DE3034255A1

DE3034255A1 - Maschine zum kaltverformen von schrauben-rohteilen

Info

Publication number: DE3034255A1
Application number: DE19803034255
Authority: DE
Inventors: Edwin John Campbellsville Ky. Skierski
Original assignee: Usm Corp 06032 Farmington Conn; USM Corp
Current assignee: Emhart Industries Inc
Priority date: 1979-09-14
Filing date: 1980-09-11
Publication date: 1981-04-02
Anticipated expiration: 2000-09-12
Also published as: IT1132828B; FR2464765B1; CH648224A5; GB2057938A; CA1146307A; AU538183B2; AU6241680A; GB2057938B; JPS5647236A; FR2464765A1; IT8024629A0; DE3034255C2

Description

DIPL. ING. HEINZ BARDEHLS PATENTANWALT

Aktenzeichen:

München, 1] . September 1980

Mein Zeichen: P 3122

Anmelder:

USM CORPORATION Farmington, Connecticut 06032

Zustelladresse: 181 Elliot Street Beverly, Mass. USA

Maschine zum Kaltverformen von Schrauben-Rohteilen

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-n-

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Kaltverformen der Endabschnitte von Metallschrauben-Rohteilen, insbesondere auf eine Anordnung zum Halten der Schrauben-Rohteile in der Maschine während des Kaltverform-Vorganges.

In der Schraubenfertigung war es bis vor einiger Zeit noch üblich, Schneidkanten auf den Endabschnitten von Sehrauben-Rohteilen, beispielsweise zur Gewinnung von bohrerähnliehen Spitzen, spanabhebend herzustellen. Das war ein kostenintensives Verfahren. Durch die Verwendung von Gesenkvorrichtungen in der Schraubenfertigung zum Anformen oder Anschlagen der Schneidkanten von Schrauben-Rohteilen vor dem Aufbringen eines Gewindes wurden Fortschritte erzielt. Gesenkvorrichtungen dieser Art sind beispielsweise in US-PS 3 395 603 und US-PS 3 398 413 beschrieben. Die dort beschriebenen Gesenkvorrichtungen werden in Maschinen für einen Herstellungsprozeß eingesetzt, bei dem typischerweise 300-700 Schrauben-Rohteile pro Minute in eine rotierende Scheibe eingegeben werden, die in ihrer Peripherie Nuten aufweist. Die Scheibe rotiert mit den Schrauben-Rohteilen, die im allgemeinen vertikal in den Nuten gehalten werden, um diese Schrauben-Rohteile der Reihe nach zwischen die Gesenkbacken eines Paares von Gesenkbacken zu bringen. Es wird jeweils ein Andruckteil für eine radial nach innen gerichtete Bewegung in Gang gesetzt, um ein betreffendes Schrauben-Rohteil

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während des Kaltverformvorganges in seiner Nut in der Peripherie der Scheibe zu halten. In US-PS 4 149 287 ist eine Anordnung beschrieben, mittels derer verhindert wird, daß der Schaft eines Befestigungsmittels,beispielsweise einer Schraube, während des Kaltverformvorganges verbogen wird. Dies wird durch Verwendung einer winklig angeordneten Nute in der drehbaren Scheibe der Maschine erreicht, wobei dem gewöhnlichen Krümmen und einer Deformation des Schaftes des Befestigungsmittels entgegengewirkt wird. Allerdings können die an den Schäften der Rohteile anzubringenden Spitzen mit den bekannten Maschinen nicht in allen Fällen mit den Achsen dieser Schäfte in Übereinstimmung gebracht werden, was eine schlechte Bohrqualität zur Folge hat. Der Grad der Gesenk-Fehlausrichtung kann in Abhängigkeit von der Schaftlänge und dem Schaftdurchmesser bis zu 8° abweichend von der Achse des Schaftes ausmachen. Eine Fehlausrichtung kann außerdem auftreten, weil es zumeist nicht möglich ist, Befestigungsmittel-Rohteile mit geraden Schäften, die sich senkrecht zu der Unterseite ihrer Köpfe erstrecken, in einem Kaltverformungsvorgang zur Ausbildung der Köpfe herzustellen, was dem Standard bei der Herstellung von Rohteilen für Befestigungsmittel entspricht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Maschine zum Kaltverformen von Schrauben-Rohteilen zu schaffen, die die oben angegebenen Schwierigkeiten vermeidet und mit der Schrauben-Rohteile ohne gleichzeitiges Verursachen einer Fehlausrichtung des Schraubenschaftes gegenüber dem Gesenk kaltverformt werden können. 30

Die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird durch eine Maschine zum Kaltverformen von Schrauben-Rohteilen, bei der ein Paar von Gesenkbacken zum Herstellen einer bohrerartigen Spitze an einem Schrauben-Rohteil, das zwischen die Gesenkbacken gebracht wird, und Mittel zum Halten der Schrauben-Rohteile derart, daß die Schrauben-Rohteile nacheinander zu-

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ORIGINAL INSPECTED

geführt werden und durch das Schließen des Paares von Gesenkbacken kaltverformt werden, vorgesehen sind, gelöst.

