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Verfahren und Maschine zum Herstellen von Bauklammern Die Erfindung
betrifft die Herstellung von Bauklammern, wie sie im Baugewerbe zur Befestigung
von Holzbalken verwendet werden. Diese Klammern, die aus einem runden, vierkantigen
oder flachen Mittelstück mit abgebogenen Endzapfen bestehen, werden bisher im wesentlichen
in zwei Ausführungsformen hergestellt: entweder (für Klammern mit flachem Mittelstück)
aus Blech oder Flacheisen gestanzt und gepreßt oder (für alle Arten von Klammern)
geschmiedet, und zwar von Hand bzw. unter Verwendung eines Luft- oder Federhammers,
wobei die Herstellung durch Schmieden für erhöhte Festigkeitsansprüche bevorzugt
wird.
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Bei dem großen Bedarf an solchen Klammern ist es nachteilig, daß durch
die genannte Schmiedearbeit der stündlich herzustellenden Anzahl von Klammern eine
verhältnismäßig niedrige Grenze gesetzt ist; die Arbeit erfordert außerdem viel
Geschicklichkeit und Übung, also hochwertige Arbeitskräfte. Trotzdem ist es schwierig,
einen gleichmäßigen Ausfall der Erzeugnisse zu erreichen, und vor allem lassen diese
oft die wünschenswerte Biege-und Bruchfestigkeit an den Zapfenansatzstellen vermissetT.
Durch das beim Schmieden erforderliche Wenden des warmen Stücks unter dem Hammer
läßt es sich kaum vermeiden, daß der Übergang vom breiteren Mittelstück zu den schmaleren
Zapfen bei vielen Klammern recht scharf ausfällt. Auch ist es zuweilen erwünscht,
an dem den Spitzen der Zapfen gegenüberliegenden Rückenteil des Mittelstücks möglichst
glatte Flächen für das Einschlagen der
Klammern im Gebrauch zu erhalten,
was beim Schmieden in der bisher üblichen Weise nicht immer zu erreichen war. Man
sucht diesen Mängeln zwar abzuhelfen durch besonders sorgfältige Bearbeitung und
auch durch reichliche Bemessung der lZolistücke. Aber beides geht natürlich auf
Kosten der Wirtschaftlichkeit der Fertigung, die für Massenerzeugnisse, wie sie
Bauklammern darstellen, von ausschlaggebender Bedeutung ist.
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Es wurde nun gefunden, daß sich geschmiedete Bauklammern schneller
und gleichzeitig besser herstellen lassen, wenn man sich zum Ausschmiedeti der Rohstücke
einer Bolzenkopfschmiedemaschine bedient, deren Klemmbacken und Profilhämmer natürlich
dem neuen Arbeitszweck angepaßt sind. Diese zur Massenherstellung von Maschinenschrauben
und von Bauschrauben seit langer Zeit verwendeten Maschinen sind für fortlaufende
Arbeitsweise eingerichtet: die zu schmiedenden Bolzen werden angewärmt in Klemmbacken
eingeführt und erhalten dann von den Werkzeugen (Staucher und kreuzweise geführten
Hämmern) mit einigen wenigen schnellen Schlägen die gewünschte Kopfform, worauf
der fertige Bolzen ausgestoßen wird und die Backen sich wieder zur Aufnahme eines
neuen Bolzens öffnen. Die Form der auswechselbgren Hämmer richtet sich nach der
gewünschten Form der vier-und sechskantigen Bolzenköpfe, ebenso die Gravur des Stauchers.
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Wenn also erfindungsgemäß nun diese bekannten, bisher ausschließlich
für die zuletzt genannten "Zwecke verwendeten Maschinen für das Ausschmieden von
Bauklammenn benutzt werden: sollen, so werden an Stelle der Klemmbacken aus würfelfÖrinigen
Stahlblöcken mit ausschließlich runden Ausschnitten für die Bolzen solche mit entsprechend
profilierten, also z;. B. vierkantigen Ausschnitten für den Mittel- oder Stegteil
der Klammern und an Stelle des kurzen Stauchers für die Bolzenköpfe ein längerer
Staucher für die Klammerzapfen eingesetzt; von den vier Hämmern werden die beiden
Seitenhämmer entsprechend ausgearbeitet, um dem Zapfen die gewünschte Form zu geben;
und schließlich wird der auf der Seite der Zapfenspitze gelegene Hammer ganz herausgenommen,
um der, im Gegensatz zu den bisher ausschließlich bearbeiteten Bolzenköpfen, nur
mehr zweiseitig symmetrischen Form der Bauklammern Rechnung zu tragen, ein Umstand,
der vielleicht mit dazu beigeträgen hat, (laß man bisher noch nicht daran gedacht
hat, diese ursprünglich für die Bearbeitung vierseitig symmetrischer Bolzenzapfen
bestimmten, recht verbreiteten Maschinen auch zum Ausschmieden von Bauelementen
einer andern Symmetrieform, nämlich von Klammern mit einseitig ausgerichteten Zapfen,
zii verwenden.
