DE911930C

DE911930C - Vorrichtung zum Lochen von Werkstuecken mit einem Werkzeugkopf, der eine Anzahl dicht nebeneinander angeordneter Lochwerkzeuge traegt

Info

Publication number: DE911930C
Application number: DEC2823A
Authority: DE
Inventors: George H Burt
Original assignee: Celotex Corp
Current assignee: Celotex Corp
Priority date: 1941-12-19
Filing date: 1950-09-30
Publication date: 1954-05-20
Also published as: DE962373C; US2378618A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Lochen von Werkstücken, insbesondere Tafeln aus schalldämpfendem Material, die innerhalb einer verhältnismäßig kleinen Fläche mit vielen Löchern versehen werden sollen. Die Erfindung bezweckt eine Vorrichtung, die einfach auszuführen und im Arbeiten wirkungsvoller ist als die bisher vorgeschlagenen Vorrichtungen.

Dias Neue ist darin zu sehen, daß bei einer Vorrichtung zum Lochen von Werkstücken mit einem Werkzeugkopf, der eine Anzahl dicht nebeneinander angeordneter Lochwerkzeuge trägt, mit einem Werkzeugträger und mit einer Einrichtung, um den Träger gegen, die Werkzeuge hin und von ihnen weg zu bewegen und dadurch eine Lochung das Werkstückes zu bewirken, eine unter nachgiebigem Druck am Kopf gelagerte Abstreifplatte mit Bohrungen für den Durchtritt der Werkzeuge und einer Laufbüchse in jeder Bohrung vorgesehen ist, die das betreffende Werkzeug dicht umschließt, wobei ao die Abstreifplatte nach ihrer Berührung mit dem zu lochenden Werkstück in Längsrichtung der Werkzeuge bewegbar ist.

In den Figuren der Zeichnungen sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. as In den Zeichnungen ist

Fig. ι eine Seitenansicht einer gemäß der Erfindung ,ausgeführten Maschine,

Fig. 2 ein Schnitt durch die Lagerung und den Drehantrieb eines der vielen Bohrer,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Form einer schalldämpfenden Tafel, die mit der Maschine gemäß der Erfindung gelocht worden ist,

Fig. 4 ·εάη Schnitt, der einen Bohrer zeigt, der gerade im Begriff ist, in das Werkstück einzudringen,

Fig. 5 ein Axialschnitt durch eines der fertigen Bohrlöcher,

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Teiles des Werk-Stückträgers, wdbei sich die Abstreifplatte in abgerückter Stellung befindet, um das Einsetzen eines zu lochenden Werkstückes zu ermöglichen, Fig. 7 eine der Fig. 6 ähnliche Ansicht, jedoch mit mehreren geschnittenen Teilen, um die das Werkstück gegen den Träger spannende Abstreif platte zu veranschaulichen und die durch die Bohrer geformten Löcher deutlich zu zeigen,

Fig. 8 eine Teilansicht einer Einrichtung, die die Umlaufbewegung der Hauptantriebswelle in eine exzentrische oder kreisende Bewegung der zum Antrieb der Bohrer verwendeten Exzenterplatte umwandelt,

