NO175969B

NO175969B - A method of producing a nail for a fixed stud or for a sleeve-mounted stud, and apparatus for carrying out the method

Info

Publication number: NO175969B
Application number: NO901993A
Authority: NO
Inventors: Erkki Suvanto
Original assignee: Neste Oy
Priority date: 1988-09-07
Filing date: 1990-05-04
Publication date: 1994-10-03
Also published as: NO901993D0; NO901993L; NO175969C; RU2016700C1

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for fremstilling av en nagle for en fast pigg eller for en hylsemontert pigg ved pressing i et hulrom i en form, ved hvilken formens hulrom, som svarer til formen på den pigg som skal fremstilles, fylles i ønsket grad med et første materiale for å danne piggens stamme. The invention relates to a method for producing a rivet for a fixed spike or for a sleeve-mounted spike by pressing into a cavity in a mold, whereby the cavity of the mold, which corresponds to the shape of the spike to be produced, is filled to the desired extent with a first material to form the stem of the spike.

Videre angår oppfinnelsen en anordning for utførelse av den angitte fremgangsmåte, hvilken anordning omfatter en form som er forsynt med et hulrom, presseutstyr og fylleutstyr. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the specified method, which device comprises a mold which is provided with a cavity, pressing equipment and filling equipment.

Den mest vanlige løsning ved de tidligere kjente, faste pigger og ved nagledelene av hylsemonterte pigger, er slik at den faste pigg henholdsvis nagledelen av en hylsemontert pigg er forsynt med. en separat hardmetallspiss. En sådan pigg fremstilles vanligvis i en form som består av flere deler, slik at formdelen er forsynt med stanser eller stempler som virker i aksialretningen av den pigg som skal fremstilles, idet piggemnet presses aksialt i motsatte retninger ved hjelp av stemplene. Det er en ulempe ved sådanne fremstillingsmetoder og utrustninger at de krever flere separate arbeidstrinn, og dessuten er konstruk-sjonen av utrustningen og av formene komplisert. The most common solution for the previously known fixed spikes and for the rivet parts of sleeve-mounted spikes is that the fixed spike or the rivet part of a sleeve-mounted spike is provided with a separate carbide tip. Such a spike is usually produced in a mold consisting of several parts, so that the mold part is provided with punches or stamps that act in the axial direction of the spike to be produced, the spike blank being pressed axially in opposite directions with the help of the stamps. It is a disadvantage of such manufacturing methods and equipment that they require several separate work steps, and furthermore the construction of the equipment and of the molds is complicated.

En sådan fremstillingsmetode og den anordning som er nødvendig for utførelse av denne, er beskrevet i SE-383 278. I den der benyttede anordning presses et metallpulver i en form ved hjelp av to mot hverandre virkende stempler, hvor det ene stempel dessuten er oppdelt i et indre og et ytre stempel. Det indre stempel benyttes ikke for pressing, men bare for forming, dvs. det innføres som en kjerne i det ennå ikke pressede metallpuler og forblir der inntil presseoperasjonen er fullført. En hard-metallstift innføres ved hjelp av det samme stempel i det således dannede hull. Such a production method and the device that is necessary for carrying it out are described in SE-383 278. In the device used there, a metal powder is pressed into a mold by means of two mutually acting pistons, where one piston is also divided into an inner and an outer stamp. The inner piston is not used for pressing, but only for forming, i.e. it is introduced as a core into the not yet pressed metal pool and remains there until the pressing operation is completed. A hard metal pin is introduced by means of the same piston into the hole thus formed.

