DE4425837C2 - Verfahren zur Herstellung von Sicherungsscheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von konischen, mit Zähnen auf ihrer Oberseite und Unterseite versehenen Sicherungsscheiben.

Solche Sicherungsscheiben sind potentierte Massenware, bei der es auf den kleinsten verfahrenstechnisch vorteilhaften Schritt ankommt. Damit die Siche­ rungsscheiben rotatorisch nicht wandern, haben sie auf ihrer Ober- und Unterseite Zähnchen. Diese sind scharfkantig. Es ist aber aus verschiedenen Gründen nicht günstig, wenn sich diese Zähnchen schon beim Anziehen der Schrauben oder Muttern zu sehr in das Material derjenigen Bauteile eingraben, zwischen die die Sicherungsscheiben gespannt sind. Häufig ist das eine Bauteil eine Mut­ ter/Schraube auf der einen Seite und die gegenüberliegende Fläche ein zu si­ cherndes bzw. zu konterndes Bauteil auf der anderen Seite.

Aus der US 2 052 063 ist ein Verfahren zur Herstellung von Federscheiben oder Unterlegscheiben bekannt geworden, welche mittels einer Stanzvorrichtung her­ gestellt sind. Diese Unterlegscheiben sind derart ausgebildet, daß diese überein­ ander stapelbar sind. Diese Unterlegscheiben werden in vier Arbeitsschritten her­ gestellt, wobei die fertige Unterlegscheibe an der Oberseite und an der Unterseite am Außendurchmesser jeweils eine Abflachung aufweist und bei der am Innendurchmesser der Unterlegscheibe an der Oberseite und an der Unterseite eine Rundung mit einem kleinen Radius vorgesehen ist.

Aus der DE-AS 11 29 779 ist eine Sicherungsscheibe bekannt geworden, bei der auf der Oberseite an dem Innendurchmesser angrenzend eine Abflachung und auf der Unterseite an dem Außendurchmesser angrenzend eine Abflachung vorgese­ hen ist. Diese Druckschrift offenbart jedoch lediglich die Ausgestaltung dieser Un­ terlegscheibe. Ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Sicherungsscheibe geht aus dieser Druckschrift nicht hervor.

Aus der Zeitschrift Konstruktion Nr. 11, Heft 8 (1959, Seite 303) unter dem Titel "Rückblick auf die deutsche Industriemesse Hannover 1959" geht eine Siche­ rungsscheibe hervor, die der in der Druckschrift DE-AS 11 29 779 entspricht. Ein Verfahren zur Herstellung von derartigen Sicherungsscheiben geht daraus nicht hervor.

Die Erfindung hat zum Ziel, auf massenfertigungsfähig einfache Weise Auflageflä­ chen herzustellen, die das Eingraben der Zähnchen beim Verspannen des Ele­ ments entweder verhindern oder doch reduzieren.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 kann die Auflagefläche definiert erzeugt werden, insbesondere dann, wenn es auf eine Auflagefläche um das Innenloch in der Sicherungsscheibe ankommt.

Durch die Merkmale des Anspruchs 3 erreicht man dies, wenn es auf die Auflage­ fläche um den Außenumfang der Sicherungsscheibe herum ankommt.

Durch die Merkmale des Anspruchs 4 kann man fortschreitend und fortlaufend aus einem Blechstreifen heraus arbeiten, und es bleibt nachher nur noch als Rest ein filigranes, wenig materialaufweisendes, leicht zu entsorgendes Lochgitter übrig, das auch anderweitig verwendet werden kann.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels be­ schrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht auf einen Blechstreifen mit unterschiedlichen Bearbei­ tungszonen;

Fig. 2 die etwa viereinhalbfach gegenüber der Natur vergrößerte Draufsicht auf den Napf 12 der Fig. 1;

Fig. 3 die Draufsicht auf einen Rohling 13 gemäß Fig. 1;

Fig. 4 die ebenso vergrößerte Draufsicht auf den Randbereich 14 von Fig. 1;

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5.5 in Fig. 2;

Fig. 6 einen senkrechten Schnitt sowohl gemäß Linie 5.5 in Fig. 2 als auch durch einen Teil eines Prägewerkzeugs, das den Napf gemäß Fig. 2, 5 trägt;

Fig. 7 einen senkrechten Schnitt durch ein Schneidwerkzeug, das gerade eben den Innendurchmesser der späteren Sicherungsscheibe stanzt;

Fig. 8 eine wesentlich vergrößerte Darstellung des Bereichs 8 aus Fig. 7;

Fig. 9 einen senkrechten Schnitt durch einen Teil eines weiteren Schneid­ werkzeugs, das gerade eben den Außendurchmesser der Sicherungs­ scheibe stanzt;

Fig. 10 eine erheblich vergrößerte Darstellung des Bereichs 10 aus Fig. 9;

Fig. 11 die Untersicht unter eine Sicherungsscheibe, die in der Natur einen Au­ ßendurchmesser von 13 mm hat;

Fig. 12 die Draufsicht auf eine Sicherungsscheibe.

