-
Verfahren und Maschine zur Herstellung
-
von Nieten und dergleichen
Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Maschine zur Herstellung von Nieten und ähnlich geformten
Fertigteilen.
-
Bei der Anfertigung von solchen Gegenständen wie Voll- und Hohlnieten,
Schrauben, Bolzen und dergleichen wird zunächst ein zylindrischer Rohling gewonnen,
gewöhnlich durch Abtrennen einer Länge von einem draht- oder stabförmigen Profilmaterial,
und dieser dann aufeinanderfolgenden Formgebungs- oder mechanischen Bearbeitungsoperationen
unterzogen, bis die gewunschte Endform erhalten ist. Die hierbei gebräuchlichen
Maschinen enthalten eine Transportvorrichtung, die mehrere Halter für die einzelnen
Rohlinge aufweist und jeden Rohling fortschreitend einer Reihe von Bearbeitungsstationen
zuführt, in denen Werkzeuge angeordnet sind, die die Arbeitsgänge an jedem Rohling
ausführen. Diese in Abständen angeordneten Stationen decken sich mit der Bewegungsbahn
der Rohlinghalter, derart, daß jeder Halter und damit jeder der Rohlinge sämtlichen
Bearbeitungsstationen zugeführt wird.
-
Die Transportvorrichtung stoppt oder verweilt an jeder Station für
eine Zeit, die notwendig ist, um alle Arbeitsgänge durchzuführen, bevor die Fortschaltung
oder der Bewegungsschritt zur nächsten Bearbeitungsstation erfolgt. Nachdem der
erste Rohling in dieser Weise fertig bearbeitet und aus dem Halter ausgeworfen ist,
von dem er durch die sukzessiven Bearbeitungsstationen transportiert wurde, wird
in jeder folgenden Verweilperiode der Transportvorrichtung ein Rohling fertiggeformt
und das anfallende Fertigteil ausgeworfen.
-
Die einzelnen Arbeitsgänge, die zur Formgebung in den betreffenden
Stationen durchgeführt werden, sind je nach dem herzustellenden Gegenstand verschieden.
Doch erfordert die Herstellung von mit Kopf versehenen Gegenständen der angegebenen
Art ge ähnlich das Zuschneiden und/oder Einbringen eines Rohlings in
einen
Halter in einer ersten Station, das Festlegen der axialen Lage des Rohlings im Halter
in einer zweiten Station durch Kraftausübung auf entgegengesetzte Enden des Rohlings
und dadurch ein radiales Ausdehnen des Rohlings in Anlage mit dem Halter, die Formgebung
des Kopfes und des Schaftes (so etwa bei der Formgebung von Rohrnieten), und zwar
fortschreitend in aufeinander folgenden Stationen, wiederum durch Werkzeuge, die
eine Kraft auf entgegengesetzte Enden des Rohlings ausüben, sowie Auswerfen des
Fertigteils in der letzten Station. Der Rohlinghalter hat daher nicht nur die Aufgabe,
einen Rohling durch die einzelnen Bearbeitungsstationen zu transportieren, sondern
auch die Funktion einer Schaftmatrize, die die genaue äußere Gestalt des Schafts
des Gegenstands bestimmt, zum Beispiel den Durchmesser und die relative Länge eines
Nietschafts, der aus einem Rohling von vorbestimmter Größe hergestellt werden soll.
-
Wietfornmaschinen - ein Fachausdruck, der auf die Gattung Maschinen
angewendet wird, die zur Fertigung von Schrauben, Bolzen und anderen derartigen
Teilen ebenso wie von Nieten dienen - wie sie gegenwärtig für den Ausstoß von geformten
Metallteilen mit hoher Geschwindigkeit gebräuchlich sind und nach dem obigen Prinzip
arbeiten, können als Transportvorrichtung für die Rohlinge eine drehbare Teilscheibe
benutzen, die axial zwischen an einem hin- und hergehenden Druckstößel angebrachten
Matrizen für die Formung des Kopfes und an einem festen Bett oder Schuh gehaltenen
Schaftstemneln oder -meisseln angeordnet ist. Die Rohlinghalter oder Schaftmatrizen
sind gewöhnlich als an den Enden offene Bohrungen in der Teilscheibe oder als in
die Teilscheibe fest eingesetzte Matrizen ausgebildet, derart, daß die im Druckstößel
angebrachten Matrizen für das Formen des Kopfes und die im Bett oder Schuh angebrachten
Schaftstempel an den
entgegengesetzten Enden jedes Rohlings unter
dem Stößeldruck zusammenwirkend angreifen können, während die Rohlinge in der Vergeilstellung
der Teilscheibe durch diese in ihrer Lage gehalten werden. min Beispiel dieser Maschinengattung
findet sich in der US-PS 2 786 217 vom 26. März 1957 auf den Namen Horace L. Johnson.
