Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
Spezialschraube für Möbelscharniere. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine
Schraube, die durch dieses Verfahren hergestellt wird. Insbesondere wird durch das
erfindungsgemäße Verfahren eine Schraube für Möbelscharniere hergestellt, die einen
Gewindeabschnitt und einen Abschnitt, der aus einem Kopfzapfen besteht, umfasst.
Solche Schrauben sind üblicherweise „kopflose Schrauben" und
weisen entweder einen Schlitz oder ein Paar von Schlitzen auf, die kreuzweise an
dem dem Kopfzapfen gegenüberliegenden Ende der Schraube vorgesehen sind, wobei diese
Schlitze vorzugsweise so geformt sind, dass sie die Verwendung eines Kreuzschlitz-
oder eines normalen Schraubendrehers zulassen.
Es ist ein erstes Verfahren zur Herstellung solcher Schrauben bekannt,
umfassend eine auf der Drehbank ausgeführte Anfangsphase, in der das Gewinde geschnitten
und der Kopfzapfen geformt wird, sowie eine zweite Phase zur Herstellung der Schlitze
durch Fräsen. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass es sehr lange dauert
und deshalb teuer ist, außerdem macht das Herstellen der Schlitze durch Fräsen es
erforderlich, das Ende der Schraube in vier Sektoren zu unterteilen, wodurch die
Sprödigkeit der Schraube erhöht und ihre Lebensdauer verkürzt wird, weil die Sektoren
bei der Benutzung des Schraubendrehers zum Bruch neigen, wodurch die Schraube unbrauchbar
wird.
Es ist auch ein zweites Verfahren bekannt, bei dem die Schraube durch
Gesenkpressen hergestellt wird; dieses Verfahren ist aufgrund der für den Vorgang
erforderlichen Gesenke und Pressen auch sehr kostspielig.
Die US-A-3 746 067 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von unverlierbaren
Schrauben, bei dem ein Rohling mit einem Kopf und einem zweiteiligen Schaft mit
einer Schulter in eine Hülse eingebaut wird; eine Nut wird mit Hilfe eines Gesenks
nächst der Schulter hergestellt, die etwas Werkstoff in zwei vorspringende Ringe
drückt, die durch Schleifen entfernt werden und ein Gewinde wird auf einem Teil
der Schraube durch Gewinderollwalzen erzeugt.
Die EP-A-428 317 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Ankerschrauben,
bei dem eine Stange mit gleichförmigem Durchmesser in einem Paar von Walzbacken
gewalzt wird, um eine Oberflächennut mit begrenzter Tiefe zu erzeugen, in der der
Verankerungsabschnitt der Schraube danach fixiert wird. Dieses Dokument offenbart
auch, dass das Walzen eine begrenzte Verlagerung von Werkstoff aus dem Gebiet der
Nut zur Folge hat.
Die Aufgabe der vorliegenden Endung besteht darin, die vorgenannten
Probleme durch ein Verfahren zur Herstellung von Spezialschrauben für Möbelscharniere
zu lösen, das schnell und wirtschaftlich ist und das eine Schraube mit der erforderlichen
Bruchfestigkeit bereitstellt.
Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gelöst, die ein
Verfahren zur Herstellung von Schrauben für Möbelscharniere gemäß Anspruch 1 betrifft.
Die Erfindung betrifft auch eine Schraube für Möbel gemäß Anspruch
5.
Die Erfindung weist verschiedene Vorteile gegenüber dem Stand der
Technik auf, insbesondere da das Umformen durch Walzen keine Spanung des Werkstücks
beinhaltet, wodurch die Festigkeit gegenüber Ermüdung verbessert wird; außerdem
ermöglicht die beschriebene Erfindung eine schnelle und wirtschaftliche Herstellung
bei einer hervorragenden berflächengüte.
Die Erfindung wird nachfolgend genauer unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben, die erläuternd und nicht einschränkend zu verstehen sind,
wobei:
1.a und 1.b jeweils eine
Seitenansicht und eine Draufsicht eines Rohlings sind, der zum Walzen vorgesehen
ist, um eine erfindungsgemäße Schraube zu erzeugen;
2 eine Seitenansicht einer Hälfte der
erfindungsgemäßen Schraube zeigt, die gerade mit Hilfe des Werkzeugs während der
Walzphase bearbeitet wird; und
3 eine Seitenansicht der Schraube im Teilschnitt
am Ende des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Schrauben für Möbelscharniere
umfasst zwei separate Phasen.
Die erste Phase besteht in der Herstellung eines Zwischenprodukts,
das nachfolgend als „Rohling" bezeichnet wird und keinen Gewindeabschnitt
aufweist. In dieser Phase werden kreuzförmige Schlitze direkt am Kopf der Schraube
erzeugt, damit ein normaler oder ein Kreuzschlitzschraubendreher bei normalem Gebrauch
der Schraube verwendet werden kann.
Die zweite Phase des Verfahrens beinhaltet das Umformen des oben beschriebenen
Rohlings mit einem Werkzeug, welches das Gewinde durch einen Walzvorgang in den
Schraubenkörper einpresst. Um diesen Vorgang auszuführen, sollte der verwendete
Werkstoff vorzugsweise in einem Zustand sein, der in der Gießereifachsprache als
„Eisen, etwas unterhalb der Glühtemperatur" bezeichnet wird. Der Werkstoff
im vorgenannten Zustand weist eine Formbarkeit auf, die ihn für eine Kaltumformung
in der Walzphase in wirtschaftlicher Weise geeignet macht.
