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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
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Herstellung eines rohrförmigen Dübels, welcher in eine Bohrung in
einer Wand eingesetzt werden kann, um eine Schraube darin zu befestigen und zeigt
gleichzeitig die dafür erforderliche Vorrichtung zur Herstellung solcher Dübel.
Bekanntlich lassen sich Dübel ohne Auflageflansch sehr einfach herstellen, indem
ein kontinuierlich gezogener Strang aus thermoplastischem Material anschliessend
in kurze Stücke der gewünschten Länge zerteilt wird.
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Der Vorteil dieser Herstellungsmethode besteht darin, daß die Dübel
verschiedene Länge haben können, ohne daß dabei eine spezielle Spritzmaschine für
die jeweilige Dübellänge notwendig wäre.
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Zahlreiche Dübel besitzen jedoch einen Auflageflansch, welcher verhindert,
daß beim Einsetzen der Dübel in das Bohrloch in einer Wand der Dübel zu weit in
das Bohrloch hineinrutscht. Ein solcher Flansch bewirkt jedoch, daß die Dübel nicht
nach dem oben beschriebenen einfachen Verfahren hergestellt werden können. Es ist
vielmehr ein Spritzgießverfahren erforderlich, bei welchem für jede Dübelart eine
spezielle Form erforderlich ist. Ein solches Verfahren ist also erheblich teuerer,
wobei zusätzlich die Stückzahlen wesentlich niedriger liegen als bei dem ersten
Verfahren. Außerdem ist für jede Dübellänge eine spezielle Spritzform notwendig.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, ein Verfahren zur Herstellung
von Dübeln mit Auflageflansch zu finden, bei welchem die Vorteile des erstgenannten
Extrusionsverfahrens voll erhalten bleiben.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die von dem Strang
abgeteilten Werkstücke in eine Form gebracht
werden, die auf einer
Seite eine dem Anschlagflansch entsprechende Vertiefung aufweist, worauf das über
die Vertiefung hinaus vorstehende Werkstückende in einen fließfähigen Zustand gebracht
und unter axialem Druck in die den Anschlag bildende Formvertiefung übergeführt
wird, wobei das Fließbarmachen durch Erwärmung und/oder Einwirkung von Ultraschall
erfolgt.
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Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens kennzeichnet sich
durch eine Form zur Aufnahme der von dem extrudierten Strang abgeteilten rohrförmigen
Werkstücke, die auf einer Seite eine der Form des Anschlagflansches entsprechende
Vertiefung aufweist, durch ein Verschlußstück zum einseitigen Abdecken der Form
und einen axial verschiebbaren Druckkolben auf der gegenüberliegenden Seite sowie
Mittel zum Fließbarmachen des Werkstückes.
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Vorzugsweise kann die Form aus zwei zusammensetzbaren Teilen gebildet
sein, die in den einander zugekehrten Flächen der Dübelform entsprechende Vertiefungen
zur Aufnahme des aus thermoplastischem Material bestehenden Werkstückes aufweisen,
wobei auf einer Seite der Form die Vertiefungen in eine den Anschlagflansch ausformende
Aussparung übergehen und auf der dem Druckkolben gegenüberliegenden Seite ein bewegliches
Verschlußstück vorgesehen ist. Außerdem ist der Druckkolben mit Heizmitteln versehen,
die im wesentlichen aus einem Metallblock bestehen, der mittels einer elektrischen
Widerstandsheizung erwärmbar ist und welcher eine Kammer aufweist zur Aufnahme des
Druckkolbens in seiner Ruhestellung.
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Andererseits kann der Druckkolben aus einem Schallkopf bestehen zur
Übertragung von Ultraschallschwingungen auf das in der Form befindliche, zu verformende
Ende des Werkstückes, weiches durch Uitraschall erwärmt wird.
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Weitere Vorteile und Besonderheiten der Erfindung werden im Verlauf
der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigt: Fig 1 eine schematische perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt,
einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung, welche zur Ausführung des Verfahrens
erforderlich ist; Fig. 2 Schnittdarstellungen zweier aufeinander-und 3 folgender
Arbeitsphasen der für das Verfahren erforderlichen Vorrichtung; Fig. 4 eine perspektivische
Ansicht eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Dübels; Fig. 5
eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform der für das
Verfahren notwendigen Vorrichtung, die hier in einer Arbeitsphase dargestellt ist,
welche vor dem Bilden des Auflageflansches liegt; Fig. 6 eine ähnliche Darstellung
im Schnitt derselben Vorrichtung, jedoch nach dem Bilden des Auflageflansches.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Herstellung rohrförmiger Dübel
1 aus thermoplastischem Material mit einem Auflageflansch 2 an einem Ende bestimmt,
wobei gegebenenfalls Verstärkungsrippen 3 zwischen Auflageflansch 2 und der Außenseite
des Dübelkörpers vorgesehen sind.
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Die Dübel sind aus einem durchlaufenden rohrförmigen Strang aus thermoplastischem
Material gebildet, welcher durch Extrusion hergestellt wird. Dieser Strang wird
in kurze Abschnitte 4 zerteilt, welche die Länge des gewünschten Dübels aufweisen.
