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Herstellung von Bolzenköpfen, Kugeln u. dgl. Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Bolzenköpfen, Kugeln u. dgl. von großem
Rauminhalt, wobei ein Teil der umzuformenden Stablänge bei Beginn der Stauchung
von der Bohrung des Gesenks umschlossen ist und die Umformung der Stablänge in einem
fortlaufenden Arbeitsgang derart geschieht, daß die Stablänge unter gleichzeitiger
Freilegung ihres von der Gesenkbohrung umschlossenenTeiles zunächst roh gestaucht
und dann nach vollständiger Freilegung der umzuformenden Stablänge fertiggepreßt
wird. Dieses Verfahren wird bisher in der Weise ausgeführt, daß der von der Bohrung
eines feststehenden Gesenks umschlossene Teil der umzuformenden Stablänge durch
eine auf das Schaftende des Werkstabes einwirkende Druckstange aus dem Gesenk herausgeschoben
wird, während zu gleicher Zeit ein Kopfstempel gegen das feststehende Gesenk vorgeschoben
wird. Der schon während der Freilegung des von der Gesenkbohrung umschlossenen Teiles
des umzuformenden Werkstoffes stattfindende Vorschub des Kopfstempels hat zur Folge,
daß der Betrag der Vorstauchung um den Vorschubbetrag des Stauchstempels größer
ist als die Länge des jeweils aus der Gesenkbohrung heraustretenden Stabteiles.
Eine solche Arbeitsweise ist praktisch nur bei einem auf Schweißhitze erwärmten
Werkstab möglich, sie läßt sich dagegen bei einem kalten Werkstab nicht anwenden,
da hier der Werkstoff nicht so leicht fließt wie es für die umfangreiche Vorstauchung
notwendig ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das oben geschilderte bekannte
Verfahren für die Verarbeitung von kaltem Werkstoff anwendbar zu machen. Dieses
Ziel ist erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Vorstauchung des Stabendes genau
nach Maßgabe der Länge des jeweils von der Gesenkbohrung freigelegtenStabteiles
erfolgt. Bei diesem Verfahren findet nicht mehr, wie bisher, gleichzeitig mit dem
Herausschieben des Werkstoffes aus der Gesenkbohrung ein Vorschub des Stauchstempels
gegen das Gesenk statt, sondern der Stauchstempel behält während dieser Arbeitsstufe
stets die gleiche Entfernung vom Gesenk, und er beginnt seinen Vorschub gegen das
Gesenk erst dann, nachdem der gesamte umzuformende Werkstoff .unter gleichzeitiger
Vorstauchung freigelegt ist. Dieses Verfahren unterscheidet sich vom bekannten also
grundsätzlich dadurch, daß das Werkstabende während der Freilegung seines von der
Gesenkbohrung umschlossenen Stabteiles stets nur um, einen Betrag zusammengestaucht
wird, welcher gleich der Länge des jeweils freigelegten Stabteiles ist. Dadurch
ist es, wie die praktischen Versuche gezeigt haben, möglich geworden, das Verfahren
auf
kaltem Wege auszuführen, also die bisher notwendige Erwärmung
des Werkstoffes auf Schweißhitze entbehrlich zu machen.
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Es sei hier bemerkt, daß es bereits bekannt ist, Köpfe von großem
Rauminhalt auf kaltem Wege in einem fortlaufenden Arbeitsgang in der Weise zu stauchen,
daß zunächst ein Teil des umzuformenden Stabendes gegen Verbiegen gesichert geführt,
das Stabende dann unter gleichzeitiger Freilegung seines geführten Teiles roh gestaucht
und schließlich fertiggepreßt wird. Bei diesem ,bekannten Verfahren wird im Gegensatz
zum Verfahren nach der Erfindung das vordere Ende des Stabes von einer auf einem
Vorstauchstempel ,geführten Büchse umschlossen, und die Stauchung vollzieht sich
in der Weise, daß der Vorstauchstempel den geführten Stabteil aus der Büchse herausdrückt
und in der Kopfform teilweise ausbreitet, worauf im unmittelbaren Anschluß an diese
Vorstauchung Vorstauchstempel und Büchse gemeinsam gegen das Gesenk vorgeschoben
werden und nun, zusammen den Fertigstempel bildend, die Fertigpressung bewirken.
