DE2802230C3 - Vorrichtung zum Bilden eines von einem Kragen umgebenen Loches in einer metallenen Platte oder in der Wand eines metallenen Rohres - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bilden eines von einem Kragen umgebenen Loches in einer metallenen Platte oder in der Wand eines metallenen Rohres ausschließlich durch Reibungswärme und Druck, mit einem sich schnell um seine Achse drehenden Dom, der an der durch einen Hydraulikzylinder axial bewegbaren Drehspindel einer Werkzeugmaschine befestigt ist.

¹ 'n mit einer Vorrichtung dieser beispielsweise nach der FR-PS 11 89 384 bekannten Art eine größere Anzahl von Löchern je Zeiteinheit bilden zu können und damit diese Vorrichtung entsprechend wirtschaftlich /u nutzen, muß der Dorn mit einer verhältnismäßig großen und nahezu gleichförmigen Geschwindigkeit durch die metallene Platte oder die Wand eines metallenen Rohres hindurchgedrückt werden. Dabei tritt in der Praxis das Problem auf, daß besonders Dorne für Löcher mit einem Durchmesser kleiner als 10 Millimeter oft bereits nach der Bildung von nur wenigen hundert Löchern brechen, während sie erst nach vielen tausend Löchern völlig abgenutzt sind und dann auf Grund solcher folglich viel später auftretender Verschleißerscheinungen nicht mehr verwendet werden können.

Der im Anspruch I angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe ?.u Grunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß diese vorzeitige Bruchgefahr der Dorne vermieden wird.

Mit der Vorrichtung nach der Erfindung wird die axiale Vorschubgeschwindigkeit des Domes zu dem Zeitpunkt, wenn der Dorn mit der Platte bzw. der Rohrwand in Berührung kommt bzw. sich entsprechend eng annähert, kurzzeitig herabgesetzt, um dann später wieder auf den höheren Anfangswert gesteuert zu werden. Insoweit fußt die Erfindung auf der Erkenntnis, daß an der Stelle, an welcher der Dorn zum Bilden eines von einem Kragen umgebenen Loches zuerst mit der Platte oder mit der Rohrwand in Berührung kommt, die Reibung anfänglich zu gering ist, um das Material der Platte oder der Rohrwand ausreichend zu erhitzen und dadurch zu erweichen. Der entsprechende Mittelpunkt des zu bildenden Loches bleibt folglich hart, während

ίο der angrenzende Bereich weich wird. Der Dorn wird folglich ein wenig aus dem Mittelpunkt herausgedrückt und beginnt zu schwingen, was mit der Zeit zu entsprechenden Ermüdnungserscheinungen des sehr harten Sintermaterials führt, aus dem ein solcher Dorn

is in aller Regel besteht Speziell diese Schwingbewegungen werden jedoch unterdrückt, wenn gemäß der Erfindung bei der Berührung des Domes mit der Platte bzw. der Rohrwand die axiale Vorschubgeschwindigkeit mindestens also solange herabgesetzt wird, wie der harte Mittelpunkt des zu bildenden Loches die höhere Temperatur des angrenzenden Bereichs durch Wärmeleitung erreicht hat, um folglich gleichzeitig mit diesem zu erweichen. Die Dornspitze kann damit aber nicht mehr bezüglich der Lochmitte irgendwelche Schwing bewegungen ausführen, was somit eine vorzeitige Abnutzung ausschließt oder zumindest so weit unterdrückt, daß die übliebi Verschleißzeit des Domes voll genutzt wird. Zum Erreichen dieses mithin günstigeren Zeitfaktors bleibt es dabei ohne einen entsprechend

JO nachteiligen Einfluß, wenn nach der eingetretenen Erweichung der Lochmitte die axiale Vorschubgeschwindigkeit des Domes wieder auf den ursprünglichen Wen erhöht wird, da dann mangels irgendwelcher Schwingungen ein vorzeitiger Ermüdungsbruch nicht eintreten kann. Gemäß den Ansprüchen 2 und 3 sind zwei alternative Möglichkeiten erfaßt, wie bei einer solchen Vorrichtung die axiale Vorschubgeschwindigkeit des Domes vorübergehend herabgesetzt werden kann.