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In der praktischen Durchführung wird entweder mit Anschlag geschmiedet,
d. h. die Klammer wird in die Maschine -eingesetzt und an der dem zu schmiedenden
Ende gegenüberliegenden Seite durch einen Anschlag gehindert, auch nur im geringsten
beim Schmieden durch den Schlitz in den Klemmbacken rückwärts zu rutschen. In diesem
Fall entstehen besonders scharfkantige Formen der Klammern. Oder es wird ohne Anschlag
geschmiedet, wobei die Klammer lediglich durch die umgebogenen Spitzen gehindert
wird, durch den Schlitz in den Klemmbacken rückwärts zu rutschen. In diesem Fall
wird der Rückenteil gegenüber dem Zapfenansatz nicht so scharfkantig, sondern mehr
abgerundet gebildet. Hierbei ist die Festigkeit jedoch die gleiche. Der Vorteil
dieser Ausführung liegt darin, daß auch Klammern, die nicht gleichmäßig lang abgeschnitten
wurden, gleichmäßig lange Spitzen erhalten.
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Der durch die neuartige maschinelle Herstellung der Klammern erzielte
Fortschritt ist ein mehrfacher: Zunächst wird die Stundenleistung bei der Fertigung
geschmiedeter Bauklammern gegenüber den bisherigen Schmiedeverfahren erheblich erhöht.
Gleichzeitig wird die Güte des Erzeugnisses verbessert und gleichmäßiger gestaltet.
Vor allen Dingen lassen sich nun leicht und mit Sicherheit alle Formgebungsfehler
oder -inängel beseitigen, die mit der bisher gebräuchlichen Ilerstellungsart der
Bauklammern verbunden waren: Der oft zu scharfe Übergang vom Stegteil zu den Zapfen,
durch den die Biegefestigkeit herabgesetzt wurde, kann durch Verwendung entsprechend
altgeschrägter Hämmer vermieden werden, ohne daß der Schmiedevorgang schwieriger
oder zeitraubender würde. Wird auf besonders ebene Gestaltung des Rückens an der
Aufschlagfläche oberhalb der Zapfenansätze Wert gelegt, so kann dadurch, daß (las
Schmieden automatisch und an dem fest eingespannten Stück erfolgt, auch eine solche
Formgebung in stets gleichartiger Weise erreicht werden.
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Schließlich wird durch die Verwendung der genannten Maschinen für
das Schmieden der Bauklammern auch deren ganze Herstellung vom Rohstück an erleichtert:
Wenn man z. B. von Flacheisen ausgeht, so muß bei der Aufteilung des Materials darauf
geachtet werden, daß in möglichst einfacher Weise die an den Enden des flachen Stegteils
abstehenden Zapfen in die Mitte gebracht werden können. Schneidet man das Langeisen
schon entsprechend zu, also mit mittig liegenden Spitzen, die dann umgebogen und
geschmiedet werden, so entsteht Altfall. Schneidet man dagegen durch schräge Parallelschnitte
das Langeisen zunächst unsymmetrisch zu, so erfordert das Ausschmieden der umgebogenen
Enden von Hand oder mit dem Luft- oder Federhammer mehr Zeit und vor allem erhebliche
Geschicklichkeit, wenn gleichmäßig mittig ausgerichtete Zapfen entstehen sollen.
Gerade in diesem Fall bilden 'sich auch oft die unerwünschten scharfen Übergänge
an den Seiten vom Stegteil zu den Zapfen. Das maschinelle Schmieden mit der Bolzenkopfschmiedemaschine
ermöglicht nun dem Hersteller, in der materialsparenden Art von Rohstücken auszugehen,
die durch parallele Schrägschnitte gebildet sind, schließt alter gleichzeitig die
vorstehend geschilderten Gefahren aus und liefert stets gleichmäßige, gut ausgerichtete
"Zapfen, die in der bevorzugten Ausführungsform sogar mit verstärktem, schräg in
die Kanten des flachen Stegteils übergehendem
Wurzelansatz ausgerüstet
werden können, einfach durch entsprechende Profilierung der betreffenden Hämmer.
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Der Herstellungsgang einer Bauklammer nach der Erfindung wird in einer
Ausführungsform an Hand der Zeichnung beschrieben. Auf dieser stellen dar: Fig.
i ein vorgeschnittenes Rohstück in Draufsicht, Fig. 2 dasselbe Stück nach Umbiegen
der Enden in Seitenansicht und in Stirnansicht (Fig. 2a), Fig. 3 die fertig ausgeschmiedete
Klammer in Seitenansicht, mitTeilansichten von.oben (Fig. 3a) bzw. von unten (Fig.
