Verfahren zur Herstellung von Schrauben. Die Erfindung bezieht sieh auf ein Ver fahren zur Herstellung von Schrauben durch spanloses Verformen, und besteht darin, dass mindestens der mit Gewinde zu versehende Teil und ein anschliessender Teil zur Bildung eines kopflosen Schaftteils des Werkstückes durch quer zur Bolzenaxe wirkendes Kalt hämmern mittels dem Querschnitt des Werk- stüekes angepasster Hämmer verfestigt wird.
Dies hat den Vorteil, dass die fertige Schraube nicht nur im Bereich des Gewindes, das durch Kaltwalzen hergestellt werden kann, sondern auch in Bereich weiterer Schaftteile und auch an den Übergangsstellen zwischen Gewinde- und gewindelosem Schaftteil verfestigt sein kann, wobei die Verfestigung etwa 20 bis 50 % und mehr betragen kann und eine gän- stige Faserbildung im ganzen Querschnitt er- lhalten werden kann. Das Hämmern erfordert geringeren Kraftaufwand als das mit einem Arbeitshub erfolgende Pressen.
Die erfindungsgemässe Vorriehtung zur Ausühung des Verfahrens gemäss der Erfin dung zur Herstellung von Sehrauben weist eine Schneidvorrichtung zum Durchschneiden von Profilstäben und -rohren für die Schrau benrohlinge, eine Vorrichtung zum radialen Hämmern von Rohlingen und eine mit min- dlestens einer Matrize und einer Patrize ver sehene Stauelhvorriehtung zum Stauchen der Sehraubenköpfe an Rohlingen auf.
Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es zeigen: Fig.1 eine nach einem Ausführungsbei spiel des Verfahrens nach der Erfindung her gestellte Kopfsehraube in Seitenansicht, Fig.2 eine Stirnansicht dazu, Fig. 3 einen Rohling für eine hohle Schraube, Fig. 4 einen Längsschnitt der aus dem Rohling nach einem weiteren Ausführungs beispiel des Verfahrens nach der Erfindung hergestellten fertigen Schrauben, Fig. 5 einen aus einem Rohr bestehenden Rohling für eine Schraube, Fig. 6 einen Längsschnitt der daraus nach einer weiteren beispielsweisen Ausführungs form des erfindungsgemässen Verfahrens her gestellten fertigen Schraube, Fig.7 einen Teilschnitt einer Glüh- und Pressvorriehtung für die Schraubenköpfe einer Sehraubenformvorrichtung, Fig.
8 bis 10 verschiedene Matrizen träger in kleinerem Massstab, Fig. 11 einen Teilsehnitt einer andern Glüh- und Pressvorrichtung für Schrauben köpfe, Fig. 12 eine Ansicht einer Bolzen-Sehneid vorrichtung im Schema, Fig. 13 einen vollen Rohling für zwei Schrauben, Fig. 14 den Rohling nach dem Verjüngen seiner Endteile, Fig. 15 eine aus einer Hälfte des Bolzens in Fig. 14 geformte Schraube ohne Gewinde, Fig. 16 einen rohrförmigen Rohling für zwei Schrauben, Fig.
17 den Rohling nach dem Verjüngen der beiden Rohrendteile und Fig.18 eine aus einer Hälfte des Roh lings geformte Schraube ohne Gewinde. Nach Fig.1 und 2 wird zur Herstellung einer Kopfschraube ein kaltgewalzter oder kaltgezogener Bolzen 2, zum Beispiel aus Stahl, zunächst in ganzer Länge auf dem Durchmesser 3 (Gewindeflankendurchmesser) und dann im Bereich eines an den herzu stellendem Gewindeteil anschliessenden, ge windelos zu bleiben bestimmten Schaftteils weiter auf den Durchmesser 4 (etwa 1 bis 5 %a kleiner als der Gewindekerndurehmesser) mittels einer Hämmermaschine der Vorrieh- tung für die Schraubenherstellung durch spanloses Verformen, mit dem Bolzenquer schnitt angepassten Hämmern durch quer zur Bolzenaxe radial erfolgende Schläge kalt her untergehämmert, und zwar derart,
dass an beiden Enden allmähliche Übergänge 5, 6 (Fasen) in dem dickeren Bolzenteil entstehen. Hierauf wird auch die Abfasung 31 an dem freien Ende des den Schraubenschaft erge benden Bolzenteils durch Kaltverformung her bestellt, so dass sich ein späteres Abdrehen erübrigt. Hierauf wird auf den anschliessen den dickeren Bolzenteil das Gewinde 7 kalt aufgewalzt, derart, dass es in die Fase 6 ein schneidet. Darauf wird am Kopfteil des Bol zens eine kurze Kerbverzahnung 8 eingewalzt oder eingehämmert, derart, dass noch ein zy lindrisches Kopfstück 9 stehenbleibt. Hierauf wird ein gewindeloser mutterartiger Teil 10 auf das Kopfstück 8, 9 aufgeschoben und durch Hämmern, Pressen oder Walzen aufge presst.
Die Kerbverzahnung übernimmt hier bei, abgesehen vom Aufpressdruek, einen Teil der Übertragung der Drehbeanspruehunog, während der runde Kopfteil 9 einen Teil der Zugbeanspruchung der Schraube übernimmt.
