DE61515C - Matrize und Stempel zum Pressen geschützter Schraubenköpfe - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

(Rhode Island, V. St. A.).

Bei der Herstellung von Holzschrauben und Eintreibschrauben, besonders aber bei Schrauben, die durch den Walzprocefs erzeugt werden, wird der Schlitz für den Schraubenzieher gleichzeitig beim Stauchen des Materials zur Ausbildung der Kopffläche erzeugt.

Bei allen Versuchen, Schrauben mit gestauchten Köpfen zu erzeugen, die offene Schlitze haben, d.h. Schlitze, die quer über den ganzen Kopf reichen, hat man fast jedemal Schrauben mit unvollkommenen Köpfen erhalten, so dafs die Schrauben nicht verwendbar waren.

Die Mängel lagen zum Theil darin, dafs an den Schlitzenden lappenförmige Metallansätze verblieben, zuweilen war zu wenig Metall vorhanden, um die Stauchmatrize auszufüllen und einen vollständigen Kopf zu bilden; endlich kam es auch vor, dafs zu viel Metall vorhanden war, in welchem Falle das überflüssige Metall seitlich zwischen die Fläche der Matrize und den Stauchhammer tritt und einen Ansatz bezw. einen Grat bildet, der nachher, entfernt werden mufs. . ■ ■■

Bei diesen früheren Einrichtungen zum Stauchen von Köpfen mit durchgehendem Schlitz wurde die Matrizenöffnung eben und glatt gemacht und die schrägen Seiten derselben erhielten eine durchbrochene Fläche. Die Fläche des zuletzt zur Wirkung kommen-, den Stauchhammers hatte eine Zunge, die nach Gröfse und Form eine genaue Patrize für den herzustellenden Schlitz in dem Kopf bildete, d. h. es war die Länge der Zunge von ihrer. Wurzel genau gleich dem Durchmesser des Mündung der Matrizenöffnung, während die Enden der Zunge denselben Winkel oder dieselbe Schräge wie die Seiten der Matrize bildeten. Bei einer derartigen Ausbildung des Stauchhammers war es sehr schwierig, die Theile so zu adjustiren, dafs die Zunge bei der Herstellung des Schlitzes genau die Mitte der Matrize traf; in jedem Fall mufs an den Enden der Zunge eine gewisse Menge Metall beseitigt werden, das eine übermäfsige Beanspruchung auf den Mechanismus dadurch ausübt, dafs das Metall der eindringenden Zunge zu weichen gezwungen wird.

Zweck der Erfmduug ist nun, durch Stauchen Köpfe mit offenen, durch die ganze Breite der Köpfe reichenden Schlitzen zu erzeugen und gleichzeitig die vorerwähnten Mängel zu beseitigen. Zu diesem Zweck erhält die Fläche der Matrize zwei oder mehr seitliche Kanäle, die in die Matrizenöffnung hineinreichen; die Gröfse und Form jedes Kanals, wo derselbe in die schrägen Seiten der Matrize eintritt, ist dabei im wesentlichen das Gegenstück des Querschnitts des zu erzeugenden Schlitzes im Schraubenkopf. Die Fläche des zuletzt zur Wirkung kommenden Stauchhammers ist mit einer Zunge versehen, welche in diese Kanäle eintreten kann. Die Seiten der Kanäle sind fortgeschnitten oder erweitert, um in Gemeinschaft mit der Zunge'das Metall, welches die Matrize füllt, abzuscheeren. Durch diese Einrichtung wird jedes überflüssige Metall, welches aus der Matrize durch die Kanäle von der vorschnellenden Zunge während der Stauchung des Kopfes herausgetrieben wird, abgescheert.und fällt als Abfall nach unten, während der so erzeugte, mit Schlitz versehene Kopf frei von jedem Grat oder anderen Fehlern ist, wie sie

bei geprefsten Schraubenköpfen mit offenen Schlitzen gewöhnlich kommen. Ein weiterer Vorzug der der Erfindung zu Grunde liegenden Neuerung besteht darin, dafs der Hammer leicht und schnell nach der Matrize adjustirt werden kann. Dies ist insofern möglich, als die Zunge zweckmäfsig erheblich langer als der Durchmesser der Matrizenöffnung gemacht wird, so dafs die Schlitze stets ebenso genau ausfallen, als wenn die Mitten des Hammers und der Matrize genau zusammenfallen.

Bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung wird gewöhnlich ein Satz von drei Stauchhä'mmern angewendet, von denen der erste auf das platte Drahtstück wirkt und das Metall vorstaucht und es in der mit Nuthen versehenen Matrize centralisirt; der zweite hat eine Fläche, welche mit einem gekrümmten Theil versehen ist, der derart gestaltet ist, dafs der Hammer das Metall gleichmä'fsig auf jeder Seite der Linie, in welcher der Schlitz herzustellen ist, oder nach Mafsgabe der Lage der Nuthen in der Matrize vertheilt. Der letzte Stauchhammer endlich hat eine Zunge, die quer über die Fläche des Hammers reicht und in das Metall eingedrückt wird, um zu veranlassen, dafs dasselbe seitlich und nach oben zur vollständigen Ausfüllung der Kopfmatrize verdrängt wird. Jedes überflüssige Metall wird gleichzeitig durch die Matrizenkanäle nach aufsen getrieben, und am Ende der Bewegung der Zunge scheert diese das überflüssige Metall von dem nun fertigen, in der Matrize liegenden Kopf vollständig ab. Ein weiterer Vortheil der Erfindung liegt darin, dafs danach ohne Schwierigkeit Schrauben erzeugt werden können, bei welchen die Böden der Kopfschlitze gekrümmt, anstatt winklig im Querschnitt sind, wie dies 'gewöhnlich der Fall ist. Eine derartige Ausbildung der Schlitze erfolgt aber, um die Köpfe stärker zu machen, da im anderen Falle die Köpfe von Schrauben aus Stahl oder homogenem Metall mit geschnittenen Kopfschlitzen in den Kanten der Schlitze unter der Beanspruchung des Schraubenziehers leicht brechen. Diese charakteristische Eigenschaft des Stahls, d. h. seine Homogenität ist in den letzten 2 bis 3 Jahren, zum Gegenstand sorgfältiger Untersuchungen und experimenteller Ermittelungen gemacht, und auch neuere Erfahrungen haben diese Versuchsermittelungen dahin bestätigt, dafs ein Stück dieses Metalles für Bruch oder Abnutzung sehr empfindlich ist, wenn nur ein kleiner Sprung oder eine andere Beschädigung vorliegt. So genügt eine scharfe winklige .Nuth oder ein Einschnitt in dem Metallstück oder, wie erwähnt, ein blofser Stofs, um diese Bedingung für den schnellen Bruch zu schaffen, während dieser selbst durch eine plötzliche Beanspruchung oder durch starken Druck oder auch durch die Erschütterung etc. der Hammerschläge vollendet wird.

In solchen Fällen wird die Beanspruchung oder der Druck entlang der in dem Stück vorhandenen winkligen Nuth oder scharfen Linien concentrirt.

Um nun diese ungünstige Beanspruchung an den geschnittenen Stellen oder an den Punkten, wo Nuthen vorhanden sind, zu vermeiden, ist nur nöthig, in dem Metall, anstatt scharfer, winkliger Schnitte oder solcher Nuthen, Nuthen νοιτ gekrümmter Querschnittsbegrenzung herzustellen. Hierdurch wird die Beanspruchung oder der Druck vertheilt, weil ein scharfer Winkel nicht vorhanden ist, in welchem sich der Druck unter Erzeugung eines Bruches concentriren kann. Diese Querschnittsform kann dem Schlitz eines Schraubenkopfes einfach dadurch gegeben werden, dafs die Zunge, welche den Schlitz erzeugt, entsprechend abgerundet wird.

