WISSLING, Matthias (Dufourstrasse 61, St. Gallen, CH-9000, CH)
KÜPER, Armin (Eschner Rütte 15, Schellenberg, CH-9488, LI)
SELB, Michael (Rosamichlweg 1, Feldkirch, A-6800, AT)
WISSLING, Matthias (Dufourstrasse 61, St. Gallen, CH-9000, CH)
KÜPER, Armin (Eschner Rütte 15, Schellenberg, CH-9488, LI)
| PATENTANSPRÜCHE 1. Herstellungsverfahren für ein Gewinde (17) in ein längliches Halbzeug (11) mit den Schritten: Formen wenigstens zweier längsverlaufender Nuten (30) in einen Rohling (50) und Längswalzen eines Gewindes (17) in die umfänglich durch die Nuten (30) begrenzten Bereiche, wobei ein Abstand (38) der Nutböden (37) der Nuten (30) zu einer Achse (13) des Rohlings (50) geringer als ein Abstand eines Gewindegrunds (39) des Gewindes (17) zu der Achse (13) ist. 2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling (50) längs einer Bewegungsrichtung (57) geführt wird und Walzen (59) zum Formen des Gewindes (17) sich um eine Rotationsachse (60) senkrecht zu der Bewegungsrichtung (57) drehen. 3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Anzahl von N Nuten die Walzen (59) um einen Quotienten von 180 Grad zu der Anzahl N gegenüber den Nuten (30) um die Achse (13) gedreht sind. 4. Herstellungsverfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein seitlicher Rand eines Walzprofils einer der Walzen (59) in einer Ebene mit der Achse (13) und der einer der Nuten (30) bewegt wird. 5. Herstellungsverfahren nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (59) den Rohling (50) ringförmig umschließen. 6. Halbzeug (11), das einen zylindrischen Abschnitt (16) aufweist, in dessen Umfang wenigstens zwei zu einer Achse (13) des zylindrischen Abschnitts (16) parallele Nuten (30) eingeformt sind, und die Bereiche zwischen den Nuten (30) zu Segmenten (31) eines Gewindes (17) umgeformt sind. 7. Halbzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil des Gewindes (17) am Umfang des Halbzeugs (11) wenigstens 80% beträgt. 8. Halbzeug nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass Gewindeflanken des Gewindes (17) an jeweils zwei der Nuten (30) angrenzen. Halbzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich jede der Nuten (30) über die gesamte Länge des Gewindes (17) erstreckt. 0. Halbzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Abschnitt (53) zu einem kegelförmigen Spreizkörper (14) umgeformt ist. |
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Halbzeug, insbesondere ein längliches mit wenigstens zwei unterschiedlich profilierten Abschnitten versehenes Halbzeug, z.B. einen Ankerbolzen. OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Ein Gewinde für einen Ankerbolzen kann durch Querwalzen hergestellt werden. Ein zylindrischer Rohling wird zwischen zwei Walzprofile eingeführt und um seine Achse drehend an den Walzprofilen abgerollt. Die Walzprofile prägen dabei in den Umfang des Rohlings Rillen für das Gewinde ein. Die erreichbar hohe Qualität des Gewindes ist unter Anderem dem Abrollen und damit einhergehenden gleichmäßigen radialen Abmessungen begründet. Nachteilig ist die Länge des Gewindes durch die Breite verwendeter Walzprofile vorgegeben. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für ein Gewinde in ein längliches Halbzeug sieht die folgenden Schritte vor: Formen, insbesondere Längswalzen, wenigstens zweier längsverlaufender Nuten in einen Rohling und Längswalzen eines Gewindes in die umfänglich durch die Nuten begrenzten Bereiche. Ein Abstand der Nutböden der Nuten zu einer Achse des Rohlings ist geringer als ein Abstand eines Gewindegrund der Gewinde zu der Achse. Der Abstand des Gewindegrunds zu der Achse ist der halbe Kerndurchmesser des Gewindes.
