DE3603627C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3603627C2 DE3603627C2 DE19863603627 DE3603627A DE3603627C2 DE 3603627 C2 DE3603627 C2 DE 3603627C2 DE 19863603627 DE19863603627 DE 19863603627 DE 3603627 A DE3603627 A DE 3603627A DE 3603627 C2 DE3603627 C2 DE 3603627C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- tool
- section
- cutting edge
- container wall
- container
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
- B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
- B26D7/08—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting
- B26D7/086—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting by vibrating, e.g. ultrasonically
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
- B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
- B26D7/01—Means for holding or positioning work
- B26D7/018—Holding the work by suction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
- B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
- B26F1/38—Cutting-out; Stamping-out
- B26F1/3846—Cutting-out; Stamping-out cutting out discs or the like
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einarbeiten von
Öffnungen in Behälter aus thermoplastischen Kunststoffen,
sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Kunststoff-Behälter werden je nach vorgesehenem Einsatzzweck
in vielfältiger Form und aus den unterschiedlichsten Kunststoffen
zunehmend verwendet. Unter anderem werden in neuerer
Zeit auch die bisher aus Stahlblech hergestellten Kraftstoff-
Vorratsbehälter von Kraftfahrzeugen aus thermoplastischen
Kunststoffen, und zwar aufgrund der speziellen chemischen
und mechanischen Eigenschaften vorzugsweise aus zur Gruppe
der Polyolefine gehörenden Werkstoffen, wie Niederdruck-
Polyäthylen oder auch Polypropylen, gefertigt. Dabei ergibt
sich die Möglichkeit einer einstückigen Herstellung auch
komplexer, hinsichtlich ihres Füllvolumens optimierter
Behälterformen durch Anwendung des Blasformverfahrens.
Bei diesem Herstellungsverfahren ist es allerdings
schwierig, Öffnungen für Füllstutzen sowie den Anschluß
von Entlüftungs- und Kraftstoffleitungen beim Blasvorgang
mit zu erzeugen. Deshalb werden solche Öffnungen
bisher durch Lochschneide- oder Bohrvorrichtungen nachträglich
erzeugt, wobei sich kaum vermeiden läßt, daß
Späne oder Abfall-Ronden ins Behälterinnere gelangen und
sich nur schwer oder nur mit erhöhtem Aufwand automatisch
entfernen lassen, was aber unbedingt erforderlich ist, um
Verstopfungen in an die Öffnungen angeschlossenen Leitungen
oder nachgeschalteten Aggregaten, wie Kraftstoffpumpen,
Vergasern, Einspritzdüsen oder auch - nur zur Sicherheit
vorgeschalteten - Filtern zu vermeiden. Gerade bei der
Großserienfertigung, wie sie im Automobilbau üblich ist,
ergeben sich daher erhebliche Schwierigkeiten.
Die Entstehung von beim Einarbeiten der Öffnung in den
Behälter gelangenden Spänen oder Abfallronden wird bei
einem bekannten Verfahren (DE-OS 33 21 091) bzw. der
Anwendung des zur Durchführung dieses Verfahrens vorgesehenen
Vorrichtung dadurch vermieden, daß der Durchtrennvorgang
der Behälterwandung mittels einer scharfkantigen
Schneidkante erfolgt, die mit ziehendem Schnitt auf der
Behälterwandung zur Einwirkung gebracht wird. Dabei erfolgt
also eine Zertrennung der Behälterwandung wie mit einem
Messer, ohne daß Späne entstehen. Die innerhalb der Werkzeug-
Schneidkante liegende Abfallronde wird dabei entweder
mechanisch oder pneumatisch solange im Werkzeug festgehalten,
bis die Öffnung eingearbeitet und das Werkzeug
vom Behälter zurückgezogen ist, so daß das Abfallstück
dann abgeworfen werden kann, ohne ins Behälterinnere zu
gelangen. Zur Erzeugung eines spänefreien ziehenden
Schnitte durch die Werkzeug-Schneidkante erfordert im
Regelfall einen Drehantrieb des Werkzeugs, so daß das
bekannte Verfahren nur für die Herstellung von kreisförmig
begrenzten Öffnungen geeignet ist.
Die Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde,
eine Möglichkeit für die Einarbeitung von Öffnungen
beliebiger Form in von der Innenseite nicht oder nur
schwer zugängliche Behälter aus thermoplastischen Kunststoffen
zu schaffen, bei welcher die Entstehung von Spänen
oder das Eindringen größerer Abfallteile ins Behälterinnere
von vornherein mit Sicherheit vermieden ist, wobei eine
die Großserienfertigung nicht behindernde vollautomatische
Bearbeitung möglich sein soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum
Einarbeiten von Öffnungen in Behälter aus thermoplastischen
Kunststoffen, insbesondere Kunststoff-Kraftstoffbehältern
für Kraftfahrzeuge gelöst, bei dem die Schneidkante eines
Werkzeugs auf die mit der Öffnung zu versehende Stelle des
Behälters aufgesetzt und der von der Schneidkante umschlossene
Bereich der Behälterwandung dann durch unter gleichzeitiger
Ausübung einer ins Behälterinnere gerichtete Vorschubkraft
auf das Werkzeug aus der Behälterwandung spanlos freigeschnitten
wird, indem das ohne Amboß als Sonotrode ausgebildete
Werkzeug durch Ultraschall mit einer axialen
Schwingungsamplitude von wenigstens 50 µm im Angriffsbereich
seiner Schneidkante an der Behälterwandung erregt
wird, wobei der eingeschlossene Winkel der Schneidkante des
Werkzeugs im Bereich zwischen 5° und 9° liegt, und der
innerhalb der Werkzeug-Schneidkante liegende Behälterwandungs-
Abschnitt gleichzeitig am Werkzeug durch eine Festhalteeinrichtung
gehalten und nach durchgeführter Durchtrennung
der Behälterwandung zusammen mit den Werkzeugen vom Behälter
abgehoben und erst dann vom Werkzeug abgestreift wird.