Die erfindungsgemäße Maschine ist dadurch gekennzeichnet, daß ein bewegliches Zentrierteil vorgesehen ist, das eine Aufnahmeöffnung zum Aufnehmen eines Schraubenschaftes des Schrauben-Rohteiles hat, womit das zwischen den Gesenkbakken zugeführte Schrauben-Rohteil mit dem Schraubenschaft derart gehalten wird, daß ein seitliches Ausweichen aus dem in bezug auf die Gesenkbacken ausgerichteten Zustand verhindert wird.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß Rohteile, insbesondere Schrauben-Rohteile, unter exakter Ausrichtung ihrer Schaftachsen in bezug auf das Gesenk, beispielsweise zum Herstellen bohrerartiger Spitzen an den Endabschnitten der Rohteile, kaltverformt werden können.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.

Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der im folgenden im einzelnen anhand mehrerer, Ausführungsbeispiele für die Erfindung betreffender Figuren gegebenen Beschreibung hervor.

Fig.1a, Fig.1b und Fig.1c zeigen jeweils Seitenansichten eines Schrauben-Rohteiles, eines kaltverformten Schrauben-Rohteiles und einer- fertigen Schraube, bzw. es zeigen die ersten beiden Figuren Formen der Anfangsstufe und der Endstufe der Verarbeitung eines Schrauben-Rohteiles gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig.2 zeigt eine Draufsicht eines Teiles der erfindungsgemäßen Maschine.

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Fig.3 zeigt einen Teil-Seitenaufriß der Maschine.

Fig.4 zeigt eine Ansicht eines Schnittes längs einer Linie IV-IV gemäß Fig.2.

Wie bereits erläutert, zeigt Fig.1a ein Schrauben-Rohteil 10, das einen länglichen Schraubenschaft 12 und einen Schraubenkopf 14 aufweist. Jedes Schrauben-Rohteil 10 enthält ein Endabschnitt 16, der dem Schraubenkopf 14 gegenüberliegt. Der Schraubenkopf 14 kann nach einer beliebigen Art zum Betätigen mit einem Werkzeug zwecks Hineindrehens oder Herausdrehens der Schraube ausgebildet sein.

Die Schraubenrohteile 10 werden in einer Maschine 30, nämlieh einer Kaltverformmaschine, verarbeitet, die allgemein einem Typ entspricht, der in US-PS 4 149 287 beschrieben ist und auf den in der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wird. Teile dieser bekannten Maschine sind ähnlich denen der erfindungsgemäßen Maschine zum Kaltverformen, die in ihren Einzelheiten in Fig.2 gezeigt ist.

Die Maschine 30 enthält eine im allgemeinen waagerecht angeordnete Drehscheibe 32, die drehbar auf einer Welle 34 sitzt, welche durch die obere Oberfläche der Drehscheibe 32 hervorsteht. Die Welle 34 ist in einem Rahmen 36 der Maschine 30 angeordnet. Die Drehscheibe 32 wird durch einen Schrittantriebsmechanismus (nicht gezeigt) angetrieben, der in der Maschine 30 enthalten ist. Die Maschine 30 kann außerdem eine Beschickungsrutsche (nicht gezeigt) und einen unteren Haltering (ebenfalls nicht gezeigt) sowie einen oberen "G-förmigen" Haltering 41 enthalten, der waagerecht nahe der Drehscheibe 32 und ähnlich wie bei der in der angegebenen Druckschrift gezeigten Maschine angeordnet sein kann.

Die Drehscheibe 32 hat eine Vielzahl von im allgemeinen axial angeordneten Nuten 44, die in ihrer Peripherie liegen.

