DE2551077A1

DE2551077A1 - Verfahren zum herstellen von gewindemuttern und nach diesem verfahren hergestellte gewindemuttern

Info

Publication number: DE2551077A1
Application number: DE19752551077
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: LASKY SEGISMUNDO NATES
Current assignee: LASKY SEGISMUNDO NATES
Priority date: 1974-11-25
Filing date: 1975-11-13
Publication date: 1976-08-12
Also published as: US3943587A; JPS5174971A

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-IN Q. H. FINCKE DIPL.-ING. H. BOHR DIPL.-ING. S. STAEGER

Patentanwalt· Dr. Finde· · Bohr ■ Stoeger · β München 5 · MOHerstraB«

a MDNCHEN 5, MOllarstraBe 31 Fernruf: (089)'26 60 60 Telegramme· Claims München Telex t 523903 claim d

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13. November 1975

R 027-5766

Beschreibung zum Patentgesuch

des Herrn Segismundo Nates LASKY Mexico 13, D.F.

betreffend

"Verfahren zum Herstellen von Cewindemuttern und nach diesem Verfahren hergestellte Gewindemuttern".

Priorität: 25.11.1974 - MEXICO

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Gewindemuttern und nach diesem hergestellte Pewindemuttern. Für Gewindemuttern besteht ein ausgedehntes Verwendungsgebiet in der ganzen Welt auf praktisch jedem Gebiet der Technik, so daß zahlreiches Verfahren zur Herstellung solcher

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Bankverbindung: Bayw. Vareinsbank Manchen, Konto 620 404 · Postscheckkonto > München 270 44-802

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Muttern in großen Mengen und für die verschiedenen genormten Gewindegrößen entwickelt wurden. Bei dem herkömmlichen Verfahren zum Formen von Gewindemuttern werden auf einer Mutternschmiedemaschine Mutterrohlinge mit dem gewünschten geometrischen Profil, wie Sechskant, Vierkant u. dgl., geformt, worauf die Mutterrohlinge mit dem Gewindebohrer bearbeitet werden, um das Gewinde zu formen und dadurch Gewindemuttern zu erhalten. Dieses Arbeitsverfahren ist insofern nachteilig, als das von den Mutterrohlingen während des Gewindebohrvorgangs weggenommene Material verlorengeht, so daß ein beträchtlicher Materialverlust erhalten wird, besonders während der Formgebung von großen Muttern. Dieses bekannte Arbeitsverfahren ist ausserdem zur Großserienfertigung wegen des allmählichen Verschleisses der Gewindebohrer, der gegebenenfalls zu unzulässigen Gewindesteigungstoleranzen führen kann, ungeeignet. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß ein beträchtlicher Kapitalaufwand gemacht werden muß, um einen vollen Satz von Gewindebohrern zu erhalten, der allen gegenwärtig in Gebrauch befindlichen Normgewindegrößen entspricht, und da sich die Gewindebohrer durch wiederholten Gebrauch abnutzen, müssen sie ausgewechselt werden, was zu zusätzlichen Kosten führt.

Zur Beseitigung der vorerwähnten mit dem Gewindebohrverfahren verbundenen Nachteile wurde vorgeschlagen, den Gewindeschneidvorgang dadurch auszuschalten, daß die Muttergewinde aus einem Schraubenfedereinsatz geformt werden, der in ein vorgeformtes hohles Muttergehäuse eingesetzt wird. Die schraubenförmige Innenkante des Schraubenfedereinsatzes bildet das Schraubengewinde, so daß kein Gewindebohrvorgang erforderlich ist. Bei dieser Arbeitsweise sind jedoch Fertigungsschwierigkeiten aufgetreten und war es bisher nicht möglich, in zufriedenstellender Weise Gewindemuttern in einem großtechnischen Maßstab herzustellen. Eine Hauptschwierigkeit be-

