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Vorrichtung zum Stanzen von Löchern in die Wandung von Hohlkörpern
beliebigen Querschnitts Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stanzen von
Löchern in die Wandung von Hohlkörpern beliebigen Querschnitts, insbesondere von
langen Rohren, wobei der Hohlkörper seitlich geführt und in seinem Inneren eine
an einer Stange angebrachte, etwas kleiner als der Hohlkörper ausgeführte Matrize
vorgesehen ist.
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Hohlkörper, insbesondere Rohre, werden vor allem für den Zusammenbau
zu Regalen, Geländern, Zäunen, Drennwänden, Möbelgestellen u. dgl. sowie ftir #arn'eaustauscher
und Stahlkonstruktionen der verschiedensten Art benötigt. Dabei ist es erforderlich,
in den Rohrmantel Löcher oder Lochreihen unterschiedlichen, frei wählbaren oder
vorbestimmten Abstandes zu stanzen.
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Das Stanzen, ein spanloser Schneidvorgang, ist nur dann einwandfrei
durchführbar, wenn Stempel und Matrize zueinander axial genau angeordnet sind und
der erforderliche Schnitts-oalt genaueketens berücksichtigt ist. Andernfalls setzt
der Stempel auf die Matrize arlf und beschädigt oder zerstört sie. Zumindest ist
ein sauberer Schnitt nicht erzielbar.
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Das Stanzen von plattenähnlichen Körpern, z.S. Blechen, wird voll
beherrscht, da die genaue axiale Anordnung von Stempel und Matrize sich leicht verwirklichen
läßt.
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Bei Hohlkörpern kurzer IEnge bis etwa 0,5 m verfährt man üblicherweise
so, daß der zu bearbeitende Körper auf einen einseitig fest eingespannten, biegesteifen
Matrizendorn geschoben wird und
der Stanzvorgang entsprechend der
Werkzeuganordnung durchgeführt wird. Durch Umstecken des zu bearbeitenden Körpers
können dann Arbeitslängen von etwa 1 m erreicht werden. Gegebenenfalls können dabei
die am Lochvorgang beteiligten Elemente nach Bedarf verstellt und damit verschiedenartige
Löcher gestana; werden.
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Es ist auch ein Verfahren und eine Einrichtung bekannt, um bei dünnwandigen
Hohlkörpern großer Präzision verschiedenartige Löcher anzubringen. Das geschieht
mittels eines Lochstempels, der den hbmessungen des kleinsten vorkommenden Loches
entspricht.
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Der Lochstempel führt etwa 1.000 Stöße pro Minute aus, das heißt die
gewünschten Löcher werden ~genibbelt". Das zu lochende Rohr wird dabei zwischen
einer Auflage und einem Schnittdorn eng geführt. Der Schnittdorn ist sehr genau
an den Innendurchmesser des zu lochenden Rohres angepaßt. Dieses Verfahren eignet
sich beispielsweise für runde, relativ kurze, nahtlose Präzisionsrohre, die mit
einer Vielzahl von individuellen Löchern in kleinen Serien hergestellt werden. Hierfür
kommen unter anderem Steuerschieber oder Verteilerrohre für Raketenmotore in Frage.
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Weiterhin ist eine Einrichtung zum Lochen von Rohren bekannt, bei
der eine zweiteilige Matrize vorgesehen ist, die zwei keilförmige Hätten aufweist.
Diese werden über Stangen betätigt und erlauben so ein Anpassen der Matrize an die
Innenwand des Hohl~ körpers. Mit dieser Vorrichtung können zwar auch Rohre gelocht
werden, die größere Herstellungstoleranzen haben, das Arbeiten mit der bekannten
Einrichtung ist jedoch umständlich und nur verhältnismäßig langsam möglich.