-
Obwohl diese Maschinen sich für einen Betrieb mit hoher Geschwindigkeit
eignen, ist der maximale Ausstoß praktisch durch zwei Faktore begrenzt: erstens
die Dauer der Verweilzeit der Transportvorrichtung oder der Teilscheibe, die zur
Durchführung der längsten Einzeloperation erforderlich ist, und zweitens die Zeit,
die benötigt wird, um nach Beendigung eines Arbeitsgangs oder Stößelhubs den Rohling
von einer Bearbeitungsstation zur nächsten zu bewegen, in der er genau ausgerichtet
und völlig stillgesetzt werden muß für den folgenden Stößelhub und den entsprechenden
Arbeitsgang. Es steht fest, daß die längste Verweilzeit der Vorgang des Abschneidens
eines Rohlings von genauer Länge und/oder das Einbringen eines solchen in jeden
Halter oder jede Schaftmatrize der Teilscheibe in Anspruch nehmen. Um bei hohen
Geschwindigkeiten das erforderliche Naß an Genauigkeit der Rohlingslänge zu erzielen,
ist den Nietfornmaschinen ein Paar Schermatrizen zugeordnet, das synchron mit dem
Druckstößel und der Teilscheibe angetrieben wird und vorzugsweise während der Zeit
betätigt wird, in der die zu beschickende Schaftmatrize in die entsprechende Station
weitergeschaltet wird, oder während der Verweilperioden des Revolverkopfes. Derartige
Schervorrichtungen sind der vorervähnten US-PS 2 786 217 sowie der US-PS 3 800 348
vom 2. 4. 1974 auf den Namen des vorliegenden Erfinders zu entnehmen. Während Schervorrichtungen
dieser Art dem Erfordernis der Genauigkeit der Rohlingslänge gerecht werden, sowie
die für den Bestückungsvorgang benötigte Verweilzeit herabsetzen, machen sie die
Maschine insgesamt hinsichtlich der Anzahl
der zu steuernden bewegten
Teile komplizierter und steigern den Leistungsbedarf zufolge der Trägheit der zusätzlichen
bewegten Teile.
-
Die Begrenzung der Produktionsgeschwindigkeiten zufolge der für das
Fortschalten der Transportvorrichtung für die Werkstücke von einer Bearbeitungsstation
zur anderen benötigten Zeit wiegt vielleicht schwerer als die Dauer der Verweilzeit,
einmal weil die Transportdauer der Werkstücke im Rahmen der Arbeitsgänge eine unproduktive
Zeit ist und ferner weil die Trägheitskräfte beim Anlaufen und Stillsetzen der Teilscheibenbewegung
mit der gewünschten Genauigkeit in Rechnung gesetzt werden müssen. Auch machte das
Fortschalten der Rohlinghalter bei den bisherigen Nietformmaschinen Teilscheibenbewegungen
in zwei Richtungen erforderlich, nämlich eine AZialbewegung, um von den am festen
Bett der Maschine gehaltenen Stempel freizukommen, und eine Vlinkel- oder Drehbecregung
zwischen den betreffenden Bearbeitungsstationen, in denen die den Kopf formenden
Matrizen und die Stempel in einer Flucht liegen. Die Festigkeitsanforderungen an
die Teilscheibe, um diesen Bewegungen bei hohen Betriebsgeschwindigkeiten zu widerstehen,
haben eine große Trägheitsmasse in der Scheibe zur Folge, die wiederum den für den
Fortschaltvorgang benötigte Zeit begrenzt. Außerdem wird durch die Axialbewegung
einer verhältnismäßig schweren Teilscheibe gegen Ende Jedes Druckstößelhubes eine
längere Verweilzeit bedingt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zllgrunde, eine Nietformmaschine,
die Niete, Schrauben, Bolzen und dergleichen mit einer sehr hohen Arbeits- bzw.
Ausstoßgeschwindigkeit herzustellen gestattet, zu schaffen, bei der die Trägheitsrnasse
der bewegten Teile niedrig ist und die bei der Bearbeitung und Formgebung auftretenden
Beanspruchungen
von der Vorrichtung für den Transport der Rohlinge oaer Werkstücke durch die Maschine
ferngehalten werden sowie alle der Bearbeitung dienenden Teile leicht auswechselbar
und das Zuschneiden und Zuführen der Rohlinge erleichtert ist, ohne daß die Herstellungskosten,
die Dauerstandfestigkeit und der Leistungsbedarf ungünstig beeinflußt werden.