Somit wird also das bei Kunststoff-Werkstücken überwiegend
nur zum Schweißen, d. h. als Fügeverfahren verwendete
Ultraschall-Verfahren als Trennverfahren zum Heraustrennen
von Wandungsabschnitten eingesetzt, wobei sich gegenüber
den vorerwähnten bekannten Verfahren der zusätzliche Vorteil
ergibt, daß die zu erzeugenden Öffnungen beliebige Form
haben können, da die mit Ultraschall-Frequenz schwingende
Schneidkante des Werkzeugs keine Drehbewegung ausführt.
Die Form der Schneidkante bestimmt also die Form der
herzustellenden Öffnung und kann weitgehend beliebig vorgegeben
werden. Soweit bisher vereinzelt in Werkstücken
aus thermoplastischen Kunststoffen mit Ultraschall Trennvorgänge
durchgeführt wurden, erfolgte dies bei starren
Werkstücken entweder dadurch, daß ein Schneidwerkzeug
in seinem Schneidbereich in Ultraschallschwingungen, und
zwar vorzugsweise eine aus zwei in unterschiedlichen
Richtungen gerichteten Schwingung zusammengesetzte überlagerte
Schwingung versetzt und dann nach Art einer Säge
kontinuierlich durch das Werkstück geführt wurde
(DE-OS 26 25 636) oder an von beiden Seiten zugänglichen
Werkstücken (JP-Abstracts 58-175630), bei denen auf der
dem anzusetzenden Sonotroden-Werkzeug gegenüberliegenden
Seite des Werkstücks eine feste, gegebenenfalls auch als
Reflektor wirkende Abstützung zur Anlage bringbar war, was
bei einstückigen geschlossenen Behältern aber mangels
Zugänglichkeit zum Behälterinnern nicht möglich ist.
Überraschenderweise hat sich nun aber gezeigt, daß eine
solche Abstützung der Werkstücke rückseitig auch bei
elastischem Kunststoffmaterial nicht erforderlich ist,
wenn mit der angegebenen hohen axialen Schwingungsamplitude
der Schneidkante gearbeitet wird.
Um zu verhindern, daß der von der Schneidkante umschlossene
Abschnitt der Behälterwandung nach deren Durchtrennung
ins Innere des Behälters fällt, ist in einer vorteilhaften
Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen, ihn durch Anlegen
von Unterdruck an seiner werkzeugzugewandten Außenseite am
bzw. im Werkzeug festzuhalten, wobei die Einwirkung des
Unterdrucks dann zum Abstreifen des Abschnitts vom Werkzeug
nach der erfolgten Bearbeitung unterbrochen und gegebenenfalls
auch ein Überdruck auf den Abschnitt zur Einwirkung
gebracht wird.
Alternativ kann der von der Schneidkante umschlossene
Abschnitt der Behälterwandung auch mechanisch ergriffen
und solange festgehalten werden, bis das Werkzeug mitsamt
dem aus der Behälterwandung herausgetrennten Abschnitt
vom Behälter abgehoben wird.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
ein an sich bekanntes - eigentlich zum Schweißen mittels
Ultraschallenergie bestimmtes - Ultraschall-Gerät mit
einem Erzeuger für hochfrequente mechanische Schwingungsenergie,
die über ein Sonotroden-Werkzeug auf eine Werkstück-
Oberfläche übertragbar ist, so ausgebildet,
daß es die Merkmale des Patentanspruchs 4 aufweist.
Dabei ist die Ausgestaltung der Schneidkante
zweckmäßig so getroffen, daß der zwischen einer zur
Sonotroden-Längsrichtung durch die Schneidkante gelegten
Linie und der äußeren Flanke der Schneide eingeschlossene
äußere Schnittwinkel zwischen 1° und 3° und der mit der
inneren Flanke der Schneide eingeschlossene innere Schnittwinkel
zwischen 2° und 8° liegt.
Zum Festhalten des innerhalb der Schneidkante liegenden,
aus der Behälterwandung herauszutrennenden Wandungsabschnitts
kann an das Innere des Rohrabschnitts über
wenigstens eine Bohrung im Sonotroden-Werkzeug eine
Unterdruck- und/oder Überdruckquelle anschließbar sein.
Dabei empfiehlt es sich dann, Steuereinrichtungen für die
Verbindung des Innern des Rohrabschnitts während des
Betriebs des Sonotroden-Werkzeugs mit der Unterdruckquelle
und gegebenenfalls anschließende Umschaltung zur Verbindung
mit der Überdruckquelle vorzusehen. Der im Werkzeug aufgebaute
Unterdruck dient dabei zum Festhalten des herauszutrennenden
Wandungsabschnitts, während durch die anschließende
Beaufschlagung mit Überdruck der Wandungsabschnitt
aus dem Werkzeug ausgestoßen wird.
