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Verfahren zur Herstellung von Schraubenmuttern auf kaltem Wege aus
zylindrischen Vorwerkstücken Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
von Schraubenmuttern auf kaltem Wege aus zylindrischen Vorwerkstücken durch dem
Fertiglochen vorangehendes teilweises Lochen mittels eines Dornes mit abgerundeter
Spitz# J:n einem Gesenk, .dessen Hohlraum ein dem fertigen Werkstück entsprechendes
Prisma bildet.
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Die bekannten Verfahren dieser Art haben den Nachteil, :daß das Einpressen
des Dorns in das Vorwerkstück bei allseitiger Einschließung des Werkstückes im Gesenk
erfolgt. Da nun nicht alle Vorw erkstücke die genau gleichen Abmessungen aufweisen,
ist im Falle von etwas zu großen Vorwerkstücken eine Überbeanspruchung der Werkzeuge
unvermeidlich.
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Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen beim ersten Lochvorgang
der Lochstempel mit halbkugliger Spitze über die Hälfte in das Werkstück eindringt
und dabei ,den Werkstoff über den gewünschten Querschnitt der Matrize hinaus verdrängt.
Dieses seitliche Wegfließen des `Merkstoffes hat zur Folge, daß er nachher als Grat
auftritt und wieder weggeschnitten wird und ein größerer Verbrauch am Werkstoff
besteht. Hierbei wird der Mutter die Fertigform durch Stempeldruck auf die gegenüberliegenden
Stirn-Z> gegeben, wobei sich im mittleren Loch ein Führungsstempel bewegt.
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Der Mangel einer Überbeanspruchung der Werkzeuge wird nach der Erfindung
dadurch behoben, daß der Dorn bei freier Ausweichmöglichkeit des Werkstoffes auf
der Dorne-ntrittsseite auf mehr als die halbe Höhe des Werkstückes in dieses eingepreßt
und sodann nach Herausziehen des Dorns das Werkstück durch Ausübung eines Preßdrukkes
auf seine gegenüberliegenden Stirnflächen in einer Preßform in seine endgültige
äußere Form gepreßt wird.
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Danach der Erfindung somit der überschüssige Werkstoff während des
Lochungsvorganges auf der Dorneintrittsseite auswe?chen und während des folgenden
Preßvorganges nach der eingepreßten Offnung hin abfließen kann. so ist die Gefahr
einer Überbeanspruchung der Werkzeuge ausgeschaltet.
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Auf der Zeichnung ist das neue Verfahren an Hand einiger zu seiner
Ausführung .dienender Gesenke beschrieben.
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Fig. i ist ein Querschnitt durch ein zur Ausführung des ersten Lochens
dienendes Gesenk mit eingesetztem Vorwerkstück.
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Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch das Gesenk nach Fig. i nach Jem
ersten Lochvorgang. -
Fig. 3 ist eine Preßforrn, in der das Werkstück
in seine elidgiiltige äußere Form gepreßt wird.
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Fig.-t ist ein Längsschnitt durch eine an-(l°re Ausfiihrungsforin
des Gesenkes nach Ei 1-. 2 kurz vor dem Eindringen des Vorlochdorns in das Werkstück.
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Fig. 5 ist ein der Fig. 2 ähnlicher Schnitt hei in das Werlcstück
eingedrungenem Dorn. Fig.6 ist ein den Ei-. 4 und 5 ähnlicher Schnitt mit nochmals
von der gegenüberliegenden Seite in das Werkstück eingepreßtem Vorlochdorn.
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Ei". j ist ein den Ei". -t bis 6 ähnlicher Schnitt kurz'vor denn Ausstanzen
des während der beiden voratifgegangelien Vorlochvorgänge (Feg. 5 und 6) stehengelassenen
Steges.
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Fig. 8 ist ein den Fig. und 6 ähnlicher -schnitt bei von Meiden Seiten
gleichzeitig in (las Werkstück eingepreßten Vorloclidornen.