Das Längswalzen ist eigentlich ungünstig für das Herstellen eines Gewindes, da es im Gegensatz zum Querwalzen nicht die drehende Symmetrie des Gewindes berücksichtigt. Das beim Walzen fließende Material wird nicht gleichmäßig entlang des Umfangs verschoben. Im Bereich der seitlichen Ränder der Walzprofile kann das Material unkontrolliert ausweichen. Die Nuten können das seitlich ausweichende Material auffangen, um eine Bildung von Graten oder sonstige in den Gewindegang radial vorstehende Strukturen zu vermeiden. Eine Schwächung des Gewindes aufgrund der Nuten gebildeten Lücken des Gewindes wird dafür in Kauf genommen. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Rohling längs einer Bewegungsrichtung geführt wird. Walzen zum Formen des Gewindes drehen sich um eine Rotationsachse senkrecht zu der Bewegungsrichtung.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass bei einer Anzahl von N Nuten die Walzen um einen Quotienten von 180 Grad zu der Anzahl N gegenüber den Nuten um die Achse gedreht sind. Ein seitlicher Rand eines Walzprofils einer der Walzen kann in einer Ebene mit der Achse und der einer der Nuten bewegt werden. Die Nuten können ebenfalls längsgewalzt werden. Ein Walzen zum Längswalzen der Nuten sind um den Quotienten gegen über den Walzen zum Gewindewalzen um die Achse gedreht angeordnet. Die Walzen zum Gewindewalzen können den Rohling ringförmig umschließen.
Ein erfinderisches Halbzeug, insbesondere ein Ankerbolzen, hat einen zylindrischen Abschnitt, in dessen Umfang wenigstens zwei zu einer Achse des zylindrischen Abschnitts parallele Nuten eingeformt sind. Die Bereiche zwischen den Nuten sind zu Segmenten eines Gewindes umgeformt. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass Gewindeflanken des Gewindes an jeweils zwei der Nuten angrenzen. Ein Anteil des Gewindes am Umfang des Halbzeugs kann wenigstens 80% betragen. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass sich jede der Nuten über die gesamte Länge des Gewindes erstreckt.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass ein weiterer Abschnitt zu einem kegelförmigen Spreizkörper umgeformt ist. KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen: Fig. 1 einen Anker,
Fig. 2 einen Querschnitt in der Ebene II-II durch den Anker,
Fig. 3 und 4 ein Verfahrensschritt zur Herstellung des Ankers;
Fig. 5 und 6 einen weiteren Verfahrensschritt zur Herstellung des Ankers. Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Fig. 1 zeigt einen Anker 10, der beispielhaft als Spreizanker mit einem Ankerbolzen 11 und einer Spreizhülse 12 ausgebildet ist. Der Ankerbolzen 11 hat längs seiner Achse 13 einen Spreizkörper 14, einen Hals 15, einem Schaft 16 und ein Gewinde 17. Die Spreizhülse 12 ist, längs dem Ankerbolzen 11 beweglich, auf dem Hals 15 vormontiert. Der Außendurchmesser 18 der Spreizhülse 12 ist etwa gleichgroß, wie der größte Durchmesser 19 des Spreizkörpers 14. Der Anker 10 wird in ein Bohrloch mit einem Durchmesser entsprechend dem Außendurchmesser 18 der Spreizhülse 12 eingetrieben. Ein ringförmiger Bund 20 zwischen dem Hals 15 und dem Gewinde 17 kann ein Abstreifen der Spreizhülse 12 von dem Ankerbolzen 11 verhindern. Beim Spannen des Ankers 10 gegen den Untergrund, z.B. mittels einer Mutter 21 , wird der Spreizkörper 14 in die Spreizhülse 12 hineingezogen und klemmt die Spreizhülse 12 an einer Seitenwand des Bohrlochs fest.
Das Gewinde 17 ist durch mehrere parallel zur Achse 13 verlaufende Nuten 30 unterbrochen. Die Nuten 30 sind vorzugsweise gleichverteilt um die Achse 13 angeordnet, z.B. vier Nuten in Abständen von 90 Grad. Die Nuten 30 erstrecken sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Gewindes 17. Das eingängige Gewinde 17 setzt sich somit aus mehreren Segmenten 31 zusammen. Jedes der Segmente 31 hat die charakteristischen Eigenschaften eines Gewindes 17, wie z.B. einen Nenndurchmesser 32, einen Kerndurchmesser 33, ein Steigungswinkel 34, einen Flankenwinkel 35 und eine Ganghöhe 36. Die Segmente 31 sind vorzugsweise entsprechend einem Spitzgewinde ausgebildet und bilden die Gewindeflanken des Gewindes. Vorzugsweise sind die charakteristischen Eigenschaften aller Segmente 31 identisch. Der Flankenwinkel beträgt beispielsweise 60 Grad. Der Steigungswinkel 34 liegt beispielsweise im Bereich zwischen 2 und 5 Grad und Die Segmente 31 umschließen nur einen Bruchteil eines Umfangs, bei den beispielsweise vier Nuten 30 zwischen 75 Grad bis 85 Grad.
