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Die Erfindung betrifft eine Profilrohr-Lochstanze gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Arbeitsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
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Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stanzen von Löchern in Hohlprofile bekannt,
DE 41 18 054 A1 , bei denen zum Stanzen kreisrunder Löcher in geschlossene Hohlprofile ein axial drehbarer Stanzstempel verwendet wird, der eine Kreissegmentform aufweist und durch Drücken ein erstes Teilloch in eine Rohrwandung einstanzt und nach 90° Drehung beim Ausziehen aus dem Rohr, bei gleichzeitiger Rückverformung der teilweise verformten Rohrwandung, die Herstellung eines kreisrunden Loches vollendet.
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Nachteilig an diesem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung ist der technische Aufwand, der zum Drehen des Stanzwerkzeuges betrieben werden muss und auch zur Herstellung und Wartung des Stanzwerkzeuges selber. Zudem ist die zweifache plastische Verformung nicht bei allen Rohrmaterialien möglich oder unerwünscht.
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Bekannt ist weiterhin ein Werkzeug zum Einbringen von schlitzförmigen Durchzügen für Flachrohre in ein Sammelrohr eines Wärmetauschers,
DE 43 34 203 A1 , welches ein axial in das Sammelrohr einführbares Matrizenschwert aufweist, welches über seine Länge in zwei übereinanderliegenden Teilen ausgeführt ist, die zum aufeinanderfolgenden Wiederausziehen aus dem Sammelrohr mehrfach verdreht werden müssen, was eine sehr aufwendige Mechanik und eine ebenso unwirtschaftliche lange Prozessdauer begründet.
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Ein weiteres bekanntes Herstellungsverfahren für Schlitze in einer Rohrwand eines runden oder polygonen Rohres mit einem Schlitzwerkzeug,
DE 10 2011 013 209 A1 , weist zum einen eine Formmatrize als Stützwerkzeug um den Umfang des Rohres und zum anderen ein in das Rohr einschiebbares breites Matrizenschwert mit schmalem Querschnitt auf, welches zum Ausziehen aus dem Rohr um etwa 90° verdreht werden muß.
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Auch ein weiteres bekanntes Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines auf seinem Umfang mit Lochreihen versehenen Rohres in einer Stanzvorrichtung,
DE 32 42 625 A1 , besitzt eine dem Außendurchmesser des Rohres angepasste Formmatrize und einen einzelnen feststehenden Matrizenträger, auf den ein Rohr aufgeschoben werden kann, wobei hier dieses auf dem Matrizenträger drehbar gelagert ist.
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Bekannt ist auch eine aufwendige Stanzmaschine für Material mit Hohlprofilquerschnitten, JP H08- 206 751 A1, mit einem in ein einzelnes Rohr einschiebbaren Untergesenk als Matrizenschwert und einem absenkbaren Obergesenkt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Profilrohr-Lochstanze und ein damit durchführbares Arbeitsverfahren zur Verfügung zu stellen, welche erheblich wirtschaftlicher sind, die insbesondere drehbare und kompliziert gestaltete Stanzstempel oder Matrizenschwerter vermeiden, ebenso wie eine mechanische Verformung der gelochten Hohlprofile ausgeschlossen sein soll.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Profilrohr-Lochstanze mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Des Weiteren wird die Aufgabe auch gelöst durch ein Arbeitsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6.
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Die mit einem Stanzentisch und einem Stanzenstößel ausgestattete Profilrohr-Lochstanze weist unter dem Stanzenstößel und über einem zu lochenden Profilrohr mehrere in einer Reihe angeordnete Lochstempel auf und besitzt in zu lochende Profilrohre einfahrbare und mit äquidistant zu den Lochstempeln darin angeordneten Matrizen versehene Matrizenschwerter, wobei die Matrizenschwerter seitlich zwischen dem Stanzentisch und dem Stanzenstößel aus- und einfahrbar ausgebildet sind, sodass die Matrizen eine Verformung der Profilrohre verhindern, sodass diese vor, während und nach einem Stanzvorgang ihre ursprüngliche Form beibehalten.
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Die Ausgestaltung der Erfindung mittels der Länge nach stirnseitig in die zu lochenden Profilrohre einführbaren Matrizenschwerter ermöglicht es, gleichzeitig beliebig viele Löcher in solche Profilrohre einstanzen zu können, welche beispielsweise aus Kunststoff, Aluminium oder Metall bestehen können und anschließend beispielsweise als Zaunpfähle Verwendung finden.
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Dadurch dass in der erfinderischen Profilrohr-Lochstanze mehrere parallel nebeneinander angeordnete Reihen von Lochstempeln angeordnet sind, ebenso wie eine Mehrzahl von Matrizenschwertern, die beabstandet parallel nebeneinander angeordnet und gemeinsam seitlich aus einer Presse aus und einfahrbar gelagert sind, wird es möglich, den Durchsatz einer Presse erheblich zu steigern und damit die Wirtschaftlichkeit weiter zu optimieren, sodass beispielsweise bei mehreren Stanzhüben mehr als 90 lfm Profilrohr pro Minute mit einseitigen Lochungen versehen werden kann.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus und in Kombination mit den weiteren Unteransprüchen.
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Entsprechend einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind in den Matrizenschwertern unter jeder Matrize Auffangvorrichtungen für die aus der Oberfläche eines Profilrohres ausgestanzten Stanzbutzen sowie Ausstoßöffnungen dafür ausgebildet, wobei in der Profilrohr-Lochstanze parallel zu den Lochstempeln eine entsprechende Anzahl von Stanzbutzen-Ausrücker angeordnet sind, sodass die Stanzbutzen bei mit ihren Matrizen unter die Stanzbutzenausdrücker bewegten Matrizenschwertern durch einen einzigen Ausstoßhub der Stanzbutzen-Ausdrücker alle Stanzbutzen gleichzeitig gezielt aus den Ausstoßöffnungen der Matrizenschwerter austreibbar sind, sodass die Stanzbutzen nicht unkontrolliert in der Profilrohr-Lochstanze herumvagabundieren und somit auch keinen Schaden anrichten können. Erst diese bevorzugte Ausführungsform erlaubt vorteilhaft ein kontrolliertes und sortenreines Entsorgen ausgestanzter Stanzbutzen.
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Zur Bewegung der Matrizenschwerter sind diese mit Zahnstangen und die Profilrohr-Lochstanze mit entsprechenden Zahnrädern und Zahnradantrieben versehen, was den zusätzlichen Vorteil mit sich bringt, dass die Positionierung der Matrizenschwerter über die Zahnradantriebe auf wenige 1/100mm genau unter die Lochstempel der Profilrohr-Lochstanze erfolgen kann, wodurch permanent optimale Arbeitsergebnisse der Profilrohr-Lochstanze erzielt werden können.
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Die Matrizenschwerter weisen seitliche Führungsbahnen und die Profilrohr-Lochstanze auf einer ihrer Seiten paarweise voneinander beabstandete Führungsblöcke auf, in denen justierbare Führungswalzen angeordnet sind, wodurch eine exakte Höhen- und Seitenführung jedes Matrizenschwertes gewährleistet ist.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung weist eine Auffangvorrichtung für die Stanzbutzen auf, die aus mehreren sich radial in die Ausstoßöffnungen erstreckenden Federdruckstücken besteht, die ein Durchfallen der Stanzbutzen formschlüssig verriegeln. Dies ermöglicht auf besonders einfache aber wirkungsvolle Weise, dass die Stanzbutzen anschließend in einem separaten Arbeitsschritt von Stanzbutzenausdrückern aus den Matrizenschwertern entfernt und gemeinsam aufgefangen werden können.
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Nachfolgend ist das Arbeitsverfahren einer solchen erfinderischen Profilrohr-Lochstanze anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine Übersichtsdarstellung der Profilrohr-Lochstanze mit Werkstücken und einem Maschinenbediener als Größenvergleich,
- 2 ein fertig gelochtes Profilrohr,
- 3 eine Aufsicht auf einen Stanzentisch mit in Stanzposition eingefahrenen Matrizenschwertern,
- 4 eine räumliche Teilansicht der Profilrohr-Lochstanze zu Beginn des Prozesses,
- 5 eine räumliche Teilansicht mit auf die Matrizenschwerter aufgeschobenen Profilrohren,
- 6 eine Schnittdarstellung der Profilrohr-Lochstanze während des Stanzvorganges,
- 7 eine räumliche Teilansicht mit ausgezogenen Matrizenschwertern,
- 8 eine geschnittene Seitenansicht der 7,
- 9 eine räumliche Teilansicht mit zur Vorderseite ausgekehrten fertig gestanzten Profilrohren,
- 10 eine geöffnete Profil-Lochstanze bei ausgefahrenen Matrizenschwertern im geöffneten Zustand,
- 11 eine räumliche Teilansicht mit zurückgefahrenen Matrizenschwertern und eingefahrenen Querrechen,
- 12 eine räumliche Teilansicht mit teilweise vorgefahrenen Matrizenschwertern,
- 13 eine vergrößerter Teilansicht von unter einen Butzenausdrücker gefahrenen Matrize eines Matrizenschwertes in einer Teilansicht,
- 14 die Höhen- und Seitenführung der Matrizenschwerter am Stanzentisch,
- 15 eine vergrößerte Seitenansicht eines Butzenausdrückers in Funktion, und
- 16 eine räumliche Teilansicht des Zahnradantriebes der Matrizenschwerter.
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Die Profilrohr-Lochstanze 1 besteht aus einer Spindelpresse mit Führungssäulen 24 und Gewindespindeln 25 und die von zeichnerisch nicht dargestellten Servomotoren angetrieben werden, die in einem Stanzentisch 2 verbaut sind und damit eine extrem kompakte Bauform ermöglichen und im Zusammenhang mit den verwendeten Planetenrollengewindetrieben eine hochpräzise Steuerung der Profilrohr-Lochstanze 1 erlauben. Diese weist des Weiteren, wie in 1 in einer Übersichtsdarstellung beispielhaft und zum Größenvergleich mit einem Maschinenbediener 22 zusammen dargestellt ist, einen unteren Stanzentisch 2, einen oberen Stanzenstößel 3, die Führungssäulen 24, die Gewindespindeln 25 und eine Vielzahl von in Reihen und Spalten angeordnete Lochstempel 4 und in Matrizenschwertern 8 angeordnete Matrizen 5 auf, wobei mehrere parallel voneinander beabstandet angeordnete Matrizenschwerter 8 in mehrere gleichzeitig zu lochende Profilrohre 6 einführbar sind, bzw. die zu lochenden Profilrohre 6 auf die Matrizenschwerter 8 aufgeschoben werden können, die oberhalb des Stanzentisches 2 angeordnet sind und die mit äquidistant zu den Lochstempeln 4 darin angeordneten Matrizen 5 versehen sind, wobei die Matrizenschwerter 8 seitlich zwischen dem Stanzentisch 2 und dem Stanzenstößel 3 aus- und einfahrbar gelagert sind.
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Im Matrizenschwert 8 sind unter jeder Matrize 5 eine Auffangvorrichtung 9 für eine aus der Oberfläche eines zu lochenden geschlossenen hohlzylindrischen Profilrohres 6 ausgestanzten Stanzbutze 10 und eine Ausstoßöffnung 11 ausgebildet, wobei in der Profilrohr-Lochstanze 1 Stanzbutzen-Ausdrücker 12 angeordnet sind und ein Matrizenschwert 8 mit seinen Matrizen 5 unter die Stanzbutzen-Ausdrücker 12 bewegbar und die Stanzbutzen 10 durch einen gezielten Ausstoßhub aus den Ausstoßöffnungen 11 des Matrizenschwertes 8 ausstoßbar sind.
