DE2357296A1 - Befestigungselement mit einem eine ausnehmung zum ansetzen eines werkzeuges aufweisenden kopf und verfahren zur herstellung desselben - Google Patents

Description

UTILITY PRODUCTS (PROPRIETARY) LIMITED, 41 Williams Road, DURBAN, Natal Province, Republic of South Africa

Befestigungselement mit einem eine Ausnehmung zum Ansetzen eines Werkzeuges aufweisenden Kopf und Verfahren zur Herstellung desselben

Die Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren zur Herstellung eines Befestigungselementes, welches einen Schaft und an einem Ende des Schaftes einen Kopf besitzt, der in Aufsicht eine im wesentlichen kreisförmige Umrißlinie besitzt und der an seiner äußeren Stirnfläche eine zentral angeordnete, axial nach außen hin offene Ausnehmung be sitzt _o Die Erfindung ist ebenfalls auf ein solches Befestigungselement gerichtete

Der hier benutzte Ausdruck "Befestigungselement" umfaßt sowohl Schraubbefestigungselemente wie Schrauben und Schraubbolzen und ebenso Eohlinge für Schrauben und Schraubbolzen, bei denen die Schäfte noch nicht mit Gewinde Versehen worden sindo

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Bei einem Befestigungselement, dessen Kopf einen Schlitz zum Ansetzen einer Schraubenzieherklinge "besitzt, ist es zur Erzielung einer möglichst guten Hebelkraft.Jibersetzung auf den Kopf erwünscht, daß die Schlitze solang wie möglich relativ zum Kopfdurchmesser sindo Der Schlitz sollte ebenfalls s> tief sein, wie ohne übermäßige Schwächung des Kopfes, speziell eines Senkkopfes, möglich ist· . .

Bei Schraublsefestigungselementen, insbesondere bei Schrauben oder Bolzen, die einen Schaft und einen Kopf an einem Ende des Schaftes haben und bei denen der Kopf mit einer zentral angeordneten, zur äußeren Stirnseite hin offenen Ausnehmung zur Aufnahme der Klinge eines Schraubenziehers versehen ist, ist es erwünscht, daß die Ausnehmung einen Schlitz mit ebenem Boden umfaßt, in den die mit einem meißeiförmigen Ende versehene Klinge eines Schraubenziehers eingeführt werden kann« Dieses Merkmal erlaubt die Verwendung handelsüblicher Schraubenzieher mit meißeiförmigem Klingenende für das Befestigungselement, so daß sich die Verwendung eines Spezialschraubenziehers erübrigt, Jn einigen Anwendungsfällen 1st es ebenfalls erwünscht, daß der Kopf eine ebene, äußere Stirnfläche besitzt, um einen Senkkopf zu haben, der von einer entsprechenden konischen Senköffnung aufgenommen werden kann« Die Länge des Schlitzes sollte vorzugsweise groß im Verhältnis zum Durchmesser des Kopfes sein, so daß ein Drehmoment mittels eines Schraubenziehers mühelos auf den Kopf übertragen werden kann ο

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Der Schlitz "besitzt zweckmäßig geschlossene Längsenden, um die Positionierung der Schraubenzieherklinge zu erleichtern, und es ist ferner erwünscht, daß das Metall des geschlitzten Kopfes so hart wie möglich ist, um seine Zerstörung "beim Ansetzen eines Schraubenziehers zu vermeiden <>

Bei den bekannten Köpfen von Sehraubbefestigungselementen, die nur einen einzigen, mit einem flachen Boden und mit geschlossenen Enden versehenen, kaltgeschmiedeten Schlitz besitzen, ist nachteilig, daß der Schmiedevorgang zu einer Ovalverformung des Schraubenkopfes führte. Dieser Uachteil tritt insbesondere bei Schraubenköpfen mit einem Durchmesser von mehr als einem halben Zentimeter auf, wenn die Schlitzlänge etwa die Hälfte des Kopfdurchmessers übersteigt und wenn die maximale Schlitztiefe und Schlitzbreite etwa 1/8 des maximalen Kopfdurchmessers in Stirnansicht übersteigt. Dieser Nachteil liegt insbesondere bei Senkköpfen mit ebener Stirnfläche vor, auch wenn die Ko-fe während des Kaltschmiedevorganges in konischen Gesenkformen gehalten werden. Wenn zur Vermeidung der Ovalverformung sich sehneidende Schlitze vorgesehen werden, so tritt an die Stelle der Ovalverformung das ähnliche Problem einer Quadratverformung der Köpfe _o Di· Quadratverformung tritt weniger in Erscheinung als die Ovalver— formung, ist aber ebenfalls nachteilige Wie bei der Ovalver- formung tritt auch diese Eecht^eckverformung insbesondere bei Senkkopf schrauben großen Durchmessers auf, bei denen "die "■■"-= ■■-■■'

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Schlitz abmessungen groß im Verhältnis zum Durchmesser des Schraubenkopfes sincL Dies tritt wiederum insbesondere bei Senkkopfschrauben mit ebenen äußeren Stirnflächen auf, auch wenn der zu versenkende Abschnitt des Kopfes während der Schlitzausbildung in eine Form eingepaßt wird. Zur Vermeidung der Rechteckverformung ist es deshalb erforderlich, die Schlitzabmessungen verhältnismäßig klein gegenüber dem Kopfdurchmesser zu wählen, womit aber die Drehmomentübertragung beim Festschrauben oder Lösen mittels eines Schraubenziehers beeinträchtigt wird«,