Fig. 9 ein Axialschnitt durch den Bohrkopf, der den Aufbau des Kopfgehäuses erkennen läßt. In der USA.-Patentschrift 2 342 251 ist ein Mehrspindelbohrkopf sowie eine Einrichtung beschrieben, durch die die Umlaufbewegung einer Hauptantriebswelle in eine kreisende Biewegung einer Exzenterscheibe umgewandelt wird, in der Kurbelzapfen gelagert sind, die an einem Ende der Bohrspindeln sitzen, deren andere Enden die Bohrer tragen. Es erscheint deshalb nicht notwendig, die Einzelheiten hier zu wiederholen, da die Erfindung nicht die besondere Einrichtung betrifft, die als Antrieb der Bohrer verwendet wird. In Fig. 2 ist jedoch im einzelnen ein Teil der in dieser USA.-Patentschrift enthaltenen Einrichtung gezeigt, deren Teilen die gleichen Bezugszeichen gegeben sind, so daß es einem Fachmann leicht erkenntlich wird, wie eine Anzahl Bohrer gleichzeitig angetrieben werden. Es ist ein Bohrkopf 11 mit einer Anzahl Bohrer 12 von gleicher Größe, Form und Länge vorgesehen, um schalldämpfendes Material, z. B. Faserplatten, zwecks Bildung von schalldämpfenden Fliesen zu lochen. Dieses Material besteht aus Pflanzen- und/oder Holzfasern, die zu Platten verfilzt sind. Diese Platten haben eine verhältnismäßig leicht zusammenpreßbare Oberfläche und sind gegebenenfalls Verf estiguingsbehandlungen unterworfen worden. Die Erfindung ist jedoch auch bei Verwendung von anderen Stoffen als Lignozellulose anwendbar, wie z. B, bei Platten und Tafeln aus Asbest, Glaswolle usw., insbesondere aus anorganischen Fasern verschiedener Arten. ' Wird ein derartiges Fasermaterial als schalldämpfendes Baumaterial -verwendet, so wird das Material vorzugsweise zu Platten oder Fliesen von etwa 30 χ 30 cm oder einem Mehrfachen davon und in Dicken van 6 bis 37 mm geformt, je nach dem Ausmaß der gewünschten Schalldämpfung. Derartiges Material wird dann mittels einer Mehrfachspindelvorrichtung durch Bohren oder Stanzen mit einer Vielzahl von Löchern versehen, die in einem Abstand von etwa 13 mm voneinander stehen, so daß auf die 900 cm² der Platte beispielsweise 441 Löcher (Fig. 3) kommen, die im gleichen Abstand stehen, gleiche Tiefen haben und von denen jedes einen Durchmesser von etwa 4,6 mm aufweist. Selbstverständlich können Änderungen in der Größe, der Zahl und der Form der Löcher gemacht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, und die Anordnung dieser Löcher kann geändert werden, um jedes gewünschte Muster zu bilden.

Vorzugsweise werden alle Bohrer 12 in dem Mehrspindelkopf gleichzeitig von einer Hauptantriebswelle 13 angetrieben, die die Welle des Elektromotors 101 oder eine Verlängerung dieser Welle sein kann. Zu diesem Zweck ist die Welle an ihrem Ende mit einem Exzenter ausgerüstet, der mit einem Teil in Eingriff steht, der an der ebenen Fläche einer Exzenterscheibe 14 sitzt, von der aus alle Bohrer durch Bohrspindeln 15 angetrieben sind. Die Welle 13 ist vorzugsweise etwa in der Mitte der Scheibe 14 angeordnet.

In Fig. 8 ist ein Exzenterantriefc 17 dargestellt, bei dem die Scheibe 14 mit einem Wellenstumpf 16 ausgerüstet ist, dessen Achse exzentrisch in bezug auf die Achse der Hauptantriebswelle 13 liegt. Dieser Achsstumpf ist in einem Kugellager 20 gelagert, dessen innere Laufbahn vorzugsweise auf den Achsstumpf aufgepreßt ist und durch einen Bund 21 auf diesem Achsstumpf gehalten wird, ■während die äußere Laufbahn in auf Abstand stehenden Stegen 19 eines ringförmigen Gehäuses 18 eingepreßt ist, das auf der Hauptwelle 13 aufgestaucht oder sonstwie befestigt ist. Auf diese Weise erteilt die Welle 13 über die exzentrische Verbindung der Scheibe 14 eine kreisende Bewegung. Die Exzentrizität beträgt annähernd 6 mm für Bohrer von 4,7 mm Durchmesser, die· in einem Abstand von 13 mm voneinander stehen, jedoch kann die Exzentrizität natürlich auch geändert werden.

Jede der ha Mehrzahl vorhandenen Spindeln wird von der Exzenterscheibe 14 über eine Kurbel 22 angetrieben, deren Kurbelzapfen 23 in einem Lager 24 der der Exzenterscheiibe zugeordneten Platte 25 drehbar gelagert ist. Der Plattenteil 25 wird vorzugsweise hergestellt, indem in die Platte Bohrungen eingebohrt werden, deren Zahl und deren Abstände gleich der Zahl und gleich den Abständen der zu verwendenden Spindeln ist, worauf die Lager 24 in die Platte eingepreßt werden. Mit anderen Worten, die Exzenterscheibe 14 besteht vorzugsweise aus zwei Plattenteilen 25 und 26. Der äußere Plattenteil 25 dient als gemeinsamer Halter für alle Kurbelzapfen 23 der Bohrspindeln, während der innere Plattenteil 26 die exzentrische Verbindung mit der Hauptantriebswelle 13 herstellt. Die Plattenteile 25 und 26 liegen zwecks Ausführung gleicher Bewegungen, aneinander an und bilden über die Kugellager 27 geeignete Lager für die Kurbelzapfen 28 vm Kurbelwellen 29, die in feststehenden parallelen Tragplatten 30 bzw. 31 liegen.