Ein Blechstreifen 16 ist aus C 60-Stahl gemäß DIN 17222, d. h. aus Federstahl, kommt von einem Wickel und hat eine Transportrichtung durch ein nicht dargestelltes Folge­ werkzeug gemäß dem Pfeil 17. In einer ersten Zone 18 sind von oben Näpfe 12 einge­ prägt, die einen Querschnitt gemäß Fig. 5 haben. Sie sind dicht an dicht gepackt und lassen zwischen sich lediglich eine dünne Gitterstruktur 19 stehen. Daher auch der aus Fig. 1 ersichtliche Versatz der insgesamt 6 Reihen um jeweils einen halben Durchmes­ ser der Näpfe 12. Sie sind in 0,7 mm starkes Material des Blechstreifens 16 geprägt. Gleichzeitig werden sechs Näpfe 12 geprägt. Der Prägevorgang findet jeweils in der er­ sten Position einer jeden Reihe statt. Danach werden die Näpfe 12 in Zone 21 mit den Rohlingen 13 gefördert. Hier werden gleichzeitig 6 Rohlinge 13 auf einmal bearbeitet. In den Reihen (vom oberen Rand aus gesehen) 1 + 3 + 5 jeweils in Position 3 - und in den Reihen 2 + 4 + 6 jeweils in Position 4. Wie ersichtlich ist, überlappt sich die Zone 18 mit der Zone 21 ein wenig.

Auf Zone 21 folgt die dritte Zone 22 in der dann in allen 6 Reihen auf der Position 6 weiterbearbeitet wird. Die zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen liegenden Sprünge sind werkzeugbedingte Leer- bzw. Förderstationen.

Die dritte Zone 22 überlappt sich in der dargestellten Weise mit der Zone 21 und ist dann in Richtung des Pfeils 17 nur noch allein vorhanden. Zurück bleibt dann nur noch die Gitterstruktur 19.

Gemäß Fig. 2 und 5 hat ein Napf 12 eine geometrische Mittenachse 23 und ist bis auf obere Zähne 24 und untere Zähne 26 rotationssymmetrisch zur Mittenachse 23. Die Außenbereiche der Zähne 24, 26 sind breiter als deren Innenbereich. Sie verlaufen ge­ mäß Fig. 5 sägezahnartig, gehen außen in den ebenen Blechstreifen 16 über. Die obe­ ren Zähne 24 reichen in ihrem Außenbereich höher als die Oberseite 27 des Blechstrei­ fens 16. Analoges gilt für die unteren Zähne 26 in deren Außenbereich relativ zur Un­ terseite 28 des Blechstreifens 16. Unten gehen die Zähne 24, 26 in eine ungezähnte Schüssel 29 über, die im wesentlichen die gleiche Materialstärke wie der Blechstreifen 16 hat. Wie man aus Fig. 5 sieht, nimmt die Höhe der Zähne 24, 26 schüsselwärts ab. Umgekehrt wird derjenige Materialsteg 30, der zwischen Blechstreifen 16 und Schüssel 29 liegt, von außen nach innen in der Dicke im gezeichneten Maß zu.

Entstanden ist diese Struktur durch ein Prägewerkzeug, dessen untere Hälfte 31 in ei­ ner Bohrung 32 eines Folgewerkzeug-Körpers 33 sitzt, welche Bohrung 32 und welche untere Hälfte 31 die gemeinsame geometrische Mittenachse 23 haben. Die obere Stirn­ fläche der unteren Hälfte 31 hat ein Baches, koaxiales Sackloch 34. Dessen Innenwand 36 ist für die Entstehung des Absatzes 37 verantwortlich. Das Sackloch 34 ist so tief, daß sich die Schüssel 29 dort hinein ohne Behinderung wölben kann. Die Stirnfläche 38 der unteren Hälfte 31 trägt Zähne, die komplementär zu den unteren Zähnen 26 ge­ staltet sind.

