DE1753858C3 - Vorrichtung zum fortlaufenden Lochen der Wandung von dünnwandigen Faltenrohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum fortlaufenden Lochen der Wandung von dünnwandigen Rohren, insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff, mit einer Führung für das Rohr, einer Einrichtung zum Vorschub des Rohres, mindestens einem Lochwerkzeugträger, welcher im wesentlichen in einer die Rohrachse enthaltenden Ebene umläuft und der Lochwerkzeuge trägt, die beim Umlaufen des Lochwerkzeugträgers in die Rohrwandung eindringen.

Faltenrohre aus Kunststoff werden in immer steigendem Maße als Dränrohre eingesetzt Zu diesem Zweck müssen sie mit einer Vielzahl von verhältnismäßig kleinen Wassereintrittsöffnungen versehen werden. Der einfachste Weg hierzu ist, daß man die Rohre in den Wellenrücken der Rohrwandung längsschlitzt. In diesem Falle genügt es, wenn man das Faltenrohr fortlaufend zwischen beispielsweise vier Kreissägeblättern hindurchführt, welche die Wellenrücken der Wellung der Rohrwandung anschneiden. Diese Schlitzung ist jedoch ungünstig in bezug auf die Festigkeit der Rohre, da sie Kerbwirkungen hervorruft.

Oft ist auch eine Anordnung der Löcher in den Wellentälern erwünscht. Hierzu ist das einfache Längsschlitzen nicht mehr geeignet, wenn man nicht einen zentral im Faltenrohr angeordneten Schneiddorn verwenden will. Derartige Schneiddorne weisen jedoch eine Vielzahl von technischen Schwierigkeiten auf. Man ist deshalb dazu übergegangen, in den Wellentälern bereits bei der Herstellung des Faltenrohres nach außen ragende Ausbuchtungen vorzusehen, die mittels eines das Faltenrohr umlaufenden Werkzeuges auf- oder abgeschnitten werden. Hierbei muß jedoch das Werkzeug ständig um das Faltenrohr rotieren. Eine weitere wesentliche Beschränkung dieser Methode liegt darin, daß, um rationell arbeiten zu können, die Rillung des Faltenrohres schraubenlinienförmig verlaufen muß. Schließlich läßt sich dieses Verfahren nur bei solchen Rohren anwenden, die bereits bei der Herstellung mit entsprechenden Ausbuchtungen versehen wurden.

Zum Lochen glattwandiger Kunststoffrohre ist es jedoch auch bekannt (US-PS 31 60 687), eine drehbare Scheibe, die in einer die Rohrachse enthaltenden Ebene umläuft, mit scheibenfesten radialen Dornen zu verwenden, die sich in die Rohrwand bis zu deren Einreißen eindrücken. Die Rißöffnung wird dann mittels einer nachgeschalteten Heizelektrode weiter aufgeschmolzen, so daß ein Loch mit glatten Rändern entsteht. Zum Lochen von Faltenrohren in deren Wellentälern bei sich in Längsrichtung vorschiebendem Rohr läßt sich jedoch eine solche Schmelzelektrode nicht anwenden. Außerdem lassen sich mit scheibenfesten Dornen, durch welche die Rohrwand bis zum Einreißen eingedrückt wird, keine sauberen Löcher in der Rohrwand an definierten Stellen erzeugen, zumal die radialen Dorne beim Umlauf der Scheibe schräg in die Rohrwand eintreten.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine Vorrichtung zum fortlaufenden Lochen von dünnwandigen Faltenrohren zu schaffen, welche es erlaubt, saubere

Löcher auch bei kontinuierlich vorgeschobenen Rohren sowohl auf den Wellenrücken als auch in den Wellentälern anzubringen, wobei die Form der Löcher weitgehend beliebig ist.