Statt der Kerbverzahnungen können auch Rändelungen, Rillen oder Gewinde vorge sehen werden. Durch den Teil 10 und den Schaft kann auch zusätzlich ein Querstift ge steckt und in seiner Bohrung festgepresst werden. Dies ist jedoch bei der Ausführungs form nach den Fig. 1 und 2 unnötig.
Eine derart hergestellte Sehraube wird sehr billig und dabei sehr beanspruchungsfest und genau.
Das Hämmern geschieht jeweils mit Form hämmern, die je eine Halbform aufweisen, gleichzeitig von zwei entgegengesetzten Sei ten, so dass das Werkstüek fertig ist, wenn sich die beiden Hämmer berühren. Die Häm mer sind dabei in Gleitbahnen der Hämmer maschine geführt. Bei starken Verformungen können mehrere Sätze von v erschiedenen Formhämmern nacheinander verwendet wer den.
Das Kaltwalzen des Gewindes und der Kerbverzahnung erfolgt zweekmässig zwischen drei mit Abfasunog versehenen Walzen, ähn lich den bekannten Gewindewalzen.
Nach den Fig. 3 und 4 wird zur Erzeu gung einer Kopfschraube in einem dicken Rohling 11 von einem Aussendurchmesser gleich etwas grösser als dem endgültigen Kopf durchmesser vom den Kopf erhaltenden Ende her ein dünnes axiales Loch 12 gebohrt und dieses hinten auf ein kürzeres axiales Stück 13 auf einen grösseren Durchmesser ausge bohrt, und dann wird in das Loch 13 ein sechs kantiger Dorn eingeführt und durch äusseres Walzen oder Hämmern :
das sechskantige Loch 14 für einen Steckschlüssel geformt. Hierauf wird der restliche, in den Schaft der Sehraube umzuformende Teil des Pohlino-s nach Ein fügung eines dünnen Dornes in die Bolii2in,- 12 durch radiales Kalthämmern quer zur Achse des Rohlings mit dem Querschnitt des Bolzens angepassten Hämmern gestreekt und dabei der Kopf 16 abgesetzt und daran an schliessend ein den gewindelosen Schaftteil und ein dickerer,
mit dem Gewinde zii versehen bestimmter Teil 15 bzw. 18 geformt. Ein Quer schlitz 17 am Kopfende des Rohlings kann zum Einführen eines Schraubenziehers dienen.
Nach dem Verfestio-en der Teile 1:5 sind 18 durch das Kalthämmern wird die verhär tete Oberhaut im Bereich des mit Gewinde zu versehenden Teils 18 abgeschliffen, so dass beim Gewindewalzen. kein Reissen eintritt, und dann wird das Gewinde 18 kalt aufgewalzt, wodurch wieder die gleiche Verfestigung wie im Schaftteil 15 erreicht ist.
Eine solche Sehraube ist insbesondere ge genüber Biegungsbeanspruchungen brauchbar, zum Beispiel als Kolbenbolzen oder derglei chen.
Nach den Fig.5 und 6 ist eine ähnliche Sehraube aus einem dicken Rohrstück 19, dessen Durchmesser mindestens dem Aussen- durchmesser des zu bildenden Schrauben kopfes entspricht, durch Anhämmern des Kopfes 20 mit äusserem Sechskant an einem Werkstückende und durch anschliessendes Kaltherunterhämmern des restlichen Werk- tiiekteils zur Bildung eines mit Gewinde ver- sehenen Schaftteils 21 und eines gewindelosen Sclhaftteils mittels dem Querschnitt des Werk- stüiiekes angepasster Hämmer auf entspre- <RTI
ID="0003.0011"> clhende Schaftdurchmesser über einem Dorn hergestellt. In dem Längshohlraum der Schraube kann am Kopfende oder am freien Sclhaftende ein Füllstück 22 bzw. 23 einge walzt oder eingehämmert oder auch nur ein geschraubt werden, so dass die Sehraube in Längsrichtunog dicht bzw. abschliessend wird.
Solche Schrauben sind bei genügend gro- ssier Höhlung 32 besonders out als Schmier bolzen verwendbar, wobei die Höhlung 32 zur Aufnahme und eine entsprechend vorzu sehende seitliche Bohrung zur Abgabe des in der Höhlung zum Beispiel unter Federdruck gehaltenen Schmierfettes dient.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 7 sind in einem sich sukzessive weiterbewegenden Ma trizenträger 32 in gleichen Abständen Löcher 33 mit eingesetzten hülsenförmigen Matrizen 34 vorgesehen, die einen mit einem Durch- stossloelh 35 versehenen Boden 36 mit einer innern Abfasung 37 und am obern Ende einen Kragen 38 mit einem obern Rinowulst 39 oa u fweisen.
Über dem Matrizenträger 32 ist ein Pa- trizenträger 40 durch einen Kurbel- oder Noclkentrieb oder dergleichen auf und ab be wegbar, in dessen Unterseite Patrizen 41, 42, 43 einzeschraubt oder eingeschoben und mit tels Madenschraube oder dergleichen festleg- bar sind.