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steht in der Art und Weise der Befestigung des Schraubenfedereinsatzes am Muttergehäuse und die für diesen Zweck gegenwärtig verwendeten Mittel sind zeitraubend und etwas kompliziert und daher zur Massenproduktion ungeeignet. Beispielsweise wurden bei einem bekannten Verfahren nach innen . gebogene Lippen am Muttergehäuse vorgesehen, um den Schraubenfedereinsatz in seiner Lage zu halten, jedoch ergeben ^ichhierbei Probleme beim Formen der Lippen und hinsichtlich der starren Befestigung des Schraubenfedereinsatzes am Muttergehäuse, um eine relative Drehung zwischen den beiden auszuschließen. Ein weiterer Nachteil der gegenwärtig angewendeten Verfahren mit Schraubenfedereinsätzen besteht darin, daß sie eine gewisse Fertigbearbeitung infolge der Art und Weise erfordern, in welcher der Schraubenfedereinsatz mit dem Muttergehäuse haftend verbunden wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die vorerwähnten Nachteile der bekannten Verfahren wirksam ausgeschaltet und wird der Herstellungsvorgang stark vereinfacht. Erfindungsgemäß wird ein hohles Muttergehäuse mit dem gewünschten geometrischen Profil und mit mindestens einem radialen Schlitz geformt, der sich über die Länge des Muttergehäuses erstreckt und das Letztere nach innen zusammenziehbar macht. Der Schraubenfedereinsatζ wird so geformt, daß die Innenkanten der,Windungen ein Schraubengewinde bilden, und der Schraubenfedereinsatz wird in die hohle öffnung des Muttergehäuses eingesetzt· Hierauf wird ein radialer Druck auf das Muttergehäuse ausgeübt, um dieses zu verformen und nach innen zusammenzuziehen, so daß es um den Schraubenfedereinsatz herum zusammengedrückt wird, in welchem Zustand der Schraubenfedereinsatz mit dem Muttergehäuse zur Bildung einer einteiligen Gewindemutter verschweißt wird. Dasj Verschweissen kann durch Punktschweissen, Reibschweissen,! Elektronen-.,etrahlschweissen oder andere Schweißverfahren geschehen, um den Schraubenfedereinsatz und das Muttergehäuse zu einer ein·

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•teiligen Gewindemutter zu vereinigen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Gewindemuttern zu entwickeln, bei dem die vorerwähnten Nachteile der bekannten Herstellungsverfahren vermieden sind.

Ferner gehört es zur Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Gewindemuttern durch Verschweissen eines Schraubenfedereinsatzes mit einem hohlen Muttergehäuse anzugeben, bei dem jeder Gewindeschneidvorgane ausgeschaltet ist und der Materialabfall geringstmöglich ist.

Weiter gehört es zur Aufgabe der Erfindung;, ein Verfahren zur Herstellung von Gewindemuttern anzugeben, bei dem ein gemeinsames Gerät zur Herstellung eines weiten Bereiches von Gewindemuttern von unterschiedlichem geometrischem Profil und unterschiedlicher Gewindesteigung und -größe verwendet wird.

Desgleichen gehört es zur Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Gewindemuttern zu entwickeln, das wirtschaftlich und rasch in einem großtechnischen Maßstab durchgeführt werden kann.

Auch gehört es zur Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Gewindemuttern anzugeben, bei welchem ein geschlitztes hohles Muttergehäuse geformt wird, ein Schraubenfedereinsatz in das Muttergehäuse eingesetzt wird, das Muttergehäuse um den Schraubenfedereinsatz herum zusammengedrückt wird und die beiden Teile miteinander verschweißt werden, um eine einteilige Gewindemutter zu formen.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nachfolgend

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beispielsweise in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben und zwar zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht eines Schraubenfedereinsatzes von der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Art j

Fig.2a bis 2d Schnittansichteη verschiedener Schraubengewindeprofile, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden können;

Fig. 3a bis 3c Draufsichten, welche verschiedene geometrische Profile des Muttergehäuses zeigen, die im Rahmen der Erfxndung verwendet werden können;

Fig. 4 eine Draufsicht, welche den Schraubenfedereinsatz im Muttergehäuse angeordnet, jedoch vor dem Verschweis· sen der beiden miteinander zeigt;

Fig. 5 eine schaubildliche Ansicht einer fertigen Gewindemutter, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist; und

Fig. 6 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der in Fig. 5 gezeigten Gewindemutter.