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Anschließend werden erfindungsgemäß die einzelnen Abschnitte zum Bilden
des Auflageflansches 2 am einen Ende festgehalten. Dazu wird die Vorrichtung gemäß
Fig. 1 benutzt, die eine Gußform umfaßt, welche aus den Backen 5 gebildet ist, die
aufeinanderpassende Hohlräume 6 aufweisen und zur Aufnahme der Dübelabschnitte 4
dienen.
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Der so durch die Backen 5 gebildete Hohlraum ist zylindrisch ausgebildet,
wobei als Trennungslinie eine axiale Ebene durch den rohrförmigen Abschnitt 4 vorgesehen
ist.
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An einem Ende der Backen 5 erweitern sich die Hohlräume zu halbkreisförmigen
Ausschnitten 7. Diese Ausschnitte sind dabei so ausgebildet, daß sie nach dem Zusammenfügen
der beiden Backen 5 einen Hohlraum bzw. eine Form für den Auflageflansch 2 bilden.
Gegebenenfalls können die Dübel mit radialen Rippen 3 versehen sein, wozu in den
Backen 5 entsprechende Ausschnitte 8 eingebracht sein müssen.
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Die beiden Formteile 5 sind in zwei verschwenkbaren Backen 9 angeordnet,
welche um die Achsen 10 gelagert sind, so daß sie in die in Fig. 1 dargestellte
hohe Stellung gebracht werden können.
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Diese beiden Schwenkbacken 9 sind über einer Platte 11 angeordnet,
welche durch die Stange 12 eines Kolbens 13 durchbrochen wird, dessen oberes Ende
als Schluß für die aus den Formbacken 5 gebildete Form ausgebildet ist.
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Dieser Kolben ist außerdem mit einem Kopf 14 versehen, welcher in
das entsprechende Ende des Rohrabschnittes 4 hineinreicht.
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Der Kolben 13 ist in Richtung der Achse des Rohres 4 verschiebbar.
In der Ruhestellung ist der Kolben abgesenkt, so daß er sich in einer Kammer 15
befindet, welche in einem Metallblock 16 angeordnet ist, welcher mit elektrischen
Heizwiderständen 17 umgeben ist. Auf diese Weise wird der Kolben 13 jedesmal aufgeheizt,
wenn er sich in der öffnung 15 befindet.
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Unter der Platte 11 ist eine nichtdargestellte Steuernocke vorgesehen,
welche die Verschiebung der Kolbenstange 12 mit dem Kolben 13 bewirkt, der rohrförmige
Abschnitt 4 wird zunächst auf den Kolben 13 aufgesetzt, wozu er über den Kolbenkopf
14 gesteckt wird. Zweckmäßigerweise wird dazu ein automatisches Führungssystem benutzt,
was den Rohrabschnitt selbsttätig auf den Kolben 13 aufsetzt.
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Gegebenenfalls kann dieses Zuführungssystem noch mit einer Schneidvorrichtung
kombiniert sein, welche von dem kontinuierlichen Strang kurze rohrförmige Stücke
abtrennt.
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Die Steuerungsvorrichtung sorgt dann dafür, daß die Schwenkbacken
9 geschlossen werden, so daß die Formbacken 5 den Rohrabschnitt 4 zwischen sich
aufnehmen, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.
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Ein Deckel 18 senkt sich anschließend auf die Formbacken 5, um den
Abschluß der Form an der Oberseite zu gewährleisten. Vorzugsweise ist der Deckel
mit einem Zentrierbolzen 19 ausgestattet, welcher in das Rohr 4 hineingreift. Der
Deckel ist an einem Hebelarm 18a befestigt, welcher durch einen Schwenkhebel 18b,
welcher mit einer drehbaren Nocke 18c zusammenarbeitet, verbunden ist.
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Gemäß Fig. 2 besteht zwischen der Form und dem Kolben 13 ein Abstand
E der durch das entsprechende Ende des Rohrabschnittes 4 überbrückt wird. Der Rohrabschnitt
ist also länger als die Höhe der Formbacken 5. Die Länge des Rohrabschnittes 4 ist
dabei so berechnet, daß das überstehende Material gerade ausreicht, um den Auflageflansch
2 und gegebenenfalls die Rippen 3 aus dem überstehenden Ende des Rohres 4 zu bilden.
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Dies wird schließlich durch eine letzte Aufwärtsbewegung des Kolbens
13 in Richtung des Pfeiles F erreicht. Der so auf das Rohrende 4 ausgeübte Druck
bewirkt, daß das thermoplastische Material in den Hohlraum der Form fließt, welcher
durch die halbkreisförmigen Ausschnitte 7 und die beiden Formbacken 5 gebildet wird.
Das Fließen des thermoplastischen Materiales wird hierbei durch den erwärmten Kolben
13 bewirkt.
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Die Vorrichtung ist vorzugsweise mit einer Kühlvorrichtung im Bereich
der beiden Formbacken 5 ausgerüstet. Dadurch läßt sich die Wartezeit vermindern,
die erforderlich ist, um den Dübel nach dem Formvorgang aus der Form auszuwerfen.