Hierbei besteht jedoch ein erheblicher Mangel darin, daß neben einem Grat am Rande
des Bolzenkopfes an der Stirnfläche des Kopfes ein ringförmiger Grat entsteht, dessen
Entfernung im Gegensatz zum Grat am Rande schwierig und umständlich ist. Dieser
ringförmige Grat ist darauf zurückzuführen, daß der Werkstoff bei der Stauchung
in den unvermeidlichen Spielraum zwischen dem Vorstauchstempel und der Büchsenbohrung
einfließt. Demgegenüber besitzt das Verfahren der Erfindung den Vorteil, daß ein
einteiliger Stauch- oder Preßstempel mit ununterbrochener Preßfläche angewendet
werden kann, wodurch die Entstehung eines ringförmigen Grates an der Kopfstirnfläche
vermieden ist.
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Bei der praktischen Ausführung des Verfahrens der Erfindung geschieht
die Freilegung des von der Gesenkbohrung umschlossenen Teiles des umzuformenden
Stäbendes vorteilhaft in bekannter Weise durch rückläufige Bewegung eines verschiebbar
angeordneten Gesenks. Diese rückläufige Gesenkbewegung wird erfindungsgemäß durch
eine in dem den Stauchstempel tragenden Preßschlitten geführte Stange bewirkt, welche
mit dem Schlitten derart gekuppelt ist, daß sie beim Vorgang des Preßschlittens
gegen das Gelenk zunächst in gleichem Maße wie der Stauchstempel an der Schlittenbewegung
teilnimmt, nach Erreichung der Endlage des Gelenks aber zum Stillstand kommt, während
der Schlitten zusammen mit dem Stauchstempel seinen restlichen Hub ausführt.
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Auf der Zeichnung ist eine Presse zur Ausübung des Verfahrens der
Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen die Abb. i bis
q. die Arbeitswerkzeuge der Presse in vier verschiedenen Arbeitsstellungen in senkrechten
Längsschnitten.
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Die Ausführung des Verfahrens der Erfindung geschieht auf einer sogenannten
Einfachdruckpresse an sich bekannter Art, deren rückwärtige Gestellwand das Gesenk
enthält, während der Stauchstempel an einem in der Längsrichtung des Gestells hin
und her beweglichen Schlitten sitzt.
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In einer Aussparung der rückwärtigen Gestellwand a befindet sich ein
kasten- oder rahmenförmiger Einsatz b, in dem ein aus zwei ineinander geschraubtenTeilen
bestehender Gesenkhalter c längsverschiebbar geführt ist. Der Halter enthält seinerseits
das eigentliche Gesenk, das im Beispiel quergeteilt ist und aus einer Büchse d und
einem davor angeordneten Kopfstück e besteht. Die Büchse besitzt eine durchgehende
Bohrung f, deren lichte Weite mit dem Durchmesser des zu verarbeitenden Werkstabes
übereinstimmt, während im Kopfstück eine die Kopfform für die anzustauchenden Köpfe
bildende sechskantige Öffnung g vorgesehen ist. Der Gesenkhalter'c steht unter Wirkung
einer in einer Bohrung der Gestellwand a angeordneten Bufferfeder h, welche den
Halter c mit Gesenk d stets in eine vordere Endlage drückt, in welcher der Halter
c an eine am Einsatz b befestigte Anschlagplatte i stößt. Der Gesenkhalter
c kann entgegen der Feder h zurückgeschoben werden, welche Bewegung durch Anschlag
des Halters an eine am Gründe der Aussparung der Gestellwand a vorgesehene Stahlplatte
h begrenzt wird. In der Bohrung f des Gesenks d führt sich ein Druckbolzen
m, der sowohl als Widerlager für den Werkstab wie auch als Ausstoßer für das fertige
Werkstück dient. Dieser Bolzen m stützt sich seinerseits gegen eine in der Gestenwand
a geführte Druckstange n, die durch ein nicht gezeichnetes Getriebe in Abhängigkeit
von der Hinundherbewegung des Preßschlittens so gesteuert wird, daß Stangen
und Bolzen in beim Stauchvorgang in einer rückwärtigen Endlage kraftschlüssig abgestützt
sind, beim leeren Rücklauf des Preßschlittens dagegen vorgeschoben werden.