3 b) und in Stirnansicht (Fig. 3 c), Fig. .4 eine schaubildliche Darstellung der
fertigen Bauklammer und Fig. 5 zum Vergleich eine handgeschmiedete Bauklammer alter
Herstellungsweise in Seitenansicht und Stirnansicht (Fig. 5 a).
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Aus den Fig. r bis 3 ergeben sich die wesentlichen Schritte des Fertigungsvorganges:
Aus einer langen Flacheisenstange werden durch schräge Parallelschnitte die Klammerro'hstücke
ohne Abfall gebildet. Beiderseits eines Mittelteils i liegen die nach verschiedenen
Seiten zulaufenden Endabschnitte 2. Iin zweiten Arbeitsabschnitt werden diese Enden
dann umgebogen, so daß ein Gebilde nach Fig. 2 entsteht. Vom Stegteil i stehen nun
die vorgebildeten Zapfenenden mit ihren verschieden gerichteten Schrägflächen d
einseitig ab. Das Umbiegen längs der Linien 3 kann z. 13. in jeder beliebigen Presse
erfolgen. Das so vorgeformte Roiistiick wird nun in vorgewärmtem Zustand mit seinem
Stegteil i in die Klemmbacken einer Bolzenkopfschmiedemaschine eingeführt. Die Werkzeuge
der Maschine erteilen nun den vorgebildeten Zapfenenden ihre endgültige Gestalt
gemäß Fig. 3 und .4. Zweckmäßig werden dabei die von den Seiten wirkenden Hämmer
so profiliert, claß beim Ausschmieden der Zapfenenden an deren Wurzeln, also dort,
wo die Zapfen in den Stegteil übergehen, schräg zulaufende Verstärkungen 5 entstehen.
Arbeitet man in der oben angegebenen Weise mit Anschlag in der Schmiedemaschine,
so entstehen außerdem auf der den Spitzen gegenüberliegenden Rückseite der Zapfen
unter der Wirkung des einen Querhammers Flächen 6 in Form wohlausgebildeter, ebener
und scharfkantiger Aufschlagflächen oder sonstiger gewünschter Profile.
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Zum Ausschmieden bedient man sich z. B. einer sog. Vierhämmerbolzenkopfschmiedemaschine,
wie sie etwa auf S. 104 und io5 des Handbuchs von L i c k t e i g »Schraubenherstellung«,
2. Aufl., 195o, dargestellt und beschrieben ist. In einer solchen kontinuierlich
durchlaufenden Kurbelpresse mit einem durch besondere Vorscbubwelle betätigten Schlitten,
der die zur Aufnahme des Werkstücks bestimmten Klemmbacken trägt, werden die gemäß
Fig. i schräg abgeschnittenen und gemäß Fig. 2 abgebogenen Klammerspitzen einzeln
geschmiedet, und zwar erst die eine Spitze einer Serie Klammern und anschließend
dann die andere Spitze. Beim Schmieden jeder Spitze werden die in Fig.3 gezeichneten
Spitzen gebildet mit einem an der Klammerseite rechteckigen bzw. quadratischen Querschnitt,
nach der vom Klammerrücken entfernten Seite spitz auslaufend.
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Die zu bearbeitenden Flächen der Klammerspitze sind gemäß Fig. 3
1): 1. die beiden Seitenflächen a und b, 2. die innere Fläche c, 3. die äußere
Fläche d, und gemäß Fig. 3 c: q.. die am. Fuß der Klammerspitze befindlichen Flächen
5 und 6.
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Die für den Schmiedevorgang verwendeten Werkzeuge der Maschine sind:
A. die Klemmbacken, 13. die Seitenhämmer, C. der untere und der obere Hammer und
D. der Stößel.
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Die IIerrichtung dieser Werkzeuge zum Zweck des Klammernschmiedens
und ihre Arbeitsweise ist folgende: A. Herrichtung der Klemmbacken Die beiden würfelförmigen
Klemmbacken sind zum Klammernschmieden in Längsrichtung der Maschine mit einer Nut
versehen, die zur Aufnahme des rechteckigen Klammerquerschnitts geeignet ist. An
der dem Stößel zugekehrten Seite sind die Klemmbacken profilförmig ausgearbeitet,
entsprechend der später zu bildenden inneren Fläche c der Klammerspitze.
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Die Arbeitsweise ist folgende: Der nach Fig. i schräg abgeschnittene
und nach Fig. 2 abgebogene Klammerrohling wird bei geöffneten Klemmbacken in die
Nut einer der beiden Klemmbacken eingelegt. Durch Betätigung eines- Handhebels werden
mit' Hilfe der Vorschubwelle die Klemmbacken geschlossen.
