-
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Schrauben, insbesondere
Holzschrauben Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Schrauben mit angerolltem
Gewindeteil, insbesondere Holzschrauben, und betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung
von Halbfertigteilen, aus denen dann die Schrauben mit einem Rollvorgang zum Anprägen
des Gewindes fertiggestellt werden können.
-
Schrauben mit angerolltem Gewinde, insbesondere Holzschrauben, werden
im allgemeinen aus Draht- oder Rundstabstücken hergestellt, die auf dem das Gewinde
aufnehmenden Teil einen geringeren Durchmesser aufweisen als auf dem den gewindefreien
Schaft bildenden Teil. Diese Absetzung im Durchmesser ist notwendig, um bei dem
Anrollen des Gewindes die sich durch die Verdrängung des Materials in den Gewindetälern
ergebende Vergrößerung im Durchmesser in den Gewindespitzen auszugleichen.
-
Es ist für die Herstellung derartiger Schrauben bereits vorgeschlagen
worden, den Gewindeschaftteil vor dem Einpressen bzw. Einwalzen des Gewindes zu
reduzieren, wobei das Vorwerkstück aus Draht gewonnen wird, dessen Durchmesser dem
Bolzendurchmesser gleich ist. Hierbei erfolgt jedoch das Herunterziehen des Drahtes
auf den gewünschten Durchmesser am abgelängten Bolzenstück. Es ist bekannt, hierbei
das Reduzieren mit um go° versetzt radial zur Werkstückachse einwirkenden, sich
zu einer Ziehdüse zusammenschließenden Backenpaaren durchzuführen, von
denen
das erste einen elliptischen, das zweite den runden, endgültigen Querschnitt erzeugt.
Weiterhin ist es auch bekannt, bei der Herstellung von Schrauben den Draht laufend
abschnittsweise am Gewindeschaftteil zu reduzieren und sodann den reduzierten Teil
aufzuteilen und fertig zu bearbeiten. Das Reduzieren erfolgt dann durch Hämmern,
was sich insbesondere bei Holzschrauben mit durchschnittlich verhältnismäßig kleinem
Bolzendurchmesser und geringen Durchmesserunterschieden zwischen Bolzen- und Gewindeteil
als langwierig und unwirtschaftlich erwiesen hat.
-
Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren. zum Herstellen von Schrauben,
insbesondere Holzschrauben, bei denen das Gewinde eingewalzt und der Gewindeschaftteil
durch Herunterziehen reduziert wird, während der übrige Bolzenteil. den Durchmesser
des Drahtes beibehält, aus dem das Werkstück gewonnen wird, das Herunterziehen vor
dem Aufteilen des Drahtes fortlaufend in Abständen und über Abschnitte, die sich
aus den Schraubenabmessungen ergeben. Zweckmäßig wird dann beim Aufteilen des abschnittsweise
reduzierten Drahtes in Schraubenlänge in an sich bekannter Weise am jeweiligen Schaftende
eine Spitze angepreßt und am vorderen Ende ein Kopf angestaucht.
-
In Durchführung des neuen Verfahrens wird der Draht oder Rundstab
durch eine Ziehvorrichtung mit in gesteuerten Zeitabschnitten aus einer Öffnungsstellung
in eine Schließlage verbringbaren Ziehbacken geführt, die die während der Schließlage
durch sie hindurchlaufenden Draht-bzw. Stablängen auf einen geringeren Durchmesser
bringen. Zweckmäßig sind zwei um 9o° hinsichtlich der Schließrichtung zueinander
versetzte Ziehbackenpaare hintereinander angeordnet, die gleichzeitig auf verschiedene
Abschnitte der Länge wirksam werden und von denen die erste den im Durchmesser zu
verringernden Abschnitten einen elliptischen Querschnitt verleiht, der dann zwischen
dem zweiten Ziehbackenpaar, das in der Richtung der Langachse des elliptischen Querschnitts
wirkt, auf den endgültigen verminderten Durchmesser weiter verformt wird.
