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| :@r änzun@sb@.att zur gatentschri f t @r o #3 88@ K1
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| Das Patent 839 889 ist durch rechtskräftige Entscheldung des |
| Deutschen Patentarts vom 17aJuli 1956 dadurch klargestellt |
| und teilweise für nichtig erklärt Worden, daB |
| der Anspruch 1 folgende Fassung erhält:. |
| 'Kerbstifte dadurch gekv-."nzeiohnetg dass die Ausbuchtungen |
| des Schaftumfanges jeweils im mittleren Bereich zwischen |
| den Kerben am größten sind", |
| b) die Ansprüche 2 und 3 gestrichen wei?dens. |
| c) der Anspruch -4 als Anspruch 2 unter Rückbeziehung auf |
| Ansprach .1 bestehen bleibt, . . |
| d) 'Anspruch 5 folgende Fassung erhält ä |
| "Verfahren nach. .Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß |
| die Kerbwerkzeuge in beliebiger Zahl und in beliebiger |
| Stellung zueiAander übe, den Schaftumfang verteilt an- |
| reifen" fl |
Die Erfinder haben beantragt, nicht genannt zu werden Mit Kerben
oder Nuten versehener Stift bzw. Nagel Die Erfindung betrifft einen neuartigen mit
Kerben versehenen Stift und- das neue Verfahren zur Herstellung derartiger Stifte.
Unter Stiften werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden auch Nägel
und Werkstücke, die einen Schaft tragen, der die Merkmale des Erfindungsgegenstandes
aufweist. Durch geeignete Formgebung, Anordnung und Bewegung der Werkzeuge wird
ein. Schaft erzeugt, der sich infolge seiner neuen Querschnittsgestaltung . beim
Eindrücken oder Einschlagen in einem Bohrloch außerordentlich gut verspannt.
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Es ist bekannt, in ein Bohrloch .einzusetzende Stifte mit Einkerbungen
zu versehen, wobei durch dieses Einkerben die zylindrische Wandung des Stiftes irr
ihrem Querschnitt verändert wird. Bei der Herstellung werden beispielsweise drei
Werkzeuge verwendet, die in einem bestimmten Winkel (z2o°) zueinander versetzt arbeiten
und in radialer Richtung in den Stift eindringen. Bei den bekannten Verfahren wird
beispielsweise so gearbeitet, daß das Material unmittelbar zu beiden Seiten des
Werkzeuges verdrängt wird. Es treten damit dicht neben der Kerbe Verformungen in
Form von Zacken oder Spitzen auf, die über den zylindrischen Umfang des Stiftes
hinausragen und die beim Einschlagen in das entsprechende Bohrloch den Stift festhalten.
Man hat ferner Paßstifte vorgeschlagen, die
zwischen den Kerben
bal.lige Paßflächen..besitzen. Diese Paßflächen besitzen einen gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt,
der mit der .Achse '.des Werkstückes zusammenfällt. Demgegenüber geht die Erfindung
einen neuen Weg. Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhalten die Stifte außer
ihrer . Querschnittsveränderung im Bereich der Werkzeuge Querschnittsveränderungen
gegenüber den ursprünglichen Abmessungen, die in dem mittleren Bereich zwischen
den Angriffsflächen der Werkzeuge am größten sind. Diese Verformungen entstehen
in Form von Ausbuchtungen oder Aufwulstungen, die in der Mitte zwischen den Kerben
ihren größten Abstand vom Mittelpunkt des Werkstückes aufweisen.. Die Krümmungsmittelpunkte
dieser Ausbuchtungen fallen nicht mehr zusammen. Auf diese Weise zeigen die Werkstücke
nach ihrer Verformung im Querschnitt beispielsweise eine kleeblattartige Gestalt.
Diese neue Formgebung gibt den Stiften eine außerordentlich gute Verspannung in
den Bohrlöchern nach dem Eindrücken öder Einschlagen. Vor allem haben die Stifte
einen sicheren und guten Sitz bei Maschinen, die vibrieren,, schwingen oder durch
eine Ortsveränderung Erschütterungen unterworfen sind.
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Die Erfindung betrifft gleichzeitig das Verfahren zur Herstellung
dieser mit Kerben versehenen Stifte. Die Werkzeuge werden derart in die Werkstücke
eingeführt, daß durch eine Verlagerung oder Verdrängung das Material der Werkstücke
irn mittleren Bereich zwischen den Werkzeugen nach außen gedrückt wird.
