DE645521C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von nicht durchgehendem Gewinde an Schrauben-schaeften, insbesondere an den Schaeften von Holzschrauben oder anderen Schrauben mit Spitze - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von nicht durchgehendem Gewinde an Schraubenschäften, insbesondere an den Schäften von Holzschrauben oder anderen Schrauben mit Spitze Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Schraubengewinde auf kaltem Wege durch Schmieden mittels radial gegen das Werkstück beweglicher Hämmerbacken, die mit dem herzustellenden Gewinde entsprechendem Muttergewinde versehen sind. Bei einem solchen Arbeitsvorgange wird das Gewinde nicht durch Verspannung, sondern durch Verdrängung eines Teiles des Schaftwerkstoffes erzeugt. Bei den bekannten Gewindehämmermaschinen besitzen die Hämmerbacken eine Anzahl aufeinanderfolgender Gewindegänge; die Backen bilden im geschlossenen Zustande gewissermaßen eine Schraubenmutter und hämmern gleichzeitig mit ihrer ganzen Gewindelänge auf das Werkstück, in welches sie die gleiche Anzahl Gewindegänge einpressen. Der hierbei verdrängte Schaftwerkstoff kann dabei nur radial ausweichen und vergrößert daher den Durchmesser des Werkstückes. Der Gewindedurchmesser der so hergestellten Schrauben ist in jedem Falle größer als der Durchmesser des Ausgangswerkstückes. Bei der Herstellung von Gewindedraht oder von Schrauben mit durchgehendem Gewinde ist dies ohne Bedeutung. Dagegen ist es bei Schrauben mit teilweise gewindefreiem Schaft störend, wenn der Gewindedurchmesser größer ist als der Schaftdurchmesser; in vielen Fällen, insbesondere bei Holzschrauben, ist dies überhaupt unstatthaft. Das bekannte Hämmerverfahren eignet sich daher nur zur Herstellung von durchgehendem Gewinde an Werkstücken; zur Herstellung von. Gewinde an Kopfschrauben oder von nichtdurchgehendem Gewinde an Schraubenbolzen oder von Gewinde an Holzschrauben ist es ungeeignet. Vorzugsweise für solche Schrauben ist aber das erfindungsgemäße Verfahren bestimmt.
• Das Schmieden von Außengewinde mittels radial beweglicher Stempel von der Schaftmitte aus ohne Vergrößerung des Schaftdurchmessers unter Streckung des Werkstückes in Richtung auf das Schraubenende zu ist zwar ebenfalls schon bekannt; das Werkstück erhält dabei aber eine dem Gewinde entsprechende zwangsläufige Außenführung; es kann daher hur zylindrisches Gewinde hergestellt werden; zur Herstellung von Schrauben mit Spitze, insbesondere von Holzschrauben, ist es ebenfalls ungeeignet.
• Von den bekannten Verfahren unterscheidet sich die Erfindung dadurch, daß das Einhämmern des Gewindes an dem Schaftende des Schraubenbolzens beginnt und eine während des Hämmervorganges radial nicht bewegliche Gewindebacke sowohl die Führung übernimmt als auch den Vorschub des Werkstückes herbeiführt. Dadurch, daß das Einhämmern des Gewindes am Schaftende des Schraubenrohlings beginnt, ist es möglich, die Werkstoffverdrängung sich in eine Strek-

  kung des Schaftes in Richtung auf den

  Schraubenkopf zti auswirken zu lassen und so

  ein Gc-winde zu erzeugcli. t#--lclies iln Durch-

  messer flicht von dein ge<<:irdefreicli Schaft

  abt#: Cielh.

  Es ist zwar schon vorgeschlagen -worden:,

  in Sp:rj:ll?ollt-errolilltlge am Ende beginnend

  steilg@il:g:ge Schraubennuten einzuliänimcrn;

  der Vorschub erfolgt dabei aber durch ein

  dem lierztistellcnden Drall entsprechend

  zwangsläufig geführtes Spannfutter, das ekle

  Streckung des Schaftes beim Einhämmern des

  Geu-indes entgegen der Vorschubrichtung nicht

  zuläßt. Das Werkstück- muß sich vielmehr in

  Richtung des Vorschubes strecken, was bei

  `enS-eildullg voll mit Gewinde versehenen

  1-iämmerbacken tumiüAich ist. Die bekannte

  V orrichtung eignet sich daher nicht zur Her-

  stellun- @ an Gewinde.