All dem Träger 40 ist ausserdem eine (oder mehrere in gleichen Abständen angeordnete) Hochfrequenzheizspule 44 mit tels einer Rohrschelle 45 mit keramischer Packung 46 befestigt, die beim Niedergehen des Patrizenträgers 40 den jeweils beim näch sten Arbeitsgang unter die Patrizen gelan genden, in eine Matrize 34 eingesteckten, be reits mit seinem Querschnitt angepassten Häm mern kalt gehämmerten, verfestigten, kopf losen Bolzen 47 zur Bildung einer Kopf- schraube mit mit Gewinde versehenem und gewindelosem Schaftteil am obern, mit dem Schraubenkopf zu versehenden, aus der Ma trize vorragenden Ende umfasst, so dass die ses ein Hochfrequenzstrom in der Spule um strömt, um es in Rotglut zu versetzen.
Diese Patrizen 41 und 42 enthalten je eine schlankkonische Hohlform 48 bzw. 49 und be sitzen einen vorspringenden zentralen Kegel 50 bzw. 51, von denen die Form 48 und der Kegel 50 schlanker sind als die Form 49 und der Kegel 51, so dass das glühende Kopfstück bei auf das Erhitzen folgenden Niedergängen des Patrizenträgers 40 in der Querschnitts mitte kegelförmig ausgehöhlt und vorgeformt und nachher hinunter und in die Breite zur verdickten Kopfform gedrückt wird, wobei die Längsfasern des Materials des Bolzens 47 ohne Bruchgefahr um den.
Ringwulst 39 etwa pilzförmig nach aussen herumgebogen werden, wodurch in die Unterseite des sich bildenden Schraubenkopfes eine an den Schaftteil der fertigen Schraube unmittelbar anschliessende, im Querschnitt etwa halbkreisförmige Rille eingepresst wird (vgl. Rille 128, Fig.15).
Die Patrize 43 enthält die Form 52 für die endgültige Aussenform des Schraubenkopfes und einen in der Bohrung des Patrizenkör- pers senkrecht verschiebliehen Stempel 53 mit einem etwa liohlparaboliseh flachen Kegel 54, der unter der 'Wirkung einer Druckfeder 55 steht, die den Stempel 53 nach Fertigstellung des Schraubelikopfes nach unten drückt. Der Stempel 53 liegt. in seiner innern Lage an einer Schulter 56 des Patrizenkörpers an und ist durch einen Stift 57, der in eine Nut 58 des Stempels eingreift, in seiner Höhenbeweg- lichkeit begrenzt.
Statt der Feder 55 kann auch ein feststehender Stift beim Aufwärts gehen des Trägers 40 auf den Stempel 53 stossen, um ihn zum Aaswerfendes Schrauben kopfes vorzustossen.
Die Kegel 50 und 51 weisen Scheitelwinkel von etwa 50 bzw. 80 und der parabolische Kegel einen mittleren Scheitelwinkel von etwa 90 auf. Alle Kegel sind an der Spitze mit etwa 1 bis 3 mm Radius kugelig abgerundet, damit die Spitzen nicht ausgeglüht werden Zum jeweiligen Ausziehen der jeweils ge formten Köpfe aus den Patrizen kann statt des Stempels 53 auch, wie bei der mittleren Patrize gezeigt, ein am untern Ende der Matrize der Patrize 43 gegenüber angeord neter fester Elektromagnet 59, 60 dienen, über den die Matrizen bei der Formung des Schrau benkopfes sukzessive zu liegen kommen. Die Matrizen 34 müssen dann aus unmagneti schem Stahl oder Hartbronze bestehen.
Wäh rend des Anstauchens des Schraubenkopfes wird gleichzeitig das untere Ende des Bol zens 47 auf die Abfasung 37 in der Matrize gedrückt und somit eine entsprechende Ab fassung am andern Bolzenende durch Kalver- formung hergestellt.
Zum Ausstossen der Bolzen 47 aus den Matrizen 34 kann ein Stössel 61 dienen, der durch das Loch 35 der jeweils aus dem Be reich der Patrizen kommenden Matrize hin durchgreift. Die Matrizenhöhlen sind zweck mässig im Durchmesser um 0,2 mm grösser als die Bolzen 47, so dass sie leicht ausstoss bar sind.
Die Matrizen 34 können gemäss Fig. 8 auf einem scheibenförmigen Matrizenträger 32 an seinem Umfang in gleichen Abständen ver teilt angeordnet sein, der um eine Welle 62 umläuft.
Die Matrizen 34 können gemäss Fig. 9 auch auf einem in einer vertikalen Ebene umlau fenden Kettenband 63 angeordnet sein, das auf der Unterseite eines Werktisches zurück läuft, so dass die fertigen Schraubenbolzen an der hintern Umkehrstelle des Kettenbandes selbsttätig herausfallen. Der Stössel 61 ist dann entbehrlich. Nach Fig. 10 können die Matrizen 34 auch auf der Peripherie einer um eine waagrechte Welle 64 umlaufenden Scheibe 65 angeordnet sein, so dass die fertigen Schraubenbolzen ebenfalls selbsttätig aus den Matrizen 34 her ausfallen. Bei dieser Anordnung müssen je doch die Heizspule oder die einzelnen Heiz- spulen 44 und die Patrizen 41 bis 43 getrennt angetrieben werden.
