DE2650801A1

DE2650801A1 - Verfahren zum anformen eines kopfes und danach hergestelltes erzeugnis

Info

Publication number: DE2650801A1
Application number: DE19762650801
Authority: DE
Inventors: Emilio Rocael Marroquin
Original assignee: BRILES Manufacturing
Current assignee: BRILES Manufacturing
Priority date: 1975-11-07
Filing date: 1976-11-04
Publication date: 1977-05-12
Also published as: BE847997A; CA1048710A; FR2398562B1; AU1930876A; IT1073554B; FR2398562A1; JPS5284164A; US4033003A; GB1524148A

Description

V/erfahren zum Anformen eines Kopfes und danach hergestelltes Erzeugnis

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Ausbilden von Hochmoment-Befestigern mit unterschnittenen Treibschlitzen und die resultierenden Hochmoment-Befestiger als Zwischen- und Endprodukt.

Seit vielen Jahren gibt es ein Hochmoment-Befestigersystem, bei dem ein Schrauben- oder Bolzenkopf mit einem Treibschlitz in einer unterschnittenen Schmetterlingskonfiguration ("bourfcie configuration") mit einem Treibwerkzeug mit einer Treibklinge mit auseinanderstrebenden Seitenflächen zusammenwirkt, um zu verhindern, daß die Klinge aufwärts aus dem Schlitz gedruckt wird und das Aufbringen eines erheblich höheren Moments auf den Befestiger zuzulassen. Derartige

70981 9/ΟδΟΟ

unterschnittene Befestigerschlitze sowie die Verfahren zu deren Herstellung und Werkzeuge zum Einsatz für diese sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Das nach dem Stand der Technik hei der Herstellung eingesetzte Fräsverfahren ist unerwünscht zeitraubend und teuer. Dieses Fräsen erfordert den Einsatz sdeziell konstruierter Fräswerkzeuge, die eine verhältnismäßig Geringe Standzeit haben und oft ausgewechselt werden müssen. Weiterhin muß das Fräswerkzeug oder der Befestigerkopf dabei um seine neutrale Achse gedreht werden, um die unterschnittene Schmetterlingskonfiguration darzustellen. Die Drehfräsbewegung verursacht während der Bewegung einen kräftigen Grat, der in einem zusätzlichen Entgratungsschritt entfernt werden muß. Weiterhin muß der Befestigerkopf mit einer Teilnummer versehen werden; dieser Schritt muß nach dem Fräsen und Entgraten und getrennt von diasen Bearbeitungsschritten durchgeführt werden.

Zusätzlich zu diesen Schwierigkeiten beim herkömmlichen Fräsen unterschnittener Schmetterlings-Hochmomentbefestiger ergab das Fräsen ein Produkt mit mehreren schwerwiegenden Mängeln. So durchschnitt und unterbrach das Fräswerkzeug nach dem Stand der Technik das Korngefüoe im Kopf des Befestigers, beeinträchtigte damit die Festigkeit des Kopfmaterials und schwächte den Kopf. Dem Wesen ι des Fräsvorgangs nach verliefen auch die Seitenwände des unterschnittenen ein-' gefrästen Schlitzes nach dem Stand der Technik vom Boden zum Dberrand des !

i Schlitzes gradlinig und ohne Radius. Die Perührung mit der Hochmoment-Treiber- j

klinge war also im wesentlichen linien- oder gar punktförmig, was während des !

I Setzens des Befestigers sehr starke Spannungskonzentrationen am Kopf ergab.

In einem Versuch aus dem Stand der Technik, diese Schwierigkeiten des herkömmlichen Fräsens durch Ausbilden der unterschnittenen Schmetterlingsschlitze in

709819/0800

AQ

einer Reihe von Stauchschritten ioaren drei oetrennte Kopfbildunnsschläge erforderlich: ein erster Schlag, der einen aboerundeten napf mit einem gradliniqen Schlitz ergab, ein zweiter Schien, der den Kopf abflachte, dem Schlitz die Schmetterlinoskanfinuration erteilte und an dessen Seiten zwei vertiefte LJulstancrdnunriGn aufstauchte, und ein dritter Schlan, der dio vertieften !jjulste abflachte, urn die unterschnitte, in den oufneweiteten Teilen des Schmetterlings darzustellen. Aus mehreren Gründen ist es jedoch nicht mü>lich neLuesen, dieses l/erfahren für die Herstellunn van Hnchmament-Befestigerteilen anzuwenden. Die foppelte vertiefte Anstauchung ist sowohl hinsichtlich der zwei Vertiefungen im zweiten Stempel als auch der Herstellunn der entsprechenden Teile nur schwierig herzustellen. In den UnterschneirJungen des zur Herstellunn der vertieften Anstauchungen eingesetzten Stempels sammeln sich Rückstände - einschließlich Gleitmittel und/oder Ketalispäne -, verkürzen die Standzeit des Stempels auf sehr kurze l-erte und erneben zusätzlich ein ungleichmäßiges ausgebildetes Produkt. Diese Ansammlunn van Rückständen im zweiten Stempel verursacht eine unvollständige Geometrie des endnültinan Teils. Uleiüerhin weisen die Teile oft auch nach dem dritten Schlan noch hochstehende Kopfteile selbst dort auf, wo die Köpfe eigentlich eben sein sollten.

Angesichts dieser und anderer Probleme im Stand der Technik ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes l/erfahren zur Ausbildung von unter- ! schnittenen Treibschlitzen an Befestigern durch Stauchen, nicht durch herkömmliches Fräsen anzugeben.