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Ein länglich ausgebildetes Zentrierteil 46 ist an seinem schmalen Ende schwenkbar um eine erste abgestufte Exzenterscheibe 48 gelagert. Diese erste abgestufte Exzenterscheibe 48 ist mittels eines durchgehenden Bolzens 50 mit dem Rahmeri 36 verbunden. Das Zentrierteil 46 hat an seinem vorderen Ende eine U-förmige Aussparung 52. Die Aussparung 52 steht mit einer zweiten abgestuften Exzenterscheibe 54 im Eingriff, die einstellbar an dem Rahmen 36 der Maschine 30 mittels eines Bolzens 56 befestigt ist. Das Zentrierteil 46 hat eine nach innen geneigte Zentrierkante 60 von allgemein geradliniger Form. Die Zentrierkante 60 enthält außerdem eine sich nach außen erstreckende Auswölbung 62, die auf die Mitte der Drehscheibe 32 gerichtet ist. In der Mitte der Zentrierkante 60 ist eine Aufnahmeöffnung 64 vorgesehen, die im allgemeinen einmal pro Vorgang einer Nut in der Drehscheibe 32 gegenübersteht. Aus dem vorderen Ende des Zentrierteiles 46 ragt eine Nase 66 hervor. Ein vorgespannter Hebel 70, vergl. Fig.3, schwenkt um eine dritte abgestufte Exzenterscheibe 72, die mit dem Unterteil des Rahmens 36 verschraubt ist. Das vordere Ende des vorgespannten Hebels 70 berührt die Nase 66 auf dem Zentrierteil 46. An dem Rahmen 36 ist ein stationärer erster Ankerbolzen 74 befestigt und steht aus ihm auf einer Seite der Maschine 30 gerade unterhalb der Nase 66 hervor. Ein zweiter Ankerbolzen 76 ist an dem vorgespannten Hebel 70 angebracht und steht aus diesem hervor. Zwischen dem ersten Ankerbolzen 74 und dem zweiten Ankerbolzen 76 ist ein Vorspannmittel, nämlich eine Feder 78, angebracht, die in diese beiden Bolzen eingehängt ist.

Unterhalb der Drehscheibe 32 sind eine feststehende Gesenkbacke 80 und eine bewegliche Gesenkbacke 82, wie in US-PS 4 149 287 beschrieben, angeordnet. Die feststehende Gesenkbacke 80 ist mit dem Rahmen 36 verbunden. Zwischen die feststehende Gesenkbacke 80 und den Rahmen 36 ist ein Abstandsstück 84 ein- und ausbaubar eingefüqt und fest an seinem Platz gehalten. Die Dicke dieses AbstarIsStückes 84 ist

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■-ergleich dem halben Durchmesser des Schraubenschaftes 12 eines individuellen Schrauben-Rohteiles 10, das kaltverformt werden soll. Der gekrümmte und durch eine Feder vorgespannte , die Schrauben-Rohteile 10 haltende Haltering 41 (nur in Fig.3 gezeigt) hält die Schrauben-Rohteile 10 in ihren betreffenden Nuten 44 zur Verhinderung einer radialen Bewegung, die durch Zentrifugalkräfte verursacht werden könnte, welche erzeugt werden, wenn sich die Drehscheibe 32 um die Welle 34 dreht, fest.

■Im Betrieb der Maschine 30 wird eine Vielzahl von Schrauben-Rohteilen 10 durch einen Beschickungsschacht (nicht gezeigt) herangeführt. Jeweils ein Schrauben-Rohteil wird von einer der Nuten 44, die nacheinander vorbeigedreht werden, aufgenommen. Die Schrauben-Rohteile 10 werden durch Halteringe, wie im einzelnen in Fig.3 gezeigt, auf ihrem bogenförmigen Weg gehalten, während sich die Drehscheibe 32 intermittierend dreht. Der Schraubenschaft 12 jedes der Schrauben-Rohteile 10 in der Drehscheibe 32 stößt, wenn es den Punkt der Drehung erreicht hat, an dem es zwischen die Gesenkbacken 80 und 82 gebracht ist, gegen die nach außen gerichtete Auswölbung 62 auf dem vorgespannten Zentrierteil 46. Das Zentrierteil 46 wird dabei veranlaßt, radial weg vom Mittelpunkt der Drehscheibe 32 zu schwenken. Nachdem das Schrauben-Rohteil 10 in seine genaue Lage zwischen der feststehenden Gesenkbacke 80 und der beweglichen Gesenkbacke 82 zu drehen ist und dazwischen durch die Aufnahmeöffnung 64 innerhalb des Zentrierteiles 46, mit dem Schraubenschaft 12 fest in die betreffende Nut 44 in der Drehscheibe 32 gedrückt wird, wird das Zentrierteil 46, das durch die Feder 78 vorgespannt wird, augenblicklich veranlaßt, schnell in Richtung auf die Mitte der Drehscheibe 32 zu schwenken, um das Schrauben-Rohteil 10 augenblicklich genau zwischen den Gesenkbacken 80 und 82 auszurichten, wodurch die Achse "A" des Schrauben-Rohteiles 10, wie in Fig.3 und Fig.4 gezeigt, in die Lage versetzt wird, sich in bezug auf den Gesenkbe-

