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Herstellung von Speichennippeln. Die Erfindung bezieht sich auf ein
Kaltpreßverfahren zur Herstellung von Speichennippeln und ähnlichen mit Kopf versehenen
Bolzen, deren Schaft am freien Ende einen vom übrigen Schaftteil abweichenden Querschnitt
besitzt.
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Es ist bereits 'bekannt, Speichennippel in der Weise herzustellen,
daß ein Drahtwerkstück mit seinem einen Ende voran in ein der Schaftform entsprechendes
Gesenk eingedrückt und dadurch zum Schaft geformt wird, während das andere Ende
des Werkstücks zum Kopf gestaucht wird. Bei diesem bekannten Verfahren. werden das
Eindrücken des Werkstücks in das Schaftgesenk und die Stauchung des Kopfes in einem
einzigen Arbeitsgang bewirkt, indem das Werkstück mittels eines gleichzeitig den
Kopf anstauchenden Stempels in: das Schaftgesenk eingedrückt wird. Hierbei besteht,
insbesondere bei der Verarbeitung von Messing und anderen verhältnismäßig weichen
Metallen, keine Gewähr für eine ordnungsmäßige Ausbildung sowohl des Schafts als
auch des Kopfes, vielmehr tritt leicht der Fall ein, daß während der Formgebung
des Schafts der jeweils aus dem Schaftgesenk noch herausragende Teil des Werkstabes
schon gestaucht wird, bevor die den Schaft ergebende Stablänge in das Gesenk eingedrückt
und die Formgebung des Schafts beendet ist.
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Von dem bekannten Verfahren unterscheidet sich das Verfahren gemäß
der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß die Formgebung des Schafts und die Bildung
des Kopfes unter Benutzung einer bekannten Doppeldruckpresse mit zwei gegeneinander
austauschbaren Stauchstempeln und, einer den ersten Stempel umgebenden Führungsbüchse
nacheinander in zwei getrennten Arbeitsgängen bewirkt werden, wobei während des
im ersten Arbeitsgange stattfindenden Einpressens des Bolzens in das Schaftgesenk
nicht nur in an sich bekannter Weise das später zum Kopf umzuformende Bolzenende,
sondern der ganze jeweils außerhalb des Gesenks befindliche Teil des Werkstabes
von der Führungsbüchse allseitig umschlossen und geführt wird. Bei diesem Verfahren
kann eine Stauchung des außerhalb des Gesenks befindlichen Teiles des Werkstabes
erst dann erfolgen, wenn der gesamte. für den Schaft
notwendige
Werkstoff in das Schaftgesenk eingedrückt ist. Die Entstehung fehlerhafter Werkstücke
ist damit ausgeschlossen.
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Auf der Zeichnung ist das Verfahren in vier Längsschnitten durch die
Preßwerkzeuge in seinen wesentlichsten Arbeitsstufen dargestellt.
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Zur Ausführung des Verfahrens eignet sich am besten eine Doppeldruckkaltpresse,
deren hin und her gehender Preßschlitten einen quer zum Schlitten beweglichen Stempelhalter
besitzt, der jedesmal zwischen zwei Hüben verstellt wird, um abwechselnd- den einen
und anderen der beiden an ihm angebrachten Stempel vor das feststehende Gesenk zu
bringen. i ist die hintere Gestellwand der Presse, welche das feststehende Schaftgesenk
2 enthält, und 3 der am hin und her gehenden Preßschlitten beispielsweise senkrecht
auf und ab beweglich geführte Stempelhalter, der übereinander einen Vor- und einen
Fertigstempel trägt.
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Im Beispiel ist angenommen, daß Speichennippel, d. h. bolzenförmige
Gegenstände, hergestellt werden sollen, die am einen Ende vierkantig gestaltet sind,
während sie am ändern Ende einen auf beiden Stirnseiten. gewölbten Kopf besitzen.
Zu diesem Zwecke ist in dem feststehenden Gesenk 2 ein die Schaftform bildender
Kanal ausgespart, der in seinem vorderen Teil 4" zylindrisch, im rückwärtigen Teil
41, dagegen vierkantig gestaltet ist, und zwar derart, daß der quadratische Querschnitt
des hinteren Kanalteils 4.b in den Kreisquerschnitt des vorderen Teils 4" einbeschrieben
werden kann. Im Gesenkkanal q", 4b führt sich der vierkantige Gegenhalter 5, -der
gleichzeitig als Ausstoßdorn dient. Am vorderen Ende des Kanals ist das Gesenk 2
endlich noch mit einer Aussparung 6" versehen, die den hinteren Teil der Kopfform
bildet.
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Die am hin und her gehenden Preßschlitten oder dem daran geführten
Halter 3 angeordneten Preßwerkzeuge sind in folgender Weise eingerichtet. Der erste
oder Vorpreßstempel (Abb. i und 2) besteht aus einem Druckstift 7, dessen Durchmesser
mit dem Durchmesser des zur Verarbeitung kommenden Werkstoffs übereinstimmt. Dieser
Druckstift 7 liegt mit seinem rückwärtigen Ende an einem stärkeren Bolzen. 8 an,
der am Preßschlitten kraftschlüssig abgestützt ist. Er führt sich schließend in
der Bohrung einer Büchse 9, die ihrerseits in einer im Stempelhalter 3 starr befestigten
Futterbüchse ro geführt ist. Die Büchse g steht unter Wirkung einer zwischen ihrem
rückwärtigen Ende und einer Schulter dies Bolzens 8 angeordneten Druckfeder i i,
welche bestrebt ist, die Büchse 9 stets so weit nach vorn zu schieben, bis sie mit
einer an ihr vorgesehenen Schulter an einen Kragen der Futterbüchse anstößt. In
dieser Stellung ragt die Büchse 9 über das vordere Ende des Druckstifts 7 um einen
solchen Betrag vor, daß sie den zum Kopf umzuformenden Teil sowie außerdem noch
ein Stück des den Schaft ergebenden Teils des Werkstabes aufzunehmen vermag. Die
Büchse 9 ist an ihrer vorderen Stirnfläche derart gewölbt, daß sie, wenn ihr vorderes
Ende beim Vorgang des Preßschlittens an das Gesenk 2 stößt, den darin ausgesparten
Teil 6a der Kopfform vollständig ausfüllt.
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Der Fertig- oder Kopfstempel 12 (Abb.3 und q.) ist unmittelbar im
Stempelhalter 3 starr befestigt; er besitzt an seiner vorderen Stirnfläche eine
Aussparung 6b, deren Form und Größe der vorderen Hälfte des herzustellenden Bolzenkopfes
entspricht. In diese Aussparung ragt das vierkantige und, gleichzeitig als Körnerspitze
ausgebildete Ende eines Dorns 13 hinein, der in einer achsialen Bohrung des Stempels
12 gehalten ist.
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Der zu verarbeitende Draht wird, wie bei Kaltdruckpressen zur Herstellung
von Nieten u. dgl. üblich, durch eine seitlich der Matrize in der Gestellwand angeordnete
COffnung zugeführt und nach jedem zweiten Hub des Preßschlittens um die zur Herstellung
eines Werkstücks erforderliche Länge vorgeschoben. Die vorgeschobene Drahtlänge
wird jed.esmal durch ein rechtwinklig zur Gesenkachse geführtes und ein gleichzeitig
als Zubringer ausgebildetes Messer abgeschnitten und vor das Gesenk gebracht. Diese
Einrichtung ist, weil an sich bekannt, auf der Zeichnung -nicht dargestellt.
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Der zu verarbeitende Draht besitzt vorteilhaft eine etwas geringere
Stärke, als der größte Durchmesser des Schafts des herzustellenden Nippels beträgt,
und zwar besitzt er einen Kreisquerschnitt, der gerade in den quadratischen Querschnitt
des vielkantigen Schaftendes des ll\Tippels paßt oder nur wenig über die Kanten
dieses Quadrats hinausragt. Die Arbeitsweise ist folgende: Nachdem bei zurückgezogenem
Preßschljtten ein Werkstab 14 vor das Gesenk 2 gebracht ist, wird der Preßschlitten
mit den beiden Preßwerkzeugen, von welchen der Vorpreßstempel7 gleichachsig mit
dem Gesenk steht, gegen das letztere vorbewegt. Hierbei schiebt sich zunächst die
Büchse 9 über das dem Gesenk abgekehrte Stabende, bis dieses an den Vorpreßstempel
stößt, worauf letzteres den Werkstab mit seinem an= deren Ende voran in das Gesenk
2 einzuschieben beginnt. Nachdem der Schlitten einen. Teil seines Weges zurückgelegt
hat, kommt .die Büchse 9 durch Anschlag an das Gesenk 2 zum Stillstand (Abb. i),
während der Preßstempel7 .unter Zusammendrücken
der Feder i i seinen
Weg fortsetzt und das Werkstück noch weiter in. das Gesenk hineindrückt, nämlich