  A11 Rand der Zeichnung ist die Erfindung

  nachstehend beschrieben. Das neu:; \-erfahren

  einet sich in gleicher Weise für die Her-

  stelhin@ des Gewindes an Schrauben für Me-

  taih-eile wie an Holzschrauben. Da bei ictzte-

  rer Schraubenart die Arbeitsbedingungen be-

  sonders schwierig liegen, diese abc r durch

  die Eriindting restlos erfüllt werden, ist

  nachstehend die Herstellung von Holzschrau-

  ben beschrieben.

  Die Herstellung der Schraubenbolzen kann

  in irgendeiner bekannten N@'cise. beispiels-

  weise` in Dralltstlltnlaschlnen oder Schlag-

  pressen, durch Anstauchen des Kopfes ttud

  Abschneiden des Schaftes auf gewünschte

  Lälige erfolgen. Durch entsprechende G#, -

  st2atung der Abschneidniesser kann man da-

  bei deni Schaftende gleich eine Form geben,

  tvelclic- der Spitze dir fertige Schraube nicht

  öde,- R-'2.i71@1' ang#7I:;.ihert ist und schon den

  Ana.ng des Schraub@n-C,`:lades darstellt,

  dl'ls z. B. aus Abb. 1 und 2 zu ersehen ist.

  111 Abb. i ist die Spitze des Schaftes stttfen-

  :üli: 1g abgesetzt il eine Gewindespitze ge-

  mäh Abb.la; d'e vorgeprebte Schaftspitze

  nach Abb.2 ergibt eine kegelförmig anstei-

  geilde Schrat;beilspitze nach Abb.2a. Man

  kann die Vorfarmung der Schraubenspitze

  auch dadurch vervollkommnen, daß man den

  den späteren

  ergebenden Flä-

  chenx eine Neigung nach dem Schrauben-

  kopf zu gibt, wie dies Abb.7 in größerem

  liaßstabe für die Gewindespitzenform nach

  Abb. i veranschaulicht. Man erreicht durch

  diese Fornibebung zun;ichst eine vollkommC-

  nel'e 1-lerstellulig der Schaltspitze durch die

  Abschneldinesser der Presse, ind"-m ein ge-

  wisser Asialzug auf den Schaft das Aussprin-

  gell des Rohiin-s aus den noch nicht ganz

  geschlossenen @I@ssern verhindert. Derselbe

  A3_ialzu,- wirkt sich sodann beim Beginn des

  weiter unten beschriebenen Gewindeformvor-

  Banges in günstiger Weise aus, indem die vor-

  bereitete Gc«-indeflallke des Rohlings in mög-

  lichst dichter Anlage an der Flanke der

  Gewindebacke a gehalten wird.

  . Die Formgebung der Schaftspitze kann

  Epatürlich auch auf eine beliebige andere Art

  "in einem besonderen Arbeitsgang unabhängig

  von der Herstellung des Schraubenbolzens er-

  folgen, z. B. in einem Anspitzgesenk, wesent-

  lich ist nur, daß der Rohling an seinem

  Schaftende vor der eigentlichen Herstellung

  des Gewindes der Gewindespitze und dem

  Gewindeanfang entsprechend vorgeformt wird.

  Der mit vorgeformter Spitze versehene Roh-

  ling wird im nächsten Arbeitsgang mit Ge-

  winde versehen. Die hierfür bestimmte Vor-

  richtung besteht aus mehreren radial beweg-

  lichen Backen oder Hämmern a. b, c, d, die

  an dein der Mitte zugekehrten Ende zuge-

  schrägt und je zu einem einen Teil des Ge-

  windes erzeugenden Teilgcsenk ausgebildet

  sind (Abb. 3). Sämtliche Teilgesenke zusam-

  men ergänzen sich zu einer Matrize, welche das

  dem herzustellenden Schraubengewinde ent-

  sprechende Mut;ergewinde darstellen (Abb.4).

