DE69627968T2 - Verfahren zur Herstellung von speziellen Schrauben für Möbelscharnier und durch dieses Verfahren hergestellte Schrauben - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Spezialschraube für Möbelscharniere. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Schraube, die durch dieses Verfahren hergestellt wird. Insbesondere wird durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Schraube für Möbelscharniere hergestellt, die einen Gewindeabschnitt und einen Abschnitt, der aus einem Kopfzapfen besteht, umfasst.
• Solche Schrauben sind üblicherweise „kopflose Schrauben" und weisen entweder einen Schlitz oder ein Paar von Schlitzen auf, die kreuzweise an dem dem Kopfzapfen gegenüberliegenden Ende der Schraube vorgesehen sind, wobei diese Schlitze vorzugsweise so geformt sind, dass sie die Verwendung eines Kreuzschlitz- oder eines normalen Schraubendrehers zulassen.
• Es ist ein erstes Verfahren zur Herstellung solcher Schrauben bekannt, umfassend eine auf der Drehbank ausgeführte Anfangsphase, in der das Gewinde geschnitten und der Kopfzapfen geformt wird, sowie eine zweite Phase zur Herstellung der Schlitze durch Fräsen. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass es sehr lange dauert und deshalb teuer ist, außerdem macht das Herstellen der Schlitze durch Fräsen es erforderlich, das Ende der Schraube in vier Sektoren zu unterteilen, wodurch die Sprödigkeit der Schraube erhöht und ihre Lebensdauer verkürzt wird, weil die Sektoren bei der Benutzung des Schraubendrehers zum Bruch neigen, wodurch die Schraube unbrauchbar wird.
• Es ist auch ein zweites Verfahren bekannt, bei dem die Schraube durch Gesenkpressen hergestellt wird; dieses Verfahren ist aufgrund der für den Vorgang erforderlichen Gesenke und Pressen auch sehr kostspielig.
• Die US-A-3 746 067 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von unverlierbaren Schrauben, bei dem ein Rohling mit einem Kopf und einem zweiteiligen Schaft mit einer Schulter in eine Hülse eingebaut wird; eine Nut wird mit Hilfe eines Gesenks nächst der Schulter hergestellt, die etwas Werkstoff in zwei vorspringende Ringe drückt, die durch Schleifen entfernt werden und ein Gewinde wird auf einem Teil der Schraube durch Gewinderollwalzen erzeugt.
• Die EP-A-428 317 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Ankerschrauben, bei dem eine Stange mit gleichförmigem Durchmesser in einem Paar von Walzbacken gewalzt wird, um eine Oberflächennut mit begrenzter Tiefe zu erzeugen, in der der Verankerungsabschnitt der Schraube danach fixiert wird. Dieses Dokument offenbart auch, dass das Walzen eine begrenzte Verlagerung von Werkstoff aus dem Gebiet der Nut zur Folge hat.
• Die Aufgabe der vorliegenden Endung besteht darin, die vorgenannten Probleme durch ein Verfahren zur Herstellung von Spezialschrauben für Möbelscharniere zu lösen, das schnell und wirtschaftlich ist und das eine Schraube mit der erforderlichen Bruchfestigkeit bereitstellt.
• Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gelöst, die ein Verfahren zur Herstellung von Schrauben für Möbelscharniere gemäß Anspruch 1 betrifft.
• Die Erfindung betrifft auch eine Schraube für Möbel gemäß Anspruch 5.
• Die Erfindung weist verschiedene Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf, insbesondere da das Umformen durch Walzen keine Spanung des Werkstücks beinhaltet, wodurch die Festigkeit gegenüber Ermüdung verbessert wird; außerdem ermöglicht die beschriebene Erfindung eine schnelle und wirtschaftliche Herstellung bei einer hervorragenden berflächengüte.
• Die Erfindung wird nachfolgend genauer unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, die erläuternd und nicht einschränkend zu verstehen sind, wobei:
• 1.a und 1.b jeweils eine Seitenansicht und eine Draufsicht eines Rohlings sind, der zum Walzen vorgesehen ist, um eine erfindungsgemäße Schraube zu erzeugen;
• 2 eine Seitenansicht einer Hälfte der erfindungsgemäßen Schraube zeigt, die gerade mit Hilfe des Werkzeugs während der Walzphase bearbeitet wird; und
• 3 eine Seitenansicht der Schraube im Teilschnitt am Ende des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Schrauben für Möbelscharniere umfasst zwei separate Phasen.
