DE202008007302U1

DE202008007302U1 - Pressing tool for generating a drive recess in a metallic workpiece, in particular in screw heads

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Publication number: DE202008007302U1
Application number: DE200820007302
Authority: DE
Original assignee: Sieber Forming Solutions GmbH
Current assignee: Sieber Forming Solutions GmbH
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2018-05-31

Abstract

Presswerkzeug zur Erzeugung einer Antriebsvertiefung in einem metallischen Werkstück, insbesondere in Schraubenköpfe, mit Antriebsnuten als Innenprofil und eines Außenprofils an der die Antriebsvertiefung umgebenden Werkstückfläche, bestehend aus einer Hülse und einem in diese eingesteckten Stempel, wobei Stempel die Hülse um das Maß der zu erzielenden Eindringtiefe überragt und der überstehende Abschnitt mit einer Profilierung zur Ausformung der das Innenprofil bildenden Antriebsnuten versehen ist und die Hülse an ihrer in Pressrichtung zeigenden Stirnseite mit einer formgebenden Kontur zur Bildung des Außenprofils versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich der profilierte Abschnitt (8) des Stempels (7) bis in das Innere der Hülse (6) erstreckt und die Hülse (6) eine mit der Kontur des profilierten Abschnittes (8) des Stempels (7) korrespondierende Innenprofilierung (9) aufweist, derart, dass der Stempel (7) in der Hülse (6) zwangsgeführt ist.press tool for producing a drive recess in a metallic workpiece, especially in screw heads, with drive grooves as inner profile and an outer profile at the surrounding the drive recess Workpiece surface, consisting of a sleeve and an inserted into this stamp, where stamp the sleeve surpassed by the degree of penetration to be achieved and the protruding section with a profiling on Forming of the inner profile forming drive grooves provided is and the sleeve at its pointing in the pressing direction end face with a shaping contour for the formation of the outer profile is provided, characterized in that the profiled Section (8) of the punch (7) into the interior of the sleeve (6) and the sleeve (6) extends with the contour of the profiled portion (8) of the punch (7) corresponding Internal profiling (9), such that the punch (7) in the sleeve (6) is positively guided.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Presswerkzeug zur Erzeugung einer Antriebsvertiefung in einem metallischen Werkstück, insbesondere in Schraubenköpfen, mit Antriebsnuten als Innenprofil und einem Außenprofil an der die Antriebsvertiefung umgebenden Werkstückfläche.The The invention relates to a pressing tool for producing a Drive recess in a metallic workpiece, in particular in screw heads, with drive grooves as inner profile and an outer profile of the drive recess surrounding Workpiece surface.

Schrauben, insbesondere Holzschrauben, werden in an sich bekannter Weise mit Mehrstufenpressen hergestellt, wobei aus dem Rohling, der aus Drahtmaterial vorgefertigt wird, durch Fließpress- und Stauchvorgänge die Schraube hergestellt wird, deren Gewinde durch Walzvorgänge mittels Rollen ausgebildet wird.screws in particular wood screws, are in a conventional manner with Made of multi-step presses, being from the blank, made of wire material prefabricated, by extrusion and upsetting operations the screw is made, its thread through rolling operations is formed by means of rollers.

Schrauben weisen unterschiedliche Kopfformen, wie z. B. Flach-, Rund-, Linsenkopf und Sechskantschraubenkopf auf, die mit Antriebsvertiefungen versehen sind, in die zum Einschrauben der Schrauben in den jeweiligen Werkstoff ein sogenannter Bit eingesteckt wird, der beispielsweise in das Futter eines Elektroschraubers eingespannt ist.screw have different head shapes, such. B. flat, round, Linsenkopf and hex screw head provided with drive recesses are in, for screwing the screws into the respective material a so-called bit is inserted, for example, in the Chuck of an electric screwdriver is clamped.