Die vorliegende Erfindung schafft dementsprechend ein Verfahren zur Ausbildung eines unterschnittenen Schlitzes im Kopf eines Befestigers, indem man einen er-

! ι

j sten Stauchstempel auf den Hopf aufbringt, um eine Hauptkopffläche mit einem L . . ......

709819/0800

Schlitz, der unter die Hüpffläche verläuft, sowie einem einzigen Haterialujulst zu bilden, der van der Hopffläche beiderseits des Schlitzes hochsteht, und dann einen zweiten Stauchstempel auf den Kopf aubringt, um die Materialwulste in den Hüpf unter die Höhe der Hopf fläche einzudrücken, uiobei man das Katerial des Kopfes seitlich versetzt und es zu einem einzelnen seitlichen ijJulst in jeder Seite des Schlitzes bildet, um zwischen den seitlichen üJulsten eine unterschnittene Schlitzkonfiguration darzustellen.

Die vorliegende Erfindung schafft weiterhin einen Befestiger-Zudschenteil mit einem Hopf, dessen Schlitz in einem ersten Stauchschritt ausgebildet uurde und dessen Schlitz in einem zueiten Stauchschritt zu einer unterschnittenen Konfiguration umgebildet werden kann, wobei der Kopf-Zwischenteil eine Hauptkopffläche mit unter die Hopffläche eingelassenem Schlitz und einen einzigen lilulst Material aufweist, der aus der Hopf fläche beiderseits des Schlitzes hDchsteht, wobei die Ldulste während des zweiten Stauchschritts in den Hopf hinein unter die Ebeneder Hopffläche hinunter eindrückbar sind, um seitliche Ldulste in den Seitenuiänden des Schlitzes zu bilden, die eine unterschnittene Schlitzkonfiguration bilden.

Die vorliegende Erfindung schafft weiterhin einen Befestigerteil mit einem : Hopf mit einem unterschnittenen Treibschlitz, wobei die Schlitzunterschnei-

dung von einem einzelnen seitlichen Wulst in jeder der Seitenwände des Schlit- \ ZEs gebildet wird.

Unter den Besonderheitsn der Erfindung ist die Tatsache, daß sich vertiefte ι Markierungen zur Teilkennzeichnung in den Hopf während eines der beiden Stauch

[ schlage einformen lassen - vorzugsweise beim ersten Stauchschlag.

^098 1 9/080Q

-t-

Der Stauchstenpel, der in ersten Stauchschritt einpesetzt wird, weist ucrzuqsüjeIbg konkave elliptische Taschen auf, um das KiDDfmaterial aufzufangen, daß in den Hopf hineinnedrückt wird, um die Unterschneidung im zweiten Gtauchschlag auszubilden. Diese Taschen sind in einer vereinfachten stetigen Hanfiguratian ausgeführt und v/erlaufen über im wesentlichen die gesamte Schlitzlänne, um äin Festsetzen van Gleitmittel und/aderMetallspänen zu verhindern, die sanst den abschließenden Stauchschlaq stören und das Endprodukt schwächen könnten.

Der fertige Befestigerteil kann einen unterschnittenen Schmetterlingsschlitz mit Seitenwänden aufweisen, die vom Boden aufwärts gewölbt ausgeführt sind, um eine größere Anlagefläche für die eingesetzte Uerkzeugklinge zu schaffen.

Ein Befestigerteil mit einem unterschnittenen Schmetterlingsschlitz wie hier beschrieben, hat einen Kopf, der im Schlitz eine allgemein kontinuierliches Harngefüge aufweist, das nicht durch eine schneidende Bearbeitung unterbrochen ist.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben werden.

Fig. 1 ist ein Axialschnitt einer Stauchpresse mit Stempel und Besenk zur .

Durchführung eines ersten Stauchschritts nach der vorliegenden Erfin- I dung, wobei im Gesenk ein vorgeformter Rohling sitzt;

j Fig. IA ist ein Axialschnitt eines herkömmlichen federbelasteten Stauchstempels ι für den Uorformschritt bei der Herstellung des Rohlings der Fig. 1j

Fig. 2 ist ein Axialschnitt ähnlich der Fig. 1, zeigt jedoch den Stempel auf i

709819/OSOQ

-St-

dem Gesenk am Ende des ersten Stauchschritts, wobei der resultierende Zwischen- bzw. teilneformte Befestinerteil sich im Gesenk hefindet;

Fin. 3 ist ein Axial schnitt auf der Linie 3-3 der Pin. 2;

Fin. k ist eine Seitenansicht auf der Linie k-k der Fiq. 1 und zeiqt in der Draufsicht die Stauchflache des ersten Stempelelements der Fin. 1, 2 und 3;

Fiq. 5 ist eine Draufsicht des Hopfes des Zwischen- bzw. teilnefarmten Oefestigerteils nach dem Abschluß des ersten Stauchschritts bei im Gesenk befindlichem Teil;

Fin. 6A und G3 sind vernrößerte Teilschnitte auf den entsprechenden Linien GA und SB der Fin. 1 und zeinen Einzelheiten des ersten Stemoe}.elements und insbesondere die konkaven elliptischen Taschen und die die Herben bildenden Wulste im ersten Stempelelement;

Fin. 7A und 7B sind verarößerte Teilschnitte, die in der Laoe den diesbezüglichen Schnitten der Fig. GA und GB entsprechen, zeinen aber die Hapffiguration des Zwischen- oder teilneformten Befestinerteils;

Fip. ß ist eine Schnittansicht auf der Linie B-Q der Fig. 7A;

Fig. 9 ist ein Axialschnitt und zeigt das Gesenk mit in diesem befindlichen Zwischen- bzw. teilneformten Befestinerteil sowie ein zweites Stempel-!