Fra DE-AS 1 282 869 er det også kjent en anordning for pressing av arbeidsstykker av metallpulver. Anordningen består av en form som er oppdelt i horisontal retning, og to vertikalt virkende stempler. Stemplene virker mot hverandre, idet det ene av stemplene som presser ovenfra og nedover, samvirker med den øvre formdel, og det andre stempel som presser nedenfra og oppover, samvirker med den nedre formdel. Formingen ved den ytre omkrets av arbeidsstykket bevirkes således av formen på form-delene, og formingen av over- og undersiden av arbeidsstykkene ved hjelp av den respektive form på det øvre og det nedre stempel. Denne anordning muliggjør også fremstilling av et presset arbeidsstykke i hvilket en hardmetallinnsats fremdeles må innføres senere ved hjelp av et ytterligere arbeidstrinn. From DE-AS 1 282 869, a device for pressing workpieces from metal powder is also known. The device consists of a mold which is divided in the horizontal direction, and two vertically acting pistons. The pistons act against each other, as one of the pistons that presses from above downwards interacts with the upper mold part, and the other piston that presses from below upwards interacts with the lower mold part. The shaping at the outer circumference of the workpiece is thus effected by the shape of the mold parts, and the shaping of the upper and lower sides of the workpieces by means of the respective shape of the upper and lower piston. This device also enables the production of a pressed workpiece in which a hard metal insert must still be introduced later by means of a further work step.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av en nagle for faste pigger eller for hylsemonterte pigger, ved hvilken antallet av arbeidstrinn er betydelig redusert, og videre å tilveiebringe en anordning ved hjelp av hvilken fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen lettvint kan realiseres. The purpose of the invention is to provide a method for producing a rivet for fixed spikes or for sleeve-mounted spikes, in which the number of work steps is significantly reduced, and further to provide a device by means of which the method according to the invention can be easily realized.

For oppnåelse av ovennevnte formål er det tilveiebrakt en fremgangsmåte av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved de trinn In order to achieve the above-mentioned purpose, a method of the type indicated at the outset has been provided which, according to the invention, is characterized by the steps

at et første stempel, med en diameter som er vesentlig mindre enn diameteren av hulrommet i formen, anbringes i hulrommet konsentrisk med dette, og det ringformede rom mellom det første stempel og hulrommet fylles med et andre materiale for å danne et slitasjebestandig overflatelag for piggen, that a first punch, with a diameter substantially smaller than the diameter of the cavity in the mold, is placed in the cavity concentrically therewith, and the annular space between the first punch and the cavity is filled with a second material to form a wear-resistant surface layer for the spike,

at det første stempel fjernes, og det rom som gjenstår etter stempelet, fylles med et tredje materiale, og that the first stamp is removed, and the space remaining after the stamp is filled with a third material, and

at piggen presses til den ønskede form og tetthet, hvoretter piggen fjernes fra formen. that the spike is pressed to the desired shape and density, after which the spike is removed from the form.

Videre er det tilveiebrakt en anordning av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at formen er utformet som en todelt form slik at motflatene av den første form og den andre form, som skal plasseres mot hverandre, er plassert i det videste parti av hulrommet i formen i området for fotutvidelser av hulrommet, og at presseutstyret omfatter stempler som er tilpasset til å virke mot den andre form i hovedsaken normalt på motflatene og i samme retning. Furthermore, a device of the type indicated at the outset is provided which, according to the invention, is characterized in that the mold is designed as a two-part mold so that the counter surfaces of the first mold and the second mold, which are to be placed against each other, are located in the widest part of the cavity in the mold in the area for foot extensions of the cavity, and that the press equipment includes pistons which are adapted to act against the other mold in the main normally on the opposite surfaces and in the same direction.