-
Die so vorbereiteten Längen werden dann in jeweils einen Abschnitt
mit dem ursprünglichen Durchmesser und einen Abschnitt mit dem verringerten Durchmesser
aufweisende Stücke aufgeteilt, und diese Teilstücke lassen sich dann in üblichen
Nagelmaschinen zu den fertigen Schrauben mit dem zu einer Spitze ausgezogenen Gewinde
und dem angestauchten Kopf weiterverformen.
-
Das neue Verfahren ist nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten
Einrichtung zu seiner Durchführung näher erläutert. Es zeigt Fig. i eine schematische
Darstellung der Ziehvorrichtung, Fig.2 und 3 die beiden Ziehwerkzeuge in der Öffnungsstellung
mit den Schließrichtungen nach den Linien E-E bzw. F-F der Fig. 2 und den von ihnen
bewirkten Ouerschnittsänderungen nach den Linien A-A bzw. B-B der Fig. i, Fig. ¢
den Ausgangsquerschnitt nach der Linie C-C der Fig. i, Fig. 5 eine Steuereinrichtung
für die Ziehbackenpaare, @Fig. 6 ` eine Seitenansicht des vorbehandelten Stabes
oder Drahtes, Fig. 7 die Werkzeuge zum Abteilen der Abschnitte unter Anformung der
Spitze und des Kopfes, Fig. 8 den fertigen Rohling und Fig. 9 die endgültige Schraube
mit dem angerollten Gewinde.
-
Für die Herstellung von Holzschrauben mit angerolltem Gewinde 3d nach
der Fig. 9 muß für den Rollvorgang von einem Rohling nach der Fig. 8 ausgegangen
werden, der in dem nicht mit Gewinde zu versehenden Schaft i den Ausgangs- und Enddurchmesser
D aufweist, während der das Gewinde aufnehmende Teil 3 nur einen Durchmesser d haben
darf, dessen Größe so bemessen ist, daß das beim Anrollen des Gewindes in die Gewindespitzen
verdrängte Material allenfalls zu einem dem Schaftdurchmesser D entsprechenden Durchmesser
ansteigt.
-
Die Erfindung bezweckt eine schnellere und damit wirtschaftlichere
Fertigung des Halbfabrikates nach der Fig. 8 durch Herstellung aus einer fortlaufenden
Draht- oder Rundstablänge von durchweg gleichem Durchmesser D.
-
Diese Draht- oder Rundstablänge 2 mit dem Durchmesser D wird in einer
ersten Verfahrensstufe auf in gleichbleibendem Abstand einander folgenden Abschnitten
auf den Durchmesser d gebracht, indem sie in Richtung des Pfeiles x nach der Fig.
i mit stetigem Vorschub zwischen zwei gemeinsam periodisch in eine Schließ- und
eine Öffnungsstellung verbringbaren und hintereinander angeordneten Ziehbäckenpaaren
4, 4 bzw. 6, 6 hindurchgeführt wird. Die beiden Ziehbackenpaare 4,6 sind um 9o°
zueinander versetzt und wirken in Richtung der -Pfeile F-F bzw. E-E nach der Fig.
i. Die Arbeitskanten des ersten Ziehbackenpaares 4 sind so ausgebildet, daß sie
den Rundstab 2 nach einem elliptischen Querschnitt 5 verformen, dessen Langachse
im wesentlichen dem Ausgangsdurchmesser D entspricht.
-
Die Arbeitsflächen des zweiten Ziehbackenpaares 6 sind dann so gehalten,
daß sie bei Einwirkung auf den durch die Ziehbacken 4 vorgeformten, elliptischen
Querschnitt 5 diesen zu einem runden Querschnitt 3 mit dem Durchmesser d verformen.