Eine obere Hälfte 39 ist koaxial zur geometrischen Mittenachse 23, hat kreiszylindri­ schen Umfang, ist auf und ab beweglich und hat auf der nach unten gerichteten Stirn­ fläche 41 eine Zähnung, die komplementär zur Gestalt der oberen Zähne 24 ist. Be­ wegt man die obere Hälfte 39 des Folgewerkzeugs längs der Mittenachse 23 nach un­ ten und befindet sich der Blechstreifen 16 zwischen den Stirnflächen 38, 41, dann ent­ steht ein Napf 12 durch Prägen und Fließpressen. Da mehrere solche Werkzeuge ge­ mäß Fig. 6 vorhanden sind, entsteht die Vielzahl von Näpfen 12 gemäß Fig. 1. Im Folgewerkzeug-Körper 33 sind entsprechend der Anzahl der Rohlinge 13 Bohrungen 42 vorgesehen, die koaxial zu einer jeweils vorhandenen gemoetrischen Mittenachse 43 sind. Der Abstand zwischen 23 und 43 ist eine Teilung oder ein ganzes Vielfaches hiervon.

Die Bohrung 42 hat einen Durchmesser entsprechend dem Soll-Innendurchmesser 44 des Rohlings 13, der auch gleich ist mit dem Soll-Innendurchmesser 44 des Fertigteils gemäß Fig. 11 und 12. In die Bohrung 42 hinein schneiden kann ein kreiszylindrischer Stempel 46, der koaxial zur geometrischen Mittenachse 43 ist und längs dieser auf und ab teilweise in die Bohrung 42 hineinbewegt werden kann. Wird er dort hineinbewegt, dann entsteht durch die beiden scharfen Schneidkanten 47, 48 ein Schnitt. Beim Ein­ tauchen der Schneidkante 48 in die Bohrung 42 entsteht dort ein hoher Druck, dem in diesem Bereich das Material des Blechstreifens 16 nicht oder nur zum Teil gewachsen ist. Es wird also nach der Schneidkante 47 auf der Stirnfläche 49 des Folgewerkzeug- Körpers 33 der dortige Bereich des Rohlings 13 mit einer Abflachung 51 versehen, wie sie als Ergebnis in Fig. 11 dargestellt ist. Weil die unteren Zähne 26 dort ebenfalls Sä­ gezahnform haben, bildet sie die gemäß Fig. 11 ersichtliche, der Anzahl der Zähne 26 entsprechende oszillierende Abflachung, deren Innenrand durch einen Kreis 52 be­ grenzt wird, der durchgehend ist und dessen Außenrand 53 ebenfalls sägezahnartig oszilliert. Wo vorher ein Zahn vorgestanden ist, d. h. in dessen Gratbereich, ist die Ab­ flachung 51 breit, und dort, wo vorher das Tal war, ist die Abflachung 51 schmäler.

Natürlich bildet sich eine gleiche Abflachung 54 unterhalb und innerhalb der Schneid­ kante 48. Da aber die Schüssel 29 samt dem z. T. abgeflachten Zähnungsbereich nach unten aus der Bohrung 42 herausgeschoben wird, stört dieses Teil nicht mehr, aber das entstehende Fertigteil hat gemäß Fig. 11 diejenige Abflachung 51, die später innen und unten vorhanden ist.

