DE69609687T2

DE69609687T2 - Verfahren zur Herstellung eines Befestigungselements mit an einem Gewinde versehenen Nuten

Info

Publication number: DE69609687T2
Application number: DE69609687T
Authority: DE
Inventors: Robin W. Elcock; John A. Louw; Albert K. Yamamoto
Original assignee: Fairchild Holding Corp
Current assignee: Huck Patents Inc
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1996-08-23
Publication date: 2001-03-29
Anticipated expiration: 2016-08-24
Also published as: US5716280A; US6050886A; JPH09207028A; DE69609687D1; EP0770453A3; JP2007292317A; EP0770453A2; US5906537A; EP0770453B1; US6015351A; JP2009101512A

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Schrauben.
Die ehrwürdigen Schraubverbinder bestehen aus einer Mutter und einem Schraubenbolzen. Die Mutter weist innere Gewindegänge auf, die auf äußere Gewindegänge eines Bolzens geschraubt werden. Oberflächen der Mutter und des Gewindebolzens sind zum Aufnehmen von Schraubenschlüsseln ausgebildet, über deren Bedienung die Befestigungselemente mit einem oder mehreren Teilen fest zusammengefügt werden. Im Allgemeinen ist der Gewindebolzen auch als Gewindestift benannt.
Viele Umgebungen, in denen Befestigungselemente verwendet werden, erfordern eine hohe Integrität und Festigkeit der Befestigungselemente. Befestigungselemente müssen Lasten entlang einer Längsachse und quer zu der Achse tragen. Insbesondere wenn Befestigungselemente mehrere Bleche zusammenfügen und die Bleche in ihren Ebenen mit verschiedenen Lasten belastet werden, neigen die Bleche zu einer relativen Verschiebung gegeneinander. Befestigungselemente, die durch beide Bleche gesteckt sind, werden durch Scherung belastet, um die relative Verschiebung der Bleche zueinander zu verhindern. Axiale Belastungen entstehen durch das Klemmen der Bleche zwischen dem Kopf des Gewindestifts auf der einen Seite der Bleche und der Mutter auf der anderen Seite der Bleche.
Häufig wird von Befestigungselementen gefordert, daß sie in Umgebungen mit Torsion unter Bedingungen beansprucht werden, unter denen Ermüdungsbrüche auftreten können.
Ein naheliegend wünschenswertes Merkmal von Befestigungselementen ist, daß sie sich nicht lösen, ausfallen oder auf andere Weise einen Servicefall verursachen. Viele verschiedene Vorrichtungen sind verwendet worden, um Schraubenköpfe und Gewindestifte zusammenzufügen. Eine Möglichkeit zum Verbinden der Mutter mit dem Gewindestift ist das Deformieren des Gewindes der Mutter, so daß sie mit radialem Druck gegen das Gewinde des Gewindestifts drückt. Bei diesem Verfahren ist der Widerstand gegen Aufschrauben rein Reibung. Die Gewinde sind gewöhnlich durch eine Fertigungseinrichtung deformiert, aber auch die Deformation über den gesamten Bereich ist angewendet worden.
Es ist auch höchst wünschenswert die axiale Last zu kennen und zu steuern, mit der das Verbindungselement belastet wird, wenn das Blech zusammengehalten wird. Die axiale Last korreliert mit der Reibung der Mutter beim Aufschrauben auf einen Gewindestift. Wenn die Reibung beim Schrauben zunimmt, steigt die axiale Last und das erforderliche Drehmoment, um die Mutter zu drehen. Diese Beziehungen sind bei entwickelten Verbindungselementen verwendet worden, um vorgegebene axiale Belastungen zu erhalten.
Bei einem Befestigungselement des Stands der Technik ist ein Bereich der Mutter zum Aufnehmen eines Schraubenschlüssels ausgeführt, welcher über eine Sollbruchstelle mit dem Hauptteil der Mutter verbunden ist, die bei einem vorgegebenen Drehmoment der Vorrichtung abgestimmt auf die gewünschte axiale Last bricht. Die Merkmale einer verformbaren Gewindeverbindung und einer Mutter mit einer Sollbruchstelle als axiale Lastkontrolle sind in einer Mutter zusammen ausgeführt worden. Bedauerlicherweise weist diese Kombination Mängel auf. Eine Gewindeverbindung, die durch Deformation des Schraubenkopfgewindes erhalten wird, ist in einer Fabrik oder im Feld verwendet, bevor die Mutter auf den Gewindestift geschraubt ist. Daher schraubt sich die Mutter nicht frei auf dem Stift. Dies macht das Schrauben der Mutter auf den Gewindestift etwas schwierig. Schützende oder schmierende Überzüge auf dem Gewinde der Mutter zum Unterstützen des Schraubens kann zum Nachlassen der Widerstandsreibung bei Muttern mit dieser Art Gewindeverbindung zwischen den Gewinden der Mutter und des Gewindestifts führen. Wo die Kontrolle von Korrosion wichtig ist, wird ein kreisförmiger Streifen ungeschützten Metalls der Mutter als Sollbruchstelle generiert. Dieser Streifen ist nicht durch Korrosionsschutzmittel geschützt, wie bei der Herstellung der Befestigungselemente.
Ferner entstehen durch die Zweiteilung der Mutter einige Probleme. Indem der Bereich zur Aufnahme des Werkzeugschlüssels vom Gewindebereich der Mutter getrennt ist, erfordert ein Zusatzteil, das von der Umgebung entfernt werden muß, an der das Befestigungselement befestigt ist. Diese Art des Befestigungselements ist vergleichsweise teuer, weil es schwierig herzustellen ist und Maschinen in entsprechender Ausführung erfordert. Der Bereich der Sollbruchstelle erfordert sehr enge Toleranzen, wenn kleine Schwankungen des Abbrechmoments erforderlich sind. Dieses Problem ist verbunden mit einem Verschleiß der Maschinenwerkzeuge, mit denen das Teil hergestellt wird, und auch weil der Sollbruchbereich eine elliptische Form erhält, nachdem die Mutter zur Vereinigung mit dem Befestigungselement durch das Merkmal des Schraubverschusses verformt wurde. Auch der Reibungswiderstand zwischen dem Abscherbolzen und der Mutter in einem Befestigungssystem mit einer vorexistierenden Schraubverbindung resultiert in einem weiträumigen Bereich axialer Bolzenbelastungen. Der weite Bereich von Lasten kommt vor, weil die Widerstandskraft erzeugt durch die verformten Gewinde in weiten Bereichen zwischen verschiedenen Befestigungselementen variiert und eine signifikante Komponente des Widerstands darstellt, welche den Fehler des Brechens des Sollbruchs beeinflußt. Deshalb variiert die axiale Belastbarkeit erzeugt durch das zu dem Sitz führende Drehmoment, bei der die Sollbruchstelle ausfällt, stark wegen der Schwierigkeit des Steuerns des exakten Widerstands zwischen der verformten Mutter und dem Gewindestift.
Bei einem zweiten Lösungsweg eines Verbindungssystems wird Gewindestift angewendet, der eine äußere Nut zur Aufnahme von verformten Muttermaterials aufweist. Die Mutter ist auf den Gewindestift zum Erhalten einer gewünschten axialen Belastung geschraubt und ist anschließend radial nach innen in die Nut verformt, so daß das verformte Muttermaterial durch die Wände der Nut zurückgehalten ist und eine Verbindung herstellt. Die Nut kann in Längsrichtung oder in Umfangsrichtung ausgeführt sein. Bei einer Ausführung solcher Befestigungselemente ist eine Mutter auf einen Gewindestift durch ein Setzwerkzeug geschraubt. Ein zweites Setzwerkzeug verformt radial die Mutter in das Gewinde des Gewindestifts, um eine Verbindung zu erreichen.
Um diese Problem zu lösen, offenbaren die US-Patentanmeldungen 4,260,005, 4,383,353 und 4,544,312, alle von Stancel, eine verbesserte Mutter und einen verbesserten Gewindestift. Die Mutter weist zum Verformen geeignete, externe Zapfen auf. Die Verformung der Zapfen führt zum Eintrag von Muttermaterial in eine axiale Bohrung der Mutter, so daß sich das eingetragene Material mit der Oberfläche des Gewindestifts verbindet, um eine verdrehsichere Verbindung zu bilden.