Zur Überwindung dieser Nachteile hat man bereits kreuzförmige Ausnehmungen, welche aus sich schneidenden Schlitzen bestehen, in runden oder nietkopfförmigen Köpfen von Befestigungselementen geschmiedeto Die Quadratverformung dieser Köpfe erfolgt dabei an einer Stelle, die von dem zu versenkenden Teil und von dem Hand des Kopfes entfernt liegt, so daß der zu versenkende Teil und der Umfang des Kopfes in Aufsicht gesehen rund bleiben» Hierbei ergibt sich aber trotzdem der Nachteil, daß die Schlitze offene Enden besitzen und daß die Schlitzlänge gering im Vergleich zum Kopf durchmesser ist, da sich die Schlitze am Scheitel des Kopfes befinden* Dies führt, wie bereits erwähnt, zu einer reduzierten Drehmomentübertragung beim Anziehen oder Lösen der Schrauben; darüber hinaus ist die eingesetzte Schraubenzieherklinge in Längsrichtung in keiner Weise im Schlitz gegen ein Abrutschen lagegesicherte

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Ein weiterer Versuck "besteht darin, den sich schneidenden Schlitzen eine Länge zu geben, die klein im Verhältnis zum Kopf durchmesser ist, wie dies "bei den Schrauben von PHILLIPS-lyp (eingetragenes Warenzeichen) vorgesehen isto Die kreuzförmige Ausnehmung ist bei den PHILLIPS-Schrauben zur Kompensation der reduzierten Drehmomentübertragung verhältnismäßig tief, und die Schlitze laufen schräg nach unten zu einem zentralen, tiefsten Punkt hin aus. PHILLIPS-Schrauben haben aber den Nachteil, daß ein Spezialschraubenzieher erforderlich ist und daß die handelsüblichen, mit einem meißeiförmigen Klingenende versehenen Schraubenzieher nicht eingesetzt werden können_c Versucht man PHILLIPS-Schrauben mit einem Schraubenzieher mit meißeiförmigem Klingenende zu'betätigen, so führt dies oft zu einer Zerstörung der kreuzförmigen Ausnehmung, wobei das Anziehen der Schrauben oder das Lösen wegen der Reduzierung der Drehmomentübertragung und der Abrutschgefahr unbefriedigend ist.

Es sind zwar bereits Schraubbefestigungselemente vorgeschlagen worden, deren Köpfe eine Ausnehmung besitzen, welche aus einem Paar von sich schneidenden, einen flachen Boden und geschlossene Enden aufweisenden Schlitzen besteht. Es ist aber noch kein spezielles Verfahren zur Ausbildung dieser Schlitze angegeben worden, und anscheinend sollen diese Sehlitze durch spanabhebende Verformung hergestellt werden«, Dabei geht aber der Vorteil veicloren, daß bei einem Kaltsehmieden der Schlitze

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das die Schlitze umgebende Met_all gehärtet wird, weshalb dort die Schlitze beim Anziehen oder Lösen der Schraubbefestxgungselemente zerstört werden können. Eine spanabhebende Verformung ist zudem für eine wirtschaftliche Massenherstellung völlig ungeeignet ο Darüber hinaus führt eine spanabhebende ■Verformung, falls dies nicht mit größter Sorgfalt ausgeführt wird, zu Entstehung von Graten und anderen Unregelmäßigkeiten in den Schlitzen, welche ein Ansetzen der Schraubenzieherklinge behindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kopf für Befestigungselemente unter Vermeidung der geschilderten Nachteile zu schaffen.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Befestigungselementes, welches einen Schaft und an einem Ende des Schaftes einen Eopf besitzt, der zentral an seiner äußeren Stirnfläche eine nach außen hin offene, kreuzförmige Ausnehmung aufweist, welche aus einer Mehrzahl sich schneidender Schlitze besteht. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Eopf zunächst in eine Rohform vorgeformt wird, in welcher mindestens ein Teil des Rohkopfes in Auf sieht eine im wesentlichen polygonale Form besitzt©

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Unter "Vorformen" des Kopfes wird hier die Ausbildung des Kopfes verstanden, "bevor die Ausnehmung in ihm hergestellt wirdo Entsprechend wird.unter "Rohkopf" ein noch nicht mit der Ausnehmung versehener Kopf verstandene

Diese. Nachteile sind durch die Erfindung "behoben, durch welche kreisförmige Schraubenköpfe mit kreuzförmigen Ausnehmungen erreicht werden, bei denen die Schlitz abmessungen groß im Verhältnis zum JLa£ durchmesser sind«. Diese Schlitz abmessungen ermöglichen in Verbindung mit dem flachen Boden der Schlitze die Verwendung handelsüblicher Schraubenzieher mit meißeiförmigem Klingenendeο Durch die geschlossenen Enden der Schlitze wird eine weitgehend formschlüssige Lagefixierung des angesetzten Schraubenziehers erreicht; angesichts der großen relativen Länge der Schlitze gegenüber dem Kopf durchmesser kann ein hohes Drehmoment übertragen werden₀ Darüber hinaus führt die Verformungshärtung des die Ausnehmung umschließenden Metalles während des Kaltschmiedevorganges dazu, daß saubere, glatte Schlitze erhalten werden und daß die Gefahr einer Zerstörung während des Anziehens oder Lösens reduziert wirdo

Das Verfahren nach der Erfindung kann ferner den Verfahrensschritt umfassen, daß eine zentral angeordnete, axial nach außen gerichtete, kreuzförmige Ausnehmung in -die Stirnfläche des Kopfes kalt geschmiedet wird, wobei die Ausnehmung eine solche Größe besitzt und derart auf den Kopf ausgerichtet ist,