Sammenliknet med de tidligere kjente løsninger oppnås det ved hjelp av oppfinnelsen flere fordeler av hvilke f.eks. følgende kan nevnes. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er det ved pressing fra én retning mulig å fremstille både den harde spissdel og de runde former i piggens fotdel, idet sistnevnte er av vesentlig betydning for piggens oppførsel i et dekk. Ved fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen kan piggspis-sens slitasjebestandige ytterflate utformes med ønsket tykkelse. Om nødvendig kan den slitasjebestandige ytterflate være sammen-satt av flere forskjellige materialer. Da piggen ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremstilles i formen ved pressing fra én retning, komprimeres piggens spissparti tettere enn fotdelen. Da piggens fotdel forblir mindre tett enn spissen, oppnås en pigg med mindre vekt og lavere materialforbruk. En betydelig fordel ved anordningen er enkelhet i formløsningen, ved hjelp av hvilken imidlertid piggens fotdel, som skal plasseres mot gummien, kan formes fritt. Dessuten kan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen meget lett automatiseres. Compared to the previously known solutions, the invention achieves several advantages of which e.g. the following can be mentioned. With the method according to the invention, by pressing from one direction, it is possible to produce both the hard point part and the round shapes in the foot part of the spike, the latter being of significant importance for the behavior of the spike in a tyre. With the method and device according to the invention, the wear-resistant outer surface of the spike tip can be designed with the desired thickness. If necessary, the wear-resistant outer surface can be composed of several different materials. As the spike in the method according to the invention is produced in the mold by pressing from one direction, the point of the spike is compressed more tightly than the foot part. As the base of the spike remains less dense than the tip, a spike with less weight and lower material consumption is achieved. A significant advantage of the device is the simplicity of the form solution, with the help of which, however, the foot part of the spike, which is to be placed against the rubber, can be shaped freely. Moreover, the method according to the invention can be automated very easily.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med et utførelseseksempel under henvisning til tegningene, der fig. 1-7 viser snittriss av en foretrukket utførelse av en anordning som benyttes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, i de forskjellige trinn av fremgangsmåten. The invention shall be described in more detail in the following in connection with an exemplary embodiment with reference to the drawings, where fig. 1-7 show a sectional view of a preferred embodiment of a device used in the method according to the invention, in the various steps of the method.

Den på tegningsfigurene viste anordning for fremstilling av en pigg omfatter en todelt form som består av en første form 10 og en andre form 20 som skal anbringes den ene mot den andre. I den første form 10 er det dannet et gjennomgående hull 11 for hoveddelen og spissen av den pigg som skal fremstilles. I hullet 11 er det for piggens fot dannet en første fotutvidelse 12 i området for den første forms 10 motflate 13 som skal anbringes mot den andre form 20. På tilsvarende måte er det i den andre form 20 dannet en andre fotutvidelse 21 i området for den andre forms 20 motflate 22. Anordningen ifølge oppfinnelsen omfatter videre presseutstyr som omfatter et første og et andre stempel 30 hhv. 40 ved hjelp av hvilke de pulverformede materialer for fremstilling av piggen presses inn i formen 10, 20 til den fasong som kreves av formen, og til den ønskede tetthet. Anordningen omfatter videre fylleutstyr for fylling av formen med materialene for fremstilling av piggen. Dette fylleutstyr er imidlertid ikke vist på tegningsfigurene. Fylleutstyret kan omfatte f.eks. en passende doseringstrakt og en tilhørende doseringsanordning for fylling av formen. The device shown in the drawings for producing a spike comprises a two-part mold which consists of a first mold 10 and a second mold 20 which are to be placed one against the other. In the first mold 10, a through hole 11 is formed for the main part and the tip of the spike to be produced. In the hole 11, a first foot extension 12 is formed for the spike's foot in the area of the counter surface 13 of the first form 10 which is to be placed against the second form 20. In a similar way, a second foot extension 21 is formed in the second form 20 in the area of the second form 20 counter surface 22. The device according to the invention further comprises pressing equipment which comprises a first and a second piston 30 respectively. 40 by means of which the powdered materials for the production of the spike are pressed into the mold 10, 20 to the shape required by the mold, and to the desired density. The device also includes filling equipment for filling the mold with the materials for producing the spike. However, this filling equipment is not shown in the drawings. The filling equipment can include e.g. a suitable dosing funnel and an associated dosing device for filling the mold.

Det første trinn av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er vist på fig. 1. I det på fig. 1 viste trinn er den første form 10 og den andre form 20 plassert mot hverandre med sine motflater 13 og 22, slik at fotutvidelsene 12 og 21 i formene 10, 20 er plassert vendende mot hverandre. I det på fig. 1 viste, første trinn fylles formene 10, 20 med et første materiale 1 av hvilket hoveddelen og flensen av den pigg som skal fremstilles, dannes. The first step of the method according to the invention is shown in fig. 1. In that in fig. 1 step, the first mold 10 and the second mold 20 are placed against each other with their opposite surfaces 13 and 22, so that the foot extensions 12 and 21 in the molds 10, 20 are placed facing each other. In that in fig. 1 shown, first step the molds 10, 20 are filled with a first material 1 from which the main part and the flange of the spike to be produced are formed.