Der Gewindestift weist einen sich in Längsrichtung erstreckenden, an einem Kopf befestigten Schaft auf und eine Vielzahl kurzer gerundeter, sich in Längsrichtung des Schaftes erstreckender Nuten oder Rinnen. Jede Rinne ist bezüglich des äußeren Querschnitts konkav. Am dem Kopf gegenüberliegenden Ende des Schafts überschreiten durch Rollen geformte Gewinde die Nuten, um das innere Gewinde der Mutter zu erreichen. Während des Schraubens auf den Gewindestift dienen die sich in Längsrichtung erstreckenden Zapfen der äußeren Oberfläche der Mutter als drehende Oberfläche, auf die ein festspannende, tangentiale Last einwirkt. Wirkt eine vorbestimmte tangentiale Belastung oder ein Drehmoment ein, fallen die Zapfen durch radiale Kompression plastisch aus. Wenn sich die Zapfen plastisch deformieren, wird innen angeordnetes Material der Zapfen plastisch in die Rinnen verdrängt und stellt eine durch das verdrängte Material gebildete, feste Verbindung zwischen dem Schraubenkopf und der Mutter her.
Um einen Gewindestift zu erhalten, wird der Schaft des Gewindestifts mit einer gegebenen Form eines im wesentlichen regelmäßigen Polygons versehen, insbesondere sechseckig oder fünfeckig. Die Ecken zwischen den flachen Seiten sind abgerundet. Der Schaft des Gewindestifts ist anschließend rollend geformt, um ein Gewinde in den Schaft einzubringen, das die flachen Seiten des Schafts kreuzt. Der rollende Formungsprozeß verformt Material zum Bilden der Rinnen in den Ebenen. Die Bündel von Nuten werden durch radial nach außen ausgenommenes Schaftmaterial geformt.
Auf der Mutter hat jeder Zapfen eine konvexe Krümmung in radialen Ebenen und die Krümmungen der Zapfen sind zueinander gleich. Um auf einfache Weise einen Antrieb zum Festschrauben an der Mutter anzubringen, wird es vorgezogen, die Zapfen vorzugsweise in äquidistanden Winkelabständen zueinander anzuordnen, beispielsweise 120º. Ein Antrieb belastet die Zapfen mit einer tangentialen Komponente einer Kraft und einer Komponente der Kraft in Achsrichtung der Mutter.
Die Mutter ist frei auf dem Arbeitsteil des Gewindestifts schraubbar, bis die Mutter das Arbeitsteil koppelt. Daraufhin bildet sich der Widerstand bis die Zapfen unter radialem Druck einwärts ausfallen. Das Ausfallen tritt bereits nach einigen Winkelgraden auf und deshalb ist die Summe der axialen Belastung der zu befestigenden Struktur mit kleinen Abweichungen genau vorbestimmt. Mit dem Ausfallen der Zapfen dreht sich der Setzantrieb frei auf der Mutter und zeigt damit an, daß das Befestigungssystem verbunden ist. Daher ist die axiale Belastung ohne zerstörerische Prüfung steuerbar. Korrosionsschutzmittel und Schmiermittel haben keinen Einfluß bei dieser Verformung.
Die Befestigungselemente der oben genannten Patente sind daher relativ kostengünstig hergestellt, bei der Herstellung der Gewindestifte für diese Befestigungselemente treten jedoch einige Unwirtschaftlichkeiten auf. Das Vorformen des Schafts des Gewindestifts ist ein relativ teurer Prozeß, der ein die Produktion einer zylindrischen Gewindestiffform mit Einbringen einer gewünschten Anzahl von Ebenen an einem Ende des Gewindestiftschafts erfordert. Die Genauigkeit des Rollprozesses, die für das Herstellen der vorgefertigten Gewindestifte notwendig ist, ist beides, arbeits- und zeitintensiv. Dadurch steigen die Kosten der Gewindestifte. Nachdem die Ebenen in den Gewindestift geformt sind, ist der Gewindestift zum Einbringen des Gewindes auf den Gewindestift gerollt. Die Ebenen neigen dazu, das die Gewindestifte flattern und andererseits unregelmäßig zwischen den im Walzenformungsprozeß verwendeten rotierenden Gewindeschneidbacken rotieren. Die unregelmäßige Rotation der Gewindestifte in den Schneidbacken führt zu einer relativ hohen Ausschußquote und steigenden Kosten für die Gewindestifte.
Bezug wird auch auf die US-A-3,789,725 genommen, die eine selbstbohrende und selbstschneidende Befestigung offenbart, die durch rotierende Bearbeitung erzeugte Nuten aufweist.
Daher ist eine Reduzierung der erforderlichen Arbeit und Zeit zum Herstellen der Gewindestifte wünschenswert, um die Produktionsgeschwindigkeit zu erhöhen und die Herstellkosten der Gewindestifte zu reduzieren. Es ist ferner wünschenswert, den während des Walzenformungsprozesses erzeugten Ausschuß zu reduzieren, wodurch die Produktionskosten der Gewindestifte reduziert werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Im Rahmen diese Erfindung wird ein neues Verfahren zum Herstellen selbstverbindender Befestigungselemente vorgestellt, mit denen eine axiale Belastung einstellbar ist.
Das Verfahren umfaßt die im unabhängigen Anspruch 1 definierten Schritte.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist der Gewindestift geschmiert und wird an einer Zuführstelle in eine Niederhalte-Vorrichtung einer Trommelvorrichtung eingesetzt, wobei er zwischen einem Niederhalter und einer Aufnahmeausnehmung der Niederhalte-Vorrichtung gehalten ist. Die Trommelvorrichtung wird gedreht, bis die Niederhalte-Vorrichtung eine Schleifstelle erreicht und eine zweite Niederhalte-Vorrichtung die Zuführstelle erreicht. Die Trommelvorrichtung wird dann zeitweise angehalten, während ein zweiter Gewindestift in die zweite Niederhalte-Vorrichtung eingesetzt und durch die Niederhalte-Vorrichtung gehalten und der Gewindestift in eine Schleifstellung herunter geführt wird. Während sich der Gewindestift in der Schleifstellung befindet, bewegt sich eine Schleifvorrichtung hoch und herunter und schleift die Nuten beim Vorbeilaufen am Gewindestift heraus. Der Gewindestift wird danach hoch aus der Schleifstellung heraus befördert. Die Trommelvorrichtung wird wieder gedreht, bis die Niederhalte-Vorrichtung eine Ausgabestelle erreicht, die zweite Niederhalte-Vorrichtung sich an der Schleifstelle befindet und eine dritte Niederhalte-Vorrichtung sich an der Zuführstelle befindet. Die Drehung der Trommelvorrichtung wird wieder zeitweilig angehalten, während der Gewindestift von der Niederhalte-Vorrichtung freigegeben wird und aus der Niederhalte- Vorrichtung herausfällt, der zweite Gewindestift geschliffen wird und ein dritter Gewindestift in die dritte Niederhalte-Vorrichtung eingesetzt wird. Nachdem diese Arbeiten ausgeführt sind, wird die Trommelvorrichtung wieder gedreht bis eine vierte Niederhalte-Vorrichtung sich an der Zuführstelle befindet, die Niederhalte- Vorrichtung sich an einer Wartestelle, die zweite Niederhalter-Montagevorrichtung sich an der Ausgabestelle und die dritte Niederhalte-Vorrichtung sich an der Schleifstelle befindet. Die Drehung der Trommelvorrichtung wird wieder angehalten, während die gleichen Tätigkeiten an den Gewindestiften ausgeführt werden. Wenn der Gewindestift an der Ausgabestelle nicht aus der Niederhalte- Vorrichtung herausfällt, wird ein Ausstoßarm durch die Rotation der Trommelvorrichtung aktiviert und zwingt den Gewindestift aus der Niederhalte- Vorrichtung. Diese Arbeiten werden im wesentlichen simultan ausgeführt. Ferner werden diese Arbeiten im Rahmen einer Massenproduktion kontinuierlich wiederholt.
Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen erscheinen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in den verschiedenen Ansichten kennzeichnen.