ι element in der für den zweiten Stauchschlao bereiten Stellung; j

• Fig. 1g ist eine Schnittansicht entsprechend der Fig. 3 und zeigt das zweite

Stempelelement auf dem Gesenk und dem fertjnen Befestioerteil am Ende \ des zweiten Stauchschritts;

709819/0800

Fin. 11 ist nine Draufsicht eier berfinche des zweiten Jtemnelelernents an" der Linie 11-11 der Fin. ?■;

Fin. 12 ist eine Draufsicht dee hopfen C¹CS fcrtincn ■ .^fEstJnsrtEi]_S;

Fin. Ί3 ist ein TeiJschnitt auf der Linie 13-13 der fir. 12;

Fiq. 14 ist Ein Teilschnitt auf der Linie 14-14 der Fig. 12V

Fia. 15 ist ein Teilschnitt auf der Linie 15-15 der Fin. 12;

Fiq. 1u ist ein Teilsxialschnitt, der ein Treiijüjerkzeuo im Treibschlitz des fertigen 3efestiners nach den Fig.. 1o und 12 - 15 zeint.

Die Fin. 1 zeigt einen erstem -i-tauchstemnel 1c, der v/nr Einern ersten dtauchschritt nach der vor] innenden Erfinriunn betrieblich in axial Fluchtender Zuordnunn zu Einem Stauchqesenk W. snneordnet ist. Ein '.revarzuntar ü'chraubenrnhlinn 14 ist betrieblich in Gesenk 12 anaeardnet, iiicijei ein Teil des Rohlings 14 axial sufuierts wnn der flachen obersten Fläche IG des Gesenks 12 versteht. Der Schrauhenrohlin^ 14 ist aus einem einfacnen zylindrischen .iahlinrvorgeformt, der aus geeigneten atannennaibzeuc durch Einführen in die stauchmaschine, Abscheren und Einführen in den Hohlraum des Gesenks 12 mit herkömmlichen Vorrichtungen an der Stauchpresse hernestellt wurde. Der Vorforir;schritt ist nach dem Stand der Technik üblich und erfclnt, indem man einen herkömmlichen federbelasteten Stauchstempel 17 uie den der Fiq. 1A auf den einfachen Rohling im Gesenk 12 aufschläot. Obgleich man für die Verfahrensschritte der ,.rfindung bevorzugt van einem vorgeformten Rrhlinn uie dem Schraubenrahlinn ^ ausneht, um zu vermeiden, daß der Hopf im Bereich seiner kegelstumpffürminen Seitenflächen reißt, lassen sich die Verfahrensschritte nach der vorliegenden Erfindung auch ausführen, inden; man von einem einfachen zylindrischen Hohlinn

709819/08ÖQ

- 9-

Λζ

ausgeht.

Der Rohling 1^ kann aus irgendeinem stauchbaren Metall bestehen - beispielsweise Stahllegierungen, Titan, IncDnel usui. Handelt es sicli um einen Btahlrohlino, lassen die beiden Jtauchschritte der Erfindung sich als Haltstauchen durchführen. Gesteht der Rahlinr- 1^ aus Titan, Incanel oder einem anderen derartinen Werkstoff, führt man die Stauchschritte nach der Erfindung vorzugsweise als Warmstauchen mit Heizeinrichtunpen und Arbeitsternperaturen durch, die aus dem Stand der Technik bekannt sind.

Der Hohlraum des Stauchgesenks 12 weist eine keqelstumpffürmine Hopfbildungsvertiefung 18 an der l'ündung in der flachen Abschlußfläche 16 des Gesenks sowie eine das Ende ausbildende Bohrung Zo im unteren Teil des Gesenks 16 auf, die den Durchmesser zum Gewindewalzen auf dem freien Ende des zu formenden Teils restlegt. Weiterhin befindet sich zwischen der Vertiefung 18 für die Kapfbildung und der Bohrung 2o für die Bildung des Teilendes eine gesenkte Bohruna 22 zur Ausbildung des Schaftes. Der anfännlich einfach zylindrische Rohling sitzt auf einer Ringschulter Zk zwischen der Senkbohrung 22 und der Bohrung 2o auf, bevor er durch Aufbringen des federbelasteten Stauchstempels 17 der Fig. 1A zu dem Rohling Ik vorgeformt wird.

Die Fig. 1 bis k, 6A und 6B zeigen die Einzelheiten dEs Aufhaus des ersten Stauchstempels 1d. Der erste Stauchstempel 1a hat eine flache Hauptschlagfläche 2fi, die der Hauptkopffläche des fertigen Befestigerteils entspricht, bei dem es sich in dem dargestellten Beispiel um eine Senkkopfschraube mit flacher Hopfoberfläche handelt. Hat die Hauptkopffläche des fertigen Befestigerteils eine andere Gestalt, muß die Hauptschlagfläche des fertigen Befestigerteils eine andere Gestalt, muß die Hauptschlagfläche des ersten Stempels entspre-

709819/0800

1(0

chenri reHndert

Είπε schlitzbilriendE Rippe 25 steht axial aus der flachen Ha;.!ptschlanflache Zuvor. Diese schlitzbildende Rippe 2G hat eine Unterfl£Lhe 3d, die in RippenlfiP.nsrichtunn bapenfürmin riEführt ist, wobei die bogenförmig gekrümmte Unterflache 3d an beiden Enden an Stellen in die flache Hauptschlaofläche 25 übergeht, die die Enden 32 der Rippe 20 bilden. Die Rippe ist also konvex, wobei die größte Tiefe am Mittelteil lieat und sie zu ihren Enden 32 hin flacher udrd. Die L'nterfläche 3n der schlitzbildenden Rippe 28 weist vorzuosweise auch eine Gerinne konvexe Querkrümmuno auf, wie sie die Zeichnunnen zeigen; die Querführunq der Unterfläche 3o der Rippe kann jedoch auch gradlinig sein.