Die Unterdruck-Halterung des auszuschneidenden Wandungsabschnitts
kann auch dadurch geschehen, daß im Innern
des Rohrabschnitts ein im Bereich von dessen Mündung
mit wenigstens einem mit leichter Vorspannung auf der
Oberfläche des innerhalb der Schneidkante liegenden
Behälterwandungs-Abschnitts aufsetzbaren Sauger versehene,
an die Anschluß-Bohrung zur Unterdruck- und/oder
Überdruckquelle angeschlossene Festhalte-Einrichtung
angeordnet ist. Die Funktion des Schneidwerkzeugs wird
dann von der Funktion der Festhalte-Einrichtung getrennt
und die beiden Funktionen sind somit optimierbar.
Alternativ kann die Festhalte-Einrichtung auch einen im
Rohrabschnitt angeordneten und etwa mittig innerhalb der
Schneidkante im Mündungsbereich endenden Stift aufweisen,
dessen zugespitztes freies Vorderende mit im wesentlichen
in Umfangsrichtung verlaufenden, im Querschnitt keil-
oder sägezahnförmigen Haltegraten versehen ist. Das
zugespitzte Vorderende des Stifts dringt also beim Ultraschall-
Schneidvorgang in den von der Schneidkante umschlossenen
Behälterwandungs-Abschnitt ein und hält ihn
vermittels der Haltegrate solange fest, bis der Abschnitt
- nach der erfolgten Heraustrennung aus der Behälterwandung
und Abnahme vom Behälter - in geeigneter Weise
abgestreift werden kann.
Der Stift seinerseits wird zweckmäßig so mit dem Erzeuger
für die hochfrequenten mechanischen Schwingungen gekoppelt,
daß er in Resonanz mit Ultraschall erregt wird.
Wenn in dem mit der Öffnung zu versehenden Bereich der
Behälterwandung bereits ein Durchbruch geringerer Größe
vorgesehen ist, kann die Ausgestaltung auch so getroffen
sein, daß die Festhalte-Einrichtung eine etwa mittig aus
der Mündung des Rohrabschnitts vorstehende oder aus ihr
vorschiebbare Halterungsanordnung mit einem kleiner als
der in der Behälterwandung vorhandene Durchbruch bemessenen
Querschnitt aufweist, welche in ihrem in oder
durch den Durchbruch ein- bzw. hindurchführbaren vorderen
Endbereich wahlweise derart durchmesservergrößerbar
ausgebildet ist, daß dieser vordere Endbereich bei Betätigung
im Durchbruch festklemmbar bzw. hinter der Innenseite der
den Durchbruch umgebenden Behälterwandung verriegelbar ist.
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung mehrerer
Ausführungsbeispiele von in der Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbaren
Sonotroden-Werkzeugen in Verbindung mit der Zeichnung
näher erläutert, und zwar zeigt:
Fig. 1 eine teilweise entlang der Längsmittelebene
geschnittene Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels
eines in der erfindungsgemäßen
Weise ausgebildeten Sonotroden-Werkzeugs, bei
welchem das Festhalten des herausgetrennten
Behälterwandungs-Abschnitts durch Anlegen von
Unterdruck am Werkzeug erfolgt;
Fig. 2 ein gegenüber dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel
abgewandeltes Ausführungsbeispiel
eines Werkzeugs, bei dem die Festhalte-Einrichtung
gesondert im Werkzeuginnern vorgesehene,
an eine Unterdruckquelle anschließbare
Sauger aufweist;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel des Sonotroden-Werkzeugs,
bei dem die Festhalte-Einrichtung von einem an
seinem Ende zugespitzten, mit Haltegraten versehenen
Stift oder Dorn gebildet ist, wobei das
Abstreifen des ausgeschnittenen Behälterwandungs-
Abschnitts durch Beaufschlagung des
Werkzeuginnern mittels Überdruck erfolgen kann;
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines Sonotroden-
Werkzeugs, dessen Anwendung das Vorhandensein
eines Durchbruchs in der Behälterwandung voraussetzt,
welche das Hindurchführen des freien
Vorderendes einer Halterungsanordnung ermöglicht,
welche dann durch radiale Aufspreizung an der
Innenseite der Behälterwandung verriegelbare
Riegelelemente aufweist; und
Fig. 5 ein dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4
funktionell vergleichbares Sonotroden-Werkzeug,
bei dem die Halterung des auszuschneidenden
Behälterwandungs-Abschnitts aber durch Aufspreizung
und Festklemmung des vorderen Endbereichs der
Halterungsanordnung innerhalb des Durchbruchs
erfolgt.
Die nachfolgend in Verbindung mit den Zeichnungsfiguren
beschriebenen Sonotroden-Werkzeuge sind grundsätzlich entsprechend
den zum Ultraschall-Schweißen von thermoplastischen
Kunststoffen verwendeten Sonotroden-Werkzeugen ausgebildet
und werden auch in den für das Ultraschall-Schweißen verwendeten
Geräten bzw. Anlagen anstelle von Schweiß-Sonotroden
eingesetzt, so daß es genügt, nachstehend nur die für den
hier in Frage stehenden Einsatzzweck speziell getroffenen
Änderungen zu beschreiben.
