-
Verfahren und Doppeldruckkaltpresse zur Herstellung von Kopfbolzen
mit zylindrischem Kopf und Hohlsechskant in diesem Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Herstellung von Kopfbolzen mit zylindrischem Kopf und Hohlsechskant in diesem
durch kaltes Stauchen eines Vorkopfes mit Stirnmulde und kaltes Verdrängen von Vorkopf-,verkstoff
aus dem vom späteren Hohlsechskant begrenzten Raum. Bei einem bekannten Verfahren
dieser Art erfolgt das kalte Stauchen des Vorkopfes in zwei Stauchhüben. Bei beiden
Stauchhiiben sitzt der Werkdraht auf der feststehenden Auswerfnadel in einer Matrize,
die oben eine schmale Kopfsitzfläche hat und sich nach oben hohlkegelig erweitert.
Der erste Stauchstempel hat einen Formi»aum, der sich von einer der Drahtstirnfläche
entsprechenden Decke aus nach unten kelchförmig erweitert. Beim ersten Stauchhub
formt dieser Stempel zusammen mit der Matrize eine birnenförmige Drahtverdickung,
die den Hohlkegel der Matrize nicht völlig ausfüllt. Der zweite Stempel führt einen
Stauch-Stift, der etwas schwächer als der fertige Bolzenkopf ist und an seiner Stirnfläche
eine stumpfkegelige Spitze hat, welche die Kopfstirninulde einzudriicken hat. Beim
zweiten Stauchhub wird mittels des Stauchstiftes ein Vorkopf mit ringförmigem Boden,
mit zentral versenkter und ringförmig gewölbter Stirnfläche und mit zwei in entgegengesetzten
Richtungen verjüngten Kegeln erzeugt, deren geineinsanie Basis in die zweite Matrize
paßt. Dieser doppelkegelige Kopf wird nun ausgeglüht und dann in die zweite Matrize
eingesetzt. Diese hat einen Ringboden, der breiter als der Ringboden der ersten
Matrize ist, und einen mit scharfer Hohlkante anschließenden Hohlzylinder, dessen
lichte Weite gleich dem Durchmesser des Fertigkopfes ist. Der doppelkegelige Vorkopf
läßt sich unter leichtem Druck an der Hohlzvlinderwand herabschieben. In dieser
Matrize wird Vorkopfwerkstoff aus dein vom späteren IIohlsechskant begrenzten
Raum
durch einen sechskantigen Forti mit kegeligetn Ende verdrängt. Dabei wird der Werkstoff
des Vorkopfes nicht nur niedergepreßt, sondern er fließt auch frei seitw'sirts,
so daß während des anfänglichen Niederganges des Dornes der obere"kegelige Teil
des Vorkopfes den oberen Teil des MatrizenhohlzvIin(fers ausfüllt. Beim restlichen
Verdrängen des Werkstoffes wird der untere Kegel des Vorkopfes durch Ausfüllen des
unteren Teiles des Matrizenhohlzylinders zum Verschwindet, gebracht. Dabei ergibt
sich eine scharfe untere Kopfkante. Gleichzeitig formt sich der Dorn genau in dem
Werkstoff ab, so daß ein genaues Hoblsechskant gebildet wird.
-
Dieses Verfahren ist insofern umständlich, zeitraubend und kostspielig,
als es zum Stauchen des Vorkoptes zwei Stauchhübe und zwei verschiedene Stauchstempel
erfordert. In einer Dcppeldruckkaitpresse läßt sich also nur der Vorkopf herstellen.
Durch sein zweimaliges Pressen wird der Vorkopf so hart, (laß er ausgeglüht «,-erden
muß, wenn er aus denn für vorliegenden Zweck bevorzugten hochgekohlten Stahl besteht.