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daß das beim Kaltschmiedevorgang verdrängte Material den Kopf in Stirnansicht im wesentlichen, rund machte Das Vorformen des Kopfes kann derart vorgenommen werden, daß dieser· insgesamt eine In Stirnansieht im wesentlichen rechteckige Form erhält, wobei die kreuzförmige Ausnehmung; aus einem Paar von sich schneidenden Schlitzen besteht» Stattdessen kann das Vorformen des Kopfes auch derart erfolgen, daß dieser eine zentrale, rechteckige, von dem Rest des Kopfes erhaben vorstehende Plattform erhält, wobei die kreuzförmige Ausnehmung ein Paar von sich schneidenden Schlitzen besitzt» Vorzugsweise erfolgt das Vorverformen des Kopfes durch Kaltverformung derart, daß der Kopf zumindest teilweise in Stirnansicht im wesentlichen quadratisch wird; das Kaltschmieden erfolgt mittels eines Verformungsstempels, der ein Paar von Schlitze bildenden Prägestegen besitzt, welche senkrecht zueinander stehen; der Kaltschmieäevorgang umfaßt das Ausrichten der schlitzbildenden Prägestege auf den Kopf in einer solchen Weise, daß sich die Prägestege im wesentlichen längs der Diagonalen des Quadrats während des Kaltschmiedevorganges erstrecken.

Die Erfindung ist ferner auf ein Verfahren zur Herstellung einer zentral angeordneten, axial nach außen offenen, kreuzförmigen Ausnehmung, welche eine Mehrzahl von sich schneidenden Schlitzen umfaßt, die einen im wesentlichen ebenen Boden und geschlossene Längsenden aufweisen, in der äußeren

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!Stirnfläche -a.es Kopfe.s eines :Be:f#stigungse]lemente.s gerichtet, welches ©±nen" Schaft und an ,einem Ende des Schaftss «inen Kopf besitzt, der im wesentlichen in J3tirη ansicht ZkrsiLBftkmiig ist,, imi dadurch gakennzeiohne-ta daß die iLusbiä-Läung -iter Ausnehmung

Ber Erfii3.'ö333as zufolge !kann .fsrnei? TrorgeseliKn dem Kaltschmieäem ÖB3? Amsxrabanung iztunäela^t #©3? E Eohfojm "7orgefo33n1; "ssircL,, Jm welchea? dea? läspi weise in StiEnansicJit im wesentlichen polygonal ist, äaB clas Kaltschmieden mittels eines ikiceuzförmigeia Stempels mit; eiiiej? Mehrzahl sich schneidender, ,sahlitzbildender Bcägestege ausgeführt wird, wobei die -G-röße lancd die Ausrichtung der schlitebildenden Prägestege während de® ZaItSchmiedens derart ist, daß der Eppf durch die Materialipeiedrängüng während des Ealt-r Schmiedens in Stirnansioht im weseaatlichen rund wird« ferner kann hierbei vorgesehen werden, dag die Vorformung durch Kaltverformen erfolgt und daß hierbei der Kopf zumindest teilweise in Stirnansicht im wesentlichen, quadratisch ausgebildet, wird, daß der Verformungsstempel ein Paar von schlitzbildenden Prägestegen besitzt, welche im wesentlichen senkrecht zueinander stehen und welche auf den Kopf derart ausgerichtet werden, daß sie während des KaltsQhmiedevorganges sich im wesentlichen längs der Diagonalen des Quadrates erstrecken« Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltverformung beim Vor-

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ver formings schritt mittels eines Vorbearbeitungsstempels erfolgt, der einen konkaven Verformungsteil besitzt, welcher in Stirnansieht im wesentlichen kreisförmig ist und welcher an seinem Boden einen zentral angeordneten, axialen Durchgang besitzt, dessen Querschnitt im wesentlichen rechteckig ist und in dem ein Ausstoßstift mit im wesentlichen quadratischem Querschnitt angeordnet ist_o Stattdessen kann der Erfindung zufolge noch vorgesehen werden, daß die Kaltverformung beim Vorverformungsschritt mittels eines Vorbearbeitungsstempels erfolgt, welcher einen konkaven Verformungsteil besitzt, der in Aufsicht im wesentlichen quadratisch ist und der an seinem Boden einen zentral angeordneten axialen Durchgang besitzt, welcher im wesentlichen im Querschnitt kreisförmig ist und in welchem ein Ausstoßstift angeordnet ist, der einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt besitzto

Die Erfindung betrifft ferner ein Befestigungselement, weichet einen Schaft und an einem Ende des Schaftes einen Kopf besitzt, welcher in Stirnansicht im wesentlichen kreisförmig ist und eine äußere Stirnfläche besitzt, wobei der Kopf eine kaitgeschmiedete, zentral angeordnete, auswärts hin offene, kreuzförmige Ausnehmung in seLner Stirnfläche ausweist, welche aus einer Mehrzahl von sich schneidenden Schlitzen besteht, Erfindungsgemäß ist dieses Befestigungselement dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schlitz einen im wesentlichen flachen Boden uni geschlossene Längsenden aufweist»

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Der Erfindung zufolge kann ein Paar von zueinander senkrechten, sich im wesentlichen in ihren Mittelpunkten schneidenden Schlitzen vorgesehen werden. Alternativ kann der Erfindung zufolge auch vorgesehen werden, daß dieses ein Paar von sich im wesentlichen in ihren Mittelpunkten schneidenden Schlitzen besitzt, die einen Schnittwinkel von etwa 75° und 88^Q bilden, während der Komplementärwinkel zwischen den Schlitzen etwa 105° und 92° beträgtο