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Die Formflächen 6 der Formbacken 5 sind vorzugsweise mit Teflon beschichtet,
was eine Wärmeübertragung auf den Rohrabschnitt 4 verhindert, der ja im Bereich
außerhalb des Anschlagflansches 2 nicht verformt werden soll.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Dübels erfordert
also mehrere verschiedene Vorrichtungen, welche in den Fig. 1 bis 3 dargestellt
sind. Diese verschiedenen Vorrichtungen sind alle an der gemeinsamen Tragplatte
11 angeordnet.
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Die Vorrichtung läßt sich in der verschiedensten Weise abwandeln und
abändern. Die Verformung des Rohrabschnittes 4 läßt sich beispielsweise durch Druck
des oberen Abschlußdeckels 18 erreichen, wobei der untere Kolben 13 in Ruhe ist.
In diesem Fall wird die Form 5 zunächst am unteren Ende geschlossen und daraufhin
der obere Abschlußdeckel gesenkt. Ebenso ist auch eine gekoppelte Bewegung des Abschlußdeckels
und des Kolbens denkbar.
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Außerdem läßt sich die Oberfläche des Kolbens 13 gravieren, so daß
beim Verformen Inschriften bzw. Markenzeichen in den Anschlagflansch 2 eingebracht
werden können.
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Es bleibt zu bemerken, daß die vorbeschriebene Vorrichtung zur abschließenden
Behandlung von Dübeln verschiedener Länge dient. Um nun beispielsweise einen Auflageflansch
an einem Rohrabschnitt größerer Länge, als in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist,
auszuformen, genügt es, auf die Formbacken 5 entsprechende Verlängerungsbacken aufzusetzen.
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Die eigentliche Form am unteren Ende der Klemmbacken 5 bleibt dabei
unverändert. Es werden also verschiedene Formen vermieden.
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In den Fig. 5 und 6 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung
dargestellt, mit welcher sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von
Dübeln ausführen läßt. Die entsprechende Vorrichtung weist dabei auf einer Grundplatte
21 einen festen Formblock 20 auf. Dieser Block ist mit einer Aufnahmekammer 22 für
den Rohrabschnitt 4 ausgestattet, welcher aus einem endlos gefertigten Strang aus
thermoplastischem Material gefertigt ist. Die Länge des Rohrabschnittes ist dabei
so gewählt, daß sie den Block 20 um eine Distanz E überragt. Diese überstehende
Länge
ist so berechnet, daß aus dem überstehenden Material des Rohrabschnittes 4 der Anschlagflansch
gebildet werden kann.
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Zusätzlich zum Block 20 ist ein beweglicher Druckkolben 23 vorgesehen,
welcher mit einem nichtdargestellten Ultraschallgenerator in Verbindung steht. Der
Kolben bildet dabei den Schallkopf, welcher die Ultraschallschwingungen auf das
zu verformende Objekt überträgt.
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Auf seiner Unterseite ist der Schallkopf im Mittelteil mit einem Kopf
24 versehen, welcher in den Rohrabschnitt 4 beim Absenken des Schallkopfes in Richtung
des Pfeiles F.
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eindringt. Der Führungskopf 24 ist von einer Aussparung 25 umgeben,
welche dem zu bildenden Anschlagflansch entspricht.
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Der Schallkopf 23 befindet sich im abgehobenen Zustand in seiner Ruhestellung,
bis ein Rohrabschnitt 4 in die Bohrung 22 im Block 20 eingesetzt wird. Anschließend
wird der Schallkopf auf das obere Ende des Rohrabschnittes abgesenkt. Sobald der
Schallkopf den Rohrabschnitt berührt, werden die Ultraschallschwingungen übertragen,
welche zu einer Erwärmung des thermoplastischen Materials führen. Durch diese Erwärmung
und durch den Druck des Schallkopfes 23 beim Absenken nimmt das thermoplastische
Material schließlich die Form der Aussparung 25 an, so daß auf diese Weise ein Anschlagflansch
2 gebildet wird.
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Die Aussparung 25 für den Anschlagflansch 2 läßt sich auch in die
Oberfläche des Blockes 20 einbringen, so daß auf eine besondere Aussparung im Kopf
23 verzichtet werden kann. Auch hier können wieder, wie bei der erstbeschriebenen
Ausführungsform, Rippen zur Verstärkung des Anschlagflansches 2 vorgesehen sein.
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Im Block 20 können außerdem mehrere Bohrungen 22 vorgesehen sein,
welche jede einen Rohrabschnitt 4 aufnimmt, welchem jeweils ein beweglicher Schaltkopf
23 zugeordnet ist. Auch diese Vorrichtung läßt sich wieder mit einem automatischen
Zuführungssystem für die Rohrabschnitte ausrüsten, so daß das Bestücken der Formen
mit den Rohrabschnitten synchron zu den Auf- und Abbewegungen der verschiedenen
Schallköpfe 23 erfolgen kann.
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