DE19928703A1 - Bolzen sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Bolzens - Google Patents

Abstract

Um einen Bolzen aus Metall, insbesondere Stahl, mit einstückig an beiden Enden vorgesehenen Köpfen, die eine von der Kreisform abweichende, insbesondere polygonartige Form aufweisen, zu schaffen, der kostengünstig zu fertigen ist, und der hohen Torsionsbelastungen standhält, wird vorgeschlagen, daß die Köpfe an dem Bolzen im Wege des Kaltumformens angeformt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bolzen aus Metall, insbesondere Stahl, mit einstückig an beiden Enden vorgesehenen Köpfen, die eine von der Kreisform abweichende, insbesondere polygonartige Form aufweisen sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen Herstellung.

Im Stand der Technik sind Bolzen aus Stahl bekannt, die an beiden Enden einstückig Köpfe aufweisen. Dabei handelt es sich um Bolzen, die beispielsweise aus gezogenem Drahtmaterial bestehen, wobei der Drahtquerschnitt sechseckig ausgebildet ist. Um ausgehend von einem solchen Ausgangsmaterial einen Bolzen mit an beiden Enden vorgesehen Köpfen herzustellen, wird bisher das zwischen den Enden des profilierten Bolzens befindliche Material mittels spanabhebender Bearbeitung abgedreht, so daß ein im Querschnitt zylindrischer Bolzen mit sechseckigen Köpfen entsteht. Ein derartiges Herstellungsverfahren ist äußerst aufwendig, so daß entsprechende Bolzen relativ teuer sind. Zudem besteht bei derartigen Bolzen die Gefahr, daß sie bei einer tordierenden Belastung, also einer Drehung um ihre Längsachse, die Köpfe abreißen, da der Faserverlauf des Gesamtstabes im Bereich der Köpfe gestört ist, also eine Schwächung zwischem Kopf und zylindrischem Bolzenabschnitt besteht.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Bolzen anzugeben, der kostengünstig zu fertigen ist, und der hohen Torsionsbelastungen standhält.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Köpfe an den Bolzen im Wege des Kaltumformens angeformt sind.

Dadurch, daß an den Bolzen die Köpfe im Wege des Kaltumformens angeformt sind, entsteht ein relativ kostengünstig zu fertigender Bolzen mit an beiden Enden vorgesehenen Köpfen. Dabei ist die Torsionsbelastbarkeit sehr hoch, weil durch die angestauchten Köpfe die Walzfaser des Ausgangsmaterials (des Drahtes) nicht gestört ist, sondern insbesondere im Übergangsbereich zwischen den Köpfen und dem zylindrischen Mittelteil des Bolzenes ein ungestörter Walzfaserverlauf beibehalten ist. Durch die Stauchung wird zudem noch eine Verdichtung im Übergangsbereich zwischen Kopf- und Bolzen erreicht, was für das Torsionsverhalten vorteilhaft ist.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, daß die Köpfe gleiche Form aufweisen.

Die Köpfe können je nach Anwendungszweck auch unterschiedliche Form aufweisen. Je nach Anwendungszweck können die Köpfe in Bezug auf die Mittellängsachse des Bolzens unterschiedliche Ausrichtung haben. Bevorzugt ist vorgesehen, daß die Köpfe in Bezug auf die Mittellängsachse des Bolzens gleiche Ausrichtung haben.

Um solche Bolzen nicht nur zweiseitig an den Enden einspannen zu können, um entsprechende Torsionskräfte zu übertragen, sondern auch beispielsweise an einer dritten Stelle zwischen den Köpfen in einem festen Lager haltern zu können, so daß auch dort Torsionskräfte aufgebracht werden bzw. aufgenommen werden können, wird vorgeschlagen, daß zwischen den Köpfen ein Bund aus dem Bolzen im Wege des Kaltumformens ausgeformt ist.

Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß der Bund eine von der Kreisform abweichende Form aufweist.

Auch kann bevorzugt sein, daß der Bund polygonartige Form aufweist.

Zudem kann bevorzugt sein, daß der Bund gleiche Form und/oder Ausrichtung wie die Köpfe aufweist.

Bevorzugt ist zudem vorgesehen, daß der Bolzen kreisrunden Querschnitt aufweist.

Um unterschiedliches Torsionsverhalten insbesondere bei Bolzen mit an den Enden vorgesehenen Köpfen und dazwischen, beispielsweise mittig angebrachtem Bund zu erreichen, also bei dem gleichen Bolzen unterschiedliche Torsionsverhältnisse zwischen dem einen Kopf und dem Mittelbund und dem anderen Kopf und dem Mittelbund einstellen zu können, kann vorgesehen sein, daß der Bolzen über seine Länge kreisrunden Querschnitt mit mindestens zwei im Durchmesser unterschiedlichen Bereichen aufweist, die an den Bund anschließen bzw. durch den Bund voneinander getrennt sind.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Bolzens ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Arbeitsschritt ein Drahtabschnitt von einem Draht abgetrennt wird,
in einem zweiten Arbeitsschritt der Drahtabschnitt gesetzt und gerichtet wird sowie die Stirnflächen plan geformt werden,
in einem dritten Arbeitsschritt, der unmittelbar an den ersten Arbeitsschritt anschließt oder an den zweiten Arbeitsschritt anschließt, an einem Ende des Drahtabschnitts ein erster Kopf angestaucht wird,
in einem vierten Arbeitsschritt der erste Kopf zu einer Polygonform beschnitten und entgratet wird;
in einem fünften Arbeitsschritt der Bolzen an seinem ersten Kopf gehalten wird und am anderen Ende ein zweiter Kopf angestaucht wird;
in einem sechsten Arbeitsschritt der Bolzen an seinem ersten Kopf gehalten, zentriert und ausgerichtet wird und nachfolgend der zweite Kopf zu einer Polygonform beschnitten und entgratet wird.