Das Ausglühen macht, abgesehen ton dem kostspieligen Brennstofverbrauch, die Defördentng
der Werkstücke zurrt Glühofen, die Rückbeförderung von diesem und die Einführung
der wieder erkalteten `Verkstücke in eine zweite Maschine eine Einfachdruckpresse`
erforderlich. Die Bereitlialtung einer Doppeldruckpresse und außerdem der Einfachdruckpresse
erheischt eine teuere -Maschinenanlage. Obendrein sind die kelchförmige Aussparung
des ersten Vorstempels, die hohlkegelige Aussparung der ersten -Matrize und die
ltohlringförtnig zurückspringende Stirnfläche des Vorstauchstiftes des zweiten Vorstauchstempels
nicht leicht und billig genau herstellbar. Ein nach Abnutzung oder Beschädigung
dieser Teile notwendig werdendes Auswechseln erhöht die B=etriebskosten empfindlich.
-
Die Erfindung bezweckt eine wesentlich raschere und billigere Herstellung
dieser zylindrischen Bolzenköpfe mit Hohlsechskant. Das neue Verfahren besteht darin,
daß das Drahtstück in einem einzigen Stauchdruck kalt zu einem die Mulde in der
Kopfstirnfläche aufweisenden zylindrischen Vorkopf von unter denn Fertigkopfdurchmesser
bleibendem Durchmesser gestaucht und dieser Vorkopi ohne vorheriges Ausglühen durch
Einpressen des Sechskantstempels zu dem Fertigkopfzylinder verdickt wird. Die Entbehrlicbmachung
des Glühens verbilligt das Zerfahren gegenüber dem geschilderten bekannten Verfahren
allein schon außerordentlich. Zur Ausführung des neuen Verfahrens ,ICH"gt <il)er
auch, und darin liegt der Hauptfortschritt, eine gewöhnliche Doppeldruckkaltpresse,
aus der das Werkstück mit dein fertigen Kopf ausgeworfen wird. Darin liegt eine
weitere V erbilligung und Beschleunigung der 1-Iassenherstellung.
-
Die Werkzeuge der Doppeldruckpresse stellen sich wesentlich billiger
als die geschilderten bekannten Werkzeuge; denn, sie sind leichter und rascher genau
herstellbar und deshalb nach etwaiger Abnutzung oder Beschädigung auch billiger
ersetzbar. Das Neue an den Werkzeugen besteht in einem stumpfkegelig zugespitzten,
in bekannter Weise dem Drahtstück an Dicke entsprechenden Stauchstift innerhalb
eines im ebenfalls bekannter Weise die Matrize für den zylindrischen Vorkopf bildenden
Stempels und in einem Stentpel mit einer Längsbohrung, deren Weite dein Durchmesser
des fertigen Kopfes gleich ist und die sich beim zweiten Pressenhub als -Matrize
für den Fertigkopf über den Vorkopf schiebt und in bekannter Weise den Sechskantdorn
führt.
-
Auf der Zeichnung sind die Entwicklung des Drahtstückes zum Boizenkopf
mit Hohlsechskant und die dazu dienenden Werkzeu`;e einer Doppeldruckkaltpresse
beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen: Fig. i den Drahtabschnitt, Fig.2 den
Schaft mit denn Vorkopf im Längsschnitt, Fig.3 den Schaft mit denn fertigen Kopf
itn Längsschnitt und Fig. a den Fertigkopf in Stirnansicht.
-
Fig. 5 läßt das vordere Ende des Stattchstiftes und Fig.6 (las vordere
Ende des Sechskantdornes erkennen.
-
F ig. 7 ist ein Längsschnitt durch das Stauchwerkzeug bei Beendigung
der Vorkopfbildu@ng. Fig. 8 ein Längsschnitt durch das Fertigwerkzeug vor Beginn
und I ig. 9 ein Längsschnitt durch das Fertigwerkzeug bei Beendigung des Fertigpressens.