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Anschließend erfolgt die Bearbeitung der beiden Klammerspitzenseitenflächen
durch die beiden Seitenhämmer. Es kann mit oder ohne Anschlag geschmiedet werden.
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B. Herrichtung der Seitenhämmer zum Klammernschmieden Die Seitenhämmer
sind an der den Klemmbacken zugewandten Seite dein Profil der Klemmbacken entsprechend
geformt und liegen mit dieser Seite an den Kleininbacken an. An ihrer Vorderseite
sind die Seitenhämmer, schräg nach oben zusammengehend, so geformt, daß sich die
Vorderflächen oben beim Zusammenschlagen berühren, weiter unten aber einen Abstand
voneinander aufweisen, welcher der Breite der zu formenden Klammerspitze entspricht.
Der untere Teil der Seitenhämmervorderfläche ist entsprechend der Klammerspitzenfußform
ausgearbeitet.
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Die :Arbeitsweise ist folgende: Nach dem Schließen der Klemmbacken
(vgl. oben) schlagen die beiden Seitenhämmer. Hierbei treffen sie auf das Klammerende,
dessen Material unter gleichzeitiger Formung der Klammerspitzenseitenflächen a und
b zusammengepreßt und nach oben zu spitz ausgestreckt wird. Ferner hat das Material
das Bestreben, auszuweichen: i. nach der Würfelseite, wo aber dem Ausweichen durch.
die Würfel Halt geboten wird, 2. nach unten (siehe nächsten Abschnitt: unterer Hammer)
und 3. nach der Stößelseite (siehe unter I): Stößel).
C. Oberer
und unterer Hammer; Herrichtung zum Klammernschmieden Der obere Hammer wird nicht
gebraucht und aus der Maschine entfernt.
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Der untere Hammer erhält eine normalerweise plangerade Schmiedefläche,
die aber bei Bedarf auch ein anderes Profil haben kann.
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Die Arbeitsweise des unteren Hammers ist wie folgt: Beim Schlagen
der Seitenhämmer und später auch des Stößels weicht ein kleiner Teil des Materials
nach unten aus. Dieses wird durch den unteren Hammer wieder in seine ursprüngliche
Lage zurückgeschoben, wobei zugleichg besonders falls mit Anschlag geschmiedet wird,
die Verstärkungen am Klammerspitzenfuß gebildet werden. Beim Schmieden ohne Anschlag
sind diese entsprechend weniger stark ausgeprägt.
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D. Der Stößel; Herrichtung zum Klammernschmieden.
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Der Stößel ist vorn mit einer hochkant stehenden, normalerweise plangeraden
oder bei Bedarf profilierten Schmiedefläche versehen.
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Die Arbeitsweise des Stößels ist wie folgt: Das beim Schlagen der
Seitenhämmer nach der Stößelseite verdrängte Material wird beim Schlagen des Stößels
an die geschlossenen Klemmbacken herangedrückt, wobei sich die Außenfläche der Klammerspitze
und die Innenfläche c der Klammerspitze formt.
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Die genannten Werkzeuge arbeiten in folgender Reihenfolge: i. Die
Klemmbacken'schließen sich, 2. die Seitenhämmer schlagen, 3. der Stößel schlägt,
4. die Seitenhämmer schlagen nochmals, 5. der untere Hammer schlägt, 6. der Stößel
schlägt, 2. die Seitenhämmer schlagen usw. wie oben.
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Nachdem sich obige Arbeitsvorgänge mehrmals wiederholt haben, ist
die Klammerspitze fertiggestellt. Der Vergleich der Fig. 3 und 4 einerseits mit
der Fig. 5 andererseits, die eine Bauklammer der bisher üblichen handgeschmiedeten
Fertigung darstellt, läßt deutlich die Unterschiede und Vorteile der nach dem neuen
maschinellen Verfahren in der Bolzenkopfschmiedemaschine hergestellten Bauklammern
erkennen. Das gilt insbesondere von dem Unterschied der verstärkten Wurzelansätze
5 gegenüber den ziemlich scharfen, jedenfalls nicht besonders verstärkten Übergangsstellen
7 und leicht zu Schwächungen Anlaß gebenden Krümmungsstellen 8 bei den alten handgeschmiedeten
Klammern. Die auf der Innenseite des ausgeschmiedeten Zapfens sichtbare Linie 9
in der schaubildlichen Fig. 4 stellt die dort entstehende Nahtlinie dar, die sich
beim Ausschmieden der Zapfen bildet, wenn das Rohstück in die längs dieser Linie
zusammenstoßenden Klemmbaeken der Bolzenkopfschmiedemaschine eingespannt ist.