DE3001420C2 - Verfahren und Werkzeug zur Herstellung einer Gewindebuchse mit einem polygonalen Flansch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mit einem Vieleck-Flansch versehenen und ein Schraubengewinde aufweisenden Buchse aus einem scheibenförmigen Rohling, bei dem zunächst der Rohling durch Tiefziehen zu einer mit einem Flansch versehenen Buchse geformt, dann die Buchse mit einem Gewinde versehen und schließlich der Flansch in die gewünschte Vieleckform gebracht wird.

Ferner ist die Erfindung auf ein Werkzeug zur Durchführung dieses Verfahrens gerichtet.

Ein derartiges Verfahren wird seit langer Zeit in der Praxis verwendet, um aus Blechmaterial Buchsen mit Vieleck-Flanschen von der in der US-PS 15 13 638 beschriebenen Art herzustellen. Solche Buchsen werden insbesondere in die Wandung von Fässern oder Gefäßen eingesetzt, die eine entsprechende Vieleck-Vertiefung zur Aufnahme des an die Buchse angeformten Vieleckflansches aufweisen. Der in die Vertiefung eingesetzte Vieleck-Flansch stellt dabei sicher, daß die Buchse beim Eindrehen eines Schraubstopfens in das Buchsengewinde festgehalten bzw. nicht verdreht wird.

Bei dem bekannten und bisher üblicherweise benutzten Verfahren zur Herstellung solcher mit einem Vieleck-Flansch versehenen Buchsen wird zunächst aus einem ßlcchmatcrial ein Rohling ausgestanzt, dessen Abmessungen /weeks Erleichterung der Bearbeitbarkeit,

d. h. der Durchführung der anschließenden Fertigungsschritte größer als die Endabmessungen des Vieleck-Flansches sind. Dieser Rohling wird durch Tiefziehen zu einer Buchse mit einem Flanschabschnitt umgeformt, worauf in die Buchse das Innengewinde eingebracht werden kann. Die endgültige Form des Vieleck-Flansches wird schließlich durch einen weiteren Schneidoder Stanzvorgang hergestellt Nachteilig bei diesem Fertigungsverfahren ist vor allem, daß ein erheblicäer

ίο Materialverschnitt entsteht und scharfe oder gratige Stanz- oder Schneidkanten entstehen, die sowohl im Hinblick auf die weitere Handhabung als auch im Hinblick auf einen eventuell aufzubringenden Oberzug unerwünscht sind. Die erforderlichen Schneid- bzw. Stanzwerkzeuge unterliegen ferner einem erheblichen Verschleiß, der wegen des erforderlichen Werkzeugwechsels zu unerwünschten Kosten führt

Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren der eingangs angeführten Art so weiterzubilden, daß der Vieleck-Flansch ohne Materialverluste und ohne aufwendige Nachbearbeitung in besonders wirtschaftlicher Weise sehr exakt hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Durchmesser des scheibenförmigen Rohlings derart gewählt wird, daß der nach Ausbildung der Buchse vorliegende Flansch einen Außendurchmesser besitzt, der im wesentlichen dem Durchmesser des inneren, eingeschriebenen Kreises des Vieleck-Flansches entspricht, und daß der Flansch in eine der Form des Flansch-Vielecks entsprechende Aussparung eines Formwerkzeuges eingebracht und dann der Flansch durch Kaltverformung der den Formwerkzeugecken gegenüberliegenden Bereiche in die Vieleckform überführt wird.

Aus der AT-PS 2 40 142 ist ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus Metall mit einer Vielkant-Einschraubfassung, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Zündkerzenkörpern bekannt, bei dem ein rohrförmiges Werkstück im Wege.Jer Kaltverformung durch Zusammenpressen in Längsrichtung gestaucht wird bis auf der Werkstückoberfläche ein durch Ausbauchung sich bildender Bund entsteht, welcher dann zur Herstellung einer Vielkantform bei gleichzeitiger Begrenzung der Werkstückinnen- und -außenflächen quer zur Werkstücklängsachse gedöppt wird. Durch diesen Döppvorgang wird der gebildete Bund an den Stellen der Kantenflächen geglättet und der überflüssige Teil des Materials durch plastische Deformation nach den Kantenecken verdrängt, wodurch ein hochwiderstandsfester Sechskant gebildet wird. Dieses aufwendige Verfahren eignet sich schon aus Kostengründen nicht zur Herstellung von mit Vieleck-Flanschen versehenen Buchsen, wie sie insbesondere für Fässer benötigt werden. Die AT-PS 2 40 142 zeigt auch keine Möglichkeit dahingehend auf, als Ausgangsmaterial anstelle von Rohrstücken Flachblech zu verwenden und auf diese Weise Flanschbuchsen von stark unterschiedlicher Größe herzustellen.
Aus der GB-PS 11 62 388 ist die Herstellung einer mit Innengewinde versehenen Mutter aus Flachmaterial bekannt, wobei eine Kaltverformung des Materials zu einer Hülsenform erfolgt und dabei von den die Hülse umgebenden Außenbereichen des Flachmaterials Material in Richtung der Hülsenwand verdrängt wird, um dort trotz der Verformung eine gleichmäßige Materialstärke zu gewährleisten. Über die Ausgestaltung des FUinschtciles enthält diese Druckschrift keine Angaben. Aus der DE-OS 25 32 949 ist ein Verfahren zur Besse-