*o Die Erfindung wird nachfolgend unhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. I ein Schaltbild der Vorrichtung in schemaiischer Darstellung gemäß einer ersten Ausführungsform und

Fig. 2 ein entsprechendes Schaltbild für eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. An einer axial bewegbaren Drehspindcl I einer Werkzeugmaschine tat mittels eines Spannfutters 2 ein Dorn 3 befestigt, dor zum Bilden von mit einem Kragen umgebenen Löchern in einer metallenen Platte 4 oder in der Wand eines metallenen Rohres ausschließlich durch Reibungswärme und Druck ausgebildet ist. Die Drehspindel 1 der Werkzeugmaschine wird durch einen Elektromotor 5 schnell um ihre Achse gedreht und durch einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 6 mit Kolben 7 axial bewegt. Der Hydraulikzylinder 6 ist über Zuleitungen 8 und 9 an einen Hydraulikkreis angeschlossen. In den Zuleitungen 8, 9 ist ein Umkehrventil 10 angeordnet, das durch einen einzelwirkenden Pneumatikzylifldcr 11 mit Kolben 12 sowie eine Rückholfeder 13 betätigt wird. Der Pneumatik/.ylindcr 11 ist über ein von Hand beläligbarcs Steuerventil 14 entweder an eine Druckzuleitung 15 oder an eine

μ drucklose Ablnßleitung 16 anschließbar bzw. angeschlossen.

Bei der Vorrichtung gemäß F i g. 1 ist in der an den Hydraulikzylinder 6 angeschlossenen Zuleitung 8 für die

Hydraulikflüssigkeit ein Ventil 17 mit zwei umschaltbaren, unterschiedlich großen Durchlässen 18 und 19 angeordnet. Wenn der kleinere Durchlaß 19 in den Hydraulikkreis eingeschaltet ist, dann erfährt die Zuleitung der Hydraulikflüssigkeit in den Hydraulikzylinder 6 eine Drosselung, womit die axiale Vorschubgeschwindigkeit des Domes 3 herabgesetzt wird. Das Ventil 17 wird durch einen einzelwirkenden Pneumatikzylinder 20 mit Kolben 21 sowie eine Rückholfeder 22 betätigt Der Pneumatikzylinder 20 ist über ein durch ι ο einen Elektromagneten 23 und eine Feder 23a betätigtes Ventil 24 entweder an eine Druckzuleitung 25 oder an eine drucklose Ablaßleitung 26 anschließbar bzw. angeschlossen.

Für die Steuerung der axialen Vorschubgeschwindigkeit des Domes 3 ist an der Kolbenstange 27 eine Scheibe 28 verstellbar so befestigt, daß bei der Annäherung des Domes 3 an die Platte 4 bzw. bei dessen Berührung mit der Platte ein um eine Achse 29 verschwenkbarer Arm 30 durch die Berührung der Scheibe 28 mit einem um eine Achse 31 verschwenkbaren Vorsprung 32 dieses Armes zum Schließen eines Schalters 33 weggeschwenkt wird. Die Scheibe 28 hält den Schalter 33 dann solange geschlossen, bis sie an dem Vorsprung 32 vorbeibewegt isL Durch das Schließen des Schalters 33 wird die Magnetspule 23 erregt, das Ventil 24 umgeschaltet, der Kolben 21 durch die Druckzuleitung nach oben bewegt und das Ventil 17 mit dem kleineren Durchlaß 19 in den Hydraulikkreis eingeschaltet. Die anfänglich größere axiale Vorschubgeschwindigkeit des Domes 3 wird damit herabgesetzt, und zwar bis zu dem Zeitpunkt, in welchem dann die Scheibe 28 an dem Vorsprung 32 vorbeibewegt ist. Der Schaller 33 wird dann wieder geöffnet und somit die Spule 23 stromlos, so daß jetzt die Rückholfedern 23a und 22 die J5 Ventile 24 und 17 in die dargestellten Schallstellungen rückholen können. Weil bei dem Ventil 17 dann wieder der größere Durchlaß 18 in den Hydraulikkreis eingeschaltet ist, wird folglich der Dorn 3 wieder der anfänglichen ρrößeren Vorschubgeschwindigkeit durch die Platte 4 hindurchgedrückt.

Für die Rückwärtsbewegung des Domes 3 wird die Betätigung des Ventils 14 aufgehoben. Das Ventil 10 wird damit wieder in die dargestellte Schaltslellung überführt, in welcher folglich der Hydraulikzylinder 6 an die Druckzuteilung für eine Aufwärlsbewcgung des Kolbens 7 angeschlossen ist. Während dieser Aufwärtsbewegung wird der Vorsprung 32 durch die Scheibe 28 um seine Achse 31 verschwenkt, womit eine Schließung des Schalters 33 unterbleibt. Der Dorn 3 wird daher w ohne Unterbrechung mit der höheren Vorschubgeschwindigkei' in seine ober? Ausgangslage zurückbewegt, i