Das in Fig. 1 gezeigte, in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete
Sonotroden-Werkzeug ist in üblicher Weise aus
einer Reihe von in Axialrichtung aufeinanderfolgend miteinander
verschraubten oder in anderer Weise verbundenen
Einzelelementen unterschiedlicher Abmessung zusammengesetzt,
wobei für den hier in Frage stehenden Anwendungsfall
die Ausgestaltung des am Werkstück, d. h. der Außenseite
der Wandung eines Behälters anzusetzenden eigentlichen
Trennwerkzeugs wesentlich ist. Dieses Trennwerkzeug
hat die grundsätzliche Form eines zylindrischen
Körpers 12, der in seinem an der Behälterwandung anzusetzenden
Stirnflächenbereich über einen Teil seiner
axialen Erstreckung als offen mündender Rohrabschnitt 14
ausgebildet ist, dessen die Mündung umgebende freie Stirnkante
als messerartig zugeschärfte Schneide mit einer
Schneidkante 16 ausgebildet ist. Der zwischen der äußeren
und der inneren Flanke der Schneide eingeschlossene
Gesamt-Schnittwinkel α + β möge dabei etwa 7° ± 4° betragen,
wobei der zwischen der äußeren Schneidenflanke und der
Sonotroden-Längsrichtung eingeschlossene äußere Schnittwinkel
α = 2° ± 1° und der innere Schnittwinkel β dementsprechend
5°±3° beträgt.
Diese Schneidkante möge im dargestellten Fall in der
Draufsicht Kreisform haben, um eine kreisförmig begrenzte
Öffnung in der Behälterwandung zu erzeugen. Falls Öffnungen
mit anderen Umrißformen erzeugt werden sollen, kann dies
durch eine entsprechende Änderung des Verlaufs der Schneidkante
16 berücksichtigt werden. Die Schneidkante umgibt
einen im Innern des Rohrabschnitts 14 gebildeten, sich
kegelstumpfförmig verjüngenden ersten Hohlraumabschnitt
18, an den sich dann in Axialrichtung ein zweiter, im
Durchmesser verringerter Hohlraumabschnitt 20 anschließt.
Der restliche, massive Teil des Körpers 12 weist eine
Längsbohrung 22 auf, welche sich in die weiteren Einzelelemente
des Werkzeugs 10 fortsetzen. Die mittige Längsbohrung
22 ist über einen in ihrer oberen stirnseitigen
Mündung oder auch in der äußeren Mündung einer oder mehrerer
radialer Querbohrung(en) 24 in einem der Elemente
des Sonotroden-Werkzeugs 10 vorgesehenen Anschlußstutzens über
Schlauchverbindungen an einer Vakuumquelle, z. B.
einer Vakuumpumpe und/oder einer Druckluftquelle,
anschließbar. Während des Arbeitens mit dem Sonotroden-
Werkzeug 10 wird über den bzw. die Anschlußstutzen
26 und die Längsbohrung 22 im Hohlraumabschnitt 20
ein Vakuum erzeugt, welches den von der Schneidkante 16
aus der Behälterwandung herausgetrennten Behälterwandungs-
Abschnitt im Hohlraumabschnitt 18 hält, wobei die konische
Form dieses Abschnitts 18 sicherstellt, daß der losgetrennte
Abschnitt durch die Ansaugkraft mit zunehmender
Dichtwirkung gehalten wird.
Nach der Abnahme des Werkzeugs 10 von dem mit der Öffnung
zu versehenden Behälter kann dann der herausgetrennte
Behälterwandungs-Abschnitt durch Zufuhr von Druckluft
über einen oder mehrere der Anschlußstutzen 26 aus dem
Hohlraumabschnitt 18 ausgestoßen werden.
Das in Fig. 2 gezeigte Sonotroden-Werkzeug 10 entspricht
dem in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Werkzeug 10
mit der Ausnahme, daß innerhalb der Hohlraumabschnitte
18, 10 eine gesonderte, an der Längsbohrung 22 angeschlossene
Vakuum-Festhalteeinrichtung 28 vorgesehen ist.
Diese Festhalteeinrichtung wird von einer Anzahl von
Saugern 30 gebildet, welche im Mündungsbereich des Hohlraumabschnitts
18 stehen und über in Axialrichtung
elastisch ausgebildete Röhrchen 32 an einen gemeinsamen
Sammelraum 34 angeschlossen sind, der seinerseits an das
untere Ende der Längsbohrung 22 angeschlossen ist. Beim
Arbeiten des Werkzeugs 10 setzen sich die Sauger 30 auf
der Außenseite des aus der Behälterwandung 36 auszuschneidenden
Behälterwandungs-Abschnitts 38 auf und halten
diesen über das angelegte Vakuum solange fest, bis das
Vakuum abgeschaltet und gegebenenfalls Druckluft über die
Längsbohrung 22 in die Vakuum-Festhalteeinrichtung 28 eingeblasen
wird.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Sonotroden-Werkzeug 10
erfolgt das Festhalten des aus der Behälterwandung 36
herauszutrennenden Behälterwandungs-Abschnitts 38 nicht
mittels Vakuums, sondern eines mittig in den Körper 12
eingesetzten, etwa mittig innerhalb der Schneidkante 16
im Mündungsbereich endenden Stifts 40, der an seinem
freien Vorderende 42 zugespitzt und zusätzlich mit im
wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden, im Querschnitt
keil- oder sägezahnförmigen Haltegraten versehen
ist. Beim Eindringen der Schneidkante in die Behälterwandung
36 dringt gleichzeitig das zugespitzte Vorderende
42 des Stifts 40 in den Behälterwandungs-Abschnitt
38 ein und hält ihn mit den erwähnten Umfangsraten
im Hohlraumabschnitt 18 fest. Zum Abwerfen des Abschnitts
38 wird in diesem Fall über den bzw. die Anschlußstutzen
26 Druckluft in die Längsbohrung 22 eingeblasen, welche
einen Überdruck im Hohlraum 18, 20 aufbaut, der dann den
Behälterwandungs-Abschnitt 38 vom Stift 40 abdrückt.