Auf beiliegender Zeichnung ist:

Fig. ι der Grundrifs bezw. die Vorderansicht der Matrize;

Fig. 2 und 3 sind Schnitte durch dieselbe bezw. nach den Linien x-x und 0-0 von Fig. 1;

Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Schlitzhammers,

Fig. 5 die Endansicht desselben,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung durch die Matrize und den Hammer, nachdem derselbe seinen Hub vollzogen hat;

Fig 7 zeigt im Schnitt und gröfseren Mafsstabe andere Ausführungsformen der den Schlitz ausbildenden Zunge des Hammers,

Fig. 8, in perspectivischer Darstellung, den oberen Theil einer Schraube mit geprefstem offenen Schlitz im Kopf;

Fig. 9 und 10 sind ähnliche Darstellungen von Schraubenköpfen mit unvollkommenen Schlitzen, wie sie durch die gewöhnlichen Stauchhämmer erzeugt werden;

Fig. 11 zeigt in gröfserem Mafsstabe und Schnitt durch die Matrize die Lage des Drahtes in der Matrize, ehe der erste Stauchhammer zur Wirkung gekommen ist,

Fig. 12 den Hammer nach dem Schlage und die Art der Stauchung des Drahtes durch diesen Hammerschlag;

Fig. 13 ist die perspectivische Ansicht der unteren oder Arbeitsfläche des zweiten Stauchhammers;

Fig. 14 veranschaulicht im Schnitt die rohe Form des Kopfes, welcher durch den zweiten Hammer hergestellt wird; das Ende des Kopfes hat einen seitlichen Ansatz, da, wo der noch zu erzeugende Schlitz sich befinden wird; die Schnittführung entspricht der Fig. 2; und

Fig. 15 ist eine ähnliche Darstellung, wobei der Schnitt indessen rechtwinklig gegen den Schnitt von Fig. 14 geführt ist,

Fig. 16 eine perspectivische Ansicht des

Claims (1)

1. durch zwei Hammerschläge erzeugten unfertigen Schraubenkopfes, .

   Fig. 17 ein Schnitt durch die das Werkstück enthaltende Matrize und den dritten Stauchhammer, ehe derselbe seinen Schlag ausgeführt hat, und

   Fig. 18 eine. Schnittdarstellung, .nachdem der dritte Hammer seinen Schlag vollzogen hat; die Zunge des Hammers ist in das Metall des Kopfes eingetrieben, dadurch der Schlitz geprefst und gleichzeitig das überflüssige Metall, welches in die.Kanäle getrieben worden, abgescheert worden. Der so erzeugte fertige Schraubenkopf hat die aus Fig. 8 ersichtliche Form.

   Die Erfindung behandelt eine neue Methode der Herstellung offener Schlitze in Schraubenköpfen durch Pressen und Anwendung einer eigenartig ausgebildeten Matrize und eines Stauchhammers. In den Zeichnungen bedeutet w ein Drahtstück, welches in. der Matrize a, Fig. 11, liegt und zunächst von einem in der Mitte mit Aussparung versehenen Hammer b^l getroffen wird, welcher dem Kopf die erste Form /z², Fig. 12, giebt und gleichzeitig eine Stauchung des oberen Theiles des Schaftes hinter dem Kopf zur Erzielung der konischen Form s¹ bewirkt. Der darauf auf das Metall zur Wirkung kommende Stauchhammer b² hat auf seiner Fläche eine ausgerundete Nuth w², Fig. 1 3, welche eine Vertheilung des Metalles in dem Kopf, wie aus Fig. 16 ersichtlich, herbeiführt; gleichzeitig wird das Metall in die Matrize c noch weiter derart geprefst, dafs der rohe Kopf h\ Fig. 14 und 15, gebildet wird. Durch den letzten Hammerschlag wird die Zunge t des dritten Hammers b in den vorstehenden Theil η des Kopfes /z¹ getrieben. Die Fläche der Matrize a, Fig. 1, 2, 3 u. s. w., hat eine Oeffnung c, die mit schrägen Seiten versehen ist; diese Oeffnung ist die Matrize des zu erzeugenden Schraubenkopfes.