Figurenbeschreibung

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines schematischen Schnitts einer 5-Spindel Schleifmaschine, die zwecks Klarheit vereinfacht worden ist;
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Fünf-Spindel-Schleifmaschine aus Fig. 1;
Fig. 3 zeigt eine partielle Ansicht der Ausstoßseite mit partiellem Querschnitt der Fünf-Spindel-Schleifmaschine aus Fig. 1 mit einer Schleifvorrichtung, einer Nockenvorrichtung und einer Trommelvorrichtung;
Fig. 4 zeigt eine partielle Querschnittsansicht der Zuführseite der Trommelvorrichtung der Fünf-Spindel-Schleifmaschine aus Fig. 1 mit der Zuführstelle und einem Schmiermechanismus;
Fig. 5 ist eine Darstellung, wie ein Gewindestift in einer Aufnahmeausnehmung eingesetzt wird;
Fig. 6 ist eine Ansicht der Ausgabeseite mit teilweiser Querschnittsansicht der Trommelvorrichtung aus Fig. 4, bei der Bereiche einer äußeren Hülle entfernt sind;
Fig. 7 ist eine teilweise Querschnittsansicht der Trommelvorrichtung aus Fig. 4 von oben zeigend eine Nockenschiene und eine Niederhalte-Vorrichtung mit durch die Nockenschiene aktivierten Stößeln;
Fig. 8 ist eine teilweise Querschnittsansicht der Trommelvorrichtung aus Fig. 4 von unten, die die Zuführspur und den Ausstoßarm zeigt;
Fig. 9 ist eine teilweise Querschnittsansicht der Trommelvorrichtung aus Fig. 4 entlang eines Schnitts an der Linie 9-9 in Fig. 8;
Fig. 10 ist eine teilweise Querschnittsansicht der Trommelvorrichtung aus Fig. 4 entlang eines Schnitts an der Linie 10-10 in Fig. 8;
Fig. 11 zeigt eine Ansicht auf die Leerstellenseite mit der Nockenvorrichtung;
Fig. 12 ist eine Ansicht auf die Ausgabeseite mit der Nockenvorrichtung;
Fig. 13 ist eine Ansicht auf die Schleifseite mit der Nockenvorrichtung;
Fig. 14 zeigt eine schematische Draufsicht, bei der Details zwecks Klarheit entfernt wurden, die eine für die anderen Schleifvorrichtungen typische Schleifvorrichtung und eine Montageplatte für die Schleifvorrichtung nach Fig. 3 zeigt.
Fig. 15 ist eine teilweise Seitenansicht der in Fig. 14 gezeigten Schleifvorrichtung, die einen schwenkbaren Einstellmechanismus der Basis zeigt;
Fig. 16 ist eine teilweise Seitenansicht der in Fig. 14 gezeigten Schleifvorrichtung, die eine Feststellschraube zum Fixieren der Einstellung des schwenkbaren Einstellmechanismus der Basis aus Fig. 15 zeigt;
Fig. 17 ist eine teilweise Querschnittsdraufsicht auf einen Schleifer- Einstellmechanismus des Schleifers innerhalb eines Kreises 17 der Fig. 14;
Fig. 18 zeigt eine Seitenansicht der Einstellvorrichtung in Fig. 17;
Fig. 19 zeigt eine Seitenansicht der Schleifvorrichtung nach Fig. 14, in der ein Verfahren zum Einstellen der Stellung des Schleifers dargestellt ist;
Fig. 20 zeigt eine Querschnittsansicht der Schleifvorrichtung aus Fig. 14 entlang einer Linie 20 - 20 in Fig. 19; .
Fig. 21 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt eines Gewindestifts, hergestellt mit einer 5-Spindel Schleifmaschine nach Fig. 1 darstellend das Ausnehmen einer Nut; und
Fig. 22 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Befestigungselements mit einem Gewindestift hergestellt gemäß der vorliegenden Erfindung kurz bevor die Mutter auf den Gewindestift geschraubt wird, um das Befestigungselement zu vervollständigen.

Detaillierte Beschreibung

1. Übersicht

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Fünf-Spindel-Rinnenmaschine. Die Maschine umfaßt ein Zuführgefäß 20 und eine Zuführgefäßsteuerung 21. Das Zuführgefäß ist einstellbar am Halterahmen 22 befestigt. Eine Zuführspur 24, stabilisiert und gehalten durch eine Zuführspurhalterung 26, erstreckt sich vom Zuführgefäß. Eine Schraubvorrichtung 28 ist zum Einstellen der Höhe der Zuführspur und des Zuführgefäßes relativ zum Rest der Maschine vorgesehen. Die Zuführbahn erstreckt sich mit einem Winkel abwärts vom Zuführgefäß und ended an einer im wesentlichen drehbaren Trommelvorrichtung, grundsätzlich bezeichnet mit 30. Das Zuführgefäß richtet die Rohstifte, die in die Leerstellen gesetzt werden, aus und führt sie in die Zuführspur ein. Die Trommelvorrichtung erhält die Rohstifte aus dem Zuführgefäß über die Zuführspur an einer Zuführstelle. Die Schraubvorrichtung 28 wird zum Einstellen der Höhe verwendet, bei der die Zuführspur die Stifte in die Trommelvorrichtung unter Sicherstellen einer kontinuierlichen Besetzung einführt. Nachdem die Trommelvorrichtung einen Stift erhalten hat, dreht ein Antriebsmechanismus, bezeichnet als 32, die Trommelvorrichtung bis der Stift eine Schleifstelle erreicht. Eine Schleifvorrichtung, als 34 bezeichnet, die über eine Zahnradvorrichtung 124 aktiviert wird (Fig. 3), schleift die Nuten in den Stift. Der Antriebsmechanismus dreht dann die Trommelvorrichtung bis der Stift eine Ausstoßstelle erreicht, von der der geschliffene Stift auf eine Rutsche 36 ausgestoßen wird. Die Rutsche führt den geschliffenen Stift zu einer am Rahmen abnehmbar befestigten Sammelvorrichtung 38 auf der dem Zuführgefäß gegenüber liegenden Seite der Maschine.

II. Trommelvorrichtung

Bezugnehmend auf Fig. 3 hat die rotierbare Trommelvorrichtung 30 vier gleich angeordnete rotierende Niederhalte-Vorrichtungen, bezeichnet mit 39, die die vier Stellen durch wiederholtes Drehen erreichen. Mehr oder weniger Niederhalte- Vorrichtungen und Stellen können nach Bedarf der erforderlichen Arbeitsschritte oder der gewünschten Herstellgeschwindigkeit verwendet werden und die Anzahl der Niederhalte-Vorrichtungen ist nicht notwendigerweise gleich der Anzahl der Stellen. Die Niederhalte-Vorrichtungen sind so angeordnet, daß sie gleichzeitig an mehreren verschiedenen Stellen stehen. Wenn die Niederhalte-Vorrichtungen vor verschiedenen Stellen angeordnet sind, wird die Drehung der Trommelvorrichtung kurzzeitig angehalten, so daß an den Stellen die Arbeitsschritte ausgeführt werden können. Nachdem die Arbeiten abgeschlossen sind, rotiert die Trommelvorrichtung wieder, bis die Niederhalte-Vorrichtungen an der nächsten Stelle angeordnet sind. Beim Betrachten der Maschine von der Ausstoßseite in Fig. 3 sind drei Stellen sichtbar: die Ausstoßstelle 40, die Schleifstelle 42 und die Leerstelle 44. Die vierte Stelle, gezeigt in Fig. 4, ist die Zuführstelle 46, die auf der gegenüber liegenden Seite der Trommel an der Ausstoßstelle 46 angeordnet ist.
Die Trommel dreht sich in eine Richtung, so daß beginnend mit der Zuführstelle eine Niederhalte-Vorrichtung zuerst an der Zuführstelle angeordnet ist, als zweites an der Schleifstelle, als drittes an der Ausstoßstelle und als viertes an der Leerstelle. Nach der Leerstelle wird die Niederhalte-Vorrichtung wieder der an der Zuführstelle angeordnet und die Ausführung beginnt von vorn und wird kontinuierlich wiederholt.