Dabei wird zunächst von einem Drahtcoil, insbesondere aus Draht mit rundem Querschnitt, zunächst ein Drahtabschnitt abgetrennt. Da beim Abtrennen die Stirnflächen häufig nicht exakt plan ausgebildet sind und möglicherweise auch nicht exakt parallel zueinander gerichtet sind und im übrigen der Drahtabschnitt auch nicht exakt geradlinig ausgebildet ist, ist ein zweiter Arbeitsschritt vorzugsweise vorgesehen, bei dem der Drahtabschnitt gesetzt und gerichtet wird und dessen Stirnflächen plan geformt werden, beispielsweise durch einen Stauchvorgang. Anschließend kann an einem Ende des Drahtabschnitts ein erster Kopf angestaucht werden. Der gestauchte Kopf, der die Form einer Ronde aufweist, wird anschließend in einem weiteren Arbeitsschritt zu einer Polygonform, beispielsweise einer Sechseckform beschnitten und entgratet. Anschließend wird der Bolzen mit einer geeigneten Vorrichtung an seinem ersten Kopf gehalten, wodurch gleichzeitig eine Zentrierung und Relativausrichtung des Polygonkopfes erfolgt. Am anderen Ende kann dann ein zweiter Kopf in gewünschter Orientierung angestaucht werden, wobei die Orientierung des Kopfes gleich zu dem ersten Kopf gerichtet sein kann oder aber auch das Polygon oder dergleichen relativ zu dem ersten Kopf verdreht ausgebildet sein kann. Die exakte Ausrichtung ist durch die Halterung des Bolzens an dem ersten Kopf gewährleistet. In einem nächsten Arbeitsschritt wird wiederum der Bolzen an seinem ersten Kopf gehalten, zentriert und ausgerichtet und nachfolgend der zweite Kopf zu einer Polygonform beschnitten und entgratet. Es ist so in einfacher Weise ein Bolzen mit zwei endseitig vorgesehen Köpfen zu fertigen, wobei es durch die entsprechende Halterung des Bolzens am ersten Kopf während der Herstellung des zweiten Kopfes möglich ist, die Ausrichtung der Köpfe zueinander genau zu bestimmen.

Beim Beschneiden und Entgraten des zweiten Kopfes liegt der Bolzen an einer entsprechenden Auflagefläche eines Gegenhalters an. Hierdurch entsteht das Problem, daß ein vollständiges Entgraten erschwert oder nicht möglich ist, weil das Entgratungswerkzeug lediglich bis zu der Auflagefläche vorgenommen werden kann, so daß der Grat noch nach dem Zurückführen des Werkzeuges an der unteren Kante des Kopfes hängenbleibt.

Um dieses zu vermeiden, ist vorgesehen, daß beim Beschneiden und Entgraten des zweiten Kopfes der Bolzen entgegen der Arbeitsrichtung des Beschneid- und Entgratvorganges von einer Auflagefläche, an der die Unterseite des zweiten Kopfes anliegt, angehoben wird. Hierbei wird insbesondere beim Entgratvorgang gegen Ende des Entgratvorganges der zweite Kopf von der Auflagefläche abgehoben, so daß ein Abstand zwischen der Auflagefläche und dem zweiten Kopf entsteht. In diesen Freiraum kann das Entgratwerkzeug vorgeschoben werden, so daß eine vollständige und saubere Entgratung ermöglicht ist.

In Weiterbildung kann auch vorgesehen sein, daß vor dem dritten Arbeitsschritt ein Bund zwischen den Enden des Drahtabschnitts angeformt wird, der Bund zu einer Polygonform beschnitten und entgratet wird.

Gemäß einer solchen Ausbildung kann zunächst an dem vereinzelten und gerichteten Drahtabschnitt ein Bund in einem Bereich durch einen Stauchvorgang angeformt werden, der zwischen den Enden des Drahtabschnittes liegt. Anschließend kann an einem Ende ein Kopf an den Drahtabschnitt angeformt werden, wobei analog dem fünften Arbeitsschritt der Bolzen nicht an seinem ersten Kopf, sondern an dem polygonalen Bund gehalten wird und an dem einen Ende ein Kopf angestaucht wird. Anschließend kann der sechste Arbeitsschritt folgen. Nachfolgend kann der mit dem Bund und einem polygonalen Kopf ausgerüstete Bolzen gedreht und an seinem anderen Ende analog dem fünften Arbeitsschritt und dem sechsten Arbeitsschritt mit einem zweiten Kopf im Wege des Stauchens, Beschneidens und Entgratens versehen werden. Dabei kann ebenfalls der Bolzen im Bereich des polygonalen Bundes gehalten werden.