Dies wird gemäß Erfindung mit einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß zum Lochen von Faltenrohren, wie Dränrohien, die Lochwerkzeuge als Stanzstempel ausgebildet sind, daß die Stanzstempel an dem Lochwerkzeugträger bewegbar gelagert sind und in die Rohrwandung eindringen, wenn sie etwa senkrecht zu dieser stehen.

Eine solche Vorrichtung kann insbesondere kontinuierlich arbeiten. Auf diese Weise kann mit einfachen Mitteln sehr rasch eine Vielzahl von Löchern mit glatten Rändern in der Wandung des Faltenrohres erzeugt werden.

Das Lochen von Dränrohren durch Stanzen ist an sich bekannt (US-PS 25 82 645), wobei ein umlaufender Lochwerkzeugträger verwendet wird, der es erlaubt, den Stanzstempel über eine kurze Strecke hin mit dem vorlaufenden Rohr mitzubewegen. Es handelt sich in diesem bekannten Fall aber um das Lochen von Tonrohren, die sich bereits vom Material her von dünnwandigen Faltenrohren aus Kunststoff so weit unterscheiden, daß die Bearbeitungsmöglichkeiten des einen Materials sich nicht ohne weiteres auf diejenigen des anderen Materials übertragen lassen.

Die erfindungsgemäßen Lochwerkzeugträger können als drehbar gelagerte Scheibe ausgebildet sein. Bei einer derartigen Ausführungsform sind die Stanzstem- JO pel vorteilhaft im wesentlichen radial zur Drehachse angeordnet und mit ihren rückwärtigen Enden auf Schwenkachsen gelagert. Das erlaubt eine Anpassung der Richtung der Stanzstempel an die theoretisch ideale Richtung normal zur Achse des Faltenrohres. Diese J5 Richtung ist deswegen möglichst weitgehend anzustreben, weil ja während des Stanzvorganges das Faltenrohr am mit der Fahenrohrgeschwindigkeit gleicher Umfangsgeschwindigkeit umlaufenden Lochwerkzeugträger vorbeiwandert. Vorteilhaft werden die Stanzstempel von Federn in Richtung der Bewegung des Lochwerkzeugträgers gegen Anschläge gedrückt. Durch eine derartige Ausbildung können die Stanzstempel zunächst in einem verhältnismäßig günstigen Winkel in die Wandung des Faltenrohres eindringen. Sie können dann gegen die Wirkung der Feder unter nur geringer Änderung ihrer Winkellage relativ zum Faltenrohr ihre Winkellage relativ zum Lochwerkzeugträger ändern, bis sie ganz aus dem Faltenrohr wieder herausgetreten sind.

Es ist auch möglich die Stanzstempel in einer rotierenden Scheibe als Lochwerkzeugträger in Stempellängsrichtung verschiebbar zu lagern und Steuereinrichtungen vorzusehen, welche jeweils den Stanzstempel im richtigen Augenblick gegen Wirkung einer Feder vorschieben. Mittels einer derartigen Konstruktion lassen sich sehr günstige Winkelverhältnisse beim Ein- und Austritt des Stanzstempels in das Faltenrohr bzw. aus diesem erreichen. Die Konstruktion ist jedoch relativ aufwendig. Hinweise darüber, wie man eine t>n derartige Vorschubsteuerung ausbilden kann, lassen sich den weiter unten gegebenen Erläuterungen für die Ausbildung des I.och Werkzeugträgers als zu Ketten zusammengeschlossene Blöcke entnehmen.

Eine weitere Rihrungsmöglichkeit für die Stanzstem- i> > pel besteht darin, daß die drehbar am Loch werkzeugträger gelagerten Stanzstetnpel von einer Parallelführeinrichtung ständig senkrecht zur Achse der Faltenrohrführung gehalten werden. Derartige Parallelführeinrichtungen sind beispielsweise aus der Landtechnik von den Trommelrechen her bekannt. Sie bestehen im wesentlichen aus zwei gleichgroßen, um parallele Achsen rotierenden Ringen, die synchron angetrieben sind. Befestigt man nun einen Stanzstempel mit seinem rückwärtigen Ende am oberen der beiden Ringe und etwa mit seiner Mitte am unteren der beiden Ringe, so wird er beim Umlaufen ständig seine ursprüngliche vertikale Lage beibehalten und in das an ihm vorbeigeführte Faltenrohr senkrecht einstechea Bei einer derartigen Konstruktion ist jedoch darauf zu achten, daß der Radius der die Stanzstempel tragenden Ringe relativ groß gewählt wird, damit während des Einstechvorganges der Unterschied zwischen der Komponente der Stanzstempelgeschwindigkeit in Rohrvorschubrichtung und der Rohrvorschubgeschwindigkeit vernachlässigbar klein bleibt Eine andere Möglichkeit zur Ausbildung der Lochwerkzeugträger liegt darin, daß man als Lochwerkzeugträger umlaufende zu Ketten zusammengeschlossenen Blöcken verwendet und die Stanzstempel in den Blöcken axial verschiebbar lagert Die Blöcke werden auf einem Teil ihres Weges (nachfolgend als Arbeitsstrecke bezeichnet) im wesentlichen parallel zur Faltenrohrführung geführt sind. Derartige zu Ketten zusammengeschlossene Folgen von Blöcken sind von Vorrichtungen zur Herstellung von Faltenrohren her bekannt, nicht aber von Vorrichtungen zum Stanzen.

Wenn es auch möglich ist, die Stanzstempel starr an Trägern zu befestigen und diese in den Blöcken mittels Querverschiebeeinrichtungen, wie sie z. B. in der US-PS 28 66 230 erläutert und dargestellt sind, radial auf das Faltenrohr zu und von diesem wieder wegzubewegen, so wird es doch bevorzugt, daß die Stanzstempel in den Blöcken axial verschiebbar gelagert sind, daß die Stanzstempel von Federn in eine zurückgezogene Lage gedrückt werden und daß Steuerflächen vorgesehen sind, an welchen die Stanzstempel entlanggleiten. Die Stanzstempel können bei einer derartigen Konstruktion auf der Rückseite aus den Blöcken herausragen. Hinter der Führung für die Blöcke angeordnete Steuerflächen können dann die Stanzstempel beim Vorbeigleiten der Blöcke an den Steuerflächen aus den Stanzstempeln heraus in das Faltenrohr drücken. Wenn die Stanzstempel dann an den Steuerflächen vorbeigeglitten sind, werden die Stanzstempel von den Federn wieder zurückgedrückt. Eine andere Möglichkeit liegt darin, daß die Stanzstempel von Federn in eine vorgeschobene Lage gedruckt werden und daß Auflaufflächen vorgesehen sind, welche die Stanzstempel beim Vorbeigleiten zurückziehen und sie dann zum Nachvornschnellen durch die Federn freigeben. Die Konstruktion kann hierbei beispielsweise so getroffen sein, daß die Stanzstempel an ihren rückwärtigen Enden seitliche Vorsprünge aufweisen, mit welchen sie auf entsprechende Steuerflächen aufreiten. Wenn diese Steuerflächen dann plötzlich enden, wird der Stanzstempel von der auf ihn wirkenden Feder nach vorne in das zu lochende Faltenrohr hinein geschnellt Die hierbei auftretenden Massenkräfte begünstigen das saubere Ausstechen des Faltenrohres.

Selbstverständlich muß das Zurückziehen der Stanzstempel, also das »Spannen« derselben, erfolgen, bevor die die Stanzstempel tragenden Blöcke parallel zum zu lochenden Faltenrohr in Anlage an diesem mit diesem mitlaufen. Die Ausbildung kann zu diesem Zweck beispielsweise so getroffen werden, daß die Steuerflä-

ehe, welche die Slanzstempel spannt, bereits vor dem Ende der Arbeitsstrecke beginnt und die Stanzstempel am Ende der Arbeitsstrecke schon vollständig wieder aus dem Faltenrohr herausgezogen hat. Die Stanzstempel werden dann durch eine weitere Steuerfläche in den gespannten Zustand zurückgeführt.

Während des Stanzvorganges ist eine Führung für das Faltenrohr erforderlich. Soll beispielsweise nur eine Lochreihe im Faltenrohr erzeugt werden, so genügt es, wenn das Faltenrohr in einer entsprechenden Rinne gleitet oder auf einer entsprechend profilierten Gegenrolle, die gegenüber dem Lochwerkzeugträger angeordnet ist, geführt wird. Wird jedoch eine Mehrzahl von Lochreihen in das Faltenrohr eingebracht, so ordnet man vorteilhaft diese Lochreihen jeweils einander gegenüberliegend an, so daß ein Lochwerkzeugträger zugleich die Abstützung für den gegenüberliegenden Lochwerkzeugträger bildet und umgekehrt.

Der Vorschub der Faltenrohre durch die Vorrichtung kann entweder mittels eines Synchronantriebs mit den Lochwerkzeugträgern erfolgen. Oft wird es jedoch schon genügen, wenn ein einwandfreier Eingriff der Lochwerkzeugträger in die Wellung der Faltenrohre gewährleistet ist, da dann die Lochwerkzeugträger das Faltenrohr entsprechend mitnehmen.

Hierzu ist vorteilhaft jeden Lochwerkzeugträger mit Rippen versehen, die in die Umfangsrillen des Faltenrohres eingreifen und auf diese Weise eine zusätzliche Sicherung für die synchrone Bewegung von Lochwerkzeugträger mit Stempel einerseits und Faltenrohr andererseits gewährleisten.

Von wesentlicher Bedeutung für das saubere Lochen ist es, daß die Schneidkante der Stanzstempel sägezahnartig verläuft, während die Stirnfläche von der Schneidkante weg zurückweicht. Auf diese Weise dringt der Stanzstempel nämlich zuerst an einzelnen Punkten in die zu lochende Kunststoffrohrwandung ein und hält dann das auszustanzende Stück zwischen den Sägezahnspitzen fest, so daß dieses nicht zur Seite wegklappen und noch am Rand des Loches hängenbleiben kann.

Um die Eindringkräfte zu verteilen, werden vorteilhaft die Sägezahnspitzen ungleich hoch ausgebildet.

Da oft mehrere Wassereintrittslochreihen in einem Dränrohr vorgesehen sein sollen, werden vorteilhaft mehrere umlaufende Lochwerkzeugträger über den Umfang des Rohres verteilt angeordnet. In der Praxis wird man meist vier bis sechs Lochwerkzeugträger anordnen. Je nach dem Bedarf kann natürlich noch eine größere oder kleinere Zahl gewählt werden. Jeder Lochwerkzeugträger erzeugt hierbei eine Lochroihe.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Stanzvorrichtungen anhand der schematischen Zeichnungen erläutert.

F i g. 1 zeigt von der Seite eine Vorrichtung gemäß Erfindung mit rotierenden Lochwerkzeugträgern.

F i g. 2 zeigt teilweise im Schnitt die Ansicht von links ausFig. 1.

Fig.3 zeigt einen Teil eines Lochwerkzeugträgers der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

Fi g. 4 zeigt einen Schnitt durch den Lochwerkzeugträger gemäß F ig. 3 in einer Axialebene.

Fig.5 zeigt einen Teil einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Erfindung, bei welcher die Stanzstempel in einer Folge von umlaufenden Blöcken angeordnet sind.

Fig.6 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß F ig. 5.

Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 bis 4 sind

scheibenförmig ausgebildete Lochwerkzeugträger 80 vorgesehen. Diese sind drehfest auf Wellen 81 befestigt.

Die Wellen 81 sind in einem Lagerblock 82 gelagert. Die Wellen 81 sind durch Kegeltriebe 84 und eine Welle 85 miteinander verbunden, so daß beim Antrieb des auf einer der Wellen 81 sitzenden Keltenrades 86 sämtliche Lochwerkzeugträger 80 umlaufen.

Die Lochwerkzeugträger 80 bilden das Widerlager und die Führung für das durch die in der Mitte freigelassene öffnung 88 hindurchzuführende zu lochende Faltenrohr 1, welches von den Umfangsrippen 87 der Lochwerkzeugträger an seiner Umfangsrillung erfaßt und durch die Öffnung 88 vorgeschoben wird.

Beim Durchlaufen durch die Öffnung 88 wird das Faltenrohr 1 jeweils mit den Stanzlöchern versehen. Wie insbesondere aus F i g. 3 und 4 ersichtlich, trägt jeder Lochwerkzeugträger 80 gleichmäßig über den gesamten Umfang verteilt eine Vielzahl von Stanzstempein 90. Diese Stanzstempei 90 sind in einer tiefen Umfangsnut 91 des Lochwerkzeugträgers 80 gelagert. Jeder Stanzstempel besteht aus zwei gehärteten und geschliffenen Stahlplättchen, die sich zu einer Profilform ergänzen, bei welcher die Stirnfläche des Stempels von sämtlichen Rändern zum Inneren dieser Fläche hin zurückweicht.

Die Stanzstempel 90 sind in den Halteteilen 93 in Nuten befestigt und werden dort mittels Nieten gehalten. An dem der Schneide abgewandten Ende ist jedes Halteteil 93 mit einer Bohrung 94 versehen, mit welcher es auf einem Stift gelagert ist, der auch die Schwenkachse 95 des Stanzstempels bildet. Auf diese Weise kann jeder Stanzstempei zwischen zwei als Stifte ausgebildete Anschläge 96 für seinen Schwenkweg hin- und herschwenken. Jeder Stanzstempel 90 wird von einer Blattfeder 97 in Anlage am im Betrieb ihm voreilenden Anschlag 96 gehalten.

Bei Betrieb der Vorrichtung tritt — wie aus F i g. 3 ersichtlich — in welcher die Drehrichtung der Lochwerkzeugträger 80 und damit die Vorschubrichtung des angedeuteten Rohres 1 angedeutet ist, zunächst der Stanzstempel in seiner Lage, in der er an dem ihm voreilenden Anschlag 96 anliegt, in das Faltenrohr 1 ein. Zum Ausgleichen der in Faltenrohr-Vorschubrichtung nicht völlig gleichen Geschwindigkeit kann nun der Stanzstempel gegen die Wirkung der ihn andrückenden Feder vom Rohr ein Stück mitgeführt werden, so daß ein im Hinblick auf die Elastizität und Nachgiebigkeit des Rohrmaterials genügender Ausgleich für die unterschiedlichen Bewegungsrichtungen und Geschwindigkeiten erfolgt.

Bei der Konstruktion gemäß Fig.5 und 6 sind die Stanzstempel 100 in Blöcken 101 gelagert, die zu einer endlosen Rette zusammengefaßt sind. Auf der Außen sehe tragen die Blöcke 101 Rippen 103,mit welchen sie in das Profil der RohrauBenfläche eingreifen.

Auch bei dieser Konstruktion kann eine Vielzahl vor Lochreihen zugleich hergestellt werden. Die nur zuir Teil dargestellte in sich geschlossene umlaufende Kettt

<iO 102 von Blöcken 101 ersetzt hier einen scheibenförmigen Lochwerkzeugträger 80. Die Kette 102 umlauf nicht gezeigte Führungsrollen. Jeder der Blöcke 101 trägt im Inneren in F i g. 5 nach unten verschiebbar eir Gleitstück 104, welches jeweils die Stanzstempei IW trägt Die Stanzstempei 100 sitzen fest am Gleitstücl 104. Das Gleitstück 104 trägt außen die Rollen 105 welche in Längslöchem 106 in den Blöcken 101 verschiebbar sind.

Zum Stanzen ist an der Stützplatte 107 eine zentrale Steueranordnung 108 vorgesehen, welche jeweils die einzelnen Gleitstücke 104 so nach außen stößt, daß die Stanzstempel 100 in die Wandung des hier nicht gezeigten Faltenrohres eingetrieben werden.

Die Steueranordnung 108 besitzt eine ansteigende Steuerfläche 109, welche zunächst die Gleitstücke 104 nach außen (in Fig. 5 nach unten) drückt. Hierbei gleiten die Rollen 105 auf der Steuerfläche 109 der Steueranordnung 108. Beim Nachaußendrücken der Gleitstücke 104 dringen die von diesen getragenen

Stanzstempel 100 in die Fläche des Rohres ein.

Sie treten dann langsam, ebenfalls von der Steuerfläche 110 geführt, aus dem Rohr wieder aus, welches nun entsprechend gelocht die Vorrichtung verläßt.

Natürlich kann bei dieser Vorrichtung ebenso wie bei den anderen erläuterten Vorrichtungen ein das Rohr stützender Kern vorgesehen werden. Ordnet man die Stanzvorrichtung gleich hinter der Erzeugungsvorrichtung für das Rohr an, so kann unter Umständen der Kern vom Kern der Erzeugungsvorrichtung getragen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum fortlaufenden Lochen der Wandung von dünnwandigen Rohren, insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff, mit einer FObrung für das Rohr, einer Einrichtung zum Vorschub des Rohres, mindestens einem Lochwerkzeugträger, welcher im wesentlichen in einer die Rohrachse enthaltenen Ebene umläuft und der Lochwerkzeuge trägt, die beim Umlaufen des Lochwerkzeugträgers in die Rohrwandung eindringen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Lochen von Faltenrohren, wie Dränrohren, die Lochwerkzeuge als Stanzstempel (90, 100) ausgebildet sind, daß die Stanzstempel (90,100) an dem Lochwerkzeugträger (80, 107) bewegbar gelagert sind und in die Rohrwandung eindringen, wenn sie etwa senkrecht zu dieser stehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochwerkzeugträger (80, 80) als drehbar gelagerte Scheibe ausgebildet ist, daß die Stanzstempel (90) im wesentlichen radial zur Drehachse der Scheibe angeordnet und mit ihren rückwärtigen Enden auf Schwenkachsen (95) gelagert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanzstempel (90) in einer Umfangsnut (91) der Scheibe gelagert sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanzstempel (90) von Federn (97) in Umlaufrichtung der Scheibe gegen Anschläge (96) gedruckt werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochwerkzeugträger (80) als drehbar gelagerte Scheibe ausgebildet ist, in welcher die Stanzstempel in ihrer Längsrichtung gesteuert hin- und herverschiebbar gelagert sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lochwerkzeugträger (101, 107) umlaufende zu Ketten zusammengeschlossene Blök- *< > ke (101) dienen und die Stanzstempel (100) in den Blöcken (101) axial verschiebbar gelagert sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanzstempel (100) von Federn in eine zurückgezogene Lage gedrückt werden und daß Steuerflächen (109) vorgesehen sind, an welchen die Stanzstempel (100) entlanggleiten.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanzstempel (100) von so Federn in eine vorgeschobene Lage gedrückt werden und daß Anlaufflächen vorgesehen sind, welche die Stanzstempel (100) beim Vorbeigleiten zurückziehen und sie dann zum Nachvorneschnellen durch die Federn freigeben.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Steuerflächen (110) die Stanzstempel (100) nach dem Nachvorneschnellen wieder zurückziehen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lochwerkzeugträger (80, 107) über den Umfang des Rohres verteilt angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stempel ^ (90, 100) in Rohrlängsrichtung auf jedem Lochwerkzeugträger (80, 107) hintereinander angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochwerkzeugträger (80, 107) an ihren Stirnseiten entsprechend dem Profil des Faltenrohres gerippt sind und mit diesen Rippen in das Profil des Faltenrohres eingreifen.