Ein Nutboden 37 der Nuten 30 ist vorzugsweise in einem konstanten Abstand 38 zu der Achse 13. Ein halber Kerndurchmesser 33 des Gewindes 17 ist vorzugsweise größer als der Abstand 38, d.h. ein Gewindegrund 39 ist weiter von der Achse 13 entfernt als die Nuten 37. Die Nuten 30 sind tiefer in den Ankerbolzen 11 eingeformt als das Gewinde 17. Eine Breite 40 der Nuten 30 in Umfangsrichtung 41 ist deutlich geringer als eine Breite der Segmente 31. Vorzugsweise haben die Segmente 31 einen Anteil von mehr als 80% (etwa 300 Grad) an dem gesamten Umfang. Die Grenzen der Segmente 31 können beispielsweise als die Punkte festgelegt werden, an denen der Gewinderücken 42 nur in der Hälfte seines maximalen Abstands zu dem Gewindegrund 39 beabstandet ist (gleich einem Viertel der Differenz von Nenndurchmesser 32 zu Kerndurchmesser 33).
Fig. 4 bis 6 illustrieren ein beispielhaftes Herstellungsverfahren für den Ankerbolzen 11. Die Figuren 4 und 6 sind die Querschnitte durch den Ankerbolzen 11 und ein Herstellungswerkzeug in den Ebenen IV-IV bzw. Vl-Vl. Ein Rohling 50 ist beispielsweise ein zylindrisches Stück Draht. Der ungeformte Querschnitt des Drahts ist vorzugsweise kreisförmig. Ein Durchmesser 51 des Drahts ist wenigstens in einem Abschnitt 52 für das Gewinde 17 konstant und auf das Gewinde 17 abgestimmt. Beispielsweise kann der Durchmesser 51 des Drahts gleich dem Flankendurchmesser des Gewindes 17, d.h. etwa dem Mittelwert von Außen- und Kerndurchmesser des Gewindes 17 betragen. Der beispielhafte Rohling 50 ist bereits durch Walzverfahren in einem Abschnitt 53 zu dem Spreizkörper 14 und dem Hals 15 umgeformt. Alternativ kann der gesamte Rohling 50 einen Durchmesser aufweisen, insbesondere wenn das Gewinde 17 längs des gesamten Rohlings 50 eingeformt werden soll.
Der Rohling 50 wird einem ersten Walzgestell 54 zugeführt, welches die Nuten 30 in den Abschnitt 52 einwalzt. Das erste Walzgestell 54 hat mehrere Walzen 55 zwischen denen der Rohling 50 hindurchgeführt wird. Die Walzen 55 werden um ihre Achse 56 gedreht, welche senkrecht zu einer Bewegungsrichtung 57 des Rohlings 50 sind. Jede der Walzen 55 prägt längs der Achse 13 eine Nut 30 in den Rohling 50 ein. Das dargestellten Walzgestell 54 hat vier den gesamten Umfang des Rohlings 50 umgreifende Walzen 55. Eine alternative Ausführungsform hat zwei oder mehrere Paare gegenüberliegender Walzen und eine Orientierung benachbarter Paare zu der Achse 13 ist verschieden. Der mit den Nuten 30 versehene Rohling 50 wird einem zweiten Walzgestell 58 zugeführt, welches das Gewinde 17 einformt. Das zweite Walzgestell 58 hat mehrere Walzen 59 zwischen denen der Rohling 50 hindurchgeführt wird. Die Walzen 59 werden um ihre Achse 60 gedreht, welche senkrecht zu einer Bewegungsrichtung 57 des Rohlings 50 sind. Jede der Walzen 59 prägt längs der Achse 13 Segmente 31 des Gewindes in den Rohling 50 ein. Das vorteilhaft ausgebildete Walzgestell 58 umschließt umfänglich den Rohling 50. Die Anzahl der Walzen 59 entspricht der Zahl der zuvor eingeprägten Nuten 30. Jede der Walze 59 überdeckt vollständig einen Wnkelabschnitt 61 zwischen zwei Nuten 30. Jeder seitliche Rand 62 der Walzprofile liegt in einer Ebene mit einer der Nuten 30. Das Walzprofil berührt vorzugsweise nicht den Nutenboden 37. Der Nutboden 37 kann teilweise durch beim Walzen verfließendes Material aufgefüllt werden. Die Walzen 59 des zweiten Walzgestells 58 sind gegenüber den Walzen 55 des ersten Walzgestells 54 um 45 Grad um die Achse 13 gedreht angeordnet. Der Drehwinkel entspricht dem Quotienten von 180 Grad und der Anzahl der Nuten 30.
Der Rohling 50 kann durch die Walzen in einer Bewegungsrichtung hindurchgeführt werden. Alternativ kann der Rohling 50 in Bewegungsrichtung zwischen die Walzen geschoben und dann entgegen der Bewegungsrichtung aus den Walzen entnommen werden.
Next Patent: TANK TO CONTAIN FUEL AND RELATIVE PRODUCTION METHOD