DE2851673A1

DE2851673A1 - Verfahren und vorrichtung zum spitzpraegen von schraubenrohlingen

Info

Publication number: DE2851673A1
Application number: DE19782851673
Authority: DE
Inventors: Edwin John Skierski
Original assignee: USM Corp
Current assignee: USM Corp
Priority date: 1977-11-29
Filing date: 1978-11-29
Publication date: 1979-05-31
Also published as: JPS5485159A; JPS6225455B2; FR2409804A1; AU527443B2; CA1104310A; FR2409804B1; US4149287A; GB2008455A; GB2008455B; AU4153978A

Description

DIPL. ING. HEINZ BARDEHLE München, 29.November 197Π

DIPL. CHEM. DR. PETER FÜRNISS „ J _ 28516 7

PATENTANWÄLTE

Aktenzeichen: Unser Zeichen: P 2 7 8

Anmelder: _USM Corporation

Farmington, Connecticut 06032

Zustelladresse: 181 Elliott Street

Beverly, Mass. 01915 U.S.A.

Verfahren und Vorrichtung zum Spitzprägen von Schraubenrohlingen

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Kanzlei: Herrnstraße 15, München

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Anschneiden von Führungsenden von Metallschrauben-Rohlingen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Halten von Schraubenrohlingen in einer Maschine, während die Rohlinge angeschnitten werden.

Bei dem bisherigen Stand der Technik war es in der Schraubenindustrie üblich, die Schneidekanten in dem Führungsende eines Schraubenrohlings maschinell zu erstellen. Dies war ein kostspieliges Verfahren. Fortschritte in der Schraubenherstellungstechnik führten den Gebrauch von Preßstempeln ein, um die Schneidekanten in Schraubenrohlinge einzupressen oder einzustanzen, bevor der Rohling mit einem Gewinde versehen wurde. Maschinen dieses Typs sind in den US-PS 3 395 603 und 3 398 413 der gleichen Anmelderin der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die darin beschriebenen Maschinen verwenden einen Arbeitsvorgang, in dem pro Minute 300 bis 700 Schraubenrohlinge in eine rotierende Scheibe eingeführt werden, die in ihrem Umfang Einkerbungen aufweist. Die Scheibe rotiert, wobei die Rohlinge normalerweise vertikal in den Einkerbungen gehalten werden, um die Rohlinge.-aufeinanderfolgend zwischen ein Paar von Preßstempeln zu bringen.

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Ein Druckstempel wird in Betrieb gesetzt, der sich radial nach innen bewegt, um den Rohling während des Preßvorganges in seiner Einkerbung im Umfang der Scheibe zu halten. Während sich der bewegliche Preßstempel an das Führungsende des Rohlings und gegen den feststehenden Preßstempel schließt, werden der Schaft und das Führungsende des Rohlings nach Bedarf etwa um den halben Durchmesser des Rohlings aus der gekrümmten Ebene, die vom Umfang oder der Peripherie der Scheibe bestimmt wird, geschwenkt. Diese radial nach außen gerichtete Bewegung des Rohlings verursacht ein Biegen des Schaftes an der Oberfläche der Preßstempel, wenn diese Rohlinge eine Länge von ungefähr 1,9 cm (3/4 Inches) oder mehr haben.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anschneidemaschine bereitzustellen, die Schraubenrohlinge preßt, ohne gleichzeitig den Schraubenschaft zu verbiegen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine Anschneidemaschine zur Herstellung von Spitzen an Schraubenrohlingen. Die Maschine besteht aus einer drehbaren Scheibe mit einer Vielzahl von im allgemeinen axial ausgerichteten Einkerbungen an ihrem Umfang. Die Scheibe rotiert, um Schraubenrohlinge, die in den Einkerbungen gehalten werden, aufeinanderfolgend zwischen einen feststehenden und einen beweglichen Preßstempel zu führen. Ein Druckstempel hält den Schraubenrohling in der Einkerbung, während die Preßstempel das Führungsende des Rohlings pressen. Die Einkerbungen können in einem Winkel von ungefähr 3° bis 8° nach innen zum Mittelpunkt der Scheibe hin liegen, d.h. sie neigen sich von der Oberseite der Scheibe zur Unterseite der Scheibe hin nach innen. Durch den Winkel in der Einkerbung in der Scheibe kann der feststehende Preßstempel mehr zum Mittelpunkt der Scheibe hin angebracht werden, so daß das Pressen des Schraubenrohlings zwischen den Preßstempeln und die

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nachfolgende, radial nach außen gerichtete Bewegung des Rohlingsschaftes den Schaft nicht verbiegt, vielmehr bleibt" der'Schaft für die spätere Erstellung des Gewindes und die nachfolgende Bohrung damit gerade.

Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in den anliegenden Zeichnungen verdeutlicht.

Figuren 1A,B und C sind Seitenansichten eines Schraubenrohlings, eines angeschnittenen Schraubenrohlings und einer Schraube mit Gewinde, wobei die ersten zwei Figuren die anfänglichen und abschließenden Phasen des Arbeitsprozesses der vorliegenden Maschine an einem Schraubenrohling zeigen. Fig. 2 ist ein Grundriß eines Teils einer faschine, die nach den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung konstruiert wurde. Fig. 3 ist eine Ansicht entlang den Linien III-III aus Fig. Fig. 4 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 3 in einer fortgeschrittenen Phase im Anschneideprozeß; und

Fig. 5A und 5B zeigen den Stand der Technik gegenüber der in Fig. 3 und 4 gezeigten Erfindung.

Figur 1a zeigt einen Schraubenrohling 10 mit einem verlängerten Schaft 12 und einem Kopf 14. Jeder Schraubenrohling' 10 besitzt auch ein Führungsende 16 gegenüber dem Kopf 14. Der Kopf 14 kann in irgendeiner Weise so geformt sein, daß das Zusammenarbeiten mit einem Werkzeug zum Drehen der Schraube ermöglicht wird, um das Einführen oder Entfernen derselben zu bewerkstelligen.

Die Schraubenrohlinge 10 werden in einer Anschneidemaschine 30 bearbeitet, die teilweise in Figur 2 dargestellt wird. Die Anschneidemaschine 30 besitzt eine im allgemeinen horizontal

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angebrachte Platte oder Scheibe 32, die drehbar auf einer Welle 34 angeordnet ist, die sich durch die obere Oberfläche der Scheibe 32 erstreckt. Die Welle 34 ist an einem Rahmenteil 36 der Maschine 30 angebracht. Die Scheibe 32 wird von einem Schrittschalt-Mechanismus angetrieben (nicht gezeigt), der sich auf der Maschine 30 befindet. Die Maschine 30 enthält auch eine Zuführrinne 38. Die Maschine weist einen unteren und oberen, C-förmigen Haltering 40 und 41 auf, die horizontal neben der Scheibe 32 angeordnet sind.

Die drehbare Scheibe 32 weist an ihrem Umfang eine Vielzahl von im allgemeinen axial angebrachten Einkerbungen 44 auf. Ein unter Spannung gehaltener Fuß 46 ist aktivierbar im Haltering 40 befestigt. Der unter Spannung gehaltene Fuß ist am distalen Ende eines Armes angeordnet, der sich auf einem Stift 49 dreht, der am unteren Haltering 40 befestigt ist. Der unter Spannung gehaltene Fuß 46 wird von einer Feder oder ähnlichem gegen den Schraubenrohling 10 beaufschlagt.

Wenn die Maschine 30 arbeitet, wird eine Anzahl von Schraubenrohlingen 10 durch die Zuführrinne 38 heruntergeführt und jeder Schraubenrohling von einer der Einkerbungen 44 aufgenommen, wenn die Einkerbung rotierend am unteren Ende des Zuführkanals 38 vorbeiläuft. In diesem Beispiel rotiert die Scheibe 32 intermittierend gegen den Uhrzeigersinn. Der obere Haltering 41 besitzt eine gebogene Oberfläche 42, die vom Umfang der Scheibe 32 gerade.so weit entfernt ist, daß sie verhindert, daß die Schraubenrohlinge 10 aus den Einkerbungen fallen, wenn sie bei der Umdrehung der Scheibe 32 im Kreis rotieren. Die intermittierende Rotation der Scheibe 32 ermöglicht es, daß jeder so gestützte Schraubenrohling vorübergehend zwischen ein Paar von Preßstempeln 50 gebracht wird, die zuerst auseinanderstehen und die,wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, dann betätigt werden. Das Paar von Preßstempeln 50 umfaßt einen feststehenden Preßstempel 52 und einen hin- und herbewegbaren Preßstempel 54. Die Bewegung zwischen dem Preßstempel 52 und dem Preßstempel 54 legt eine Bewegungsachse oder einen Bewe-