Statt der Patrizen 41, 42 und 43 kann für die Herstellung kleinerer Schrauben unter Umständen auch nur eine Patrize 41 und die Patrize 43 oder auch die Patrize 43 allein vorgesehen sein. Für dicke Schraubenbolzen müssen zwei bis drei Heizspulen 44 in glei ehen Abständen voneinander so angeordnet sein, dass jeder Bolzen vor seiner Verarbeitung in den Heizspulen sukzessive erhitzt wird, oder die Heizung der Bolzen muss in getrenm- ten Vorrichtungen unabhängig vom Patrizen- träger erfolgen, da die Heizung meistens etwas länger dauert als ein Hub des Patrizenträ- gers 40.
Die Heizung der Bolzen 47 kann auch durch indirekte elektrische Widerstandshei zung, induktive Heizung, Gasheizung oder dergleichen erfolgen.
Bei der Presse nach Fig. 11 sind wieder in einem Matrizenträger 72 in gleichen Ab ständen Bohrungen 73 mit eingesetzten hül- senförmigen Matrizen 74 vorgesehen, die einen mit einem Durehstossloeh 75 versehenen Bo den 76 mit einer innern Abfasung 77 und am obern Ende einen Kragen 78 mit einem obern R.incwulst 79 aufweisen.
Über denn Matrizenträger 72 ist ein Pa- trizenträger 80 durch Kurbel- oder @Tocke r:- trieb oder dergleichen auf und ab bewegbar. in dessen von der Unterseite ausgehende Boh rungen Patrizen 81, 82, 83 sowie bei den ersten beiden über die Unterseite vorstehende ringförmige Formstücke eingeschraubt. oder eingeschoben und mittels Madensehrauben oder dergleichen festgelegt sind.
An dem Trä ger 80 ist ausserdem eine (oder mehrere in gleichen Abständen angeordnete? Heizspule 84 mittels einer Rohrschelle 85 mit keramischem Futter 86 befestigt, die beim Niedergehen des Patrizenträgers 80 den jeweils beim nächsten Arbeitsgang unter die Patrizen ge langenden, mit Schraubenkopf zu versehen- den, in die Matrize 74 eingesteekten, vorher in der bereits beschriebenen Weise durch Kalthämmern verfestigten Bolzen 8 7 an des sen oberem, aus der Matrize vorragendem Ende umfasst, um ihn in Rotglut zu versetzen.
Die Patrizen 81 und 82 tragen an ihren untern Enden zentrale, als Rotationskörper mit hohlparabolisch gekrümmten Mantel linien ausgeführte kegelige Dorne 88, 89. Die Spitzen der Dorne weisen zweckmässig eine kugelförmige Abrundung auf, um ein Ausglühen der Spitzen zu verhüten. Der Dorn 88 ist schlanker als der Dorn 89, so dass das glühende Kopfende des Bolzens 87 beime Nie dergehen des Patrizenträgers 80 zuerst mit einer verhältnismässig tiefen Höhlung versehen und gleichzeitig aufgeweitet wird, während der nachfolgende Dorn 89 die Höhlung vor nehmlich in ihren Randzonen noch mehr erweitert, wobei die Längsfasern des Bolzens 87 wieder in stetiger Krümmung umgebogen werden.
Bei diesen Stauehv orgängen bleibt der sich zunehmend verdickende Kopfteil an nähernd zylindrisch, weist. jedenfalls nicht die sonst beim Stauchen mit flachen Stempeln stets entstehende Tonnen- oder Birnenform auf, bei der die Fasern namentlich in den Endstadien des Stauchvorganges leicht in un berechenbarer Weise ausknicken.
Der Ringwulst 79 der Matrizen bewirkt auch an der Übergangsstelle zwischen Schaft und Kopf der Schraube einen stetig ge krümmten Faserverlauf ohne scharfe Um knickung.
Die Patrize 83 bildet die Form 90 für die endgültige Gestaltung des Schraubenkopfes und enthält einen im Patrizenkörper senk recht verschiebbaren Stempel 91, der unter der Wirlkung der Druckfeder 92 steht, damit er beim Rückgang des Patrizenträgers 80 den Kopf aus der Form herausdrückt.
Der Stempel 91 liegt auch hier in seiner innern Lage an einer Schulter 93 an. Wenn er, wie gezeichnet, an seiner Unterseite mit einer Prägeform versehen ist, wird er durch einen Stift 94 und eine Längsnut 95 geführt, damit die Prägung gegenüber den Ecken eines Sechskantkopfes eindeutig festgelegt wird. Zugleich wird seine Längsbewegung im Pa- trizenkörper durch das obere Ende der Nut begrenzt. An Stelle der Feder 92 kann auch ein feststehender Stift treten, der beim Auf wärtsgang des Patrizenträgers zum Aus stossen des Kopfes den Stempel vorstösst.
Um ein sicheres Lösen der Dorne 88, 89 bzw. der Form 90 von den Werkstücken zu erreichen, können an den untern Enden der Matrizen 74 den Patrizen 81 bis 83 gegenüber, wie bei der mittleren Patrize gezeigt, fest stehende Elektromagnete 96, 97 vorgesehen werden, die beim Rückgang des Patrizen- trägers 80 die Bolzen 87 in den Matrizen fest halten. In diesem Fall müssen die Matrizen aus unmagnetisehem Stahl oder aus Hart bronze bestehen.
Während des Anstauchens des Kopfes wird wieder das untere Ende des Bolzens 87 auf die Abfasung 77 gedrückt und mit einer ent sprechenden Fase versehen.