-
Der Gegenstand der Erfindung ist eine Maschine zur Herstellung von
Nieten und ähnlich geformten Fertigteilen, die nach dem Grundgedanken der Erfindung
dadurch gekennzeichnet ist, daß - ein Satz feststehender Bearbeitungswerkzeuge in
gleichen seitlichen Abständen an einem stationären Bett oder Kopf gehalten ist,
- ein Satz hin- und herbewegbarer Bearbeitungswerkzeuge in gleichen seitlichen Abständen
an einem Druckstößel gehalten ist, derart, daß die bewegbaren mit den feststehenden
Werkzeugen fluchten und zusammen':Iirken können, um auf die entgegengesetzten Enden
eines in einer oder mehreren Stationen angeordneten Rohlingen eine bearbeitende
bzw. verfornende Kraft unter axialem Vorstoßen des Satzes der bewegbaren gegen den
Satz der feststehenden Werkzeuge auszuüben, - eine Transport- bzw. Teilscheibe zwischen
den beiden Sätzen der Bearbeitungswerkzeuge in axialer Richtung fest in Bezug auf
den feststehenden Satz Werkzeuge, jedoch seitvrärts schrittweise bewegbar angeordnet
ist, - ein Satz Schaftmatrizen mit einem an den Enden offenen axialen io:llrau:
zur Aufnahme eines Rohlings bzw. Slietschafts in der Teilscheibe unabhängig von
dieser und voneinander in axialer Richtung beweglich in den gleichen seitlichen
Abständen angeordnet ist, derart, daß jede Schaftmatrize und ein darin befindlicher
Rohling durch ein bewegbares Werkzeug in einer der Stationen axial gegen ein
feststeherdes
V/erkzeug vorzuschieben ist.
-
Auf diese Weise werden verschiedene wichtige Vorteile erzielt.
-
So sind die Grenzen für die Ausstoßgeschwindigkeit vor allem dadurch
hinausgeschoben, daß die Matrizen für die Formgebung des Kopfes in einen atn Bett
gehaltenen und damit feststehenden Schuh oder Kopf angeordnet sind, die mit diesen
Kopfmatrizen fluchtenden Schaftstempel an einem hin- und herbewegbaren Druckstößel
angebracht sind und mehrere einzelne Schaftmatrizen für die Aufnahme der Rohlinge
in einer leichten Teilscheibe sitzen, derart, daß die Schaftmatrizen eine unabhängige
Axialbewegung relativ zur Teilscheibe und zu den festen Kopfmatrizen ausführen können.
Diese Schaftmatrizen, die vorzugsweise eine ringscheibenartige Gestalt besitzen,
schwimmen somit in Achsrichtung in Bezug auf die drehbare Teilscheibe, während sie
jedoch geauestens fluchtend in jeder der aufeinander folgenden BearbeitunOsstationen
zu stehen kommen, in denen die betreffenden Kopfmatrizen und Schaftstempel ihrerseits
miteinander fluchten. Die axiale Ausrichtung der Schaftmatrizen wird durch Führungs-
bzw.
-
Anschlagflächen an einer festen Halteplatte gewährleistet, die an
der Vorder- oder Stößelseite der Teilscheibe vorgesehen ist, sowie durch eine Kombination
von Anschlagflächen, die entweder ar. einer festen hinteren Halteplatte vorgesehen
oder durch geeignet gestaltete Anköpfwerkzeuge gebildet werden. Vorkehrungen für
die RUckstellung der schwimmenden Schaftmatrizen sind an den betreffenden Stationen
vorhanden.
-
Wegen der in Achsrichtung feststehenden Anordnung der Xopfmatrizen
und der Teilscheibe wird für die Formgebung des Kopfes auf den metallischen Rohling
von der Rückseite jeder Schaftmatrize eingewirkt, so daß die Vorderseite jeder Schaftmatrize
verfügbar bleibt, um als Schneidkante zu wirken und hierzu mit
einer
Schermatrize an einer Abscherstation zusammenzuwirken, der ein draht- oder stabförmiges
Rohrmaterial fortlaufend zugeführt wird. Diese Doppelfunktion der Schaftmatrize
trägt nicht nur in hohen Matrize zur Einhaltung einer genauen Lange des Rohlings
und zur Merabsetzung der für das Abscheren und Einbringen des Rohlings erforderlichen
Verweilzeit bei, sondern ermöglicht auch, den für das Formen des Topfes benötigten
Flächenanteil jeder Matrize freizuhalten von dem den Abscheren des Rohlings dienenden
Scherbereich derselben. Infolgedessen kann der Flächenbereich jeder Matrize für
das Anl;öpfen des Schafts nichtschneidend sein und somit abgerundet oder sonstwie
geformt, um irOendeine gewünschte Oberflächenkontur im Ubergangsbereich von Kopf
und Schaft eines niets oder sonstigen zu formenden Teils zu erzielen. Im übrigen
sind die Schaftstempel der Maschine nach der Erfindung leicht zu entfernen und auszuwechseln,
wenn es erforderlich ist, um optimale Betriebsbedingungen zu erhalten.
-
Für weitere wichtige Merkmale der erfindungsgemäßen Maschine wird
auf die Patentansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung Bezug genommen, in der
das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel eingehend erläutert ist.
