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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Loches am Außenumfang
eines Hohlprofiles und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Aus
der
DE 197 52 171
A1 ist ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung bekannt, bei
dem bzw. der ein rohrförmiges
Hohlprofil in ein Innenhochdruckumformwerkzeug eingelegt wird, welches
anschließend verschlossen
wird. Daraufhin wird innerhalb des Hohlprofiles ein Innenhochdruck
erzeugt, der das Hohlprofil so lange aufweitet, bis es mit seinen
Wandungen an der Gravur des Innenhochdruckumformwerkzeuges anliegt.
Von der Gravur zweigt eine Bohrung ab, in der ein Lochstempel geführt ist.
Die der Gravur zugewandte Stirnseite des Lochstempels liegt nach
der Aufweitung des Hohlprofiles an dessen Außenseite an. Zur Erzeugung
eines Loches am Außenumfang
des Hohlprofiles wird der Lochstempel auf Gravur abgewandter Seite
von einem Antriebsglied angetrieben. Dies erfolgt derart, dass der
Lochstempel in das Hohlprofil eindringt und dabei einen Lochbutzen
herausschneidet. Aufgrund der seitlichen Abdichtung des Lochstempels
im Umformwerkzeug und des weiterhin noch herrschenden Innenhochdruckes
bleibt der Lochbutzen an der Stirnseite des Lochstempels haften.
Hierauf wird der Lochstempel mitsamt dem Lochbutzen in die Führungsbohrung
des Lochstempels zurückgezogen.
Hierdurch bildet sich eine lochförmige Öffnung in
der Wandung des Hohlprofiles aus. In aller Regel wird der Lochstempel
durch einen Hydraulikzylinder als Antriebsglied angetrieben, welcher
kolinear zur Mittenachse der Führungsbohrung
des Lochstempels am Innenhochdruckumformwerkzeug angeordnet ist. Derartige
Hydraulikzylinder sind großvolumig
und erfordern einen relativ großen
Bauraum. Dies hat zur Folge, dass bei engen Bauräumen und schwer zugänglichen
Bereichen des Hohlprofiles innerhalb des Innenhochdruckumformwerkzeuges
die Verwendung eines derartig angeordneten Hydraulikzylinders praktisch
unmöglich
ist. Dadurch ist jedoch die Vielseitigkeit des Erzeugens von Löchern im
Innenhochdruckumformwerkzeug erheblich eingeschränkt. Dies birgt den Nachteil
in sich, dass das Hohlprofil nicht wie gewünscht gelocht werden kann,
so dass abseits des Innenhochdruckumformwerkzeuges in aufwendiger
Weise auf andere konventionelle Werkzeuge ausgewichen werden muss,
um die Herstellung der Löcher
zu ermöglichen.
Beim Lochen mit konventionellen Werkzeugen ohne Anwesenheit eines
fluidischen Hochdruckes als Stützdruck
hingegen, verliert die Hohlprofilkontur durch Eindrückungen
und Ähnliches
ihre Maßhaltigkeit.
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Des
weiteren ist aus der
US
53 98 533 A eine Vorrichtung bekannt, bei der ein umfänglich geschlossenes
Hohlprofil unter Zusammenwirkung eines in diesem herrschenden Innenhochdrucks
und eines Stempels gelocht wird. Das Lochen erfolgt von innen nach
außen,
wobei der Stempel vom Hohlprofil in seiner Führungsbohrung zurückgezogen
wird. Der Lochstempel wird von einem Keilschieber angetrieben, der
quer zur Längserstreckung
des Lochstempels angeordnet ist und in Richtung seiner Körperachse
translatorisch verfahren wird. Der Lochstempel sitzt dabei rückseitig
auf der Keilfläche
des Schiebers auf, wobei diese so gestaltet ist, dass beim Zurückziehen
des Schiebers der Stempel in seiner Führungsbohrung zurückverfahren
wird.
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Bei
einer Vorfahrbewegung rutscht der Stempel auf der Keilfläche nach
oben, bis er bündig mit
der Außenwandung
des Hohlprofil abschließt
und somit seine Nichtgebrauchsstellung eingenommen hat.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung
aufzuzeigen, mit dem bzw. der ein Lochen von Hohlprofilen im Innenhochdruckumformwerkzeug
an nahezu jeder beliebigen Stelle in einfacher Weise ermöglicht wird.