Zudem kann vorgesehen sein, daß vor dem Anformen des Bundes der Durchmesser des Drahtabschnitts über einen Teil seiner Länge reduziert wird und anschließend der Bund in der Übergangszone vom größerem zum kleineren Drahtdurchmesser angeformt wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines Bolzens, die insbesondere zur Durchführung des fünften und sechsten Arbeitsschrittes des vorbezeichneten Verfahrens geeignet und bestimmt ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere ein Rundtaktwerkzeug vorgesehen ist, das einen taktweise drehbaren Teller mit radial nach außen offenen Ausnehmungen aufweist, in die ein mit einem angeformten Kopf oder Bund ausgestatteter Drahtabschnitt mit parallel zur Drehachse des Tellers gerichteter Längsachse und mit sich auf einem Stützteil des Tellers abstützenden Kopf oder Bund radial einsetzbar ist, wobei die Ausnehmung den Drahtabschnitt und den Kopf halbschalenförmig umgibt und im Bereich der Kopfaufnahme und/oder Bundaufnahme eine dessen Form eng angepaßte Kontur aufweist, das ferner eine Zuführstation zum radialen manuellen oder automatischen Zuführen einzelner Drahtabschnitte aufweist, im Bereich der Zuführstation oder in Drehrichtung des Tellers dieser folgend ein erstes Werkzeug aufweist, welches eine radial zum Teller hin und von diesem weg bewegbare erste Halteeinrichtung besitzt und ein parallel zur Drehachse des Tellers auf und ab bewegbares Stauchwerkzeug aufweist, mittels dessen das kopflose Ende des Drahtabschnitts zu einem Kopf gestaucht wird,
wobei die erste Halteeinrichtung und das Stauchwerkzeug über eine Koppel verbunden und gemeinsam mittels eines Antriebes, insbesondere Hydraulikantriebes, in die Arbeitslage und die Freigabelage verstellbar sind, wobei die erste Halteeinrichtung gegenüber dem Stauchwerkzeug beim Verstellen aus der Freigabelage in die Arbeitslage voreilend und beim Zurückführen in die Freigabelage nacheilend angeordnet ist,
weiter in Drehrichtung des Tellers folgend ein zweites Werkzeug vorgesehen ist, welches eine zweite gleichartige Halteeinrichtung und ein zum Stauchwerkzeug analog auf und ab bewegbares Schneid- und Entgratwerkzeug aufweist, mittels dessen der angestauchte Kopf des Drahtabschnitts beschneidbar und entgratbar ist,
wobei die zweite Halteeinrichtung mit dem Schneid- und Entgratwerkzeug über eine Koppel verbunden und gemeinsam durch den mit dem ersten Werkzeug gemeinsamen Antrieb in die Arbeitslage und die Freigabelage unter analoger Vor- bzw. Nacheilung der zweiten Halteeinrichtung verstellbar ist,
schließlich im Bereich des zweiten Werkzeuges oder diesem in Drehrichtung folgend eine Abgabestation für das fertige Werkstück vorgesehen ist.

Gemäß dieser Ausbildung wird der entsprechende Drahtabschnitt mit schon einseitig angeformtem Kopf in die radial nach außen offene Ausnehmung des taktweise drehbaren Tellers eingesetzt, wobei das noch kopflose Ende des Drahtabschnittes über die Auflageebene des Tellers vorragt. Der am anderen Ende des Drahtabschnitts schon angeformte Kopf stützt sich auf einem entsprechenden Stützteil des Tellers auf, so daß er lagerichtig gehalten ist. Üblicherweise ist die Anordnung derart getroffen, daß die Stützfläche unten liegt, auf der sich der Kopf abstützt und das freie Ende des Drahtabschnittes nach relativ oben abragt. Die entsprechende Ausnehmung des Tellers umgibt den Drahtabschnitt und den Kopf bis auf das überstehende Ende, wobei eine enge Formpassung erwünscht ist. Die Zuführung des Drahtabschnittes kann manuell oder auch automatisch mittels einer Vorrichtung vorgenommen werden, mittels derer die entsprechenden Bolzen vereinzelt und in die Ausnehmung des Tellers lagerichtig eingesetzt werden. Hierzu können übliche mechanische Greifersysteme eingesetzt werden.

Nach dem Einsetzen des Bolzens in die Ausnehmung des Tellers kann das erste Werkzeug mit seiner ersten Halteeinrichtung betätigt werden, so daß die erste Halteeinrichtung in Richtung radial zum Teller bewegt wird und mittels einer entsprechenden Ausnehmung den freien Bereich des Drahtabschnittes nebst Kopf übergreift. Der Drahtabschnitt ist damit sicher gehalten. Nahezu zeitgleich kann dann das entsprechende Stauchwerkzeug betätigt werden, mittels dessen das vorragende kopflose Ende des Drahtabschnittes zu einem Kopf gestaucht wird. Die erste Halteeinrichtung und das Stauchwerkzeug sind dabei über eine Koppel verbunden, so daß eine gemeinsame Betätigung mittels eines einzigen Antriebes, beispielsweise eines Hydraulikantriebes, erfolgen kann. Die entsprechenden verstellbaren Teile können dabei in üblicher Weise an Führungssäulen oder dergleichen geführt sein, die gestellfest gehalten sind. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die erste Halteeinrichtung gegenüber dem Stauchwerkzeug beim Verstellen aus der Freigabelage in die Arbeitslage voreilt, während beim Zurückführen in die Freigabelage die Halteeinrichtung dem Stauchwerkzeug nacheilt. In Drehrichtung des Tellers folgend ist ein zweites Werkzeug vorgesehen, welches eine zweite ähnliche Halteeinrichtung und ein analog zum Stauchwerkzeug bewegbares Schneid- und Entgratungswerkzeug aufweist. Durch taktweise Drehung des Tellers wird der mit dem angestauchten Kopf versehene Drahtabschnitt zu der zweiten Bearbeitungsstation transportiert, wobei taktweise dann die zweite Halteeinrichtung und dieser nachfolgend das Schneid- und Entgratwerkzeug betätigt wird. Auch diese Elemente sind miteinander gekoppelt und mit dem Antrieb gekoppelt, welcher auch den Antrieb des ersten Werkzeuges besorgt. Es ist somit ein taktweises Drehen und taktweises Bearbeiten der entsprechenden Werkstücke ermöglicht, so daß eine hohe Fertigungsquantität oder -qualität erreichbar ist. Die fertigen Werkstücke können dann im Bereich der zweiten Arbeitsstation oder an einer diesem in Drehrichtung folgenden Abgabestation abgegeben werden.