-
Die beiden Ziehbackenpare 4, 6 sind mit entsprechendem Abstand in
einem Lagerblock io geführt (Fig. 5). Dabei ist in der dargestellten einfachsten
Ausführung jeweils eine der Ziehbacken 12 durch eine Stellschraube 14, 23 in dem
Block io fest einstellbar, wobei die Schrauben 24, 23 durch Gegenmuttern gesichert
werden. Die mit ihnen zusammenarbeitenden Gegenbacken 13, 22 sind in dem Lagerblock
io verschiebbar geführt und mit Stellschrauben 24, 25 gekuppelt. Jede der Stellschrauben
24,
25 ist von einem Schwinghebel 15, 21 aufgenommen, die mit Rollen 16, 2o von Nocken
17, i9 einer Welle 18. geführt sind. Die Umlaufgeschwindigkeit der Welle 18 ist
von dem den Vorschub des Drahtes 2, 11 steuernden Antrieb abhängig, und die Nocken
17, 1g sind so zueinander versetzt, daß beide Ziehbackenpaare gleichzeitig und für
die gleiche Dauer auf den Rundstab 2, 11 zur Einwirkung gelangen.
-
In der Vorschubrichtung x des Rundstabes 2, 11 sind die beiden Ziehbackenpaare
in einem solchen Abstand hintereinander angeordnet, daß das zweite Ziehbackenpaar
jeweils auf einen von dem ersten Ziehbackenpaar verformten Abschnitt des Rundstabes
einwirkt.
-
Eine derart ausgebildete Ziehvorrichtung liefert somit aus einem glatten
Rundstab mit dem Durchmesser D einen profilierten Rundstab nach Fig. 6, in dem sich
Abschnitte mit dem Ausgangsdurchmesser D mit solchen mit dem Durchmesser
d abwechseln. Die Länge dieser Abschnitte richtet sich dabei nach der Durchzugsgeschwindigkeit
des Rundstabes und dem durch die Länge der Nocken 17, i9 bestimmten Verhältnis der
Schließ- zur Öffnungsdauer der Ziehbackenpaare 4, 6. Je nach dieser Einstellung
lassen sich somit Profilstäbe als Halbzeug fertigen, die zu fertigen Schrauben beliebiger
Schaft- und Gewindelänge sich verarbeiten lassen.
-
In dem weiteren Verarbeitungsgang wird dann der profilierte Stab oder
Draht durch eine Stauch-und Abschneidvorrichtung nach Fig. 7 geführt, die zweckmäßig
der Ziehvorrichtung nach Fig. 5 nachgeschaltet und gegebenenfalls von deren Antrieb
gesteuert ist. Diese zweite Vorrichtung kann in einer bekannten Drahtnägelmaschine
enthalten sein und besteht beispielsweise aus zwei Schneidbacken 3o, die in Richtung
der Pfeile G gegen den Profilstab vorschiebbar sind und das durch sie hindurchgelaufene
Stück unter Anformung einer Spitze 35 abtrennen. Diesen Schneidbacken
30 sind im gleichen Takt mit ihnen gesteuerte Klemmbacken 31 nachgeschaltet,
die das abzutrennende Ende an dem Schaftteil i umfassen und in Richtung der Pfeile
H verschiebbar sind. Am Austrittsende sind die Klemmbacken mit einer konischen Aussparung
3-2 versehen. Gegen den Durchgang der Klemmbacken 31 ist von der Seite der Aussparung
32 her ein Stauchstempel 33, der gegebenenfalls die Nase für den Schlitz der Schrauben
aufweist, in der Achsrichtung L des Profilstabes verschiebbar, der, von dem Antrieb
der Klemmbacken 31 gesteuert, in deren Schließlage gegen diese verschoben wird und
dabei das Ende des Stabes zu dem Schraubenkopf 34 verformt.
-
Aus diesen Arbeitsgängen ergibt sich ein Vorprodukt nach der Fig.
8, das dann in einer üblichen Rollmaschine im Bereich des Teiles 3 mit dem Gewinde
3a und in dem Kopf 34 mit dem Schlitz 36 versehen wird, sofern nicht dieser Schlitz
36 bereits durch den Stempel 33 eingedrückt oder eingeschlagen wurde.