Der Erfindung zufolge können die Befestigungselemente einen Senkkopf aufweisen, bei dem der Kegelwinkel des zu versenkenden Kopfteiles zwischen etwa 75° uztcL 110° liegen kann_o

Die äußere Stirnfläche" des Kopfes kann im wesentlichen flach sein, und die Schlitze können über ihre Länge hinweg eine im wesentlichen gleichmäßige !Tiefe aufweisen. Jeder Schlitz kann eine Länge besitzen, die mindestens gleich dem halben maximalen Durchmesser des Kopfes in Stirnansicht ist, und die Länge jedes Schlitze-s ist vorzugsweise mindestens etwa zwei Drittel des maximalen KopfdurchmesserSo Die Schlitze können eine maximale Tiefe aufweisen, die zwischen etwa 1/8 und etwa 1/4· des maximalen Kopfdurchmessers in Stirnansicht ist, und die Schlitze können über ihre Länge eine gleichmäßige Breite aufweisen, wobei die Breite zwischen etwa 1/8 und etwa 1/4- des maximalen Kopfdurchmessers in Stirnansicht liegt.

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Schließlich kann der Erfindung zufolge noch vorgesehen werden, daß die in Umfangsrichtung voraneilenden Hälften der Seitenwandung der Schlitae senkrecht zum Boden' der Schlitze steht und daß die nacheilende, der voreilenden Hälfte gegenüberliegende Hälfte der Seitenwandung in Umfangsrichtung rampenförmig ausgebildet ist und vom Boden der Schlitze schräg nach oben zur äußeren Stirnfläche des Kopfes ansteigt.

Die Ausnehmung kann entsprechend dem zuvor beschriebenen Verfahren ausgebildet werden₀

Die Erfindung wird im folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

Figo 1 bis 4 zeigen dreidimensionale Ansichten von Befestigungselementen gemäß der Erfindung, welche vier verschiedene Ausführungsformen von Köpfen besitzen;

Figo 5 und 6 zeigen schematisch und teilweise geschnitten in Seitenansicht das Ansetzen eines Schraubenziehers mit meißeiförmigem Klingenende in die Ausnehmungen der Köpfe gemäß den Fig. 1 und 4-;

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Figo 7 zeigt eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des Kopfes eines Befestigungselementes;

Figo 8 zeigt eine dreidimensionale Ansicht auf eine weitere Ausführungsform des Kopfes von Befestigungselementen;

zeigt einen Schnitt gemäß der Linie IX-IX in Figo 8;

Figo10 zeigt in Seitenansicht, teilweise geschnitten, eine Form mit zugehörigem Vorbearbeitungsstempel zur Verwendung "bei dem Verfahren nach der Erfindung;

Fig.11 zeigt eine dreidimensionale Ansicht auf einen Kopf für Befestigungselemente in einer Zwischenfertigungsstufe gemäß der Erfindung;

Fig«, 12 zeigt eine weitere dreidimensionale Ansicht auf einen Kopf für Befestigungselemente in einem Zwischenfertigungsstadium gemäß der Erfindung;

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Figo 13 zeigt eine Stirnansicht auf den Vorbearbeitungsstempel nach ilgo 10;

Figo 14· zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines anderen Vorbearbeitungsstempels, der bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendet wird;

Figo 15 zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines weiteren Vorbearbeitungsstempels zur Verwendung bei dem Verfahren nach der Erfindung; und

16 zeigt eine dreidimensionale Ansicht auf einen Endbearbeitungsstempel zur Verwendung bei dem Verfahren nach der Erfindung.

In den E¹Ig₀ 1 "bis 4- sind die Köpfe der Befestigungselemente jeweils mit der Positionsziffer 10 versehen» Jeder Kopf sitzt an dem Ende eines nur teilweise gezeigten Schaftes 12. Es wird davon ausgegangen, daß die Befestigungselemente, wie dargestellt, Eohlinge sind und also ihre Schäfte 12 nicht mit Gewinde versehen sind» Stattdessen kann es sich bei den Befestigungselementen auch um Schraubbefestigungselemente in Form von Muttern oder Schrauben handeln, deren Schäfte 12 mit Gewinde versehen sind«,

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Bei den Figo 1 Ms 4- sind_s soweit nichts anderes angegeben wird, für analoge Teile die gleichen Positionsziffern verwendet, ilgo 1 zeigt einen flachen Senkkopf; Iig_o 2 zeigt einen erhabenen oder gewölbten Senkkopf ι 3Fig_e 3 zeigt einen pilzförmigen Kopf beispielsweise eines Yerankerungsbolzens; Figo 4- zeigt einen runden Kopf von Metkopfform. Die Köpfe nach den ixg» 1 mad 2 besitzen einen Senkkopfteil 10.1, dessen Kegelwinkel rechtwinklig ist« Dieser Kegelwinkel hängt von der bestimmungsgemäßen Verwendung des Kopfes ab und kann beispielsweise auch 80°, i00° usw. sein. Dieser Kegelwinkel ist in Figo 5 durch die gestrichelten Linien bei Position 14- angedeutet. Jeder Kopf 10 besitzt eine außenliegende Stirnfläche 16, wobei die Köpfe eine durch Kaltverformung hergestellte₉ mittig angeordnete und na©h außen weisende, kreuzförmige Ausnehmung 18 an ihrer Stirnfläche besitzen* Jede Ausnehmung umfaßt ein Paar von sich schneidenden Schlitzen 20_o Jeder Schlitz 20 besitzt einen im wesentlichen flachen Boden 22, der im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Schaftes liegt. Jeder Schlitz ist an seinen gegenüberliegenden Enden durch Wände 24 abgeschlossen.