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reich, der durch die feststehende Gesenkbacke 80 und die bewegliche Gesenkbacke 82 gebildet wird, und auf den Schraubenschaft 12 des dazwischenliegenden Schrauben-Rohteiles 10 auszurichten. Das Zentrierteil 46, das noch in Richtung auf die Mitte der Drehscheibe 32 gedrückt wird, übt einen leichten Stoß auf den jeweils neu kaltverformten Schraubenschaft 12 in Richtung auf die Drehscheibe 32 aus, wodurch der betreffende Schraubenschaft 12 aus der feststehenden Gesenkbacke 80 herausgestoßen wird. Die bewegliche Gesenkbacke 82 wird damit einhergehend zurückgezogen. Die intermittierende Drehbewegung der Drehscheibe 32 veranlaßt ein neues Schrauben-Rohteil 10, gegen die nach außen gerichtete Auswölbung auf der Zentrierkante 60 gestoßen zu werden, womit es radial weg von der Drehscheibe 32 gestoßen wird, worauf der Schraubenschaft 12 gedreht und kurzfristig zwischen der betreffenden Nut 44 und der ihr gegenüberstehenden Aufnahmeöffnung 64 festgelegt ist. Die konstante Vorspannung des Zentrierteiles 46 wird durch ein Zusammenwirken des vorderen Endes des vorgespannten Hebels 70 mittels Berührung mit dem vorderen Ende des Zentrierteiles 46 bewirkt.

Wenn die Drehscheibe 32 gedreht wird, werden die kaltverformten Schrauben-Rohteile 10 aus ihr ausgestoßen, wie dies auf ähnliche Weise in der zuvor genannten Druckschrift beschrieben ist, und in einem Behälter (nicht gezeigt) gesammelt, in dem sie für weitere Bearbeitungsvorgänge bereitliegen, mittels derer schließlich fertige Schrauben 90, wie in Fig. 1c gezeigt, hergestellt werden.

Die erste abgestufte Exzenterscheibe 48 erlaubt eine Lageeinstellung der Auswölbung 62, um die Neigung der Achse des Schrauben-Röhteiles in bezug.auf die Gesenkbacken 80 und 82 bestimmen zu können, was bei Schrauben-Rohteilen 10 nötig sein kann, die unterschiedliche Schraubenschaft-Durchmesser haben. Die zweite abgestufte Exzenterscheibe 54, die in der Aussparung 52 in dem vorderen Ende des Zentrierteiles 46 an-

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geordnet ist, erlaubt auf ähnliche Art und Weise eine Lageeinstellung der Aufnahmeöffnung 64 durch Festlegen der Grenzen einer radialen Verschiebung, die diesbezüglich vorgesehen ist.
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Damit ist eine Maschine zum Kaltverformen angegeben, die einen Mechanismus aufweist, mittels dessen Schrauben-Rohteile genau zwischen zwei Gesenkbacken festgelegt werden können, um ein genaues Ausrichten der Achse eines Schrauben-Rohteiles auf die Mitte des Gesenkes der Gesenkbacken zu ermöglichen. Der Mechanismus kann auf einfache Art eingestellt werden, um die verschiedenen Durchmesser von Schrauben-Rohteilen bewältigen zu können, womit die Notwendigkeit einer Vielzahl von Drehscheiben von unterschiedlichen Dikken und Zentrierteilen mit unterschiedlichen Formen für die Aufnahmeöffnung umgangen werden kann, welche Teile ansonsten notwendig wären, um die Schrauben-Rohteile unter einem genauen, vorbestimmten Winkel und unter einer genauen Ausrichtung während des Kaltverformungs-Vorganges zu halten.

Die gegebene Beschreibung und die Figuren beziehen sich le diglich auf eins von mehreren Ausführungsbeispielen. Die vorliegende Erfindung ist keinesfalls auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.