Es ist selbstverständlich auch möglich und gehört zur vorliegenden Erfindung, daß ein entsprechender Drahtabschnitt zunächst mit einem Bund, beispielsweise einem Mittelbund in entsprechender Ausformung versehen und der Mittelbund polygonal ausgebildet wird, woraufhin dann dieses Teilerzeugnis analog der Vorrichtung zugeführt wird, wobei zunächst am einen Ende ein Kopf angestaucht und entgratet wird und dann das Teil in anderer Orientierung erneut zugeführt wird, um den Kopf am zweiten Ende anzustauchen und zu beschneiden sowie zu entgraten.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, daß die erste und zweite Halteeinrichtung eine radial in Richtung zum Teller offene Aufnahmekontur aufweist, die dem mit Kopf und/oder Bund versehenen Drahtabschnitt eng angepaßt ist und halbschalenförmig ausgebildet die tellerseitige Ausnehmung zu einer Vollschale ergänzt.

Auf diese Weise ist ein einfaches und lagerichtiges Einsetzen sowie Halten des mit einem Kopf versehenen Drahtabschnittes möglich, wobei insbesondere wegen des Stauchvorganges eine enge Anpassung der Aufnahmekontur erforderlich ist, damit die Formhaltung des Drahtabschnittes gewährleistet ist.

Bei der zweiten Halteeinrichtung ist die enge Anpassung der Aufnahmekontur an den Drahtabschnitt nicht zwingend erforderlich, insbesondere nicht im Bereich des zylindrischen Abschnittes zwischen den Köpfen, so daß eine Verschieblichkeit des Drahtabschnittes in dessen axialer Richtung möglich bleibt. Der Grund hierfür wird später noch erläutert.

Eine besonders bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, daß die erste und zweite Halteeinrichtung jeweils mittels eines Kniehebelwerkes radial verstellbar ausgebildet ist, wobei der Kniehebel mittels eines an der Koppel fixierten, gefederten Stößels aus der geknickten Freigabelage in die nahezu gestreckte Arbeitslage verstellbar ist und mittels eines an der Koppel gehalterten starren Rückstellers aus der nahezu gestreckten Arbeitslage in die geknickte Freigabelage zurückführbar ist.

Durch diese Ausbildung ist es in besonders einfacher Weise möglich, die Bewegung des Stauch- oder Beschneid- bzw. Entgratungswerkzeuges gleichzeitig dazu zu benutzen, die entsprechenden Kniehebel zu betätigen, um die Verschiebung der Halteeinrichtung zu bewirken. Dabei wird der Kniehebel aus der geknickten Freigabelage in eine nahezu gestreckte Arbeitslage verstellt. Vorzugsweise erfolgt die Bewegung über einen gefederten Stößel, so daß bei einem Verschleiß von Elementen der Vorrichtung ausgehend von dem Neuzustand der Kniehebel weniger stark oder stärker der nahezu gestreckten Lage angenähert werden kann. In der gestreckten Lage wäre ein Ausgleich von Toleranzen oder dergleichen nicht mehr möglich. Auch das Rückführen der Kniehebel aus der gestreckten Arbeitslage in die geknickte Freigabelage ist äußerst einfach zu bewerkstelligen, da dies mittels eines an der Koppel gehalterten starren Rückstellers erfolgt, der beim Zurückfahren des Stauchwerkzeuges bzw. des Schneid- und Entgratwerkzeuges mitgenommen wird und an dem Kniehebel angreift, um diesen aus der gestreckten Arbeitslage in die geknickte Freigabelage zurückzuführen. Dabei wird jeweils die Halteeinrichtung, die mit dem Kniehebel gekoppelt ist, linear radial in die Arbeitslage bzw. in die Freigabelage verstellt.

Wegen der erheblichen Kräfte, die beim Stauchvorgang erzeugt werden müssen, ist vorzugsweise die erste Halteeinrichtung über eine entsprechend starke Federung, nämlich über eine Gasdruckfeder gefedert.

Die bei der zweiten Bearbeitungsfolge (Schneiden und Entgraten) auftretenden Kräfte sind geringer, so daß hier als Federelement eine Schraubendruckfeder eingesetzt werden kann.

Bei der ersten Halteeinrichtung wird nach Abschluß des Formgebungsvorganges und nach dem Überführen der Werkzeugteile in die Freigabestellung quasi eine Selbsthaltung des Werkstückes in der Ausnehmung des drehbaren Tisches allein durch Reibungskräfte sichergestellt.

Bei der zweiten Halteeinrichtung ist dies nicht der Fall, so daß hier vorzugsweise vorgesehen ist, daß die zweite Halteeinrichtung einen gefederten Haltebolzen aufweist, der radial in die Aufnahmekontur der Halteeinrichtung beweglich ist.

Der gefederte Haltebolzen wirkt auch dann, wenn die zweite Halteeinrichtung in die Freigabelage überführt ist, noch auf das Werkstück radial ein, bis dieses mit dem Teller weitergedreht und in einer Führung gehalten oder bis es in eine entsprechende Abgabevorrichtung abgeworfen ist.

Da bei der Entgratung die Gefahr besteht, daß der Grat nicht abgestoßen wird, weil die Entgratungsvorrichtung nur bis zur Auflagefläche vorgeschoben werden kann, an der auch die Unterseite des erzeugten Kopfes aufliegt, ist bevorzugt vorgesehen, daß das zweite Werkzeug mit einer Vorrichtung versehen ist, mittels derer das von der Halteeinrichtung und dem Teller gehaltene Werkstück während der Abwärtsbewegung des Schneid- und Entgratwerkzeuges im letzten Teilbereich der Abwärtsbewegung entgegen der Bewegung des Schneid- und Entgratwerkzeuges zwangsverstellbar ist.