In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht und Fig. 2 eine Aufsicht der
Nietformmaschine der Erfindung; Fig. 3 einen teilweise geschnittenen Seitenriß in
größerem Maßstab; Fig. 4 in Schnitt eine geradlinige Abwicklung des Forngecungsbereichs
der Maschine mit seinen 6 Bearbeitungsstationen und den entsprechenden Funktionsteilen;
Fig. 4a einen vergrößerten Schnitt nach der Linie 4A-4A in
Fig.
4; Fig. 5 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der hauptsächlichen Funktionsteile;
Fig. 6 bis 9 im Schnitt verschiedene Formen von Schaftmatrizen für die Maschine
der Erfindung; Fig. 10 eine Teilansicht einer abgewandelten Abschervorrichtung für
das Rohmaterial und Fig. 11 einen Schnitt derselben nach der Linie 11-11 in Fig.
10.
-
Genäß Fig. 1 bis 3 umfaßt der allgemeine Aufbau der Maschine einen
Rahmen 10 mit einen senkrecht ausgerichteten stationären Bett 12, einen Teilkopf
bzw. Schaltkopf 14 an der Rückseite des Bettes 12 und einen Druckstößel 16, der
längs einer waagerechten Achse an festen Führungen 18 hin- und herbewegbar gehalten
ist. Zu seiner Hin- und Herbewegung wird der Druckstößel 16 über eine Pleuelstange
22 von einer Kurbelwelle 20 aus angetrieben, die sich in Lagern 24 und 26 dreht,
die am Rahmen 10 befestigt sind. Eine gemeinsame Kraftquelle, etwa ein Motor 28,
der am Rahmen 10 angebracht ist, treibt den Schaltkopf 14 sowie die Kurbelwelle
20 durch geeignete Getriebe, die in Fig. 1 und 2 als Riementriebe 30 und 32 dargestellt
sind. Obwohl die erwähnten Bestandteile und ihre Anordnungen am Rahmen 10 für den
Betrieb der erfindungsgemaßen Maschine vrichtig sind, sind sie an sich bekannt und
können daher vielfältige andere Formen als in der Darstellung annehmen, ohne den
Rahmen der erfindung zu verlassen.
-
7ie a.m besten aus Fig. 3 hervorgeht, erstreckt sich eine Schaltrelle
34 von Schaltknopf 14 durch eine runde Bohrung 36 im festen 3ett 12 und trägt an
ihrem vorderen Ende eine Teilscheibe 38.
-
Die Teilscheibe ist auf einem axialen Zapfen 40 am Ende der Welle
34 durch eine Schraube 42 gehalten und mit der Welle durch einen Stift 44 in der
Drehung verbunden. Die Teilscheibe ist axial zwischen einer hinteren Halteplatte
46 und einer vorderen Halteplatte 48 angeordnet, die beide gegen radiale oder Seitenbe.segung
sowie gegen axiale oder Längsbewegung gegenüber dem Bett 12 gehalten sind. Insbesondere
ist die hintere Halteplatte 46 an der Vorderseite eines Natrizenschuhs 50 befestigt,
der seinerseits an der Vorderseite des Betts 12 auf geeignete Weise, etwa durch
Bolzen (nicht dargestellt) derart befestigt ist, daß zentrale Bohrungen 52 und 54
in der hinteren Halteplatte 46 bzw. dem Matrizenschuh 50 eine Verlängerung der Bohrung
36 in dem festen Bett 12 bilden, durch die sich die Schaltwelle 34 erstreckt. Die
vordere Halteplatte 48 ist ähnlich gegen Winkel-und Axialbewegung in Bezug auf das
Bett 12 durch mehrere Stehbolzen 56 gehalten. An den Stehbolzen 56 ist die Halteplatte
48 vorzugsweise durch Schrauben 58 oder andere geeignete Verbindungsmittel befestigt,
die das Abnehmen der Halteplatte 48 von den Stehbolzen 56 erleichtern sollen aus
Gründen, die sich aus der nachfolgenden Beschreibung ergeben. Doch ist aus der Beschreibung
und der Darstellung in Fig. 3 ersichtlich, daß die Teilscheibe 38 nur eine drehende
Schaltbewegung mit der Welle 34 ausführen kann, die von dem Schaltknopf 14 gesteuert
wird, der selbst eine von etlichen bekannten, mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden
drehbaren Schalt- bzw. Teilvorrichtungen sein kann, und synchron mit der Hin- und
Rerbewegung des Druckstößels 16 antreibbar ist.