Wie üblich wird das abgeschnittene Drahtstück i in die Bohrung -2 des Ambosses 3
eingeführt, in den die zunächst feststehende Auswerfnadel ,I eingreift. Diese ist
außerdem in (leg Büchse 5 geführt.
-
Der Stempel 7 bildet die Matrize 8 für den zylindrischen Vorkopf 9.
In seiner vorderen Bohrung io führt er den Stauchstift i i, der so dick wie das
Drahtstück i ist. Der Bund 12 des Stauchstiftes ist von einer Druckfeder
13 umgeben und läuft nach hinten in einen dickeren Druckaufnahmekopf 14 aus.
Dieser ist in der weiteren Bohrung 15 geführt, in welcher sich auch die Druckfeder
13 befindet. Diese stützt sich vorn am Boden 16 der Bohrung i5 und hinten
an der Stirnringfläclte 17 des Kopfes 1d. ab und bewirkt, daß dieser bei
zurückgegangenem
Stempel 7 über dessen hintere Stirnfläche 18 vorsteht (vgl. seine gestrichelt
eingezeichnete Stellung). Bis hierher ist die Ausrüstung des Stempels an sich bekannt.
Neu ist, daß die Matrize 8 diejenige für einen zylindrischen Vorkopf g ist, der
zu dem dickeren Fertigkopf mit Hohlsechskant umzuformen ist. Neu ist gegenüber der
bekannten Doppelvorstauchvorrichtung für zylindrische Köpfe mit Hoblsechskant, daß
der Stauchstift i i den Muldeneinpreßkegel ig trägt und um diesen herumkeine zurückspringende
Stirnringfläche bildet, die Stirnfläche des Stauchstiftes also billiger bearbeitbar
ist. Neu ist obendrein der Fortfall eines ersten Vorstauchwerkzeuges, dessen Matrize
teils in den Vorstauchstempel und teils in die Matrize verlegt ist. Hier bildet
der der dortigen Matrize entsprechende Amboß 3 in der an sich bekannten Weise keine
Matrize für einen zu verformenden Teil, sondern nur die Bohrung 2 für den hier vorläufig
nicht zu verformenden Bolzenschaft. Die Herstellung des Vorstauchwerkzeuges kommt
nicht nur wesentlich billiger zu stehen, sondern dieses ermöglicht auch die Erzielung
eines im. Vergleich zur Drahtdicke fast beliebig dicken und hohen Vorkopfes für
ein entsprechend tieferes Hohlsechskant. Auch diese Möglichkeit ist an sich bekannt,
zur Herstellung von Bolzenköpfen mit Hohlsechskant jedoch noch nicht ausgenützt.
-
Beim Stauchhub schiebt der Boden des nicht dargestellten Kopfstempelhalters
mittels des nach hinten vorstehenden Druckaufnahmekopfes 1q. und der Feder 13 den
Stempel 7 vor, bis dessen vordere Stirnfläche 21 auf die Stirnfläche 22 des Ambosses
3 auftrifft. Dabei schiebt der Stauchstift i i das vor die Bohrung :2 gehaltene
Drahtstück i in diese hinein, bis es sich auf die feststehende Auswerfnadel q. aufsetzt.
Bei seinem weiteren Vorrücken drückt der Kopfstempelhaltertoden das immer noch nach
hinten vorstehende Ende des Druckaufnahmekopfes 14. in die Federbohrung 15 hinein,
bis die hintere Stirnfläche :23 mit der hinteren Stirnfläche 18 des Stempels
bündig ist. Bei diesem Vorschieben schiebt der Stauchstift den Teil des Drahtstückes,
der in die Bohrung io hineinragte, in an sich bekannter Weise in die Matrize 8 hinein.
Diese wird dadurch ausgefüllt und gleichzeitig wird der Endkegel ig zur Bildung
der Stirnmulde 20 in den Werkstoff eingepreßt.