Bei der Vorrichtung zum Abschneiden von zu Schrauben zu formenden Rohlingen von Eisenstäben oder Rohren nach Fig. 12 laufen zwei scheibenförmige Walzern 102, 103 mit an ihrem Umfang angeordneter, von spitzwinklig zusammenlaufenden Randflächen gebildeter Schneide 104 bzw. 105 und beiderseits daran anschliessenden kegeligen Abschrägungen 106 bzw. 107 um parallele, in einer -gemeinsamen Horizontalebene liegende, höhenbewegliche Achsen 108, 109 in gleichem Sinne um,
wobei ihre Schneidkanten 104 und 105 sich fast. be rühren. Ein Eisenstab 110 wird von oben (oder unten) zwischen die Walzen einbelegt. und diese werden dabei in vertikaler Richtung aufwärts bzw. abwärts bewegt, so dass ein Bolzen 111 abgeschnitten wird und gleich zeitig die Endteile 110 und 111 des Bolzens und des Stabes an der Trennstelle mit Abfa- sungen 112 bzw. 113 versehen werden.
Der abgeschnittene Bolzen 111 kann dann in fort laufender Arbeit unmittelbar den weiteren Bearbeitungsvorrichtungen:, das heisst zuerst der Hämmermaschine zugeführt werden. Nach den Fig.13 bis 15 wird ein runder Bolzen 122 von etwa dem Aussendurchmesser des endgültigen Rundkopfes der herzustel lenden Schraube (Fig.13) an beiden Enden zu verjüngten Teilen 123 mit etwa dem Flan kendurchmesser des endgültigen Gewindes kalt angehämmert, wobei stark ausgerundete Über gänge 124 zu einem mittleren Teil 125 mit ursprünglichem Durchmesser erzeugt werden (Fig.14).
Dann wird der mittlere Teil l25 in der Mitte bei 126 durchgesägt oder durch Schneidwalzen oder Schleifscheiben quer durchschnitten. Hierauf werden die Bolzen hälften je in eine büclhsenförmige Matrize ge steckt, die am untern Ende einen Boden mit einer Abschrägung für eine Fase 127 am Schraubenschaftende und am obern Ende einen im Querschnitt etwa halbkreisförmigen Wulst für eine Ausrundungsrille 128 beim Übergang des Schaftes in den Kopf der leer zustellenden Schraube aufweist. Alsdann wird auf den Kopf 125 eine Patrize aufgesetzt und der Kopf 125 in der Patrize kalt durch Häm mern oder Pressen hinuntergestaucht, so dass er die Patrize dicht ausfüllt und die ge wünschte Form des Schraubenkopfes erhält.
Nach Herausnehmen des Werkstückes 123, 125 aus der Matrize kann auf seinen Schaft 123 unmittelbar das Gewinde aufgewalzt oder aufgehämmert werden, oder er kann auch zunächst an einem gewindelos zu bleiben be stimmten Teil weiter bis auf den Kerndurch- mnesser des Gewindes oder etwas weniger ver jüngt und sein übriger Teil dann erst mit Gewinde versehen werden (v gl. Fig. 4).
Nach den Fig. 16 bis 18 wird zur Herstel lung von Schrauben mit Sechskantkopf ein hohler, innen zylindrischer und aussen sechs kantiger Bolzen 129 nach Fig. 16 (oder ein voller Sechskantbolzen) zunächst an beiden Enden zu verjüngten Schaftteilen 130 mit runden Übergängen 131 zum mittleren Teil 132 von ursprünglichem Querschnitt hinunter gehämmert (Fug. 18), wobei der verjüngte Teil 130 bei Verwendung eines hohlen Roh lings einen engere innern Kanal behalten kann. Der hohle oder volle Bolzen wird dann am mittleren Teil bei 133 in zwei Teile ge- trennt und dann jeder Teil mittels Matrize und Patrize durch Kaltverformung, ähnlich wie bei Fig. 15, mit dem endgültigen Kopf 132 versehen. Durch die Kaltformung der Fase 134 am freien Sebaftende kann, wenn ein innerer Kanal vorhanden ist, dieser dieser ge schlossen werden.
Die Patrize weist zweck mässig einen axialen Dorn in Form eines Rotations-Hyvperboloids auf, so dass beim Kopf der innere Kanal des Werkstückes eine Ausweitung 135 erhält. FEine Ausruncdung 136 wird durch die Matrize in den Kopf ein geformt, so dass die Materialfasern im Kopf pilzförmig zwischen der Ausrundung 136 und demn Hohlkegel 135 umngefornmt werden (Fig.18).
Das Hämmern der Schaftteile 10 kann bei hohlen Bolzen zunächst über einen ein ge legten Dorn erfolgen, der vor den letzten Kaltverformungen lherausgezogen wird.
Method of manufacturing screws. The invention relates to a process for the production of screws by non-cutting deformation, and consists in the fact that at least the part to be provided with thread and a subsequent part to form a headless shaft part of the workpiece by cold hammering acting across the bolt axis by means of the cross section of the Workpieces adapted hammers is solidified.
This has the advantage that the finished screw can be solidified not only in the area of the thread, which can be produced by cold rolling, but also in the area of other shank parts and also at the transition points between the thread and unthreaded shank part, the hardening about 20 to Can be 50% and more and a common fiber formation can be obtained in the entire cross section. Hammering requires less effort than pressing with one working stroke.