In den Figo 1 bis 4- sind die Schlitze 20 jeweils senkrecht zueinander orientiert und schneiden sich die Schlitze geder Ausnehmung an ihren Mittelpunkten, wobei der-Schnittpunkt im Zentrum der Stirnfläche 16 des Kopfes 10 liegt.

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In den Pig«, 1 bis 4 sind die Schlitze 20 bei jeder Ausnehmung 18 identisch.» In jedem Falle ist die Schlitzlänge größer als die Hälfte des Kopfdurchmessers; in dsn Hg«, 2 und 3 beträgt die Schlitzlänge ungefähr 2/3 des maximalen Kopfdurchmessers und in Figo 1 beträgt die Schlitzlänge etwa 6/7 des maximalen Kopfdurchmessers. In jedem Falle liegen die Sehlitzbreite und die maximale Schlitztiefe zwischen etwa 1/8 und ungefähr 1/4 des maximalen Kopfdurchmesserso In Figo 5 sind die Schlitztiefe mit "A", die Schlitzbreite "B", die Schlitzlänge "C" und der maximale Durchmesser des Kopfes mit "D" gekennzeichnet, Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig» 1, bei dem die Stirnfläche 16 eben ist, besitzen die Schlitze 20 über ihre Länge hinweg gleichmäßige Tiefe.

In den Fig_o 5 bis 9 sind, sofern nicht anderes angegeben ist, für analoge !eile die gleichen Bezugsziffern verwendete In Figo 7 stehen die Scnlitze nicht senkrecht zueinander, sondern der Winkel 26 zwischen den Schlitzen 20 beträgt etwa 80°, und der Komplementärwinkel 28 zwischen diesen Schlitzen beträgt etwa 100°ο

In den Fig_e 8 und 9 sind die in Umfangsrichtung gemäß dem Pfeil 34 voreilenden Hälften 30 der Schlitzseitenwandung 32 senkrecht zum Boden 22 der Schlitze orientiert· Die nacheilenden Hälften 36 der Seitenwandungen sind als Rampen gezeigt, die vom Boden 22 der Scnlitze aus zur Stirnfläche 16

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des Kopfes Mn schräg aufwärts steigen. Wenn der Kopf nach den Figo 8 und 9 "bei einer Schraube oder einem Schraubbolzen mit Rechtsgewinde verwendet wird, ist es folglich äußerst schwierig, mit einem, ein meißeiförmigesKlingenende aufweisenden Schraubenzieher, die Schraube, oder den Schraubenbolzen zu lösen; die Schraube oder der Schraubbolzen sind vielmehr weitgehend gegen unbefugtes Hantieren gesichert,'wenn sie fest angezogen sind«.

Bei den Figo 1 bis 9 sind die Schlitze für alle Ausnehmungen 18 identisch, was aber nicht erforderlich.ist«. Vielmehr können die Breite, Tiefe und Länge bei dem einen Schlitz jeweils verschieden von den entsprechenden Abmessungen bei dem anderen Schlitz sein. Hiealurch vergrößert sich die Wahrscheinlichkeit, daß der Benutzer des Befestigungselementes über einen Schraubenzieher verfügt, dessen Klinge eng in die Schlitze paßt, so daß die Verwendung dieser Schrauben in der Praxis bequemer wird, denn der Benutzer hat die Möglichkeit, einen Schraubenzieher auszuwählen, dessen Klinge eng in" einen der Schlitze paßt. Ferner sei noch bemerkt, daß der Ausdruck "kreuzförmig" in der vorliegenden Beschreibung, auch wenn jede gezeigte Ausnehmung ein Paar von Schlitzen 20 besitzt, nicht als Begrenzung auf ein Paar von' Schlitzen verwendet wird» Die Köpfe 10 können vielmehr drei oder mehr sich schneidende Schlitze besitzen, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

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In Figo 10 bezeichnet die Positionsziffer 38 eine Gesamtanordnung, die eine Form 4-0 und einen Vorbearbeitungsstempel 42 umfaßt und zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung verwendet wirdo Die Form 4-0 besteht aus Metall und ist mit einer Durchgangsöffnung 40_o1 und mit einer versenkten Mündung 40_o2 versehene Ein Abschnitt eines Metalldrahtes 44 ist innerhalb der DurcJogangsöffnung 40 _ΟΛ gezeigt» Der Vorbearbeitung S S temp el 4-2 besitzt einen konkaven Yerformungsteil 42_O1, der in Stirnansicht kreisförmig ist und an seinem Boden einen zentral angeordneten, axialen Durchgang 4-2₀2 besitzt, welcher in Stirnansicht im wesentlichen quadratisch ist· Der Durchgang 42„2 ist zentral im Verformungsteil 42„1 angeordnet und mit einem Ausstoßstift 42.3 versehen, welcher im wesentlichen im Querschnitt quadratisch ist und der, durch eine Schraubenfeder 42,,2I belastet, im Durchgang 42„2 liegt,, Der Drantabschnitt 44- ist nach. Ausbildung eines Kopfes 44»1 ge-

mit

zeigt, welcher als Eonkopf in einem Arbeitsgang/dem Vorbearbeitungsstempel 4-2 ausgearbeitet worden ist, wobei die Umrißlinie des Kopfes konvex ist und dem konkaven Yerformungsteil des Vorbearbeitungsstempel entspricht» Der Kopf besitzt eine zentral angeordnete, erhabene Plattform 4£_O2, die in ihrer Form der Querschnitts-ümrißlinie des Durchgangs 4-2_o2 entspricht. Das Ende 42.4- des Ausstoßstiftes 4-2,3 liegt ein Stück weit hinter dem dem Verformungsteil 4-2„1 zugewandten Ende des Durchganges 42_o2 und dient als !Führung für den DraJatabschnitt 44 während des VorbearbeitungsSchrittes,

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In fig. 11 ist der an dem Drahtabschnitt nach Fig. 10 ausgebildete Eohkopf 44 in einer dreidimensionalen Ansicht gezeigt» Sofern nichts anderes angegeben wird, sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen.

