DE2638570A1

DE2638570A1 - Verfahren zum herstellen eines fliessgepressten bauteils

Info

Publication number: DE2638570A1
Application number: DE19762638570
Authority: DE
Inventors: Karl Uhl Ba Sportartikelfabrik
Original assignee: UHL SPORTARTIKEL KARL
Current assignee: UHL SPORTARTIKEL KARL
Priority date: 1976-08-27
Filing date: 1976-08-27
Publication date: 1978-03-02
Also published as: FR2362685B3; FR2362685A1

Description

Ο« -ΙΝβ. DIPL.-ΙΝβ. M. SC. Dif-L.-^HV«. UR. OI^L.-I^HYS.

HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

I J

A 41 899 m

m - 163

24. August 1976

Sportartikelfabrik Karl UhI Grünewaldstrasse 1
7460 Baiingen 1

Verfahren zum Herstellen eines fliessgepressten Bauteils

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines aus Aluminium, Aluminiumlegierung oder einem anderen fliesspressbaren Metall in einer Matrize fliessgepressten Bauteils und Verbindendes Bauteils mit einem Element aus einem anderen, durch die Fliesspressung im wesentlichen unverformbaren Werkstoff, insbesondere Metall.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf Vorrichtungen und Vorrichtungsteile zur Durchführung eines solchen Verfahrens sowie auf gegebenenfalls noch nachgearbeitete, nach dem Verfahren hergestellte Bauteile, insbesondere Sportschuhstollen.

809809/0267

A 41 899 m

m - 163

24. August 19 76 - if -

Bel bekannten Verfahren der genannten Art wird das mit dem fliessgepressten Bauteil zu verbindende Element nachträglich in eine während des Fliesspressvorgangs erzeugte Ausnehmung eingepresst und hierdurch fest verankert. Dementsprechend sind zur Ausführung dieses Verfahrens zwei nacheinander auszuführende Arbeitsgänge und ein entsprechender, grosser Maschinenpark wie Pressen, Werkzeuge und dergleichen erforderlich. Darüber hinaus ist das nachträglich eingepresste Element meist teuer und kompliziert und hält dennoch hohen Beanspruchungen in der Regel nicht stand, d.h. es lassen sich bei diesem Verfahren keine hohen Ausreisswerte des Elementes aus dem Bauteil erzielen. Wegen der genannten Mängel ist das bekannte Verfahren insbesondere bei der Herstellung von Sportschuhstollen, bei denen der eigentliche Stollen mit einem nachträglich eingepressten Gewindeschaft versehen ist, unbefriedigend.Aber auch der nach dem bekannten Verfahren hergestellte Stollen selbst weist Nachteile auf, die im folgenden bestehen: da bei einem solchen Stollen der Gewindeschaft nicht absolut sicher im eigentlichen Stollen verankert ist, kann sich der Gewindeschaft vom Stollen ablösen. Dabei bleibt ein im Stollen verankerter Kopf des Gewindeschafts an der Schuhsohle stehen, der eine erhebliche Verletzungsgefahr für andere Personen bedeutet. Eine weitere Verletzungsgefahr besteht bei dem bekannten Stollen darin, dass beim Abnutzen des Stollens bis auf dessen den Gewindeschaft aufnehmende Innenbohrung scharfe Kanten entstehen, die bei Sportlern zu schweren Verwundungen führen können.'

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein einfaches und billiges Verfahren zum Herstellen von fliessgepressten Bauteilen mit darin fest verankerten Elementen, insbesondere Sportschuhstollen mit

809809/0267

A 41 899 m m - 163

24. August 1976

Gewindeschaft, vorzuschlagen, welches mit verhältnismässig einfachen Werkzeugen in einem einzigen Arbeitsschritt ausführbar ist und dennoch zu einer besseren Verankerung des Elements im Bauteil als bisher führt, so dass insbesondere im Falle von Sportschuhstollen Verletzungsgefahren ausgeschaltet sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man einen den Bauteil bildenden Rohling aus fliesspressbarem Material gemeinsam mit dem Element aus dem im wesentlichen unverformbaren Werkstoff in die Matrize derart einpresst, dass das Material des Rohlings das Element umschliesst und im entstehenden Pressling verankert.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass an einem der Matrize zugeordneten Presstempel eine Aufnahme für das im Pressling zu verankernde Element vorgesehen ist. Ein nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellter Sportschuhstollen mit Gewindeschaft zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sich der Stollen auch bei extremen Beanspruchungen nicht vom Gewindeschaft löst und daher keine Verletzungsgefahr durch den in der Schuhsohle verbleibenden Gewindeschaft gegeben ist. Da ferner bei dem erfindungsgemässen Sportschuhstollen ein Kopf oder dergleichen des Gewindeschafts allseits dicht von dem fliesspressbaren Material des Stollens umschlossen ist, kann auch bei übermässiger Abnutzung des Stollens keine Verletzungsgefahr auftreten, weil scharfe Kanten, wie sie sich bei herkömmlichen Stollen ausbilden, beim erfindungsgemässen Stollen nicht entstehen können.