Die Kurbelwellen 29 tragen das Gewicht der ias Exzenter scheiben 14 durch ihre Kurbelarme 32 und

Kurbelzapfen 28, van denen die letzteren durch eine Mutter 33 innerhalb des Lagers 27 gehalten werden. Die Kurbelarme 3 2 haben die gleiche Exzentrizität wie der Exzenterantrieb zwischen der Antriebswelle 13 und der Exzenterscheibe 14 und wie die Kurbeln 22 der Bohrspindeln 15. Die feststehenden Tragplatten 30 und 31 sind vorzugsweise mit vier Kurbelwellen 29 ausgerüstet, weil die Exzenter scheibe 14 vorzugsweise rechteckig ist, so daß also die Kurbelwellen an den Ecken der Scheibe angreifen.

Die Kurbelwellen 29 sind mit Lagern 34 und 38 in Bohrungen 36,37 gelagert und durch Muttern 35 gesichert. Eine Büchse 39 ist zwischen den Platten 30 und 31 anstoßend zwischen die Lager 34 und 38 eingefügt. Eine ölkappe 40 ist über das Kugellager 3 4 gesetzt. Die Spindelplatten 30 und 31 sowie eine den Bohrkopf 11 abschließende Deckplatte 43 fluchten miteinander in bezug auf die darin vorgesehenen Lager der Bohrspindeln. In

ao der Deckplatte sind Durchgänge für die Futter 47 vorgesehen, die zwecks Aufnahme der Bohrer 12 auf den Bohrspindeln sitzen.

Ein für diesen Mehrspindelbohrkopf typischer Bohrspindelaufbau besteht aus einer Bohrspindel 1S, dem Bohrfutter 47 und dem Bohrer 12. Das innere Ende der Bohrspindel hat die Kurbelverbindung zur Exzienterscheibe 14, um die Spindel durch die kreisende Bewegung dieser Scheibe in Umlauf zu setzen. Die Bohrspindel ist in Lagerbüchsen 48 und 49 in den feststehenden Tragplatten 30 bzw. 31 gelagert, wobei ein Axialdrucklager 50 an der Innenseite der Spindeltragplatte 31 anliegt. Ein Drucklager 52 liegt auf der Spindel zwischen der Platte 31 und dem Futter 47. Das Futter wird vorzugsweise auf das Ende der Bohrspindel aufgeschraubt. Die Befestigung des Bohrerschafts im Futter erfolgt durch einen Riegel oder eine andere geeignete Haltevorrichtung, so daß der Bohrer leicht eingesetzt und herausgenommen werden kann.

In Fig. 9 ist ein Schnitt des Bohrkopfgehäuses 11 gezeigt, aus dem ersichtlich ist, daß der Kopf 11 durch die Wände 30,31 in drei Kammern unterteilt ist, die u. a. für die Schmierung der Einrichtungen des Bohrkopfes dienen.

Der Bohrkopf 11 ist an einem starren Traggestell 100 befestigt, und hinter dem Bohrkopf liegt ein Motor 101 mit der Welle 13 (oder mit einer Welle, die vorzugsweise direkt mit der erwähnten Antriebswelle 13 gekuppelt ist) zum direkten Antrieb der Exzenterscheibe 14 und infolgedessen zum Antrieb der in dem Bohrkopf gelagerten Bohrer 12. Der Bohrkopf 11 liegt auf dem Gestell 100 zwischen dem Motor und dem Werkstückträger 102, der vorzugsweise hydraulisch angetrieben und in Längsrichtung des Gestells (axial zu den Bohrern) bewegt wird, um das zu lochende Material gegen die Abstreifplatte 103 zu spannen und das eingespannte Material zwecks Lochung auf die Bohrer aufzuschieben. Die hydraulische Verschiebung des Trägers in beiden Richtungen erfolgt automatisch in einem Zyklus von wenigen Sekunden, in denen genügend Zein bleibt, um die Faserplatte oder Fliese 104 in den Fliesenstützrahmen 105 einzusetzen 'oder aus diesem Rahmen herauszunehmen.