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Die
Aufgabe ist erfindungsgemäß durch
die Merkmale der Patentansprüche
1 und 4 hinsichtlich des Verfahrens und durch die Merkmale des Patentanspruches
9 und 12 hinsichtlich der Vorrichtung gelöst.
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Aufgrund
der besonderen Anordnung der Antriebsgliedachse, welche sich etwa
90° zur
Lochstempelachse erstreckt, in Verbindung mit Antriebskonturen,
die an dem Antriebsglied angeordnet sind und am Stempelkopf des
Lochstempels angreifen, wird die Bewegung des Antriebes des Antriebsgliedes,
der den Antrieb des Lochstempels verursacht, umgelenkt, wodurch
die beiden Antriebe zu voneinander unterschiedlichen Bewegungsrichtungen
von Antriebsglied und Lochstempel führen. Dadurch kann der Antrieb
des Lochstempels in erheblich platzsparender Weise aus dem Umformwerkzeug
herausgeführt
werden, wodurch die geräumige
kolineare Anordnung des Antriebes für den Lochstempel entfallen kann.
Der Antrieb für
das Antriebsglied, der beispielsweise auch ein Stellmotor sein kann,
kann nun am Umformwerkzeug in Bereichen angeordnet werden, die leicht
zugänglich
sind und wo keine Komplikationen baulicher und konstruktiver Art
mit schon bestehenden Werkzeugteilen des Umformwerkzeuges auftreten.
Der Lochvorgang ist somit nahezu unabhängig vom Einbauort des Antriebes
für den
Lochstempel bzw. für
den Einbauort des Antriebsglieds, so dass ein Lochen an nahezu beliebiger
Stelle des Hohlprofiles möglich
ist. Weiterhin wird durch die Erfindung in bauraumsparender Weise
ermöglicht,
das Antriebsglied sogar innerhalb des Umformwerkzeuges unterzubringen,
wobei dafür
geeignete Bohrungen oder Aussparungen vorzusehen sind. Des weiteren
ist auch eine Steuerungsanpassung der Hydraulik und der Elektrik
des Hydraulikzylinders, wie bisher zum Einstellen des Lochvorganges,
nicht mehr erforderlich, was bislang einen größeren apparativen Aufwand bedeutete.
Diese Einstellung geht nun in einfacher Weise durch eine geeignete
Ausbildung der Antriebskonturen des Antriebsgliedes vonstatten.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen
der Erfindung können
den Unteransprüchen
entnommen werden; im übrigen
ist die Erfindung an hand mehrerer, in den Zeichnungen dargestellter
Ausführungsbeispiele nachfolgend
näher erläutert; dabei
zeigt:
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1 in einem Längsschnitt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
mit einem Schieber als Antriebsglied für einen Lochvorgang von innen
nach außen
in Nichtgebrauchsstellung der Stempel,
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2 die Vorrichtung aus 1 in Gebrauchsstellung der
Lochstempel,
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3 in einem Längsschnitt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
in Nichtgebrauchsstellung der Lochstempel beim Lochen von außen nach
innen,
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4 die Vorrichtung aus 3 in Gebrauchsstellung der
Lochstempel,
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5a eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit
einem Antriebsglied, das als Nockenwelle ausgebildet ist, in Nichtgebrauchsstellung
der Lochstempel für
einen Lochvorgang von innen nach außen,
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5b die Vorrichtung aus 5a in einer Querschnittsansicht,
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6a die Vorrichtung aus 5a in Gebrauchsstellung
der Lochstempel,
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6b die Vorrichtung aus 6a in einer Querschnittsansicht,
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7a eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit
als Nockenwelle ausgebildetem Antriebsglied in Nichtgebrauchsstellung
der Lochstempel für
einen Lochvorgang von außen
nach innen in einem Längsschnitt,
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7b die Vorrichtung aus 7a in einer Querschnittsansicht,
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8a die Vorrichtung aus 7a in Gebrauchsstellung
der Lochstempel,
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8b die Vorrichtung aus 8a in einer Querschnittsansicht,
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9a – e in einem Längsschnitt.
jeweils ein Ende eines Lochstempels verschiedener Schneidgeometrien.
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In 1 ist eine Vorrichtung 1 zur
Erzeugung eines Loches 2 am Außenumfang 3 eines
umfänglich geschlossenen
Hohlprofiles 4 dargestellt, welches in einem Innenhochdruckumformwerkzeug 5 eingelegt ist.
Das Hohlprofil 4 wird weiterhin von hier nicht gezeigten
Axialstempeln abgedichtet. Über
die Axialstempel wird in das Innere 6 des Hohlprofiles 4 ein Fluid
eingeleitet und unter Hochdruck gesetzt. Das Hohlprofil 4 wird
dadurch entsprechend aufgeweitet, bis es zur Anlage an die Gravur 7 des
Innenhochdruckumformwerkzeuges 5 gelangt. Im Oberteil 8 des
Umformwerkzeuges 5 sind zwei Führungsbohrungen 9 ausgebildet,
in denen jeweils ein Lochstempel 10 führbar angeordnet ist. Die Vorrichtung 1 beinhaltet
neben dem Lochstempel 10 einen länglichen Schieber 11,
der gemäß des Doppelpfeils
hin und her bewegbar ist. Der Schieber 11 ist in diesem
Ausführungsbeispiel
oberhalb des Oberteils 8 des Umformwerkzeuges 5 angeordnet
und ist beidseitig im wesentlichen flach ausgebildet. Die Körperachse 12 des Schiebers 11,
der das Antriebsglied zum Antreiben des Lochstempels 10 bildet,
liegt etwa 90° zur
Lochstempelachse 34, vorzugsweise parallel zur Oberseite 13 des
Oberteils 8 des Umformwerkzeuges 5. Im Falle,
dass die Lochstempel 10 im Unterteil 14 des Umformwerkzeuges 5 angeordnet
sind, liegt die Körperachse 12 des
Schiebers 11 vorzugsweise parallel zur Unterseite 15 des
Unterteiles 14. In der in 1 gezeigten
Nichtgebrauchsstellung der Lochstempel 10 stützt sich
der auf Werkzeuggravur 7 abgewandter Seite des Stempels 10 angeordnete
Stempelkopf 16 an der Unterseite 17 des Schiebers 11 ab.
Die der Gravur 7 zugewandten Stirnseiten 18 der
Lochstempel 10 schließen
bündig
mit den Öffnungen
der Führungsbohrungen 9 ab.
Unmittelbar neben der Abstützlage
des Stempelkopfes 16 der Lochstempel 10 an der
Unterseite 17 des Schiebers 11 ist in die Unterseite 17 des
Schiebers 11 jeweils eine Mulde 19 eingearbeitet,
welche jedem einzelnen Lochstempel 10 zugeordnet ist. Die
Flanken der Mulde 19 sind durch Keilflächen 20 gebildet,
die ihrerseits die Antriebskontur für den Lochstempel 10 bilden.
Wird nun der Schieber 11 entlang seiner Körperachse 12 translatorisch
verschoben, taucht der Lochstempel 10, getrieben von dem
Innenhochdruck, in die Mulde 19 ein, wobei die planare
Abstützung
am Schieber 11 in die Abstützung an der Keilfläche 20 der
Mulde 19 übergeht
(siehe 2). Mit dem Eintauchen
des Lochstempels 10 in die Mulde 19 verlässt dessen
Stirnseite 18 die Anlageposition am Hohlprofil 4.
Hierbei wird ein Teil der Führungsbohrung 9 freigegeben.
Aufgrund dessen, dass nun die Abstützung des Hohlprofils 4 an
der Stirnseite 18 des Lochstempels 10 fehlt, wird
an dieser Stelle Hohlprofilmaterial durch den Innenhochdruck in
die Führungsbohrung 9 hineinverdrängt. Ist
die Eintauchgeschwindigkeit des Lochstempels 10 in die
Mulde 19 groß genug,
wird aus dem Hohlprofil 4 ein Lochbutzen 21 in
die Führungsbohrung 9 herausgerissen.
Dadurch entsteht am Außenumfang 3 des
Hohlprofils 4 ein Loch 2. Ist der Lochstempel 10 in
der Führungsbohrung 9 ausreichend
gegenüber
dem Innenhochdruckumformwerkzeug 5 abgedichtet, wird der
Lochbutzen 21 an der Stirnseite 18 des Lochstempels 10 angepresst. Gleichzeitig
verklemmt sich aber der Lochbutzen 21 in der Führungsbohrung 19,
so dass nach Abschluss des Lochvorganges und Entspannung des Druckfluides
sowie der Entnahme des fertiggelochten Hohlprofils 4 der
Lochbutzen 21 kontrolliert aus dem Umformwerkzeug 5 entnommen
werden kann ohne in dieses hineinzufallen. Die Entnahme kann in
einfacher Weise durch ein Vorschieben des Lochstempels 10 erfolgen,
wodurch der Lochbutzen 21 aus der Führungsbohrung 9 herausgelöst wird.
Die Schnittqualität,
d. h. die Lochgüte,
ist von der Eintauchge schwindigkeit des Lochstempels 10 in
die Mulde 19 bestimmt, wobei die Geschwindigkeit ausreichend groß sein muss.
Diese Geschwindigkeit ist wiederum abhängig von der Geschwindigkeit
des Schieberzuges und von dem Anstellwinkel der Keilfläche 20.
Die Eintauchgeschwindigkeit ist umso größer je größer die Zuggeschwindigkeit
des Schiebers 11 und je größer der Anstellwinkel der Keilfläche 20 ist.
Durch sorgfältige
Bearbeitung der Keilfläche 20 kann
die Eintauchgeschwindigkeit sehr exakt eingestellt werden. Hierbei
ist es durchaus möglich,
dass die Keilfläche 20 auch
gerundet ausgebildet sein kann. Des weiteren ist es denkbar, dass
die Keilfläche 20 auch gestuft
mit schrägen
Absätzen
ausgebildet ist. Um einen erhöhten
Verschleiß des
Stempelkopfes 16 und des Schiebers 11 nach vielfachen
Lochvorgängen
zu vermeiden, ist es allerdings erforderlich, den Anstellwinkel
der Keilfläche 20 geeignet
flach zu gestalten. Dadurch kann der Stempel 10 schonend
an der Keilfläche 20 in
die Mulde 19 entlanggeführt
werden. Weiterhin wirkt es sich vorteilhaft auf das Lochbild und
damit auf die Güte
des Lochvorganges aus, wenn der Öffnungsrand 22 der
Führungsbohrung 9 als
Schneidkante ausgebildet ist. Hierdurch wird nämlich eine saubere Trennung
des Lochbutzens 21 aus dem Hohlprofil 4 erreicht.
Im übrigen
kann eine zusätzliche
Reduzierung des Verschleißes
am Stempelkopf 16 und am Schieber 11 durch eine
Beschichtung des Stempelkopfes 16 und/oder des Schiebers 11 mit
einer Verschleißschutzschicht
und/oder einer Gleitschicht erreicht werden. Nach Beendigung des Lochvorganges
von innen nach außen
wird das Druckfluid entspannt, wonach der Stempel 10 in
einfacher Weise gegendrucklos in seine Nichtgebrauchsstellung durch
Bewegung des Schiebers 11 in Gegenrichtung vorgeschoben
werden kann.
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Eine
Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist
in den 3 und 4 dargestellt, wobei im Unterschied
zum vorigen Ausführungsbeispiel
die Lochstempel 10 in ihrer Nichtge brauchsstellung innerhalb
der Mulde 19 des Schiebers 11 gelegen sind. Hierzu
ist der Schieber 11 in geringerem Abstand zum Oberteil 8 des
Umformwerkzeuges 5 angeordnet. Wird nun der Schieber 11 vorgeschoben,
gleitet der jeweilige Stempelkopf 16 an der Keilfläche 20 entlang,
wodurch die Schubkraft über
den Schieber 11 in einfacher Weise umgelenkt und als Resultat
der Lochstempel 10 zur Gravur 7 des Umformwerkzeugs 5 hin,
entgegen der Wirkrichtung des Innenhochdrucks in das Hohlprofil 4 hineingepresst
wird. Nach Anlage des Stempelkopfes 16 an der planaren
Unterseite 17 des Schiebers 11 ist der Lochstempel 10 in das
Innere 6 des Umformwerkzeuges 4 eingetaucht, wobei
der Lochstempel 10 mit seiner Schneidkante 23 den
Lochbutzen 21 aus dem Außenumfang 3 des Hohlprofiles 4 herausgeschnitten
hat. Bei diesem Schneidvorgang stützt der Innenhochdruck das
Hohlprofil 4 gegen den eindringenden Lochstempel 10 derart
ab, dass keine Eindrückungen
am Hohlprofil 4 entstehen und somit die Maßhaltigkeit
der Umfangskontur des Hohlprofiles 4 gewährleistet
bleibt. Des weiteren ergibt sich aus diesem Schneidvorgang ein hochpräzises Lochbild.
Bei ausreichender Abdichtung der Lochstempel 10 gegenüber dem
Hohlprofil 4 tritt während
des Schneidvorgangs kein Druckabfall im Hohlprofil 4 auf,
so dass die Lochbutzen 21 an der Stirnseite 18 der
Lochstempel 10 angepresst bleiben und bei stehendem Innenhochdruck
die Lochstempel 10 mitsamt dem Lochbutzen 21 zurückverfahren
werden können,
ohne dass der Lochbutzen 21 sich von der Stirnseite 18 des
Lochstempels 10 lösen
kann. Nach der dafür
notwendigen Rückzugsbewegung des
Schiebers 11 ist der Lochstempel 10 wieder in die
Mulde 19 des Schiebers 11 eingetaucht und der Lochbutzen 21 in
das geschaffene Loch 2 eingeklemmt. Dadurch kann in einfacher
Weise das Hohlprofil 4 nach erfolgter Umformung und Lochung
mitsamt dem Lochbutzen 21 der Gravur 7 des Umformwerkzeuges 5 entnommen
werden, ohne dass der Lochbutzen 21 dabei in die Gravur 7 des
Werkzeuges 5 fällt
und dann in sehr umständlicher
Weise aus diesem entfernt werden muss. Der im Hohlprofil 4 eingeklemmte
Lochbutzen 21 kann dann außerhalb des Innenhochdruckumformwerkzeuges 5 mit
geeigneten Mitteln aus dem Hohlprofil 4 herausgelöst werden.
Beispielsweise sind dabei Sauger denkbar, die mit geringem Aufwand
den Lochbutzen 21 aus dem Hohlprofil 4 entfernen.
Das in dieser Variante der Erfindung beschriebene Lochen von außen nach
innen ist auch mit dem ersten Ausführungsbeispiel des Lochens
von innen nach außen
kombinierbar. Durch Heben oder Senken des Schiebers 11 vollzieht
sich ein Wechsel der Lochart. Natürlich muss dabei der Schieber 11 beim
erwähnten
Wechsel auch in Körperachsenrichtung
verschoben werden, so dass der Lochstempel 10 jeweils seine
Nichtgebrauchsstellung einnehmen kann. Mit dieser Kombination der Lochvorgänge kann
ein verbessertes Herauslösen des
Lochbutzens 21 aus dem Hohlprofil 4 erfolgen, indem
zuerst gemäß des Lochungsvorganges
von außen
nach innen der Stempel 10 auf das Hohlprofil 4 gepresst
wird. Zum Unterschied gegenüber
dem beschriebenen Herausschneiden des Lochbutzens 21 beim Lochvorgang
von außen
nach innen, ist der Schieber 11 soweit von dem Oberteil 8 des
Umformwerkzeuges 5 entfernt, dass der Lochstempel 10 das Hohlprofil 4 lediglich
anschneiden oder die Kontur seiner Stirnseite 18 einprägen kann.
Hierdurch wird eine Sollbruchstelle geschaffen, die den anschließenden Lochvorgang
von innen nach außen
erleichtert und die Güte
des Lochbildes noch weiter verbessert. Im Anschluss kann dann, wie übrigens
auch im ersten Ausführungsbeispiel
nur leichter, der Lochbutzen 21 durch ein Vorfahren des
Stempels 10 wieder verklemmend in das Loch 2 hereingedrückt werden. Der
Vorteil der Verklemmung des Lochbutzens 21 wurde schon
im zweiten Ausführungsbeispiel
genannt. Um eine ungehinderte, spätere Entnahme des Hohlprofiles 4 aus
dem Umformwerkzeug 5 zu sichern, sollte jedoch der Lochbutzen 21 bündig mit dem
Lochrand abschließen.
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5 und 6 zeigen zusammen eine weitere Variante
zu den bisherigen Ausführungsbeispielen.
Hierbei ist der Lochvorgang der gleiche, wie aus 1 und 2 entnehmbar,
nämlich
das Lochen von innen nach außen.
Jedoch ist anstelle des Schiebers 11 mit Abstand zum Oberteil 8 des
Umformwerkzeuges 5 eine Welle 24 angeordnet, deren Körperachse 25 ebenfalls
90° zur
Lochstempelachse 34 und parallel zum Oberteil 8 des
Umformwerkzeuges 5 liegt. Die Welle 24 ist motorisch
antreibbar und weist im Bereich der Lochstempel 10 am Umfang 26 eine
aus nicht-rotationssymmetrischen Flächen bestehende Antriebskontur
auf. Mittels der nicht-rotationssymmetrischen Flächen der Welle 24 werden
die Stempelköpfe 16 der
Lochstempel 10 je nach Drehwinkelstellung der Welle 24 mehr
oder weniger beaufschlagt. Die rotatorisch bewegbare Welle 24 kann mitsamt
ihrer Antriebskontur gegossen oder geschmiedet sein. Vorteilhaft
für einen
Leichtbau der Vorrichtung 1 ist es auch denkbar, die Welle 24 als Hohlwelle
auszugestalten. Die nicht-rotationssymmetrischen Flächen der
Hohlwelle sind hier von einem Nocken 27 gebildet (5b und 6b), wobei der Innenhochdruck im Hohlprofil 4 den
Lochstempel 10 an den Nocken 27 anpresst. In Nichtgebrauchsstellung
der Lochstempel 10, in der deren Stirnseiten 18 bündig mit
dem Öffnungsrand 22 der
Führungsbohrungen 9 abschließen, wird
die Oberseite 28 der Stempelköpfe 16 an der Spitze 29 der
Nockennase 30 abgestützt.
Bei einer Drehbewegung der Welle 24 rollt die Nockenkontur
auf der Oberseite 28 des Stempelkopfes 16 ab und
erreicht den Grundkreis 31 der Nockenkontur. Der Lochstempel 10,
der sich aus seiner Nichtgebrauchsstellung sukzessiv nach außen bewegt,
findet sich nun in seiner Endstellung wieder. Durch das kontinuierliche
Abrollen des Lochstempels 10 an der Nockenkontur tritt
zwischen diesen beiden Abstützpartnern
praktisch kein Verschleiß auf.
Aufgrund des Zurückweichens
der Lochstempel 10 von der Gravur 7 weg, ergibt
sich der gleiche Lochvorgang von innen nach außen, wie in 1 und 2.
Aufgrund der Anordnung der beschriebenen Nockenwelle als Antriebsglied
ist durch eine fortlaufende Drehbewegung der Welle 24 der
Lochvorgang und die Taktzeit der Lochstempelbewegung besonders einfach
und präzise
einstellbar. Durch eine Verbindung der Welle 24 mit einem
geeigneten Antrieb können
sehr hohe Rotationsgeschwindigkeiten der Welle 24 und damit
der Stempelbewegung erreicht werden. Die Nockenwelle kann produktionstechnisch einfach
im übrigen
in gebauter Form ausgebildet sein, indem die Welle 24 von
einem Rohr gebildet wird, auf das der Nocken 27 als separates
Bauteil aufgeschoben wird und auf dem Rohr gefügt wird. Das Fügen kann
durch Auf weiten der Welle 24 mittels fluidischem Innenhochdruck
erfolgen.
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Eine
weitere Variante der Erfindung ist aus den 7 und 8 erkennbar.
Die beiden Figuren sind vom Lochvorgang vergleichbar mit dem der 3 und 4; d. h. es wird auch hier ein Lochen
von außen nach
innen ausgeführt.
In 7a und 7b ist die Nichtgebrauchsstellung
der Lochstempel 10 gezeigt, wobei der Grundkreis 31 des
Nockens 27 an der Oberseite 28 des Stempelkopfes 16 anliegt.