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß bei der entsprechenden Bewegung des Entgratwerkzeuges zum Zwecke des Entgratens im letzten Teilbereich der Abwärtsbewegung der Gratabschnitt entgegen der Bewegung des Schneid- und Entgratungswerkzeuges zwangsverstellt wird, so daß er von seinem Auflager abgehoben wird. Infolgedessen kann der Grat mittels des Entgratungswerkzeuges gut abgestoßen werden.

An diese Station kann sich im übrigen noch eine weitere Arbeitsstation anschließen, in der der üblicherweise kreisförmige Stanzgrat durchtrennt und abgeworfen wird, so daß er nicht an dem entsprechenden gefertigten Bolzen hängenbleibt.

Bevorzugt ist zudem vorgesehen, daß die Vorrichtung aus einem zweiarmigen Hebel besteht, der auf der dem Schneid- und Entgratwerkzeug abgewandten Seite der zweiten Halteeinrichtung um ein gestellfestes Lager schwenkbar ist, dessen erster Hebelarm an einem koaxial zum in der Halteeinrichtung gehaltenen Drahtabschnitt verstellbaren, auf die Stirnfläche des Drahtabschnitts einwirkenden Stößel angreift, dessen zweiter Hebelarm an ein parallel zur Werkzeugbewegungsrichtung beweglich geführtes Stellglied angelenkt ist und dessen Stellglied mittels eines von der Koppel abragenden Stellfingers beim Verfahren der Koppel in die Arbeitslage gegen das Stellglied anläuft und über diesen den Hebel schwenkt.

Dabei ist bevorzugt vorgesehen, daß der Stößel entgegen der Kraft einer Rückstellfeder beweglich ist.

Zudem ist bevorzugt vorgesehen, daß das Stellglied entgegen der Kraft einer Rückholfeder betätigbar ist.

Um eine entsprechende Bewegung der Teile relativ zueinander sicherzustellen, ist bevorzugt vorgesehen, daß der erste Hebelarm länger ist als der zweite Hebelarm.

Dabei hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Länge der Hebelarme sich wie 1 : 1,5 verhält.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine äußerst schnelle, präzise und kostengünstige Fertigung von Bolzen mit zwei Köpfen an den Enden oder mit polygonalem Mittelbund und polygonalen Köpfen an den Enden möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 bis 7 den Fertigungsablauf bei der Fertigung eines Bolzens;

Fig. 8 eine schematische Draufsicht auf ein Werkzeug zur Herstellung eines Bolzens;

Fig. 9 ein Fertigungswerkzeug in Seitenansicht, teilweise geschnitten;

Fig. 10 ein weiteres Werkzeug in der Ansicht analog Fig. 9.

In der Zeichnung ist bei Fig. 7 ein Bolzen aus Stahl gezeigt, der an beiden Enden polygonale, im Ausführungsbeispiel sechseckige Köpfe aufweist. Der die Köpfe verbindende Bereich des Bolzens ist im Querschnitt kreisrund. Im Ausführungsbeispiel weisen die Köpfe gleiche Größe und Form auf. Zudem sind sie in Bezug auf die Mittellängsachse des Bolzens gleich ausgerichtet. Zur Herstellung eines solchen Bolzens wird zunächst von einem Drahtcoil ein Drahtabschnitt entsprechend Fig. 1 abgetrennt. Anschließend wird der Drahtabschnitt gemäß Fig. 2 gesetzt und gerichtet und die Stirnflächen werden plan geformt, beispielsweise durch einen Stauchvorgang. Anschließend wird analog Fig. 3 an einem Ende des Drahtabschnittes ein erster Kopf angestaucht. In einem nächsten Arbeitsschritt gemäß Fig. 4 und 5 wird der erste Kopf zu einer Polygonform beschnitten und entgratet.

In einem nächsten Arbeitsschritt wird analog Fig. 6 der Bolzen an seinem ersten Kopf gehalten und am anderen Ende wird ein zweiter Kopf angestaucht. Analog Fig. 7 wird dann der Bolzen an seinem ersten Kopf gehalten, zentriert und ausgerichtet und nachfolgend der zweite Kopf zu einer Polygonform beschnitten und entgratet. Der Bolzen mit zwei endseitigen Köpfen ist damit fertiggestellt.

In Fig. 8 bis 10 ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines entsprechenden Bolzens gezeigt. Es ist dabei ein Rundtaktwerkzeug 1 vorgesehen, das einen taktweise drehbaren Teller 2 aufweist. Der Teller weist nach radial außen offene Ausnehmungen 3 auf, in die ein mit einem angeformten Kopf oder auch einem angeformten Bund ausgestatteter Drahtabschnitt 4 mit parallel zur Drehachse 5 des Tellers 2 gerichteter Längsachse und mit sich auf einer Stützfläche des Tellers abstützendem Kopf oder Mittelbund radial einsetzbar ist. Die Ausnehmung 3 umgibt den Drahtabschnitt 4 sowie dessen Kopf oder Mittelbund halbschalenförmig, . wobei die Ausnehmung 3 natürlich im Bereich des Kopfes oder Mittelbundes eine entsprechende dem Kopf bzw. Bund angepaßte Kontur aufweist. Zum Einsetzen der Drahtabschnitte 4 in die entsprechenden Ausnehmungen 3 ist eine Zuführstation vorgesehen, die das manuelle oder automatische Zuführen einzelner Drahtabschnitte 4 ermöglicht. Im Bereich dieser Zuführstation oder auch in Drehrichtung 6 des Tellers dieser folgend ist ein erstes Werkzeug 7 vorgesehen, welches an der Position des Gesamtwerkzeuges angeordnet ist, die in Fig. 8 mit 7 bezeichnet ist. Dieses Werkzeug 7 weist eine radial zum Teller 2 hin und von diesem weg linear bewegbare erste Halteeinrichtung 8 und ein parallel zur Drehachse 5 des Tellers 2 auf und ab bewegbares Stauchwerkzeug 9 auf, mittels dessen das noch kopflose Ende des Drahtabschnitts 4 zu einem Kopf gestaucht wird. Die erste Halteeinrichtung 8 und das Stauchwerkzeug 9 sind über eine Koppel 10 verbunden und gemeinsam mittels eines hydraulischen Antriebes in die Arbeitslage und in die Freigabelage, die in Fig. 9 gezeigt ist, verstellbar. Dabei ist die Anordnung derart vorgenommen, daß die erste Halteeinrichtung 8 gegenüber dem Stauchwerkzeug 9 beim Verstellen aus der Freigabelage in die Arbeitslage voreilt und beim Zurückführen in die Freigabelage nacheilt.