A. Niederhalte-Vorrichtung

Bezugnehmend auf Fig. 4 umfaßt jede Niederhalte-Vorrichtung 39 eine Aufnahmeausnehmung 48 zum Aufnehmen von Stiften und einen Niederhalter 50 zum Klemmen und Halten der Stifte in der Aufnahmeausnehmung. Der Niederhalter ist an einem verlängerten, zentral in der Aufnahmeausnehmung angeordneten Schlitz 52 befestigt. Der Schlitz ist länger als der Bereich des Niederhalters, welcher in dem Schlitz enthalten ist, so daß sich der Niederhalter im Schlitz hoch und herunter bewegen kann. Das untere Ende der Aufnahmeausnehmung, im Detail in Fig. 5 dargestellt, weist einen von der Trommel radial nach Außen vorspringenden Flansch 53 auf, der eine Öffnung 54 zur Aufnahme der erhaltenden Stifte 55 von der Zuführbahn 24 definiert. Eine Senkung 57 ist die Öffnung umschließend geformt, damit die Aufnahmeausnehmung Stifte mit verschiedenen Köpfen 59 aufnehmen kann. Wenn sich der Durchmesser D der Stifte ändert, muß die Aufnahmeausnehmung geändert werden und eine unterschiedliche Größe der Aufnahmeausnehmung ist für jeden Stiftdurchmesser. Die Öffnungen der Aufnahmeausnehmungen sind so bemessen, daß der Abstand L vom Hinterteil 56 der Aufnahmeausnehmung zu der äußeren Kante 58 der Stifte immer der gleiche ist. Dies erfordert ein Nachzentrieren der Schleifvorrichtung, wenn der Stiftdurchmesser sich ändert, aber es verhindert auch ein zu weites Überstehen der Stifte nach außen aus der Trommelvorrichtung und das Kontaktieren feststehender Teile, die mit der Funktion der Maschine wechselwirken könnten. Ferner hält die Anordnung des Kopfes des Stifts in dieser Weise den Stift zentriert unter dem Niederhalter, wobei ein Herausfallen des Stifts aus der Niederhalte-Vorrichtung vermieden wird.
Bezugnehmend auf die Fig. 6, 7 und 8 koppelt eine Spitze 80 des unteren Endes des Niederhalters 50 das Oberteil des Stifts, um ihn in der Öffnung der Aufnahmeausnehmung zu halten. Die Niederhalte-Vorrichtung an der Schleifstelle 42 in Fig. 6 zeigt den Niederhalter in der unteren Stellung. Eine schematisch dargestellte Niederhalte-Druckfeder 82 (auch in Fig. 9) belastet den Niederhalter in einer unteren Stellung, wobei der durch den Kopf gehaltene Stift mit einer Druckkraft zwischen dem Flansch der Aufnahmeausnehmung und der Niederhalterspitze gehalten wird. Die Niederhaltefeder 82 ist zwischen einer oberen Platte 83, die relativ zur Aufnahmeausnehmung 48 fixiert ist, und dem federkoppelnden Bereich 85 des Niederhalters 50 gehalten. Daher kann sich der Niederhalter innerhalb des Schlitzes 52 der Aufnahmeausnehmung bewegen und die Niederhaltefeder 82 belastet ihn in Richtung einer unteren Stellung, wie in Fig. 6 an der Schleifstelle 42.

B. Steuerschiene und Niederhalte-Vorrichtungsstößel

Um Stiften in der Zuführstelle ein Einführen in die Niederhalte-Vorrichtung und ein Ausstoßen aus der Niederhalte-Vorrichtung an einer Ausstoßstelle zu ermöglichen, umfaßt jede Niederhalte-Vorrichtung ferner einen Stößel 84, der eine Rolle 86 aufweist, die quer zu einer Nockenschiene 88 rollt. Jeder Stößel 84 ist mit einem Gleitstift 90 verbunden, der durch den oberen Bereich 93 der Trommelvorrichtung reicht. Der Gleitstift weist an seinem unteren Ende einen Schlitz 92 zur Aufnahme eines Flansches 94 am Oberteil des Niederhalters auf (auch Fig. 9).
Die im wesentlichen kreisförmige Steuerschiene funktioniert durch Anheben der Stößel, der Gleitstifte und der Niederhalter unter Überwinden der Kraft der Niederhaltefeder 82, so daß der Niederhalter das Einsetzen der Stifte in und das Ausstoßen der Stifte aus den Aufnahmeausnehmungen nicht behindert. Wenn die Trommelvorrichtung durch den Antriebsmechanismus in die durch das Bezugszeichen 96 gekennzeichnete Richtung gedreht wird, bewegen sich die Stößel über vier Bereiche der Nockenschiene. Der größte Teil der Nockenschiene ist durch den erhöhten Bereich 98 gebildet, der zu Ausstoß-, Leer- und Zuführstelle ausgerichtet ist. Wenn der Stößel sich in der angehobenen Stellung befindet, ist der Niederhalter in eine Öffnung 99 des oberen Bereichs 93 angehoben. Wenn der Niederhalter angehoben wird, wird ein Spalt 100 zwischen der Niederhalterspitze und der Aufnahmeausnehmung gebildet, um das Einsetzen und Ausstoßen des Niederhalters zu ermöglichen. Bei weiterer Drehung der Stößel folgt der Übergang in den niederen Bereich 102 der Nockenschiene. Der abfallende Bereich erstreckt sich direkt von der Zuführstelle bis kurz vor die Schleifstelle 42. Daher rollt die Rolle auf der Steuerschiene herunter bis die Niederhalterspitze 80 den Kopf des Stifts 55 koppelt. Danach wird der Stößel durch einen offenen Bereich 104 der unregelmäßigen Nockenschiene gedreht. Dieser Bereich ist bei der Schleifstelle angeordnet. Daher hält die Kraft der Niederhaltefeder während des Schleifens den Stift fest zwischen der Niederhalterspitze und der Aufnahmeausnehmung. Der vierte Bereich ist ein Übergang in den oberen Bereich 106. Die untere Kante 107 des oberen Bereichs ist unterhalb der horizontalen Stellung der Rolle, so daß die Rolle sanft mit dem aufsteigenden Bereich koppelt. Wenn die Rolle diesen Bereich koppelt, werden der Niederhalter und der Stößel hoch gestoßen, um den Stift zum Ausstoßen freizugeben. Der Rest der Merkmale und Bauteile der Trommelvorrichtung wird im Zusammenhang mit der Funktion der vier Stellen und des Antriebsmechanismus beschrieben.

C. Zuführstelle

Bezugnehmend auf Fig. 4 wird nun die Funktion jeder Stelle beginnend mit der Zuführstelle beschrieben. An der Zuführstelle der Trommelvorrichtung schmiert eine Schmiereinrichtung, im wesentlichen bestimmt durch 60, den bekannten, in die Niederhalte-Vorrichtung einzusetzenden Stift. Die Schmiereinrichtung umfaßt eine Schmiermittelauftragseinrichtung 62 mit zwei Düsen 64 angeordnet auf gegenüber liegenden Seiten der Auftragseinrichtung mit einem zwischen ihnen angeordneten Stift 55. Eine Schmiermittel-Versorgungsleitung 66 und eine Luft- Versorgungsleitung 68 erstrecken sich durch die Auftragseinrichtung zu den Düsen. In jeder Düse sind die Spitzen 69 der Luftleitung weiter entfernt von den Düsenöffnungen 70 angeordnet als die Spitzen 71 der Ölleitung. Während sich der Stift noch in der Zuführspur 24 befindet, gezeigt in einem Phantomquerschnitt, wird ein Ölnockenstößel 72, der mit einem Schleifstößel 146 (Fig. 3) verbunden ist und der später behandelt wird, über den Schleifstößel betätigt wird, wodurch ein Schmiermittel-Steuerungsmechanismus 74 einen Tropfen Schmiermittel in die Düse einspritzt. Das verwendete Schmiermittel, welches typisch ein Öl ist, ist abhängig von vielen Faktoren veränderlich einschließlich dem des Materials, aus dem die Stifte hergestellt sind. Sofort nach Einspritzen des Schmiermittels schießt der Steuerungsmechanismus explosionsartig Luft in die Düsenöffnung. Daher wird das durch die Luft getragene Schmiermittel als Muster 76, dargestellt in Phantomansicht, auf den Stift gesprüht, um das Ende des Stifts mit Schmiermittel zu umschließen. Das Muster wird gesteuert durch die Winkel der internen Wände 78 der Nasen und der Abmessungen der Nasenöffnung 70. Bezugnehmend auf Fig. 8 zusammen mit Fig. 4 ist zeigt, wie die Zuführspur 24 mit der Trommelvorrichtung zusammenstößt. Der folgende Stift 51, der in die Niederhalte- Vorrichtung an der Zuführstelle zugeführt wird, wird auf wenigstens einem von zwei Wegen zugeführt.
Die Zuführspur führt zu einer zeitlich gesteuerten Hemmung 79, schematisch dargestellt in Fig. 1. Die Hemmung gibt den Stift frei, wenn die Trommelvorrichtung zur Aufnahme eines Stifts von der Zuführspur in die Niederhalte-Vorrichtung genau ausgerichtet ist. Vorzugsweise umfaßt eine äußere Hülse oder Einfassung 81 die Trommelvorrichtung, um die Notwendigkeit einer Hemmung zu verneinen. Die folgenden Stifte 51 (Fig. 8), die in die Trommelvorrichtung einzusetzen sind, stehen an und gleiten über die Hülse bis die Öffnung der Niederhalte-Vorrichtung vor der Zuführspur ausgerichtet ist. Die Hülse schützt Stifte auch davor, in der Trommelvorrichtung gelagert zu werden, was die Trommelvorrichtung durch Behindern ihrer Drehung beschädigen könnte. Die Hülse 81 ist in vier Segmente unterteilt, die den Niederhalte-Vorrichtungen zugeordnet sind und als Teil der Niederhalte-Vorrrichtung hoch und herunter bewegt werden.
Weil die Zuführspur einen abwärts gerichteten Winkel aufweist, bewegt die Gravitationskraft die Stifte entlang der Zuführspur und von der Zuführspur in die Trommelvorrichtung. Die Trommelvorrichtung ist in vertikaler Richtung so angeordnet, daß die Achse der Trommelvorrichtung, die zu einer Trommelwelle 157 zugeordnet ist, senkrecht zur Längsachse der Zuführspur ist. Daher sind die Längsachsen der Stifte parallel zur Achse der Trommelvorrichtung, um die Aufnahme in die Aufnahmeausnehmungen zu vereinfachen. Die gewinkelt angeordnete Trommelvorrichtung ist zudem vorteilhaft, weil der Niederhalter nicht den Kopf des Stifts koppelt, bis der Niederhaltestößel zumindest teilweise durch den unteren Übergangsbereich rotiert ist. Der Winkel der Trommelvorrichtung verwendet Gravitation zum Halten der Stifte in der Aufnahmeausnehmung bis der Niederhalter den Stift koppelt. Dies wird durch Ausrichten der Trommelvorrichtung erreicht, so daß die Zuführstelle die höchste Stelle der Trommelvorrichtung ist, wobei der Flansch 53 der winklig aufwärts angeordneten Aufnahmeausnehmung zur Zuführstelle (Fig. 1) ausgerichtet ist. Ein zusätzliches Bauteil (nicht dargestellt) ist hinzugefügt worden, um ein Herausfallen des Stifts aus der Aufnahmeausnehmung zu verhindern und sicher zu stellen, daß der Stift in der Aufnahmeausnehmung bleibt, bis der Niederhalter den Stift koppelt. Ein weiteres Bauteil ist wünschenswert, um eine höhere Drehgeschwindigeit der Trommelvorrichtung zu erlauben, ohne die Stifte aus der Niederhalte-Vorrichtung herauszuwerfen.