  Ein Teil der Backen, im Beispiel die Backe a,

  ist in ihrer radialen Bewegung während des

  Arbeitsvorganges gesperrt, ist also für diese

  Zeit unbeweglich: die übrigen Backen werden

  in irgendeiner Weise radial schlagartig gegen

  das zwischen die Backen eingeführte Werk-

  stück bewegt und wirken hämmernd auf die-

  ses ein. Das Werkstück e ist in einer vor dem

  Gesenk a, b, c, d angeordneten Führung f ver-

  schiebbar und zentral zu dem Gesenk gehal-

  ten und steht unter nachgiebigem, gegen das

  Gesenk gerichteten Druck. Bei dem Einfüh-

  ren des Werkstückes in das Gesenk legt sich

  die vorgeformte Gewindespitze mit ihrer der

  Gewindesteigung entsprechenden Flanke gegen

  den ersten Gewindegang der feststehenden

  Backe a. Der erste Gewindegang im Gesenk

  bei geschlossenem Zustande ist so ausgebildet,

  daß er in dem feststehenden Teil a als Punkt

  beginnend in seinem Querschnitt keilförmig

  und spiralig zum vollen Profil anwachsend

  in demselben Teil in den zweiten Gang über-

  geht. Dieser erste Ge-,vindegang dient zur Er-

  zeugung- des Schraubengetvindes, indem er

  sich bei der Drehung des Werkstückes fort-

  laufend in das volle Werkstück eindrückt und

  so den Gewindegang in dem vollen Schaft

  formt. Da der Außendurchmesser des Mut-

  tergewindes im Gesenk dem Schaftdurch-

  messer entspricht, kann der bei dem Fläm-

  mern verdrängte Werkstoff nicht nach außen

  quellen, er wird vielmehr unter allmählicher

  Bildung des Gewindekerns in Achsrichtung

  des Werkstückes verdrängt, und nvar nach

  dem Schraubenkopf zu. Auf diese Weise

  wird der Schaft des Werkstückes während

  des Gewindehämmerns gestreckt; hierauf ist bei der Bemessung der Länge des Rohlings Rücksicht zu nehmen.
• Das feststehende Gesenkteila übernimmt vom Beginn bis zur Vollendung des Arbeitsvorganges die Führung der sich bildenden Schraube in der Weise, daß beim Einführen des Schraubenrohlings in das Gesenk durch den axial gerichteten Federdruck die schraubenförmig vorgearbeitete Fläche an der Schaftspitze sich gegen die Flanke des ersten G.ewindegangteiles im feststehenden Gesenkteil a legt und sich beim Drehen so an dieser entlang in das arbeitende Gesenk hineinschraubt, daß das abzuformende Gewinde sofort die richtige Stellung im Anschluß an die vorhandene Spitzensteigung erhält. Das sich nun bildende Gewinde schraubt sich bei weiterer Drehung des Rohlings infolge der zentrierten Schaftführung an dem feststehenden Gesenkteil entlang weiter in das Gesenk hinein (Abb. 6), bis die vorgearbeitete äußerste Schaftspitze die Gesenkspitze erreicht, in der ihre Fertigformung dann entsprechend der, Vorformung durch allmählich zunehmendes radiales Einwirken der sich zur Spitze verjüngenden Gesenkform erfolgt, ohne daß eine schädliche Werkstoffüberanstrengung eintreten kann.
• Wie bereits erwähnt, erfolgt das Formen des Gewindes durch den ersten Gewindegang des Gesenkes; die folgenden Gewindegänge des Gesenkes treffen in das bereits fertige Gewinde und haben nur die Aufgabe, das Gewinde zu glätten. Die zwangsläufige Führung der Schraube in der feststehendem Backe.a bewirkt, daß die Hämmer immer genau in das vorgearbeitete Gewinde treffen, letzteres also eine fortlaufende glatte Fläche in den Flanken und im Grund erhält.
• Sobald das geschlossene Gesenk voll ausgefüllt ist, werden sämtliche Gesenkteile, also auch die Backe a, irgendwie selbsttätig geöffnet, und es wird die fertige Schraube selbsttätig aus dem Cesenk ausgestoßen. Das selbsttätige Öffnen des Gesenkes kann in Abhängigkeit gebracht -werden von dem Ausfüllen der Gesenkform durch die Schraube, etwa in der Weise, daß durch die sich vorschiebende Schraubenspitze eine Auslösevorrichtung bedient wird. Hierdurch ist die Gewähr gegeben, daß die Schraubenspitze vollkommen ausgeschlagen wird. Das fertige Gewinde hat den Außendurchmesser des Schaftes und der zur Schraube geformte Teil des Schaftes hat sich in Seelenachsenrichtung verlängert.
• Das neue Verfahren gestattet sowohl die Formung rein zylindrischer wie auch leicht kegeliger Schrauben mit oder ohne beliebig spitz auslaufendem Ende. Das neue Verfahren gestattet natürlich auch je nach der Form der Schraubenspitze die Einführung einer glatten, kegelig gehaltenen oder ähnlichen Schaftspitze, bei der dann aber, um eine sichere Einleitung des Gewindeformvorganges zu gewährleisten, zweckmäßig ein außerhalb des Gesenkes wirkendes zwangsweises Einschrauben so lange in Irraft bleibt, bis die selbsttätige Führung durch die feststehenden Teile des Gesenkes eingetreten ist.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von nicht durchgehendem Gewinde an Schraubenschäften, insbesondere an den Schäften von Holzschrauben oder anderen Schrauben mit Spitze durch Schmieden mittels radial gegen das Werkstück beweglicher Hämmerbacken, die mit dem herzustellenden Gewinde entsprechendem Muttergewinde versehen sind, wobei das Werkstück eine Streckung in Richtung seiner Achse erfährt, dadurch gekennzeichnet, daß das Einhämmern des Gewindes am Schaftende beginnt und nach Einhämmern des ersten Gewindeganges eine an der radialen Bewegung gehinderte Hämmerbacke (a) die Führung des Werkstückes (e) übernimmt und den Vorschub des Werkstückes dadurch bewirkt, daß dieses bei um es umlaufenden Hämmerbacken (b, c, d). sich an ihr selbsttätig verschraubt oder bei nur radial beweglichen Hämmerbacken an ihr zwangsläufig verschraubt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaftende des Werkstückes zunächst in einem Anspitzgesenk der Steigung des herzustellenden Gewindes entsprechend vorgepreßt, mit der dadurch gebildeten Flanke zur Anlage an den ersten Gewindegang der feststehenden Gewindebacke (a) gebracht und alsdann das Gewinde unter Führung und gleichzeitigem Verschrauben des Werkstückes an dieser Backe durch die radial beweglichen Hämmerbacken herg--stellt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2 zur Herstellung von Holzschraubengewinde, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaftende des Werkstückes mit einer Spitze versehen und alsdann in einem aus mehreren radial beweglichen Hämmerbacken (b, c, d) und einer feststehenden Geivindebacke (a) bestehendem Gesenk nicht nur das Schaftgewinde, sondern zuletzt auch das Gewinde an der Schraubenspitze hergestellt wird. q..
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch. gekennzeichnet, daß die Vorformung der Spitze am Schaftende bereits beim Abschneiden des in die Kopfstauchmaschine eingeführten Draht- oder Stangenabschnittes vom Werkdraht oder von der Werkstange erfolgt.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis .l, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Vorformung der Schraubenspitze die den späteren Gewindegang ergebende Fläche nach dem Schraubenkopf zu geneigt gepreßt wird, um eine Zugwirkung auf den Schraubenrohling beim Hämmern in Richtung auf die Hämmerbacken oder bereits bei Vorformung der Spitze in Richtung auf die Anspitzbacken hin herbeizuführen.
6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einführung eines nichtvorgeformten oder eines nur glatt kegelig vorgeformten Schaftendes in die Hämmerbacken (a bis d) ein zwangsläufiges Einschrauben des Rohlings den Beginn des Gewindeformvorganges einleitet, das außer Kraft tritt, sobald die sichere Führung der Schraube an der feststehenden Hämmerbacke gewährleistet ist.
7. 7. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei völliger Ausfüllung des Gesenkes durch die Schraube durch diese selbst oder durch den auftretenden Einschraubwiderstand die Stillsetzung der Hämmerbacken herbeigeführt wird. B.
8. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem aus den radial gegeneinander 1.,e%\-eglichen Hämmerbacken (a bis d ) bestehenden Gesenk der erste Gewindegang in der während des Einhämmerns festgelegten Backe (a) als Punkt beginnt und in einem Umlauf bis zum vollen Profil im Querschnitt keilförmig ansteigend in derselben Backe in den zweiten Gewindegang übergeht.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hämnierbacken nach Einpressen des .ersten Gewindeganges in das Schaftende feststellbar sind.