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Lochwerkzeug zum Lochen von Präzisionsrohren aus Stahl
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Die Erfindung betrifft ein Tochwerkzeug zum Lochen von elektrisch
geschweißten, einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisenden Präzisionsrohren
aus Stahl, das einen eine Matrize für Lochstempel bildenden, in ein zu bearbeitendes
Rohr einführbaren Kern enthält, der zwischen einer Lochstempelführungsplatte und
einer Schnittplatte angeordnet ist.
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Elektrisch geschweißte Präzisionsrohre mit rechteckigem oder quadratischem
Querschnitt werden vielfach als Stützen o.dgl.
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eingesetzt, um Regale o.dgl. zu erstellen. In diesen Präzisionsrohren
werden dann Lochreihen angebracht, die zum Einhängen von hakenartigen Bauteilen
dienen, die beispielsweise Aufnahmen für Fachböden o.dgl. sind. Das Lochen derartiger
Präzisionsrohre ist bisher eine recht aufwendige Arbeit, bei welcher jeweils in
je einem Arbeitsgang ein Loch auf der Vorder- und der Rückseite
des
Präzisionsrohres gestanzt wird. Um ein Verformen des Rohres beim Stanzen zu vermeiden,
wird in das Rohr ein Kern eingesetzt. Bei bekannten Lochwerkzeugen besteht der Kern
aus keilartig gegeneinander verschiebbaren Elementen, die auch als Matrize für den
Lochstempel dienen. Der Keil ergibt im Rohr eine Werkzeugzentrierung in der Höhe,
jedoch nicht in der Breite. Dort müssen je nach den Toleranzen des Rohres die Matrizen
eingesetzt bzw. passend gemacht werden, was bei den großen Schwankungen ziemlich
ungenau ist, da gemäß den "Stahl-Eisen-Lieferbedingungen 065-67" vom 1.8.67 relativ
große Toleranzen bei derartigen Präzisionsrohren zugelassen werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lochwerkzeug der eingangs
genannten Art zu schaffen, das es erlaubt, gleichzeitig mehrere Löcher in die Vorder-
und die Rückseite eines Präzisionsrohres zu stanzen und das ferner so ausgebildet
ist, daß die einzelnen Löcher mittig zu dem Präzisionsrohr ausgerichtet sind, ohne
daß von dem Benutzer Matrizenwechsel bei größeren Rohrtoleranzen vorgenommen werden
müssen.
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Die Erfindung besteht darin, daß für das zu bearbeitende Rohr den
nicht zu lochenden Seitenwänden außen zugeordnete Führungselemente vorhanden sind
und daß für mehrere in axialer Richtung des zu bearbeitenden Rohres hintereinander
angeordnete Lochstempel ein gemeinsamer, mit einer entsprechenden Zahl von Matrizenausschnitten
versehener Kern vorgesehen ist, dessen Außenmaße mit Spiel den kleinsten zulässigen
Innenmaßen des zu bearbeitenden Rohres angepaßt sind und der mit zu den Innenwänden
des Rohres ausfahrbaren Abstützelementen ausgerüstet ist.
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Durch diese Ausbildung wird ein Lochwerkzeug geschaffen, bei welchem
das zu bearbeitende Rohr maschinell derart ausgerichtet wird, daß die Lochungen
in der Rohrmitte liegen. Dabei wird als Richtmaß für das Ausrichten des Rohres die
Rohrwandstärke genommen. Zwar werden bezüglich der Wandstärke ebenfalls relativ
große Toleranzen zugelassen, Jedoch kann mit ausreichender Sicherheit angenommen
werden, daß die Wandstärke über die Länge eines zu lochenden Präzisionsrohres in
ausreichendem Maß konstant ist, da das Rohr aus einem gewalzten Blech gebildet wird.
Abweichungen in der Wandstärke werden nur selten innerhalb eines Rohres auftreten,
sondern vielmehr zwischen verschiedenen Rohren, d.h. zwischen Rohren die aus nicht
gleichzeitig miteinander gewalzten Blechen hergestellt werden.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird es möglich, Präzisionsrohre
in wesentlich rationellerer Weise als bisher mit Lochreihen zu versehen, so daß
sich eine erhebliche Kosteneinsparung erzieler läßt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen und den Unteransprüchen.
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Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine erste Ausführungsform
eines Lochwerkzeuges, Fig. 2 einen axialen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig.
1, Fig. 3 eine Ansicht einer Einzelheit in Richtung des Pfeiles III der Fig. 2,
Fig. 4 einen axialen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Lochwerkzeuges, Fig. 5 einen Teilschnitt entlang der Linie V der Fig. 4, Fig. 6
einen Teilschnitt entlang der Linie VI der Fig. 4, Fig. 7 eine Draufsicht auf einen
Kern des Lochwerkzeuges der Fig. 4 und Fig. 8 eine Ansicht auf ein zu dem Kern der
Fig. 7 gehörenden Schieber.