In Fig. 12 bezeichnet Positionsziffer 44 einen anderen Eohkopf, welcher an einen Drahtabschnitt angeformt ist, der einen nach dem Verfahren nach der Erfindung ausgebildeten Kopf 44o1 aufweist« In diesem Falle ist der gesamte Kopf 44«, im wesentlichen quadratisch in Aufsicht, während die Plattform 44o2 in Stirnansicht im wesentlichen kreisförmig ist.

Figo 13 zeigt eine Stirnansicht auf den Vorbearbeitungsstempel 42 nach Figo 10«, Auch hier sind wiederum die gleichen Positionsziffern für die gleichen Seile verwendet«,

In den Fig«, 14 und 15 bezeichnen die Positionsziffern 42 weitere Vorbearbeitungsstempel gemäß der Erfindung· Der Vorbearfeeitungsstempel 42 nach Fig. 14 besitzt, ähnlich wie der nach Figo 10, einen konkav gewölbten Verformungsteil 42_O1, welcher in Stirnansicht kreisförmig ist. Dieser gewölbte Verformungsteil besitzt zentral an seinem Boden eine im wesentlichen rechteckige Ausnehmung 42„5o Diese Ausnehmung 42«,5 entspricht der Ausnehmung bzw«, dem freien Raum bei 42_O4, der durch den Durchgang 42„2 und den Ausstoßstift 42_o3 des Vorbearbeitungsstempels 42 nach Fig, 10 begrenzt isto In:Figo

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■bezeichnet die Positionsziffer 42_O1 einen konkaven Verformungsteil. Dort ist der Verformungsteil 42_O1, im Gegensatz zu der Wölbung und zu der Kreisform nach, den Figo 10, 13 und 14, in Stirnansicht, im wesentlichen quadratisch. Die Ecken des Quadrates sind etwas abgerundet, und es besitzt einen ebenen Boden, während die Seitenwände in den flachen Boden über abgerundete Ecken übergehen. Im Boden ist ein zentraler Durchgang 42_O2 vorgesehen, der in Stirnansicht kreisförmig ist und in dem sich ein Ausstoßstift (nicht gezeigt) befindet, der im Querschnitt kreisförmig ist. Dieser Ausstoßstift endet ein Stück weit vor der Mündung des Durchganges 42_O2 und er ist durch eine Feder belastet, wie in Fig_o10 gezeigt isto Der Vorbearbeitungsstempel nach S¹Ig₀ 15 kann zur Formung des in Figo 12 gezeigten Rohkopfes an einem Drahtabschnitt 44 verwendet werden,,

Figo 16 zeigt einen Endbearbeitungsstempel 46 zur Verwendung bei dem Verfahren nach der Erfindung. Der Endbearbeitungsstempel 46 besitzt einen kreuzförmigen Verformungsteil 46.1, welcher ein Paar von sich schneidenden, die Schlitze bildenden Stegen 46_O2 besitzt. Diese Stege sind senkrecht zueinander orientiert und besitzen gleiche Länge_o Der Endbearbeitungsstempel 46 besitzt eine kreisförmige, flache Stirnfläche 46o3, auf welcher der Verformungsteil 46_O1 zentral angeordnet ist« Die zur Schlitzbildung dienende Stege 46_O2 besitzen eine Breite und Tiefe entsprechend den Breiten und maximalen Tiefen bei den Schlitzen 20 nach den Figo 1 bis 6_O

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Zur Herstellung der Befestigungselemente wird ein kurzer Drahtabschnitt 44 in die Durchgangsöffnung 4-0 „1 der Form 4-0 (Figo 10) in Längsrichtung eingeschoben, wobei sein freies Ende um einen bestimmten Betrog über die Kündung 4-O₀2 nach außen ragte Einer der Vorbearbeitungsstempel 4-2 wird dann axial in Fluchtung mit der Durchgangsöffnung 4-0_O1 gebracht, wobei der Verformungsteil 42_O1 auf den Draht 44- ausgerichtet wird© Der Vorbearbeitungsstempel 42 wird axial einwärts in Richtung des Pfeiles 48 bewegt, so daß er mit seinem Verformungsteil 42«, 1 an dem freien Ende des Drahtes 44 angreift«. Der frei belassene Mündungsteil des Durchganges 42_O2 nimmt das freie Ende des Drahtes 44 auf, so daß dieses im Durchgang 42ο2 geführt ist» Die Bewegung in Richtung des Pfeiles 88 wird fortgesetzt, bis die Feder 42.21 voll komprimiert ist, wonach der Draht unter Bildung des Rohkopfes 44o1 mit der Plattform 44«2 verformt ist«, Durch die Kaltverformung mittels der Verformungselemente ist somit der Rohkopf 44„1 hergestellt» Dieser Kaltverformungsschritt ist hierbei derart ausgeführt, daß ein kreisförmiger Kopf 44d ausgebildet wird, der eine quadratische Plattform 44_O2 besitzt, wie in Fig. 11 gezeigt ist, oder daß ein quadratischer Kopf 44_O1 ausgebildet wird, der eine runde Plattform 44_O2 besitzt, wie in Fig. 12 gezeigt ist. Die Formgebung hängt jeweils vom verwendeten Vorbearbeitungsstempel ab. (Die Verwendung des Vorbearbeitungsstempel 42 nach Fig_e 14 und Ά5 ist ähnlich der Verwendung des Vorbearbeitungsstempel 42 nach den Figo 10 und 13)ο