Erfindungsgemäß wird, wie in Fig. 1 gezeigt, ein Schraubenfedereinsatz 10 in an sich bekannter Weise, z.B. durch Strangpressen, geformt. Das Material für den Schraubenfedereinsatz besteht aus einem geeigneten Muttermaterial und solche Materialien sind in der Technik allgemein bekannt. Das Schraubenfedermaterial kann einen beliebigen gewünschten Querschnitt haben, obwohl die Längsinnenkante des Federmaterials,

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aus dem das Gewinde 11 geformt werden soll, in der Form des gewünschten Gewindes geformt werden muß. Beispielsweise kann das Federmaterial einen kreisförmigen Querschnitt haben, wie in Fig. 2b gezeigt, so daß das erhaltene Schraubengewinde 11b einen teilweise kreisförmigen Umriß hat. Die in Fig. 2a bis 2d gezeigten Querschnittskonturen sind nur als Beispiele dargestellt und können andere Konturen verwendet werden. Für die Zwecke der Beschreibung der Erfindung wurde der besondere in Fig. 2c gezeigte Umriß gewählt, da er eines der mehr normgemäßen Schraubengewinde darstellt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, weist der Schraubengewindeeinsatz 10 aufeinanderfolgende Windungen auf, die in ihrem entspannten Zustand aufeinander aufliegen und aufruhen. Zwischen aufeinanderfolgenden Windungen sind keine Zwischenräume vorgesehen, noch weisen die Windungen besonders geformte Teile, abgesehen von der besonderen ^ewindeform, auf, so daß der Schraubenfedereinsatz leicht hergestellt werden kann. Ein Merkmal der Erfindung besteht in der Verwendung eines Schraubenfedereinsatzes, bei welchem alle Windungen gleich sind und keine Zwischenräume zwischen benachbarten Windungen bestehen. Dies bedeutet eine wesentliche Erleichterung für die Verbindung des Schraubenfedereinsatzes mit dem Muttergehäuse und trägt dazu bei, eine Verwindung der Gewindesteigung zu verhindern, die sonst bei der Herstellung der erwähnten Verbindung auftreten könnte.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein hohles Muttergehäuse 20 geformt. In Fig. 3 sind beispielsweise drei Muttergehäuseformen dargestellt. Die Muttergehäuse können aus einem stranggepreßten Rohr geformt werden und das äussere geometrische Profil des Rohres kann von einer beliebigen herkömmlichen Mutterform sein. Fig. 3a bis 3c

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zeigen Muttergehäuse mit einem dreieckigen, quadratischen •bzw. hexagonalen Profil, wobei zu erwähnen ist, daß zur Durchführung der Erfindung auch andere geometrische Profile verwendet werden können.

Das erfindungsgemäße hohle Muttergehäuse 20 ist mit einer inneren Öffnung 21 und mit mindestens einem radialen Schlitz 22 versehen, der sich voll durch das Gehäuse und über die volle Länge des Muttergehäuses erstreckt. Der Zweck des Schlitzes ist, das hohle Muttergehäuse 20 etwas verengbar in dem Sinne zu machen, daß, wenn ein radialer Druck auf das Muttergehäuse ausgeübt wird, sich das Gehäuse etwas verformt und nach innen verengt, so daß der Schlitz 22 zumindest teilweise geschlossen wird, wodurch das Muttergehäuse gegen den Schraubenfedereinsatz 10 zusammengedrückt wird. Wie in Fig. 3c gezeigt, kann das Muttergehäuse selbst aus zwei oder mehreren gesonderten Stücken zusammengesetzt werden, wodurch mehrere Schlitze erhalten werden und eine solche Ausbildung ist je nach dem besonderenSchweißverfahren vorteilhaft, durch welches das Muttergehäuse 20 mit dem Schraubenfedereinsatz 10 verschweißt wird.