809809/0267

A 41 899 m

m - 163

24. August 1976 -Y-

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein erstes Stadium des erfindungsgemässen Verfahrens;

Fig. 2 einen zweiten Verfahrensschritt;

Fig. 3 ein weiteres Stadium des erfindungsgemässen Verfahrens ;

Fig. 4 den sich an das Stadium gemäss Fig. 3 anschliessenden Verfahrensschritt;

Fig. 5 einen Sportschuhstollen gemäss der Erfindung.

Die Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Herstellung eines SportschuhStollens mit Gewindeschaft beschrieben. Die Erfindung ist jedoch auf die Herstellung solcher Bauteile nicht beschränkt. Die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens und der Verfahrenserzeugnisse kommen auch bei anderen Bauteilen zum Tragen, bei denen ein im wesentlichen unverformbares Element in einen fliesspressbaren Rohling eingesetzt werden soll. In jedem Falle ist es von Vorteil, wenn das erfindungsgemäss in den Bauteil durch Fliesspressung eingelagerte Element zum Zwecke seiner sicheren Verankerung mit Hinterschneidungen, abstehenden Kanten, Vorsprüngen oder dergleichen versehen ist, die während der Fliesspressung von dem Material des Bauteils umflossen werden und auf diese Weise eine feste Einbettung gewährleisten.

809809/0267

A 41 899 m m - 163

24. August 1976

Auf der Zeichnung ist in mehreren Verfahrensschritten die Herstellung eines Sportschuhstollens aus Aluminium, Aluminiumlegierung oder einem anderen fliesspressbaren Metall in mehreren •Verfahrensschritten schematisch dargestellt. In Fig. 1 ist eine Gesenkmatrize 1 dargestellt mit einer Ausnehmung 2, deren Innenleibung der äusseren Form des herzustellenden Stollens entspricht. Im dargestellten Beispiel hat die Ausnehmung 2 im Längsquerschnitt überall die Form eines Kegelstumpfes (mit kreisförmiger Basis und Deckfläche). Der Matrize 1 ist ein Presstempel 3 zugeordnet, der an seiner vorderen, der Matrize zugekehrten Seite mit einer Ausnehmung 4, beispies!weise einer kreiszylindrischen Bohrung versehen ist. In diese Ausnehmung wird ein Element 5 eingesetzt, das in dem herzustellenden Bauteil verankert werden soll. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Element 5 eine Schraube mit einem Gewindeschaft 6 und einem kantigen Kopf 7, beispielsweise in Form eines Sechskants. Die hintere Fläche des Kopfes 7 ruht fest auf der Vorderseite des Stempels 3 auf, so dass sich die Presskraft im wesentlichen auf die gesamte Rückfläche des Kopfes 7 übertragen kann. Das rückwärtige Ende des Gewindeschaftes 6, der im übrigen ziemlich lose in der Ausnehmung 4 sitzen kann, liegt in geringfügigem Abstand von dem Ende der als Sackbohrung ausgebildeten Ausnehmung 4. In Fig. 1 ist zwischen der Matrize 1 und dem Presstempel 2 ein Rohling 8 in Form einer kreiszylindrischen Ronde dargestellt. Aus diesem Rohling 8 soll der Sportschuhstolieη fliessgepresst werden. Der Rohling 8 besteht aus einem fliesspressbaren Werkstoff, beispielsweise Aluminium oder Aluminiumlegierung, das Bauteil 5 ist aus unverformbarem Werkstoff, beispielsweise Stahl oder einem anderen Metall gefertigt. Der Rohling 8 ist vollkommen massiv, d.h. er weist

— 6 —

809809/0267

A 41 899 m
ra - 163

nirgendwo und insbesondere nicht auf seiner dem Schraubenkopf 7 zugekehrten Seite eine Aussparung, Bohrung oder dergleichen auf. Grundsätzlich wäre es jedoch denkbar, dass diese Seite bereits eine Aussparung zur Aufnahme des Kopfes 7 aufweist, unbedingt erforderlich ist dies jedoch nicht.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Stadium des Verfahrens hat der Stempel 3 den Schraubenkopf 7 in Anlage mit der Rückseite des Rohlings 8 gebracht und den Rohling bis zum Eingang der Ausnehmung 2 vorgeschoben. In dem sich nun anschliessenden, in Fig. 3 dargestellten Verfahrensschritt, in dessen Verlauf die Fliesspressung beginnt, wird gleichzeitig der Kopf 7 des Bauteils 5 in das Material des Rohlings 8 eingepresst und der Rohling selbst unter entsprechender Verformung in die Ausnehmung 2 hineingedrückt. Dabei kann die Rückseite des Rohlings 8 zur Anlage an die Vorderseite des Stempels 3 kommen.

Bei dem folgenden, in Fig. 4 dargestellten Verfahrensschritt wird der Rohling 8 unter Fliesspressung weiter in die Ausnehmung 2 hineingedrückt. Dabei löst sich in überraschender Weise das Element 5 vom Stempel 3 dadurch ab, dass Material des Rohlings 8 hinter den Kopf 7 einflies st. Dieses Einf Hessen erfolgt bei fortgesetztem Vorschub des Stempels 3 (in Fig. 4 nach rechts) solange, bis der gesamte Hohlraum¹ zwischen dem Kopf 7 und der Vorderseite des Stempels 2 vom Material des Rohlings 8 ausgefüllt und ein Verfahrenserzeugnis, nämlich ein Sportschuhstollen mit Gewindeschaft entstanden ist, wie er in Fig. 5 dargestellt ist. Man erkennt klar, dass während des Fliesspressens das Material des Rohlings 8 den Kopf allseits umflossen hat, so dass die bei diesem Ausführungsbeispiel als Bauteil 5 verwendete Maschinenschraube vollkommen fest im

809809/0267

A 41 899 m

m - 163

24. August 1976 -if- 2638570

jetzt entstandenen Pressling verankert ist. Die Dicke der hinter den Kopf 7 eingeflossenen Materialschicht kann mehrere Millimeter bis ca. 1 cm betragen, was einen sicheren Halt gewährleistet. Diese Dicke ist in Fig. 5 mit χ bezeichnet. Dasselbe Ergebnis würde man im übrigen auch mit anderen Formen eines Schraubkopfes erreichen. Der Bauteil 5 braucht im übrigen ebensowenig eine Gewindeschraube zu sein, wie der hergestellte Bauteil unbedingt ein Sportschuhstollen sein muss. Wichtig ist lediglich, dass zum Zwecke einer guten Verankerung des unverformbaren Elements 5 im fliesspressfähigen Rohling 8 jenes Element eine Hinterschneidung, abstehende Kanten, Vorsprünge oder dergleichen aufweist, welche vom Material des Rohlings umflossen werden können.

Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich durch folgende Vorteile aus: das einzupressende Element 5 kann vollautomatisch dem Presstempel 3 zugeführt werden. Der gesamte Fliesspress Vorgang einschliesslich Verankerung des Elements 5 im Pressling lässt sich ebenfalls automatisieren. Man erreicht einen absolut sicheren Sitz des Elements 5 im Pressling. Ein nachträglicher Arbeitsgang wie bisher, nämlich beispielsweise das Einpressen einer Schraube in einen Sportschuhstollen entfällt. In keinem Fall bringt der erfindungsgemäss hergestellte Sportschuhstollen eine Verletzungsgefahr mit sich. Bei alledem lässt sich der erfindungsgemässe Stollen - oder ein anderes, fliessgepresstes Bauteil mit darin verankertem Element - in einem einzigen Arbeitsgang herstellen, was gegenüber bisherigen Verfahren eine Verkleinerung des Maschinenparks bedeutet. Schliesslich kann auch das in den Pressling eingefügte Element einfacher als bisher sein und mit kleinerem Arbeitsaufwand hergestellt werden.

809809/0267

Claims

A 41 899 π»

m - 163

24. August 19 76 -/- 2638570

Patentansprüche :

Verfahren zum Herstellen eines aus Aluminium, Aluminiumlegierung oder einem anderen fliesspressbaren Metall in einer Matrize fliessgepressten Bauteils und Verbinden des Bauteils mit einem Element aus einem anderen durch die Fliesspressung im wesentlichen unverformbaren Werkstoff, insbesondere Metall, dadurch gekennzeichnet, dass man einen den Bauteil bildenden Rohling aus fliesspressbarem Material gemeinsam mit dem Element aus dem im wesentlichen unverformbaren Werkstoff in die Matrize derart einpresst, dass das Material des Rohlings das Element umfliesst und im entstehenden Pressling verankert.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Element mit einem im Pressling verankerbaren Kopf verwendet.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als Element eine Schraube mit Gewindeschaft und Schraubenkopf verwendet und die Schraube während des Fliesspressens so im Pressling verankert, dass der Kopf ganz umflossen ist und der Schaft teilweise über den Pressling vorsteht.

Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass man den Bauteil als Sportschuhstollen ausbildet.

Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekenn-

809809/0267

A 41 899 m

m - 163

24. August 1976 - / - 2638570

zeichnet, dass man eine Schraube mit kantigem Kopf verwendet.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Schraube mit Schlitz, Kreuzschlitz oder Imbus-Aussparung im Schraubenkopf verwendet.

7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man einen massiven Rohling verwendet.

8. ■ Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem

der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Rohling (8) in eine Ausnehmung (2) der Matrize (1) einpressender Stempel (3) eine Ausnehmung (4) zur Aufnahme des im Rohling zu verankernden Elements (5) aufweist.

9. Sportschuhstollen, hergestellt nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im fliessgepressten Stollen der Kopf (7) einer Schraube durch Fliesspressung derart mit eingepresst ist, dass der Gewindeschaft (6) der Schraube über den Stollen vorsteht.

809809/0267