DE4118054A1 - Verfahren und vorrichtung zum stanzen von loechern in hohlprofile - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stanzen kreisrunder Löcher in im Querschnitt geschlossene Hohlprofile, insbesondere Rohre, mit kreisförmigem Querschnitt.

Aus der DE-AS 18 08 050 ist eine Vorrichtung zum Stanzen von Löchern in die Wandung von Hohlkörpern beliebigen Querschnittes bekannt geworden, die mit einer das Hohlprofil aufnehmenden Führung, einem Stanzstempel und einer in das Rohr eingebrachten, als Widerlager beim Lochstanzen dienenden Matrize arbeitet.

Diese Matrize hat ebenfalls ein Stanzloch und somit muß diese Matrize immer genau auf den Stanzstempel ausgerichtet werden.

Weiterhin stellt diese Matrize ein zusätzliches Werkzeugteil dar und ist immer nur für Rohre mit dem gleichen Durchmesser verwendbar, so daß bei unterschiedlichen Rohrdurchmessern oder unterschiedlichen Querschnitten auch immer verschiedene Matrizen einzusetzen sind.

Hieraus entstehen die Nachteile einer aufwendigen und somit teuren Werkzeugausführung und einer aufwendigen Lagerhaltung an Matrizen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem und mit der ein Stanzen eines Loches in eine Wandung des Hohlkörpers oder aber ein Durchlochen des Hohlkörpers (Rohres) ohne das Einbringen einer Matrize in den Hohlkörper in einfacher und wirtschaftlicher Weise möglich ist und dabei in wenigen Stanzschritten ein sauberes Loch mit mindestens nahezu bündig zur Außenkontur des Hohlkörpers verlaufendem Lochrand gebildet werden kann.

Die Verfahrensaufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei die sich daran anschließenden Ansprüche 2 und 3 noch vorteilhafte Verfahrensschritte beinhalten.

Die gegenständliche Aufgabe wird durch die Merkmale der Vorrichtung nach Patentanspruch 5 gelöst; die sich daran anschließenden Unteransprüche 6 bis 12 beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Aufgabenlösung bezüglich der Vorrichtung.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die danach arbeitende erfindungsgemäße Vorrichtung ist ein Lochstanzen in eine Wandung oder ein Durchlochen der Wandung eines Hohlkörpers, insbesondere eines Rohres in einfacher, wirtschaftlicher und sauberer Weise möglich geworden, ohne daß in das Innere des Hohlkörpers eine Matrize als Widerlager eingesetzt werden muß.

Das Lochstanzen des einen Loches in die Wandung des Rohres erfolgt in zwei Schritten, in dem der Stanzstempel in Doppelsegmentform zuerst ein Teilloch in die Wandung einstanzt, dabei die stehenbleibenden Wandungslappen nach innen eingeformt werden, anschließend der Stanzstempel innerhalb des Rohres um 90 Grad gedreht wird und dann aus dem Rohr herausgezogen wird, so daß bei diesem Herausziehen die stehengebliebenen Wandungslappen ebenfalls ausgestanzt und gleichzeitig der Lochrand zurückgeformt wird, so daß er mindestens nahezu bündig zu der Außenkontur des Rohres verläuft.

Diese Stanztechnik läßt sich für die verschiedensten Rohrdurchmesser und auch andere Hohlprofil-Querschnitte und in verschiedenen Lochgrößen in rationeller Weise durchführen. Das gleiche gilt für das Durchlochen eines Hohlkörpers oder Rohres, wobei dieselben Verfahrensschritte ablaufen, jedoch noch zusätzlich das zweite Loch ebenfalls in zwei Schritten gestanzt wird.

