarm,
beispielsweise im Verhältnis
von 1:1,5. Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass bei einer
Abwärtsbewegung
der Koppel 10, 14 zunächst der jeweilige Kniehebel
in eine nahezu gestreckte Position überführt wird und somit die Teile 8 und 12 in
die Arbeitslage verstellt werden, nachfolgend das jeweilige Werkzeug 9 oder 13 auf das
freie Ende des Werkstückes 4 einwirkt
unter weiterer Absenkung der Gesamteinrichtung mit den Teilen 10, 14.
Im letzten Teilweg der Abwärtsbewegung wird
dann der Hebel 29 durch die entsprechenden Stellglieder
betätigt,
so dass der Drahtabschnitt 4 entgegen der Arbeitsrichtung
des Werkzeuges 13 angehoben wird, so dass der Grat am Kopf
des Drahtabschnittes vollständig
abgetrennt und abgeschnitten werden kann.
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In 9 ist
das Kniehebelwerk 19 in durchgezogenen Linien in einer
Arbeitslage und in strichpunktierten Linien in der Freigabelage
gezeigt. Das Werkzeug 9 ist in durchgezogenen Linien in
der Arbeitslage gezeigt, wobei der Stauchwerkzeugeinsatz strichpunktiert
gezeigt ist. Das Werkstück 4 ist
in unverformtem Zustand mit nach oben abragendem zylindrischen Abschnitt
und in verformtem Zustand mit Ronde überlagert gezeichnet.
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In 10 ist
das Kniehebelwerk 20 in der gestreckten Arbeitslage gezeigt,
während
das Werkzeug 13 und der Hebel 29 noch in der Freigabelage gezeigt
sind, was nicht der Stellung des Kniehebelwerkes 20 entspricht,
aber die Vorrichtung anschaulich verdeutlicht.
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Die
Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel
beschränkt,
sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.