Dazu ist die Anordnung der Welle 24 näher an das Oberteil 8 des Umformwerkzeuges 5 herangerückt als
dies in 5 und 6 der Fall ist. Wird die
Welle 24 nun gedreht, betätigt die Nockennase 30 den
Lochstempel 10, so dass dieser in das umfänglich geschlossene
Hohlprofil 4 hineingedrückt
und durch die Schneidkante 23 des Stempels 10 der
Lochbutzen 21 herausgetrennt wird. Der Stempel 10 hat
den Lochvorgang abgeschlossen, wenn die Spitze 29 des Nockens 27 auf deren
Oberseite 28 des Stempelkopfes 16 zu liegen kommt.
Wie in den 5a, 6a, 7a und 8a dargestellt, kann
der Nocken 27 seitlich einen schmäler werdenden in Achsrichtung
der Welle 24 sich erstreckenden Fortsatz 32 aufweisen.
Die Oberfläche
des Fortsatzes 32 kann konkav oder auch als Keilfläche ausgebildet
sein.
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Aufgrund
dieses Fortsatzes 32, in Verbindung mit dem Nocken 27,
ist eine Lochbewegung möglich,
die aus einer überlagerten
Bewegung der Rotation der Welle 24 mit einer translatorischen
Bewegung der Welle 24 entlang ihrer Körperachse 25 resultiert,
was in den Zeichnungen durch die Pfeile angedeutet ist. Dies führt zu einem
noch schnelleren Lochvorgang.
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Es
ist im übrigen
bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen
denkbar, die Lochvorgänge auch
während
der innenhochdruckbedingten Aufweitung erfolgen zu lassen, wenn
eine ausreichende Dichtung der Stempel 10 gegenüber dem
Hohlprofilinneren 6 garantiert ist. Dies führt zu einer
weiteren Reduzierung der Herstellungszeit des gesamten Hohlprofiles 4,
welche hier die Ausformung zum einen und die Lochung zum anderen
umfasst.
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Das
Lochbild des erzeugten Loches 2 kann durch Variierung der
Schneidgeometrie der Schneidkante 23 des Lochstempels 10 nahezu
beliebig gestaltet werden. Eine Auswahl der Schneidgeometrien ist
in den 9a bis e dargestellt. 9a zeigt eine schrägverlaufende
Schneidkante 23, die für
das Erzeugen größerer Lochdurchmesser
geeignet ist, da durch die Abschrägung der Schnitt jeweils zeitlich verschoben
wird und dadurch eine geringere Schneidkraft insgesamt aufzuwenden
ist. 9b zeigt eine Schneidkante 23,
deren Verlauf der Kontur des Hohlprofiles 4 nachgebildet
ist, wodurch das Ausstanzen von Löchern 2 aufgrund der
Beaufschlagung des Hohlprofils 4 mit der ganzen Schneidkante 23 sehr
schnell bzw. schlagartig abläuft.
Die Kontur der Stirnseite 18 des Stempelendes des Lochstempels 10 von 9c dient dazu, zum einen
ein Loch 2 kleinen Durchmessers auszuschneiden, was durch die
zentrale Schneidkante 23c ausgeführt wird, und zum anderen gleichzeitig
das das Loch 2 umgebende Hohlprofilmaterial zur Bildung
einer Buchse im Hohlprofil 4 in das Innere 6 des
Hohlprofils 4 hineinzuverdrängen, was durch die seitlichen
Abschrägungen 33 erfolgt.
Eine weitere Möglichkeit
das Stempelende auszubilden, liegt in der balligen Ausformung der Stirnseite 18 gemäß 9d. Mittels der abgerundeten
Kontur 23d der Stirnseite 18 ist es möglich, am Hohlprofil 4 Einprägungen zur
Herstellung von Sollbruchstellen auszubilden. Das Vorsehen einer Schneidkante 23e,
die quer über
die Stirnseite 18 des Lochstempels 10 verläuft, wie
es in 9e zu sehen ist,
erfüllt
den Zweck ein Loch 2 zu erzeugen, wenn Platzmangel beim
Lochen herrscht. Hierbei bleibt der Lochbutzen 21 angehängt, wobei
beim Schneiden des Hohlprofils 4 der Lochbutzen 21 zweigeteilt
wird und zu beiden Seiten weggeklappt wird.