Fig. 2 viser det andre og det tredje trinn. I det andre trinn av fremstillingsmetoden innpasses det første stempel 30 i hullet 11 som er anordnet i den første form 10, ved hjelp av hvilket stempel 30 piggens første materiale 1, som ble innført 1 formen i det første trinn, presses i retning mot den andre form 20, slik at fylling av formen også garanteres i områdene for fotutvidelsene 12 og 21. Diameteren av det første stempel 30 er mindre enn diameteren av hullet 11, slik at et ringformet rom gjenstår i hullet 11 rundt det første stempel 30. I det tredje trinn av fremstillingsmetoden fylles det ringformede rom med et andre materiale 2 mens det første stempel 30 befinner seg i hullet 11 i den stilling som er vist på fig. 2. Den ringformede, slitasjebestandige del som skal anordnes ved spissen av piggen, dannes av det andre materiale 2. Fig. 2 shows the second and third steps. In the second stage of the manufacturing method, the first piston 30 is fitted into the hole 11 which is arranged in the first mold 10, by means of which piston 30 the spike's first material 1, which was introduced into the mold in the first stage, is pressed in the direction of the second mold 20, so that filling of the mold is also guaranteed in the areas of the foot extensions 12 and 21. The diameter of the first piston 30 is smaller than the diameter of the hole 11, so that an annular space remains in the hole 11 around the first piston 30. In the third step of the manufacturing method, the annular space is filled with a second material 2 while the first piston 30 is in the hole 11 in the position shown in fig. 2. The annular, wear-resistant part to be arranged at the tip of the spike is formed from the second material 2.

Det fjerde trinn av fremstillingsmetoden er vist på fig. 3. I dette trinn av metoden innføres et hult andre stempel 40, som er plassert på det første stempel 30 og er koaksialt med dette, i hullet 11 som er anordnet i den første form, idet det andre stempel beveger seg i samme retning som det første stempel 30. I det fjerde trinn av fremstillingsmetoden, som er vist på fig. 3, utføres en mellomliggende pressing av piggemnet ved hjelp av begge stempler 30, 40 på samme tid. Ved fullførelse av den mellomliggende pressing kommer man til det femte trinn av f remstillingsmetoden, som er vist på fig. 4. I dette trinn blir det første stempel 30, som er plassert inne i det andre stempel 40, trukket ut av formen, og formen fylles med et tredje materiale 3 mens det andre stempel 40 fremdeles er i den stilling som er vist på fig. 4. Ved hjelp av det tredje materiale 3 fylles således det rom som gjenstår inne i det andre materiale 2 og det andre stempel 40, i den ønskede grad. The fourth step of the manufacturing method is shown in fig. 3. In this step of the method, a hollow second piston 40, which is placed on the first piston 30 and is coaxial with it, is introduced into the hole 11 arranged in the first mold, the second piston moving in the same direction as the first stamp 30. In the fourth step of the manufacturing method, which is shown in fig. 3, an intermediate pressing of the spike blank is carried out using both pistons 30, 40 at the same time. Upon completion of the intermediate pressing, one reaches the fifth stage of the manufacturing method, which is shown in fig. 4. In this step, the first piston 30, which is placed inside the second piston 40, is pulled out of the mold, and the mold is filled with a third material 3 while the second piston 40 is still in the position shown in fig. 4. With the help of the third material 3, the space that remains inside the second material 2 and the second piston 40 is thus filled to the desired extent.