Die 1.a und 1.b zeigen
eine erfindungsgemäße Schraube 1 für Möbel in der Formgebung, wie sie dem
Rohling nach der ersten Phase des erfindungsgemäßen Verfahrens und vor der Walzphase
verliehen wurde. Diese Gestalt umfasst einen Kopf 9, einen Körper
8 und ein Endsegment 4, in dem ein Kopfzapfen ausgebildet wird.
Zwei Schlitze 2 und 3 sind am Kopf
9 sichtbar, die kreuzweise angeordnet sind. Der Schlitz 2 teilt
den Kopf des Schraubenrohlings 1 in zwei Sektoren, während Schlitz
3 kürzer ist als Schlitz 2 und den äußeren Rand des Kopfes
9 nicht berührt. Schlitz 2 ermöglicht die Verwendung eines normalen
Schraubendrehers, während der innenliegende Abschnitt 2a des Schlitzes
2 in Kombination mit Schlitz 3 die Verwendung eines Kreuzschlitzschraubendrehers
gestattet. Die besondere Formgebung der Schlitze, die durch Gesenkschmieden entstanden
sind, vermeidet die Bildung von vier verschiedenen Sektoren am Kopf des Rohlings
1, die bei Verwendung eines Schraubendrehers brechen könnten, wodurch die
Schraube unbrauchbar würde.
2 zeigt den Kontakt zwischen einem Element
5 des Umformwerkzeugs und der Schraube 1 für Möbelscharniere (nur
eine Hälfte der Schraube ist dargestellt) während der Walzphase. In dieser Phase
wird der Rohling zwischen einem Paar von Elementen positioniert, ähnlich dem dargestellten
Element 5 (von denen nur eines in der Figur gezeigt ist,) und die Umformung
erfolgt durch Bewegen eines Elements 5 in der zur Zeichnungsebene senkrechten
Richtung, während das zweite Element 5 des Werkzeugs unbewegt bleibt und
der Rohling unter Druck gewalzt wird. Jedes Element 5 umfasst eine offene
Matrize und weist einen Abschnitt 7 auf, der mit einem Profil aus Erhöhungen
und Vertiefungen versehen ist, das ein in der Ebene entwickeltes Innengewinde darstellt,
wobei das Profil während der Walzphase in den Körper 8 der Schraube
1 eingepresst wird, um den Gewindeabschnitt herzustellen. Das auf dem Element
5 vorhandene Profil hat keine konstante Tiefe, die Erhöhungen und Vertiefungen
beginnen vielmehr bei fast null und werden entlang der offenen Matrize immer höher,
bis sie den Endwert erreichen. Das Profil des Werkzeugs, das gegen das Werkstück
gepresst wird, staucht Werkstoffbereiche, um den Grund des Gewindes zu bilden, während
andere Werkstoffbereiche zum plastischen Fließen gebracht werden, um die Gewindespitzen
zu bilden.
Dies verursacht eine Vergrößerung des Außendurchmessers des Gewindeabschnitts,
die ihn größenmäßig an den Kopf 9 anpasst, wodurch eine Schraube gebildet
wird, die im Stand der Technik als „kopflose Schraube" bekannt ist.
Darüber hinaus ist an jedem Element 5 ein Vorsprung
6 vorgesehen, der eine Auskehlung im Endabschnitt 4 der Schraube
1 erzeugt, um einen Kopfzapfen zu bilden. Der Vorsprung 6 drückt
einen Teil des Werkstoffs des Endabschnitts 4 zusammen, wodurch eine Durchmesserverringerung
entsteht, um eine Auskehlung 12 auszubilden. Da keine spanabhebende Bearbeitung
erfolgt, neigt der überschüssige Werkstoff dazu, in die durch die Form des Werkzeugs
freibleibende Richtung plastisch zu fließen. Aufgrund dieses Phänomens vergrößert
sich der Durchmesser desjenigen Teils im Endabschnitt 4, der nicht zusammengedrückt
wird, um einen Kopfzapfen 11 zu bilden, der eine leichte Vertiefung
14 aufweist.
Alternativ ist es auch möglich, das Walzen des Rohlings gemäß dem
erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung eines (nicht-dargestellten) Werkzeugs
auszuführen, das zwei mit einem Gewinde versehene Walzen umfasst, die so ausgeführt
sind, dass sie sich in der gleichen Richtung drehen und die gleiche Umfangsgeschwindigkeit
aufweisen, während der Rohling gepresst und zwischen den Walzen gewalzt wird.
3 zeigt eine Schraube 1 in der
Form, wie sie am Ende des erfindungsgemäßen Verfahrens entstanden ist. Die Schraube
1 weist einen Gewindeabschnitt 10 und einen Kopfzapfen
11 auf, der aus der Formung einer Auskehlung 12 im Endabschnitt
4 entstanden ist. Der Kopfzapfen 11 weist auch eine leichte Vertiefung
14 auf. Es sind Schlitze 2 und 3 am Kopf 9 vorgesehen
und kreuzförmig angeordnet. 3 zeigt auch, im Schnitt,
einen Ausschnitt 13 des Gewindeabschnitts 10, bei dem der Faserverlauf
des Werkstoffs nach der Walzphase sichtbar ist.