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Das in Fig. 1 dargestellte Lochwerkzeug besitzt eine Grundplatte mit
der es auf einem nicht dargestellten Tisch einer Exzenterpreße o.dgl. befestigt
werden kann. Oberhalb dieser Grundplatte befindet sich eine bewegliche Zapfenplatte
2, die mit einer Druckplatte 3, einer Halteplatte 4 und Lochstempeln 5 versehen
ist. Diese Teile sind in Richtung zu der Grundplatte mit Hilfe der Presse bewegbar.
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Es werden mehrere Lochstempel 5 in einer Reihe hintereinander angeordnet,
beispielsweise sechs oder mehr, wie in etwa aus Fig. 2 zu ersehen ist.
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Die Lochstempel 5 dringen in eine Führungsplatte 6 ein, die über eine
Zwischenplatte 7 mit einer Schnittplatte 8 verbunden ist.
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Die Schnittplatte 8 ist an der Grundplatte 1 angebracht.
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Das Lochwerkzeug der Fig. 1 und 2 ist zum Anbringen mehrerer Löcher
von beispielsweise kreisrundem Querschnitt in einem quadratischen Präzisionsrohr
bestimmt. Es können auch Löcher mit Jedem anderen, eine beliebige geometrische Form
besitzenden Querschnitt gestanzt werden, z.B. rechteckige oder H-förmige oder schlüssellochartige.
Das zu lochende Präzizionsrohr wird zwischen der Führungsplatte 6 und der Schnittplatte
8 angeordnet. Die Zwischenplatte 7 besitzt hierzu eine entsprechende Aussparung
9, die in der Breite dem Rohrquerschnitt mit relativ großem Spiel angepaßt ist.
Die Höhe der Zwischenplatte 7 entspricht ebenfalls der Außenabmessung des zu bearbeitenden
Präzisionsrohres.
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Um zu verhindern, daß das Präzisionsrohr bei dem Stanzen von den Lochstempeln
5 zu stark verformt wird, wird im Rohrinnern ein Kern 10 angebracht, der als eine
Matrize für die Lochstempel ausgebildet ist. Der Kern 10 ist mit den Lochstempeln
5 zugeordneten Bohrungen 11 versehen. Die Lochstempel 5 durchdringen beim Stanzen
den Kern 10 und Lochen das Präzisionsrohr an der Vorder- und Rückseite.
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Um einwandfreie Lochungen zu erhalten, muß sichergestellt sein, daß
das Rohr mittig zu den Lochstempeln 5 ausgerichtet wird.
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Ebenfalls muß der Kern 10 mittig zu den Lochstempeln 5 ausgerichtet
werden, damit er nicht beschädigt werden kann. Der Kern 10
muß ferner
so ausgebildet werden, daß das Rohr nach einem Lochen von ihm abgezogen werden kann,
ohne daß dieses Abziehen durch einen Grat im Bereich der Lochungen und insbesondere
im Bereich der Lochungen der Vorderseite behindert wird. Außerdem muß erreicht werden,
daß der Kern trotz der relativ großen zulässigen Toleranzen derartiger Präzisionsrohre
geführt und ausgerichtet ist Um diesen Bedingungen gerecht zu werden, wird der Kern
so bemessen, daß er in seinen Außenabmessungen etwas kleiner ist als die minimal
zulässigen Innenabmessungen des zu lochenden Präzisionsrohres. Um ihn jedoch innerhalb
des Rohres auszurichten, wird der Kern mit Abstützelementen versehen, die sich von
innen an die Rohrinnenwandungen anlegen. Hierzu besitzt der Kern 10 parallel zur
Bewegungsrichtung der Lochstempel 5 verlaufende Bohrungen, in die Bolzen 12 eingesetzt
sind. Diese Bolzen 12, die nach unten aus dem Kern 10 herausragen, sind mit Köpfen
13 versehen, die sie gegen ein Herausfallen sichern. Die Bolzen 12 können axial
mit Schiebern 14 verstellt werden, die zu beiden Seiten in dem Kern 10 untergebracht
sind und sich in dessen Längsrichtung erstrecken Die Schieber 14 (Fig. 3) sind auf
ihrer den Köpfen 13 der Bolzen 12 zugekehrten Unterseite mit Aussparungen 15 versehen,
in die sich die Bolzen 12 bzw. ihre Köpfe 13 zurückziehen können. Die Aussparungen
15 werden von schrägen Steuerkanten 16 begrenzt, die gegen die Köpfe 13 der Bolzen
16 bei einem axialen Verschieben der Schieber 14 anlaufen und die Bolzen 12 nach
außen herausdrücken. Werden die Schieber 14 zurück in seine Ausgangslage bewegt,
so können die Köpfe 13 der Bolzen 12 sich wieder in die Aussparungen 15 zurückziehen.