In Fig. 4 ist in gegenüber der Darstellung der bisher
beschriebenen Fig. 1 bis 3 vergrößertem Maßstab ein
weiter abgewandeltes Sonotroden-Werkzeug 10 gezeigt, von
dem in diesem Fall nur der vordere, d. h. im wesentlichen
den zylindrischen Körper 12 umfassende Teil dargestellt
ist. Das Werkzeug 10 weist in diesem Falle eine mechanisch-
pneumatische Festhalteeinrichtung 44 auf, welche für
ihre Funktion jedoch voraussetzt, daß in dem auszuschneidenden
Behälterwandungs-Abschnitt 38 ein Durchbruch
46 vorgesehen ist, dessen Durchmesser kleiner als der
Durchmesser des auszuschneidenden Behälterwandungs-Abschnitts
38 ist.
Die Festhalteeinrichtung 44 weist eine etwa mittig aus
der Mündung des Rohrabschnitts 14 vorstehende Halterungsanordnung
48 mit einem rohrförmigen Gehäuse 50 auf,
dessen Durchmesser kleiner als der Durchbruch 46 ist,
und das deshalb durch den Durchbruch hindurchgesteckt
werden kann. Im massiven Stirndeckel 52 des Gehäuses 50
sind radial verschiebbare Riegelelemente 54 vorgesehen,
die entgegen der Vorspannung von sie in den Stirndeckel
52 zurückdrängenden Federn durch einen im Gehäuse angeordneten
axial verschiebbaren Keilkörper 56 so weit radial
nach außen schiebbar sind, daß sie die Ränder des Durchbruchs
46 innen untergreifen. Der Keilkörper 56 seinerseits
ist durch Beaufschlagung des Innern des an die Längsbohrung
22 angeschlossenen Gehäuses 50 mit Druckluft entgegen
der Wirkung einer ihn zurückgezogen haltenden Feder
58 vorschiebbar, wobei ein den Keilkörper umgebender, an
der Stirndeckel-Innenfläche einerseits und einer Basisplatte
des Keilkörpers andererseits dicht befestigter
längselastischer Balg 60 den Austritt von Druckluft aus
dem Gehäuse 50 verhindert. Beim Arbeiten mit dem Werkzeug
wird also das Vorderende der Halterungsanordnung 48 durch
den Durchbruch 46 hindurchgesteckt und das Innere des
Gehäuses 50 mit Druckluft beaufschlagt, wodurch der Keilkörper
56 vorgeschoben und somit die Riegelelemente 54
radial nach außen verdrängt werden und dabei die Innenfläche
des Behälterwandungs-Abschnitts 38 untergreifen.
Der Druck im Gehäuse 50 wird solange aufrechterhalten,
bis der Abschnitt 38 aus der Behälterwandung herausgetrennt
und das Werkzeug 10 vom Behälter abgehoben ist. Wenn das
Innere des Gehäuses 50 dann entlüftet wird, verschiebt
sich der Keilkörper in seine Ausgangsstellung und läßt
die Riegelelemente 54 in den Stirndeckel 52 zurücktreten.
Der Behälterwandungs-Abschnitt 38 fällt dann von der Halterungsanordnung
48 ab.
Die Festhalteeinrichtung 44 ist außerdem mit einem
manuell betätigbaren napfförmigen Abstreifer 62 versehen,
der axial verschiebbar im Innern des Rohrabschnitts
14 angeordnet ist, wobei er durch eine Feder 64 in der
ins Rohrabschnitt-Innere zurückgezogenen Stellung gehalten
wird. Am Abstreifer 62 angebrachte und durch Längsschlitze
66 im Rohrabschnitt 14 radial vortretende stabförmige
Handhaben 68 ermöglichen es, den Abstreifer - entgegen der
Federvorspannung - nach unten zu schieben und so einen
gegebenenfalls im Hohlraumabschnitt 18 enthaltenen (verklemmten)
Behälterwandungs-Abschnitt 38 abzuwerfen.