Die Seitsnwände 34 der schlitzbildenden Rippe 28 sind gradliniq und parallel in der Längsrichtung des Stempels 1o und in Länasrichtunq der Rippe 28 konkav gekrümmt, so daß die Rinpe 2ß seitlich auswärts zu ihren Enden 32 von einem verhältnismäßig schmalen Mittelteil sich zu verhältnismäBio breiten Endteilen aufuieitet; hierbei handelt es sich um die sogenannte Schmetterlingskonfiguration ("boLJtie configuration").

Ein Paar passender konkaver Taschen 3G mit elliptischer Gestalt ist in der flachen Schlagfläche 26 des Stempels 1o unmittelbar an den gegenüberliegenden Seitenuänden 3k der Rippe 28 vorgesehen. Diese elliptischen konkaven Taschen 36 verlaufen über die gesamte Länge der Rippe 28 und haben ihre größte Tiefe in Rippenlängsrichtung etua in der Mitte der Rippe 28 und verlaufen aufwärts gekrümmt zur Schlaoflache 26 des Stempels 1o an den Enden 32 der Rippe 28. Die : konkaven Taschen 36 sind über ihre Länge am tiefsten an der Wurzel 38 der Rippe ; 28, wie am bEsten in der Fig. 6B zu sehen ist, und verlaufen gekrümmt vnn der ; Wurzel 38 der Rippe seitlich nach außen zu den gekrümmten Lbergangslinien 39

709819/0800

- -je -

an der flachen Schlagfläche 26. Diese -elliptischen konkaven Taschri 36 nehmen die entsprechenden Materialwulste des Rohlings lh im ersten Stauchschlag auf und stellen nach dem zweiten Stauchschlan durch einen zweiten Stauchstempel, wie im folgenden beschrieben, das Überhangrnaterial des unterschnittenen Schlitzes des fertigen Befestigers dar.

Ein Paar Wulste ka zur Bildung von Vertiefungen steht aus den Taschen 36 entlang den Seitenwinden 3k der Rippe 2Q in Längsrichtung am mittleren Bereich der Rippe 28 Lind der Taschen 3S vor. Die Liulste ko stehen axial zum Stempel 1o aus dem tiefsten Bereich der konkaven 36 etwa unter der flachen Schlanfläche 26 des Stempels 1a vor und formen in den Zwischen- Dder teilweise geformten Befestigerteil, der sich beim ersten Stauchschlaa ergibt, und den fertigen Befestiger, der sich beim zweiten Stauchschlao ergibt, eine Herbe ein, wie im folgenden zu beschreiben sein wird.

Das erste Stauchstempel 1o ist weiterhin mit Kennmarkierungen kZ versehen, die aus der flachen Hauptschlagfläche 26 vorstehen und entsprechende Hennmarkierungen in dem mit dem ersten Stauchschlag hergestellten Zwischen- oder teilgeformten Befestigerteil erzeugt, die nach dem zweiten Stauchschlag auch auf dem fertigen Befestiger erhalten bleiben, wie im fallenden beschrieben.

Der Zwischen- oder teilgeformte Befestigerteil ist mit "kk" bezeichnet und in den Fig. 2, 3, 5, 7A, 7B, B und 5 zu sehen. Der Zwischen- oder teilgeformte Befestigerteil kk wird in einem ersten Stauchschritt gebildet, in dem in der □tauchvorrichtung der erste Stempel 1o einen ersten Stauchschlan auf den Rohling Ik aus der in Fig. 1 nezeigten Stellung ausübt, in der der erste Stauchstempel Ία axial uon öem Stauchgesenk 12 beabstandet liegt, in die Stellung

"709819/0800

der Fin. 2 und 3, in der der erste Sterine! 1o aus dem Gesenk 12 aufsitzt, ujobei die Hauptschlanfläche 2b des Stempels 1a flach auf der Fläche 1c des Gesenkeauflicnt. Dieser erste Stauchschian ntauch.; rinn oberen Teil des riohlinnc? 1'; sg, da³ nich der Hopf 46 auf dem Zwischenteil 44 ausbildet, der die Vertiefunn 1i; irr. Gesenk 12 ausfüllt. Uor dem ersbnn Stcuchschlan nach der Erfindunn war der mittlere Teil des Rohlings 14 bereits in l/orfnrmschritt mit dem ferierbelaGteten Sterine! 17 so nesteucht üiarden, üsP. sich der Schaft 4c des Zwischenteils 4'i ausbildete, der die Se^khahrunn 22 des Gesenks 12 füllt, und der urtere Inriteil des FtDh] inps in die Gchr'-'nr 2a des Gesenks ausnepreDt wurde, um den ver/jünoten Endtsil 5a des Zwischenteils 44 mit dem für das ueujindeuiaizen erforderlichen Ausnancisdurchnissser zu versehen. Ueruentiet r.ian einen einfachen zylindrischen Rahlinn ohne den l/orfarmachritc, formt der erste ütnuchschlan der Erfindunn den r.itteiteil des rtahlinrs zum Schaft 4G und preist den unteren Teil des Rohlinns zu den verdünnten Endteil 5o des Zwischenteils 44 aus.