• Die erste Phase besteht in der Herstellung eines Zwischenprodukts, das nachfolgend als „Rohling" bezeichnet wird und keinen Gewindeabschnitt aufweist. In dieser Phase werden kreuzförmige Schlitze direkt am Kopf der Schraube erzeugt, damit ein normaler oder ein Kreuzschlitzschraubendreher bei normalem Gebrauch der Schraube verwendet werden kann.
• Die zweite Phase des Verfahrens beinhaltet das Umformen des oben beschriebenen Rohlings mit einem Werkzeug, welches das Gewinde durch einen Walzvorgang in den Schraubenkörper einpresst. Um diesen Vorgang auszuführen, sollte der verwendete Werkstoff vorzugsweise in einem Zustand sein, der in der Gießereifachsprache als „Eisen, etwas unterhalb der Glühtemperatur" bezeichnet wird. Der Werkstoff im vorgenannten Zustand weist eine Formbarkeit auf, die ihn für eine Kaltumformung in der Walzphase in wirtschaftlicher Weise geeignet macht.
• Die 1.a und 1.b zeigen eine erfindungsgemäße Schraube 1 für Möbel in der Formgebung, wie sie dem Rohling nach der ersten Phase des erfindungsgemäßen Verfahrens und vor der Walzphase verliehen wurde. Diese Gestalt umfasst einen Kopf 9, einen Körper 8 und ein Endsegment 4, in dem ein Kopfzapfen ausgebildet wird. Zwei Schlitze 2 und 3 sind am Kopf 9 sichtbar, die kreuzweise angeordnet sind. Der Schlitz 2 teilt den Kopf des Schraubenrohlings 1 in zwei Sektoren, während Schlitz 3 kürzer ist als Schlitz 2 und den äußeren Rand des Kopfes 9 nicht berührt. Schlitz 2 ermöglicht die Verwendung eines normalen Schraubendre hers, während der innenliegende Abschnitt 2a des Schlitzes 2 in Kombination mit Schlitz 3 die Verwendung eines Kreuzschlitzschraubendrehers gestattet. Die besondere Formgebung der Schlitze, die durch Gesenkschmieden entstanden sind, vermeidet die Bildung von vier verschiedenen Sektoren am Kopf des Rohlings 1, die bei Verwendung eines Schraubendrehers brechen könnten, wodurch die Schraube unbrauchbar würde.
• 2 zeigt den Kontakt zwischen einem Element 5 des Umformwerkzeugs und der Schraube 1 für Möbelscharniere (nur eine Hälfte der Schraube ist dargestellt) während der Walzphase. In dieser Phase wird der Rohling zwischen einem Paar von Elementen positioniert, ähnlich dem dargestellten Element 5 (von denen nur eines in der Figur gezeigt ist,) und die Umformung erfolgt durch Bewegen eines Elements 5 in der zur Zeichnungsebene senkrechten Richtung, während das zweite Element 5 des Werkzeugs unbewegt bleibt und der Rohling unter Druck gewalzt wird. Jedes Element 5 umfasst eine offene Matrize und weist einen Abschnitt 7 auf, der mit einem Profil aus Erhöhungen und Vertiefungen versehen ist, das ein in der Ebene entwickeltes Innengewinde darstellt, wobei das Profil während der Walzphase in den Körper 8 der Schraube 1 eingepresst wird, um den Gewindeabschnitt herzustellen. Das auf dem Element 5 vorhandene Profil hat keine konstante Tiefe, die Erhöhungen und Vertiefungen beginnen vielmehr bei fast null und werden entlang der offenen Matrize immer höher, bis sie den Endwert erreichen. Das Profil des Werkzeugs, das gegen das Werkstück gepresst wird, staucht Werkstoffbereiche, um den Grund des Gewindes zu bilden, während andere Werkstoffbereiche zum plastischen Fließen gebracht werden, um die Gewindespitzen zu bilden.
• Dies verursacht eine Vergrößerung des Außendurchmessers des Gewindeabschnitts, die ihn größenmäßig an den Kopf 9 anpasst, wodurch eine Schraube gebildet wird, die im Stand der Technik als „kopflose Schraube" bekannt ist.