Die zentrisch in den Schraubenköpfen angeordneten Antriebsvertiefungen können in ihrer Geometrie unterschiedlich ausgebildet sein. Die gebräuchlichsten Formen der Antriebsvertiefungen mit Antriebnuten sind Kreuzschlitz-, Imbus- oder Torxaufnahmen. Die Ausbildung des Schraubenkopfes mit den zugehörigen Antriebsnuten erfolgt mittels Kaltfließpresswerkzeugen innerhalb der mehrstufigen Pressautomaten unter hohem Druck, wobei Schraubenkopf und Antriebsnuten durch einen Fließpressvorgang des aus Metall bestehenden Rohlings erzeugt werden.The Centrally arranged in the screw heads drive recesses can be designed differently in their geometry. The most common forms of drive recesses with drive grooves are Phillips, Imbus or Torx shots. The training of the Screw head with the associated drive grooves takes place using cold extrusion tools within the multi-stage automatic presses under high pressure, with screw head and drive grooves through a Extrusion process produced by the metal blank become.

Aus der DE 735 243 ist eine Presse zur Herstellung von Kopfbolzen mit zylindrischem Kopf und Hohlsechskant bekannt, wobei erst durch ein Stauchwerkzeug eine Vorkopfbildung erfolgt. Anschließend wird mittels eines Stempels mit Sechskantdorn als Fertigwerkzeug der Werkstoff des Vorkopfes aus dem vom späteren Hohlsechskant begrenzten Raum verdrängt, wobei jedoch nur ein Innenprofil gebildet wird.From the DE 735 243 is a press for the production of head bolts with a cylindrical head and hollow hexagon known, wherein only by a compression tool Vorkopfbildung takes place. Subsequently, the material of the Vorkopfes is displaced from the space limited by the later Hohlsechskant space by means of a punch with hexagonal mandrel as a finished tool, but only an inner profile is formed.

Aus der US 3,088,140 B ist ein Verfahren zur Herstellung von Rohlingen mit inneren und äußeren Antriebmittel bekannt. Die Ausbildung des Kopfes erfolgt mittel zwei separaten Matrizen, wobei zur Ausformung des Innenprofils in der zweiten Matrize zentrisch ein sechseckiger Stempel angeordnet ist.From the US 3,088,140 B For example, a method for producing blanks with internal and external drive means is known. The formation of the head is carried out by means of two separate dies, wherein for forming the inner profile in the second die centrally a hexagonal punch is arranged.

Aus der Praxis ist ein zweiteiliges Presswerkzeug zum Pressen des Schraubenkopfes für sogenannte Torx-Schrauben bekannt. Dieses besteht aus einem Stempel oder Pin und einer Hülse, in die der Stempel eingepasst ist. Der in Pressrichtung zeigende vordere Abschnitt des Stempels, der die Hülse um das Maß der Eindringtiefe überragt, ist mit einem sternförmigen Wellenprofil mit sechs abgerundeten Nocken zur Ausbildung der Torx-Aufnahme versehen, das als Innenprofil bezeichnet wird. Das die Antriebsvertiefung erzeugende Innenprofil endet da, wo die Hülse beginnt. Die an die Profilierung angrenzende Stirnseite der Hülse ist ebenfalls mit einer Profilierung (Außenprofil) versehen, durch die die an die Antriebsvertiefung angrenzende Außenfläche des Schraubenkopfes geformt wird.Out In practice, a two-part pressing tool for pressing the screw head known for so-called Torx screws. This consists of one Stamp or pin and a sleeve in which the stamp fitted is. The pointing in the pressing direction front portion of the punch, which projects beyond the sleeve by the extent of the penetration depth, is with a star-shaped wave profile with six rounded cams provided for the formation of the Torx recording, referred to as the inner profile becomes. The drive profile generating inner profile ends there, where the sleeve starts. The adjacent to the profiling Front side of the sleeve is also profiled (External profile) provided through which the drive recess formed adjacent outer surface of the screw head becomes.

Die Presswerkzeuge sind hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt, beispielsweise werden in Pressautomaten bis zu 300 Schrauben/min hergestellt.The Pressing tools are exposed to high mechanical loads, for example Up to 300 screws / min are produced in automatic presses.