In Fig. 5 ist schließlich noch ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines mechanisch pneumatisch betätigten Sonotroden-
Werkzeugs 10 gezeigt, bei dem wiederum ein im Vergleich
zum Durchmesser der herzustellenden Öffnung eine geringere
Größe aufweisender Durchbruch 46 in der Behälterwandung 30
Voraussetzung für seinen Einsatz ist. In dem von den Hohlraumabschnitten 18, 20 gebildeten
Hohlraum des in diesem Falle nicht durchbohrten Körpers 12 ist
ein noch ein Stück aus der Mündung des Hohlraums vortretender
Halterungsstift 70 vorgesehen, auf dem längsverschieblich
eine an ihrem unteren Ende mit einer
konischen Verdickung 72 versehene Schiebehülse 74 aufgesetzt
ist, die ihrerseits längsverschieblich ein weiteres,
an seinem unteren Ende 76 verdicktes und mit einer komplementär
konischen Mündung 78 versehenes Hülsenelement trägt,
welches durch zwei oder mehr vom unteren Ende aus über
einen Teil seiner Länge eingearbeitete Längsschlitze 80
als durchmesservergrößerbares Spannelement 82 ausgebildet
ist. Durch eine in der Zeichnung nur schematisch angedeutete,
mit Druckluft beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Einheit 84,
die in diesem Falle außerhalb des Körpers 12 angeordnet ist,
kann das Spannelement 82 relativ zur Schiebehülse 74
und diese relativ zum Halterungsstift 70 verschoben werden,
um das verdickte untere Ende 76 nach Art einer Spannzange
aufzuspreizen oder zu entlasten. Im Unterschied zum
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 wird der herauszutrennende
Behälterwandungs-Abschnitt 38 hier also nicht
verriegelnd hintergriffen, sondern im Durchbruch 46
klemmend gehalten. Die Verschiebung der Schiebehülse 74
bzw. des Spannelements 82 erfolgt durch einen Längsschlitz
66 in der Wandung des Rohrabschnitts 14 durchgreifende
Koppelglieder 86, 88, von denen das eine die Kolbenstange
der Kolben-Zylinder-Einheit mit dem Spannelement 82 und
das andere deren Zylinder mit der Schiebehülse 74 verbindet.
Es ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Sonotroden-
Werkzeug im Rahmen des Erfindungsgedankens abgewandelt
und weitergebildet werden kann, wobei sich solche Weiterbildungen
zum Beispiel auf die Ausgestaltung der zum Festhalten
des Behälterwandungs-Abschnitts 38 während des
Arbeitens des Werkzeugs 10 dienende Festhalte-Einrichtung
beziehen können.
Claims (11)
1. Verfahren zum Einarbeiten von Öffnungen in Behälter
aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere Kunststoff-
Kraftstoffbehälter für Kraftfahrzeuge, bei dem die
Schneidkante eines Werkzeugs auf die mit der Öffnung zu
versehende Stelle des Behälters aufgesetzt und der von
der Schneidkante umschlossene Bereich der Behälterwandung
dann durch unter gleichzeitiger Ausübung einer
ins Behälterinnere gerichteten Vorschubkraft auf das
Werkzeug aus der Behälterwandung spanlos freigeschnitten
wird, indem das ohne Amboß als Sonotrode ausgebildete
Werkzeug durch Ultraschall mit einer axialen Schwingungsamplitude
von wenigstens 50 µm im Angriffsbereich seiner
Schneidkante an der Behälterwandung erregt wird, wobei
der eingeschlossene Winkel der Schneidkante des Werkzeugs
im Bereich zwischen 5° und 9° liegt, und der innerhalb
der Werkzeug-Schneidkante liegende Behälterwandungs-
Abschnitt gleichzeitig am Werkzeug durch eine Festhalteeinrichtung
gehalten und nach durchgeführter Durchtrennung
der Behälterwandung zusammen mit dem Werkzeug vom Behälter
abgehoben und erst dann vom Werkzeug abgestreift wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der von der Schneidkante umschlossene Abschnitt der
Behälterwandung durch Anlegen von Unterdruck an seiner
werkzeugzugewandten Außenseite am bzw. im Werkzeug festgehalten
wird, und daß die Einwirkung des Unterdrucks
zum Abstreifen des Abschnitts unterbrochen und gegebenenfalls
ein Überdruck auf den Abschnitt zur Einwirkung
gebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der von der Schneidkante umschlossene Abschnitt
der Behälterwandung mechanisch ergriffen und solange
festgehalten wird, bis das Werkzeug mitsamt dem aus
der Behälterwandung herausgetrennten Abschnitt vom
Behälter abgehoben wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 3 mit einem Erzeuger für hochfrequente
mechanische Schwingungsenergie, die über ein
als Sonotrode ohne Amboß ausgebildetes Werkzeug (10)
auf eine Werkstückoberfläche übertragbar ist, wobei das
Werkzeug (10) an seiner an der Behälterwandung (36)
anzusetzenden Vorderseite als offen mündender Rohrabschnitt
(14) ausgebildet ist, dessen die Mündung
umgebende freie Kante durch messerartige Zuschärfung als
geschlossene Schneidkante (16) mit einem eingeschlossenen
Winkel zwischen 5° und 9° ausgebildet ist, und im Innern
des Rohrabschnitts (14) eine Einrichtung zum Festhalten
des mittels des Werkzeugs (10) aus der Behälterwandung
(36) freigeschnittenen Wandungsabschnittes (38) vorgesehen
ist, und die Länge des mit der Schneidkante (16)
versehenen Rohrabschnitts (14) etwa gleich λ/4 und
seine Querschnittsfläche im Vergleich zur Querschnittsfläche