• Darüber hinaus ist an jedem Element 5 ein Vorsprung 6 vorgesehen, der eine Auskehlung im Endabschnitt 4 der Schraube 1 erzeugt, um einen Kopfzapfen zu bilden. Der Vorsprung 6 drückt einen Teil des Werkstoffs des Endabschnitts 4 zu sammen, wodurch eine Durchmesserverringerung entsteht, um eine Auskehlung 12 auszubilden. Da keine spanabhebende Bearbeitung erfolgt, neigt der überschüssige Werkstoff dazu, in die durch die Form des Werkzeugs freibleibende Richtung plastisch zu fließen. Aufgrund dieses Phänomens vergrößert sich der Durchmesser desjenigen Teils im Endabschnitt 4, der nicht zusammengedrückt wird, um einen Kopfzapfen 11 zu bilden, der eine leichte Vertiefung 14 aufweist.
• Alternativ ist es auch möglich, das Walzen des Rohlings gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung eines (nicht-dargestellten) Werkzeugs auszuführen, das zwei mit einem Gewinde versehene Walzen umfasst, die so ausgeführt sind, dass sie sich in der gleichen Richtung drehen und die gleiche Umfangsgeschwindigkeit aufweisen, während der Rohling gepresst und zwischen den Walzen gewalzt wird.
• 3 zeigt eine Schraube 1 in der Form, wie sie am Ende des erfindungsgemäßen Verfahrens entstanden ist. Die Schraube 1 weist einen Gewindeabschnitt 10 und einen Kopfzapfen 11 auf, der aus der Formung einer Auskehlung 12 im Endabschnitt 4 entstanden ist. Der Kopfzapfen 11 weist auch eine leichte Vertiefung 14 auf. Es sind Schlitze 2 und 3 am Kopf 9 vorgesehen und kreuzförmig angeordnet. 3 zeigt auch, im Schnitt, einen Ausschnitt 13 des Gewindeabschnitts 10, bei dem der Faserverlauf des Werkstoffs nach der Walzphase sichtbar ist.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von „kopflosen" Schrauben für Möbelscharniere, wobei die genannte Schraube einen ersten Gewindeabschnitt (10), einen zweiten distalen Abschnitt, der von einem Kopfzapfen (11) gebildet wird, sowie eine Auskehlung umfasst, die zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt vorgesehen ist, und entgegengesetzte parallele Seiten und einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser des genannten Kopfzapfens (11), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: erster Schritt: die Herstellung eines Rohlings in Form eines im wesentlichen zylindrischen Elements mit einem ersten axialen Segment (8) mit einem Durchmesser, der im wesentlichen gleich dem durchschnittlichen Durchmesser des zu bildenden Gewindeabschnitts (10) ist, und einem zweiten axialen Segment (4) mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser des genannten ersten axialen Segments; zweiter Schritt: das Walzen des genannten Rohlings in einem Werkzeug, umfassend offene Matrizen, die so ausgebildet sind, daß sie gleichzeitig das Gewinde am ersten axialen Segment des Rohlings herstellen und die Formung der genannten Auskehlung (12) und des genannten Kopfzapfens (11) durch Verformung des Rohlingwerkstoffs vornehmen, wobei die genannte Auskehlung (12) und der genannte Kopfzapfen (11) aus dem zweiten axialen Segment (4) des Rohlings mittels des gleichen Vorgangs gefertigt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Walzwerkzeug aus zwei gegensätzlichen Elementen aufgebaut ist, von denen zumindest eines einen ersten Abschnitt umfasst, der mit einem Innengewindeprofil, und einen zweiten Abschnitt, der mit einem Vorsprung und einer Ausnehmung versehen ist, um die genannte Auskehlung (12) zu erzeugen und den Grundkörper des genannten Kopfzapfens (11) zu formen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch das Ausführen des genannten Walzens, indem eines der genannten zwei gegensätzlichen Elemente gegenüber dem anderen bewegt wird, und indem der genannte Rohling zwischen den zwei genannten Elementen gewalzt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff, aus dem der Rohling besteht, Eisen in dem Zustand „etwas unterhalb der Glühtemperatur" ist.
5. Einstückige „kopflose" Schraube für Möbelscharniere, umfassend einen ersten Gewindeabschnitt (10) und einen zweiten distalen Abschnitt, der von einem Kopfzapfen (11) gebildet wird, eine Auskehlung (12), die zwischen dem genannten ersten und dem genannten zweiten Abschnitt vorgesehen ist, sowie entgegengesetzte parallele Seiten und einen Durchmesser, der im wesentlichen kleiner ist als der Durchmesser des genannten Kopfzapfens (11), und wie sie durch das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 herstellbar ist.
6. Kopflose Schraube nach Anspruch 6, wobei die endständige berfläche des genannten Kopfzapfens eine Vertiefung (14) aufweist.