Die Vorrichtung ist einfach und kostensparend aus wenigen Einzelteilen aufgebaut, nimmt in einer Rohraufnahme das zu lochende Rohr sicher geführt auf und der Stanzstempel hat in dieser Rohraufnahme eine gute Verschiebeführung und gleichzeitig bilden die Rohraufnahme die Schnittlöcher für die zu bildenden Löcher und ein Schnittloch das Widerlager für das Zurückformen der Lochränder, so daß im Inneren des jeweiligen Rohres oder Hohlprofiles keinerlei Vorkehrungen für die Lochstanzung erforderlich sind.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Variation näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Lochstanze für Rohre, bestehend aus oberer und unterer Halbschale mit eingelegtem Rohr und Stanzstempel,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Rohr mit ausgestanztem Teilloch in Doppel-Segmentform und mit eingeformten, stehengebliebenen Wandungsteilen,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Rohr mit ausgestanztem Voll-Loch.

Fig. 4 eine Unteransicht des Stanzstempels,

Fig. 5 einen senkrechten Schnitt durch die Lochstanze beim Stanzen eines Teilloches durch den Stanzstempel im Rohr,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch das Rohr mit eingestanztem Teilloch und stehengebliebenen, eingeformten Wandungsteilen des Loches,

Fig. 7 einen senkrechten Schnitt durch die Lochstanze mit innerhalb des Rohres um 90 Grad gedrehtem Stanzstempel,

Fig. 8 einen senkrechten Schnitt durch die Lochstanze mit aus dem Rohr ausfahrenden, das Voll-Loch fertigstanzenden Stanzstempel,

Fig. 9 einen Längsschnitt durch das Rohr mit in zwei Stanzschritten ausgestanztem Loch,

Fig. 10 bis 13 senkrechte Schnitte durch die Lochstanzen in mehreren Stellungen des Stanzstempels für die Durchlochung eines Rohres,

Fig. 14 eine Draufsicht auf ein Rohr mit ausgestanztem Teilloch und in einzelnen Abschnitten auszustanzenden, stehengebliebenen Wandungsteilen des Loches.

Die Vorrichtung zum Stanzen von kreisrunden Löchern (1) in im Querschnitt geschlossene Hohlprofile, insbesondere Rohre (2) mit kreisförmigem Querschnitt, weist eine aus zwei das Rohr (2) außenseitig formschlüssig umschließenden Halbschalen (3, 4) bestehende Rohraufnahme (5) auf, wobei die eine Halbschale (4) ein Unterteil als Rohrauflage und als Schnitteil und die andere Halbschale (3) ein auf dem Unterteil (4) abnehmbar aufliegendes Führungs- und Schnitteil bildet.

In der oberen Halbschale (3) ist ein quer zur Rohr- Längsrichtung verschiebbarer und um seine Verschieberichtung axial drehbarer Stanzstempel (6) mit zwei sich gegenüberliegenden Stanzsegmenten (6a, 6b) in Kreissegmentform geführt; die beiden Stanzsegmente (6a, 6b) haben an den beiden sich in Verschieberichtung des Stanzstempels (6) gegenüberliegenden Stirnseiten Schnittkanten (8, 9).

Der Stanzstempel (6) bildet zwischen seinen beiden sich gegenüberliegenden konvexen Stanzsegmenten (6a, 6b) zwei sich gegenüberliegende, quer von den Stanzsegmenten (6a, 6b) liegende konkave Stanzsegmente (6c, 6d) und beide Stanzsegmentpaare (6a, 6b/6c, 6d) haben mindestens nahezu gleiche Segmentgröße.

Die sich in Stanzrichtung (A) (Fig. 1) gegenüberliegenden umlaufenden Ränder aller vier Stanzsegmente (6a-6d) bilden umlaufende Schnittkanten (8, 9); mindestens die in Stanzrichtung (A) vorderen Schnittkanten (8) der Stanzsegmente (6a, 6b) besitzen einen Freischnitt und die beiden hinteren Schnittkanten (9) verlaufen in einer Ebene rechtwinklig zur Stanzrichtung (A). Die Rohraufnahme (5) bildet mit deren oberen Halbschale (3) eine Verschiebeführung (10) für die Druck- und Zugstange (11) des Stanzstempels (6).