Bedingt durch die hohen mechanischen Belastungen während des Pressvorganges und aufgrund kleiner Radien der das Profil bildenden Kontur am Übergang vom Innenprofil des Stempels zum Außenprofil der Hülse entsteht ein Spannungssprung mit einer ungleichen Belastung des profilierten Stempelabschnittes auf Biegung. Dadurch unterliegen die aus Stahl gefertigten Presswerkzeuge einem hohen Verschleiß und müssen nach einer Betriebsdauer von ca. 2 bis 8 Stunden ausgewechselt werden. Stillstandszeiten der Pressen wirken sich nachteilig auf die Wirtschaftlichkeit der Fertigung aus.conditioned due to the high mechanical loads during the pressing process and due to small radii of the profile forming contour at the transition from the inner profile of the punch to the outer profile of the sleeve a sudden change in voltage occurs with an unequal load on the profiled stamp section on bend. Thereby subject the steel made pressing tools a high wear and tear need after an operating time of about 2 to 8 hours be replaced. Downtimes of the presses have an effect detrimental to the economics of manufacturing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Presswerkzeug zur Erzeugung einer Antriebsvertiefung in einem metallischen Werkstück, insbesondere in Schraubenköpfe, mit Antriebsnuten als Innenprofil und eines Außenprofils an der die Antriebsvertiefung umgebenden Werkstückfläche zuschaffen, das sich durch eine wesentliche Erhöhung der Standzeiten auszeichnet.Of the Invention is based on the object, a pressing tool for generating a drive recess in a metallic workpiece, especially in screw heads, with drive grooves as inner profile and an outer profile at the surrounding the drive recess Make workpiece surface, which is characterized by a significant increase in service life.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 6. Von entscheidender Bedeutung ist die Verlängerung des profilierten Abschnitts des Stempels zur Ausformung des Innenprofils, derart, dass sich dieser bis in das Innere der Hülse erstreckt. Der profilierte Abschnitt des Stempels zur Erzeugung des Innenprofils taucht nunmehr übergangslos in die Hülse ein.According to the invention the problem solved by the features specified in claim 1. advantageous Embodiments and developments are the subject of the claims 2 to 6. Of crucial importance is the extension the profiled portion of the punch for forming the inner profile, such that it extends into the interior of the sleeve. The profiled section of the punch for producing the inner profile now dives seamlessly into the sleeve.

Es zeigte sich, dass mit dieser relativ einfachen konstruktiven Veränderung des Stempels, während des Pressvorganges am Übergang zwischen dem das Innenprofil ausformenden Abschnitt und der formgebenden Kontur an der Stirnseite der Hülse, zur Ausformung des Außenprofils, keine Spannungssprünge mehr auftreten, da am Übergang vom Außenprofil zum Innenprofil des Stempels keine Durchmesseränderung mehr vorhanden ist. Durch die während des Pressvorganges auftretenden axialen Kräfte entsteht demzufolge keine Belastung des Stempels auf Biegung.It has been found that with this relatively simple constructive change of the punch, during the pressing process at the transition between the inner profile forming portion and the shaping contour on the front side of the sleeve, for forming the outer profile, no voltage jumps occur more because of the transition from the outer profile to the inner profile of the punch no change in diameter is available. Due to the axial Kräf occurring during the pressing process As a result, there is no load on the stamp on bending.

Versuche zeigten, dass mit den erfindungsgemäßen Presswerkzeugen wesentlich höhere Standzeiten erreicht werden. Bei Werkzeugen, bei denen Stempel und Hülse aus Stahl gefertigt wurden, erhöhte sich die Standzeit im Vergleich zu herkömmlichen Presswerkzeugen um bis zum 10-fachen. Ein weiterer wirtschaftlich bedeutender Vorteil besteht darin, dass es nunmehr möglich ist, den Stempel wirtschaftlich auch aus Hartmetall herzustellen. Mittels Schleifen lässt sich das Profil problemlos auf dem Hartmetallrohling erzeugen. Im Gegensatz dazu lassen sich Abschnitten mit einer vergleichsweise kurzen Länge von nur wenigen Millimetern, nicht durch Schleifen bearbeiten.tries showed that with the pressing tools according to the invention significantly longer service life can be achieved. For tools, in which stamp and sleeve were made of steel, increased the service life compared to conventional pressing tools by up to 10 times. Another economically significant advantage is that it is now possible to stamp also economically produced from hard metal. By means of grinding the profile can be easily placed on the carbide blank produce. In contrast, sections can be compared with a comparatively short length of only a few millimeters, not by grinding to edit.