D. Ausgabe- und Leerstelle

Bezugnehmend auf die Fig. 3 und 8 wird ein anderer Nocken zur Ausgabe der Stifte aus der Aufnahmeausnehmung verwendet. Der Ausgabearm 108 weist eine dem Nocken folgende Ecke 110 auf, die die Führung ausrichtenden Stifte 112 koppelt. Die die Führung ausrichtenden Stifte und die folgenden Ausrichtungsstifte 114 sind in die Bodenplatte 113 eingepreßt und eingesetzt in einen oberen Bereich 93 der Trommelvorrichtung. Die die Führung ausrichtenden Stifte dienen beide zum Ausrichten der Trommelvorrichtung und zum Betätigen des Ausgabearms. Daher funktionieren die die Führung ausrichtenden Stifte als Nocken. Der Ausgabearm is schwenkbar an einem T-Halteteil 109 über einen Schwenkmechanismus 111 befestigt. Das T-Halteteil, welches auch die Nockenschiene 88 befestigt, ist an einem Querhalte-Träger 115 befestigt, welcher am Halterahmen 22 befestigt ist. Wenn die Trommelvorrichtung gedreht wird, koppelt die Ecke des Ausgabearms die die Führung ausrichtenden Stifte 112, um den Ausgabearm wie mit Bezugszeichen 117 dargestellt durch Ausdrücken der Stifte 55 aus der Aufnahmeausnehmung zu drücken. Wie zuvor beschrieben hilft die beschriebene Ausrichtung der Trommelvorrichtung und die Gravitation dem Zuführen der Stifte in die Trommelvorrichtung. Die Ausgabe der Stifte wird ebenso durch die schräggestellte Achse der Trommelvorrichtung unterstützt. Zurück zu Fig. 1; dort kann entnommen werden, daß die Ausgabestation 40 der Zuführstelle 46 gegenüberliegt und damit die Ausgabestelle die niedrigste Stelle der schräggestellten Trommelvorrichtung darstellt, um den Flansch 53 der Aufnahmeausnehmung winklig abwärts zur Ausgabestelle zu machen. Daher stößt die Gravitation die Stifte nach unten aus der Trommelvorrichtung aus.
Die Leerstelle ist einfach, so daß keine spezifische Beschreibung gerechtfertigt ist. Das Aufweisen einer Leerstelle ermöglicht das Hinzufügen eines weiteren Schritts.

E. Schleifstelle

Bezugnemend auf Fig. 9 und 10 wird die vierte und letzte Stelle beschrieben. Wie oben beschrieben ist der Bereich der Nockenschiene bezüglich der Schleifstelle der offäne Bereich 104. Dieser Bereich ist offen, so daß eine gesamte Niederhalte-Vorrichtung der Trommel angeordnet an der Schleifstelle zu einer Stelle niedergedrückt werden kann, bei der der Stift Schleifstellung wie in Fig. 9 angeordnet ist. Die gesamte Niederhalte-Vorrichtung ist frei zum abwärts Bewegen an den auf die Führung darstellenden Stiften 112 und den folgenden Ausrichtungsstiften 114, weil die Ausrichtungsstifte durch lineare Gleitlager 116 wie schematisch dargestellt in Fig. 10 gekoppelt sind. Eine Niederhalte- Vorrichtung-Kompressionsfeder 118 (schematisch dargestellt) belastet die Niederhalte-Vorrichtung in die angehobene Stellung. Die Niederhalte-Vorrichtung- Kompressionsfeder ist in einem Federhalter 119 enthalten, der eine zentrale Öffnung 121 zur Aufnahme der Feder 118 aufweist. Ein Federstift 123, welcher in die Bodenplatte 113 der Trommelvorrichtung eingepreßt ist, ist in die zentrale Öffnung 121 des Federhalters eingefügt und hält die Feder darin unter Vorspannung. Zum Bewegen der gesamten Niederhalte-Vorrichtung in die Schleifstellung wie in Fig. 9 gezeigt, wird die Kraft der Niederhalte-Vorrichtung- Kompressionsfeder durch einen nockenbetätigten Niederstoßhebel 120 überwunden.