Die Abstreifplatte 103 ist mit je einer Bohrung für jeden Bohrer 12 versehen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird die Platte von symmetrisch liegenden Stützen 106 getragen, die sich in das Gehäuse des Bohrkopfes 11 hineinerstrecken und entweder gegen Tedern 120 (Fig. 9) wirken, die in entsprechende, zwischen den Spindeltragplatten 30 und 31 liegende Gehäuse 121 eingebaut sind, oder als Kolben in hydraulischen Zylindern arbeiten. Der Zweck dieser Anordnung ist, die Abstreifplatte nachgiebig zu lagern. Sobald sich eine Fliese 104 in Arbeitsstellung befindet und der Träger 102 sich nach links in Fig. 1 bewegt, kommt die Fliese zuerst mit der Fläche der Abstreifplatte 103 in Berührung. Bei der weiteren Bewegung des Trägers 102 bewegt sich die Abstreifplatte gegen die Spannung der Federn oder den Widerstand der hydraulischen Zylinder nach links, bis das Ende der Bewegung erreicht ist, d. h. bis die Bohrer 12 die gewünschte Lochung der Fliese bewirkt haben. In Fig. ι sind der Übersichtlichkeit halber nur die oberste und die unterste Reihe der Bohrer 12 wiedergegeben.

Wenn sich der Träger nach der Lochung nach rechts bewegt, verbleibt die unter Druck stehende Abstreifplatte 103 zunächst weiterhin in Flächenberührung mit der Fliese und hält diese gegen den Träger gespannt, da der Dlruck der Federn, oder der Diruckfiüssigkeit in den Zylindern größer ist als der Widerstand durch die Reibung aller Bohrer in dem Material der Fliese. Demzufolge; bewegt sich die Abstreifplatte mit der Fliese nach rechts, bis alle Bohrer die Fliese verlassen haben. In diesem Zeitpunkt hat die Abstreifplatte das Ende ihrer Bewegung nach rechts erreicht und hält demzufolge an. Der Träger 102 jedoch setzt seine Bewegung fort und bewegt sich um eine genügend große, einstellbare Strecke nach rechts, so daß die gelochte Fliese herausgehoben und eine neue Fliese auf den Stützrahmen 105 aufgelegt werden kann.

Die Abstreifplatte streift auf diese Weise die Fliese von allen Bohrern ab. Bei Fliesen aus Faserstoff besteht die Neigung, bei dem Herausziehen der Bohrer Fasern mitzureißen oder zu verlagern, was zu einem Zerreißen oder Verformen der Fliese im Bereich ,der Bohrungen führen kann. Die Bohrungen in der Abstreifplatte werden deshalb gerade groß genug gemacht, um die Bohrer durchzulassen, so daß die Kanten der Fliesenlöcher durch dasi Metall der Abstreifplatte versteift oder abgestützt werden ,und auf diese Weise eine Verformung beim Herausziehen der Bohrer verhütet wird.

Vorzugsweise werden jedoch die Bohrlöcher 107 in der Abstreifplatte mit größerem Durchmesser iao hergestellt und dann mit einer gehärteten Stahlbüchse 108 gefüttert, die als Führung für den Bohrer dient. Diese Büchse kann zylindrisch und derart in ihrer Bohrung 107 befestigt sein, daß das Stirnende der Büchse etwas über die die Fliese berührenden Flächen der Abstreifplatte 103 über-

steht. Dieses überstehende Ende der Büchse hat zweckmäßig eine kegelig abgeschrägte Außenkante, wie .dies in den Zeichnungen ersichtlich ist, so daß es in die nachgiebige Oberfläche der Faserfliese eindringt, sobald die Fliese und die Abstreifplatte zusammengepreßt werden. Dadurch werden an der Oberfläche der Fliese die Fasern rings um die Angriffsstellen der Bohrer verdichtet bzw. unter Druck gesetzt, wie bei 109 (Fig. 4) angedeutet, und der Bohrer erzeugt sauberere und schärfer geschnittene Löcher in der Fliese. Die Kante des Fliesenloches wird beim Herausziehen des Bohrers nicht verformt, so daß das fertige Loch in der Fliese wie bei 110 (F3g^;. 5) dargestellt aussieht.

Die durch das kegelige Ende der Büchse gebildete kegelige Vertiefung wird teilweise in der Oberfläche der gelochten Fliese verbleiben, jedoch schadet dies nicht, sondern verbessert eher noch das Aussehen der Fliese und trägt weiter dazu bei, bei der Verwendung der Fliese die Schallwellen in die Fliesenlöcher zu richten.