Die Verschiebeführung (11) nimmt gleichzeitig den Stanzstempel (6) verschiebegeführt auf und entspricht in der Querschnittsgröße der Größe des zu stanzenden Loches (1), wobei der dem Rohr (2) benachbarte Endbereich der Führung (11) ein Stanzloch (12) bildet. Der Stanzstempel (6) ist über einen im Querschnitt gegenüber der Stange (11) und dem Stanzstempel (6) verringerten Stangenabschnitt (11a) mit der Zug- und Druckstange (11) verbunden, so daß der Stanzstempel (6) durch diesen Stangenabschnitt (11a) einen Freischnitt erhält, durch den der Stanzstempel (6) im Rohr (2) axial gedreht werden kann.

Die beiden Halbschalen (3, 4) der Rohraufnahme (5) sind zur Durchlochung des Rohres (2) mit zwei koaxialen, im Querschnitt kreisförmigen Stanzlöcher (12, 13) für den Stanzstempel (6) ausgestattet (Fig. 10).

Das Stanzverfahren zur Erstellung eines Loches (1) im Rohr (2) läuft folgendermaßen ab:
Das Rohr (2) ist in seinem Außenumfang in den beiden Halbschalen (3, 4) geführt gehalten (Fig. 1) und der Stanzstempel (6) wird gegen das Rohr (2) in der oberen Halbschale (3) in Stanzrichtung (A) verschoben und stanzt in einem ersten Schritt gemäß Fig. 5 durch Drücken mit seiner unteren Schnittkante (8) ein Teilloch (1a) in die Rohrwandung (2a), die an der oberen Halbschale (3) anliegt. Dieses Teilloch (1a) hat, wie Fig. 2 zeigt, eine Doppelsegmentform und zwischen den beiden Lochsegmenten sind zwei sich gegenüberliegende Rohrwandsegmente (2b) stehengeblieben und gleichzeitig durch das Drücken in das Rohr (2) bogenförmig eingeformt (Fig. 5 und 6). Der Stanzstempel (6) wird dann im Rohr (2) um ca. 90 Grad um seine Stanzachse (A) axial gedreht, wie in Fig. 7 gezeigt, so daß seine beiden Stanzsegmente (6a, 6b) dann unter den stehengebliebenen Rohrwandsegmenten (2b) liegen; dann wird der Stanzstempel (6) entgegen seiner Stanzrichtung (A) in Pfeilrichtung (B) gemäß Fig. 8 aus dem Rohr (2) herausgefahren, wobei der Stanzstempel (6) in einem zweiten Schritt durch Ziehen die noch stehenden Rohrwandsegmente (2b) des Teilloches (1a) mit seiner oberen Schnittkante (9) ausstanzt, dadurch das Voll-Loch (1) gemäß Fig. 3 erstellt und dabei gleichzeitig die Rückverformung der beim Teillochstanzen entstandenen, in den Rohrquerschnitt hineingeformten Loch-Randbereiche (2c) - umgebogene Lochgratränder - zurückverformt, so daß das gestanzte Loch (1) mit seinem umlaufenden Lochrand (2c) gemäß Fig. 3 und 9 nahezu bündig zur Außenkontur des Rohres (2) liegt.

Die Durchlochung des Rohres (2), also die Ausstanzung von zwei quer zur Rohr-Längsrichtung sich gegenüberliegende Löcher (1) erfolgt im Grundprinzip wie die Stanzung eines Loches (1), jedoch mit zusätzlichen Schritten und geschieht in nachfolgend aufgeführten und nacheinander ablaufenden Schritten:

• a) das Rohr (2) wird in den beiden Halbschalen (3, 4) außenseitig umgeschlossen geführt gehalten (Fig. 10),
• b) in das Rohr (2) wird zuerst durch Drücken im oberen Rohrwandbereich (2a) das Teilloch (1a) durch den Stanzstempel (6) ausgestanzt (Fig. 11),
• c) der Stanzstempel (6) fährt in Stanzrichtung (A) durch das Rohr (2) hindurch und stanzt im gegenüberliegenden unteren Rohrwandbereich (2d) ein zweites Teilloch (1a) aus (strichpunktierte Stempeldarstellung in Fig. 11),
• d) der Stanzstempel (6) fährt in das Rohr (2) zurück und wird um ca. 90 Grad um seine Stanzachse (A) axial gedreht (strichpunktierte Stempeldarstellung in Fig. 12),
• e) der Stanzstempel (6) fährt danach wieder in Richtung zweites Teilloch (1a) - also in Stanzrichtung A - und stanzt die stehengebliebenen Wandungslappen (2b) durch Drücken zum Voll-Loch (1) aus (Stanzstempel (6) in vollen Linien in Fig. 12),
• f) der Stanzstempel (6) fährt dann in der axial verdrehten Stellung verbleibend durch das gebildete Voll-Loch (1a) in das Rohr (2a) ein und auf das erste Teilloch (1a) zu (strichpunktierte Stempelstellung in Fig. 12),
• g) der Stanzstempel (6) stanzt die stehengebliebenen Wandungslappen (2b) des ersten Teilloches (1a) durch Ziehen aus und formt gleichzeitig den beim Teilloch­ stanzen durch das Drücken verformten Lochrand (2c) zurück und fährt aus dem Rohr (2) aus (Fig. 13).

Wie Fig. 14 zeigt, lassen sich die bei der Teillochstanzung stehengebliebenen, kreissegmentförmigen Wandungslappen (2b) durch mehrere Stanzschritte in kleinen Abschnitten (14) nacheinander ausstanzen.

Claims (12)

1. Verfahren zum Stanzen kreisrunder Löcher in im Querschnitt geschlossene Hohlprofile, insbesondere Rohre mit kreisförmigem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (das Rohr 2) im Außenumfang geführt gehalten und mittels eines Stanzstempels (6) in einem ersten Schritt durch Drücken ein Teilloch (1a) in die Rohrwandung (2a) einstanzt, dann der Stanzstempel (6) innerhalb des Rohres (2) um ca. 90 Grad um seine Stanzachse (A) axial gedreht und in einem zweiten Schritt aus dem Rohr (2) unter Ausstanzung der noch stehenden Rohrwandsegmente (2b) des Teilloches (1a) bei gleichzeitiger Rückverformung der beim Teillochstanzen entstandenen, in den Rohr-Querschnitt hineinverformten Loch- Randbereiche (2c) zur vollständigen Lochbildung herausgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Stanzschritt das Teilloch (1a) in Doppelsegmentform ausgestanzt wird und dabei zwei sich gegenüberliegende, quer zu den ausgestanzten Loch- Doppelsegmenten in das Rohr (2) hineingeformte Wandungssegmente (2b) in Kreissegmentform stehenbleiben, welche beim Herausziehen des Stanzstempels (6) entgegen dem ersten Stanzschritt in einem zweiten Stanzschritt unter Voll-Lochbildung ausgestanzt werden und dabei durch die Zugwirkung des Stanzstempels (6) der umlaufende Lochrand (2c) nahezu bündig zur Außenkontur des Rohres (2) herausgezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchlochung des Hohlkörpers (Rohres 2), also zur Bildung von zwei quer zur Rohr-Längsrichtung sich gegenüberliegender Löcher (1) nacheinander folgende Schritte erfolgen:

• a) das Rohr (2) wird von den beiden Halbschalen (3, 4) in seinen Außenumfang umschlossen aufgenommen (Fig. 10),
• b) in das Rohr (2) wird zuerst durch Drücken in einem Wandungsbereich (2a) ein Teilloch (1a) durch einen Stanzstempel (6) ausgestanzt (Fig. 11),
• c) der Stanzstempel (6) fährt in Stanzrichtung (A) durch das Rohr (2) hindurch und stanzt im gegenüberliegenden Wandungsbereich (2d) ein zweites Teilloch (1a) aus (Fig. 11),
• d) der Stanzstempel (6) fährt in das Rohr (2) zurück und wird um ca. 90 Grad um seine Stanzachse (A) axial gedreht (Fig. 12),
• e) der Stanzstempel (6) fährt dann wieder in Richtung zweites Teilloch (1a) und stanzt die stehengebliebenen Rohrwandsegmente (2b) durch Drücken zum Voll-Loch (1) aus (Fig. 12),
• f) der Stanzstempel (6) fährt danach in der axial verdrehten Stellung verbleibend durch das gebildete Voll-Loch (1), in das Rohr (2) ein und auf das erste Teilloch (1a) zu (Fig. 12) und
• g) der Stanzstempel (6) stanzt die stehengebliebenen Rohrwandsegmente (2b) des ersten Teilloches (1a) durch Ziehen aus und formt gleichzeitig den beim Teillochstanzen durch das Drücken verformten Lochrand (2c) zurück und fährt aus dem Rohr (2) aus (Fig. 13).

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Teillochstanzung stehenbleibenden, kreissegmentförmigen Wandungslappen (2b) durch mehrere Stanzschritte in kleinen Abschnitten (14) nacheinander ausgestanzt werden.

5. Vorrichtung zum Stanzen kreisrunder Löcher in im Querschnitt geschlossener Hohlprofile, insbesondere Rohren (2) mit kreisförmigem Querschnitt und zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine aus zwei das Rohr (2) außenseitig umschließende Halbschalen (3, 4) bestehende Rohraufnahme (5) und einen quer zur Rohr- Längsrichtung verschiebbaren und um seine Verschieberichtung axial drehbaren Stanzstempel (6) mit zwei sich gegenüberliegenden Stanzsegmenten (6a, 6b) in Kreissegmentform, die an den beiden sich in Verschieberichtung des Stanzstempels (6) gegenüberliegenden Stirnseiten Schnittkanten (8, 9) aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stanzstempel (6) zwischen seinen beiden sich gegenüberliegenden konvexen Stanzsegmenten (6a, 6b) zwei sich gegenüberliegende quer zu den Stanzsegmenten (6a, 6b) liegende konkave Stanzsegmente (6c, 6d) bildet und dabei beide Stanzsegmentepaare (6a, 6b/6c, 6d) mindestens nahezu gleiche Segmentgröße haben (Fig. 4).

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in Stanzrichtung (A) gegenüberliegenden, umlaufenden Ränder aller vier Stanzsegmente (6a-6d) umlaufende Schnittkanten (8, 9) bilden.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die in Stanzrichtung (A) vorderen Schnittkanten (8) der Stanzsegmente (6a, 6b) einen Freischnitt haben.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohraufnahme (5) mit ihrer einen (oberen) Halbschale (3) eine Verschiebeführung (10) für die Druck- und Zugstange (11) des Stanzstempels (6) bildet.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeführung (10) gleichzeitig den Stanzstempel (6) verschiebegeführt aufnimmt, in ihrer Querschnittsgröße der Größe des zu stanzenden Loches (1) entspricht und in ihrem dem Rohr (2) benachbarten Endbereich ein Stanzloch (12) bildet (Fig. 1).

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Stanzstempel (6) und dessen Druck- und Zugstange (11) ein im Querschnitt verringerter und ein axiales Verdrehen des Stanzstempels (6) im Rohr (2) ermöglichender Stangenabschnitt (11a) besteht (Fig. 1).

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß beide Halbschalen (3, 4) der Rohraufnahme (5) zur Durchlochung des Rohres (2) koaxiale, im Querschnitt kreisförmige Stanzlöcher (12, 13) für den Stanzstempel (6) haben (Fig. 10).