-
Gemäß Fig. 3, 4 und 5 ist die Teilscheibe 38 mit mehreren, hier mit
sechs ungleichen '.Sinkelabständen angeordneten runden Öffnungen 60 für die Aufnahme
der gleichen Anzahl von Schaftmatrizen 62 versehen, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
Ringscheibenform
haben .it einer Rückseite 63, einem an den Enden
offener zentralen Matrizenhohlraum 64, einer Vorderseite 65 und einer zylindrischen
außenseite 66. Gemäß einem wichtigen erkmal der vorliegenden Erfindung ist der Durchmesser
der zylindrischen Außenseite jeder Schaftmatrize 62 so gewählt, daß diese mit dicht
anliegendem, jedoch frei gleitendem Sitz in jede der runden Oeffnungen 60 der Teilscheibe
38 paßt. Somit "schwimmt" jede der Schaltmatrizen 62 in der entsprechenden Öffnung
60 und kann verschiedene axiale Lagen rela-tiv zur Teilscheibe 38 einnehmen, unabhängig
von den anderen Schaftmatrizen. Auch die Längsabmessung oder Dicke jeder Schaftmatrize
62 ist die gleiche wie die Dicke oder Tiefe der Teilscheibe 38, wobei selbstverständlich
die ahl einer beliebigen Matrizendicke möglich ist sowie in Betracht gezogen werden
kann. Die Dicke der Teilscheibe kann gleich der oder kleiner als die Dicke der matrize
sein.
-
Gemäß Fig. 3 und 5 ist die hintere Halteplatte 46, die wie angegeben
gegen jede Bewegung in Bezug auf das Bett 12 feststeht, mit mehreren Öffnungen 68
in solcher Anordnung versehen, daß dieselben gemeinsam mit allen Öffnungen 60 in
der Teilscheibe 38 fluchten körben. Ferner ist ein Satz von Anköpfwerkzeugen 70a
bis 70d an dem Bett angebracht und durch den Matrizenschuh 50 in einer solchen Lage
gehalten, daß sie durch die Öffnungen 68 in der hinteren Halteplatte 46 hindurchragen.
Die Anköpfwerkzeuge 70 sind dabei in einer festen Lage am Bett 12 gehalten.
-
Die Größen der betreffenden Öffnungen 68 ändern sich in Verhältnis
zueinander und zu dem äußeren Durchmesser der Schaftmatrizen 62 in Abhängigkeit
von dem sondern Arbeitsgang, der von dem Anköpfwerkzeug ausgeführt wird, welches
sich durch die jeweilige Öffnung 68 erstreckt.
-
Die vordere Halteplatte 48 ist ähnlich mit in gleichen Abständen angeordneten
Öffnungen 72 versehen, durch die ein Satz von Schaft stempelwerkzeugen 74a bis 74d
vorstehen kann, um mit den Anköpf.
verkzeuÕen 70 zusammen zu arbeiten.
Die Schaftstempel bza.
-
-werlizeuge sind fest am Druclistößel 16 angebracht und damit in der
Lage, eine hin- und hergehende Längsbewegung mit dem Druckstößel, relativ zum Bett
12 und den an diesem angebrachten Bestandteilen auszuführen. Wie Fig. 4 und 5 erkennen
lassen, ist der Durchmesser jeder Öffnung 72 in der vorderen Halteplatte 48 kleiner
als der Außendurchmesser einer Schaftmatrize 62.
-
Auch liegen die Öffnungen 72 in radialer Richtung zwischen zwei angearbeiteten
Führungsbahnen bzw. Ringrippen, die dazu dienen, die Ebene der Schaftmatrizen 62
während einer Schaltbewegung und fUr andere Arbeitsgänge festzulegen, wie unten
im einzelnen beschrieben ist.
-
An einer der in gleichen Abständen angeordneten Stellen, an denen
sich die Öffnungen 72 in der vorderen Halteplatte 48 befinden, ist ein radialer
Einschnitt 76 ausgebildet. Wie hierzu aus Fig. 3 hervorgeht, kann ein Rohmaterial
80 mit Draht- oder Stabprofil axial in die maschine durch eine Vorschubeinrichtung
E eingeführt werden, die in Fig. 3 in zwei Förderrollen 82 besteht, die entweder
kontinuierlich oder schrittweise synchron mit der Kurbelwelle 20 und dem Teil- oder
Schaltknopf 14 angetrieben werden. Das Profilmaterial 80 wird durch eine Abschermatrize
78 einer Schaftmatrize 62 zugeführt, wenn letztere durch die Teilscheibe 38 in eine
Flucht mit der Abschermatrize 78 gebracht wird. Um ein Scherschneidenpaar zu erhalten,
bildet die Vorderseite jeder Schaftmatrize 62 mit dem offenen Ende der Matrizen
höhlung 64 eine scharfe Schneidkante S (Fig. 6). Es ergibt sich somit, daß durch
eine relative Seitixärtsoewegung zwischen der Schermatrize 78 und einer Schaftmatrize
62, in die das Profilmaterial 80 vorgeschoben ist, ein scherendem Abtrennen des
Profilmaterials erfolgt. Diese Relativbewegung des Schneidenpaares an der Schaftmatrize
62 und der Schermatrize 78 kann für den hier in Betracht gezogenen Arbeitsgang der
Maschine der Erfindung auf verschiedenen Wegen erreicht werden. Wenn es der Durchmesser
und
das Material des Pohmaterials 80 zulassen, kann die Schermatrize
78 feststehend gehalten werden, so daß, brenn beim Vorschub des Materials 80 eine
Schaftmatrize 62, die mit der Schermatrize 78 ir. eine Flucht kommt, das Weiterschalten
der Teilscheibe 38 die Relationsbewegung der Scherkanten hervorbringt, die zum Durchscheren
des Rohmaterials bzw. Drahts erforderlich ist. So ist bei der Ausführungsform der
Fig. 1 bis 3 die Schermatrize 78 an einem feststehenden Ausleger 84 befestigt, der
durch Bolzen oder in anderer Weise am Rahmen 10 der Maschine befestigt ist.