Weiter ist in Drehrichtung des Tellers 2 folgend ein zweites Werkzeug 11 vorgesehen, welches analog dem Bezugspfeil 11 in Fig. 8 positioniert ist. Dieses Werkzeug 11 weist eine zweite gleichartige Halteeinrichtung 12 auf, die ähnlich der Halteeinrichtung 8 ausgebildet ist. Desweiteren ist ein zum Stauchwerkzeug 9 analog auf und ab bewegbares Schneid- und Entgratwerkzeug 13 vorgesehen, mittels dessen der angestauchte Kopf des Drahtabschnittes 4 beschnitten und entgratet wird. Die zweite Halteeinrichtung 12 ist mit dem Schneid- und Entgratwerkzeug 13 über eine Koppel 14 verbunden. Die Koppel 14 kann einstückig mit der Koppel 10 ausgebildet sein. Somit ist über einen gemeinsamen Antrieb sowohl das erste Werkzeug 7 als auch das zweite Werkzeug 11 in die Arbeitslage und die Freigabelage unter analoger Vor- bzw. Nacheilung der zweiten Halteeinrichtung 12 gegenüber dem Werkzeug 13 verstellbar. Die Koppel 10 und 14 kann auf der Achse 15 längs dieser verstellbar geführt sein, wobei die Achse 15 die Drehachse für den Teller 2 bildet. Dem zweiten Werkzeug 11 folgend kann auf dem Werkzeug 1 eine weitere Arbeitsstation bei 16 vorgesehen sein, mittels derer der ringartige Stanzgrat aufgetrennt und vom Drahtabschnitt 4 entfernt werden kann. Nachfolgend kann der fertige Drahtabschnitt dann an eine Abgabestation abgegeben werden.

Sowohl die erste als auch die zweite Halteeinrichtung 8 bzw. 12 weist eine radial in Richtung zum Teller 2 offene Aufnahmekontur 17 bzw. 18 auf, die dem mit Kopf oder auch Mittelbund versehenen Drahtabschnitt 4 eng angepaßt ist und halbschalenartig ausgebildet die tellerseitige Ausnehmung 3 in der entsprechenden Position zu einer Vollschale ergänzt. Die erste und zweite Halteeinrichtung 8,12 ist jeweils mittels eines Kniehebelwerkes 19 bzw. 20 radial zum Teller zwar hin und von diesem weg verstellbar ausgebildet, wobei der Kniehebel mittels eines an der Koppel 10 bzw. 14 fixierten gefederten Stößels 21 bzw. 22 aus der geknickten Freigabelage in die nahezu gestreckte Arbeitslage verstellbar ist. Der Kniehebel ist mittels eines an der Koppel 10 bzw. 14 gehalterten starren Rückstellers 23, 24 aus der nahezu gestreckten Arbeitslage in die geknickte Freigabelage zurückführbar, wobei der Rücksteller hakenartig an einem das Mittelgelenk des Kniehebels bildenden Bolzen angreift und so bei der Aufwärtsbewegung des Oberteils der Vorrichtung den Kniehebel mitnimmt.

Der Stößel 21 der ersten Halteeinrichtung 8 ist mittels einer Gasdruckfeder 25 gefedert, die in eine Halterung integriert ist, in der auch der Stößel 21 geführt ist. Die zweite Halteeinrichtung 12 ist mittels einer Schraubendruckfeder 26 gefedert, die in eine Halteeinrichtung geführt ist, in der auch der Stößel 22 geführt ist. Zusätzlich weist die zweite Halteeinrichtung 12 einen gefederten Haltebolzen 27 auf, der radial in die Aufnahmekontur 18 der Halteeinrichtung 12 beweglich ist. In der Arbeitslage, die in Fig. 10 simuliert ist, liegt der Kopf des Haltebolzens am Außenumfang des Drahtabschnitts 4 an. Wird die Halteeinrichtung 12 in die Öffnungslage überführt, so wird der Haltebolzen 27 durch die Kraft der Feder 28 in der Zeichnungsfigur 10 nach rechts verschoben und drückt den Drahtabschnitt 4 weiter in die entsprechende Aufnahmekontur 3 des Tellers 2. Bei weiterer taktweiser Drehbewegung des Tellers 2 gleitet der Drahtabschnitt dann in eine Führung oder dergleichen, so daß die Halterung durch den gefederten Haltebolzen 27 nicht mehr wirksam ist.