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o ist der mittels einer Kurbel hin und her bewegte Preßschlitten,
der an ,seinem, der Gestellwand a zugekehrten Stirnende einen gleichachsig zum Gesenk
d angeordneten Stauchstempel p trägt. Die Druckfläche dieses Stempels entspricht
der gewünschten Stirnfläche des herzustellenden Bolzenkopfes, und zwar ist er im
gezeichneten Beispiel eben. Der Stauchstempel p ist im Schlitten o starr befestigt,
so daß er sich in genauer Übereinstimmung
mit dem Schlitten hin
und her bewegt. Unterhalb des Stauchstempels p ist in einer Längsbohrung des Preßschlittens
o eine Druckstange q geführt, die mit ihrem vorderen Ende aus dem Schlitten herausragt
und den Zweck hat, beim Vorgang des Preßschlittens o den Gesenkhalter c mit Gesenk
d entgegen dem Druck der Feder h zurückzuschieben. Die Stange q stützt sich mit
ihrem inneren Ende gegen den nach abwärts gerichteten Arm r eines Winkelhebels
r, t, der in einem senkrechten Schlitz des Schlittens o angeordnet und um
einen oben am Schlitten befestigten Bolzen s drehbar ist. Der andere, nach hinten
gerichtete Arm t dieses Winkelhebels trägt eine daran drehbar gelagerte Rolle u.'
Letztere läuft an der Unterkante einer am Pressenrahmen einstellbar befestigten
Leitschiene v, welche zur Steuerung des die Druckstange q abstützenden Hebels
r, t
dient. DieUnterkante v1 derLeitschiene v verläuft in der Hauptsache waagerecht;
an dem dem Gesenk d zugekehrten Schienenende ist sie dagegen schräg nach aufwärts
gerichtet. Durch diese Ausbildung der Leitschiene wird erreicht, daß der Hebel
r, t, solange die Rolle u auf den waagerechten Teilen v1 der Schienenunterkante
läuft, an einer Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn gesichert ist. Der Hebel
r, t stützt dann die Druckstange q
starr ab, so daß letztere mit dem
Schlitten o in dessenVorschubrichtung kraftschlüssig gekuppelt ist. Die Stange q
drückt infolgedessen, sobald sie an der Stirnfläche des C3resenkhalters c anliegt,
diesen zusammen= mit dem Gesenk d, e entgegen dem Druck der Feder h zurück. In dem
Augenblick jedoch, wo der Gesenkhalter c seine rückwärtige Endlage erreicht, also
an die Platte k anstößt, läuft die Rolle za auf den schrägen Endteil v2 der Schienenunterkante
auf, so daß der Hebel r, t sich zu drehen und damit die Stange q in der Bohrung
des Schlittens o sich zu verschieben vermag. Der Verlauf des schrägen Teils v2 der
Schienenunterkante ist dabei derart, daß die Stange q in ihrer bei vollständig zurückgeschobenem
Gesenk d erreichten Stellung stehenbleibt und so das Gesenk in seiner rückwärtigen
Endlage festhält, während der Preßschlitten o mit dem Stauchstempel p den restlichen
Arbeitshub vollführt. Natürlich können im Bedarfsfalle an Stelle nur einer Druckstange
q auch zwei solcher Stangen vorgesehen sein, die sich dann auf entgegengesetzten
Seiten des Stauchstempels p befinden und je durch einen Hebel r, t mit Rolle
u und Leitschiene v abgestützt sein können.
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Bei in seiner vorderen Endlage befindlichem Gesenk (Abb. z) ist die
Länge der Gesenkbohrung f vom Boden der Kopfform g bis zur Stirnfläche des Druckbolzens
na gemessen größer als die Länge des Schafts des herzustellenden Bolzens beträgt.
Die Gesenkbohrung f vermag also einen dem Schaft benachbarten Teil des umzuformenden
Stabendes aufzunehmen. Die Verhältnisse sind dabei so gewählt, daß bei in das Gesenk
eingeführtem Werkstab der aus der Bohrung f herausragende Stabteil unterhalb der
Grenze liegt, bei welcher der auf ihn ausgeübte Druck des Stauchstempels p ein Verbiegen
oder Knicken des Stabendes bewirkt.
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Der in kaltem Zustand zu verarbeitende Werkstoff (Draht oder Stange)
wird, wie üblich, durch eine seitlich des Gesenks d angeordnete Schermatrize eingeführt
und mittels eines quer zum letzteren verschiebbaren Messers abgeschnitten, worauf
das gleichzeitig als Zubringer ausgebildete Messer den abgeschnittenen Stab vor
das Gesenk d bringt und ihn gleichachsig zur Gesenkbohrung f einstellt. Abschneiden
und Zubringen des Werkstabes geschehen, wie bekannt, teils während des Rücklaufs
des Preßschlittens o, teils während des ersten Teiles des Vorganges des letzteren,
und zwar derart, daß der Werkstab gleichachsig zum Gesenk steht, wenn der Stauchstempel
p auf das vordere Stabende trifft. Der Stab wird dann durch den Stauchstempel bis
zum Anschlag an den Druckbolzen m in die Gesenkbohrung eingeführt. Im gleichen Augenblick,
wo der Werkstab am Druckbolzen m ein Widerlager findet (Abb. t ) hat auch das vordere
Ende der im Preßschlitten o geführten Druckstange q den Gesenkhalterc erreicht.