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Dabei können die Werkzeuge bzw. die Kerben in beliebiger Zahl und
in beliebiger Stellung zueinander über den Umfang des Werkstückes.verteilt werden.
Die Kerben können in der Länge eine gleiche Tiefe, eine zunehmende oder abnehmende
Tiefe aufweisen oder unterbrochen sein.. Sie können axial oder schraubenl.inienartig
verlaufen. Der Schaft der Werkzeuge kann in seiner Grundform eine runde, ovale oder
mehrkantige Gestalt aufweisen. In seiner äußeren Formgestaltung kann er zylindrisch,
kegelig oder ballig sein. Die Kerben können eine flache Gestalt 'haben oder sich
so weit nach innen erstrecken, daß .ein die einzelnen Segmente zusammenhaltender
Kern erhalten bleibt. Dabei kann die Einkerbung im Querschnitt dreieckig, prismatisch,
halbrund usw. sein. Auf diese Weise entstehen Kerben; deren Wandungen nach der Achse
der Werkstücke zusammenlaufen, parallel verlaufen oder sich voneinander entfernen.
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Betreffend die Verfahrensvorgänge ,sind die verschiedensten Möglichkeiten
gegeben. Die Werkzeuge können in radialer Richtung oder in einer kombinierten radialen
und tangentialen Richtung in das Werkstück eindringen, wobei sie entweder axial
stillstehen oder gleichzeitig eine axiale Bewegung ausführen. Die Werkstücke können
bei der Verformung stillstehen oder gleichzeitig axial verschoben werden. Auch sind
die beliebigsten Kombinationen der Bewegungsvorgänge möglich.
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Es besteht weiterhin die Möglichkeit, die Werkstücke an den Außenflächen
der Ausbuchtungen oder Aufwulstungen -noch zusätzlich zur Erhöhung der Haftwirkung
mit Längsrillen, Querrillen, Aufrauhungen od. dgl. zu versehen. Man hat es ferner
in der Hand, die Werkstücke nach der Verformung zusätzlich an ihrer Oberfläche zu
härten, wobei der Kern weich und elastisch bleibt. Der mit Kerben versehene Schaft
kann auch als Ansatz eines beliebig geformten Werkstückes ausgebildet sein.
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Die Erfindung ist .in der Zeichnung schematisch dargestellt, und zwar
zeigt Fig. i einen Querschnitt durch einen m-it hcrltctt versehenen Stift, Fig.
2 die Kräfteverteilung nach dem Eindrückcrt in die entsprechende Bohrung, Fig. 3
eine andere Ausgestaltung der Kerberz tttttl _ Fig.4 eine dritte Ausgestaltung der
Kerben wt(I `eine' zusätzliche Veränderung der Oberfläche der
Ausbuchtungen:
Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen sind jeweils drei Kerbwerkzeuge .gezeigt,
die um 12o° zueinander versetzt sind. Es können aber auch weniger oder' iiiehr Kerbwerkzeuge
Verwendung finden, die über den Umfang des Werkstückes gleichmäßig oder ungleichmäßig
verteilt sind.
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i sind die Kerbwerkzeuge, beispielsweise in Form von Meißeln. 2 ist
das zu kerbende Material, welches vor der Bearbeitung einen Ausgangsdurchmesser
(I hat. Durch .das Eindringen der Meißel entstrlrctz die Kerbfurchen 3. Außerdem
bilden sich utrtnittelbar neben den Werkzeugen i bzw. den Ket-l)ftrr-clzctr 3 Aufwulstungen
4. Es handelt sich hier um Aufwulstungen,. die durch unmittelbare Verdrängung entständen
sind. Darüber hinaus sind Aufweitungen bzw. Aufwulstungen 5 zu. erkennen, die je
nach der Gestalt des Werkzeuges i und deren Eindringungstiefe in das Material 2
verschieden groß sind utul int mittleren Bereich zwischen je zwei Werkzeugctt r
liegen. Die Aufwulstungen 4 und 5 bilden g(#trtt-irt sam eine Vergrößerung des Außendurchmessers
Il. 1 tt der Mitte zwischen den Kerben3 haben tlic .1tti wulstungen 4, 5 ihre größte
Entfernung %-()11r 11 ittcl punkt des Werkstückes.