Die Hülse wird in an sich üblicher Weise aus Stahl gefertigt.The Sleeve is made of steel in a conventional manner manufactured.

Vorzugsweise ist der Stempel so ausgeführt, dass dieser an seinem nicht profilierten Endabschnitt einen Ringbund aufweist und die Hülse mit einer den Ringbund aufnehmenden Vertiefung versehen ist. Der eingesteckte Stempel und die Hülse weisen somit an ihrem zur Profilierung entgegengesetzten Ende eine ebene Angriffsfläche für die einwirkende Presskraft auf. Die Länge des profilierten Abschnittes des Stempels kann so bemessen sein, dass sich dieser bis zur Mitte der Hülse erstreckt.Preferably the stamp is executed in such a way that it is not at his profiled end portion has a collar and the sleeve is provided with a collar receiving the recess. Of the Inserted stamp and the sleeve thus have on their for profiling opposite end a flat attack surface for the acting press force. The length the profiled section of the stamp can be sized that this extends to the middle of the sleeve.

Durch entsprechende Profilierungen des Stempelabschnittes und an der benachbarten Stirnseite der Hülse lassen sich sowohl Schraubenkopfformen als auch unterschiedliche Geometrien hinsichtlich der Antriebsvertiefungen, z. B. als Kreuzschlitz oder Innensechskant oder Imbus oder Torxaufnahme, ausbilden.By corresponding profiles of the stamp section and on the adjacent Front side of the sleeve can be both screw head shapes as well as different geometries with regard to the drive recesses, z. As a cross recess or hexagon socket or Allen or Torxaufnahme, form.

Das Presswerkzeug kann auch für Rohlinge als Bolzen oder andere Werkstückrohlinge eingesetzt werden, um in diesen erforderliche Antriebsvertiefungen zu erzeugen.The Press tool can also be used for blanks as a bolt or other Workpiece blanks are used to be required in these To generate drive recesses.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The Invention will be described below by way of example explained in more detail. In the accompanying drawing demonstrate:

1 ein Presswerkzeug mit Gegenwerkzeug zur Ausformung eines Innensechskant-Antriebes am Kopf eines Schrauben-Rohlings, in vereinfachter Darstellung als Längsschnitt, 1 a pressing tool with counter tool for forming a hexagon drive at the head of a screw blank, in a simplified representation as a longitudinal section,

2 den Stempel des Presswerkzeuges gemäß 1 als Längsschnitt, 2 the stamp of the pressing tool according to 1 as a longitudinal section,

3 die Hülse gemäß 1 als Längsschnitt, 3 the sleeve according to 1 as a longitudinal section,

4 eine Draufsicht auf den ausgeformten Schraubenkopf 4 a plan view of the formed screw head

