DE3824033C1 - Method for the production of notched pins and an apparatus for carrying out the method - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kerbstiften nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.

Kerbstifte, worunter auch Kerbnägel zu verstehen sind, weisen üblicherweise drei in Längsrichtung verlaufende und um 120° versetzte Kerben auf, die durch Kaltverfor­ mung hergestellt werden. Die Kerben werden durch drei um 120° versetzte Meißel erzeugt, die in Richtung zur Stift­ achse bewegt werden, siehe DE-GM 86 29 127). Beim Eindringen der Kerbmeißel findet eine Materialverdrängung statt, wodurch an den beiden Rän­ dern jeder Kerbe Kerbwülste entstehen. Die Umfangsbereiche zwischen den Kerbwülsten sollen dem ursprünglichen Durch­ messer des Kerbstiftes entsprechen.

Beim Eintreiben in ein Bohrloch wird der Kerbstift durch die drei Kerbwulst-Paare im Bohrloch zentriert. Die Kerb­ wülste werden je nach Bohrlochdurchmesser durch die Bohr­ lochwandung mehr oder weniger stark in die Kerbe zurück­ verformt. Die dabei entstehende Flächenpressung hält den Kerbstift rüttelsicher auch unter hoher Belastung in sei­ nem Bohrloch.

Der Durchmesser, auf dem die Spitzen der Kerbwülste liegen, wird als Aufkerbdurchmesser bezeichnet. Das Bohrloch weist einen Durchmesser auf, der geringfügig größer ist als der Ursprungsdurchmesser des Stiftes, der auch in den Bereichen zwischen den Kerbwulsten benachbarter Kerben vorhanden ist, siehe Firmenschrift der Firma Novaplus, "Kerbstifte, Kerbnägel, Blindniete" vom Oktober 1985.

Es hat sich gezeigt, daß die genormten Verhältnisse nur dann einhaltbar sind, wenn der Kerbstift aus einer be­ stimmten Stahlsorte besteht. Der genormte Aufkerbdurch­ messer kann beispielsweise nur eingehalten werden, wenn für den Kerbstift ein Stahl mit der Bezeichnung 9SMnPb28k verwendet wird. Besteht der Kerbstift beispielsweise aus einem nichtrostenden Stahl oder einem Nichteisenmetall, dann zeigt sich, daß nur eine geringe oder keine Wulst­ bildung auftritt, vielmehr die ganzen Bereiche zwischen den Kerben infolge der Materialverdrängung deformiert werden, so daß in den Bereichen zwischen den Kerben an jeder Stelle ein größerer Durchmesser herrscht als der Ursprungsdurchmesser des Stiftes. Es ist dann nur noch schwer oder überhaupt nicht mehr möglich, den gekerbten Stift in ein zum ursprünglichen Durchmesser des Stiftes passendes Bohrloch einzutreiben. Dem wird oftmals dadurch abgeholfen, daß der Bohrlochdurchmesser größer gewählt wird, jedoch wird hierdurch die Differenz zwischen dem Aufkerbdurchmesser des Stiftes und dem Bohrlochdurchmes­ ser kleiner. Die noch vorhandenen Kerbwülste werden dann nur ungenügend stark in die Kerben zurückverformt, was zu einer geringeren Flächenpressung führt, was die Belastbar­ keit der Verbindung wesentlich vermindert.

Die Durchmesservergrößerung bei Verwendung von anderen Stiftmaterialien außer dem vorerwähnten Stahl bringt auch Probleme bei der Fertigung der Kerbstifte mit sich. Bei einem bekannten Kerbverfahren wird der Kerbstift in eine Kerbbuchse eingelegt, deren Achse im Schnittpunkt der Mit­ tellinie der drei Kerbmeißel bzw. Kerbräder liegt, siehe DE-OS 23 28 670. Die Kerbbuchse weist in ihrer Längsrichtung drei um 120° versetzte Schlitze auf, über die beim Einkerbvorgang die Kerbmeißel in den Kerb­ stift eindringen können. Die Kerbbuchse hat hierbei die Aufgabe, den Kerbstift möglichst genau zu zentrieren, da schon geringe Abweichungen zu unterschiedlich ausgepräg­ ten Kerbfurchen und Kerbwülsten führen. Andererseits muß zwischen dem Kerbstift und der Kerbbuchse Spiel herrschen, damit die bei der Kaltverformung unvermeidliche Formände­ rung des Stiftes nicht dazu führt, daß der Stift beim Kerben in der Kerbbuchse sich verklemmt und aus ihr nur mit großer Kraft entfernt werden kann. An die Kerbbuchse werden somit zwei gegensätzliche Forderungen gestellt, denn das erforderliche Spiel zwischen Stift und Kerbbuchse steht einer genauen Positionierung des Stiftes im Schnitt­ punkt der Mittellinien der Kerbwerkzeuge entgegen.

