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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hohlschaftnieten o.
dgl. aus Vollstangenabschnitten Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Herstellung von Hohlschaftnieten o. dgl. aus Vollstangenabschnitten durch Aufdornen
des Schaftendes mittels des Auswerfers und Ziehen des aufgedornten Schaftendes beim
Auswerfen des Werkstückes aus der Stauchmatrize auf den Durchmesser der Matrizenbohrung.
Es sind bereits Verfahren zur Herstellung von Hohlschaftnietcn bekannt, bei welchen
das Schaftende des Stabwerkstückes durch einen mit einem Lochdorn versehenen Auswerfer
innerhalb einer Erweiterung der Stauchmatrize zu einer Verdickung aufgestaucht und
diese Verdickung beim Auswerfen über den Dorn gezogen wird. Bei den bekannten Verfahren
dieser Art ist nun die Erweiterung hinter dem Ziehhals derart groß, daß ihre Wandung
keinen Einfluß auf die Form der entstehenden Verdickung hat; beim Apfstauchen mittels
des Dornes kann sich daher die Verdickung beliebig stark ausbilden. Es fallen daher
die Verdickungen bei den einzelnen Nieten nicht gleichmäßig aus, da geringe Abweichungen
in der Härte des Werkstoffes der Verdickung verschiedenartige Gestalt geben. Diese
Unregelmäßigkeiten wirken sich bei dem nachfolgenden Ziehen dahin aus, daß die Länge
des hohlen Schaftteiles ungleichmäßig wird und gegebenenfalls auch etwa überschüssiger
Werkstoff der Verdickung beim Eintritt des Auswerfers in den Ziehhals ringförmig
abgeschert wird, was abgesehen von der Werkzeugüberbeanspruchung zu Störungen in
der Arbeitsweise der Presse Veranlassung bieten kann.
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Zur Vermeidung des erwähnten Nachteils erfolgt nun gemäß der Erfindung
das Rufdornen des Schaftendes in einer derart erweiterten Bohrung der Stauchmatrize,
daß das
aufgedornte Schaftende an der Wandung dieser Bohrung zur
Anlage kommt. Mit einer geeigneten Bemessung dieser Bohrung, welche vorzugsweise
121/2 bis i 5 °,o weiter ist als die eigentliche Matrizenbohrung und mit einem kegeligen
Ziehhals in die Bohrung übergeht, wird erreicht, daß die Verdickungen untereinander
völlig gleichmäßig ausfallen und gleichzeitig eine ausreichende Reibung an den Wandungen
der Bohrung gewährleistet wird, so daß ein einwandfreies Durchziehen des innerhalb
der Verdickung befindlichen Metalls durch das Ziehloch gesichert ist. Es gelingt
dadurch, Niete in der für eine «rirtschaftliche Massenherstellung notwendigen gleichmäßigen
Form und Beschaffenheit zu erzielen.
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In den Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsformen von Werkzeugen
zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt..
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Es zeigt Fig. i einen Schnitt durch das- Gelenk in der Stellung, welche
der Stempel und der mit dem Lochdorn versehene Auswerfer gegenüber dem Werkstück
vor Beginn des Stauchens einnehmen.
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Fig. :! zeigt die Stellung der Werkzeugteile nach Beginn des Stauchens.
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Fig.3 läßt die Stellung der Werkzeugteile nach beendeter Stauchung
erkennen, und Fig. 4. zeigt den Ziehvorgang beim Auswerfen des Werkstückes.
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Fig. 5 ist ein der Fig.3 ähnlicher Schnitt einer anderen Ausführungsform
des Gesenks. Fig. 6 zeigt ein gemäß der Erfindung hergestelltes Hohlniet, und Fig.7
zeigt ein mit dem Werkzeug der Fig. 5 herstellbares Hohlnief.
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Fig. S und 9 zeigen Schnitte von weiteren Ausführungsformen des Gelenks.
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In der Fig. i ist die Matrize 12, der Stempel 2o und der mit einem
Dorn 13 versehene Auswerfer 16 einer üblichen Einfachdruckpresse dargestellt. Die
Erfindung kann aber auch bei Mehrfachdruckpressen Anwendung finden. Das Gelenk 12
ist an der Stirnseite mit einer Bohrung 13 versehen, deren Weite gleich der Schaftstärke
des herzustellenden Nietes ist. In einem gewissen Abstand von der Stirnseite des
Gesenks acht die Bohrung 13 mit einem Zichlials 14 in eine erweiterte Bohrung 15
über.