   Eine Nuth bezw. Rinne d ist in gegenüberliegenden Seiten der Matrizenöffnung hergestellt; die Form und Gröfse der Nuth im Querschnitt ist im wesentlichen dieselbe, wie die des durch die Zunge t des Hammers b erzeugten Schlitzes. Unmittelbar hinter der Schlitzöffnung oder dem Kanal d, wo derselbe in die Matrizenöffnung c eintritt, wird der Kanal seitlich, wie bei d², erweitert, um in Verbindung mit der Zunge t Scheer- oder Schneidkanten d¹ zu bilden; für diesen Zweck können die verticalen oder nahezu verticalen Seiten der Nuthen an ihrer Vereinigung mit.. den Wänden der Matrizenöffnung dienen. . Die Zunge t, welche von der Fläche des Hammers b vortritt, kann im Querschnitt irgend eine geeignete Form erhalten, wobei natürlich die Kanäle d der Matrize dieselbe Form haben. Es empfiehlt sich indessen aus den in der Einleitung erwähnten Gründen, die unteren scharfen Kanten der Zunge fortzunehmen, um Leisten in den Schlitzen s an den Schnittkanten des Bodens und der verticalen Seiten zu erzeugen.

   Fig. 4 und 7 stellen verschiedene Zungenformen dar. Ein weiterer neuer Gesichtspunkt der Zunge ist, dafs sie länger als der Durchmesser der Oeffnung c oder auch gleich dem Durchmesser des Hammers selbst gemacht wird.

   In 'Fig. ι bezeichnet der punktirte Kreis v, dafs die Mitte des Hammers und der Matrize übereinstimmen, während der andere Kreis v¹ angiebt, dafs diese Uebereinstimmung nicht vorliegt, obwohl die Zunge des Hammers noch einen vollständigen Schlitz herstellen kann.

   Aus Fig. 17 ist ersichtlich, dafs die Matrize a in ihrer Oeffnung c - den theilweise fertiggestellten Schraubenkopf enthält. Wenn nun der Hammer b vorgeschnellt wird, so trifft die Zunge t den erhabenen Theil η des Kopfes h^l, Fig. 16 u. s. w., um den Schlitz herzustellen. Die weitere Bewegung des Hammers drückt die Zunge in das Metall bis zur vollen Tiefe, die auch die Tiefe der Matrizenkanäle d ist; gleichzeitig wird an den Stellen ^¹ jedes überflüssige Metall herausgeprefst und abgescheert, wie bei in, Fig. 18, ersichtlich. '

   Nach Herausnahme des mit Kopf versehenen Werkstücks aus der Matrize wird man finden, dafs der' Kopf h einen vollkommen regelmäfsigen Schlitz s hat, der über die ganze Breite des Kopfes reicht (Fig. 8).

   Patεnt-Anspruch:

   Zur Herstellung von Schraubenköpfen mit offenem Schlitz durch Pressen, Matrize und Stempel von der Beschaffenheit, dafs sich an die der Kopfform der Schraube entsprechende Oeffnung (c) der 'Matrize (a) dem Schlitzquerschnitt entsprechende gegenüberliegende Rinnen (d) anschliefsen, die sich (bei d'²) erweitern, um das; durch die Zunge (t) des dritten Stauchstempels ausgetriebene Metall aufzunehmen, und dafs die Matrize mit Schneidkanten (d^x) versehen ist, welche zur Bildung eines vollständigen , nicht weiter zu bearbeitenden Kopfes mit beiderseits offenem Schlitz beim Auftreffen des Stauchstempels auf die Matrizenfläche den Prefsgrat abscheeren.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.