Etter fullførelse av fyllingen med det tredje materiale 3 kommer man til det sjette trinn av fremstillingsmetoden, som er vist på fig. 5 og 6 og i hvilket pressingen av materialene 1, 2, 3 til den ønskede tetthet utføres. Dette utføres slik at det tredje materiale 3 først presses ved hjelp av det første stempel 30. Begge stempler 30, 40 kan nå frem til det samme nivå, slik det er vist på fig. 5, men dette er på ingen måte nødvendig. Heretter utføres den endelige pressing av piggen ved hjelp av begge stempler 30, 40 på samme tid på den måte som er vist på fig. 6, slik at piggen oppnår sin endelige form og tetthet. Det kan betraktes som en alternativ utførelse for dette trinn av fremstillingen at stemplene 30, 40 fjernes, etter at det første og det andre stempel 30, 40 er blitt presset til det samme nivå, og at det i deres sted anbringes et eneste stempel hvis diameter svarer til diameteren av det andre stempel. Den endelige pressing av piggen i overensstemmelse med fig. 6 utføres da ved hjelp av dette ene stempel. Etter at den endelige pressing er blitt fullført, kommer man til det siste trinn av fremstillingen, dvs. fjerning av piggen 5 fra formen 10, 20. Dette utføres slik at formen åpnes ved å trekke den andre form 20 bort fra den første form 10. Heretter fjernes piggen 5 fra den første form 20 ved skyving ved hjelp av stemplene 30, 40. After completion of the filling with the third material 3, the sixth step of the production method is reached, which is shown in fig. 5 and 6 and in which the pressing of the materials 1, 2, 3 to the desired density is carried out. This is carried out so that the third material 3 is first pressed by means of the first piston 30. Both pistons 30, 40 can reach the same level, as shown in fig. 5, but this is by no means necessary. Hereafter, the final pressing of the spike is carried out by means of both pistons 30, 40 at the same time in the manner shown in fig. 6, so that the spike achieves its final shape and density. It can be considered as an alternative embodiment for this step of the manufacture that the pistons 30, 40 are removed, after the first and second pistons 30, 40 have been pressed to the same level, and that in their place is placed a single piston whose diameter corresponds to the diameter of the second piston. The final pressing of the spike in accordance with fig. 6 is then carried out using this one stamp. After the final pressing has been completed, one comes to the last stage of production, i.e. removing the spike 5 from the mold 10, 20. This is done so that the mold is opened by pulling the second mold 20 away from the first mold 10. Hereafter, the spike 5 is removed from the first form 20 by pushing with the help of the pistons 30, 40.

Når det gjelder de materialer som skal benyttes ved fremstillingen av piggen 5, dvs. de første, andre og tredje materialer 1, 2, 3, kan følgende kort angis. Som det første materiale 1 er det med fordel mulig å benytte forskjellige ferrittiske, keramiske eller tilsvarende sintringspulvere. Som materiale for det første materiale. 1 er det videre også mulig å benytte forskjellige blandinger eller tilsatser ved hjelp av hvilke f.eks. piggfotens forenlighet med gummi eller piggens glideegenskaper i dekkgummien forbedres. Sådanne blandinger er eksempelvis forskjellige aluminium- og grafittblandinger eller tilsvarende. Anvendelsen av sintringspulvere er vesentlig for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen på grunn av at piggen sintres etter at den er blitt gitt sin endelige fasong i formen, dvs. den utsettes for høy temperatur i en- ovn eller tilsvarende, for å gi produktet sin endelige hardhet og styrke. Som det andre materiale 2, av hvilket det harde, slitasjebestandige overflatelag for piggen dannes, benyttes materialer som har tilstrek-kelig høy hardhet. Sådanne materialer er f.eks. forskjellige sintringspulvere som er legert med wolfram-, tantal- eller titankarbider eller tilsvarende. I piggen som fremstilles i overensstemmelse med fremgangsmåten, er det som det tredje materiale 3 med fordel mulig å benytte det samme materiale som det første materiale 1. Som et alternativ er det som det tredje materiale mulig å benytte et materiale eller en materiallegering ved hjelp av hvilken piggens seighet og/eller bøyestyrke forbedres. Ved å anvende et slikt materiale kan f.eks. faren for brekkasje av piggen reduseres vesentlig. As regards the materials to be used in the manufacture of the spike 5, i.e. the first, second and third materials 1, 2, 3, the following can be briefly stated. As the first material 1, it is advantageously possible to use various ferritic, ceramic or similar sintering powders. As material for the first material. 1, it is also possible to use different mixtures or additives by means of which e.g. the compatibility of the stud foot with rubber or the gliding properties of the stud in the tire rubber is improved. Such mixtures are, for example, different aluminum and graphite mixtures or equivalent. The use of sintering powders is essential for the method according to the invention due to the fact that the spike is sintered after it has been given its final shape in the mould, i.e. it is exposed to high temperature in an oven or similar, to give the product its final hardness and strength . As the second material 2, from which the hard, wear-resistant surface layer for the spike is formed, materials are used which have a sufficiently high hardness. Such materials are e.g. various sintering powders alloyed with tungsten, tantalum or titanium carbides or the like. In the spike produced in accordance with the method, it is advantageously possible to use as the third material 3 the same material as the first material 1. As an alternative, it is possible to use as the third material a material or a material alloy by means of which improves the spike's toughness and/or bending strength. By using such a material, e.g. the risk of breakage of the spike is significantly reduced.