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Fig. 9 ist ein der F;-. 8 ähnlicher Schnitt l.ei von der U
erkstückunterseite in das NV erkstiick eingepreßtem zweiten Vorlochdorn.
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Die zweckmäßig in Scheibenforen von einer zylindrischen Werkstange
abgescherten Vorwerkstücke a. werden zunächst in einer Preßform einem ersten Preßdruck
unterworfen, uni irgendwelche auf den Schervorgang zurückgehende Unregelmäßigkeiten
auszugleichen tin(l an die Werkstückoherseite eitre Al)-rtniriting oder _@l@schrägung
anzupressen. Danach werden diu Vorwerkstücke, falls Sechskaiitmuttern hergestellt
werden sollen, in ein innen sechskantige: geteiltes oder ungeteiltes Gelenk 3 eingesetzt,
in denn sie dein ersten I:_@chvorgang unterworfen werden.
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@@@ie insbeson(lere aus der Fig. 2 ersichtlich ist, kommen die Vorwerkstücke
(x in dein Gesenk 3 mit ihrer Unterseite auf einem Steinpol 4 zur Auflage. Dieser
ist zweckmäßig finit einem Ansatz (i finit einer kegelförmigen Schulger 7 versehen.
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auf der gegenüberliegenden Seite des Werkstückes a ist in der sechskantigen
Öffnung (los Gelenkes 3 ein zweckmäßig zylindrischer Dorn 8 bewegbar, der an seinem
untern Ende über ein Halsstück o in eine abgerundete Spitze io ausläuft. Das Vorlochen
kann dabei in der Weise geschehen, (laß entweder der Stempel .1 oder der Dorn 8
e)der beide zusammen in axialer Richtung auf das Werkstück zu bewegt werden. Dabei
wird der Werkstoff durch die in das Werkstück eindringende abgerundete Spitze io
des Dornes 8 radial nach außen in die zwischen Ge-:enk tuid Werkstück befindlichen
Hohlräume hineingepreßt. Ferner bildet sich in der Werkstückunter leite eine der
Form des Ansatzes 6 entsprechende Aussparung f. Während (los Lochen: wird um die
Dornspitze io herum ein wulstartiger Grat d aufgeworfen. Etwa fieberflüssige Werkstoffmengen
können ungehindert nach der frei liegenden Werkstiickoberseite hin abfließen, so
daß z. B. im Falle von zu hohen V orwerkstücken die Gefahr einer Überbeanspruchung
oder eines Kleminens des Dorns ausgeschaltet ist. Wie aus der Zeichnung ersichtlich
ist, wird die Dornspitze io nicht vollständig durch das Werkstück hindurchgepreßt;
es bleibt daher zwischen dem unteren Ende des Loches c und der Aussparung j' ein
Werkstoffsteg e stehen, der in einem nachstehend noch ausführlicher beschriebenen
Stanzvorgang ausgeschert wird.
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Nach Beendigung des Vorlochvorganges wird das Werkstück nach dem Zurückziehen
des Dorti:s 8 z. B. unter Benutzung des Stempels,. als Auswerfer aus dein Gelenk
3 entfernt und in die aus der Ei-. 3 ersichtliche Preßform i i gebracht, in der
ein an seinem einen Ende geschlossener sechskantiger Preßhohlraum 12 ausgespart
ist. Zur Erzielung des bei Schraubenmuttern allgemein üblichen runden Übergangs
zwischen der oberen Stirnfläche und den Seitenkanten sind die Ecken des Preßliohlraumes
12 bei 13 etwas gerundet. In der den Preßliohlraum 12 begrenzenden Stirnfläche 14
könnte gegebenenfalls ein Auswerferstift vorgesehen sein. Von der unteren, offenen
Seite her ist in den Preßhohlraum 12 ein zweckmäßig mit dem Stetnpel4 des #;esenkes
der Fig. 2 übereinstimmender Stempel 15 niit einem mittleren Ansatz 16 gleitbar.