Da dieStange infolge Anlage der Rolle u an der waagerechten Unterkante vl- der Schiene
v durch den Hebel r, t
mit dem Schlitten o in der Vorschubrichtung
starr gekuppelt ist, so drückt-sie den Gesenkhalter c mit dem Gesenk d entgegen
dem Druck der Feder i zurück. Dadurch wird der von der Gesenkbohrung f umschlossene
Teil des umzuformenden Stabendes nach und nach freigelegt, während das Stabende
gleichzeitig durch den Stempel p gestaucht wird (Abb. 2 und s). Da die Vorwärtsbewegung
der Stange q und des Stauchstempels p in genauer übereinstimmung erfolgt,
so wird das Stabende bei der rückläufigen Bewegung des Gesenks d um einen solchen
Betrag zusammengestaucht, der genau der Länge des von der Gesenkbohrung f umschlossen
gewesenen und nun freigelegten Stabteiles entspricht. Sobald Gesenkhalter c und
Gesenk d infolge Anschlags an der Platte k ihre rückwärtige Endlage erreicht haben,
läuft die Rolle u auf den schrägen Endteil v2 der Leitschiene v auf. Die Stange
q bewegt sich nun nicht mehr weiter vor, sondern kommt in ihrer, der rückwärtigen
Endlage des Gesenks d entsprechenden Stellung zum Stillstand; sie wird in
dieser
Stellung unter Vermittlung des Hebels r, t, der Rölle ü `und Leitschiene
v abgestützt und hält dadurch das Gesenk d entgegen dem Druck der Feder k in seiner
rückwärtigen Endlage fest. An dem restlichen Arbeitshub des Preßschlittens o nimmt
also nur noch der Stauchstempel p teil, der nunmehr das ganze zum Kopf umzuformende
und in der eben beschriebenen Weise vorge;-stauchte Stabende vollständig zusammenstaucht,
in der Kopfform g ausbreitet und fertigpreßt (Abb.3). Sobald der Stauchstempel p
an die Stirnfläche des Gesenks d schlägt, ist die Pressung beendet, und der Schlitten
v geht zusammen mit dem Stauchstempel p und der Druckstange q zurück, während der
Gesenkhalter c mit dem Gesenk d durch den Druck der Feder h wieder in seine vordere
Endlage geschoben wird. Gleichzeitig findet das Auswerfen des fertigen Werkstücks
aus dem Gesenk d statt, und zwar geschieht dies dadurch, daß der Druckbolzen m,
der beim Stauchvorgang stillstand, in der Gesenkbohrung f bis zur Kopfform g vorgeschoben
wird, wobei er das Werkstück aus dem Gesenk ausstößt (s. Abb. q.).
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Das Gelenk d könnte gegebenenfalls auch feststehen, und die Freilegung
des -von der Gesenkbohrung f umschlossenen Teiles des zum Kopf umzuformenden Stabendes
könnte dadurch erfolgen, daß der Werkstab, nachdem der Stauchstempel p zur Anlage
am Stabende gekommen ist, in bekannter Weise durch den Druckbolzen m aus der Gesenkbohrung
herausgehoben wird. Der Stauchstempel muß dann während des Herausschiebens des Werkstoffes
aus dem Gesenk und der dabei stattfindenden Vorstauchung in seiner Lage stehen bleiben,
und er führt seinen Endhub erst dann aus, wenn der umzuformende Werkstoff vollständig
freigelegt und roh gestaucht ist.
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Außer zum Anstauchen von Köpfen an Bolzen ist das Verfahren der Erfindung
mit Vorteil auch zum Stauchen von schaftlosen Gegenständen, wie Kugeln, Fassonstücken
u. dgl. von großem Rauminhalt anwendbar. Hierbei besteht gegenüber dem beschriebenen
Beispiel nur der Unterschied, daß der ganze Werkstab umgeformt wird. Es wird also
auch in diesem Falle wieder der die Biege-oder Knickgrenze überschreitende Teil
des umzuformenden Werkstabes von der Gesenkbohrung umschlossen und während einer
ersten Arbeitsstufe, d. h. während der Vorstauchung, freigelegt, wohingegen in einer
zweiten Arbeitsstufe die Fertigpressung erfolgt.