The inventive Vorriehtung for the execution of the method according to the inven tion for the production of visual hoods has a cutting device for cutting through profile rods and tubes for the screw benrohlinge, a device for radial hammering of blanks and one with at least one die and a male die ver see Stauelhvorriehtung for upsetting the very screw heads on blanks.
The drawing shows exemplary embodiments of the invention. 1 shows a side view of a socket head provided according to an embodiment of the method according to the invention, FIG. 2 shows an end view, FIG. 3 shows a blank for a hollow screw, FIG. 4 shows a longitudinal section of the blank after a Another embodiment of the finished screw produced by the method according to the invention, FIG. 5 shows a blank for a screw consisting of a tube, FIG. 6 shows a longitudinal section of the finished screw produced therefrom according to a further exemplary embodiment of the method according to the invention, FIG Partial section of an annealing and pressing device for the screw heads of a visual dome forming device, Fig.
8 to 10 different die carriers on a smaller scale, Fig. 11 a partial section of another annealing and pressing device for screw heads, Fig. 12 a view of a bolt-cutting device in the scheme, Fig. 13 a full blank for two screws, Fig. 14 the blank after its end parts have been tapered, FIG. 15 a screw without thread formed from one half of the bolt in FIG. 14, FIG. 16 a tubular blank for two screws, FIG.
17 the blank after the tapering of the two pipe end parts and FIG. 18 a screw formed from one half of the blank without thread. According to Fig. 1 and 2, a cold-rolled or cold-drawn bolt 2, for example made of steel, first in full length on the diameter 3 (thread flank diameter) and then in the area of a threaded part adjoining the herzu to remain diaper-free to produce a head screw certain shank part further to the diameter 4 (approx. 1 to 5% a smaller than the thread core diameter) by means of a hammering machine from the Vorrieh- device for screw production by non-cutting deformation, with hammering adapted to the bolt cross-section by hammering radially transversely to the bolt axis cold, in such a way,
that gradual transitions 5, 6 (chamfers) arise in the thicker part of the bolt at both ends. The chamfer 31 on the free end of the bolt part yielding the screw shank is then also ordered by cold forming, so that later turning is not necessary. The thread 7 is then cold rolled onto the connecting thicker bolt part in such a way that it cuts into the chamfer 6. Then a short serration 8 is rolled or hammered in on the head part of the Bol zen, so that a zy-cylindrical head piece 9 remains. Then a threadless nut-like part 10 is pushed onto the head piece 8, 9 and pressed on by hammering, pressing or rolling.
The serration takes over here, apart from the Aufpressdruek, part of the transmission of the rotational stress, while the round head part 9 takes over part of the tensile stress of the screw.
Instead of the serrations, knurling, grooves or threads can also be provided. Through part 10 and the shaft, a cross pin can also be inserted and pressed into its bore. However, this is unnecessary in the embodiment of FIGS. 1 and 2.
A visual hood produced in this way is very cheap and at the same time very stress-resistant and precise.
The hammering is done in each case with form hammers, each having a half-form, simultaneously from two opposite sides, so that the workpiece is finished when the two hammers touch. The hammers are guided in the slideways of the hammering machine. If the deformation is severe, several sets of different shaping hammers can be used one after the other.
The cold rolling of the thread and the serration takes place two times between three rollers provided with chamfer, similar to the known thread rollers.
According to FIGS. 3 and 4, a thin axial hole 12 is drilled from the end receiving the head to produce a head screw in a thick blank 11 with an outer diameter equal to slightly larger than the final head diameter, and this is drilled onto a shorter axial piece 13 at the rear drilled out to a larger diameter, and then a six-edged mandrel is inserted into the hole 13 and by external rolling or hammering:
the hexagonal hole 14 is shaped for a socket wrench. Then the remaining part of the Pohlino-s to be reshaped into the shaft of the visual hood is stretched after inserting a thin mandrel into the Bolii2in, - 12 by radial cold hammering transversely to the axis of the blank with a hammer adapted to the cross-section of the bolt and the head 16 is removed and then a threadless shaft part and a thicker,
provided with the thread zii certain part 15 or 18 formed. A transverse slot 17 at the head end of the blank can be used to insert a screwdriver.
After the hardening of the parts 1: 5 are 18 through the cold hammering, the hardened epidermis is ground off in the area of the part 18 to be threaded, so that when thread rolling. no tearing occurs, and then the thread 18 is cold rolled, whereby the same solidification as in the shaft part 15 is achieved again.
Such a visual cover is particularly useful against bending stresses, for example as a piston pin or the like.
According to FIGS. 5 and 6, a similar visual hood is made of a thick piece of pipe 19, the diameter of which corresponds at least to the outer diameter of the screw head to be formed, by hammering the head 20 with an outer hexagon on one end of the workpiece and then hammering down the rest of the workpiece. tiiekteils for the formation of a threaded shaft part 21 and a threadless adhesive part by means of hammers adapted to the cross-section of the workpiece to a corresponding RTI
ID = "0003.0011"> The following shaft diameter is produced using a mandrel. In the longitudinal cavity of the screw, a filler 22 or 23 can be rolled or hammered in or just screwed in at the head end or at the free end of the screw, so that the visual hood is sealed or closed in the longitudinal direction.
With a sufficiently large cavity 32, such screws can be used, especially out, as lubricating bolts, the cavity 32 serving to receive and a corresponding lateral bore for dispensing the lubricating grease held in the cavity, for example under spring pressure.
In the device according to FIG. 7, holes 33 with inserted sleeve-shaped matrices 34 are provided in a successively further moving matrix 32 at equal intervals, which have a bottom 36 provided with a piercing hole 35 with an inner bevel 37 and a collar at the upper end 38 with an upper Rino bead 39 or similar.
Above the matrix carrier 32, a matrix carrier 40 can be moved up and down by a crank or Noclk drive or the like, and male parts 41, 42, 43 are screwed or pushed into the underside of which and can be fixed by means of a grub screw or the like.
All of the carrier 40 is also one (or more equally spaced) high-frequency heating coil 44 attached by means of a pipe clamp 45 with ceramic packing 46, which when the patrix carrier 40 descends, which comes under the patrices during the next operation, in a die 34 inserted, already with its cross-section adapted hammers cold hammered, solidified, headless bolts 47 to form a head screw with a threaded and unthreaded shaft part on the upper end to be provided with the screw head and protruding from the die, so that a high frequency current flows around the coil to make it red hot.
These male molds 41 and 42 each contain a slim conical hollow shape 48 and 49 and be seated a projecting central cone 50 and 51, of which the shape 48 and the cone 50 are slimmer than the shape 49 and the cone 51, so that the glowing Head piece is hollowed out and preformed conically in the cross section in the descents of the male support 40 following the heating and then pressed down and in the width to the thickened head shape, the longitudinal fibers of the material of the bolt 47 around the without risk of breakage.
Annular bead 39 can be bent outwards in the shape of a mushroom, as a result of which an approximately semicircular cross-sectional groove is pressed into the underside of the screw head that is being formed (cf. groove 128, FIG. 15).
The male part 43 contains the shape 52 for the final external shape of the screw head and a punch 53, which is vertically displaceable in the bore of the male part and has an approximately parabolic, flat cone 54, which is under the action of a compression spring 55, which pushes the punch 53 after completion of the screw head pushes down. The stamp 53 lies. in its inner position on a shoulder 56 of the male body and is limited in its height mobility by a pin 57 which engages in a groove 58 of the punch.
Instead of the spring 55, a fixed pin can also come up against the plunger 53 when the carrier 40 goes up, in order to push it forward to the head of the screwdriver.
Cones 50 and 51 have apex angles of about 50 and 80, respectively, and the parabolic cone has an average apex angle of about 90. All cones are rounded at the tip with a radius of about 1 to 3 mm so that the tips are not annealed.To pull the respective shaped heads out of the male molds, instead of the punch 53, as shown for the middle male mold, an on the bottom The end of the die of the male mold 43 opposite angeord designated fixed electromagnet 59, 60 are used, over which the dies come to rest successively during the formation of the screw head. The matrices 34 must then consist of nonmagnetic steel or hard bronze.
During the upsetting of the screw head, the lower end of the bolt 47 is simultaneously pressed onto the chamfer 37 in the die and a corresponding recess is thus produced at the other end of the bolt by calving.
To eject the bolts 47 from the dies 34, a plunger 61 can serve, which penetrates through the hole 35 of the die coming from the loading area of the male dies. The die cavities are conveniently 0.2 mm larger in diameter than the bolts 47 so that they can be easily ejected.
According to FIG. 8, the dies 34 can be arranged on a disk-shaped die carrier 32 on its periphery at equal intervals, which rotates around a shaft 62.
According to FIG. 9, the matrices 34 can also be arranged on a chain belt 63 running around in a vertical plane, which runs back on the underside of a workbench so that the finished screw bolts fall out automatically at the rear reversal point of the chain belt. The plunger 61 can then be dispensed with. According to FIG. 10, the dies 34 can also be arranged on the periphery of a disk 65 rotating around a horizontal shaft 64, so that the finished screw bolts also automatically fall out of the dies 34. With this arrangement, however, the heating coil or the individual heating coils 44 and the male parts 41 to 43 must be driven separately.
Instead of the male parts 41, 42 and 43, only one male part 41 and the male part 43 or the male part 43 can be provided for the production of smaller screws. For thick screw bolts, two to three heating coils 44 must be arranged at equal distances from one another so that each bolt is successively heated before it is processed in the heating coils, or the bolts must be heated in separate devices independently of the male support, since the heating usually lasts a little longer than one stroke of the male carrier 40.
The bolts 47 can also be heated by indirect electrical resistance heating, inductive heating, gas heating or the like.
In the press according to FIG. 11, bores 73 with inserted sleeve-shaped matrices 74 are again provided at equal intervals in a die carrier 72, which have a bottom 76 provided with a push hole 75 with an inner bevel 77 and a collar 78 at the upper end with an upper rim incwulst 79.
A matrix carrier 80 can be moved up and down via the die carrier 72 by means of a crank or drum drive or the like. in the bores extending from the underside of the male molds 81, 82, 83 and screwed in the first two ring-shaped fittings protruding beyond the underside. or inserted and fixed by means of grub screws or the like.
In addition, one (or more equally spaced heating coils 84) is attached to the carrier 80 by means of a pipe clamp 85 with a ceramic chuck 86 which, when the male carrier 80 descends, is provided with a screw head which extends under the male mold during the next operation. the bolt 8 7, which is plugged into the die 74 and previously solidified by cold hammering in the manner already described, comprises at its upper end protruding from the die in order to put it in red heat.