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Der Preßdorn 15 wird gegen die Werkstückunterseite gepreßt. Dabei
wird der beim Vorlochen aufgeworfene Wulst d wieder in das Werkstück zurückgepreßt,
und der überflüssige «'erkstoff kann frei nach der beim Vorlochen ausgepreßteil
Üffnung c hin abfließen. Dadurch ist z. B. ini Falle eines etwas zu hohen \Verkstückes
ein übermäßiges Ansteigen des dem Stempel 15 entgegengesetzten Widerstands und damit
die Gefahr einer Beschädigung dieses Stempels oder der Preßform vermieden.
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Nach dem Pressen des Werkstückes auf seine l;etvünschte äußere Foren
ist (las Werkstück in ein weiteres Gelenk zum Ausstanzen der Durchgangsöffnung zu
überführen. Hierzu könnte z. B., wie in der Eig. 4 dargestellt, ein dein Gelenk
3 der Ei-. 2 ähnliches Gesen'k 34 angewendet werden, indem die Werkstückunterseite
zweckmäßig durch einen in das Gesenk 34. eingelassenen Ring 35 und einen in diesem
Ring befindlichen zylindrischen Stempel3h begrenzt wird. Die Stirnfläche des Ringes
und des Stempels 30 ist, wie aus der Fiä. d. ersichtlich, vollständig eben.
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Verwendet inan das Gelenk nach Abb.4 zum Vorlochen, so wird bei dem
Einpressen der Dornspitze 4o in da: Werkstück der größte Teil des Werkstoffes radial
nach außer
in die zwischen dem Werkstück und der Gesenköffnung befindlichen
Hohlräume gepreßt.
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Der überschüssige Werkstoff wird ebenfalls, wie schon im Zusammenhang
mit der Fig. z :erläutert ist (vgl. auch Fäg. ,5), unter Aufwerfung eines wulstartigeh
Grates d nach der frei liegenden Werkstoffoberseite zu fließen. Abweichend von dem
erstgeschilderten Arbeitsgang wird nunmehr . das Werkstück nach Entfernung aus dem
Gesenk 34 in ein mit diesem im wesentlichen übereinstimmendes zweites Gesenk 41
(Fig. 6) überführt, in dem das Werkstück auf dem Ring 42 aufliegt. Auf die Werkstückoberseite
wird ein Stempel .43 mit einer im wesentlichen ebenen Stirnfläche und einer mittleren
Aussparung 44 von kleinerem Durchmesser als der durch .den Dorn 38 im voraufgehenden
Arbeitsvorgang in das Werkstück gepreßten Öffnung c zur Anlage gebracht: Darauf
wird von der gegenüberliegenden Seite aus ein Dorn 45, der wie der Dorn 38 der Fi:g.
4 und 5 über einen kegelförmigen Schulteransatz 46 in eine abgerundete Spitze 47
ausläuft, über mehr als die Hälfte der Werkstückhöhe in die Mutterunterseite eingepreßt.
Dabei wird zunächst, ähnlich wie beire Einpressen des Dorns 38,
ein Teil des
Werkstoffes radial nach außen weggepreßt, falls die durch die Ecken der Gesenköffnung
gebildeten Hohlräume, insbesondere im oberen Abschnitt des Werkstückes, während
des ersten Vorlochens nicht ganz ausgefüllt worden .sein sollten. Gleichzeitig wird
durch den von dem Stempel 43 ausgeübten Gegendruck auch noch der während des ersten
Vorlochens an der Werkstückoberfläche aufgeworfene wulstartige Grat d in das Merkstück
zurückgedrückt; und -zwar wird sich ein Teil des Wulstes d zum Glätten der Mutteroberseite
über die ganze Fläche des Werkstückes verteilen, während der Rest unbehindert in
das voraufgehend ausgepreßte Loch c abfließen. kann. Der überschüssige von dem Dorn
45 verdrängte Werkstoff weicht, ähnlich wie bei dem ersten Lochungsvorgang, unter
Aufwerfung .eines wulstartigen Grates i axial längs des Dorns nach der Mutterunterseite
hin aus. .
