DE9405435U1 - Device for punching holes in hollow workpieces - Google Patents

Device for punching holes in hollow workpieces

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D-82131 GautingD-82131 Gauting

Vorrichtung zum Stanzen von Löchern in hohlen WerkstückenDevice for punching holes in hollow workpieces

BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stanzen von Löchern in hohlen, vorzugsweise rohrförmigen Werkstücken, mit zum Stanzen der Löcher dienenden, in Führungen hin- und herbewegbaren Stempeln.The invention relates to a device for punching holes in hollow, preferably tubular workpieces, with punches that serve to punch the holes and can be moved back and forth in guides.

Es gibt Fälle, in denen es wünschenswert ist, in hohlen Werkstücken Löcher von innen nach außen zu stanzen. Dies ist beispielsweise bei Brennkammerrohren von Gasgeneratoren für Airbags von Kraftfahrzeugen der Fall. Bei diesen Brennkammerrohren dienen die Löcher in der Rohrwandung dazu, das durch die Zündung des in der Kammer befindlichen Explosionspulvers entstehende Gasvolumen ausreichend rasch aus dem Rohr aus- und in den Airbag zu dessen Aufblasen eintreten zu lassen. Vor der Explosion müssen jedoch die Löcher geschlossen sein, um ein vorzeitiges Austreten desThere are cases in which it is desirable to punch holes from the inside outwards in hollow workpieces. This is the case, for example, with combustion chamber tubes of gas generators for airbags in motor vehicles. In these combustion chamber tubes, the holes in the tube wall serve to allow the volume of gas created by the ignition of the explosive powder in the chamber to escape from the tube sufficiently quickly and enter the airbag to inflate it. However, the holes must be closed before the explosion in order to prevent premature escape of the explosive powder.

Explosionspulvers aus der Brennkammer zu verhindern. Dies geschieht in der Regel dadurch, daß an der Innenseite der die Löcher enthaltenden Rohrwand eine bei Druck leicht aufreißbare Folie angeordnet wird, welche die Löcher überdeckt. Um ein unerwünschtes, vorzeitiges Aufreißen dieser dünnen Folie zu verhindern, dürfen die Lochränder an der Innenseite der Rohrkammer keine Grate haben, die in der Regel beim Stanzen der Löcher von außen nach innen entstehen.This is usually done by placing a film on the inside of the tube wall containing the holes that can be easily torn open when pressure is applied, which covers the holes. To prevent this thin film from tearing open prematurely, the edges of the holes on the inside of the tube chamber must not have any burrs, which usually occur when the holes are punched from the outside to the inside.

Der Erfindung liegt daher die Erkenntnis zugrunde, daß es zur Herstellung von Löchern in den Wänden von hohlen Werkstücken, wie rohrförmigen Brennkammern (Brennkammerrohren) unter Vermeidung einer Nachbearbeitung zweckmäßig ist, diese Löcher vom Inneren des hohlen Werkstücks aus nach außen zu stanzen. Aufbauend auf dieser Erkenntnis liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der in Hohlräumen, auch in engen Hohlräumen, von Werkstücken, wie Rohren oder dergleichen, Löcher von innen nach außen gestanzt werden können. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst, welche darin bestehen, daß die Vorrichtung einen Dorn hat, auf den das mit den zu stanzenden Löchern zu versehene hohle Werkstück mit Paßsitz aufschiebbar ist, in welchem Dorn die Stempel mit ihren Führungen in Dornachsrichtung hintereinander angeordnet sind, in bzw. an welchen Führungen die Stempel etwa quer zur Längsachse des Domes verschiebbar sind, welche Stempel an ihrer Rückseite eine zur Dornachse schräge Rückfläche haben, die mit einer dazu parallelen Schrägfläche eines Keiles zusammenwirkt, der im Dorn parallel zu dessen Längsachse hin- und herbewegbar ist. Vorteilhaft sind die Führungen von den Wänden von Aufnahmeräumen für die Stempel gebildet, welche Räume im Dorn angeordnet bzw. ausgebildet sind. Zweckmäßig sitzt der Keil an einem Schlitten, der mit dem Keil in einer Führung im Dorn parallel zu dessen Längsachse hin- undThe invention is therefore based on the knowledge that in order to produce holes in the walls of hollow workpieces, such as tubular combustion chambers (combustion chamber tubes) while avoiding reworking, it is expedient to punch these holes from the inside of the hollow workpiece outwards. Based on this knowledge, the invention is based on the task of creating a device with which holes can be punched from the inside outwards in hollow spaces, even in narrow hollow spaces, of workpieces such as pipes or the like. This object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1, which consist in the fact that the device has a mandrel onto which the hollow workpiece to be provided with the holes to be punched can be pushed with a tight fit, in which mandrel the punches with their guides are arranged one behind the other in the direction of the mandrel axis, in or on which guides the punches can be moved approximately transversely to the longitudinal axis of the mandrel, which punches have a rear surface on their back that is inclined to the mandrel axis and that interacts with a parallel inclined surface of a wedge that can be moved back and forth in the mandrel parallel to its longitudinal axis. The guides are advantageously formed by the walls of receiving spaces for the punches, which spaces are arranged or formed in the mandrel. The wedge is expediently seated on a carriage that can be moved back and forth with the wedge in a guide in the mandrel parallel to its longitudinal axis.

herschiebbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann so klein bemessen sein, daß ihr die Stanzwerkzeuge enthaltender Dorn auch für Werkstücke mit relativ kleinem Hohlraum bemessen werden kann.The device according to the invention can be so small that its mandrel containing the punching tools can also be designed for workpieces with a relatively small cavity.

Es ist nicht notwendig, daß jedem Stempel eine eigene Keilfläche zugeordnet wird, da der Keil bei seiner Bewegung nacheinander mehrere Stempel betätigen kann. Sind im Dorn jedoch eine größere Anzahl von Stempeln enthalten, ist es zweckmäßig, daß mehrere Keile im Dorn gleichzeitig betätigt werden, welche an ein und derselben Keilschiene sitzen können.It is not necessary for each punch to be assigned its own wedge surface, since the wedge can actuate several punches one after the other during its movement. However, if a large number of punches are contained in the mandrel, it is advisable for several wedges in the mandrel to be actuated simultaneously, which can be located on one and the same wedge rail.

Um die Stempel nach ihrer Stanzbewegung wieder in ihre Ausgangsstellung zurückzuschieben, ist zweckmäßig jedem Stempel gegenüberliegend ein stiftförmiges Stempelrückstoßorgan angeordnet, welches nach dem Stanzvorschub des Stempels zu diesem hin vorschiebbar ist und den Stempel in Ausgangsstellung zurückschiebt. Ferner kann jedem Stempel ein Butzenausstoßer zugeordnet sein, der die aus dem Werkstück herausgestanzten Butzen in einen Abführkanal schiebt, wo die Butzen z.B. durch Schwerkraft oder Druckluft abgefördert werden können.In order to push the punches back into their starting position after their punching movement, a pin-shaped punch recoil element is arranged opposite each punch, which can be pushed forwards towards the punch after the punching feed and pushes the punch back into its starting position. Furthermore, each punch can be assigned a slug ejector, which pushes the slugs punched out of the workpiece into a discharge channel, where the slugs can be removed, for example, by gravity or compressed air.

In der Zeichnung ist ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des die Erfindung enthaltenen Teils einer Stanzvorrichtung dargestellt, das im folgenden näher beschrieben wird:The drawing shows an advantageous embodiment of the part of a punching device containing the invention, which is described in more detail below:

Fig. 1 zeigt dieses Teil der Stanzvorrichtung im Längsschnitt;Fig. 1 shows this part of the punching device in longitudinal section;

Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1;Fig. 2 is a section along line II-II in Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Querschnitt nach Linie III-III in Fig.Fig. 3 is a cross section along line III-III in Fig.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der an der Unterseite eines Trägers angeordnete Dorn 1 acht in Dornachsrichtung hintereinander angeordnete Stempel 2. Der Dorn ist zylindrisch ausgebildet und in seinem Querschnitt derart bemessen, daß das mit den zu stanzenden Löchern zu versehende rohrförmige Werkstück 3 mit Paßsitz auf den Dorn aufschiebbar ist. Die Stempel 2 sitzen jeweils an der Vorderseite eines Gleitkörpers 4, der in einer Führung 5 im Dorn senkrecht zu dessen Längsachse hin- und herbewegbar ist. Diese Führungen 5 werden von den Wänden von Aufnahmeräumen 6 gebildet, die an ihren der Stempelvorderseite und der Stempelrückfläche benachbarten Seiten offen sind. Die Gleitkörper 4 der Stempel und ihre die Führungen 5 bildenden Aufnahmeräume 6 besitzen im in Fig. 2 gezeigten Querschnitt Trapezform. An der offenen Rückseite dieser Aufnahmeräume befindet sich im Dorn ein sich parallel zu dessen Längsachse erstreckender und sich in Achsrichtung längs einer Führung 10 hin- und herverschiebbarer Keilschlitten 7, der mit zwei im Abstand von vier Stempeln 2 angeordneten, zu den Gleitkörpern 4 hin vorspringenden Keilen 8 versehen ist. Diese Keile wirken mit zu ihrer Schrägfläche parallelen, schrägen Rückflächen 9 der Gleitkörper 4 derart zusammen, daß bei einem Ziehen des Keilschlittens 7 in Richtung des in Fig. 1 nach oben gerichteten Pfeiles ein Stanzvorschub der mit ihrer Rückfläche 9 an den Keilen 8 anliegenden Stempel 2 durch die mit den Löchern zu versehende Wand des Werkstücks 3 hindurch erfolgt, wobei sich das Werkstück 3 an der Matrize 11 der Stanzvorrichtung abstützt. Die Führung 10 für den Keilschlitten 7 besteht aus einer im Querschnitt etwa U-förmigen Schiene, die im Dorn in Achsrichtung der Stempel 2 derart beweglich gelagert ist, daß sie sich trotz seiner Toleranzen exakt an das Werkstück 3 anlegen kann.In the embodiment shown in the drawing, the mandrel 1 arranged on the underside of a carrier contains eight punches 2 arranged one behind the other in the direction of the mandrel axis. The mandrel is cylindrical and its cross-section is dimensioned such that the tubular workpiece 3 to be provided with the holes to be punched can be snugly pushed onto the mandrel. The punches 2 are each located on the front of a sliding body 4, which can be moved back and forth in a guide 5 in the mandrel perpendicular to its longitudinal axis. These guides 5 are formed by the walls of receiving spaces 6, which are open on their sides adjacent to the punch front and the punch rear surface. The sliding bodies 4 of the punches and their receiving spaces 6 forming the guides 5 have a trapezoidal shape in the cross-section shown in Fig. 2. On the open rear side of these receiving spaces, there is a wedge slide 7 in the mandrel, which extends parallel to its longitudinal axis and can be moved back and forth in the axial direction along a guide 10. The wedge slide is provided with two wedges 8 arranged at a distance of four punches 2 and projecting towards the sliding bodies 4. These wedges interact with the inclined rear surfaces 9 of the sliding bodies 4, which are parallel to their inclined surface, in such a way that when the wedge slide 7 is pulled in the direction of the arrow pointing upwards in Fig. 1, the punches 2, whose rear surfaces 9 rest against the wedges 8, are pushed through the wall of the workpiece 3 to be provided with the holes, with the workpiece 3 being supported on the die 11 of the punching device. The guide 10 for the wedge slide 7 consists of a rail with an approximately U-shaped cross section, which is movably mounted in the mandrel in the axial direction of the punch 2 in such a way that it can be positioned exactly against the workpiece 3 despite its tolerances.

5 / * 55 / * 5

Mit den beiden Keilen 8 an der Keilschiene 7 können jeweils vier Stempel hintereinander in Stanzbewegung gebracht werden. Nach dem Ausstanzen der Löcher im Werkstück 3 kann der Keilschlitten 7 mit seinen Keilen 8 wieder in seine untere Ausgangsstellung gebracht werden, worauf die Stempel in ihre Ausgangsstellung im Dorn zurückgeschoben werden können. Dies geschieht dadurch, daß jedem Stempel 2 gegenüberliegend ein nadeiförmiges Stempelrückstoßorgan 12 zugeordnet ist, welches nach dem Stanzvorschub des Stempels zu diesem hin in der Matrize 11 vorschiebbar ist,bis der Stempel in seine Ausgangsstellung zurückgekehrt ist. Sämtliche Stempelrückstoßstifte 12 sitzen an einer Verbindungsleiste 13, die über einen in der Zeichnung nicht dargestellten Antriebszylinder in Bewegungsrichtung der Rückstoßorgane hin- und herbewegbar ist.With the two wedges 8 on the wedge rail 7, four punches can be set in a punching motion one after the other. After the holes have been punched out in the workpiece 3, the wedge slide 7 with its wedges 8 can be brought back into its lower starting position, whereupon the punches can be pushed back into their starting position in the mandrel. This is done by assigning a needle-shaped punch recoil element 12 opposite each punch 2, which can be pushed forward in the die 11 after the punch has been pushed forward until the punch has returned to its starting position. All punch recoil pins 12 are located on a connecting bar 13, which can be moved back and forth in the direction of movement of the recoil elements via a drive cylinder (not shown in the drawing).

In Fig. 1 ist der Keilschlitten 7 mit seinen Keilen 8 in einer Lage gezeichnet, in die beide Keile 8 bereits jeweils einen Stempel in seine Stanzendstellung bewegt haben, in der diese jeweils einen Butzen 14 aus der mit den Löchern zu versehenden Wand des rohrförmigen Werkstückes 3 ausgestanzt haben, und in der die Keile den Stanzvorschub von jeweils einem weiteren Stempel 2 bewirken. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel werden die aus der Rohrwandung ausgestanzten Butzen 14 von jedem Stempel zugeordneten, stiftförmigen Butzenausstoßern 15 in einen Abführkanal 16 geschoben, in welchem die Butzen durch Schwerkraft, Druckluft oder dergleichen abgefördert werden können. Sämtliche Butzenausstoßer 15 sitzen an einem gemeinsamen Schlitten 17, der durch einen Antriebszylinder (nicht dargestellt) senkrecht zur Bewegungsrichtung der Stempel hin- und herbewegbar ist.In Fig. 1, the wedge slide 7 with its wedges 8 is shown in a position in which both wedges 8 have already moved a punch into its final punching position, in which they have each punched out a slug 14 from the wall of the tubular workpiece 3 to be provided with the holes, and in which the wedges cause the punching feed of a further punch 2. In the embodiment shown in the drawing, the slugs 14 punched out of the tube wall are pushed by pin-shaped slug ejectors 15 assigned to each punch into a discharge channel 16, in which the slugs can be removed by gravity, compressed air or the like. All slug ejectors 15 are located on a common slide 17, which can be moved back and forth by a drive cylinder (not shown) perpendicular to the direction of movement of the punches.

Wie sich bereits aus dem Vorstehenden ergibt, kann die erfindungsgemäße Stanzvorrichtung zum Ausstanzen von LöchernAs already apparent from the above, the punching device according to the invention can be used for punching holes

aus jedem beliebigen Hohlkörper ausgebildet sein. Hierzu bedarf es lediglich einer Anpassung des Dornes und der Stempel mit Gleitkörpern und deren Führungen an die Abmessungen des hohlen Werkstücks.can be made from any hollow body. All that is required is an adjustment of the mandrel and the punches with sliding bodies and their guides to the dimensions of the hollow workpiece.

Claims (13)

• · Schutzansprüche• · Protection claims 1. Vorrichtung zum Stanzen von Löchern in hohlen, vorzugsweise rohrförmigen Werkstücken mit zum Stanzen der Löcher dienenden, in Führungen hin- und herbewegbaren Stempeln,1. Device for punching holes in hollow, preferably tubular workpieces with punches that serve to punch the holes and can be moved back and forth in guides, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung einen Dorn (1) hat, auf den das mit den zu stanzenden Löchern zu versehende hohle Werkstück (3) mit Paßsitz aufschiebbar ist, in welchem Dorn die Stempel (2, 4) mit ihren Führungen (5) in Dornachsrichtung hintereinander angeordnet sind, in bzw. an welchen Führungen die Stempel etwa quer zur Längsachse des Domes verschiebbar sind, welche Stempel an ihrer Rückseite eine zur Dornachse schräge Rückfläche (9) haben, die mit einer dazu parallelen Schrägfläche eines Keiles (8) zusammenwirkt, der im Dorn parallel zu dessen Längsachse hin- und herbewegbar ist.characterized in that the device has a mandrel (1) onto which the hollow workpiece (3) to be provided with the holes to be punched can be pushed with a snug fit, in which mandrel the punches (2, 4) with their guides (5) are arranged one behind the other in the direction of the mandrel axis, in or on which guides the punches can be moved approximately transversely to the longitudinal axis of the mandrel, which punches have on their rear side a rear surface (9) which is inclined to the mandrel axis and which interacts with a parallel inclined surface of a wedge (8) which can be moved back and forth in the mandrel parallel to its longitudinal axis. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (5) von den Wänden von Aufnahmeräumen (6) für die Stempel (2, 4) gebildet sind, welche Räume im Dorn (1) ausgebildet sind.2. Device according to claim 1, characterized in that the guides (5) are formed by the walls of receiving spaces (6) for the punches (2, 4), which spaces are formed in the mandrel (1). . Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeräume (6) für die Stempel (2, 4) an ihren der Stempelvorderseite und der Stempelrückfläche benachbarten Seiten offen sind.. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the receiving spaces (6) for the stamps (2, 4) are open on their sides adjacent to the stamp front and the stamp rear surface. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (8) an einem Schlitten (7) sitzt, die mit dem Keil im Dorn (1) parallel zu dessen Längsachse hin- und herschiebbar ist.4. Device according to claim 1, characterized in that the wedge (8) is seated on a carriage (7) which can be pushed back and forth with the wedge in the mandrel (1) parallel to its longitudinal axis. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenwirkenden Schrägflächen von Stempelrückseite (9) und Keil (8) so zur Dornlängsachse schräg gerichtet sind, daß beim Ziehen des Keilschlittens (7) die Stempel (2, 4) die Stanzbewegung ausführen.5. Device according to claims 1 and 4, characterized in that the cooperating inclined surfaces of the back of the punch (9) and the wedge (8) are directed obliquely to the longitudinal axis of the mandrel in such a way that when the wedge slide (7) is pulled, the punches (2, 4) carry out the punching movement. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Keilschlitten (7) in einer Führung (10) im Dorn (1) längsverschiebbar gelagert ist.6. Device according to claim 4, characterized in that the wedge slide (7) is mounted in a guide (10) in the mandrel (1) so as to be longitudinally displaceable. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (10) für den Keilschlitten (7) im Dorn (1) querbeweglich gelagert ist.7. Device according to claim 6, characterized in that the guide (10) for the wedge slide (7) is mounted in the mandrel (1) so as to be transversely movable. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Keilschlitten (7) in seiner Längsrichtung mehrere Keile (8) hintereinander aufweist.8. Device according to claim 1, characterized in that the wedge slide (7) has several wedges (8) one behind the other in its longitudinal direction. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Stempel (2, 4) gegenüberliegend ein stift- oder nadeiförmiges Stempelrückstoßorgan (12) zugeordnet ist, welches nach dem Stanzvorschub des Stempels zu diesem hin vorschiebbar ist und den Stempel in Ausgangsstellung zurückschiebt.9. Device according to claim 1, characterized in that each punch (2, 4) is assigned a pin- or needle-shaped punch recoil member (12) opposite it, which can be pushed forwards towards the punch after the punching feed and pushes the punch back into the starting position. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Stempelrückstoßorgane (12) an einer Leiste (13) angeordnet sind, die durch einen in einem Zylinder bewegten Kolben hin- und herschiebbar ist.10. Device according to claim 9, characterized in that all the punch recoil elements (12) are arranged on a bar (13) which can be pushed back and forth by a piston moved in a cylinder. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Stempel (2, 4) ein Butzenausstoßer (15) zugeordnet11. Device according to claim 1, characterized in that each stamp (2, 4) is assigned a slug ejector (15) ist, der etwa senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stempels hin- und herbewegbar ist und den aus dem Werkstück (3) herausgestanzten Butzen (14) in einen gegenüber der Stempelbewegungsrichtung seitlich angeordneten Abführkanal (16) schiebt.which can be moved back and forth approximately perpendicular to the direction of movement of the punch and pushes the slug (14) punched out of the workpiece (3) into a discharge channel (16) arranged laterally opposite the direction of movement of the punch. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Butzenausstoßer (15) an einem Schlitten (17) angeordnet sind, die ihrerseits mit einem in einem Zylinder bewegten Kolben verbunden und durch diesen in ihrer Bewegungsrichtung hin- und herbewegbar ist.12. Device according to claim 11, characterized in that all the slug ejectors (15) are arranged on a carriage (17) which in turn is connected to a piston moved in a cylinder and can be moved back and forth by the latter in its direction of movement. 13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausstanzen eines einzigen Loches im Werkstück (3) nur ein Stempel (2, 4) im Dorn (1) vorgesehen ist.13. Device according to one or more of claims 1 to 12, characterized in that only one punch (2, 4) is provided in the mandrel (1) for punching a single hole in the workpiece (3).
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