-
Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 10 und 11 ist die
Schermatrize 78 in einem Halter 86 an dem einen Ende eines Arms 88 angeordnet, der
an seinem anderen Ende auf einer festen Welle 90 gelagert ist, deren Achse parallel
zur Hin- und Herbewiegung des Druckstößels 16 ist. Die obere Stellung des Arms und
damit der Schermatrize 78 ist durch eine Anschlagfläche 92 vom Kof 94 eines Bolzens
96 festgelegt, der in einem Block 96 am Bett 12 sitzt. Eine Druckfeder 100 preßt
den Arm 98 an die Anschlag fläche 92 des Bolzenkopfes 94. Der Halter 86 ist mit
einer Nockenfläche 102 versehen, an der eine Nockenrolle 104 angreift, die in einer
geeigneten Stellung an dem Druckstößel 16 gehalten ist. Die Stellung des Halters
86 und damit der Schermatrize 78 gemäß Fig. 11 ist die Endstellung eines Abscherhubs.
-
Somit befindet sich die Schermatrize 78 versetzt in Bezug auf eine
Schaftmatrize 62, in der ein Rohling B von dem Rohmaterial 80 abgeschert worden
ist. Ein justierbarer Anschlagstift 106 ist radial zur Teilscheibe 58 angeordnet,
um den Stoß der Scherbewegung r Schermatrize 78 abzufangezi. Daher wird bein Zurückziehen
des Druckstößels 16 und damit der Rolle 104 die Feder 100 den Arm 88 und damit die
Schermatrize 78 ausviärts pressen, bis der Ar an die Anschlagfläche 92 stößt, wodurch
die Schermatrize 78 wieder in eine Flucht mit der Schaltstellung einer leeren Schaftmatrize
62 gebracht wird.
-
Es ist zu beachten, daß statt der Bewegung der Schermatrize 78 in
der zu Fig. 10 und 11 beschriebenen Weise auch andere AusfÜhrungsformen möglich
sind. Zum Beispiel kann die Schermatrize 78 durch ein Glied gehalten erden, das
durch eine unabhängige Kurbel (nicht dargestellt) angetrieben und synchron mit dem
Schaltkopf 14 und dem Druckstößel 16 betätigt wird. Ohne Rücksicht auf die hart,
in der die Scherflächen einer Schaftmatrize 62 und der Schermatrize 78 praktisch
ausgeführt sind, ergibt sich, daß weil die Anköpfmatrizen 70 in Verbindung mit der
Rückseite jeder Schaftmatrize 62 bei den noch zu beschreibenden Arbeitsgang der
Ausbildung des Nietkopfes wirksam werden, steht die Vorderseite jeder Schaftmatrize
ausschließlich für den Abschervorgang des Rohlings gemeinsam mit der Schermatrize
78 zur Verfügung.
-
Ausbildungseinzelheiten der Anköpfmatrizen bzw. -werkzeuge 70 der
Schaftstempel 74 sowie die Art und Weise, in der diese Stähle miteinander und mit
den Schaftmatrizen 62 beim Betrieb der Maschine nach der Erfindung zusanunenwirken
für die Formung eines metallischen Formkörpers, etwa eines Hohlniets R, sind in
Fig. 4 verdeutlicht, in der die 6 Öffnungen 60 der Teilscheibe 38 auf einen linearen
Querschnitt projiziert und die 6 Bearbeitungsstationen I bis VI auseinander gezogen
sind. Die Stationen I bis VI geben die 6 Stellungen wieder, in die jede Schaftmatrize
62 geschaltet wird durch Winkelschritte der Teilscheibe 38 während der Rückstellung
des Druckstößels 16 aus seiner vorderen oder Arbeitsstellung gemäß Fig. 4 in eine
Rückzugsstellung und möglicherweise während eines Anfangsabschnitts der Vorwärtsbewegung
des Druckstößels. Die Länge der Zeit, vrährend :lelch2r die Schaftmatrizen 62 in
jeder der Stationen I bis VI stehen, stellt eine Verweilperiode dar, in der die
Winkel- oder Drehbewegung der Teilscheibe 38 gestoppt ist.