Claims

1. Method for producing a rivet for a fixed stud or for a sleeve-mounted stud by pressing into a cavity in a mold, whereby the cavity (11, 12, 21) of the mold (10, 21), which corresponds to the shape of the stud to be produced, is filled to the desired degree with a first material (1) to form the stem of the spike, CHARACTERIZED BY the steps

that a first piston (30), with a diameter that is substantially smaller than the diameter of the cavity (11, 12, 21) in the mold, is placed in the cavity concentrically with this, and the annular space between the first piston (30) and the cavity is filled with a second material (2) to form a wear-resistant surface layer for the spike, that the first stamp (30) is removed, and the space remaining after the stamp is filled with a third material (3), and that the spike is pressed into the desired shape and tightness, after which the spike is removed from the mold.

2. Method according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT after the second material (2), which forms the surface layer, has been introduced into the mold (10, 20), an intermediate pressing is carried out to compress at least the said second material (2 ).

3. Method according to claim 2, CHARACTERIZED IN THAT the intermediate pressing is carried out by means of a hollow, second piston (40) which is placed concentrically on the first piston (30) while the first piston (30) is introduced into the cavity (11, 12) , 21) in the form.

4. Method according to claims 2 and 3, CHARACTERIZED IN THAT the intermediate pressing is carried out by pressing with the help of the first and the second piston (30, 40) at the same time.

5. Method according to claim 3 or 4, CHARACTERIZED IN THAT the filling with the third material (3) is carried out through the axial, central hole in the second piston (40).

6. Method according to one of the preceding claims, CHARACTERIZED IN that after the filling with the third material (3) has been carried out, the third material (3) is pressed using the first piston (30) to the desired degree of compression.

7. Method according to one of claims 3-6, CHARACTERIZED IN THAT the final pressing of the product is carried out by pressing at the same time using the first and the second piston (30, 40).

8. Method according to one of claims 3-6, CHARACTERIZED IN THAT, for the final pressing of the product, the first and second stamps (30, 40) are removed and the final pressing is carried out by means of a uniform, third stamp.

9. Method according to one of claims 3 - 8, CHARACTERIZED IN THAT the removal of the product from the mold (10, 20) is carried out after opening the mold by means of a piston or the pistons (30, 40) by pushing in the pressing direction of the piston/pistons .

10. Device for carrying out the method according to one of the preceding claims, for producing a rivet for a fixed spike or for a sleeve-mounted spike, which device comprises a mold (10, 20) which is provided with a cavity (11, 12, 21), pressing equipment (30, 40) and filling equipment, CHARACTERIZED IN THAT the mold is designed as a two-part mold so that the counter surfaces (13, 22) of the first mold (10) and the second mold (20), which are to be placed against each other , is placed in the widest part of the cavity in the mold in the area for foot extensions (12, 21) of the cavity, and that the pressing equipment comprises pistons (30, 40) which are adapted to act against the second mold (20) in the main normally on the counter surfaces (13, 22) and in the same direction.

11. Device according to claim 10, CHARACTERIZED IN THAT the pistons (30, 40) which make up the press equipment are arranged coaxially one inside the other.