rung der Qualität von Sechskant-Muttern bekannt, wobei die Muttern durch Kaltschmieden, Stanzen, Pressen usw. hergestellt werden und zur Erzielung einer Verbesserung der Griffigkeit der Mutter bei dem zur Herstellung der Mutter dienenden Formverfahren ein Prägeschlag auf die Oberseite der Mutter etwa in der Achse jeder Kante ausgeübt wird. Auf diese Weise erhält jede Mutter auf ihrer Oberseite im Bereich jeder Kante, die benachbarte Seitenflächen voneinander trennt, eine Eindrückung bzw. Vertiefung. Dies führt zu einer Vergrößerung der Seitenflächen aufgrund einer Materialverdrängung aus der Oberseite.

Durch die Verwendung eines Rohlings, dessen Außenmaß geringer ist als das Außenmaß des zu fertigenden Vieleck-Flansches, und eine gezielte örtliche Verformung des Flansches zur Ausbildung der Vieleck-Form wird jeglicher Schnittverlust vermieden und das Entstehen störender Gratbildungen verhindert, so daß sich aufwendige Nachbearbeitungen erübrigen.

Ein vorteilhaft verwendbares Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung zeichnet sich aus durch eine Hohlform mit einer VielecK-Vertiefung zur Aufnahme des Buchsenflansches und einen Stempel mit zu den Eckbereichen der Vieleck-Vertiefung gerichteten Vorsprüngen, die innerhalb des eingeschriebenen Kreises der Vieleck-Vertiefung gelegen sind, wobei die Innenflächen der Vorsprünge im wesentlichen parallel zur gemeinsamen Achse von Hohlform und Stempel gerichtet sind und die Grundflächen der Vorsprünge schräg gekrümmt nach oben und außen verlaufen, während die radiale Breite der Vorsprünge von der Mitte nach beiden Seiten abnimmt.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen gefertigten Einsatz,

F i g. 2 einen Schnitt durch ein Werkzeug zur Herstellung von Einsätzen nach Fig. 1, wobei ein nicht fertig bearbeiteter einsatz in die Vertiefung der Hohlform eingesetzt ist, und

Fig.3 eine schematische Draufsicht auf die Hohlform.

Der Einsatz 1 in F i g. 1 besitzt einen Flansch 2 und ist mit einem Innengewinde 3 versehen. An der nach unten gerichteten Seite des Flansches 2 sind Vertiefungen 4 im Querschnitt gezeigt. Es ist hier ein Einsatz mit hexagonalcm Flansch gezeigt, es können in der gleichen Weise jedoch auch Flansche mit einer anderen polygonalen Form, beispielsweise octogonaler Form, gefertigt werden.

Der in F i g. 2 und 3 zu sehende Rohling besitzt zunächst einen kreisförmigen Flansch mit der in Fig.3 strichpunktiert eingezeichneten Form 5 des Umfangs.

Nach dem Ausstanzen eines kreisförmigen Rohlings mit dem der Form 5 entsprechenden Umfang und nach ö.er Herstellung der Hülsen- und Gewindeformen des Einsatzes 1 in bekannter Weise wird das Werkstück, wie in F i g. 2 gezeigt, in eine Hohlform 6 eingesetzt, wobei der Flansch 2 in einer Vertiefung der Hohlform aufgenommen ist, deren Tiefe etwa der Stärke des Flansches 2 entspricht. Wie Fig. 3 zeigt, ist hier eine hexagonale Form der Vertiefung 7 angenommen.