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Wie Fig. 2 erkennen läßt, treten beim I-;itzst>Itl;t gen oder Eindrücken
eines solchem mit 1\'i-zltcrr Nt r# sehenen Stiftes in ein Bohrloch 0 et@tatrcrlzcrulcr
Größe radial gerichtete Verspattttrttrgslcr:iitc 7 attf, da die vorhererweiterten
bzw. auf'I;ti@ ttlstcten (@hterschnitteteile teilweise oder ";1ttz zttt'ttt'ICge(lr;ltlgt
werden müssen. Die Größe (Ier 1% (#rsi);tirtrtrrrgsl:räfte 7 bzw. der Verlauf der
Kräfte ist abhätrgig von (lcr Größe der erzeugten Atrf%@-ttlsttzzzgerr bzw. .'1ufweitungen.
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Die Erfindung besitzt (lern Vorteil, daß mzter zweckmäßigster Anwerrclung
aller für den @erl@@t@rgang wichtiger Best-itttrttttngsgfößen, wie Form der Werkzeuge,
Eindritrgungstiefe und Eingriffsrichtung der Werkzeuge, eine bestimmte gewünschte
und gewollte Querschnittsumbildung in Form von Aufwulstungen und Aufweitungen erreicht
werden kann.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Beim Eindringen der Werkzeuge i in
das zu kerbende und gut
bildsame Material 2, das einen hohen Verformungsgrad
hat, tritt eine Querschnittsumbildung ein, so daß das Werkstück eine kleeblattart,i*ge
Form aufweist. Zu beiden Seiten der Kerbfurchen 3 bilden sich zunächst die Erhöhungen
4 .geringen Grades, während in der zwischen je zwei Kerbfurchen liegenden Mittelzone
5 die maximalste Aufweitung, d. h. die größte Querschnittserweiterung und damit
Durchmesservergrößerung gegeben ist. Es wird damit erreicht, daß die Zonen -des
Schaftumfanges, die sich durch hohen spezifischen Flächenpressungsdruck (radial
. gerichtete Verspannungskräfte 7) zwischen Schaftmantel und Lochwandung 6 ausweisen,
prozentual, d: h. auf den gesamten Umfang bezogen, weitaus größer sind, als dies
bei den bisher bekannten Verfahren der Fall ist.
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Wenn man den Verformungsgrad: durch die Ausgestaltung der Werkzeuge
und die entsprechende Eindringungstiefe so weit steigert, wie dies in Fig. 3 gezeigt
ist, dann entstehen relativ schwache Querschnitte 8, die unter der Einwirkung der
von außen her radial gerichteten Kräfte verformt werden: Da diese 'kleinen Querschnitte
unter der gesamten Einwirkung der Kräfte sehr hohen Verformungen ausgesetzt sind,
erreicht man eine vorteilhafte, bis in das - Innere des Querschnittes sich erstreckende
Materialverschiebung; .so daß ein Schaft mit dieser Querschnittsausbildung sich
durch hohe, federnde Verspannungswirkungen und durch große Durchmessertoleranz (Bohrlöchunterschiede)
auszeichnet.
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Dabei können die verschiedensten Verfahren angewendet werden, um die
Kerbung längs des Stiftes zu erzeugen. Die Werkzeuge können in radialer oder in
einer kombinierten radialen und tangentialen Richtung in . das Werkstück eindringen.
Dabei können sie entweder axial stillstehen oder gleichzeitig eine Axialbewegizng
ausführen. Die Kerbungen können auch durch Wälzverfahren erzeugt werden unter Benutzung
von Kerbrändern oder Profilrollen. Das Werkstückmaterial kann dabei axial stillstehen,
kontinuierlich oder absatzweise vorwärts geschoben werden.
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Wie Fig. 4 erkennen lißt, können die Kerben 3 in ihren Wandungen 9
nach der Mitte des Werkstückes zu voneinander wegstreben, Während sie bei der Ausführung
gemäß Fig. i und 3 in ihren Wandungen 9 entweder nur aufeinander zulaufen oder in
einem bestimmten Bereich parallel zueinander verlaufen. Außerdem können die Ausbuchtungen
an ihren äußeren Oberflächen noch zusätzlich mit Längsrillen, Querrillen, Aufrauhungen.io
od. dgl. ": (#rsehen werden. Die Werkstücke können nach der `@ #Irformung zusätzlich
'an ihren Oberflächen gekerbt werden. Schließlich können die Stifte auch als Ansätze
oder .Teile eines beliebig geformten Werkstückes ausgebildet sein.