III. Nockenvorrichtung

Ein Nieder-Stoß-Nockenrad 122, welches Teil der Nockenvorrichtung ist, im wesentlichen bezeichnet mit 124 und gezeigt in Fig. 3, betätigt den Niederstoßhebel. Die Fig. 11 bis 13 zeigen eine Einzelheit der Nockenvorrichtung 124. Der Niederstoßhebel 120 koppelt den Stößel 84 der Niederhalte-Vorrichtung an der Schleifstelle zum Stoßen der Niederhalte-Vorrichtung in die Schleifstellung. (Fig. 9) Der Niederstoßhebel ist an einer Trocknungsplatte 126 befestigt, die mit ihrem anderen Ende an einem Niederstoß-Stößel 128 befestigt ist, der dem Niederstoß-Nockenrad folgt. Die obere Stellung des Niederstoßhebels ist in Fig. 11 mit durchgezogenen Linien und die untere Stellung mit unterbrochenen Linien dargestellt. Wenn die Nockenvorrichtungswelle 130 in durch Haltearme 132, 134 gehaltenen Lagern 131 rotiert, bewegt das Niederstoß-Nockenrad den Niederstoß-Stößel und infolge den Niederstoßhebel hoch und herunter. Der Niederstoßhebel betätigt bei Bewegung den Niederstoß-Stößel zum Stoßen des durch die Niederhalte-Vorrichtung gehaltenen Stifts in die Schleifstellung.
Die Nockenvorrichtung ist über die Haltearme 132 und 134 an der Haltestruktur gehalten, die an dem Haltequerträger 115, schematisch gezeigt in Fig. 12, befestigt ist. Der linke Haltearm 132 erstreckt sich durch eine Öffnung 136 der Niederstoß-Trocknungsplatte 126. Ein Rollenlager 140 (schematisch dargestellt) an der Niederstoß-Trocknungsplatte 126 befestigt und mit einem durch die Haltearme definierten Spurweg 138 gleitbar gekoppelt. Daher bewegt sich die Trocknungsplatte relativ zu den Haltearmen hoch und runter. Die Niederstoßhebel-Trocknungsplatte und Stößel in der oberen Stellung über eine Niederstoß-Spannungsfeder 142 vorgespannt. Daher hält die Niederstoß- Spannungsfeder den Niederstoß-Nockenstößel gegen das Niederstoß-Nockenrad. Nachdem der Niederstoßhebel die Niederhalte-Vorrichtung in die Schleifstellung gestoßen hat, bewegt sich die Schleifvorrichtung 34 periodisch hoch und runter, um den Stift zu schleifen. Die Einzelheit der Schleifvorrichtung wird im folgenden beschrieben. Es ist vorteilhaft, wie auch immer, die periodische Bewegung der Schleifvorrichtung an dieser Stelle zu beschreiben.
Die Nockenvorrichtung 124 umschließt auch das Nockenrad 144 zum Schleifen. Ein entsprechender Stößel 146 ist zum Schleifen an einer Einstellklammer 148 befestigt, welche über eine flache Klammer 150 an der Schleifvorrichtung 34 befestigt ist. Wenn die Nockenvorrichtungswelle rotiert, wird der Schleifstößel und die Schleifvorrichtung, mit denen sie indirekt verbunden ist, entlang des Stifts hoch und runter bewegt, wodurch der Stift geschliffen wird. Die Länge des Schleifvorrichtungs-Ausschlags ist konstant und entspricht der Änderung des Durchmessers des Schleifnockens. Eine Nnutenlängen-Einstellschraube 240 schraubt über einen Arm 242 die Einstellklammer und koppelt eine obere Oberfläche 244 der Schleifvorrichtung normal zur Länge der die Nutenlänge einstellenden Schraube. Die flache Klammer weist schlitzförmige Öffnungen 246 auf, die es der Schleifvorrichtung ermöglichen, sich relativ zu dem Nockenstößel zu bewegen. Durch Schrauben der Schraube 240 weiter in den Arm 242 nimmt der Spalt 248 zwischen dem Arm und der Schleifvorrichtung zu und daher ist die Schleifvorrichtung vom Nockenstößel und dem Stift in der Schleifstellung weiter entfernt. Deshalb ist, wenn die Schleifvorrichtung periodisch zum Schleifen des Stifts bewegt wird, der Stift über einem kürzeren Bereich der Auslenkung der Schleifvorrichtung abgeschliffen und die Nuten sind kürzer. Durch Schrauben der Schraube 240 weiter aus dem Arm 242 nimmt der Spalt 248 ab und damit ist die Schleifvorrichtung in der Schleifstellung näher am Stift, wenn die zyklische Bewegung startet. Deshalb verlängert, weil der Stift über einen größeren Bereich der Auslenkung der Schleifvorrichtung geschliffen wird, das Schrauben der Nutenlängen-Einstellschraube aus dem Einstellklammerarm die Nuten. Bezugnehmend auf Fig. 2 mißt eine Stellungs-Sensorvorrichtung 247 wie eine Mikrometer-Schraube mit Umdrehungsanzeige 249 die Länge zwischen der Schleifvorrichtung und einer festen Stelle auf der Maschine. Die Umdrehungsanzeige ist kalibriert zum Anzeigen der Nutenlänge. Wenn Stifte mit unterschiedlichen Längen geschliffen werden sollen, muß die Umdrehungsanzeige neu kalibriert werden.
Der Schleifnocken erscheint im wesentlichen kreisförmig, weil nur ein kurzer Takt zum Schleifen des Stifts erforderlich ist. Wie auch immer, der Schleifnocken hat drei (3) unterschiedliche Bögen: einen zyklischen Ab-Bogen 175 definiert durch das Bogensegment AC, einen Schleif-Bogen 165 definiert durch das Bogensegment AB und einen Untere-Stellung-Bogen 167 definiert durch das Bogensegment BA. Die Bogensegmente sind definiert durch die Richtung der Drehung der Nocken gezeigt durch den Pfeil 169. Der Schleif- und der zyklische Ab-Bogen weisen einen kleineren Durchmesser als der Untere-Stellung-Bogen 167 auf und wenn der Schleifstößel dem Schleifbogen folgt, wird die Schleifvorrichtung aufwärts bewegt, wobei der Stift geschliffen wird. Wenn der Schleifstößel dem zyklischen Ab-Bogen folgt, wird die Schleifvorrichtung abwärts bewegt. Zu diesem Ende die Schleif- und die zyklischen Bögen weisen keine konstanten Durchmesser so wie der Untere-Stellung-Bogen auf. Wenn der Schleifnocken rotiert, kontaktiert das Schleifbogensegment CB den Schleifstößel 146 und bewegt die Schleifvorrichtung aufwärts. Punkt C ist der Punkt, der den kleinsten Durchmesser aufweist und mit der Schleifvorrichtung in der höchsten Stellung übereinstimmt. Das Schleifbogensegment CB ändert den Durchmesser allmählich, so daß beim Schleifen mit einer kleineren Geschwindigkeit während der Aufwärtsbewegung bewegt wird. Während der Aufwärtsbewegung wird das eigentliche Schleifen ausgeführt. Das zyklischen Ab-Bogen-Segment AC bewegt die Schleifvorrichtung abwärts zu der unteren Stellung. Das zyklische Ab-Bogen- Segment AC ist kürzer als das Segment CB, weshalb das Segment AC den Durchmesser relativ schnell zum Segment CB ändert und die Schleifvorrichtung sich schnell abwärts bewegt. Daher ist die Schleifvorrichtung während des tatsächlichen Materialabtrags langsamer aufwärts als abwärts bewegt. Die Schleifvorrichtung mit einer schnelleren Geschwindigkeit abwärts bewegt werden, da sie den Stift nicht weiter schleift. Das Schleifbogensegment AB stimmt mit einem Nieder-Stoß-Bogen 171 des Niederstoßnockens überein.
Der Nieder-Stoß-Bogen 171 definiert durch das Segment DE weist einen konstanten Durchmesser auf und funktioniert zum Abwärtsstoßen der Niederhalte- Vorrichtung, um den Stift in der Schleifstellung zu positionieren. Weil die entsprechenden Nockenstößel mit dem Nieder-Stoß-Bogen und gleichzeitig mit dem Schleifbogen gekoppelt sind, wird der Stift während der gesamten Zeit, in der die Schleifvorrichtung aufwärts bewegt wird, um den Stift zu schleifen, in die Schleifstellung gedrückt. Bögen, definiert durch die Segmente EF und GD überführen die Niederhalte-Vorrichtung in die untere Stellung (Fig. 9) und in die entsprechende obere Stellung (Fig. 6). Diese Segmente sind durch eine hohe Beschleunigung gekennzeichnet. Die hohe Beschleunigung verfährt die Niederhalte-Vorrichtung sehr schnell zu den oberen und unteren Stellungen, damit die Trommel mit minimalen Pausen an den Stationen gedreht werden kann. Das Ab-Bogen-Segment AC stimmt mit dem Bogensegment GD überein, welches die Niederhalte-Vorrichtung in die obere Stellung überführt. Daher wird die Niederhalte-Vorrichtung gleichzeitig mit dem Abwärtsbewegen der Schleifvorrichtung in die obere Stellung überführt. Das Bogensegment ED stimmt im wesentlichen mit der unteren Stellung des Bogensegments BA überein, so daß die Niederhalte-Vorrichtung in· der oberen Stellung ist, wenn die Schleifvorrichtung in der unteren Stellung ist.

IV. Antriebsmechanismus

Bezugnehmend auf Fig. 1 und 3 ist die Drehung der Nockenvorrichtungswelle 130 in Richtung 141 durch den Antriebsmechanismus 32 bewirkt. Der Antriebsmechanismus schließt einen Motor 152 ein, der eine Rotation um eine Achse zu einem Kegelgetriebe 154 übermittelt, welches in einer Öffnung 155 des Haltearms 132 und in Richtung des mit dem Bezugszeichen 143 versehenen Pfeils rotiert (Fig. 11). Der Motor der Antriebsvorrichtung weist eine entsprechende Steuerung 153 auf, die zum Ein- und Ausschalten des Motors imstande ist und die die Drehzahl des Motors und damit die Produktionsgeschwindigkeit steuert. Das erste Kegelgetriebe koppelt ein horizontales Kegelgetriebe 156, welches an der Nockenvorrichtung befestigt ist.
Weiter bezugnehmend auf Fig. 7 stellt der Antriebsmechanismus auch das drehende Antriebsmittel für die Trommelvorrichtung in Richtung 96 dar. Wie auch immer, die Drehung der Trommelvorrichtung ist nicht konstant. Der Antriebsmechanismus verwendet daher für kurze Zeitperioden eine Rastung 158 zum stationären Halten der Trommelvorrichtung, so daß die notwendigen Arbeitsschritte an den verschiedenen Stellen ausgeführt werden können. Durch die Rastung rotiert die Trommel jedes Mal genau um eine Vierteldrehung gemäß der Rastung. Die Rastung überträgt die Drehung vom Motor auf die zentral in der Trommel angeordnete Trommelantriebswelle 157 in Richtung 96. Am Boden der Trommel weist die Trommelantriebswelle einen Bereich 161 mit abwärts ansteigendem Durchmesser auf. Ein Vorsprung 163, der sich abwärts von der Bodenplatte 113 erstreckt, weist einen inneren Durchmesser auf, welcher in Abwärtsrichtung zunimmt. Dadurch koppelt die Schelle den Bereich ansteigenden Durchmessers, wobei ein Heruntergleiten der Trommelvorrichtung entlang der Trommelantriebswelle verhindert wird. Der obere Teil der Trommelvorrichtung ist bezüglich Drehung an der Trommelantriebswelle durch einen Satz von Schrauben (nicht dargestellt) befestigt. Ferner besteht die Trommelantriebswelle aus zwei Teilen, weshalb die Teile der Trommelantriebswelle über eine Hülsenvorrichtung 151 miteinander verbunden sind. Die Antriebsvorrichtung umfaßt auch einen Drehmomentabschwächer 160 als Sicherheitsmechanismus, um den Motor vor Beschädigung zu schützen, sollte die Trommelvorrichtung oder die Nockenvorrichtung blockiert und an der Drehung gehindert werden.