In der 1 sind das Gegenwerkzeug bzw. die Matrize 1 und das Presswerkzeug 2 zum Ausformen einer Innensechskant-Ausnehmung 3 in den Kopf 4 eines Schraubenrohlings 5 gezeigt. Das Presswerkzeug 2 besteht aus einer Hülse 6 und einem in diese eingesteckten Stempel 7. Der vordere Abschnitt 8 des Stempels 7 ist mit einer Profilierung zur Ausbildung einer Innensechskant-Aufnahme ausgebildet. Der profilierte Abschnitt 8 ist in seiner Länge so bemessen, dass sich dieser im eingesteckten Zustand des Stempels 7 in die Hülse 6 bis in das Innere der Hülse 6 erstreckt. Im vorderen Abschnitt der Hülse 6 ist eine Innenprofilierung 9 eingearbeitet, derart, dass die abstehenden Flanken des profilierten Abschnittes 8 des Stempels 7 in dieser zwangsgeführt sind. Der hintere Abschnitt des Stempels 7 ist als Ringbund 10 ausgebildet. Die Hülse 6 besitzt an ihrem Endabschnitt eine den Ringbund 10 aufnehmende Vertiefung bzw. Aussparung 11. Die Hülse 6 ist an ihrem in Richtung Schraubenkopf 4 zeigenden stirnseitigen Ende mit einer Profilierung 12 versehen, mittels derer an der ebenen Fläche des Schraubenkopfes 4, um die Innensechskant-Aufnahme herum, ein Außenprofil 13 erzeugt wird.In the 1 are the counter tool or the die 1 and the pressing tool 2 for molding a hexagon socket recess 3 in the head 4 a screw blank 5 shown. The pressing tool 2 consists of a sleeve 6 and an inserted in this stamp 7 , The front section 8th of the stamp 7 is formed with a profiling to form a hexagon socket. The profiled section 8th is dimensioned in its length so that this in the inserted state of the punch 7 in the sleeve 6 to the inside of the sleeve 6 extends. In the front section of the sleeve 6 is an internal profiling 9 incorporated, such that the protruding flanks of the profiled section 8th of the stamp 7 are forcibly led in this. The back section of the stamp 7 is as a ring collar 10 educated. The sleeve 6 has at its end a branch collar 10 receiving recess or recess 11 , The sleeve 6 is at her in the direction of the screw head 4 pointing end face with a profiling 12 provided by means of which on the flat surface of the screw head 4 around the hexagon socket around, an outside profile 13 is produced.

Mittels des profilierten Abschnittes 8 des Stempels 7 wird das Innenprofil (Sechskantaufnahme) und mittels der schwach profilierten Stirnseite 12 der Hülse 6 das Außenprofil des Schraubenkopfes 4 während des Pressvorganges erzeugt.By means of the profiled section 8th of the stamp 7 becomes the inner profile (hexagon socket) and by means of the slightly profiled front side 12 the sleeve 6 the outer profile of the screw head 4 generated during the pressing process.

Aufgrund der Länge des profilierten Abschnittes 8 des Stempels 7 und der dadurch möglichen flach auslaufenden Radien der Profilierung, kann der Stempel aus einer Hartmetall-Legierung gefertigt und die Profilierung durch Schleifen mittels einer Schleifscheibe eingearbeitet werden.Due to the length of the profiled section 8th of the stamp 7 and the thus possible flat-running radii of the profiling, the punch can be made of a hard metal alloy and the profiling can be incorporated by grinding by means of a grinding wheel.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 735243 [0005]
US 3,088,140 B [0006]

Claims

Pressing tool for producing a drive recess in a metallic workpiece, in particular in screw heads, with drive grooves as an inner profile and an outer profile on the workpiece surface surrounding the drive recess, consisting of a sleeve and a punch inserted into it, wherein the punch stamps the sleeve to the degree of penetration depth to be achieved surmounted and the protruding portion is provided with a profiling for forming the inner profile forming drive grooves and the sleeve is provided on its pointing in the direction of pressing end face with a shaping contour to form the outer profile, characterized in that the profiled section ( 8th ) of the stamp ( 7 ) into the interior of the sleeve ( 6 ) and the sleeve ( 6 ) one with the contour of the profiled section ( 8th ) of the stamp ( 7 ) corresponding internal profiling ( 9 ), such that the punch ( 7 ) in the sleeve ( 6 ) is forced.

Press tool according to claim 1, characterized in that the punch ( 7 ) at its non-profiled end portion an annular collar ( 10 ) and the sleeve ( 6 ) with a collar ( 10 ) receiving recess ( 11 ) is provided.

Press tool according to one of claims 1 or 2, characterized in that the punch ( 7 ) and the sleeve ( 6 ) consist of steel.

Press tool according to one of claims 1 or 2, characterized in that the punch ( 7 ) made of hard metal and the sleeve ( 6 ) consist of steel.

Press tool according to one of claims 1 to 4, characterized in that the profiled stamp section ( 8th ) has a profiling to form a drive recess as a cross recess or hexagon socket or Allen or Torxaufnahme.

Press tool according to one of claims 1 to 5, characterized in that the profiled punch portion ( 8th ) is dimensioned in its length so that this up to the middle of the sleeve ( 6 ).