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Bei längeren zu bearbeitenden Hohlkörpern, bis etwa 3 m Länge, muß
der Matrizendorn bekanntermaßen an beiden Enden genau gelagert sein. Bei Längen
über 3 m aber ist diese Arbeitsweise wirtschaftlich nicht mehr tragbar. Sie ist
auch technisch nicht
einwandfrei durchzuführen, weil insbesondere
eine genaue Anordnung vom Stempel zu Matrize in jeder Lage nicht mehr sichergestellt
werden kann. Neben der umständlichen Vorbereitung für den Arbeitsgang, dem jeweiligen
genauen Justieren von Stempel und Matrize und der Schwierigkeit, den Körper auf
den langen Dorn mit notwendigerweise nur wenig Zwischenraum aufzuschieben, sind
insbesondere die langen Werkzeuge sehr teuer. Abgesehen davon, daß in diesem Fall
die Matrize für jedes vorgesehene Loch die entsprechende Ausnehmung haben muß, ist
auch die Lochanordnung (Abstand von Mitte Loch zu Mitte Loch) an das entsprechend
ausgelegte Werkzeug gebunden.
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Es ist auch eine Vorrichtung zum Herstellen von in Abständen hintereinander
angeordneten Lochungen in Rohren bekannt geworden, bei der eine im Verhältnis zu
dem zu lochenden Rohr kurze Natrize angeordnet ist. Diese Matrize wird mit Hilfe
von Federn gegen eine Innenwand des Rohres und dieses wiederum, in der gleichen
Richtung, gegen eine äußere Führung gedrückt. Mit dieser Vorrichtung ist auf relativ
einfache Art und Weise ein schnelles und bequemes Lochen von Hohlkörpern möglich.
Das Gleiten der Matrize an einer Innenwand des Hohlkörpers hat allerdings den#Nachteil,
daß bei Deformierungen der Innenwand oder beim Vorhandensein von Fremdkörpern die
Matrize zwangsläufig seitlich verschoben wird und nicht mehr die richtige Stellung
zum Stempel hat, so daß sie beim Stanzen beschädigt oder zerstört wird. Auch ist
mit der bekannten Vorrichtung kein Durchstanzen zweier gegenüberliegender Wandungen
möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, handelsübliche Hohlkörper,
vor allem sehr lange Rohre, solche von mehr als 3 m Länge, mit wirtschaftlich vertretbarem
Aufwand schnell und
genau zu lochen und die Nachteile bekannter
Vorrichtungen zu vermeiden. Diese Aufgabe wird mit der Vorrichtung nach der Erfindung
zum Stanzen von Löchern, wobei der Hohlkörper seitlich geführt und in seinem Innern
eine an einer Stange angebrachte, etwas kleiner als der Hohlkörper ausgeführte Matrize
vorgesehen ist9 dadurch gelöst, daß die Matrize in dem Hohlkörper seitlich frei
beweglich ist.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zum Durchstanzen zweier
gegenüberliegender Wandungen des Hohlkörpers eine weitere Matrize vorgesehen und
die Ausnehmung der im Hohlkörper befindlichen Matrize so ausgebildet, daß der Stanzbutzen
der zuerst gelochten Wandung ohne zu kippen vor dem Stempel herzuschieben ist.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung hat die Vorteile, daß die zu verwendende
Matrize sehr einfach ist und außer dem Matrizenkörper selbst keine weiteren Teile
erforderlich sind. Es können mit ihr auch Hohlkörper einwandfrei gelocht werden,
deren Wandungen uneben sind oder in deren Innern sich Fremdteilchen befinden, die
ein exaktes Führen der Matrize an einer Innenwand unmöglich machen. Weiterhin ist
ein Durchstanzen zweier gegenüberliegender Wandungen leicht möglich.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung eignet sich zum Lochen sowohl runder
als auch rechteckiger Rohre, bzw. ganz allgemein zum Lochen von länglichen Hohlkörpern
der unterschiedlichsten Querschnitte.
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Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung und Fig. 2 diese
Vorrichtung in Seitenansicht.
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Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5 zeigen verschiedene Phasen eines Stanzvorganges
mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Fig. 6 eine besondere Ausführung eines
Stanzstempels.
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In Fig. 1 und 2 ist der zu lochende Hohlkörper mit 1 bezeichnet.
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2 ist ein Führungskörper, Im Innern des Rohres 1 ist eine Matrize
3 mit einer Ausnehmung 9 angeordnet. Sie ist an einer Stange 4 befestigt, die im
Querschnitt etwas kleiner als die Matrize 3 ist und auf der unteren Wandung des
Rohres 1 aufliegt. Die richtige Lage der Matrize 3 zu dem Stempel 5 wird in Langsrichtung
durch Einstellen am (nicht gezeichneten) eingespannten Ende der Stange 4 über Feingewinde
erreicht. Im unteren Teil des Führungskörpers 2 ist eine weitere Matrize 6 vorgesehen.
Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß der Hohlkörper 1 mit Hilfe von Federn 7 und 8 an
eine Innenwand des Führungskörpers 2 gedrückt ist. Die Matrize 3 dagegen ist seitlich
frei beweglich schwimmend in dem Rohr 1 angeordnet, während der Stempel 5 seitlich
unverrückbar ist.
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Trotz der schwimmenden Anordnung der Matrize 3 ist ein einwandfreies
Stanzen möglich, was in den Figuren 3 bis 5 veranschaulicht ist. In Fig. 3 ist -
übertrieben gezeichnet - dargestellt, wie zu Beginn des Stanzvorganges die Achse
der Matrize 3 von derjenigen des Stempels 5 um den Abstand a abweicht. Senkt sich
der Stempel 5 auf das zu lochende Rohr 1, so wird zuerst die (obere) Wandung eingebeult,
wie das Fig. 4 zeigt. Dieser eingebeulte oder tiefgezogene Teil der Wandung senkt
sich in die Ausnehmung 9 der Matrize 3 und zieht dadurch (symmetriert) die Matrize
3 in die richtige Stellung zu dem Stempel 5. So ist ein selbsttätiges Justieren
der Matrize 3, ein Sich-Anpassen an den Stempel 5, gegeben. Fig. 5 zeigt eine weitere
Phase des Stanzvorganges: der Stempel 5 hat nun den Butzen 10 aus der oberen Wandung
des Rohres 1 geschnitten. Die obere Wandung hat die gewünschte Öffnung.
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Durch das erfindungsgemaße Verwenden einer seitlich frei beweglichen,
schwimmenden Matrize ist auch das Lochen von handelsüblichen Rohren mit größeren
Herstellungstoleranzen oder mit unebenen Wandungen möglich. Dagegen geht bei nahezu
allen bekannten Verfahren, bei denen der Hohlkörper auf eine genau an seinen Innendurchmesser
angepaßte Matrize geschoben wird, beim Lochen die relativ große Toleranz des Innendurchmessers
des Hohlkörpers ein. Bei einer anderen bekannten Vorrichtung ist die Lage von Matrize
zu Stempel von der Toleranz der Wandstärke des zu lochenden Rohres abhängig.
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Ein besonderer Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung besteht
darin, daß Hohlkörper 1 sicher und genau durchlocht werden können. Das heißt, die
obere und untere Wandung können in einem Arbeitsgang mit Öffnungen versehen werden.
Dies ist einmal durch das beschriebene Selbst justieren der Matrize 3 möglich. Zum
anderen ist die Ausnehmung 9 der Matrize 3 so ausgebildet, daß der Stanzbutzen 10
ohne zu kippen vor dem Stempel 5 hergeschoben und zum Lochen des unteren Ausschnitts
benutzt wird Das bewirkt eine hohe Lebensdauer des Stempels 5. zum Durchlochen dient
auch die im Führungskörper 2 angeordnete Matrize 6.
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Das Durchlochen von Rohren ist an sich bekannt. Die herkömmlichen
Vorrichtungen arbeiten aber ohne Matrize in dem zu lochenden Hohlkörper, so daß
die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht vorhanden sein können.
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Fig. 6 zeigt eine besondere Ausbildung des Stempels 5: durch einen
Vordorn 11 wird ein günstigeres Beulen (Tiefziehen) der oberen Wandung des Rohres
1 beim Niedergehen des Stempel 5
bewirkt. Dieses Beulen kann noch
weiter verbessert werden, wenn Mittel vorgesehen sind, die bewirken, daß der Stempel
5 sich bei Beginn des Stanzvorganges zwar schnell bewegt, aber keine große Kraft
aufbringt. Erst wenn der Stempel 5 einen größeren Widerstand vorfindet, beim Einleiten
des eigentlichen Stanzens, schaltet sich eine höhere Druckstufe ein. Bei all dem
bleibt der Matrize 3 genügend Zeit, um sich an den starr geführten Stengel 5 anzupassen.