Im Folgewerkzeug-Körper 33 ist eine weitere kreiszylindrische Bohrung 56 vorgesehen, deren geometrische Längsachse 57 parallel zu den Achsen 23 und 43 steht und um ei­ ne Teilung oder ein Vielfaches davon gemäß dem Pfeil 17 nach rechts versetzt an­ geordnet ist. Die Bohrung 56 hat am Übergang von sich zu der geschliffenen Oberseite 58 des Folgewerkzeug-Körpers 33 eine Schneidkante 59. Der Durchmesser der Boh­ rung 56 entspricht dem Außendurchmesser 61 des Fertigteils gemäß Fig. 11 und 12. Der Außenrandbereich 62 der oberen Zähne 24 und der unteren Zähne 26 ragt über diesen Durchmesser z. B. gemäß Fig. 4 größenordnungsmäßig 1 mm hinaus. Deshalb liegt dieser Außenrandbereich 62 außerhalb der Schneidkante 59 auf. Ein kreiszylindrischer Stempel 63 ist koaxial zur geometrischen Längsachse 57 auf und ab beweglich auf nicht dargestellte Weise im Folgewerkzeug geführt und paßt mit Normalschneide-Technik in die Bohrung 56. Auch in dieser Arbeitsstation erfolgt kein Feinschneiden. Es ist zwar ein nicht dargestellter Niederhalter auch hier für den Blech­ streifen 16 vorhanden. Dieser hat jedoch keine Ringzacke. Wie beim Stempel 46, des­ sen untere Stirnfläche 64 planeben senkrecht zur Mittenachse 43 steht, so steht auch hier die untere Stirnfläche 66 des Stempels 63 senkrecht zur geometrischen Längsach­ se 57. Beim Schneidschervorgang entsteht nun an der Unterseite (Fig. 12) der Siche­ rungsscheibe 67 außen eine Abflachung 68, die außen eine kreisrunde Begrenzung hat und deren Innenrand 69 in der gezeichneten Weise sägezahnartig oszillier analog zum Außenrand 53. Er befindet sich jedoch auf der anderen Seite der Sicherungsscheibe 67 und ist deshalb in Fig. 11 nicht sichtbar. Durch den Scherschneidvorgang erleidet der Außenrandbereich 62 ebenfalls eine Abflachung 71. Diese verbleibt jedoch mit dem Außenrandbereich 62 am Blechstreifen 16.

Man hat also lagerichtig auf einfache Weise auf der einen Seite der Sicherungsscheibe 67 innen eine Abflachung 54 erzeugt und auf der anderen Seite außen eine Abflachung 68.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung konischer, mit Zähnen auf ihrer Oberseite und Un­ terseite versehenen Sicherungsscheiben mit folgenden Ablaufschritten:

• a) In einen Stahlblech-Streifen werden Näpfe geprägt, in deren Randbereich die Zähne geprägt werden, die von einem Außenrandbereich beginnend am Stahlblechstreifen - bis zu einem Innenwandbereich - endend am un­ gezähnten Boden der Näpfe reichen.
• b) Der Außenrandbereich reicht über den Soll-Außendurchmesser der Siche­ rungsscheiben hinaus.
• c) Der Innenrandbereich reicht über den Soll-Innenwanddurchmesser der Si­ cherungsscheiben hinaus.
• d) Der Stahlblechstreifen wird so über eine erste Lochmatrize bewegt, daß Näpfe mit ihrem Boden zentrisch in ein kreisrundes Loch ragen, das einen Durchmesser entsprechend dem Soll-Innendurchmesser der Sicherungs­ scheiben hat.
• e) Ein erster Lochstempel hat einen Durchmesser entsprechend dem Soll- Innendurchmesser der Sicherungsscheiben, schneidet im Innenrandbereich durch die Zähne und erzeugt auf dem äußeren Rand des kreisrunden Lochs durch den Schneid-Scherdruck eine dort durch Flachdrücken der Zähne entstehende erste Auflagefläche, die senkrecht zur geometrischen Mittenachse der entspannten Sicherungsscheibe steht.
• f) Der Stahlblechstreifen wird dann über eine zweite Lochmatrize bewegt, daß die geometrische Mittenachse der zu fertigenden Sicherungsscheibe mit der geometrischen Mittenachse des Lochs der Lochmatrize fluchtet.
• g) Der Durchmesser des Lochs der zweiten Lochmatrize entspricht dem Soll- Außendurchmesser der Sicherungsscheibe.
• h) Ein zweiter Lochstempel hat einen Durchmesser entsprechend dem Soll- Außendurchmesser der Sicherungsscheiben, schneidet im Außenrandbe­ reich durch die Zähne und erzeugt auf dem äußeren Rand der kreisrunden Scheibe durch den Schneid-Scherdruck eine dort durch Flachdrücken der Zähne entstehende zweite Auflagefläche, die senkrecht zur geometrischen Mittenachse der entspannten Sicherungsscheibe steht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Niederhalter zusammen mit dem Arbeiten des ersten Lochstempels verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Niederhalter zusammen mit dem Arbeiten des zweiten Lochstempels verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Folge­ werkzeug in Transportrichtung des Blechstreifens zuerst eine Zone mit Näpfen geprägt wird, dann der Soll-Innendurchmesser der Sicherungsscheibe in einer zweiten Zone gestanzt wird und in einer dritten Zone der Soll-Außendurch­ messer der Sicherungsscheibe gestanzt wird.