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her Auswerfer 16 ist derart gleitend geführt, daß er in die Bohrung
15 hineinragt, und zwar befindet er sich nach Fig. i zunächst in zurückgezogener
Stellung. Das vordere Ende des Auswerfers 16 ist mit einer Schulter 17 versehen,
welche sich nach dem Ende hin in einen eine Spitze aufweisenden Dorn 18 fortsetzt.
Wenn das Werkstück vom Werkdraht abgeschnitten und vor die Bohrung 13 des Gesenks
12 ist, wird der Stempel 2o vorwärts bewegt, so daß er das Werkstück erfalit und
es in das Gesenk drückt, wobei der Auswerfer 16 in zurückgezogener Stellung verweilt.
Sobald das Werkstück i i in das Gesenk hineingestoßen ist, stößt sein rückwärtiges
Ende auf die Spitze i 9 des Dorns 18. Ein weiteres Einstoßen des Werkstückes verursacht
an dessen rückwärtigem Ende die Bildung einer Wulst oder einer Aufstauchung 22,
welche die Bohrung 15 ausfüllt und sich um die Spitze 19 des Dorns herumlegt (Fig.
2).
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Während der Werkstoff beim Aufstauchen zum Anliegen an der Wand der
Bohrung 15
kommt, wird die urabgestützte Werkstücklänge, welche an der Stirnseite
des Gelenks 12 herausragt und im Eingriff mit dem kopfbildenden Stempel2o steht,
gleichfalls gestaucht. Der in der Bohrung 13 befindliche Werkstückteil, der demselben
Druck wie der übrige Teil des Werkstückes ausgesetzt ist, neigt ebenfalls dazu,
sich zu verdicken und gegen die Wandung der Bohrung 13 zu legen. Indessen. wird
die Bohrung 13 im Vergleich zu dem Durchmesser des Werkstückes i i verhältnismäßig
kurz gehalten, um das für die Bildung der Verdickung 22 notwendige Metall durch
die Bohrung 13 gleiten zu lassen.
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Wenn das Metall -des Wulstes 22 zum Anliegen an der Wandung der Bohrung
15 kommt, so ergibt sich infolge der Reibung an den Wänden der Bohrungen 13 und
15 und durch das Anstoßen an* dem. Dorn iS ein genügender Widerstand gegen die weitere
Einwärtsbewegung des Werkstückes, so daß eine weitere Einwärtsbewegung des Werkstückes
verhindert wird.
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Während der restlichen Bewegung des Stempels 2o gegen die Matrize
12 wird die Stauchung auf den Teil des Werkstückes beschränkt, welcher aus der Stirnseite
der Matrize Herausragt; er wird in die Aussparung 21 des Stempels gestaucht und
bildet bei der Vollendung des Stempelhubes einen Kopf 23 an dem Werkstück. Alles
überschüssige Metall des Werkstückes wird zwischen dein Stempel 2o und dem Gelenk
12 als Grat herausgepreßt.
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Während der Kopfstauchting wird der Auswerfer 16 vorwärts bewegt,
so daß das Dornende i9 in die Aufstauchung 22 eindri:igt und diese derart vergrößert,
da1:) sie den Zielilials 1:4 völlig ausfüllt.
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Sobald der Stempel 2o zurückgeht, wird der Auswerfer 16 entweder in
eirein besonderen Bewegungsabschnitt oder in Fortsetzung seiner Bewegung in die
Matrizenbohrtuig gedrückt. Das Metall der Aufweitung 22 wird durch das Ende des
Dornes i 9 durch den
Ziehhals 1 4 gedrückt, wodurch der Teil des
Metalls, der sich in dem Raume links von der Bohrung 13 befindet, rohrförmig um
den Dorn i8 gezogen wird (Fig.:1).