so lange, bis die Einschubbewegung durch Anlage des Werkstabes am Gegenhalter 5
begrenzt ist. Alsdann wird beim restlichen Arbeitshub des Preßstempels 7 der im
Gesenk befindliche Teil des Stabes unter gleichzeitigem Nachschub des noch von der
Büchse umschlossenen Restes des zum Schaft umzuformenden - Stabteiles in der Achsenrichtung
zusammengestaucht, so daß der Werkstoff sich seitlich ausbreitet und die Schaftform
ausfüllt (Abb.2). Sowohl während des Eindrückens des Stabes in den vierkantigen
Teil 4b des Gesenkkanals als auch während der Stauchung des Schaftteiles des Werkstabes
wird der außerhalb des Gesenkkanals befindliche Stabteil durch die ihn umschließende
Büchse 9 so geführt, daß weder ein Ausbiegen noch eine Stauchung desselben stattfinden
kann, womit die Gewähr für eine vollkommene Ausbildung des Schafts gewährleistet
ist. Sobald der Preßstempel 7 sein vorderes Hubende erreicht hat, ist auch die Umformung
des Schafts beendet. Der Preßschlitten geht unter Abstreifen der Büchse 9 von dem
aus dem Gesenk 2 noch vorstehenden Stabteil zurück, wobei gegen Ende des Rücklaufs
der Stempelhalter 3 so verschoben wird, daß der Fertig- oder Kopfstempel 12 gleichachsig
zum Gesenk 3 zu stehen kommt (Abb. 3). Nunmehr geht der Schlitten wieder vor, wodurch
der aus dem Kanal 4Q, 4b des Schaftgesenks herausragende Teil des Werkstabes zum
Kopf gestaucht, d. h. seitlich ausgebreitet und in der teils im Gesenk 3, teils
im Stempel 12 ausgesparten Kopfform 6a, 6b fertig gepreßt wird (Abb. 4). Gleichzeitig
mit diesem Arbeitsvorgang wird durch das in die Kopfform hineinragende Ende des
Dorns 13 der gebildete Kopf mit dem bei Nippeln gewünschten Vielkantloch sowie an
dessen Grunde mit einer kegeligen Vertiefung versehen, die dazu dient, beim späteren
achsialen Durchbohren des Nippels den Bohrer zu zentrieren. Am Ende des zweiten
Pressenhubes ist die Formgebung des Kopfes beendet. Das fertige Werkstück wird beim
neuerlichen Rückzug des Preßschlittens durch stoßweisen Vorschub des Gegenhalters
5 ausgeworfen, während gleichzeitig durch Verschiebung des Stempelhalters 3 wieder
der Vorpreßstempel 7 mit der Büchse 9 in Arbeitsstellung gelangt. Nachdem dann ein
neuer Werkstab abgeschnitten und vor das Gesenk gebracht ist, wiederholt sich das
beschriebene Spiel.
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Natürlich sind mancherlei Abänderungen des vorstehend geschilderten
Beispiels möglich. Insbesondere ist das neue Verfahren außer zur Herstellung von
Nippeln auch zur Anfertigung von anderen bolzenförmigen Gegenständen mit Kopf und
geformtem Schaftende anwendbar. Dabei kann je nach der Art der herzustellenden Gegenstände
auf das Einpressen eines Vierkantloches und das Ankörnen verzichtet oder wahlweise
nur ein Vierkantloch oder nur ein Körner eingepreßt werden. Statt daß der zu verarbeitende
Werkstoffstab eine geringere Dicke besitzt, als der größte Durchmesser des Schafts
des herzustellenden Gegenstandes beträgt, kann seine Stärke auch mit der größten
Schaftdicke übereinstimmen, in welchem Falle die Formgebung des Schaftendes dadurch
geschieht, daß das in das Gesenk eingedrückte Ende des Stabes durch die Einwirkung
der Gesenkwandungen in radialer Richtung zusammengepreßt wird. Endlich könnte die
Kopfform statt teils im festen Gesenk und teils im Fertigstempel auch entweder ganz
im Fertigstempel oder ganz im Gesenk ausgespart sein.
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Obwohl das Verfahren in erster Linie für die Herstellung von Nippeln
oder ähnlichen Gegenständen aus Messing oder anderen weichen Werkstoffen bestimmt
ist, kann es natürlich mit Vorteil auch bei der Verarbeitung von härteren Werkstoffen,
wie Eisen, Anwendung finden.