-
Der Fertigstempel 24. hat eine mittlere Längsbohrung 25, deren lichte
Weite nach der Erfindung der Dicke des Fertigkopfes 26 entspricht. Beim Fertigpreßhub
wird diese Bohrung erfindungsgemäß als Fertigmatrize über den Vorkopf
9 geschoben. Zwischen dessen Umfangsfläche und der Bohrung 25 ist also der
Erfindung gemäß ein zylindrischer Ringspalt geschaffen, durch dessen Ausfüllung
der Fertigkopf entsteht. Die Bohrung 25 dient auch zur bekannten Führung des Sechskantstempels
27, der ih den Sechskantdorn 33 mit Endkegel ig' und parallelen Kaifiten 3.4 ausläuft,
die etwas länger als die Tiefe des Hohlsechskantes 35 sind und nach hinten allmählich
zu der Zylinderfläche des Stempels 27 ansteigen. An die Längsbohrung 25 schließt
sich eine weitere Längsbohrung 28 an, die den Druckäufnahmekopf 29 führt und die
Druckfeder 3o einschließt. Diese sucht den Druckaufnahmekopf in seiner hinteren
Stellung nach Fig.8 zu halten, in welcher dessen Stirnfläche 31 nach hinten über
die Stirnfläche 32 des Fertigstempels 24 vorsteht.
-
Beim Fertigpreßhub verdrängt der Sechskantdorn 33 in bekannter Weise
den Werkstoff des Vorkopfes g aus dem vom späteren Hohlsechskant begrenzten Raum.
Dabei wird der Ringspalt ausgefüllt und der Vorkopfzylinder zu dem dickeren Fertigkopfzylinder
verdickt. Neu ist dabei, daß der Vorkopf zwischen seiner Stauchung und der Fertigpressung
in der Doppeldruckkaltpresse verbleibt und nicht ausgeglüht wird. Die Tiefe des
Hohlsechskantes läßt sich einstellen, indem man den Druckaufnahmekopf
29 so hoch macht, daß er bei Beendigung des_Fertigpreßhubes für weniger tiefe
Hohlsechskante noch entsprechend weit über die hintere Stirnfläche 3.3 des
Fertigstempels 24 vorsteht. Bei dem bekannten Fertigpreßwerkzeug dient eine der
Bohrung 25 entsprechende Bohrung des Fertigstempels nur zur Aufnahme des Sechskantstempels,
nicht aber auch zugleich als Matrize für den Fertigkopf. Diese muß dort aus der
Matrize unter Bildung eines ringförmigen Bodens ausgedreht werden. Zum gleichen
Gesamtzweck sind dort also zweierlei Bohrungen in zwei verschiedenen Körpern auszuführen,
denen hier nur die einzige durchlaufende Bohrung 25 -weit billiger gegenübersteht.
Der Amboß 3 bildet hier keine Kopfmatrize. Es ist hier also auch das Fertigpreßwerkzeug
gegenüber dem zum Fertigpressen von zylindrischen Bolzenköpfen mit Hohlsechskant
bekanntem Fertigpreßwerkzeug wesentlich. v--rbilligt. Dabei ist dem Werkstoff auch
die bekannte Möglichkeit belassen, beim Eintreiben des Sechskantdornes dieseln entgegen
zu fließen. Vor allem kommt man aber finit einer gewöhnlichenDoppeldruckkaltpresse
undohne Ausglühen des Vorkopfes aus. Das bedeutet eine um mindestens das 1,5fache
größere Stückzahlleistung bei wesentlicher Herstellungsverbilligung.
-
Die Kopfunterkante fällt auch sicher schart aus, was mit der nicht
ganz scharf herstellbaren
Plohlkante der bekannten napfförmigen
1.#ertigprel,iniascliine mindestens in Frage gestellt ist. Zwischen der aufsitzenden
Kopfunterkante und der ebenen Fläche, auf welcher der Kopf aufsitzt, kann sich also
kein Schmutz festsetzen. -