Durch das Verstellen der Bolzen 12 wird somit erreicht, daß das Präzisionsrohr in
der Höhe vollständig von dem Kern 10 ausgefüllt wird. Auch wenn sich bei dem Stanzen
ein Grat im Bereich der Stanzlöcher ergibt, so kann dennoch das Rohr von dem Kern
abgezogen werden, wenn die Schieber 14 in ihre Ruhelage zurückgeführt worden sind,
da dann ein ausreichendes Spiel zwischen dem Kern und dem Rohr vorhanden ist.
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Wie schon erwähnt wurde, müssen der Kern 10 und das von ihm gehaltene
Präzisionsrohr zu den Tochstempeln 5 derart ausgerichtet werden, daß sich die zu
stanzenden Löcher in der Rohrmitte befinden. Als Richtmaß für das Ausrichten wird
die Wandstärke der Rohre benutzt. Die Rohre werden seitlich von ortsfesten Führungsrollen
17 geführt, die mit ihrem Umfang in den Bereich der Aussparung 9 hineinragen. Als
Führungsrollen 17 können Kugellager o.dgl. eingesetzt werden, die mit Bolzen 18
drehbar in der Zwischenplatte 7 gehalten sind Die Rollen 17 liegen mit ihrem in
die Aussparung 9 ragenden Umfang den Schiebern 14 gegenüber, die in diesem Bereich
mit Ansätzen 19 versehen sind, die aus der Kontur des Kerns 10 seitlich herausbewegt
werden können. Hierzu sind die Schieber 14 mit den seitlichen Ansätzen 19 gegenüberliegenden
Steuerkanten 20 versehen, die mit Steuerkanten 21 des Kerns 10 zusammenarbeiten.
Die Steuerkanten 21 werden von den Bohrungen gebildet, die den Köpfen 13 der Bolzen
12 angepaßt sind. Bei einem Anlaufen der Schieber mit ihren Steuerkanten 20 an den
Steuerkanten 21 werden die Ansätze 19 aus der Kontur des Kerns 10 herausgedrückt.
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Der Kern 10 wird somit gegenüber den Führangarollen 17 quer zu den
Lochstempeln 5 ausgerichtet, wobei Abweichungen von der mittigen Lage höchstens
durch Toleranzen der Wandstärke des Rohres-bestimmt werden können, das zwischen
den Ansätzen 19 und den Führungsrollen 17 eingespannt wird.
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Um den Toleranzen der Wandstärke der Präzisionsrohre gerecht zu werden,
wird es in der Praxis vorteilhaft sein, wenn die Steuerkanten 20 als langsam ansteigende
schräge Kanten ausgebildet werden, so daß ein echtes Verspannen der Seitenwände
der Rohre gegen die Führungsrollen 17 erhalten wird. Das axiale Verschieben der
Steuerschieber 14 gegenüber dem ortsfesten Kern erfolgt über einen nicht dargestellten
pneumatischen Zylinder, der mit einem Kopf 22 mit den beiden Schiebern 14 verbunden
wird. Der Kopf 22 ist hierzu mit zwei quer zur Verschieberichtung verlaufenden Nuten
versehen, in welche die Schieber 14
mit entsprechend ausgebildeten
Rippen 23 hineinragen. Zweckmäßigerweise werden die Schieber 14 mit dem Kopf 22
im Bereich der Rippen 23 verschraubt. Uni die Schieber 14 an dem Kern 10 führen
zu können, ist der Kern im Bereich seines dem Kopf 23 abgewandten Endes mit zwei
seitlichen Laschen 24 versehen, die die Schieber an dem Kern 10 sichern.
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Wenn ein Präzisionsrohr mit rechteckigem Querschnitt an seinen Schmalseiten
mit Lochreihen versehen werden soll, so ist es zweckmäßig, wenn das Rohr möglichst
nahe an den beiden zu lochenden Schmalseiten seitlich gehalten und ausgerichtet
wird.
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Ein zur Bearbeitung von Rechteckrohren geeignetes Lochwerkzeug ist
in Fig. 4 dargestellt. Auch bei dieser Ausführungsform ist zwischen einer Schnittplatte
8 und einer Führungsplatte 6 eine Aussparung 25 vorgesehen, die mit ausreichendem
tbermaß dem Querschnitt der zu bearbeitenden Präzisionsrohre angepaßt ist.
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Die Aussparung 25 wird in der Höhe von der Schnittplatte 8 und der
Führungsplatte 6 begrenzt. Zur seitlichen Begrenzung sind Jeweils drei Zwischenleisten
26, 27 und 28 vorgesehen. Auch bei dieser Ausführungsform wird das zu bearbeitende
Rohr auf einen ortsfest an einem Ende gehaltenen Kern 29 aufgesteckt, der mit einer
Anzahl von Aussparungen 30 versehen ist, die der Anzahl der hintereinander angeordneten
Lochstempel 5 entspricht.