The male molds 81 and 82 carry at their lower ends central conical mandrels 88, 89 designed as a body of revolution with hollow parabolic curved jacket lines. The tips of the mandrels expediently have a spherical rounding in order to prevent the tips from burning out. The mandrel 88 is slimmer than the mandrel 89, so that the glowing head end of the bolt 87 when the patrix carrier 80 goes down is first provided with a relatively deep cavity and at the same time expanded, while the following mandrel 89 extends the cavity even more in its edge zones expanded, wherein the longitudinal fibers of the bolt 87 are bent back in a constant curvature.
In these Stauehv processes the increasingly thickening head part remains almost cylindrical, points. In any case, not the barrel or pear shape that otherwise occurs when upsetting with flat punches, in which the fibers, in particular in the final stages of the upsetting process, easily buckle in an unpredictable manner.
The annular bead 79 of the matrices also causes a continuously curved fiber flow at the transition point between the shaft and the head of the screw without any sharp kinking.
The male part 83 forms the form 90 for the final design of the screw head and contains a plunger 91 which can be displaced vertically in the male part and which is under the action of the compression spring 92 so that it pushes the head out of the mold when the male part 80 falls.
The inner position of the punch 91 also rests against a shoulder 93 here. If it is provided with an embossing form on its underside, as shown, it is guided through a pin 94 and a longitudinal groove 95 so that the embossing is clearly defined with respect to the corners of a hexagonal head. At the same time, its longitudinal movement in the parcel body is limited by the upper end of the groove. Instead of the spring 92, a fixed pin can also occur, which pushes the punch forward when the male carrier is pushed out to push off the head.
In order to reliably detach the mandrels 88, 89 or the mold 90 from the workpieces, fixed electromagnets 96, 97 can be provided at the lower ends of the dies 74 opposite the male molds 81 to 83, as shown in the case of the central male mold that hold the bolts 87 firmly in the matrices when the male mold carrier 80 retreats. In this case, the matrices must be made of non-magnetic steel or hard bronze.
During the upsetting of the head, the lower end of the bolt 87 is pressed onto the chamfer 77 and provided with a corresponding bevel.
In the device for cutting off blanks to be formed into screws from iron rods or pipes according to FIG. 12, two disc-shaped rollers 102, 103 run with cutting edges 104 or 105 arranged on their circumference and formed by edge surfaces converging at an acute angle and conical bevels 106 or respectively on both sides 107 about parallel, vertically movable axes 108, 109 lying in a common horizontal plane in the same sense,
with their cutting edges 104 and 105 almost. touch. An iron bar 110 is inserted between the rollers from above (or below). and these are moved upwards or downwards in the vertical direction, so that a bolt 111 is cut off and at the same time the end parts 110 and 111 of the bolt and the rod are provided with chamfers 112 and 113 at the separation point.
The cut bolt 111 can then be fed directly to the further processing devices, that is to say first to the hammering machine, while the work continues. According to Fig.13 to 15, a round bolt 122 of about the outer diameter of the final round head of the hergeschlenden screw (Fig.13) is hammered cold at both ends to tapered parts 123 with about the flank diameter of the final thread, with strongly rounded over courses 124 are generated to a central part 125 with the original diameter (Fig. 14).
Then the middle part 125 is sawed through in the middle at 126 or cut transversely by cutting rollers or grinding wheels. Then the bolt halves are each inserted into a sleeve-shaped die, which at the lower end has a base with a bevel for a bevel 127 at the screw shaft end and at the upper end a bead approximately semicircular in cross section for a rounded groove 128 at the transition of the shaft into the head of the Has empty to advance screw. Then a male mold is placed on the head 125 and the head 125 is compressed down into the male mold by hammering or pressing, so that it fills the male mold tightly and obtains the desired shape of the screw head.
After the workpiece 123, 125 has been removed from the die, the thread can be rolled or hammered directly onto its shank 123, or it can initially be tapered further down to the core diameter of the thread or slightly less on a certain part that remains unthreaded and the rest of the part will only be provided with a thread (see Fig. 4).
According to FIGS. 16 to 18, a hollow, internally cylindrical and externally six angular bolt 129 according to FIG. 16 (or a full hexagon bolt) is initially tapered at both ends to tapered shaft parts 130 with round transitions 131 to the middle for the manufacture of screws with a hexagonal head Part 132 hammered down from the original cross-section (Fug. 18), the tapered part 130 being able to retain a narrower inner channel when using a hollow blank. The hollow or solid bolt is then separated into two parts at the central part at 133 and then each part is provided with the final head 132 by means of a die and male mold by cold working, similar to FIG. By cold forming the bevel 134 at the free Sebaftende, if there is an inner channel, this can be closed.
The male mold expediently has an axial mandrel in the form of a rotational hyperboloid so that the inner channel of the workpiece is enlarged 135 at the head. A rounded recess 136 is molded into the head by the die, so that the material fibers in the head are reshaped in the shape of a mushroom between the rounded recess 136 and the hollow cone 135 (FIG. 18).
The hammering of the shaft parts 10 can be done in the case of hollow bolts first via an inserted mandrel that is pulled out before the last cold deformation.