Während der Formgebung der hohlen Muttergehäuse ist dem kleinen Verformungsgrad des Muttergehäuses, der beim Schweissen auftritt, Rechnung zu tragen. Das Muttergehäuse soll daher auf einen etwas erweiterten Zustand geformt werden, so daß während der Verengung und Verformung desselben nach innen das Muttergehäuse schließlich die richtige Größe hat. Da der Betrag der Verformung des Muttergehäuses so klein ist, ist der geringfügig erweiterte Zustand der Muttergehäuse in Fig. 3 und 4 kaum erkennbar.

Eine weitere Maßnahme des erfindunrsgemäßen Herstellungsverfahrens ist das Einsetzen des Schraubenfedereinsatzes 10 in die Öffnung 21 des Mutter gehäuses 20 und Fip;. M- zeigt diese

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Herstellungsstufe. Wie ersichtlich, ist bei dieser Stufe des Herstellungsverfahrens das hohe Mutterpehäuse 20 noch nicht verformt worden, so daß die innere öffnunp- 21 ihre maximale Größe hat, wodurch das Einsetzen des Schraubenfedereinsatzes 10 in die öffnung erleichtert wird. Ferner ist zu erwähnen, daß gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Aussenfläche des Schraubeηfedereinsatzes 10 nicht auf einen glatten Oberflächenzustand bearbeitet werden oder eine sonstige Oberflächenbehandlung erfahren muß, und kleinere Unregelmässi^keiten der Aussenfläche des Einsatzes die Herstellung der Gewindemutter nicht beeinträchtigen!

Nach dem Einsetzen des Schraubenfedereinsatzes 10 durch die Muttergehäuseöffnung 21 wird ein radial nach innen gerichteter Druck um das Muttergehäuse 20 herum ausgeübt, um das Muttergehäuse zu verengen und etwas zu verformen, so daß es fest um den Schraubenfedereinsatz 10 herum zusammengedrückt ist. Obwohl das Muttergehäuse dicht um den Schraubenfedereinsatz herum gepreßt wird, werden die beiden miteinander verschweißt, so daß sie eine einheitliche einteilige Gewindemutter bilden, wie in Fig. 5 gezeigt.

Bei der Durchführung der Druckverformung des hohlen Muttergehäuses und des nachfolgenden SchweißVorgangs ist eine Art von verwendbarem Gerät ein herkömmliches Reibschweißgerät. Die Einzelheiten eines solchen Gerätes sind an sich bekannt und zur weiteren Erläuterung wird die genaue Art und Weise, in welcher die Gewindemutter geformt wird, in Verbindung mit einem Reibschweißgerät beschrieben. Das hohle Muttergehäuse 20 wird in ein Drehfutter mit beweglichen Backen gebracht, die durch Druckluft od. dgl. bewegt werden können. Der Schraubenfedereinsatz 10 wird auf einen geeigneten Trägerschaft aufgeschraubt, der dann gleitend bewegt wird,

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um den Schraubenfedereinsatζ 10 in die Öffnung 21 des Muttergehäuses 20 zu bringen. Der Zustand des hohlen Muttergehäuses 20 und des Schraubenfedereinsatzes 10 ist in dieser Arbeitsstufe wie in Fig. 4 gezeigt. Das Futter wird dann gedreht, um das Muttergehäuse 20 zu drehen, worauf die Futterbacken betätigt werden, so daß auf das Muttergehäuse 20 ein radial nach innen gerichteter Druck ausgeübt wird, wodurch dieses fest gegen den stationären Schraubenfedereinsatz 10 verformt wird. Der durch die Futte^backen ausgeübte Druck erzeugt die notwendige Reibungswärme und den notwendigen Druck, um beide Teile miteinander zu verschweissen, worauf der Trägerschaft sich durch das Lösen einer Federkupplung sofort zu drehen beginnt. Der Schweißteil wird nun durch einen einzigen Metallgegenstand gebildet und die Schweißstelle hat durchgehend nur eine Kornstruktur. Die Schraubensteigung ist beibehalten worden, da der Trägerschaft auf die Gewindegänge des Schraubenfedereinsatzes aufgeschraubt worden ist und eine Verformung desselben verhindert und nach dem Abstellen des Reibschweißgerätes, braucht die Gewindemutter lediglich von dem Trägerschaft abgeschraubt zu werden.