Das zweite Werkzeug 11 ist zudem mit einer Vorrichtung versehen, mittels derer das von der Halteeinrichtung 12 und dem Teller 2 gehaltene Werkstück während der Abwärtsbewegung des Schneid- und Entgratwerkzeuges 13 im letzten Teilbereich der Abwärtsbewegung entgegen der Bewegung des Schneid- und Entgratwerkzeuges 13 zwangsverstellt wird. Diese Vorrichtung besteht aus einem zweiarmigen Hebel 29, der auf der dem Schneid- und Entgratwerkzeug 13 abgewandten Seite (Unterseite) der zweiten Halteeinrichtung 12 um ein gestellfestes Lager schwenkbar ist. Dessen erster Hebelarm greift an einem koaxial zum in der Halteeinrichtung 12 gehaltenen Drahtabschnitt 4 auf die Stirnfläche des Drahtabschnitts 4 einwirkenden Stößel 31 an. Der zweite Hebelarm ist an ein parallel zur Werkzeugbewegungsrichtung (in Fig. 10 nach oben und unten) beweglich geführtes Stellglied 32 angelenkt. Das Stellglied 32 wird mittels eines von der Koppel 14 abragenden Stellfingers 33 beim Verfahren der Koppel 14 in die Arbeitslage gegen das freie Ende des Stellgliedes 32 angedrückt und schwenkt über das Stellglied 32 den Hebel 29.

Der Stößel 31 ist entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 34 beweglich. Das Stellglied 32 ist ebenfalls entgegen der Kraft einer Rückholfeder 35 betätigbar. Vorzugsweise ist der erste Hebelarm länger als der zweite Hebelarm, beispielsweise im Verhältnis von 1 : 1,5. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß bei einer Abwärtsbewegung der Koppel 10,14 zunächst der jeweilige Kniehebel in eine nahezu gestreckte Position überführt wird und somit die Teile 8 und 12 in die Arbeitslage verstellt werden, nachfolgend das jeweilige Werkzeug 9 oder 13 auf das freie Ende des Werkstückes 4 einwirkt unter weiterer Absenkung der Gesamteinrichtung mit den Teilen 10, 14. Im letzten Teilweg der Abwärtsbewegung wird dann der Hebel 29 durch die entsprechenden Stellglieder betätigt, so daß der Drahtabschnitt 4 entgegen der Arbeitsrichtung des Werkzeuges 13 angehoben wird, so daß der Grat am Kopf des Drahtabschnittes vollständig abgetrennt und abgeschnitten werden kann.

In Fig. 9 ist das Kniehebelwerk 19 in durchgezogenen Linien in einer Arbeitslage und in strichpunktierten Linien in der Freigabelage gezeigt. Das Werkzeug 9 ist in durchgezogenen Linien in der Arbeitslage gezeigt, wobei der Stauchwerkzeugeinsatz strichpunktiert gezeigt ist. Das Werkstück 4 ist in unverformtem Zustand mit nach oben abragendem zylindrischen Abschnitt und in verformtem Zustand mit Ronde überlagert gezeichnet.

In Fig. 10 ist das Kniehebelwerk 20 in der gestreckten Arbeitslage gezeigt, während das Werkzeug 13 und der Hebel 29 noch in der Freigabelage gezeigt sind, was nicht der Stellung des Kniehebelwerkes 20 entspricht, aber die Vorrichtung anschaulich verdeutlicht.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (25)

1. Bolzen aus Metall, insbesondere Stahl, mit einstückig an beiden Enden vorgesehenen Köpfen, die eine von der Kreisform abweichende, insbesondere polygonartige Form aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Köpfe an den Bolzen im Wege des Kaltumformens angeformt sind.

2. Bolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Köpfe gleiche Form aufweisen.

3. Bolzen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Köpfe in Bezug auf die Mittellängsachse des Bolzens gleiche Ausrichtung haben.

4. Bolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Köpfen ein Bund aus dem Bolzen im Wege des Kaltumformens ausgeformt ist.

5. Bolzen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund eine von der Kreisform abweichende Form aufweist.

6. Bolzen nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund polygonartige Form aufweist.

7. Bolzen nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund gleiche Form und/oder Ausrichtung wie die Köpfe aufweist.

8. Bolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen kreisrunden Querschnitt aufweist.

9. Bolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen über seine Länge kreisrunden Querschnitt mit mindestens zwei im Durchmesser unterschiedlichen Bereichen aufweist, die an den Bund anschließen bzw. durch den Bund voneinander getrennt sind.

10. Verfahren zur Herstellung eines Bolzens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Arbeitsschritt ein Drahtabschnitt von einem Draht abgetrennt wird,
in einem zweiten Arbeitsschritt der Drahtabschnitt gesetzt und gerichtet wird sowie die Stirnflächen plan geformt werden,
in einem dritten Arbeitsschritt, der unmittelbar an den ersten Arbeitsschritt anschließt oder an den zweiten Arbeitsschritt anschließt, an einem Ende des Drahtabschnitts ein erster Kopf angestaucht wird,
in einem vierten Arbeitsschritt der erste Kopf zu einer Polygonform beschnitten und entgratet wird;
in einem fünften Arbeitsschritt der Bolzen an seinem ersten Kopf gehalten wird und am anderen Ende ein zweiter Kopf angestaucht wird;
in einem sechsten Arbeitsschritt der Bolzen an seinem ersten Kopf gehalten, zentriert und
ausgerichtet wird und nachfolgend der zweite Kopf zu einer Polygonform beschnitten und entgratet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß beim Beschneiden und Entgraten des zweiten Kopfes der Bolzen entgegen der Arbeitsrichtung des Beschneid- und Entgratvorganges von einer Auflagefläche, an der die Unterseite des zweiten Kopfes anliegt, angehoben wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem dritten Arbeitsschritt ein Bund zwischen den Enden des Drahtabschnitts angeformt wird, der Bund zu einer Polygonform beschnitten und entgratet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anformen des Bundes der Durchmesser des Drahtabschnitts über einen Teil seiner Länge reduziert wird und anschließend der Bund in der Übergangszone vom größerem zum kleineren Drahtdurchmesser angeformt wird.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 13, insbesondere des fünften und sechsten Arbeitsschrittes, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere ein Rundtaktwerkzeug (1) vorgesehen ist, das einen taktweise drehbaren Teller (2) mit radial nach außen offenen Ausnehmungen (3) aufweist, in die ein mit einem angeformten Kopf oder Bund ausgestatteter Drahtabschnitt (4) mit parallel zur Drehachse (5) des Tellers (2) gerichteter Längsachse und mit sich auf einem Stützteil des Tellers (2) abstützenden Kopf oder Bund radial einsetzbar ist, wobei die Ausnehmung den Drahtabschnitt und den Kopf halbschalenförmig umgibt und im Bereich der Kopfaufnahme und/oder Bundaufnahme eine dessen Form eng angepaßte Kontur aufweist,
das ferner eine Zuführstation zum radialen manuellen oder automatischen Zuführen einzelner Drahtabschnitte (4) aufweist, im Bereich der Zuführstation oder in Drehrichtung des Tellers (2) dieser folgend ein erstes Werkzeug (7) aufweist,
welches eine radial zum Teller (2) hin und von diesem weg bewegbare erste Halteeinrichtung (8) besitzt und ein parallel zur Drehachse (5) des Tellers (2) auf und ab bewegbares Stauchwerkzeug (9) aufweist, mittels dessen das kopflose Ende des Drahtabschnitts (4) zu einem Kopf gestaucht wird,
wobei die erste Halteeinrichtung (8) und das Stauchwerkzeug (9) über eine Koppel (10) verbunden und gemeinsam mittels eines Antriebes, insbesondere Hydraulikantriebes, in die Arbeitslage und die Freigabelage verstellbar sind, wobei die erste Halteeinrichtung (8) gegenüber dem Stauchwerkzeug (9) beim Verstellen aus der Freigabelage in die Arbeitslage voreilend und beim Zurückführen in die Freigabelage nacheilend angeordnet ist,
weiter in Drehrichtung (6) des Tellers (2) folgend ein zweites Werkzeug (11) vorgesehen ist, welches eine zweite gleichartige Halteeinrichtung (12) und ein zum Stauchwerkzeug (9) analog auf und ab bewegbares Schneid- und Entgratwerkzeug (13) aufweist, mittels dessen der angestauchte Kopf des Drahtabschnitts (4) beschneidbar und entgratbar ist,
wobei die zweite Halteeinrichtung (12) mit dem Schneid- und Entgratwerkzeug (13) über eine Koppel (14) verbunden und gemeinsam durch den mit dem ersten Werkzeug (7) gemeinsamen Antrieb in die Arbeitslage und die Freigabelage unter analoger Vor- bzw. Nacheilung der zweiten Halteeinrichtung (12) verstellbar ist,
schließlich im Bereich des zweiten Werkzeuges (11) oder diesem in Drehrichtung folgend eine Abgabestation für das fertige Werkstück vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Halteeinrichtung (8, 12) eine radial in Richtung zum Teller (2) offene Aufnahmekontur (17, 18) aufweist, die dem mit Kopf und/oder Bund versehenen Drahtabschnitt (4) eng angepaßt ist und halbschalenförmig ausgebildet die tellerseitige Ausnehmung (3) zu einer Vollschale ergänzt.

16. Vorrichtung nach Anspruch. 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Halteeinrichtung (8, 12) jeweils mittels eines Kniehebelwerkes (19, 20) radial verstellbar ausgebildet ist, wobei der Kniehebel mittels eines an der Koppel (10, 14) fixierten, gefederten Stößels (21, 22) aus der geknickten Freigabelage in die nahezu gestreckte Arbeitslage verstellbar ist und mittels eines an der Koppel (10,14) gehalterten starren Rückstellers (23, 24) aus der nahezu gestreckten Arbeitslage in die geknickte Freigabelage zurückführbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (21) der ersten Halteeinrichtung (8) mittels einer Gasdruckfeder (25) gefedert ist, die in den Stößel (21) integriert ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (22) der zweiten Halteeinrichtung (12) mittels einer Schraubendruckfeder (26) gefedert ist, die in den Stößel (22) integriert ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Halteeinrichtung (12) einen gefederten Haltebolzen (27) aufweist, der radial in die Aufnahmekontur (18) der Halteeinrichtung (12) beweglich ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Werkzeug (11) mit einer Vorrichtung versehen ist, mittels derer das von der Halteeinrichtung (11) und dem Teller (2) gehaltene Werkstück während der Abwärtsbewegung des Schneid- und Entgratwerkzeuges (13) im letzten Teilbereich der Abwärtsbewegung entgegen der Bewegung des Schneid- und Entgratwerkzeuges (13) zwangsverstellbar ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einem zweiarmigen Hebel (29) besteht, der auf der dem Schneid- und Entgratwerkzeug (13) abgewandten Seite der zweiten Halteeinrichtung (12) um ein gestellfestes Lager (30) schwenkbar ist, dessen erster Hebelarm an einem koaxial zum in der Halteeinrichtung (12) gehaltenen Drahtabschnitt (4) verstellbaren, auf die Stirnfläche des Drahtabschnitts (4) einwirkenden Stößel (31) angreift, dessen zweiter Hebelarm an ein parallel zur Werkzeugbewegungsrichtung beweglich geführtes Stellglied (32) angelenkt ist und dessen Stellglied (32) mittels eines von der Koppel (14) abragenden Stellfingers (33) beim Verfahren der Koppel (14) in die Arbeitslage gegen das Stellglied (32) anläuft und über diesen den Hebel (29) schwenkt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (31) entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (34) beweglich ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (32) entgegen der Kraft einer Rückholfeder (35) betätigbar ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hebelarm länger ist als der zweite Hebelarm.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Hebelarme sich wie 1 : 1,5 verhält.