des rückwärtigen Teils des Sonotroden-Werkzeugs
(10) so gewählt ist, daß die an der Schneidkante (16)
gemessene axiale Schwingungsamplitude wenigstens 50 µm
beträgt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der zwischen einer parallel zur Sonotroden-Längsrichtung
durch die Schneidkante (16) gelegten Linie und der äußeren
Flanke der Schneide eingeschlossene äußere Schnittwinkel
(α) zwischen 1° und 3° und der mit der inneren Flanke
der Schneide eingeschlossene innere Schnittwinkel (β)
zwischen 2° und 8° liegt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Innere des Rohrabschnitts (14)
über wenigstens eine Bohrung (22) im Sonotroden-
Werkzeug (10) an einer Unterdruck- und/oder Überdruckquelle
anschließbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß Steuereinrichtungen für die Verbindung des Innern
des Rohrabschnitts (14) während des Betriebs des
Sonotroden-Werkzeugs (10) mit der Unterdruckquelle
und gegebenenfalls anschließende Umschaltung zur Verbindung
mit der Überdruckquelle vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß im Innern des Rohrabschnitts (14) eine
im Bereich von dessen Mündung mit wenigstens einem
mit leichter Vorspannung auf der Oberfläche des
innerhalb der Schneidkante liegenden Behälterwandungs-
Abschnitts (38) aufsetzbaren Sauger (30) versehene,
an die Anschluß-Bohrung (22) zur Unterdruck- und/oder
Überdruckquelle angeschlossene Festhalte-Einrichtung
(28) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Festhalte-Einrichtung einen im
Rohrabschnitt (14) angeordneten und etwa mittig innerhalb
der Schneidkante (16 ) im Mündungsbereich endenden
Stift (40) aufweist, dessen zugespitztes freies Vorderende
(42) mit im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden,
im Querschnitt keil- oder sägezahnförmigen
Haltegraten versehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stift (40) seinerseits so mit dem Erzeuger
für die hochfrequenten mechanischen Schwingungen gekoppelt
ist, daß er in Resonanz mit Ultraschall erregt
wird.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8 zum
Einarbeiten von Öffnungen in bereits einen Durchbruch
geringerer Größe aufweisenden Bereichen der
Behälterwandung, dadurch gekennzeichnet, daß die
Festhalte-Einrichtung (44; 70, 74, 82) eine etwa
mittig aus der Mündung des Rohrabschnitts (14)
vorstehende oder aus ihr verschiebbare Halterungsanordnung
(48) mit einem kleiner als der in der
Behälterwandung (36) vorhandene Durchbruch (46)
bemessenen Querschnitt aufweist, welche in ihrem in
oder durch den Durchbruch (46) ein- bzw. hindurchführbaren
vorderen Endbereich wahlweise derart
durchmesservergrößerbar ausgebildet ist, daß er bei
Betätigung im Durchbruch (46) festklemmbar bzw.
hinter der Innenseite der den Durchbruch (46) umgebenden
Behälterwandung verriegelbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863603627 DE3603627A1 (de) | 1985-10-23 | 1986-02-06 | Verfahren und vorrichtung zum einarbeiten von oeffnungen in behaelter aus thermoplastischen kunststoffen |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3537610 | 1985-10-23 | ||
DE19863603627 DE3603627A1 (de) | 1985-10-23 | 1986-02-06 | Verfahren und vorrichtung zum einarbeiten von oeffnungen in behaelter aus thermoplastischen kunststoffen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3603627A1 DE3603627A1 (de) | 1987-04-23 |
DE3603627C2 true DE3603627C2 (de) | 1992-05-21 |
Family
ID=25837189
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863603627 Granted DE3603627A1 (de) | 1985-10-23 | 1986-02-06 | Verfahren und vorrichtung zum einarbeiten von oeffnungen in behaelter aus thermoplastischen kunststoffen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3603627A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9206629U1 (de) * | 1992-05-15 | 1993-09-16 | Stema Baugeraete Vertriebs Und | Bohrwerkzeug |
DE19505111A1 (de) * | 1995-02-13 | 1996-08-22 | Branson Ultraschall | Schneideinheit zum Auskreisen von Löchern in Hohlkörpern |
DE102008010127A1 (de) | 2008-02-20 | 2009-08-27 | Maschinenfabrik Spaichingen Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Stanzabfällen |
CN103108729A (zh) * | 2010-08-09 | 2013-05-15 | 潘特克股份公司 | 用于加工平面产品或用于在平面产品中产生破裂线的装置 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE20114860U1 (de) * | 2001-09-07 | 2002-01-10 | Sonotronic Nagel Gmbh | Vorrichtung zum Einbringen einer Öffnung in ein Werkstück |
DE10144136B4 (de) * | 2001-09-07 | 2010-09-02 | Sonotronic Nagel Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen einer Öffnung in ein Werkstück |
EP1468794A1 (de) * | 2003-04-15 | 2004-10-20 | Telsonic Holding AG | Vorrichtung und Verfahren zum Anbringen von Öffnungen in Formteilen mit einer Ultraschallquelle |
DE102006020418A1 (de) * | 2006-04-26 | 2007-10-31 | Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mittels Ultraschall |
DE102010043895B4 (de) | 2010-08-09 | 2014-05-22 | Pantec Ag | Vorrichtung zum Bearbeiten von oder Erzeugen von Brechlinien bei flächigen Produkten |