Die konstruktiven Einzelheiten des Kopfes 4:j des Zwischen- ader teiir-eforrnten Befestinerteils 44 sind am besten in den Fin. 5, 7A, 7B und S zu erkennen, wobei die aufwärts newandten Teile des Kopfes 4.S spienelbildlich zu den abwärts net'jandten Teilen dar ächlanfläche des ersten 3tauchstempels 1d kornnierrenLOr sind. Der Hopf 4G des ZwischsnbefEstinerteils hat also eine flache hauptfläche 52, die der flachen Hauptschlsnflüche 2a des Stempels 1o entspricht. Der Kopf 4f des Zwischenteils weist einen einneFormten Schlitz 34 auf, der komplementär zu der schlitzbildendsn Ripoe 22 auf dem ätenpai In iüis^Gbildet ist, wobei der Schlitz 54 eine konkav/E üodenflache 56 aufweist, die in Längsrichtung des Schlitzes gekrümmt ist und die flache Hauptkopffläche 52 an den Schlitzenden 5G schneidet. Der Schlitz 54 weist auch vorzugsweise, aber nicht unbedingt, in Querrichtung eine Γ]ΕΓΪπς-Ε kcnkave Krümmung auf, die der auf der schlitzbiidenden Rince 25

709819/0800

ntspricht.

Der Schütz 5k weist BEitenuände Gd auf, die zu den Seitenujhnden 3k der schlitz bildenden Rippe 28 komplementär verlaufen, unbei die Seitenwinde Ga des dchlit-ZES, UJiE am besten in den Fiq. 7A und 7B gezeigt, in Längsrichtung des Schaftes des ZudschEnteils gradlinig und, wie am besten in Fig. 5 oezeigt, in Längsrichtung des Schlitzes 5k gekrümmt sind, sg daß der Schlitz 5k sich seitlich nach auSen zu seinen Enden 5E hin van einem verhültnismäSin schmalen Mittelteil zu verhältnismäßig breitEn EndtEÜen zu einer SchmettErlingskanfinuration auritet.

Ein Paar sliiptlschEr Wulste stEhen aufwärts aus der flachen Hauptfläche 52 des Hüpfes kS unmittelbar an den negenüberliEgEnden Seiten des Schlitzes 5k vor. Diese elliptischen Wulste 62 sind aus dem TEilmaterial ausgebildet, das in die entsprechenden konkaven Taschen 36 des ersten Stempels 1o eindringt. Die elliptischen Wulste 62 haben innere, entrpgennesetzt gewandte Kanten, die im wesentlichen von den Seitenwanden 6o des Schlitzes 5k gebildet uierdsn, wie am besten in den Fig. 7B und G ersichtlich, wobei die Seitenuiände 6o nach oben über die flache Hauptfläche 52 des Kopfes 6^ hinaus VErlaufen und an den linien rürminen Schnittstellen 6^ zu den oberen elliptischen FlächEn des Wulstes 62 enden. Die Wulste 62 krümmen sich also van ihren hüchstlienenden Punkten entj.anr den Jchnittstellen bzuj. Übernannsstellen Sk mit den Seitenuiünden 6a seitlich nach unten zu Gekrümmten Schnitt- bzw. übergannsstellen zur flachen Hopf- , fluche 52. Die elliptischen Wulste 62 sind in der Längsrichtunn des Schlitzes 5k lannnestreckt und uiEisEn die nleiche Länoenausdehnunci uie dis SEitenujände ι 6o des Schlitzes 5k auf.

Ax'nl ii!iv:.tin relativ zur Lännsachse des ZujischenbefestiqertEils kk ist eine

709819/0800

v/arc]efornite Herbe 66 varoesehen, die komplementär zu den kerbbildenden Wulsten kn auf dem Stempel 1o liep.t. Diese vor geformte bzuj. Zwischenkerbe 66 überspannt den Schlitz 5h, v/erschiebt einen Teil des Materials in den Mittelteil der elliptischen Wülste 62 und verläuft abwärts in den Hüpf 46 am Schlitz 5k unter die Ebene derflachen Hopffläche 52.

Teilkennzeichen 68 sind in die flache Hauptfläche 52 des Hopfes k6 eingelassen; sie sind von den komplementären Hennzeichen kZ auf dem Stempel 1o einneprägt morden. Diese Hennzeichen 68 im Zwischenbefestigerteil hh bleiben beim Stauchschlag im zweiten Stauchschritt ungestört und liegen daher auch im fertigen Befestigerteil vor.

Die Fig. 9 bis 11 zeigen den zweiten Stauchschritt. Nachdem der Zwischen- oder teilgeformte Befestigerteil kk im ersten Stauchschritt hergestellt worden ist, bleibt der Zwischenteil kk im Gesenk 12, damit der zweite Stauchschritt erfolgen kann. Als Vorbereitung zum zweiten Stauchschritt wird also der zweite oder Endstauchstempel 1oa axial beabstandet zum Gesenk 12 und Zwischenteil kk ange- ; ordnet, wie in Fig. 9 gezeigt. Der zweite Stempel 1oa weist eine Schlagfläche ^; 26a auf, die vollständig flach ist - mit Ausnahme des mittigen Herbwulstes

:

- if Da, der die Herbe ausformen kann, die im ersten Stauchschritt begonnen worden ,

war. Falls die Führung durch eine Herbe für das vollständige fertige Teil nichtj j gewünscht ist, können die Wulstabschnitte ^o auf dem ersten Stauchstempel 1a

und die Wulste 4oa auf dem zweiten Stauchstempel 1oa fortgelassen werden. In diesem Fall ist die Schlagfläche 26a des zweiten Stauchstempels 1oa eine vollständige flache Schlagfläche.