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Danach, wird der Vorbearbeitungsstempel weggenommen und der Endbearbeitungsstempel in Arbeitsstellung gebracht, in der er axial auf den Rollkopf 44< >1 bzw» auf die Durchgangsöffnung 40_o1 ausgerichtet ist«. Der Endbearbeitungsstempel 16 wird ebenfalls einwärts in Richtung des Pfeiles 48 bewegt, so daß er am Rohkopf 44₀1 angreift, wobei er eine kreuzförmige Ausnehmung im Kopf kaltschmiedet, und wie die Pig. 1 bis 6 zeigen, entspricht die Ausnehmung in der Schlitzbreite und in der maximalen Schiit ζ tiefe jeweils der Breite und der Höhe der Schlitzformungsstege am Endbearbeitungsstempelo Während des Kaltschmiede^organges mittels des Endbearbeitungsstempels sind die Schlitzbildungsstege 4-6_o2 (Figo 16) auf die Plattform 44_O2 (Figo 11) oder auf den Kopf 44<,1 (Figv 12) derart ausgerichtet, daß sie sieh imvsesentlichen längs der Diagonalen 50» (in den Figo 11 und 12 ia gestrichelt eingezeichnet), der Plattform bzw» des Kopfes erstrecken Die Größe des Kopfes und der Plattform und di-© Winkellage der Plattform (Figo 11) und des Kopfes (Figo 12) sind derart der Größe der Verformungsstege 46_O1 am Endberarbeitungsstemmpel 46 angepaßt, daß der Kopf durch die während des Kaltschmiedevorganges durch den Endbearbeitungsstempel bewirkte Materialverdrängung in der Stirnansicht im wesentlichen kreisförmig wird«

Es ist festzustellen, daß das Verfahren zur Herstellung der Köpfe nach den Fig« 7 bis 9 ähnlich dem Herstellverfahren

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für die Köpfe nach den Figo 1 bis 6 isto Für den Kopf nach Figo 7 ist der Vorverformungsschritt so' auszuführen, daß eine längliche, rechteckige Plattform an einem kreisförmigen Kopf vorgesehen wird» Während des KaltschmiedeVorganges mittels des Endbearbeitungsstempels wird die Längsachse des Verformungsteiles 46_O1 und damit die Ausnehmung 18, wie in Figo 7 durch die gestrichelte Linie 52 angedeutet ist, so ausgerichtet, daß sie sich in Richtung der Längsmittellinie der länglichen, rechteckigen Plattform am Rohkopf erstreckte

Zur Herstellung des Kopfes nach den Fig_o 8 und 9 wird dasselbe Verfahren wie zur Herstellung der Köpfe nach den Fig. 1 "bis 6 angewendet mit dem Unterschied, daß der Endbearbeitungsstempel 46 Verformungsstege aufweist, die in ihrer Gestaltung der Ausnehmung 18 gemäß den Fig_o 8 und 9 entsprechen.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Verfahren zur Herstellung eines Befestigungselementes, welcJh.es einen Schaft und an einem Ende des Schaftes einen Kopf "besitzt, der zentral an seiner äußeren Stirnfläche eine nach außen hin offene, kreuzförmige Ausnehmung aufweist, welche aus einer Mehrzahl sich schneidender Schlitze besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (10) zunächst in eine Rohform (44) vorgeformt wird, in welcher mindestens ein Teil (44.1 oder 44.2) des Rohkopfes in Aufsicht eine im wesentlichen polygonale Form besitzt.

   Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Kaltschmieden eine zentral angeordnete, nach außen offene kreuzförmige Ausnehmung (18) in der Stirnfläche (16) des Kopfes ausgebildet wird, wobei die Ausnehmung derart bemessen und auf den Kopf ausgerichtet ist, daß durch die Materialverdrängung während des Kaltschmiedens der Kopf eine in Aufsicht im wesentlichen runde Form erhält.

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   3ο Verfahren nach. Anspruch. 2, dadurch, gekennzeichnet, daß der Rohkopf (44_e1) als Ganzes in Stirnansicht im wesentlichen rechtwinklig vorgeformt wird, wobei die kreuzförmige Ausnehmung (18) ein Paar von sich schneidenden Schlitzen (20) besitzte

   4-. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vorformen der Rohkopf mit einer zentralen, rechteckigen, erhabenen vom übrigen Kopf vorstehenden Plattform (44_O2) versehen wird, wobei die kreuzförmige Aussparung (18) ein Paar von sich schneidenden Schlitzen (20) besitzt» .

   ο Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorformung des Rohkopfes (44) durch Kaltverformung geschieht und daß der Kopf hierbei zumindest teilweise in Stirnansicht im wesentlichen quadratisch ausgebildet wird, daß der Kaltschmiedevorgang durch Verformungswerkzeuge (46) erfolgt, welche ein Paar von senkrecht zueinander stehenden, schlitzbildenden Prägestege (46«,2) besitzt, und daß beim Kaltschmieden die Prägestege derart auf den Kopf ausgerichtet werden, daß sie sich im wesentlichen längs der Diagonalen (50) des quadratischen Kopfes erstrecken

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   Verfahren zur Ausbildung einer zentral angeordneten, nach außen hin offenen, kreuzförmigen Ausnehmung, welche aus einer Mehrzahl sich schneidender Schlitze besteht, welche einen im wesentlichen flachen Boden und geschlossene Längsenden besitzen, in der äußeren Stirnfläche des Kopfes eines Befestigungselementes, welches einen Schaft und an einem Ende des Schaftes einen Kopf besitzt, der in Stirnansicht im wesentlichen rund ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (18) durch KaItschmieden ausgebildet wird.