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Ein fertig mit einer einseitigen Lochung 23 aus mehreren Stanzlöchern versehenes Profilrohr 6 ist in 2 dargestellt, welches insbesondere als Zaunpfahl Verwendung finden kann, mit einem ungelochten unteren Ende zur Bodenmontage und der Lochung 23 zur Befestigung von Zaunelementen.
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Das Arbeitsverfahren einer Profilrohr-Lochstanze beginnt damit, dass in einem 1. Verfahrensschritt bei durch Anheben des Stanzenstößels 3 vollständig geöffneter Profilrohr-Lochstanze 1 und vollständig eingefahrenen und in Wanddickenstärke des zu lochenden geschlossen hohlzylindrischen Profilrohrs 6 parallel zur Oberfläche des Stanzentisches 2 beabstandet gehaltenen Matrizenschwerter 8, deren Position in 3 dargestellt ist, die einseitig zu lochenden Profilrohre 6 aus einer Position, wie sie in 4 gezeigt ist, auf die Matrizenschwerter 8 aufgeschoben werden, wie sie in 5 dargestellt ist.
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In einem 2. Verfahrensschritt werden die einseitigen Lochungen 23 durch ein Absenken des Stanzenstößels 3 von den Lochstempeln 4 ausgestanzt, wobei die Stanzbutzen 10 in den Matrizen 5 der Matrizenschwerter 8 von Federdruckstücken 7 aufgefangen werden, wie dies in 6 dargestellt ist.
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In einem 3. Verfahrensschritt öffnet die Profilrohr-Lochstanze 1 so weit, bis die Stanzwerkzeuge 26 inaktiv sind und in einem 4. Verfahrensschritt werden die Matrizenschwerter 8 vollständig aus den Profilrohren 6 ausgezogen, wie dies in den 7 und 8 abgebildet ist.
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In einem 5. Verfahrensschritt werden die fertig gestanzten Profilrohre 6 mit Querrechen 21 nach vorne aus der Profilrohr-Lochstanze 1 ausgekämmt, wie dies 10 zeigt, und die Querrechen 21 anschließend wieder zwischen die Stanzwerkzeuge 26 zurückgefahren werden, wie dies in 11 abgebildet ist.
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In 9 ist dabei eine vollständig geöffnete Profilrohr-Lochstanze 1 dargestellt, mit seitlich ausgefahrenen Matrizenschwertern 8 und vollständig abgehobenen Stanzwerkzeugen 26 und den an Querbalken angeordneten Ausstoßvorrichtungen 27 für die Stanzbutzen 10.
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In einem 6. Verfahrensschritt werden die Matrizenschwerter 8 teilweise wieder so weit eingeschoben, bis die Matrizen 5 unter den Stanzbutzen-Ausdrückern 12 der Ausstoßvorrichtung 27 gelagert sind, wie dies in den 12 und vergrößert in 13 gezeigt ist.
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In einem 7. Verfahrensschritt stoßen die Stanzbutzen-Ausdrücker 12 die Stanzbutzen 10 aus den Matrizenschwertern 8 aus, wie dies 15 zeigt, und in einem 8. Verfahrensschritt werden die Stanzbutzen 10 ausgekehrt und gemeinsam aufgefangen.
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In einem 9. Verfahrensschritt werden die Matrizenschwerter 8 wieder vollständig eingefahren, woraufhin sich das Verfahren ab dem 1. Verfahrensschritt wiederholt.
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14 verdeutlich das Innenleben der Führungsblöcke 17 zur Führung der Matrizenschwerter 8 mittels in deren Führungsbahnen 16 laufenden horizontalen Führungswalzen 18 und vertikalen Führungswalzen 19, wobei, wie in 16 deutlich gezeigt ist, je zwei Führungsblöcke 17 einander gegenüberliegend angeordnet sind und zwei solcher Führungsblockpaare voneinander beabstandet auf dem unteren Stanzentisch 2 angeordnet sind. Die Matrizenschwerter 8 sind dabei mit seitlichen Zahnstangen 13 ausgestattet, die mit Zahnrädern 14 kämmen, die von separaten Zahnradantrieben 15 angetrieben sind.