Der zweite Stauchschritt besteht einfach aus der Aufbringung eines zweiten

709819/080Q

Stauchschiaas auf die Oberseite des Zwischen- bzw. teilneformten Befestigerteils 44 durch die Schlagbewegung des zweiten Stauchstempels 1oa aus dessen beabstandeter Lage in Fig. 9 in die Aufschlaglage in Fin. 1α, wo die flache Schlagfläche 26a des zweiten Stauchstempels den Oberteil des Befestigerteils abflacht und flach auf der flachen oberen Fläche 16 des Gesenks 12 aufsitzt. Der Kerbuiulst 4oa vervollständigt dann die Herbe im axial mittigen Bereich des Kopfes dieses- Teils.

Der fertige Befestigerteil 44A am Ende dieses zweiten Stauchschritts ist am besten in den Fig. 12 bis 16 dargestellt. Der Kopf 46a des fertiqen Befestigerteils 44a hat nun eine vollständig flache Oberfläche 52a, die komplementär zu der flachen Schlagfläche 26a auf dem zweiten Stauchstempel 1oa ausgebildet ist. Wenn der zweite Schlag aufgebracht wird, wird die vorbestimmte Menge des aufgestauchten Materials in den elliptischen Wülsten 62 entlang den Seiten des Schlitzes 54 des Zwischenteils 44 in den Kopf 46a hinuntergedrückt und zu seit-· liehen Wülsten in den Seitenwänden 6oa des Setzschlitzes 54a des fertigen Befest igertails 44a geformt. Diese seitlichen Wülste in den Seitenwänden 6oa lie-i ^; gen über der Bogenflache 56a des Setzschlitzes 45a und weisen die gleiche : Längsabmessung wie der Schlitz 54a zwischen den Schlitzenden 5Ba auf. Der Kerb-j • wulst 4oa auf dem zweiten Stempel 1oa steht nach außen aus der flachen Schlag-j S fläche 26a des zweiten Schlagstempels weiter vor als die Wulstabschnitte 4o j j über die entsprechende Schlagfläche 26 äee auf dem ersten Stauchstempel 1o, so daß der Wulst 4oa auf dem zweiten Stauchstempel 1oa ebenfalls Material abwärts in den Hopf 46a drückt, der seitlich zu kontinuierlichen mittigen Teilen der seitlichen Wülste in den Seitenwänden 6oa des Setzschlitzes 54a geformt wird. Auf diese Weise verlaufen die seitlichen Wülste der Seitenwände 6oa des Setzschlitzes durchgehend und ununterbrochen über die gesamte Länge des Setz-

709819/0800

Schlitzes 54a, so dafä der Setzschlitz 54a über seine gesamte Lance zwischen seinen Enden unterschnitten ist.

Die elliptische Konfiguration des aufgestauchten flaterials der LJülste 62 auf dem Zwischenbefestigerteil 44 ergibt, daB beim zweitsn Stauchschlag durch dsn Stauchstempel 1oa die seitlichen ulülste in den SeitenwändEn Soa dss fsrtigen Befestigerteils 44a konvex aeboqEn wsrden, dies in Schnitten guer zum Setzschlitz 54a und allgemein längs zur Längsachse des Fertigen Befestigerteils 44a oEsehen, wie in Fig. 13, 14 und 16 der Zeichnung dargestellt. Diese ausgewülbtE Konfiguration der Seitenwände Boa des Setzschlitzes 54a ist dahingehend wichtig, daß sie eine vergrößerte BErührungsflächs zwischen Setzwerkzeug und Schlitz ergibt, wie in Fir. 15 dargestellt. Ein typisches Hcchmomentsetzwerk-ZEug, wie es in Fig. 16 gezeigt ist, weist eine Klinge 72 mit Seitenflächen 74 auf, die konkav bzw. schalenartig ausgefräst sind.

Die allgemein komplemEntärs Zuordnung diEser konkaven SEtzklingenseiten 74 zu den konvexsn unterschnittenen Wülsten in den Seitsnwänden 6oa des Setzschlitzes 54a des fertigen Befestigerteils ergibt eine Verteilung der Setzkräfte über einen erheblichen Bereich des Kopfes 46a des Be^Festigers 44a. Wie in Fig. 16 ersichtlich, weisen die Seitenwände 6üa eine größere Krümmung (kleineren Radius) als die ausgenommenen Seitenflächen 74 der Setzklinge auf, so daß jede scharfe linien- oder punktförmige Berührung während des Setzens des Befestigers vermieden ist. Die Seitenwänrie Soa des Setzschlitzes 54a krümmen sich am Boden 56a des Schlitzes zu einem größeren Winkel zur Längsachse des Befestiners (beispielsweise 1o^D) auswärts als der maximale Winkel der Seitenflächen 74 des Setz-· werkiszeuges relativ zur Längsachse des Sstzwerkzeugs (beispielsweise 9°), womit ; eine linien- oder Punktberührung nahe dem Boden des Schlitzes vermieden ist. :

709819/0800

Demgegenüber legt sich das Setzuierkzeui] an cüe geraden Setfcenuänrie eines herkömmlichen gefrästen unterschnittenen Schlitzes, hei denen der Unterschnittuiinkel (beispielsweise 1o ) größer als der uJinkel der Seitenflächen des Setztjerkzeugs (beispielsweise 9°) ist, punkt- bztj. linienförmig entlang den oberen Kanten des ausgefrasten Schlitzes an, uias irn Hopf des Qefestigers unerwünschte Spannungskonzentrationen ergibt.

Ein uesentlicher Vorteil des einfachen zweistufigen Stauchverfahrens nach der vorliegenden Erfindung für die Herstellung eines unterschnittenen Befestigerschlitzes ist im Vergleich zu dem herkömmlichen Fräsverfahren zur Herstellung eines untGrschnittenen ßefestinerscnlitzes, daß das vorliegende Verfahren eine kontinuierliche ununterbrochene Harnstruktur im hopfmetall beizubehalten gestattet, was einer Defestigerkopf mit größerer Festigkeit und Stärke ergibt als bei herkömmlichen Köpfen, bei denen beim Einfrasen der Unterschneidung in die Seitenujände des Schlitzes das Korngefüge unterbrochen und zerschnitten ujird.