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Die lichte Weite der Bohrung 15 und damit auch der Durchmesser der
Aufweitung 22 liegen innerhalb der Grenzen, die für die Verringcrung der Werkstückstärke
bei einem Ziehverfahren statthaft sind. Die besten Ergebnisse werden, wie festgestellt
wurde, erhalten, wenn die lichte Weite der Bohrung 15 und der Aufweitung 22 gegenüber
der lichten Weite der Bohrung 13 um nicht mehr als ungefähr 121/, bis i 5 0,ö größer
sind. Bei leicht ziehbaren -Metallen kann dieses Verhältnis etwas vergrößert werden.
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Nachdem sich der Auswerfer 16 genügend weit vorwärts bewegt hat, um
den rohrförmigen Schaftteil zu ziehen (Fig.5), wird diese Bewegung bis zum Auswerfen
des fertigen Nietes aus der Matrize fortgesetzt. Zum Abstreifen des Nietes von dem
Dorn 18 bei der Rückwärtsbewegung des Auswerfers kann ein Abstreifer vorgesehen
sein. Das Abstreifen des Nietes von dem Dorn 18 wird vorzugsweis,2 dadurch erleichtert,
daß, wie dargestellt, dem Dorn eine Kegelform gegeben wird.
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Das fertige Niet (Fig. 6) besitzt einen Kopf 23, einen vollen Schaftteil
2.4 und einen hohleit oder rohrförmigen Schaftteil 25. Die Abmessungsverhältnisse
dieser Teile können selbstverständlich beliebig geändert werden.
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Ein etwas abgeändertes Werkzeug ist in Fig.5 dargestellt. Gemäß dieser
Figur ist die Bohrung 26, «-elche sich an die Bohrung 13 abschließt, in der Länge
auf die gewünschte Länge des aufgestauchten Teils 22 beschränkt und läuft auf der
dem Ziehhals 1 ¢ abgewandten Seite in eine kugelige Schulter 27 aus. Eine Bohrung
28, welche denselben Durchmesser wie die Bohrung 13 besitzt, erstreckt sich von
der Schulter 27 aus rückwärts. Bei diesem Werkzeug kann der Auswerfer.16 zusätzlich
in dem rückwärtigen Teil 29 der Matrize geführt werden. Zwecks leichter Herstellung
kann der Teii 29 der Matrize aus einem besonderen Stück bestehen, das fest mit dem
Vorderstück 12 verbunden ist. Diese Art von Matrizen formt ein einwärts gerichtetes
kugeliges Ende 3o an dem rückwärtigen '-'eil der Aufstauchung 22. Wenn der rohrförmige
Teil 25 des Nietschaftes beim Ziehen durch den Hals Il. hergestellt wird, so bleibt
ein Teil dieses kugeligen Endes an dem offenen Ende des hohlen Schaftteiles und
bildet eine Zuschärftuig 31 (Fig. 7). Eine solche ist erwüiisclit, um das Einführen
des Nietes in die mit ihm zu verbindenden Teile zu erleichtern.
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Bei dem in Fig. i dargestellten Werkzeug ist der Auswerfer 16 über
seine ganze, in die Matrize 12 hineinragende Länge nicht abgestützt. Um dies bei
verhältnismäßig langen Auswerfern zu umgehen, ist es empfehlenswert, die Matrize
entweder gemslä Fig.8 oder 9 auszubilden.
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Gemäß Fig. 8 ist die Matrize 12 an ihrer Rückseite mit einem Widerlager
32 versehen, dessen Bohrung 33 von derselben Weite ist wie die Bohrung 13 und den
Auswerfer 16 gleitend führt. - Diese Anordnung sieht eine Schulter 3q. vor, die
einen Anschlag für die Aufstauchung 22 bildet. Dies ist von besonderem Vorteil,
wenn die Wandung des hohlen Teils an dem Übergang zum vollen Teil des Nietschaftes
verhältnismäßig dick sein soll.
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Gemäß Fig. 9 ist die Matrize 12 an der Rückseite mit einem Widerlager
35 versehen, welcher eine Bohrung 36 aufweist, in welcher der Auswerfer 16 gleitend
geführt wird; in diesem Fall befindet sich die durch die Vorderseite des Widerlagers
35 gebildete Schulter hinter der Stelle, an der das Metall zu der Aufstauchung 22
gestaucht wird.