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Zusammenfassung;

Eine Maschine zum Erzeugen von bohrerartigen Spitzen an den Endabschnitten von Drehbefestigungsmitteln, insbesondere Schrauben, welche Maschine eine Drehscheibe zum Halten einer Reihe von rohen Drehbefestxgungsmitteln oberhalb eines Paares von Gesenkbacken enthält. Die rohen Drehbefestigungsmittel werden der Reihe nach zum Zwecke einer Kaltverformung zwischen die Gesenkbacken gebracht. Die Drehscheibe ist an ihrer Peripherie mit Ausschnitten zum Halten der Rohteile versehen. Die Drehbefestigungsmittel werden in einer koaxialen Ausrichtung mit dem Gesenkbereich der Gesenkbakken durch ein mit einer Aufnahmeöffnung versehenes, vorgespanntes Zentrierteil gehalten, was ein einwandfreies Kaltverformen der Drehbefestigungsmittel längs deren Achsen gestattet.

sign. Fig.2

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Claims

DIPL. ING. HEINZ BARDEHLE München, H.September 1980

PATENTANWALT ~ Λ O / OCP

OUOHZOb

P 3122 Aktenzeichen: Patentansprüche Mein Zeichen:

Maschine zum Kaltverformen von Schrauben-Rohteilen, bei der ein Paar von Gesenkbacken zum Herstellen einer bohrerartigen Spitze an einem Schrauben-Rohteil, das zwischen die Gesenkbacken gebracht wird, und Mittel zum Halten der Schrauben-Rohteile derart, daß die Schrauben-Rohteile nacheinander zugeführt werden und durch das Schließen des Paares von Gesenkbacken kaltverformt werden, vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet , daß ein bewegliches Zentrierteil (46) vorgesehen ist, das eine Aufnahmeöffnung (64) zum Aufnehmen eines Schraubenschaftes (12) des Schrauben-Rohteiles (10) hat, womit das zwischen den Gesenkbacken (80,82) zugeführte Schrauben-Rohteil (10) mit dem Schraubenschaft (12) derart gehalten wird, daß ein seitliches Ausweichen aus dem in bezug auf die Gesenkbacken (80,82) ausgerichteten Zustand verhindert wird.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Gesenkbacken (80,82) aus einer feststehenden Gesenkbacke (80) und einer beweglichen Gesenkbacke (82) besteht.
3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Halten des Schrauben-Rohteiles

(10) zwischen den Gesenkbacken (80,82) eine mit Ausschnitten versehene Drehscheibe (32) und einen gekrümmten seitlichen Haltering (41) enthalten.
4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Ausrichten vorgesehen sind, die das schwenkbare Zentrierteil (46) mit einer Zentrierkante (60) enthalten, und daß diese Mittel zum Halten mit dem in der Drehscheibe (32) gehaltenen Schrauben-Rohteil (10) in einem eine Gleitbewegung zulassenden Eingriff stehen.
5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierkante (60) auf dem schwenkbaren

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Zentrierteil (46) in Richtung auf die Drehscheibe (32) hervorsteht, um das schwenkbare Zentrierteil (46) zu veranlassen, von der Drehscheibe (32) während eines Zeitbereiches des Zusammenwirkens zwischen dem Schrauben-Rohteil (10) und dem schwenkbaren Zentrierteil (46) wegzuschwenken.
6. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgespannter Hebel (70) vorgesehen ist, der auf eine Nase (66) des schwenkbaren Zentrierteils (46) wirkt, um das schwenkbare Zentrierteil (46) gegen die Drehscheibe (32) zu drücken.
7. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das schwenkbare Zentrierteil (46) einstellbar mit einem Rahmen (36) der Maschine (30) mittels einer ersten abgestuften Exzenterscheibe (48) verbunden ist.
8. Maschine nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeich net, daß das schwenkbare Zentrierteil (46) die Achse des zugeführten Schrauben-Rohteils (10) derart einschwenkt, daß sie in bezug auf das Paar von Gesenkbacken (80, 82) vor. dem Kaltverformvorgang, der zwischen den Gesenkbacken (80, 82) durchgeführt wird, unter einem vorbestimmten Winkel ausgerichtet wird.
9. Maschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß das schwenkbare Zentrierteil (46) eingestellt werden kann, um die Achsen von Schraubenschäften (12) mit unterschiedlichen Durchmessern für unterschiedliehe Schrauben-Rohteile (10) in Übereinstimmung mit der bohrerartigen Spitze, die durch die Gesenkbacken (80, 82) geformt werden soll, ausrichten zu können.
10. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich η e t , daß die feststehende Gesenkbacke (80) ein auswechselbares Abstandsstück (84) zwischen sich und dem Rahmen (36) aufweist.

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11. Maschine nach Anspruch 1O, dadurch gekennzeich net, daß die Dicke des AbstandsStückes (84) gleich dem halben Durchmesser des Schraubenschaftes (12) eines individuellen Schrauben-Rohteils (10), das kaltverformt werden soll, ist.

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