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Durch das Einpressen des Dorns 45 wird der während des ersten Lochungsvorganges
gebildete Steg e nach oben gepreßt und dabei verdünnt. Vielfach wird er in der Mitte
sogar aufgebrochen. Dies wirkt sich in einer erheblichen Erleichterung des nachfolgenden
Stanzvorganges zur Herstellung des Mutterloches aus.
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Der Dorn 45 kann gegebenenfalls, wenn z. B. die in .dem oberen Abschnitt
des Werkstückes zwischen Werkstück und Gesenk bestehenden Hohlräume noch sehr groß
sind, so weit in das Werkstück eingepreßt werden; bis der Steg e über die Mutteroberseite
hinaus in den Hohlraum 44 des Stempels 43 eindringt.
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Die Gefahr einer Überbeanspruchung des Dorns 45, des Stempels 43 und
des Gesenkes 41 ist dadurch vermieden, daß der überschüssige Werkstoff vollkommen
imbehindert nach der l1Z.utterunterseite und nach der Während des ersten Vorlochens
gebildeten Öffnung c hin abfließen kann.
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Nach Beendigung des zweiten Vorlochvorganges wird das Werkstück z.
B. mittels des Dorns 45 aus dem Gesenk 41 entfernt und in ein weiteres Gesenk 48
(Figg. 7) überführt, in dem das Mutterloch ausgestanzt wird. Dieses Gesenk ist im
wesentlichen dasselbe wie das der Abb. 6.
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In den Fig. 8 und 9 ist eine dritte Ausführungsform :der Erfindung
dargestellt, bei der in das in einem Gesenk 55 untergebrachte Werkstück von beiden
Seiten gleichzeitig je ein über eine kurze kegelförmige Abschrägung 58 bzw. 59 in
eine abgerundete Spitze 6o bzw. 61 auslaufender Dorn 56 bzw. 57 eingepreßt wird.
Die Spitze 6o des Dorns 56 ist länger als die Spitze 61 des Dorns 57, um zunächst
einen vorwiegend nach unten -gerichteten \Verkstofffluß zu erreichen. Es werden
daher während .des ersten Z orlochens hauptsächlich die unteren Hohlräume des Gesenkes
55 ausgefüllt.
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Wie aus der Fig. 8 ersichtlich ist, können die Lochdorne 56 und 57
mit ihren sich an die abgerundeten Spitzen 6o und 61 anschließenden ebenen Endflächen
auf dem Werkstück zur Anlage gebracht werden, ohne auf dieses einen Druck auszuüben.
Es muß dann aber zwischen Dorn 56 und Mantelfläche des Gesenkes 55 ein genügender
Zwischenraum vorgesehen werden, der dem überschüssigen Werkstoff ein freies Ausweichen
gestattet (vgl. z. B. die Ausführungsform nach .den Fig. 8 und 9).
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ach Beendigung des ersten Lochvorganges wird das Werkstück z. B. unter
Benutzung des Dorns 57 als Auswerfer von dein Gesenk 55 in ein ähnliches Gesenk
63 (Fig. 9) überführt. In dein Gesenk 63 wird zunächst ein eine ebene Stirnfläche
aufweisender Stempe165 auf die @.Verkstückoberfläche aufgesetzt, worauf von der
Werkstückunterseite ein in dem Ring 64 geführter. Dorn 66 in das Werkstück eingepreßt
wird, der in eine abge=-rundete Spitze 67 ausläuft, die etwas länger als die Spitze
61 des Dorns 57 ist. Dadurch wird der während des ersten Lochungsvorganges stehengebliebene
Steg nach oben gepreßt und auch noch die im oberen Abschnitt des Werkstückes zwischen
Werkstück und Gesenk gebildeten Hohlräume vollständig ausgefüllt. -Dabei wird der
Steg, wie in der
F ig. 9 gezeigt, vielfach aufgebrochen. Nach ,dem
zweiten Vorlochv urgang kann dann zur Beendigung des Verfahrens, z. B. in der im
Zusammenhang mit F ig. 7 beschriebenen Weise, das Mutterloch ausgestanzt werden.