V. Schleifvorrichtung

Zurückkommend auf Fig. 3 bewegt sich die Schleifvorrichtung entlang des ,Halterahmens 22 innerhalb eines am Halterahmen befestigten Spurwegs 162 frei hoch und herunter. Lineare Lager 164 (schematisch dargestellt) sind an der Schleifvorrichtung befestigt und gleiten im Spurweg 162. Insbesondere sind die Lager an der Lagerhalterung 166 und an der Einstellagerung 168 befestigt, die drehbar mit der Schleifvorrichtungs-Basisplatte 170 verbunden ist. Die Trommelantriebswelle 157 erstreckt sich durch die Trommel und hinunter in die Basisplatte 170, wobei die Trommel zur Basisplatte ausgerichtet wird. Ein Lager 159 ermöglicht der Basisplatte ein Gleiten über die Trommelantriebswelle. Eine Luftwelle 172 eines Luftzylinders 174 belastet die gesamte Schleifvorrichtung in Richtung obere Stellung wie in Fig. 3 dargestellt. Während des Betriebs wird daher der Schleifstößel durch eine durch den auf der Basisplatte angeordneten Luftzylinder ausgeübten Kraft gegen den Schleifnocken gehalten. Der Schleifnocken 144, oben beschrieben, ermöglicht der Schleifvorrichtung, sich zyklisch in die untere Stellung zu bewegen, während die Trommel rotiert und wenn die Trommel angehalten wird, über den Niederstoßnocken den Stift in die Schleifstellung zu stoßen und der Schleifnocken die Schleifvorrichtung zyklisch hoch und runter zu bewegen, um den Stift zu schleifen.
Fig. 14 zeigt eine Schleifmontageplatte 176 montiert auf der Basisplatte 170 und fünf Schleifvorrichtungen, im wesentlichen bezeichnet mit 178, montiert auf der Schleifmontageplatte. Obwohl fünf Schleifer in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet werden, können mehr oder weniger Schleifer eingesetzt werden. Jede Schleifvorrichtung, alle sind im wesentlichen dieselben, umfassen eine Schwenkbasis 180, auf welcher ein Schleifer 182 einstellbar montiert ist. Die Schleifer sind so ausgerichtet, daß die Schleifräder 184 eine kreisförmige Schleifanordnung um den Stift 55 formen, im wesentlichen bezeichnet mit 185. Die innersten radialen Punkte 181 der Schleifräder formen einen Kreis mit einem Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Stifts. Daher schleifen die Schleifräder Material zum Formen der Nuten ab. Es ist auch wahr, daß die äußersten Punkte und die Zentren der Schleifräder Kreise definieren. Ferner sind die Achsen 206 der Schleifer in Längsrichtung tangential zu einem Kreis.
Die Schwenkbasen sind an der Montageplatte mit Reibungsniederhaltebändern 186 montiert, die, wenn sie angezogen sind, die Schwenkbasen vor einer Relativbewegung zur Montageplatte schützen. Die Öffnungen 187 der Kabel sind vergrößert, um den Schwenkbasen ein relatives Einstellen der zur Montageplatte zu ermöglichen. (Fig. 20) Die Schleifer sind pneumatisch angetrieben und drehen mit ungefähr 40.000 UPM. Die Schleifer werden über eine Luftleitung 188 mit Luft versorgt.

A. Einstellungen der Schleifvorrichtung

Weil eine genaue Positionierung der Schleifvorrichtung notwendig ist, sind viele Einstellmittel in der Schleifvorrichtung zusammengefaßt. Wenn der Durchmesser des Stifts gewechselt wird, muß das Zentrum der Schleifanordnung in die definierte Richtung des Pfeils 189 eingestellt werden. Diese Einstellung wird durch Lösen der Verbinder 190 zwischen der Basisplatte und der Montageplatte erreicht, indem die Einstellschrauben 192 in umgekehrter Richtung gedreht werden, wobei das Zentrum der Schleifvorrichtung wieder positioniert wird und der Verbinder 190 zwischen der Basisplatte und der Montageplatte wieder angezogen wird. Die Montageplatte weist eine Öffnung 191 (auch Fig. 3) mit einem größeren Durchmesser als die Trommelwelle 157 auf, welche dort durchragt, und die der Montageplatte ein relatives gleiten gegenüber der Trommelvorrichtung ermöglicht.
Es ist ebenfalls notwendig, um die Winkel der Schleifer in der Schleifanordnung einzustellen, die unterschiedlichen Stiftdurchmesser anzupassen. An diesem Ende ist ein Band 194 um die Schwenkbasis 180 angeordnet. Das Band ist durch Durchführungen 195 in den Lagerhaltern 166, 168 geführt. Durch gleichzeitiges Drehen der Bandeinstellschrauben 196, welche einen fixierten Stift koppeln, sind die Winkel aller Schleifer gleichzeitig eingestellt. Bezugnehmend auf die Fig. 14, 15 und 16 werden die individuellen Winkel der Schleifer durch Lockern einer Bandbefestigungsschraube 200 korrespondierend zum einzustellenden Schleifer eingestellt und durch gleichzeitiges Drehen der Schwenkbasis-Einstellschrauben 202 des individuellen Schwenkbasis-Einstellmechanismus 203, welche an das Band 194 geschweißt ist. Die Schwenkbasis-Einstellschrauben koppeln den Stift 205, der in der Schwenkbasis fixiert ist, um die Winkel der Schwenkbasis und des Schleifers einzustellen. Die Bandbefestigungsschraube 200 wird zum Sichern der Einstellung wieder angezogen. Ob Einstellen aller Schwenkbasen oder gerade einer, die Winkel der Schwenkbasen und Schleifer werden über fixierte Schwenkstifte 204 eingestellt.
Die individuellen Schleifer können auch in einer zu ihrer Längsachse 206 senkrechten Richtung eingestellt werden. Fig. 17 und 18 zeigen eine Schleifereinstellschraube 208 eingeschraubt in eine vertikale Wand 210 der Schwenkbasis 180. Das Ende der Schleifereinstellschraube ist in einer Wand 212 eines Löffelarmlagers 214 über eine Metallkugel 216 gedrückt in eine Vertiefung 218 der Einstellschraube durch ein Schraubelement 220 fixiert. Um das Löffelarmlager in einer Stellung relativ zur Schleifereinstellschraube zu halten, koppelt ein Federring 221 einen Absatz 223 der Schleifereinstellschraube und der Wand 212. Durch Lösen der Klemmschraube 222 wird die Einstellschraube 208 zum Hinein- und Herausschrauben in die vertikale Wand der Schwenkbasis freigegeben. Daher kann der Schleifer in eine senkrechte Richtung zu seiner Längsachse innerhalb der vertikalen Wände der Schwenkbasis eingestellt werden.

B. Schleifvorrichtung

Bezugnehmend auf die Fig. 14 und 19 ist es gelegentlich notwendig, die Schleifräder des Schleifers zu verändern. Zu diesem Zweck ist die Schleifvorrichtung mit einer Aufnahmemöglichkeit von unten versehen, durch die der Schleifer bis 60º gekippt wird, wie mit unterbrochenen Linien 225 in Fig. 19 gezeigt. Um den Schleifer zu kippen, werden die Klemmschraube 222 und eine Reibungsklemmschraube 227 gelöst. Das Löffelarmlager und der Schleifer schwenken um den Schwenkstift 224 und die Einstellschraube 208 hoch. Die Kugel-Senkenanordnung der Einstellschraube ermöglicht dem Löffelarmlager, innerhalb der vertikalen Wände der Schwenkbasis zu schwenken, weil das Kugellager in der Senke der Einstellschraube rollt. Das Löffelarmlager ist von der Schwenkbasis einfach gelöst, indem zwei Bolzen 225 an korrespondierenden Haltern 226 auf jeder Seite des Löffelarmlagers gelöst werden.
Zusätzlich in Fig. 20 ist der Schleifer zwischen dem Löffelarmlager 214 und der Sattelklemme 228 gehalten. Plastikelemente 230 in der Sattelklemme dämpfen den Schleifer innerhalb des Löffelarmlagers und der Sattelklemme. Durch Lösen der Bolzen 232, die die Sattelklemme an das Löffelarmlager befestigen, kann der Schleifer in Längsrichtung eingestellt werden, wie durch unterbrochene Linien dargestellt.

VI. Die Stifte

Die mit diesem Verfahren hergestellten Stifte sind in den Fig. 21 und 22 gezeigt. Die Nut, die in das Gewinde des Stifts geschliffen worden ist, weist einen Auslaufbereich 236 auf Der Auslaufbereich ist am Ende der Nuten in Richtung Kopf des Stifts angeordnet und wegen der kreisförmigen Schleifräder erschaffen. Der Auslaufbereich beeinflußt in keiner Weise die Funktion der Verbinder. Wie Fig. 22 zeigt, funktionieren die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten Schrauben ähnlich wie die Schrauben offenbart in dem hierin genannten Patent von Stencel. Der Kopf 250 der Schraube 55 koppelt eine Platte 252 und die Welle 254 des Stifts erstreckt sich durch Öffnungen in der Platte 252 und einer zweiten Platte 256. Das äußere Gewinde 258 des Stifts ist mit dem inneren Gewinde 260 der Mutter 262 gekoppelt. Ein Befestigungswerkzeug (nicht dargestellt) koppelt den halbkreisförmigen konvexen Zapfen 264, um die Mutter auf dem Stift anzuziehen. Bei dem gewünschten Drehmoment deformiert sich der Zapfen plastisch durch Hineinstoßen von Material in die Nuten 266, wobei die Mutter am Stift gesichert wird und mit einer gewünschten axialen Last versieht. Der Stift ist von der Drehung während des Festspannprozesses durch Verwendung der innen angeordneten Schlüsseloberfläche 268 an dem mit Gewinde versehenen Ende des Stifts 55 gehalten.

VII. Betrieb der Maschine zur Massenproduktion von Stiften

Die offenbarte fünf Spindel-Nuten-Maschine ist im Betrieb zur Massenproduktion des Stifts des beschriebenen Verbinders geeignet. Große Mengen von Gewinderohstiften werden mit beliebiger Orientierung in den Zuführbehälter geladen. Der Zuführbehälter richtet die Gewinderohstifte mit der richtigen Orientierung aus und transferiert sie in die Zuführspur. Die Zuführspur wird mit Gewinderohstiften über ihre gesamte Länge befüllt und bleibt befüllt, wenn der Zuführbehälter mit Stiften versorgt wird. Während der Rotation der Trommelvorrichtung gleiten die Gewinderohstifte in der Zuführspur gegen die Hülse bis die Öffnung der Aufnahmeausnehmung genau zur Zuführspur ausgerichtet ist. Ein erster Stift, angetrieben durch auf den Stift wirkende Gravitation und die auf ihn drückenden anderen Stifte, wird in die Aufnahmeausnehmung einer ersten Niederhalte-Vorrichtung eingeführt. Die Trommelvorrichtung rotiert dann mit einem Viertelkreisbogen bis die erste Niederhalte-Vorrichtung die Schleifstelle und eine zweite Niederhalte-Vorrichtung die Zuführstelle erreicht. Während die Trommelvorrichtung zeitweise angehalten ist, wird der erste Stift geschliffen, während gleichzeitig ein zweiter Stift in die zweite Niederhalte-Vorrichtung geladen wird. Die Trommelvorrichtung wird wieder gedreht, bis eine dritte Niederhalte-Vorrichtung die Zuführstelle erreicht, die zweite Niederhalte-Vorrichtung an der Schleifstelle ist und die erste Niederhalte- Vorrichtung an der Ausgabestelle ist. Gleichzeitig wird der dritte Stift in die dritte Niederhalte-Vorrichtung eingesetzt, der zweite Stift in der zweiten Niederhalte- Vorrichtung mit Nuten versehen, und der erste Stift fällt aus der ersten Niederhalte-Vorrichtung nur aufgrund seiner Gravitation heraus. Die Trommelvorrichtung wird wieder gedreht, und wenn ein Stift aufgrund der Gravitation nicht herausfällt, streckt sich der Auswurfarm nach außen und stößt den Stift in die Rutsche. Daher stellt der Auswurfarm sicher, daß der Stift ausgeworfen ist. Die Trommelvorrichtung hält ihre Drehung an, wenn eine vierte Niederhalte-Vorrichtung an der Zuführstelle, die dritte Niederhalte-Vorrichtung an der Schleifstelle, die zweite Niederhalte-Vorrichtung an der Auswurfstelle und die erste Niederhalte-Vorrichtung an der Leerstelle sind. Wieder im wesentlichen gleichzeitig wird ein vierter Stift in die vierte Niederhalte-Vorrichtung eingesetzt, der dritte Stift in der dritten Niederhalte-Vorrichtung wird geschliffen und der zweite Stift fällt aus der zweiten Niederhalte-Vorrichtung. Die Trommelvorrichtung dreht sich, bis die erste Niederhaltevorrichtung wieder an der Zuführstelle ist. Dieser Prozeß wird ständig wiederholt, wobei die Massenproduktion des Stifts des Verbinders erreicht wird.
Daher ist eine Nutenmaschine offenbart, die eine kreisförmige Anordnung der Schleifer zum besseren wirtschaftlichen Herstellen von selbstverriegelnden Verbindern verwendet, die eine vorgegebene axiale Belastung liefern.
Während Beispiele und Ausführungen der Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, ist es für einen Fachmann offenbar, daß viele weitere Modifikationen möglich sind ohne das hier beschriebene Konzept der Erfindung zu verlassen. Es sollte deshalb verstanden werden, daß diese Erfindung auf andere Weise als im obigen Beispiel beschrieben im Sinne der folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines genuteten, mit einem Gewinde versehenen Verbindungselements (55), welches die Schritte umfaßt:

Walzen von Gewinden an einem Ende eines Verbinderstanzteils zum Herstellen eines Gewindeverbinders (55);

Einführen des mit Gewinde versehenen Verbinders (55) in eine Schleifvorrichtung (34), die eine Vielzahl von rotierenden Nutenschleifern (178) aufweist;

Zyklisches Bewegen des Nutenschleifers (178) über das mit Gewinde vetsehene Ende des Verbindungselements (55) zum gleichzeitigen Produzieren von Nuten (266) in das Verbindungselement (55); und

Entfernen eines genuteten, mit Gewinde versehenen Verbindungselements (55) aus der Nutenschleifvorrichtung (34).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß fünf Nuten (266) gleichzietig in das Verbindungselement (55) geschliffen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend den bekannten Schritt des Schmierens des Verbindungselements (55) während der zyklischen Bewegung der Nutenschleifer (178) über das mit Gewinde versehene Verbindungselement.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ferner umfassend den Schritt des Rotierens des mit Gewinde versehenen Verbindungselements (55) von einer Zuführstelle (46) zu einer Schleifstelle (42).

5. Verfahren nach Anspruch 4 ferner umfassend den Schritt des Rotierens des genuteten, mit Gewinde versehenen Verbindungselements (55) zum Entfernen zu einer Ausgabestelle (40).

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt das Zuführens des mit Gewinde versehenen Befestigungselements in eine erste Niederhalte-Vorrichtung (39) einer drehbaren Trommelvorrichtung (30) umfaßt, die eine Vielzahl von Niederhalte-Vorrichtungen (39) aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Entfernens des genuteten, mit Gewinde versehenen Befestigungselements (55) an der Ausgabestelle (40) das Aktivieren eines Ausgabearms (108) gegen das Befestigungselement (55) während einer Rotation der drehbaren Trommelvorrichtung (30) umfaßt, um das Befestigungselement (55) aus der Niederhalte-Vorrichtung (39) auszustoßen.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7 ferner umfassend den Schritt des zeitweisen Anhaltens der Trommelvorrichtung (30) an jeder der Zuführ-, Schleif- und Ausgabestelle (46, 42, 40).

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 enthaltend den Schritt des Herunterstoßens des mit Gewinde versehenen Befestigungselements (55) an der Schleifstelle (42) zum Anordnen des mit Gewinde versehenen Befestigungselements (55) in einer Schleifstellung.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der zyklischen Bewegung das Bewegen einer Vielzahl von Schleifern (178) entlang zumindest eines Bereichs der Länge des mit Gewinde versehenen Befestigungselements (55) umfaßt.