Werden außer dem vorstehend genannten Stahl andere Materialien für den Kerbstift verwendet, dann ist oftmals das Spiel zwischen Kerbstift und Kerbbuchse geringer als die sich beim Kerben ergebende Durchmesservergrößerung des Stiftes in den Bereichen zwischen den Kerben. Dies führt zu einem Verklemmen des Stiftes in der Buchse und damit zu einer Produktionsunterbrechung.

Bei der Vorrichtung nach der DE-AS 24 08 525 dient zum Anbringen der Kerben eine Spannhülse, die ein Kopfteil mit einem Außenkonus aufweist, der gegen einen Innenkonus einer Druckhülse anliegt. Das Kopfteil ist durch drei Längsschlitze in drei Konuselemente unterteilt, die innen­ seitig je einen Kerbmeißel aufweisen. Wird die Druckhülse gegen das Kopfteil gepreßt, dann werden die Konuselemente gegen den in der Bohrung des Kopfteiles angeordneten Stift gedrückt, wobei die Kerbmeißel in den Stift ein­ dringen. Auch hier tritt der Nachteil auf, daß bei be­ stimmten Materialsorten der ganze Bereich zwischen den Kerben durch Materialverdrängung deformiert wird.

Es besteht die Aufgabe, das gattungsgemäße Verfahren so auszubilden, daß sich auch bei Verwendung anderer Materialien außer dem vorgenannten Stahl Kerbstifte ergeben, die der Norm ent­ sprechen.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den darauf bezogenen Verfahrensansprüchen 2 bis 5 entnehmbar.

Weiterhin besteht die Aufgabe, die gattungsgemäße Vorrichtung zur Her­ stellung der Kerbstifte so zu verbessern, daß eine ein­ wandfreie Zentrierung des Stifts beim Kerben ohne die Ge­ fahr eines Verklemmens gegeben ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 6, wobei eine bevorzugte Ausführungsform dem darauf bezoge­ nen Unteranspruch 7 entnehmbar ist.

Die Erfindung wird einschließlich ihrer Vorteile nachfolgend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Querschnitt durch einen Kerbstift nach DIN 1475,

Fig. 2 den Querschnitt durch einen Kerbstift aus Nichteisenmetall,

Fig. 3 die Stellung der Kerbmeißel und Form­ backen beim Einbringen eines zu ker­ benden Stifts,

Fig. 4 das Festklemmen und Positionieren des Kerbstifts durch die Formbacken,

Fig. 5 das Kerben des Stiftes durch die Kerb­ meißel und

Fig. 6 einen Schnitt durch den Kerbstift, die Kerbmeißel und die Formbacken zur Er­ läuterung einer alternativen Ausfüh­ rungsform des Verfahrens und der Vor­ richtung.

Bei dem genormten Kerbstift nach Fig. 1 sind drei Kerben 1 vorhanden, welche jeweils begrenzt werden durch Kerb­ wülste 2, welche durch die Materialverdrängung beim Ein­ schlagen der Kerben erzeugt wurden. Es handelt sich hier­ bei um eine Kaltverformung. Die Spitzen der Kerbwülste 2 liegen auf einem Kreis, der als Aufkerbdurchmesser d 2 be­ zeichnet wird. In den Bereichen 3 zwischen den Wülsten 2 weist der Kerbstift seinen ursprünglichen Durchmesser d 1 auf, entspricht also dem Durchmesser des ungekerbten Stifts. Ein solcher Querschnitt wird erhalten, wenn der Kerbstift aus Stahl 9SMnPb28k besteht.

Die Fig. 2 zeigt die Querschnittsform eines Kerbstiftes aus einem nichtrostenden Stahl oder einem NE-Metall. Durch die Materialverdrängung bei den Kerben 1 werden keine Wülste 2 erzeugt, wie bei Fig. 1, vielmehr werden die Umfangsbereiche 4 zwischen den Kerben nahezu gleich­ mäßig aufgeweitet. Dies bedeutet also, daß eine Aufweitung vom ursprünglichen Durchmesser d 1 auf den Durchmesser d 3 stattfindet. Beim Einsetzen in ein Bohrloch verhält sich dieser Kerbstift etwa wie ein Zylinderstift ohne Kerben.

Gemäß Fig. 3 sind drei Kerbmeißel 5 vorgesehen, welche in Richtung zur Achse 6 des zu kerbenden Stifts 7 bewegbar sind. Diese Meißel 5 sind um 120° versetzt zueinander an­ geordnet. Zwischen den Meißeln 5 sind drei Formbacken 8 vorgesehen, die ebenfalls in Richtung zur Achse 6 des zu kerbenden Stifts 7 bewegbar sind. Sie weisen Formflächen 9 auf, die konkav ausgebildet sind und einen Krümmungsra­ dius besitzen, der dem Radius des zu kerbenden Stifts entspricht. Die Breite 10 jeder Formfläche 9 entspricht der Breite eines Bereichs 3 nach Fig. 1.