-
In Fig. 4 ist Station I die Abscherstation für den Rohling, in der
jede Matrize in eine Flucht mit dem Anköpfwerkzeug 70a
gebracht
wird, das als Stoppanschlag für den linearen Vorschub des Stangen oder Drahtmaterials
80 wirkt. Kommt somit die Schaftmatrize 62 in Station I in eine Flucht mit dem Werkzeug
70a und der Schermatrize 78, so rückt die Stange 80 vor, bis ihr Ende am Ende des
Werkzeugs 70a anstößt. Durch anschließende Relativbewegung der Matrize 62 aus der
Station I oder Relativbewegung der Schermatrize 78 in die Station I erfolgt das
Abtrennen eines Rohlings B vom Rohmaterial 80 in der Höhlung der Schaftmatrize 62
auf dieser Station in der beschriebenen Weise.
-
Auf Station II wird die Anköpfmatrize 70b in eine Flucht mit dem Stempel
74a und der Schaftmatrize 62 nach deren Weiterschaltung in diese Station gebracht.
Der in Station II durchgeführte Arbeitsgang ist die axiale Einstellung des Rohlings
B durch radiale Ausdennung infolge einer Zusammendrückung in Längsrichtung, so daß
der Rohling durch Ausdehnung in dichte Anlage an den Hohlraum der Schaftmatrize
62 in dieser Station kommt. Die so in Station II festgelegte Stellung des Rohlings
B ird durch die weiteren Arbeitsgänge beim anschließenden Weiterschalten der Teilscheibe
38 beibehalten.
-
In Station III wird das Anköpfwerkzeug 70c mit dem Stempel 74b in
eine Flucht gebracht. Das Werkzeug 70c besitzt an seinen vorderen Ende einen Matrizenhohlraum
108, in den der Rohling B vorgeschoben wird, um ihm einen Kopf anzuformen. Dieser
Vorgang wird durch den Stempel 74b durchgeführt, der einen zentralen Dorn 110 laut,
der n den tahlraum dr Schaftmatrie eindringt, um die Kraft auszuüben, die auf beide
Enden des Rohlings für das Anformen des Kopfes in Station III einwirkt. Der Stempel
74b ist ferner mit einer ringförmigen Anschlagfläche 112 versehen, die an der Schaftmatrize
62 in Station III angreift, um sie gegen das Anköpftierkzeug 70c vorzubewegen. Diese
Axialbewegung der Schaftmatrize 62 in Station III ist tatsächlich
unabhängig
von der axialen Einstellung der Schaftmatrizen in den anderen Stationen und ist
möglich wegen der besonderen Halterung der Matrizen, die in der Teilscheibe 58 schwimmend
angeordnet sind.
-
Weil eine Schaltbewegung der Teilscheibe 38 nicht erfolgen kann, wenn
eine Schaftmatrize 62 axial verstellt ist wie in Station III, ist für die Schaftmatrize
eine Rückstell- bzw. Abstreifvorrichtung vorgesehen, un die Matrize zurückzuführen,
wie es beim Zurückziehen des Druckstößels 16 notwendig ist, in diesem Fall in beiden
Stationen III und IV. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird diese Rückstellung
der Matrize durch eine Anordnung bexvirkt, die ein Joch 114 einschließt, das entgegen
der Vortriebskraft des Druckstößels 16 durch eine Druckfeder 116 beaufschlagt ist
und diametral angeordnete axiale Stütznasen 118 aufweist, die an geflanschten Hülsen
120 und 122 angreifen, welche konzentrisch an den AKiöpfwerkzeugen 70c und 70d in
Station III und IV vorgesehen sind.
-
Wie in Fig. 4 und 5 dargestellt, werden, obwohl die Hülsen 120 und
122 sowie die Flansche 124 dieselbe Kreisform besitzen, die Hülsen 120 und 122 dadurch
gegen Drehung gehalten, daß die Stütznasen 118 an der Jochplatte 114 in Rasten 126
eingreifen, die an entgegengesetzten Seiten jedes Flansches 124 ausgebildet sind.
In diesem Fall fluchten zwei Rillen oder Ausschnitte 128 mit dem Schaltweg und gestatten
so den Vorbeigang des Nietkopfes während der Schaltbewegung der Teilscheibe 38.
Auch ist zu beachten, daß die hintere Halteplatte 46 mit einer Ringrippe 150 versehen
ist, um eine feste Abstützung für die Hülsen 120 und 122 zu ergeben. Diese von der
Ringlippe 130 gewährte Abstützung ermöglicht die Rückstellung der Schaftmatrize
in den Stationen III und IV, ohne daß ein Verkanten oder eine Fehlausrichtung der
Matrize beim Zurückziehen des Druckstößels eintreten könnte.
-
ucr .r£ auch die Anordnung der Hülsen 120 und 122 auf den zylindrischen
Werkzeugen 70c und 70d ein einwandfreies Fluchten der Schaftmatrizen mit der Achse
der Stößelhübe viährend der voll Bewegung, die für die Arbeitsgänge in den Stationen
III und IV in Betracht kommen, gewährleistet.