DE102013202766A1 (de) † | 2013-02-20 | 2014-08-21 | Ms Spaichingen Gmbh | Rundsonotrode |
IT202000001174A1 (it) * | 2020-01-22 | 2021-07-22 | Roberto Mei | Dispositivo di fabbricazione di membrane per capsule adatte a contenere del materiale anidro per la produzione di una bevanda a partire da un foglio di materiale di confezionamento |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1997843A (en) * | 1934-07-14 | 1935-04-16 | Pharis Tire & Rubber Company | Method and apparatus for producing openings in multi-ply flexible materials |
DE1710283U (de) * | 1955-03-31 | 1955-11-03 | Conrad Zucht | Bohrwerkzeug. |
DE2625636A1 (de) * | 1976-06-08 | 1977-12-22 | Fraas Alfred Holz Ing Grad | Verfahren zum spanlosen schneiden fester werkstoffe |
DE3321091A1 (de) * | 1983-06-10 | 1984-12-13 | Anton Huber GmbH & Co, 8228 Freilassing | Verfahren und vorrichtung zum einbringen oder erweitern von loechern in kunststoffbehaeltern |
-
1986
- 1986-02-06 DE DE19863603627 patent/DE3603627A1/de active Granted
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9206629U1 (de) * | 1992-05-15 | 1993-09-16 | Stema Baugeraete Vertriebs Und | Bohrwerkzeug |
DE19505111A1 (de) * | 1995-02-13 | 1996-08-22 | Branson Ultraschall | Schneideinheit zum Auskreisen von Löchern in Hohlkörpern |
DE19505111B4 (de) * | 1995-02-13 | 2007-03-08 | Kvt Technologies Inc., Oldcastle | Schneidwerkzeug und Verfahren zum Herstellen von Löchern in Hohlkörpern |
DE102008010127A1 (de) | 2008-02-20 | 2009-08-27 | Maschinenfabrik Spaichingen Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Stanzabfällen |
CN103108729A (zh) * | 2010-08-09 | 2013-05-15 | 潘特克股份公司 | 用于加工平面产品或用于在平面产品中产生破裂线的装置 |
CN103108729B (zh) * | 2010-08-09 | 2016-08-17 | 潘特克股份公司 | 用于加工平面产品或用于在平面产品中产生破裂线的装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3603627A1 (de) | 1987-04-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2410979C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehenden Gefäßes | |
DE3603627C2 (de) | ||
WO1999011451A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines behälters sowie behälter mit druckausgleichsöffnungen | |
DE102017110922B4 (de) | Vorrichtung zum Durchtrennen eines Rohres; Verfahren zum Durchtrennen eines Rohres | |
DE102017110923B3 (de) | Vorrichtung zum Durchtrennen eines Rohres; Verfahren zum Durchtrennen eines Rohres | |
DE1479166B2 (de) | Verfahren und vorrichtung zum herstellen von hohlkoerpern insbesondere flaschen aus thermoplastischem kunststoff | |
DE3321091A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum einbringen oder erweitern von loechern in kunststoffbehaeltern | |
DE2032976B2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von durch das Hohlkörper-Blasverfahren bedingten, mit dem erzeugten Hohlkörper zwangsläufig zusammenhängenden Elementen | |
DE3243625C2 (de) | Stanzvorrichtung zum Herstellen von Lochreihen auf dem Umfang eines Rohres | |
AT15267U1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Besäumen eines vorgefertigten Halbzeugs | |
DE19805275A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen eines Durchbruches in eine Wand | |
DE19911125C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Trennen oder Lochen eines Werkstücks unter Einfluß eines unter Hochdruck stehenden Druckmediums | |
EP2093030B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Stanzabfällen | |
DE102005013689B3 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Trennen oder Lochen eines nach dem Innenhochdruckumformverfahren hergestellten Werkstücks | |
DE102014223847A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Verschließen eines insbesondere aus Kunststoff bestehenden Behälters | |
DE102006057106B3 (de) | Verfahren und Drückmaschine zum Herstellen eines trommelförmigen Werkstücks | |
DE4222274A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Entgraten, Entformen und/oder Reinigen bei der getakteten automatischen Fertigung von Spritzgießteilen | |
EP0920932B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Lochen eines Werkstückes | |
DE102015115170B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum einstufigen Beschneiden großer Schnittlängen | |
CH687366A5 (de) | Vorrichtung zum Ausstanzen eines Fuegeteils und zum Verschweissen desselben mit einem Werkstueck, sowie Sonotrode fuer den Gebrauch in einer solchen Vorrichtung. | |
EP0480430B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen keramischer Hohlkörper mit seitlichem Ansatz, insbesondere von Henkeltassen | |
DE1479656B2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von hohlen Gegenständen aus thermoplastischem Material durch Aufweiten mittels eines Blasmediums | |
DE2210657A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum kalibrieren beim stranssen von hohlprofilen aus thermoplastischem kunststoff | |
DE19500215C1 (de) | Nibbelvorrichtung | |
DE4028425A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum entfernen von verschlusskapseln und abscherringen aus einem tiefziehwerkzeug |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |