DE1753859A1 - Vorrichtung zum lochen der wandung von duennwandigen faltenrohren aus insbesondere thermoplastischem kunststoff - Google Patents

Description

P 17 78 094.8-16 Tr.A.II Anwaltsakte 24 907

12. Juni 1974

Fränkische Isolierrohr- und Metallwaren-Werke Gebr. Kirchner, Königsberg/Bayern

Vorrichtung zum Lochen der Wandung von dünnwandigen Faltenrohren aus insbesondere thermoplastischem Kunststoff

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum fortlaufenden Lochen der Wandung von dünnwandigen Faltenrohren aus insbesondere thermoplastischem Kunststoff, insbesondere von derartigen Dränrohren, mit einer Führung für das Faltenrohr, einer Einrichtung zum Vorschub des Rohrs durch die Vorrichtung, mindestens einem Stempelträger und mindestens einem am bzw. an jedem Stempel-

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. träger relativ zum Rohr bewegbar gelagerten Stanzstempelo

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.

Oft ist eine Anordnung der Löcher in den Wellentälern erwünscht. Das ist mittels Vorrichtungen der eingangs umrissenen Art möglich, da durch Stanzen Löcher sowohl in den Wellentälern als auch auf den Wellenrücken erzeugt werden können»

Beim Stanzen der Löcher in die Rohrwandung ist besonders große Sorgfalt erforderlich, da im Inneren des Rohrs die Rohrwandung nicht abgestützt ist und das Halten eines Stützkerns von einem Rohrende her nur unter besonderen Umständen möglich ist.

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung mit einem die Rohrwandung beim Stanzen abstützenden Kern, der nicht mehr von einem Rohrende her gehalten zu werden braucht. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Aussparungen für die Stanzstempel aufweisender Kern im

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BAD ORIGINAL

Inneren aes Faltenrohres im Arbeitsbereich der Stanzstempel mittels radial vom Äußeren des Falteiirohres her angreifender Mittel gehalten ist.

Die Abstützung des Rohrs durch einen Kern begünstigt außerdem die einfache Ausbildung der EohrvorSchubvorrichtung. Eine einfache Lösung besteht darin, die Vorschubvorrichtung aus ^ mindestens zwei Rillenscheiben zu bilden, in deren Rillen in die Rillen der Rohrwandung fassende Rippen angeordnet sind. Der Kern trägt dabei zur Gewährleistung des einwandfreien Eingriffs der gerippten Rillenscheiben in das Profil des Faltenrohres bei.

Derartige Rillenscheiben lassen sich insbesondere als intermittierender Antrieb für das Rohr verwenden und überdies einfach mit dem Antrieb für die Stanzstempel synchronisieren. M Eine besonders zweckmäßige Ausführung der Vorrichtung mit intermittierendem Rohrvorschub zeichnet sich dadurch aus, daß die eine etwa senkrecht zur zu lochenden Rohrwandung gerichtete Bewegung ausführenden Stempel von radial außerhalb derselben angeordneten kurbeltrieben bewegt werden, deren Kurbelzapfen um parallel zur Rohrachse verlaufende Achsen rotieren, die gemeinsam von einem zur Rohrachse konzentrischen Zahnrad angetrieben werden. Das Zahnrad wird dann vorteilhaft zusammen mit den Rillenscheiben über ein intermittierendes Getriebe, beispielsweise nach Art eines Malteserkreuzgetriebes, angetrieben.

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Es läßt sich auch bei intermittierendem Stempelantrieb eine zusätzliche Sicherung für die synchrone Bewegung von Stempelträger mit Stempeln einerseits und Faltenrohr andererseits gewährleisten. So können zusätzlich zu den radial auf das Faltenrohr zu und von diesem weg "bewegbaren Stempelträgern ebenfalls radial bewegbare, zeitlich jedoch den Stempelträgern etwas vorauseilende Führungsstempel vorgesehen sein, welche auf ihrer dem Faltenrohr zugekehrten Seite eine der Rillung des Faltenrohres komplementäre Rillung tragen. Diese Rillung kommt mit dem im Arbeitsbereich des Stempelträgers liegenden Faltenrohr vor den Stanzstempeln in Berührung und richtet die Rillen genau aus, bevor die Stanzstempel in das Eohr eindringen.

Der Rohrvorschub läßt sich auch durch die Stempelträger selbst bewerkstelligen, wenn diese als drehbar gelagerte kontinuierlich umlaufende Körper ausgebildet sind, bei denen die Stanzstempel vorteilhaft im wesentlichen radial zur Drehachse angeordnet sind. Hierbei können die Stanzstempelträger an ihren Stirnseiten, also an ihren mit dem Faltenrohr in Berührung kommenden Seiten, entsprechend dem Profil des Faltenrohres gerippt sein. Mit diesen Rippen greifen sie dann in das Profil des Faltenrohres ein. Wenn ein einwandfreier Eingriff dieser Stanzstempelträger in das Faltenrohr gewährleistet ist, dann nehmen die Stanzstempelträger das Faltenrohr entsprechend mit.

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'Nachfolgend-sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen erläutert.

Fig.1 zeigt den Schnitt I-I aus Fig.2 durch eine Lochstanzvorrichtung, die mit einem Kern gemäß Erfindung versehen sein kann.

Fig.2 zeigt die Ansieht von oben auf die Vorrichtung gemäß Fig.1 ohne den Kern.

Fig.5 zeigt die Anordnung des Kerns in der Stanzvorrichtung gemäß Fig. 1 und 2. ■"'--■

Fig.4 zeigt schematisch ein Ende eines anderen Kerns, der magnetisch in seiner Lage gehalten ist.

Fig.5 zeigt den Schnitt XVI-XVI aus Fig.4. Fig.6 zeigt den Schnitt XVII-XVII aus Fig.4.

Von der in Fig.1 und 2 gezeigten Vorrichtung sind lediglich die wesentlichen Teile dargestellt; Halterungen,

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Lager, Maschinenrahmen und dergleichen sind der Übersichtlichkeit halber fortgelassen. Ebenfalls der Übersichtlichkeit halber ist die Vorrichtung als mit lediglich zwei Stempelträgern versehen dargestellt. Selbstverständlich wird man in der Praxis meist eine größere Zahl von Stempelträgern, beispielsweise vier oder sechs vorsehen»

Das mit Löchern zu versehende Faltenrohr 1 ist nur ein kurzes Stück voll ausgezogen dargestellt. Der durch die Vorrichtung ragende Teil ist durch strichpunktierte Linien angedeutet. Die Wanderrichtung des Faltenrohres ist durch den Pfeil 2 angedeutet.

Durch das Grundteil 3 der Vorrichtung erstreckt sich die Führungsbohrung 4 für das Faltenrohr. In Fig. 1 links trägt das Grundteil 3 Führungen 5 für die Stempelträger 6, welche in den Führungen 5 vertikal hin- und herverschiebbar gelagert sind. Die Stempelträger 6 tragen je vier Stanzstempel 7. Die Stanzstempel 7 sind jeweils in einer Axialreihe angeordnet. Ihre vertikalen Mittellinien schneiden jeweils die Mittellinie der Führungsbohrung 4. Für die Bewegung der Stempelträger 6 dienen Pleuelstangen 8, welche an den Stempelträgern 6 mittels der Bolzen 9 angelenkt sind. Die anderen Enden der Pleuelstangen 8 sind auf Zapfen 10 von Exzenter-

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scheiben 11 gelagert, welche auf Walzen 12 sitzen, die wiederum im Grundteil 3 gelagert sind. An ihren anderen Enden tragen die Wellen 12 Zahnräder 13, welche mit einem Antriebszahnrad 14 kämmen. Das Antriebszahnrad H ist auf.einem Bund des Grundteils 3 gelagert und fest mit einem Kettenrad 15 verbunden, über welches die Drehbewegung in die Vorrichtung eingeleitet wird. Eine intermittierende Vorschubvorrichtung für das Faltenrohr 1 wird mittels einer Verlängerung 16 der Welle 12 des unteren Exzenters 11 angetrieben. Diese Welle trägt an ihrem Ende eine Kurventrommel 17, die an ihrem Umfang einen schrägen Führungskanal 18 besitzt, in welchen auf einer Scheibe 19 sitzende Stifte 20 gleitend passen. An den beiden Enden des Führungskanals 8 sind Fang- und Führungshaken 21 vorgesehen,.welche bei Drehung der Trommel 17 jeweils den am Trommelrand anliegenden benachbarten Stift 20 erfassen, in den Kanal leiten und am Schluß wieder abbremsen,' so daß er an der Trommeloberfläche stehenbleibt. Der Führungskanal, die Fanghaken und die Bolzen 20 sind der Übersichtlichkeit halber in Fig. 2 nicht dargestellt. Die Welle 22 der Scheibe 19 treibt über ein Kegelrad 23 ein Kegelrad 24, welches auf der Welle 25 einer der beiden Vorschubrollen 26 sitzt. Die beiden Vorschubrollen tragen auf ihrer Oberseite Zahnkränze 27,welche miteinander im Eingriff sind und eine synchrone Drehung der beiden Rollen miteinander bewir-

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ken. Die Vorschubrollen werden vorteilhaft möglichst klein und leicht ausgeführt, damit keine störenden Massenkräfte "beim intermittierenden Betrieb auftreten. Die Vorschubrollen sind mit Umfangsrillen 28 von knapp HaIbkreisprofil versehen. Der Radius dieser Rillen ist gleich dem Außenradius des zu lochenden Faltenrohres. Fähe dem Fuß der Rille sind Rippen 29 vorgesehen, welche jeweils in die Umfangsrillen 30 des Faltenrohres 1 eingreifen können. Die Rippen 29 'dürfen sich nicht über den ganzen Halbumfang der Rillen erstrecken, da anderenfalls nahe den Rippenenden Eingriffsschwierigkeiten entstehen würden. Sie erstrecken sich vorteilhaft über knapp ein Drittel des das Rillenprofil bildenden Kreisbogens und zwar in der Mitte desselben.

Im Betrieb arbeitet die Vorrichtung wie folgt.

Das Faltenrohr 1 werde wie dargestellt von links zugeführt. Wird nun über das Kettenrad 15 die Vorrichtung angetrieben, so rotieren die Exzenterscheiben 11 mit den Bxzenterbolzen 10 und lassen mit Hilfe der Pleuelstangen 8 die Stempelträger auf- und niedergehen, so daß während jedes Hubes die Stanzstempel genügend tief in die Wandung des Rohres 1 eintauchen, um Löcher aus dieser auszustanzen. Die Löcher können sowohl aus den Wellenrücken der Rohrwandung als auch aus den Wellentälern der Rohrwandung ausgestanzt werden. Hierzu sind

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entsprechende in der Zeichnung nicht dargestellte Einstellvorrichtungen für die Synchronisierung der Vorschubvorrichtung und der Stanzvorrichtung vorgesehen. Diese können beispielsweise aus einer Hanschanordnung in der Welle 16 bestehen, welche die Welle 16 in zwei Teile trennt. Die Plansche können dann in jeder beliebigen Brehlage miteinander fest verbunden werden. Während des Antriebs der Torrichtung wird das Faltenrohr 1 immer dann vorgeschoben, wenn sich die Spitzen der Stanzstempel 7 außerhalb der Einhüllenden des Faltenrohres 1 befinden. Zu diesem Zweck treibt die Welle 16 die Trommel 17 an. Bei jeder Umdrehung der Trommel 17, welcher auch ein Stanzhub der Stempelträger 6 entspricht, ergreift ein Fanghaken 21 der Trommel 17 den an der Trommeloberfläche anliegenden Stift 20 der Scheibe 19 und dreht damit die Welle 22 um einen Winkel, der im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Achtel Kreisumfang ist. Um ein entsprechendes Maß werden hierbei die Vorschubrollen 26 gedreht, welche nach Durchführung der Stanzoperation das Faltenrohr,1 um einen Schritt weiter nach vorne bewegen, so daß nun, wenn das Faltenrohr wieder zum Stillstand gekommen ist, die Stanzstempel erneut in den Bereich des Faltenrohres eintauchen können.

Selbstverständlich müssen die verschiedenen Vorgänge einwandfrei synchronisiert sein, d.h. das Faltenrohr

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muß während des ganzen Stanzvorganges in Ruhe liegen. Der Vorschubvorgang muß sich abspielen, während die Stanzstempel außer Eingriff sind. Dies ist leicht möglich, da - wie man aus der Zeichnung erkennt - die Kanalkurve 8 einschließlich der "Fanghaken 21 nur einen Bruchteil des Gesamtumfanges der Trommel 17 einnimmt. Dieser Bruchteil entspricht zeitlich ebenfalls nur einem Bruchteil des Stanzstempelhubes.

Ist zur Aufnahme von Gegenkräften ein Kern im Inneren des Rohres erwünscht, so tritt hierbei das Problem der Halterung und Lagerung des Kerns auf, da Faltenrohre gewöhnlich in großen längen geliefert werden, so daß es praktisch zu aufwendig wäre, einen Kern zu verwenden, welcher an beiden Enden aus der Faltenrohrlänge herausschaut«

Eine Kernanordnung gemäß Erfindung ist in Figo 3 dargestellt, in der der Übersicht wegen die Stanzvorrichtung selbst nur strichpunktiert angedeutet ist. Der Kern 4-0 ist in vier gleichen Stützrollen 41 gelagert, welche mit Umfangsrillen von Kreisbogenprofil versehen sind. Der Außendurchmesser des Kerns ist gleich dem Innendurchmesser des zu perforierenden Faltenrohres. Der Radius der Rillen der Rollen 4-1 ist gleich dem Außenradius des zu perforierenden Faltenrohres. Dadurch, daß der

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Kern 40 an beiden Enden um einen Winkel von 90 abgebogen ist und daß Jeweils eine der beiden Rollen in die Krümmung des Kerns eingreift, deren Krümmungsmittelpunkt mit der Drehachse.der Rolle 41 zusammenfällt, ist der Kern über das zwischen den Rollen 41 und dem Kern 40 durchlaufende Faltenrohr einwandfrei abgestützt. Gegen Drehung ist der Kern ebenfalls durch die Rollenführung gesichert. Im Bereich der Stanzstempel 7 ist der Kern mit einander gegenüberliegenden Durchtrittsschlitzen 42 für die Stanzstempel 7 versehen. Selbstverständlich müssen die Durchtrittsschlitze 42 um ein gewisses Maß grosser sein, als die entsprechende Ausdehnung der Stanzstempel beträgt, da wegen der unvermeidbaren Fertigungstoleranzen im aus Kunststoff bestehenden Faltenrohr Ungenauigkeiten in das System hineinkommen. Dennoch wird eine wesentliche Abstützung erreicht. Selbstverständlich ist es auch möglich, statt eines langen Schlitzes für jede Stempelreihe für jeden einzelnen Stanzstempel ein entsprechendes Durchtrittsloch im Kern vorzusehen. Letztere Anordnung hat den Vorteil, daß praktisch keines der ausgestanzten Kunststoffplättchen in das Rohr zurückfallen kann. Zum Sammeln der ausgestanzten Kunststoffplättchen ist der gesamte Kern hohl und an seinem einen Ende mit einer abnehmbaren Schraube 43 verschlossen. Das Innenvolumen des Kerns ist so groß, daß er die ge-

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samten anfallenden Stanzplättchen auch bei der Verarbeitung sehr großer Rohrlängen aufnehmen kann.

Eine andere Möglichkeit, einen Kern zu halten, ist anhand der Figuren 4 bis 6 schematisch angedeutet. Hierbei wird der Kern 50 mit Hilfe von Elektromagneten gehalten. Um eine einwandfreie Halterung zu erzielen, besitzt der Kern selbst mit den äußeren Elektromagneten zusammenwirkende Permanentmagnete. Am in Fig. 4 linken Ende ist der Kern mit seiner ein Verschieben in Axialrichtung und in Umfangsrichtung verhindernden Magneteinrichtung versehen. Zu diesem Zweck sind im Kern zwei Dauermagneten 51, 52 im Abstand voneinander vorgesehen, welche einander gleichnamige Pole zukehren und durch ein nichtmagnetisches Material voneinander getrennt sind. Einen für den Durchtritt des Faltenrohres ausreichenden Spalt zwischen sich und dem Kern 50 freilassend, sind rund um den Bereich zwischen den Magneten 51, 52 gleichmäßig über den Kreisumfang verteilt viel Elektromagneten 53 vorgesehen, welche ebenfalls den gleichen Pol, im gezeigten Beispiel ebenfalls den Nordpol, dem Kern zukehren. Durch diese Anordnung wird gewährleistet, daß der Kern ständig zentral gehalten ist und auch nicht nach vorn und hinten ausweichen kann. Dadurch, daß die axiale Erstreckung der äußeren Elektromagneten 53 grös-

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ser ist als die des nichtmagnetischen Bereichs zwischen den Magneten 51 und 52, wird gewährleistet, daß bereits eine erhebliche Kraft vom Feld ausgeübt wird, ohne daß vorher eine größere Auslenkung erforderlich wäre.

Da der Kern auch noch gegen Drehung gesichert sein muß, ist eine weitere Magnetanordnung vorgesehen, Diese Magnetanordnung besitzt außerhalb -des Rohres ebenfalls zwei Elektromagnete 54, die einander gegenüberliegen und einander ungleichnamige Pole zukehren. Im Kern 50 sind zwischen nichtmagnetischen Bereichen 55 und 56 zwei Permanentmagnete 57 und 58 parallel zueinander und im Abstand voneinander angeordnet. Die Längsachse jedes dieser bei-, den Magneten verläuft in einer Normalebene zur Kernachse. Auch hier ist die Anordnung so getroffen, daß den Polen der äußeren Magneten 54 jeweils gleichnamige Pole der inneren Magneten 57 und 58 gegenüberstehen. Beim Verdrehen des Kerns würde die auf den Kern ausgeübte Kraft stark anwachsen, so daß der Kern hierdurch gegen Drehung gesichert ist. Damit auch hier bereits ohne Auslenkung eine wesentliche Haltekraft vorgesehen ist, ist die Erstreckung der äußeren Elektromagneten 54 in Umfangsrichtung größer als die Breite des nichtmagnetischen Bereichs zwischen den beiden Magneten "57 und 58.

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Beide Kernanordnungen gemäß Erfindung eignen sich für alle Stanzvorrichtungen der eingangs umrissenen Art.

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Claims (11)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum fortlaufenden Lochen der Wandung von dünnwandigen Faltenrohren aus insbesondere thermoplastischem Kunststoff , insbesondere von derartigen Dränrohren, mit einer Führung für das Faltenrohr, einer Einrichtung zum Vorschub des Rohrs durch die Vorrichtung, mindestens einem Stempelträger und mindestens einem am bzw. an jedem Stempelträger relativ zum Eohr bewegbar gelagerten Stanzstempel, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aussparungen für die Stanzstempel aufweisender Kern im Inneren des Faltenrohres im Arbeitsbereich der Stanzstempel mittels radial vom Äußeren des Faltenrohres her angreifender Mittel gehalten ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern mindestens und vorzugsweise zum Teil aus magnetischem Material besteht, und daß eine ihn haltende Elektromagnetanordming vorgesehen ist.

3♦ Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern ein an beiden Enden abgebogener Stab ist, der im Faltenrohr an jedem Ende von mindestens einem Rollenpaar gehalten wird.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen Umfangsrillen tragen, in welchen der Kern durch das Faltenrohr geführt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des Stabs in entgegengesetzten Richtungen abgebogen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse je einer Rolle jedes Rollenpaars im Krümmungsmittelpunkt der entsprechenden Abbiegung des Stabs liegte

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem den Kern umgebenden Rohrbereich die Vorschubeinrichtung am Rohr angreift.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Rillenscheiben mit in ihren Rillen angeordneten Rippen in die Rillen der Rohrwandung eingreifen, wobei die Rillenscheiben synchron zur Bewegung der Stempelträger über ein intermittierendes Getriebe angetrieben sind.

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9". ■ Vorrichtung nach. Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillenscheiben mit einem zur Rohrachse konzentrisch angeordneten Zahnrad gekuppelt sind, durch welches die Stempel über radial außerhalb derselben angeordnete Kurbeltriebe bewegt werden, deren Kurbelzapfen um parallel zur Rohrachse verlaufende Achsen rotieren.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherung der Synchronbewegung von intermittierendem Rohrvorschub und Stanzstempeln zusätzlich, zu den Stempelträgern diesen zeitlich etwas vorauseilende Führungsstempel vorgesehen sind, die an ihrer der Rohrrillung zugewendeten Seite eine der Rohrrillung komplementäre Rillung tragen, mit der sie mit'den Rohrrillen in Eingriff gelangen. ' ·

11. Vorrichtung nach. Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei umlaufenden Stempelträgern diese auf ihrer dem Faltenrohr zugekehrten Seite entsprechend der Rohrrillung gerippt sind und unter Mitnahme des Rohrs in dessen Rilluhg eingreifen. .

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