Der kreisförmige Flansch 2 wird mittels eines mit Vorsprüngen 9 versehenen Stempels 8 in seine hexagonale Form gebracht. Die Abmessungen dieser Vorsprünge 9 sind so ausgelegl, daß durch Eindrücken der Vorsprünge in das Material des Flansches 2 dieses so nach außen gedruckt wird, daß der kreisförmige Umfang in die polygonale Form gewandelt wird. Dement sprechend muß ein größerer Materialanteil in dem Mittelbereich der Vorsprünge 9 verdrängt werden, während zu den Seiten dieser Vorsprünge die Materialverschiebung abnimmt. Um die nach außen gerichtete Verdrängung oder Verschiebung des Materials zu bewirken, ist jeder Vorsprung mit einer Innenfläche 10 ausgebildet, die nahezu oder im wesentlichen parallel zur Achse des Stempels verläuft, d. h. die so steil ist, daß der Schrägwinkel in bezug auf die genannte Achse ein sehr spitzer Winkel ist. Die Boden- oder Unterfläche 11 jedes Vorsprunges verläuft dabei nach außen hin schräg nach oben, wobei die Frontfläche entweder eben oder leicht gekrümmt ausgeführt sein kann.

Die Querschnittsform der durch die Vorsprünge erzeugten Vertiefungen ist in dem fertigen Einsatz in F i g. 2 mit 12 bezeichnet

In der Draufsicht ist die Form des fertigen Einsatzes aus der schematischen Darstellung ir ■■ i g. 3 zu entnehmen. Es ist zu sehen, daß die radiale ßrDite der Vorsprünge und damit der dadurch hervorgerufenen Vertiefungen in dem Flansch 2 vom Eckenbereich de¹= entstandenen Polygons zur Mitte der Seitenkanten desselben hin ronimmt. Jeder Vorsprung ist so ausgelegt, daß er so viel Material verdrängt, daß der freie Raum 13 zwischen dem ursprünglichen Umfang 5 des Flansches 2 und der Seitenwand 14 der Vertiefung 7 in der Hohlform 6 vollständig ausgefüllt wird, wenn der Stempel 8 auf der Hohlform 6 vollständig aufliegt.

Es können dabei Vorsprünge nicht nur an dem Stempel zur Herstellung von Vertiefungen an der in F i g. 1 unteren Seite des Flansches, sondern auch statt dessen oder zusätzlich dazu ähnlich gestaltete Vorsprünge 9 in der Vertiefung 7 der Hohlform 6 vorgesehen sein, die an der in Fig.i oberen Seite des Flansches 2 eine Materialverformung und -verschiebung in die Ecken des Polygons bewirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer mit einem Vieleck-Flansch versehenen und ein Schraubengewinde aufweisenden Buchse aus einem scheibenförmigen Rohling, bei dem zunächst der Rohling durch Tiefziehen zu einer mit einem Flansch versehenen Buchse geformt, dann die Buchse mit einem Gewinde versehen und schließlich der Flansch in die gewünschte Vieleckform gebracht wird, dadurch gekennzeichnet,

daß der Durchmesser des scheibenförmigen Rohlings derart gewählt wird, daß der nach Ausbildung der Buchse vorliegende Flansch einen Außendurchmesser besitzt, der im wesentlichen dem Durchmesser des inneren, eingeschriebenen Kreises des Vieleck· Flansches entspricht, und

daß der Flansch in eine der Form des Flansch-Vielecks entsprechende Aussparung eines Formwerkzeuges eingebracht und dann der Flansch durch Kaltverformung der den Formwerkzeugecken gegenüberliegenden Bereiche in die Vieleckform überführt wird.

2. Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet iiurch eine Hohlform (6) mit einer Vieleck-Vertiefung (7) zur Aufnahme des Buchsenflansches (2) und einen Stempel (8) mit zu den Eckbereichen (13) der Vieleckvertiefung (7) gerichteten Vorsprüngen (9), die innerhalb des eingeschriebnen Kreises (5) der Vieleck-Vertiefung (7) gelegen sind, wobei die innenflächen (10) der Vorsprünge (9) im wesentlichen parallel zur gemeinsamen Achse von Hohlforcn (6) and Stempel (8) gerichtet sind und die Grundflächen (11) der Vorsprünge (9) schräg gekrümmt nach oben und außen verlaufen, während die radiale Breite der Vorsprünge von der Mitte nach beiden Seiten abnimmt.