Die sichere Auflage der Klinge des Setzujerkzeugs auf der Wölbung des unterschnittenen Schlitzes in einem fertigen Befestigungsteil nach der vorliegenden Erfindung ergibt zusammen mit der verbesserten Festigkeit des Kopfes gegenüber herkömmlichen Befestigern mit unterschnittenen Schlitzen eine wesentlich bessere Setzbakeit der Befestiger nach der vorliegenden Erfindung.

'. Es uird auffallen, daß die Unterschneidung im Setzschlitz 5^a des fertigen Befestigerteils kUa über die gesamte Schlitzlänne verläuft, auch einschließlich

, dessen Hittelteil, während bei herkömmlichen gefrästen Schlitzen die Unter-

^! schneidung nur zu den Endabschnitten hin, nicht aber im Mittelteil vorliegt.

709819/0800

-Vl-

Dadurch entstehen im Vergleich mit den ausgefrästen Teilen nach dem Stand der Technik stärkere, weil weitergehend kontinuierlich überhänqende Materialteile über den Unterschneidunqen in der vorliegenden Erfindung. Während die Tiefe des Materials in diesen überhänoenden Materialteilen, die die Unterschneidunnen bilden, im f-littelbereich durch die Herbe 66a der vorliegenden Erfindung leicht verrinnert ist, verlaufen doch die überhängenden Materialteile, die hier die Unterschneidungen bilden, auch über den Bereich der Herbe 66a, uie sich in den Fin. 12, 13 und 16 erkennen läßt.

Nachdem der Befestigerteil kka mit einem zweiten Stauchschlag fertiggestellt worden ist, wird der zweite Stauchstempel 1oa von dem Teil und vom Gesenk 12 abgezogen und das Teil aus dem Gesenk 12 durch einen herkömmlichen Auswerfstift (nicht gezeigt) durch die Bohrung 2o des Gesenks 12 gegen das untere Ende des fertigen Teils ausgestoßen. Das Teil wird dann wärmebehandelt und man walzt die Gewindegänge auf des verjüngte Schaftende 5o des Teils auf. Mit dem zweistufigen Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist kein abschließendes Entgraten oder Abschleifen mehr erforderlich.

Während die Erfindung insbesondere unter Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform derselben dargestellt und erläutert worden ist, ist dem Fachmann ersieht- . lieh, daß sich an der Farm und den Einzelheiten der Darstellung Änderungen ^;

! durchführen lassen, ohne den Umfang und Grundgedanken der Erfindung zu verlas- ι

i !

ί sen. I

709819/0800

Claims

Patentansprüche

1.1 V/erfahren zur Bildung eines unterschnit-

tenen Schlitzes im Kopf eines üefestigers, dadurch gekennzeichnet, daß man einen ersten Stauchstempel auf den Kopf aufbringt, um eine Hauptkopfflache mit einem unter diese vertieften Schlitz und einem einzelnen üJulst Material auszubilden, der aus der Oberfläche beiderseits des Schlitzes aufwärts vorsteht, und einen zweiten Stauchstempel auf den Hopf aufbrinot, um die Haterialuiülste in den Hopf unter die Ebene der Fläche einzudrücken, Material des Kopfes seitlich zu verschieben und zu einer einzigen seitlichen Ldulst in jeder Seite des Schlitzes zu formen und sn eine unterschnittene Schlitzkünfiguration zwischen den seitlichen Wülsten herzustellen.

Z. Verfahren zur EJildung eines unterschnit- ■

ι tenen Schlitzes im Hüpf eines Befestigers nach Anspruch 1, dadurch pekenn- ,

zeichnet, daß man den ersten und den zweiten Stauchstempel auf den Hopf in einem ersten bzw. zweiten Kaltstauchschritt aufbringt.

3. Verfahren zur Dildunq eines unterschnit-

709619/0800

tenen Schlitzes im Kopf eines .-efestinErs n^ch Mnsnruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB man den ersten und den zweiten Stauchstarnel nur den Hopf in einem ersten bzw. zweiten Jarmstauchschritt aufbrinnt.

h. Verfahren zum Bilden einen unterschnit-

tenen Schlitzen im Hopf eines Lief estiners nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man ^:eden der aufwärts vorstehender, hülste mit dem ersten Stauchstempel entlann im wesentlichen der nesamten L-^nce der ieweilinen Selbe .des Schlitzes und jeden der seitlichen hülste entsnrechend mit dem zweiten Stauchstempel entlang im wesentlichen der gesamten Länne der ieueilicen Seite des Schlitzes ausbildet.

5. Verfahren zum Uilden eines unterschnit-

tenen Schlitzes im Knnf eines Befestiners nach Anspruch 1, ?., 3 nder 4, dadurch gekennzeichnet, daß j'eder der aufwärts vorstehenden Katerialwülste mit den ersten .jtauchstemoei zu einer allgemein alliotischen Fionfinuratinn geformt uird.

5. l/erfahren zlt Oildunr; eines unterschnit-

tenen Schlitzes im Kopfe eines Befestigers nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der seitlichen hülste seiner ,ieLüeiliaen Schlitzseitenuand eine Konfiguration erteilt, die in Richtung vom Boden zur Oberkante des Schlitzes konvex gewölbt ist.

7. l/erfahren zum Bilden eines unterschnit-

tenen Schlitzes im Kopf eines defestigers nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daS man den Schlitz mit dem ersten Ltauchstempel in einer "Schmetterlings"-Kanfiguration ausbildet, bei der die Seitenujände des

709819/0800

Schlitzes in dessen Hittelbereich einander am nächsten liegen und zu den Schlitzenden hin sich seitlich aufweiten.