Gegebenenfalls können die Teile umgekehrt verwendet werden und kann das Muttergehäuse 20 auf dem Trägerschaft gehalten und der Schraubenfederexnsatz 10 mittels des Drehfutters zur Drehung angetrieben werden.

Obwohl die Erfindung für die Anwendung eines Reibschweißvorgangs beschrieben wurde, können auch andere Schweißverfahren angewendet werden. Beispielsweise kann durch Magnetflußschweissen, Buckelschweissen, Punktschweissen, Elektronenstrahlschweissen oder irgendeine andere Schweißtechnik das Muttergehäuse mit dem Schraubenfedereinsatz verschweißt werden, und in jedem Falle hält ein geeignetes Spann-

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futter das hohle Muttergehäuse 20 und verformt und verengt dieses um den Schraubenfedereinsatz 10 herum während des Schweißvorgangs nach innen. Nachdem das Muttergehäuse 20 und der Schraubenfedereinsatz 10 miteinander verschweißt worden sind, kann ein restlicher Teil des Schlitzes, der nicht geschlossen worden ist, mit Schweißmaterial gefüllt werden. Ferner kann beim Punktschweissen der Schlitz 22 als Schweißstelle zum Verschweissen des Muttergehäuses und des Federeinsatzes miteinander dienen.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht in dem Umstand, daß der Schraubenfedereinsatz 10 nicht zusammengedrückt oder in anderer Weise irgendeiner Sonderbehandlung beim Verschweissen mit dem Muttergehäuse unterzogen werden muß. Der Schraubenfedereinsatz 10 wird in seinem entspannten oder normalen Zustand gehalten, was den Schweiß vor gang stark erleichtert und vereinfacht.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren.

Patentansprüche;

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Claims

P a t e η t a nsprüche t

l.jVerfahren zum Herstellen einer Gewindemutter, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Schraubenfedereinsatz mit mehreren miteinander verj_; bundenen Windungen, deren Innenkanten ein Schraubenge-

j winde bilden;

; ein hohles Muttergehäuse mit einem Aussenprofil in Form ^: einer Mutter verwendet wird, welches Gehäuse eine sich durch dieses erstreckende innere öffnung aufweist, die so bemessen ist, daß sie den erwähnten Schraubenfedereinsatz aufnehmen kann, wobei sich mindestens ein radialer Schlitz über die Länge des Muttergehäuses erstreckt, durch welchen Schlitz das Muttergehäuse etwas verformbar und nach innen verengbar gemacht wird, wenn auf dieses ein radial nach innen gerichteter Druck ausgeübt wird; der Schraubengewindeeinsatz in die Innenöffnung des Muttergehäuses eingesetzt wird;

ein ausreichender radialer nach innen gerichteter Druck auf das Muttergehäuse ausgeübt wird, um dieses etwas zu verformen und innen zu verengen, so daß es um den Schraubenfedereinsatz herum zusammengedrückt wird; und das Muttergehäuse und der Schraubenfedereinsatz miteinander während der Ausübung des erwähnten radial nach innen gerichteten Drucks zur Bildung einer einteiligen Gewindemutter verbunden werden.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinden dadurch geschieht, daß Muttergehäuse und Schraubenfedereinsatz miteinander verschweißt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinden durch Punktschweissen des Muttergehäuses und des Schraubenfedereinsatzes miteinander durch Auftragen von Schweißgut an der Stelle des radialen Schlitzes geschieht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausübung radialen Druckes und das Verbinden des
Muttergehäuses und des Schraubenfedereinsatzes miteinander gleichzeitig durch einen Reibschweißvorgang geschieht.
5. Gewindemutter, dadurch gekennzeichnet, daß diese nach
■ dem in Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahren hergestellt worden ist.

Für: Segismundo Nates LASKY

PATENTANWALTb

(MMNO. H. FINCKE, DlPL-INO. H. «OHR DiPlXNG. S. STASGSK

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