Bei der Vorrichtung gemäß Fig.2 ist die axiale! Vorschubgeschwindigkeit des Domes 3 allein über! dessen Druckbeaufschlagung gesteuert. Zu diesem; Zweck ist an die Zuleitung 8 des Hydraulikkreises einej Zweigleitung 34 mit einem normal geschlossenen Ventil] 35 und einem Druckbegrenzer in der Ausbildung eines! Rückschlagventils 38 angeschlossen, das durch eine einstellbare Schließfeder 37 belastet und an eine drucklose Ablaßleitung 36 angeschlossen ist. Das Ventil 35 wird durch einen Elektromagneten 39 gesteuert, in dessen Stromkreis die Reihenschaltung des Arbeitskontakts 40 eines Relais 41 und des Ruhekontakts 42 eines gegebenenfalls einstellbaren Zeitrelais 43 angeordnet ist. Der Strom für das Relais 41 wird durch die Sekundärwicklung eines Transformators 44 geliefert, und in seinem Stromkreis wirken der Dorn 3 und die Platte 4 als Schalter.

Wenn der Dorn 3 mit der Platte 4, gegen die er anfänglich isoliert ist, in Berührung kommt, schließt das Relais 41 seinen Arbeitskontakt 40. Dei Elektromagnet 39 wird folglich erregt und somit das Ventii 35 geöffnet, womit der Flüssigkeitsdruck in der Zuleitung 8 und damit im Raum oberhalb des Kolbens 7 auf einen von dem Druckbegrenzer 37, 38 bestimmten niedrigeren Wert beschränkt wird. Die axiale Vorschubgeschwindigkeit des Domes 3 wird folglich herabgesetzt. Andererseits wird das Zeitrelais 43 erregt, womit nach einer vorbestimmten Zeitdauer der Ruhekontakt 42 geöffnet wird. Der Elektromagnet 39 wird dann stromlos, so daß das Ventil 35 wieder geschlossen wird und somit der Druck im Raum des Hydraulikzylinders 6 oberhalb des Kolbens 7 wieder die Erhöhung auf den höheren Druckwert erfährt. Der Dorn 3 wird folglich wieder mit der anfänglichen höheren axialen Vorschubgeschwindigkeit bewegt, bis die Lochbildung abgeschlossen ist. Solange der Dorn 3 mit der Platte 4 in Berührung steht, bleiben die Relais 41 und 43 erregt und der Kontakt 42 geöffnet. Wenn der Dorn 3 bei der Aufwärtsbewegung von der Berührung mit der Platte 4 gelöst wird, so wird dann der Kontakt 40 wieder geöffnet und der Kontakt 42 geschlossen. Die Schaltung nimmt dann den in F i g. 2 dargestellten Zustand ein.

Um zu verhindern, daß der Dorn 3 mit einer zu großen Geschwindigkeit auf die Platte 4 nuftrifft. kann an der Kolbenstange 27 ein Kontaktfinger 45 befestigt sein, der kurz vor der Berührung des Domes mit der Platte eine einstellbare Kontaktbuhn 46 berührt. Damit ist ein entsprechender Schaller bereitgestellt, durch den folglich dann dieselben wechselnden Druckbeaufschlagungen des Domes gesteuert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Bilden eines von einem Kragen umgebenen Loches in einer metallenen Platte oder in der Wand eines metallenen Rohres ausschließlich durch Reibungswärme und Druck, mit einem sich schnell um seine Achse drehenden Dorn, der an der durch einen Hydraulikzylinder axial bewegbaren Drehspindel einer Werkzeugmaschine befestigt ist, gekennzeichnet durch ein in den Hydraulikkreis (8,9) des Hydraulikzylinders (6) einschaltbares oder daran anschließbares Organ (17, 19 bzw. 36^37,38) zur Drosselung der Zuleitung der Hydraulikflüssigkeit in diesen Zylinder bzw. zur Minderung des wirksamen Flüssigkeitsdruckes in dem Hydraulikkreis sowie durch Mittel (20 bis 24,28 bis 33 bzw. 35,39 bis 44,3,4 oder 45,46), die dieses Organ während der axialen Vorwärtsbewegung der Spindel (1) spätestens dann in den Hydraulikkreis (8, 9) einschalte,™ bzw. es anschließen und über eine vorgewählte 2eit in den Hydraulikkreis eingeschaltet bzw. angeschlossen halten, wenn der Dorn (3) mit der Platte (4) oder der Rohrwand in Berührung kommt.

2. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das in den Hydraulikkreis (8, 9) einschaltbare Organ ein Drosselorgan (17,19) isu

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das an den Hydraulikkreis (8, 9) anschließbare Organ ein mit einer drucklosen Ablaßleitung (36) versehener Druckbegrenzer (37, 38) ist