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gungsort zwischen ihnen fest. Der feststehende Preßstempel 52 ist an einem Teil des Rahmens 3 6 befestigt. Jeder der Preßstempel 52 und 54 hat eine bearbeitete Oberfläche 56, die in Anlage an den Schaft 12 gelangt und ihn anschneidet. Der bewegbare Preßstempel 54 wird von einem unter Druck stellbaren Element 58 hin- und herbewegt, das das Paar von Stanzen 50 veranlaßt, das Führungsende 16 jedes aufeinanderfolgenden Schraubenrohlings 10 zu pressen, während es vorübergehend zwischen dem Paar von Stanzen hält.

Jede Einkerbung 44 ist so im Umfang der Scheibe 32 angebracht, daß das Führungsende 16 des Schaftes 12 des Schraubenrohlings 10,das eine Achse S hat, in einem Winkel A zur Vertikalen V nach innen gerichtet werden kann, wenn es von dem Druckstempel 46 gehalten wird. Diese Winkelgröße kann ungefähr 3° bis 8 betragen, was nur leicht geneigt vom Parallelzustand zur Rotationsachse der Scheibe 32 ist. Der feststehende Preßstempel befindet sich unter der Scheibe 32, so daß er gerade noch die Oberfläche des Führungsendes 16 des Schraubenrohlings 10 berührt. Die Achse des Schraubenrohlings 10 kann irgendwo zwischen 3° und 8° zur Parallelen zur Achse der Scheibe 32 liegen. D.h. sowohl der Schraubenrohling 10 als auch die Einkerbung sind zur Rotationsachse der Scheibe 32 hin leicht angewinkelt, damit die Achse des Schaftes 12 vorher in einem Winkel vom bis 8 zum Bewegungsort der Preßstempel 52 und 54 angeordnet werden kann, wobei der bevorzugte Winkel 4° ist. Der bewegbare Preßstempel 54 bewegt sich entlang einer Bewegungsachse oder einem Bewegungsort D, was einer Bewegung radial nach außen vom Mittelpunkt der Scheibe 32 her entsprechen kann, und greift und preßt das Führungsende 16 des Schraubenrohlings 10 zwischen den Preßstempeln 50. Die Preßstempel 50 verlagern das Ende des Schaftes 12, den sie nach außen hin von der Einkerbung weg gegen die äußeren Umrisse des feststehenden Preßstempels 52 pressen. Dies ist in der Tat ein Schwenken des Schraubenroh-

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lings 10 um seinen Kopfteil 14, der auf der oberen Fläche der Scheibe aufliegt. Das bedeutet, daß die Achse S des Rohlings 10 und die Vertikale V koaxial werden. Diese Schwenkbewegung des Schraubenrohlings kann ungefähr einen halben Durchmesser des Schaftes betragen.

Diese Schwenkbewegung ist in den Figuren 5^ und 5B gezeigt, in denen eine bereits bekannte Scheibe 80 in ihrem Umfang eine Einkerbung 82 aufweist, wobei die Einkerbung 82 parallel zur Rotationsachse R der Scheibe 80 angeordnet ist. Ein Schraubenrohling 10 wird in der Einkerbung 82 gehalten und veranlaßt, nach außen zu schwenken, wenn er zwischen einem Paar von Preßstempeln 84 gepreßt wird, auch wenn der Schraubenrohling 10 von dem Preßfuß 86 gegen die Seiten der Einkerbungen 80 gepreßt wird. Der Schraubenrohling 1O wird um etwa die Hälfte seines Durchmessers verlagert und der Schaft 12 verbogen, wie in Fig. 5B gezeigt. Denn der bisherige Stand der Technik sah keinen vorgegebenen Winkelspielraum in der Einkerbung der rotierenden Scheibe 80 oder einer anderen Haltevorrichtung zur Halterung des Schraubenrohlings vor, um die Schwenkung, die durch die Verlagerung des Schaftes verursacht wurde, auszugleichen.