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Der Kern 29 ist mit Spiel den kleinsten, zulässigen Innenabmessungen
des zu bearbeitenden Präzisionsrohres angepaßt. Auch er wird mitsamt dem Präzisionsrohr
g#egenüber den Lochstempeln 5 ausgerichtet, wobei als Richtmaß die Wandstärke des
Präzisionsrohres verwendet wird.
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Wie schon erwähnt wurde, wird bei der Ausführungsform nach Fig. 4
eine zweifache Ausrichtung des Kerns 29 und des von ihm aufgenommenen Präzisionsrohres
durchgeführt. Der den Lochstempeln 5 abgewandte Bereich des Kerns 29 wird dabei
entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 gegenüber ortsfesten Führungsrollen
17 ausgerichtet. Die für dieses Ausrichten verwendeten, sich in
Längsrichtung
des Kerns 29 erstreckenden Schieber 14 verspannen außerdem noch das Präzisionsrohr
auf dem Kern 29 über Bolzen 12, denen Aussparungen der Unterseite der Schieber 14
entsprechend der Darstellung nach Fig. 3 zugeordnet sind.
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Der den Lochstempeln 5 zugekehrte Kopf 31 des Kerns 29 wird aus einzelnen
jeweils ein Matrizenausschnitt 30 aufweisenden Teilstücken gebildet, die mit Schrauben
32 auf dem durchlaufenden Teil des Kerns 29 befestigt sind. Dies hat den Vorteil,
daß bei Beschädigung eines der Matrizenausschnitte 30 nicht der ganze Kern ausgetauscht
werden muß. Der Kopf 31 ist bei dieser Ausführungsform mit relativ geringem Spiel
den vorgegebenen Abmessungen des Präzisionsrohres angepaßt. Aufgrund der Höhe des
Präzisionsrohres und der Beweglichkeit der Bolzen 12 ist es dennoch möglich, nach
einem Lochen das Rohr relativ einfach auf dem Kern zu verschieben. Dem etwas breiter
als der übrige Kern 29 ausgebildeten Kopf 31 liegen zu beiden Seiten quer zu dem
Kern bewegliche Bolzen 33 gegenüber, die mit ihren Enden in die Aussparung 25 hineinragen.
Diese Bolzen 33 können mit Hilfe von Führungsstangen 34 dem Kopf 31 zugestellt werden,
die mit entsprechenden Steuerkanten 35 versehen sind, die an Köpfe 36 der Bolzen
33 anlaufen. Die Führungsstangen 34 dienen zur Führung des nicht dargestellten Oberteils
des Lochwerkzeuges und werden bei einem Stanzvorgang mit den Lochstempeln bewegt.
Dies bedeutet, daß dann die Bolzen 33 an den Kopf 31 des Kerns 29 angenähert werden,
wodurch dieser Kopf 31 gegenüber den Lochstempeln 5 ausgerichtet wird. Auch bei
diesem Ausrichten können Abweichungen nur durch eine unterschiedliche Wandstärke
verursacht werden, da der Kopf 31 über die Seitenwände des Rohres ausgerichtet wird.
Nach dem Stanzen geben die Steuerkanten 35 der Führungsstangen 34 die Bolzen 36
wieder frei, so daß die Einspannung des Rohres aufgehoben wird, das dann auf dem
Kern 29 verschoben werden kann. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist die Schnittplatte
mit eingelegten Matrizen 37 versehen, an
denen die Lochung der
Rückseite der Rohre erfolgt.
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Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, sind bei der Ausführungsform nach Fig.
4 die flatrizenausachnitte 30 so breit, daß der Querschnitt der Schieber 14 reduziert
werden muß. Die Schaber der Ausführungsform nach Fig. 5 besitzen lediglich in dem
Bereich der Bolzein 12 bzw. deren Köpfe 13 die Breite der Schieber der Fig. 1 und
2. Dieser Bereich ist jeweils in einer langlochartigen Aussparung 38 des Kerns 29
untergebracht. Auch bei dieser Ausführungsform besitzt der Schieber 14 gegenüber
den Führungsrollen 17 jeweils einen Ansatz 19, der seitlich aus der Kontur des Kerns
29 herausbewegt werden kann. Dieses Herausbewegen erfolgt über Steuerkanten 20 und
21 entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2, wie in Fig. 5 ersichtlich
ist. Wie in Fig. 8 dargestellt ist, kann es zweckmäßig sein, die Steuerkanten 20
des Schiebers 14 mit einer relativ flachen Steigung zu versehen.
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