S. Verfahren zur Bildung eines unterschnit-

tenen Schlitzes im Hopf eines Befestigers nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schlitz mit dem ersten Stauchstempel mit einem Boden versieht, der in Lännsrichtung des Schlitzes konkav gekrümmt ist.

Ό. Verfahren zur Bildung eines unterschnit-

tenen Schlitzes im Kopf eines Sefestigers nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daP. man mit dem ersten oder zweiten Stauchstempel auch Teilkennzeichen in die Hauptkapffläche einoräqt.

10. Verfahren zur Bildung eines unterschnittenen Schlitzes im Kopf eines üefestipers nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die Teilkennzeichnung mit dem ersten Stauchstempel in die j Hauptkopffläche seitlich beabstandet van den aufwärts vorstehenden Wülsten einprägt.

11. Verfahren zur Bildung eines unterschnit·- tenen Schlitzes im Kopf eines Befestigers nach einem äer vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man mit mindestens einem der beiden Stauchstempel eine Kerbe in den Kopf einformt, die in dem Schlitz an dessen Mitte übergeht.

12. Verfahren zur Bildung eines unterschnit-·

709819/oaOO

tenen Schlitzes im Hapfe eines Befestigers nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Herbe im Kopf mit dem ersten und dem zweiten Staubstempel ausbildet.

13. Verfahren zur Bildung eines unterschnittenen Schlitzes im Hopf eines Befestiqers nach Anspruch 11 ader 12, dadurch
gekennzeichnet, daß man mit dem ersten Stauchstempel die Herbe mindestens teilueise in das Material der aufuärts vorstehenden Wülste elnfürmt.

14. Verfahren zur Bildung eines unterschnittenen Schlitzes am Hcpf eines Befestigers nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man mit dem ersten Stauchstempel die Hauptkapffläche zu einer flachen Gestalt formt.

15. Zwischen-Befestigerteil, gekennzeichnet ι

. i ; durch einen Hopf, in den in einem ersten Stauchschritt ein Schlitz eingeformt

j ist und bei dem der Schlitz in einem zweiten Stauchschritt mit einer Unterschnei·

dung versehen werden kann, wobei der Hopf des Zwischenteils eine Hauptkopffläche mit unter diese eingelassenem Schlitz sowie einen einzigen Materialwulst
aufweist, der aus der Fläche beiderseits des Schlitzes vorsteht und während des zweiten Stauchschritts die Wülste in dem Hopf unter die Ebene der Fläche eingedrückt werden können, um in den Seitenwänden seitliche Wülste auszubilden, die
dem Schlitz eine unterschnittene Honfiguration erteilen.

16. Ztdischen-Befestigerteil nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, daß die aufwärts vorstehenden Wülste sich über im wesentlichen die gesamte Länge des Schlitzes erstrecken.

17. Zmischen-Befestigerteil, nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der aufwärts verstehenden Wülste -allgemein elliptisch gestaltet ist.

18. Zuiischen-Befestigerteil nach Anspruch 15, 16 ader 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz in einer Schmetterlingskc-nfiguration ausgeführt ist, bei der die Seitenwände des Schlitzes im Mittelbereich des Schlitzes einander am nächsten liegen und zu den Schlitzenden hin seitlich sich aufueieten.

19« Zuiischen-Befestigerteil nach Anspruch

15, 16, 17 üder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz am Baden in Schlitzlängsrichtung konkav gekrümmt ist.

20. Zuischen-Befestigerteil nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß im Hopf eine Herbe vorgesehen ist, die etuia in der Mitte des Schlitzes mit diesem in Verbindung steht, wobei die Kerbe sich mindestens teilweise im Material der aufwärts vorstehenden Wülste befindet.

21. Zuischen-Befestigerteil nach einem der Ansprüche 15 bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkopffläche flach ist

22. Zuischen-Befestigerteil nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkopffläche mit vertieften Teilkennzeichen versehen ist.

23. Befestigerteil, gekennzeichnet durch

700819/0000

εϊπεπ Kopf mit einem unterachnittenen Schlitz, wobei die Unterschneidung durch eine einzige seitliche üJulst in jeder der Seitenuiände des Schlitzes nEbildet ist.

24. Befestigerteii nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen iiJülste im mesentlichEn über die nssarnte Länge des Schlitzes verlaufen.

25. Befestigerteii nach Anspruch 23 oder

24, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Wülste den jeueilinen Schlitzseitenuänden eine Konfiguration erteilen, die vom Bodsn zu den überkanten konvex qetjälbt ist.

25. Befestioerteil nach Anspruch 23, 24 ader 25, dadurch gekennzeichnet, daS der Schlitz eine Schmetterlincskanfiguration aufideist, bei der der Schlitz in seiner Kitte am engsten ist und sich zu den Enden hin weitet.

27. BefEstiger nach Anspruch 23, 24, 25 oder

2S, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz einen in Schlitzlängsrichtunn konkav gekrümmten Boden aufmeist.

! 28. Verfahren zur Bildung eines untersehnrtn

! tenen Schlitzes im Hopf eines Eefestiners, ujie im wesentlichen hier unter 3e-

zug auf die Zeichnungen beschrieben.

29. Zujischen-Befestigerteil, uie im uiesent-

709819/OSOö

lichen hier unter Bezug auf die beiqefüpten Zeichnungen beschriEben.

3c. Befestigerteil, uiie im uesEntliehen

hier unter Bezug auf die bEiqefugtsn Zsichnungen bEschrieben.

709319/0800