Figur 1B zeigt einen richtig gepreßten Schraubenrohling 10 der vorliegenden Erfindung, der ein Paar von Ohren 6O und 62 und einen Kopf 64 aufweist, die nach dem Pressen alle am Schraubenrohling verbleiben. Während der Herstellung wird der Schraubenrohling 10 in der Einkerbung 44 der Scheibe 32 gehalten, rotiert mit der Scheibe 32, bis er das entfernteste Ende des Halterings passiert, wo dann der gepreßte Schraubenrohling 10, wie in Fig. 2 gezeigt, in einen Sammelbehälter fallengelassen wird. Die nun leeren Einkerbungen44 rotieren dann intermettierend mit der Scheibe 32, um, wenn sie die Versorgungsrinne passieren, neue

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Schraubenrohlinge aufzunehmen.

Nachdem der Schraubenrohling 10 gepreßt und aus der vorliegenden Maschine 30 entfernt worden ist, wird er in konventioneller Weise mit einem Gewinde versehen und wird, wie in Fig. 1C gezeigt, zu einer Schraube 70. Die Ohren 60 und 62 und der Kopf 64 werden von Geräten, die das Gewinde formen, während dieses Gewindeformens entfernt. Die Ohren 60 und 62 und der Kopf 64 verhindern Beschädigung der Schnittkanten vor Anbringung des Gewindes.

Die Erfindung ermöglicht somit einen einzigartigen Weg zur Herstellung von angeschnittenen Schrauben unter gleichzeitiger Verhinderung eines Verbiegens der Schäfte durch den Anschneidevorgang.

Zusammenfassend bezieht sich die Erfindung auf eine Maschine zum Herstellen von Spitzen an drehbaren Befestigungselementen, wobei die Maschine eine rotierende Scheibe zur Halterung einer Anordnung von Rohlingen für Befestigungselemente über einem Paar von Preßstempeln besitzt. Die Befestigungsrohlinge werden zum Zuspitzen in Intervallen zwischen die Preßstempel geführt. Die Scheibe weist an ihrem Umfang Einkerbungen auf, die die Rohlinge halten. Die Einkerbungen in der Scheibe stehen im spitzen Winkel zur Achse der Scheibe und die Rohlinge sind während des Preßvorganges gegen sie gesichert, um ein Verbiegen der Befestigungselemente während des Pressens zu verhindern.

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Claims

Patentansprüche

1.)Maschine zum Spitzprägen von Schraubenrohlingen mit einem Paar von Preßstempeln zum Anschneiden von Schraubenrohlingen zwischen ihnen, wobei mindestens einer der Preßstempel zum anderen Preßstempel hin bewegbar ist, und einer Vorrichtung zum Bewegen des beweglichen Preßstempels entlang einer Bahn zum anderen Preßstempel hin, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine eine Vorrichtung zum Halten des Schraubenrohlings (10) in einer Lage zwischen dem Paar von Preßstempeln (50) aufweist, wobei die Achse (S) des Schraubenrohlings (10) in einem Winkel (A) zur Bewegungsbahn des beweglichen Preßstempels (54) von weniger als 90 angeordnet ist und eine vorbestimmte Schräglage des Schraubenrohlings (10) in Bezug auf das Paar von Preßstempeln (50) während des Preßvorganges erlaubt, um irgendeinem Verbiegen des Schaftes (12) des Schraubenrohlings (10) entgegenzuwirken.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Halten des Schraubenrohlings (10) eine Scheibe (32) enthält, die um eine Achse (34) rotiert und die Scheibe (32) Einkerbungen (44) in ihrem Umfang aufweist.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkerbungen (44) in einem leichten Winkel zur Rotationsachse der Scheibe (32) ausgerichtet sind.

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4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Einkerbungen (44) im Umfang der Scheibe (32) 3° bis 8° nach innen, geneigt zur Parallelen zur Rotationsachse der Scheibe (32), beträgt.

5. Verfahren zum Spitzprägen eines Schraubenrohlings, wobei man ein Paar von Preßstempeln zur Verfügung stellt, wobei einer der Preßstempel entlang einer Achse in Richtung auf den anderen Preßstempel hin bewegbar ist und das Paar von Preßstempeln einen Schaft eines Schraubenrohlings, der zwischen ihnen angeordnet ist, anschneidet, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenrohling in einem vorbestimmten Winkel zur Bewegungsachse zwischen dem Paar von Preßstempeln gehalten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Haltewinkel des Schraubenrohlings so gewählt wird, daß ein Verbiegen des Schraubenrohlings während des Pressens verhindert wird, wobei der vorbestimmte Winkel um wenigstens den halben Durchmesser des Schraubenrohlings schräg zur Normalen zur Bewegungsachse der Preßstempel liegt.

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