   7e Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Kalt schmieden der Ausnehmung (18) zunächst der Kopf in eine Konform (44) vorgeformt wird, in welcher der Kopf zumindest teilweise in Stirnansicht im wesentlichen polygonal ist, daß das Kaltschmieden mittels eines kreuzförmigen Stempels (46) mit einer Mehrzahl sich schneidender, schlitzbildender Prägestege: (46o2) ausgeführt wird, wobei die Größe und die Ausrichtung der schlitzbildenden Prägestege während des Kaltschmiedens derart ist, daß der Kopf durch die Materialverdrängung während des Kaltschmiedens in Stirnansicht im wesentlichen rund wird_o

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   Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Torformung' durch Kaltverformen erfolgt und daß hierbei der Kopf zumindest teilweise in Stirnansicht im wesentlichen quadratisch ausgebildet wird, daß der Verformungsstempel (4-6) ein Paar von schlitzbildenden Prägestegen (46₀2) besitzt, welche im wesentlichen senkrecht zueinander stehen und welche auf den Kopf derart ausgerichtet werden, daß sie während des Kaltschmiedevorganges sich im wesentlichen längs der Diagonalen (50). des Quadrates erstrecken.,

   9ο Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltverformung beim Vorverformungsschritt mittels eines Vorbearbeitungsstempels (42) erfolgt, der einen konkaven Verformungsteil (42.1) besitzt, welcher in Stirnansicht im wesentlichen kreisförmig ist und welcher an seinem Boden einen zentral angeordneten, axialen Durchgang (42_O2) besitzt, dessen Querschnitt im wesentlichen rechteckig ist und in dem ein Ausstoßstift (42_O3) mit im wesentlichen quadratischem Querschnitt angeordnet ist«,

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   10« Verfahren nacli Anspruch. 8, dadurch, gekennzeichnet, daß die Ealtverformung beim Vorverformungsschritt mittels eines Vorbearbeitungsstempels erfolgt, welcher einen konkaven Verformungsteil besitzt, der in Aufsicht im wesentlichen quadratisch ist und der an seinem Boden einen zentral angeordneten axialen Durchgang "besitzt, welcher im wesentlichen im Querschnitt kreisförmig ist und in welchem ein Ausstoßstift angeordnet ist, der einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt besitzt.

   ο Befestigungselement, welches einen Schaft und an einem Ende des Schaftes einen Eopf besitzt, welcher in Stirnansicht im wesentlichen kreisförmig ist und eine äußere Stirnfläche besitzt, wobei der Kopf eine kaltgeschmiedete, zentral angeordnete, auswärts hin offene, kreuzförmige Ausnehmung in seiner Stirnfläche ausweist, welche aus einer Mehrzahl von sich schneidenden Schlitzen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schlitz (20) einen im wesentlichen flachen Boden (22) und geschlossene Längsenden (bei 24) auf weist₀

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   12«, Befestigungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dieses ein Paar von zueinander senkrecht orientierten Schlitzen (20) "besitzt, welche sich im wesentlichen an ihren Mittelpunkten schneiden.

   15o Befestigungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dieses; ein Paar von sich im wesentlichen in ihren Mittelpunkten schneidenden Schlitzen (20) "besitzt, die einen Schnittwinkel von etwa 75° und 88° "bilden, während der Komplementärwinkel zwischen den Schlitzen etwa 105° und 92° "beträgt«,

   14o Befestigungselement nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Senkkfepf (10· 1) "be sitz te

   15ο Befestigungselement nach Anspruch 14-, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Kegelwinkel (14·) des zu versenkenden Kopfteiles (1OvI) zwischen etwa 75° und 110° liegt«

   16o Befestigungselement nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Stirnfläche (16) des Kopfes im wesentlichen, eben, ist und daß die Schlitze (20) über ihre Länge hinweg im wesentlichen gleiche Tiefe aufweisen»

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   - jo -

   17« Befestigungselemente nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch, gekennzeichnet, daß jeder Schlitz (20) eine Länge besitzt, welche mindestens gleich dem halben maximalen Durchmesser des Kopfes (10) in Stirnansicht iste

   18ο Befestigungselement nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Länge jedes Schlitzes (20) mindestens etwa 2/3 des maximalen Kopfdurchmessers beträgto

   19- Befestigungselement nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Tiefe der Schlitze (20) zwischen etwa 1/8 und 1/4 des Kopfdurchmessers in Stirnansicht beträgt·

   2Oe Befestigungselement nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (20) über ihre Länge hinweg eine gleiche Breite aufweisen und daß ihre Breite etwa zwischen 1/8 und 1/4- des maximalen Kopfdurchmessers in Stirnansicht liegt«

   21« Befestigungselement nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die in umfangsrichtung vorsneilenden Hälften (30) der Seitenwandung (32) der Schlitze senkrecht zum Boden (22) der Schlitze steht und daß die nacheilende, der voreilenden Hälfte gegenüber liegende Hälfte (36) der Seitenwandung in Umfangsrichtung rampen-

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   förmig ausgebildet ist und vom Boden der Schlitze schräg nach oben zur äußeren Stirnfläche (16) des Kopfes (10) ansteigte

   22_O Befestigungselement nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch, gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (18) nach dem in einem der Ansprüche 1 bis 10beanspruchten Verfahren hergestellt ist«,

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