-
In Station IV ist das Werkzeug 70d mit einer Matrizenhöhlung für das
Anköpfen versehen, ähnlich derjenigen am Anköpfwerkzeug 70c, doch ist der am Druckstößel
gehaltene Stempel 74c in Station IV cit einem Abschnitt 113 zum Aushöhlen des Schafts
versehen.
-
Der Arbeitsgang in Station IV mit Bezug auf die Bewegung der Schaftmatrize
62 gleicht im übrigen der mit Bezug auf Station III beschriebenen.
-
Station V ist bei der dargestellten Ausführungsform eine Rohlingstation
und als solche frei von Werkzeugen in diesem Fall. Doch können natürlich weitere
Anköpfmatrizen oder Stempel auch in diese Station vorgesehen sein, wenn ein Erzeugnis
besonderer Gestalt geformt werden soll. In Station VI werden die Schaftstempel in
eine Flucht mit einem Auswurfstempel 74d gebracht, der am Druckstößel gehalten ist.
Bei dessen Vorbewegung dringt der Stempel 74d durch den Hohlraum der Schaftmatrize
62, um das Fertigteil R auszustoßen, wie in Fig. 4 angedeutet ist.
-
Aus , orstehendem ergibt sich, daß nachdem jede der sechs Schaft-Matrizen
62 die hbscherstation I passiert hat, ein Fertigteil R bei adern Hin- und Heran
des Druckstößels 16 ausgeworfen wird.
-
Wegen der Anordnung der Anköpfwerkzeuge 70 in einer festen Stellung
hinter der Teilscheibe 38 sowie der Art und Weise, in der die Schaftmatrizen schwimmend
in der Teilscheibe 38 sitzen, werden die vom Druckstößel ausgeübten Kräfte völlig
ferngehalten von der Teilscheibe 38 und der Welle 34. Somit ist die Masse, die schrittweise
zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen I bis VI bewegt werden nuß, auf ein
Minimum begrenzt, was ein
äußerst schnelles Fortschalten der Teilscheibe
38 und Hin- und Berbevepen des Druckstößels zuläßt.
-
Zusätzlich wird durch die gebotene Erleichterung, jede Schaftmatrize
für das Abscheren heranzuziehen, ermöglicht, die Bearbeitung des Rohlings rasch
und im Gleichtakt mit einer äußerst hohen Geschwindigkeit des gesamten Betriebs
der Maschine durchzuführen, ohne die möglichen Variationen in der Formgebung des
Kopfes irgendwie einzuengen. Somit sind in Fig. 6 bis 9 die Schaftmatrizen 62 mit
vier verschiedenen Formen von Hohlräumen 64a bis 64d gezeigt. In jedem Beispiel
grenzt der Matrizenhohlraum 64 an die Vorderseite 65 in der scharfen Scherkante
S. Das andere Ende des Natrizenhohlraums 64 geht in die Rückseite 63 in einer eise
über, die allein durch die gewünschte Kopfform bestimmt ist. So ist in Fig. 6 ein
abgerundeter Ubergang zwischen dem Schaft und dem Kopf eines Niets R vorgesehen,
während in Fig. 7 ein Schulterniet und in Fig. 8 ein Senkniet gezeigt sind.
-
In Fig. 9 ist ein SchloßschraubeSiopf an einem Erzeugnis abgebildet,
das zwar als Niet dargestellt ist, doch auch ein Schloßschraubenbolzen von großer
Länge sein kann, wobei in diesem Fall der längere Schaft allerdings eine größere
Tiefe oder Dicke der Schaftmatrize als in Fig. 9 gezeigt erfordern würde. Zudem
ist die Auswechselbarkeit der unterschiedlichen Matrizen sowie verschiedenen Teilscheiben
38 durch die lösbare Anbringung der vorderen Halteplatte 48 erleichtert. Eine Anpassung
an unterschiedliche Dicken der Schaftmatrizen 62 lann durch Auswechseln der Stehbolzen
56 ohne Änderung anderer Teile bewirkt werden Die Erzeugnisse, die mit Bezug auf
Fig. 6 bis 9 und im Zusammenhang mit dem allgemeinen Arbeiten der Maschine nach
der Erfindung beschrieben sind, werden in der gebräuchlichen Weise aus metallischen
Rohlingen gefertigt. Doch kann die Maschine auch dazu dienen, mit Kopf versehene
Erzeugnisse aus anderen Materialien, wie Kunststoffen,
Fasergemischen
und dergleichen herzustellen.
-
Sonit zeigt sich, daß die Erfindung eine verbesserte Nietformmaschine
geschaffen hat, durch die die eingangs gestellte Aufgabn in vollem Umfang gelöst
ist. Dabei sind die Einzelheiten dieser Lösung keinesltJegs auf die beschriebene
und dargestellte Ausführungsform beschränkt, vielmehr sind für den Fachmann ohne
erfinderisches Zutun mannigfache Abwandlungen derselben denkbar, die in den Schutzunfang
der Erfindung im Sinne der anhängenden Ansprüche fallen.