Gemäß Fig. 3 wird ein zu kerbender Stift 7 den Formbacken 8 und den Kerbmeißeln 5 zugeführt, wobei die Formflächen 9 sich im Abstand 11 zur Oberfläche des Stiftes 7 befinden. Sodann werden gemäß Fig. 4 die Formbacken 8 gegen die Oberfläche des Stiftes 7 gefahren, der nunmehr von den Formbacken 8 festgeklemmt und damit auch einwandfrei zen­ triert wird.

Nach der erfolgten Zentrierung des Stiftes 7 gemäß Fig. 4 werden die Kerbmeißel 5 radial nach innen gefahren und er­ zeugen die Kerben 1. Hierbei liegen die Formbacken 8 mit ihren Formflächen 9 nach wie vor gegen den Stift 7 an, wo­ bei die Formflächen 9 verhindern, daß das von den Meißeln 5 verdrängte Material in die Bereiche 3 gemäß Fig. 1 aus­ weicht. Das verdrängte Material kann vielmehr nur in den Spalt zwischen den Meißeln 5 und den Formbacken 8 auswei­ chen, wobei sich gemäß Fig. 5 die gewünschten Wülste 2 ergeben. Somit ergibt sich die in Fig. 1 dargestellte Querschnittsform.

Wird der Stift 7 auf andere Weise zentriert, dann ist es auch möglich, zuerst die Kerbmeißel 5 in Richtung zur Achse 6 zu betätigen, bis sie geringfügig in das Material des Stiftes 7 eindringen. Hierbei findet eine geringfügige Wulstbildung statt. Sodann werden die Formbacken 8 schlag­ artig zur Anlage an den Stift gebracht, während die Kerb­ meißel weiter in das Material des Stiftes 7 eindringen.

Bei weichen Materialien ist es auch möglich, die Bereiche 4 gemäß Fig. 2 nach dem Kerben zurückzuverformen, um den Querschnitt gemäß Fig. 1 zu erhalten. Dies ist in Fig. 6 dargestellt. Zwischen den Meißeln 5 und den Formbacken 8 A herrscht kein Spalt. Die Formflächen 9 A weisen den Verlauf des Kerbstiftumrisses zwischen benachbarten Kerben 1 gemäß Fig. 1 auf. Bei der Zurückverformung der Bereiche 4 gemäß Fig. 2 durch die Formbacken 8 A gemäß Fig. 6 bleiben die Meißel 5 in ihrer Eingriffslage mit dem Kerbstift 7, um zu verhindern, daß bei der Verformung der Bereiche 4 Ma­ terial in die Kerben 1 gepreßt wird.

Die Formbacken 8 A sind auch verwendbar bei der anhand der Fig. 3 bis 5 erläuterten Arbeitsweise.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von Kerbstiften, bei dem mindestens zwei Kerbmeißel in Richtung zur Stiftachse bewegt werden und dabei längsverlaufende Kerben in den Stift einschlagen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf den Kerbstift (7) in den Bereichen (3) zwischen den Kerben (1) Formbacken (8; 8 A) einwirken, die eine Wulstbildung am Kerbenrand ermög­ lichen und die für die Einhaltung des ursprünglichen Kerbstiftdurchmessers (d 1) in den Bereichen (3) zwi­ schen den Wülsten (2) bestimmend sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Formbacken (8; 8 A) vor Be­ ginn und während des Eindringens der Kerbmeißel (5) am Kerbstift (7) anliegen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Formbacken (8; 8 A) während des Eindringens der Kerbmeißel (5) zur Anlage an den Kerbstift (7) kommen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Formbacken (8; 8 A) nach dem Eindringen der Kerbmeißel (5) zur Anlage an den Kerb­ stift (7) kommen und die Bereiche (3) zwischen den Wülsten (2) auf den ursprünglichen Kerbstiftdurchmes­ ser (d 1) zurückdeformieren.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß während der Zurückdeformation die Kerbmeißel (5) in die Kerben (1) ragen.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit mindestens zwei Kerbmeißeln, die in Richtung zur Stiftachse beweg­ bar sind und durch die längsverlaufende Kerben in den Stift einschlagbar sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen den Kerb­ meißeln (5) jeweils eine in Richtung zur Stift­ achse (6) bewegbare Formbacke (8; 8 A) angeordnet ist, deren in Richtung des Stifts (7) weisende Formfläche (9) einen dem Stiftradius entsprechen­ den Radius aufweist und eine Breite (10) besitzt, die dem Abstand der Kerbwülste (2) benachbarter Kerben (1) entspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich an die den Stiftradius aufweisende Fläche beidseits der Form der Wülste (2) entsprechende Bereiche an der Formfläche (9 A) anschließen.