Fig. 6 und 7 zeigen die Abstreifplatte 103 mit ihren Stützen 106, die sich in den Bohrkopf 11 hinein -erstrecken, sowie mit einer Fliese 104, und zwar zeigt Fig. 6 die Ab streif platte etwas von der Fliese abgerückt, so daß die Fliesen ausgewechselt werden können, während in Fig. 7 eine fertig gelochte Fliese zwischen Stütze 105 und Äbstreifplatte 103 festgespannt ist. Gegebenenfalls kann diese Abstreifplatte mit spannungsausgleichenden Stangen

115 versehen werden, die sich in geeigneten Ausnehmungen in dem Sattel für den Werkstückträger 102 führen. Diese an sich bekannte Ausführung ist dann von Vorteil, wenn Fliesen großer Abmessungen gelocht werden sollen. Der Fliesenstützrahmien 105 kann auch auswechselbar und/oder verstellbar sein, wie dies in gestrichelten Linien in Fig. ι dargestellt ist, um Fliesen verschiedener Abmessungen einlegen zu können.

Soll 'eine Fliese mit durchgehenden Löchern hergestellt werden, so kann am Werkstückträger eine entsprechend gelochte Widerlagerplatte 116 (Fig. 7) angebracht werden, deren Bohrungen die Enden der Lochwerkzeuge dicht anliegend aufnehmen, nachdem diese die Fliese durchsetzt haben. Die Fliese wird auf diese Weise durch die Platte

116 auch an dien dieser Platte zugekehrten Lochkantien abgestützt. Demgemäß entstehen saubere, scharf begrenzte Lochkanten auch auf der Rück-

seite der Fliese. Die Futterplatte kann mit einer unteren Leiste zum Tragen der Fliese versehen sein, ähnlich dem Stützrahmen 105.

Die Lochung kann entweder durch Bohren oder durch Stanzen erfolgen, da in beiden Fällen das gewünschte Erzeugnis hergestellt wird, nämlich eine Fliese, bei der sich von der einen Oberfläche Öffnungen zum Auffangen und Dämmen von Schallwellen nach innen erstrecken. Dabei brauchen beim Bohnen die Löcher nicht unbedingt durchgebohrt zu werden, wie Fig. 7 zeigt. In Betracht kommen auch Stanzwerkzeuge, denen eine teilweise Drehung erteilt wird sowie solche ohne jede Drehung. Je nach Bedarf können die Werkzeuge hohl oder mit vollem Profil ausgebildet sein. Die Abstreifplatte wird erfindungsgemäß sowohl bei Bohrern als auch bei Stanzwerkzeugen für den vorstehend erläuterten Zweck angewendet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum Lochen von Werkstücken mit einem Werkzeugkopf, der eine Anzahl dicht nebeneinander angeordneter Lochwerkzeuge trägt, einem Werkstückträger und einer Einrichtung, um den Träger gegen die Werkzeuge hin und von ihnen weg zu bewegen und dadurch eine Lochung des Werkstückes zu bewirken, gekennzeichnet durch eine unter nachgiebigem Druck am Kopf (11) gelagerte Abstreifplatte (103) mit Bohrungen (107) für den Durchtritt der Werkzeuge (12) und einer Führungsbüchse (108) in jeder Bohrung (107), die das betreffende Werkzeug (12) dicht umschließt, wobei die Äbstreifplatte (103) nach ihrer Berührung mit dem

zu lochenden, Werkstück (104) in Längsrichtung der Werkzeuge bewegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führungsbüchse (108) der Abstreifplatte sich auf der dem Werkstück zugewandten Seite über die das Werkstück berührende Fläche der Platte hinaus erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß. der überstehende Teil der Führungsbüchsen (108) an seiner Stirnfläche kegelig abgeschrägt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifplatte (103) das Werkstück (104) mittels einer an ihr angreifenden Druckvorrichtung (106, 120) zwischen sich und dem Träger (102) spannt und während des Arbeiten« der Locher (12) unter Druck hält.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Bohrkopf (11) mit einer Anzahl auf Bohrspindeln (15) sitzender Bohrer (12), dessen Gehäuse Trennwände (30, 31) aufweist, in denen die Bohrspindeln (15) gelagert sind, und die zusammen mit den Wänden des Gehäuses Schmiermittelkammern bilden, eine auf einer Seite der Kammern liegende Antriebsvorrichtung (17) für die Bohrspindeln und die dem Bohrkopf auf seiner anderen Seite vorgelagerte Äbstreif platte (103), die. die Bohrer (12) aufnimmt und in den Trennwänden (3^Ο>3!) geführte Stützen (106) aufweist, deren Enden in nachgiebiger Verbindung mit der dem Spannen und Halten des Werkstückes dienenden Druckvorrichtung (120) stehen.

Angezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2342251.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen