EP2953741A1 - Verfahren zur erzeugung eines durchgangslochs in einem metallischen körper - Google Patents

Verfahren zur erzeugung eines durchgangslochs in einem metallischen körper

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Publication number
EP2953741A1
EP2953741A1 EP14707089.0A EP14707089A EP2953741A1 EP 2953741 A1 EP2953741 A1 EP 2953741A1 EP 14707089 A EP14707089 A EP 14707089A EP 2953741 A1 EP2953741 A1 EP 2953741A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hole
hgss
producing
metallic body
curved surface
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14707089.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Rixen
Gerrit Pies
Tobias Geisler
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2953741A1 publication Critical patent/EP2953741A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/24—Perforating, i.e. punching holes
    • B21D28/243—Perforating, i.e. punching holes in profiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/64—Making machine elements nuts
    • B21K1/70—Making machine elements nuts of special shape, e.g. self-locking nuts, wing nuts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/04—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates
    • F16B37/045—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates specially adapted for fastening in channels, e.g. sliding bolts, channel nuts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/04—Processes

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a through-hole in a metallic body, which has at least one curved surface, by means of a lifting movement.
  • HGSS high-speed shear cutting
  • This document discloses a method for producing profile parts by separating profile bars.
  • the profile bar is clamped in a tool between two active parts, wherein the facing support side of the active parts are designed in the form of dies, in each of which the shape of the profile to be machined is recessed.
  • the separation takes place adiabatically at a very high impact speed of the cutting punch, wherein the force is introduced via the plunger to an active part.
  • the separation or pressing is generally carried out at a speed in the range of 0.5 to 20 m / s, preferably in the range of 10 to 40 m / s, and particularly preferably in the range of 10 to 20 m / s, which according to this document reaches the adiabatic state from 10 m / s.
  • the invention is therefore based on the object to improve the method of the type mentioned above such that the metallic body can be produced with the highest precision and also at a significantly increased speed.
  • This object is achieved in a method of the type mentioned in that the through hole by means of high-speed cutting (HGSS) takes place.
  • HGSS high-speed cutting
  • Pieces to produce an adiabatic state by means of a lifting movement which is so precisely adjustable that no or hardly any post-processing is necessary. Furthermore, it can be provided that the punching also takes place from the curved surface.
  • the high-speed shear cutting with a ratio of hole diameter D to a metal thickness s of less than 1, 5 is performed.
  • the cross section of the metallic body is triangular, has at least one rounded corner and the through hole extends from the at least one curved corner of transverse to the connecting line of the two other corners.
  • This new inventive method for the production of through holes is versatile in elevated or curved materials.
  • the sliding block is provided with a blind hole according to one of the methods for the production of blind holes according to the simultaneously filed and pending patent application (filed on 05 February 2013).
  • a spring-loaded ball which is of course caulked at the boarding edge, so that it can be held in the blind hole.
  • FIGS. 1 and 2 show a flowchart for the production of the through hole and a further finishing for a sliding block with blind hole.
  • the production or the method for producing a through hole 10 in a metallic sliding block 12 in this case, which naturally has a curved surface, will now be described with reference to FIGS. 1 and 2. It is again pointed out that the description of a sliding block is merely an example, since this method according to the invention can of course also be used for other metallic bodies with curved surfaces.
  • this through hole 10 is performed by means of a lifting movement of a punch 1 1, which is a high-speed shear cutting, starting from the highest elevation of the curved surface of the sliding block 12, is.
  • the punched out material is then fed to a collection point.
  • the through hole 10 can be made with a hole diameter D of 6.9 mm to 7.5 mm and a material thickness s of also 6.9 mm to 7.5 mm. In this method was at a material thickness s of 7.3 mm

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Punching Or Piercing (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Durchgangslochs (10) in einem metallischen Körper (12), der mindestens eine gewölbte Oberfläche aufweist, mittels einer Hubbewegung, wobei das Durchgangsloch (10) mittels Hochgeschwindigkeitsscherschneiden (HGSS) erfolgt.

Description

Verfahren zur Erzeugung eines Durchgangslochs in einem metallischen Körper
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Durchgangslochs in einem metallischen Körper, der mindestens eine gewölbte Oberfläche aufweist, mittels einer Hubbewegung.
Ein Verfahren zur adiabatischen Trennung von Werkstücken mittels Hoch- geschwindigkeitsscherschneiden (HGSS) ist aus der DE 103 17 185 A1 bekannt.
Diese Druckschrift offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Profilteilen durch Trennen aus Profilstangen. Dabei wird die Profilstange in ein Werkzeug zwischen zwei Aktivteilen eingespannt, wobei die zugewandte Auflagenseite der Aktivteile in Form von Matrizen ausgestaltet sind, bei denen jeweils die Form des zu bearbeitenden Profils ausgespart ist. Weiter weisen die Größen der Auflageseiten die Abmessungen des zu schneidenden Profilteils auf. Schließlich erfolgt die Trennung adiabatisch bei einer sehr hohen Auftreffgeschwindigkeit des Schnittstempels, wobei die Kraft über den Stößel auf ein Aktivteil eingeleitet wird.
Das dort beschriebene Verfahren wird zum Ablängen einer Vielzahl von genannten Profilen (siehe in DE 103 17 185 in § 6) verwandt.
Hier handelt es sich also ausschließlich um Trennen von Profilen, bei denen keine Bohrungen vorgesehen sind. Insbesondere sind dabei auch keine Durchgangslöcher vorgesehen. Gemäß § 31 oben genannter Druckschrift erfolgt das Trennen bzw. Pressen im Allgemeinen bei einer Geschwindigkeit im Bereich von 0,5 bis 20 m/s, bevorzugt im Bereich von 10 bis 40 m/s, und insbesondere bevorzugt im Be- reich von 10 bis 20 m/s, wobei laut dieser Druckschrift ab 10 m/s der adiabatische Zustand erreicht wird.
Dies wird in genannter Druckschrift nur für flache Werkstoffgeometrien beschrieben. Zitat [0026]:
Auch das beschriebene Hochgeschwindigkeitsstanzen von ebenen Blechen konzentriert sich auf Bleche und nicht auf Profile, die beim eigenen erfindungsgemäßen Verfahren getrennt werden können. Zitatende. Nicht beschrieben ist in dieser Druckschrift allerdings die Erzeugung von
Durchgangslöchern bei stark gewölbten Materialien.
Dies geschieht zurzeit lediglich mittels Bohrern, die für eine Massenproduktion eine relativ große Bearbeitungszeit benötigen und auch noch einem er- höhten Verschleiß unterliegen. Außerdem entstehen hierbei Späne, die bei der Produktion störend sind und zusammen mit dem Kühlschmierstoff gründlich beseitigt werden müssen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der ein- gangs genannten Art derart zu verbessern, dass die metallischen Körper mit höchster Präzision und auch mit einer deutlichen erhöhten Geschwindigkeit hergestellt werden können. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Durchgangsloch mittels Hochgeschwindigkeitsscher- schneiden (HGSS) erfolgt. Der Kern der Erfindung besteht darin, auch bei gewölbten metallischen
Stücken einen adiabatischen Zustand mittels einer Hubbewegung zu erzeugen, die so präzise einstellbar ist, dass keine bzw. kaum eine Nachbearbeitung notwendig ist. Des weiteren kann vorgesehen werden, dass das Lochen auch von der gewölbten Oberfläche aus erfolgt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Hochgeschwindigkeitsscherschneiden (HGSS) mit einem Verhältnis von Loch- Durchmesser D zu einer Metallstärke s von kleiner 1 ,5 durchgeführt wird.
Dabei hat es sich erwiesen, dass werkstoffabhängig auch bei Hubbewegungsgeschwindigkeiten kleiner 10 m/s ein adiabatischer Zustand erzeugt wird. Dies steht im Gegensatz zur Aussage oben genannter Druckschrift.
Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Hubbewegungsgeschwindigkeit 6 m/s bis 8 m/s, bevorzugt 7 m/s beträgt. Da dieses Durchgangsloch vorzugsweise als Schraubenloch dienen soll, ist es vorteilhaft, wenn das Durchgangsloch mit einem Innengewinde versehen wird. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Querschnitt des metallischen Körpers dreieckförmig ist, mindestens eine abgerundete Ecke aufweist und die Durchgangsbohrung von der mindestens einen gewölbten Ecke aus quer zur Verbindungslinie der beiden übrigen Ecken verläuft.
Dieses neue erfinderische Verfahren zur Herstellung von Durchgangslöchern ist bei erhöhten bzw. gewölbten Materialien vielseitig anwendbar.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn dieses Verfahren zur Herstellung von Nutensteinen verwandt wird.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn zusätzlich der Nutenstein auch noch mit einem Sackloch nach einem der Verfahren zur Herstellung von Sacklöchern gemäß der gleichzeitig eingereichten und anhängigen Patentanmeldung (angemel- det am 05. Februar 2013) versehen wird. In dieses Sackloch kommt dann später eine federbelastete Kugel, die selbstverständlich am Einstiegsrand verstemmt wird, damit sie in dem Sackloch gehalten werden kann.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgen- den Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie aus den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Beschreibung anhand der Herstellung eines Nutensteins erfolgt, allerdings in keiner Weise darauf beschränkt ist. Es zeigen: Fig.1 zwei Querschnitte eines mit einem Durchgangsloch versehenen
Nutensteins; und
Fig.2 ein Ablaufschema zur Herstellung des Durchgangslochs sowie eine weitere Endbearbeitung für einen Nutenstein mit Sackloch. Anhand der Figuren 1 und 2 wird nunmehr die Herstellung bzw. das Verfahren zur Erzeugung eines Durchgangsloches 10 in einem in diesem Fall metallischen Nutenstein 12, der naturgemäß eine gewölbte Oberfläche aufweist, beschrieben. Es wird nochmals darauf hingewiesen, dass die Beschreibung eines Nutensteins lediglich beispielsweise ist, da dieses erfindungsgemäße Verfahren selbstverständlich auch für andere metallische Körper mit gewölbten Oberflächen verwandt werden kann.
Wie sich aus der Figur 2 schematisch ergibt, wird dieses Durchgangsloch 10 mit Hilfe einer Hubbewegung eines Stempels 1 1 durchgeführt, wobei es sich hierbei um ein Hochgeschwindigkeitsscherschneiden, ausgehend von der höchsten Erhebung der gewölbten Oberfläche des Nutensteins 12, handelt.
Das ausgestanzte Material wird danach einer Sammelstelle zugeführt.
Das Durchgangsloch 10 kann mit einem Loch-Durchmesser D von 6,9 mm bis 7,5 mm und einer Materialstärke s von ebenfalls 6,9 mm bis 7,5 mm durchgeführt werden. Bei diesem Verfahren wurde bei einer Materialstärke s von 7,3 mm ein
Loch-Durchmesser D von 7,4 mm erzeugt.
Dies ist ein D/s Verhältnis bei einer adiabatischen Erzeugung von ungefähr 1 .
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde auch, eine Hubgeschwindigkeit von kleiner 10 m/s, bevorzugt von 7 m/s verwandt. Da das Durchgangsloch bei einem Nutenstein 12 selbstverständlich dazu dient, ein Schraubgewinde aufzunehmen, wird auch dieses Durchgangsloch 10 mit einem Innengewinde versehen. Da ein Nutenstein 12 für eine bequemere Montage auch noch federbelastete Kugel aufweisen am Ort der höchsten Auswölbung kann, ist es selbstverständlich auch noch möglich, diesen Nutenstein mit einem sogenannten Sackloch zu versehen. Auch das geschieht mit einem adiabatischen Zustand erzeugenden Verfahren, das in der Patentanmeldung vom gleichen Anmelder am ..X.. angemeldet worden ist.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nunmehr möglich, in einer viel geringeren Zeit ein metallisches Werkstück oder einen Nutenstein mit einem Durchgangsloch zu versehen.

Claims

Patentansprüche:
Verfahren zur Erzeugung eines Durchgangslochs (10) in einem metallischen Körper (12), der mindestens eine gewölbte Oberfläche aufweist, mittels einer Hubbewegung, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchgangsloch (10) mittels Hochgeschwindigkeitsscherschneiden (HGSS) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Lochen auch von der gewölbten Oberfläche aus erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochgeschwindigkeitsscherschneiden (HGSS) mit einem Loch-Durchmesser (D) von 6,9 mm bis 7,5 mm bei einer Metallstärke (s) von ebenfalls 6,9 mm bis 7,5 mm durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hoch- geschwindigkeitsscherschneiden (HGSS) mit einem Verhältnis des Loch- Durchmessers D und der Materialstärke (s) von kleiner 1 ,5 durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass werkstoffabhängig auch bei Hubbewegungsgeschwindigkeiten kleiner 10m/s ein adiabatischer Zustand erzeugt wird. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubbewegungsgeschwindigkeit 6 m/s bis 8 m/s, bevorzugt 7 m/s beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in das Durchgangsloch (10) ein Innengewinde erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des metallischen Körpers (12) dreieckförmig ist, mindestens eine abgerundete Ecke (14) aufweist und die Durchgangsbohrung (16) von der mindestens einen abgerundeten Ecke aus quer zur Verbindungslinie der beiden übrigen Ecken verläuft.
Verwendung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8 zur Herstellung von Nutensteinen (18).
Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutenstein (18) auf noch mit einem Sackloch nach einem der Verfahren zur Herstellung von Sacklöchern gemäß der gleichzeitig eingereichten und anhängigen Patentanmeldung (angemeldet am 05. Februar 2013) versehen wird.
EP14707089.0A 2013-02-05 2014-01-25 Verfahren zur erzeugung eines durchgangslochs in einem metallischen körper Withdrawn EP2953741A1 (de)

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