DE2320901C3 - Stanzvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stanzvorrichtung zum Herstellen eines Rohlings eines Wälzlagerkäfigs entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Wälzkörper-Aufnahmetaschen solcher Wälzlagerkäfige sind durch im wesentlichen rechteckige Öffnungen oder Fenster in der Käfigwand gebildet, wobei diese Fenster am Außenumfang und/oder am Innenumfang der Käfigwand Haltevorsprünge aufweisen, die in Umfangsrichtung in die Fenster hineinragen, um die Wälzkörper gegen ein Herausfallen aus den Aufnahmetaschen zu sichern.

Die Rohlinge für solche Wälzlagerkäfige werden mittels einer Stanzvorrichtung hergestellt, die ein aus Stempel und Matrize bestehendes Stanzwerkzeug aufweist Aus der DE-AS 11 27 857 ist es hierbei bekannt, in den Rohling Wälzkörper-Aufnahmetaschen mit Rippen einzustanzen, die sich zunächst über die ganze Tiefe der Fenster, das heißt über die ganze Dicke des Blechmaterials erstrecken, und die anschließend durch einen Prägevorgang zu den Haltevorsprüngen umgeformt werden. Da sich hierbei die zunächst hergestellten Rippen über die ganze Tiefe der Fenster erstrecken, ist davon auszugchen, daß bei dem zugehörigen Stanzwerkzeug Stempel und Matrize komplementär zueinander ausgebildet sind, also abgesehen von dem notwendigen Stanzspalt übereinstimmende Konturen aufweisen, wie es allgemein in der Stanztechnik üblich ist.

. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stanzvorrichtung zu schaffen, mit der sich das Ausstanzen der Haltevorsprünge für die Wälzkörper am Rohling eines Wälzlagerkäfigs vereinfachen läßt und die es trotzdem ermöglicht, Haltevorsprünge mit großer Festigkeit und hoher Belastbarkeit herzustellen.

Die Aufgabe ist durch die im Anspruch angegebene Erfindung gelöst.

Die Vorrichtung weist also einen entsprechend der Form der Wälzkörper-Aufnahmetaschen konturierten Stempel sowie eine nicht entsprechend konturierte, sondern praktisch glatte Matrizenöffnung auf. Besonders im Bereich der am Rohling auszubildenden Haltevorsprünge besteht also zwischen dem Stempel und der Matrize ein größerer Querabstand als er nur zum Ausstanzen der Wälzkörper-Aufnahmetaschen als Stanzspalt erforderlich wäre. Die Verwendung derartiger nicht übereinstimmender Konturen von Stempel und Matrize ist in der Stanztechnik an sich schon nicht naheliegend. Darüber hinaus hat sich überraschenderweise gezeigt, daß sich mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung die gewünschten Haltevorsprünge einwandfrei stanzen lassen. Die am Rohling ausgestanzten Fenster, die später die Wälzkörper-Aufnahmetaschen bilden, haben nur an der dem Stempel zugekehrten Seite des Blechs den Umriß der Wälzkörper-Aufnahmetaschen mit den Haltevorsprüngen. Sie haben jedoch an der der Matrize zugekehrten Seite einen größeren, im wesentlichen rechteckigen Umriß, so daß mindestens im Bereich der Haltevorsprünge die Seitenwandungen der ausgestanzten Fenster von der Matrize zum Stempel hin konvergieren. Auf diese Weise erhält man durch einen sehr einfachen Stanzvorgang ohne große Materialverformung genau ausgebildete Haltevorsprünge, die am fertigen Käfig hohe Festigkeit und starke Belastbarkeit bieten.

Wenn man die Fenster an einem flachen Blechstreifen ausstanzt, wird dieser anschließend zu einem Zylinder zusammengerollt, um den Wälzlagerkäfig zu bilden. Die beim Stanzvorgang hergestellten, in Umfangsrichtung in die Fenster hineinragenden Vorsprünge liegen dabei, je nach Verwendungszweck des Käfigs, am Außenumfang oder am Innenumfang und sind somit als Haltevorsprünge für die Wälzkörper brauchbar.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage;

Fig.2 schematisch und teilweise geschnitten den Stanzen-Teil der Anlage nach F i g. 1 mehr im Detail;

F i g. 3 und 4 vergrößerte Schnitte nach den Linien 3-3 bzw. 4-4 in F ig. 2;

Fig.5 eine der Fig.3 ähnliche Darstellung einer anderen Ausführung;

F i g. 6 schematisch einen Verformungsvorgang nach Abschluß des Verfahrensschrittes gemäß F i g. 5;

F i g. 7 teilweise geschnitten die Herstellung weiterer Lappen oder Vorsprünge in einem Gesenk-Preßverfahren;

F i g. 8 die Unterseite eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten und ausgestanzten Blechstreifens vor dem Schneiden und Biegen in Ringe;

F i g. 9 stark vergrößert perspektivisch einige Einzelheiten eines erfindungsgemäß ausgebildeten Lagerkäfigs und

Fig. Iu teilweise geschnitten einen fertigen Lagerring mit Walzen.

Gemäß insbesondere F i g. 1 gehört zu der Anlage zur Herstellung von Lagerkäfigen eine Stanzanordnung 10, ein Pressenstempel 12, ein Lappenforrner 14, eine Schneideinrichtung 16 und eine Biegeanordnung 18 zur Formung der geschnittenen Bänder aus Blech in die Gestalt eines Käfigs.

Die Anordnung weist eine Matrize 20 mit mehreren rechteckigen Öffnungen 22 auf. Eine bewegliche Stempelhalterung 24 trägt eine Anzahl von Stempeln 26, die mit den entsprechenden rechteckigen Öffnungen in der Matrize 20 fluchten.

Ein Blechstreifen 28 wird nacheinander jeder Bearbeitungsstation 10, 12, 14, 16 und 18 zugeführt Durch die Stanzanordnung werden Taschen in das zunächst flache Blech 28 gestanzt. Die Einzelheiten der Matrize 20 und der Stempel 26 sind aus F i g. 2 und 3 ersichtlich. Danach weist jeder der bewegbaren Stempel 26 zwei Nuten 30 auf, die je an den Längsseiten des Stempels 26 ausgebildet sind. Die Nuten 30 sind in Längsrichtung um eine vorherbestimmte Entfernung mit Abstand zueinander angeordnet, so daß die gewünschten Vorsprünge an den richtigen Stellen des flachen Bleches 28 ausgebildet werden können. Die Nuten 30, welche die Zeichnung darstellt, sind im

Querschnitt im wesentlichen halbkreisförmig gestaltet

Wie in Fig.3 gezeigt ist, ist die Breite A der rechteckigen öffnung 22 in der Matrize 20 größer als die Breite B des Stempels 26. Selbstverständlich ist mithin die Breite A auch größer als die Abmessung C zwischen den entsprechenden beiden Nuten 30.

Dadurch, daß die Breite A größer ist als die Abmessung B, wird in dem Blech 28 eine vorherbestimmte Ausnehmung gestaltet während das Blech 28 von dem Stempel 26 bearbeitet wird. Wie F i g. 3 zeigt bilden die Nuten 30 eine Ausnehmung 32, die einen sich verjüngenden Abschnitt 34 aufweist der seinerseits von den Nuten 30 geformt wird, während der Stempel 26 durch das Blech 28 hindurchtritt Während der Stempel 26 durch das flache Blech 28 hindurchgeht wird zunächst ein leicht gerundeter Abschnitt 36 gebildet dem ein gerader Abschnitt 38 folgt; sodann kommt ein sich verjüngender Abschnitt 34, der sich bis zum eigentlichen Beginn oder Eintritt der rechtwinkligen Ausnehmung 22 fortsetzt

Der Teil des Stempels 26, der nicht von den Nuten 30 eingenommen ist, bildet Seiten an der Ausnehmung 32, die ihrerseits einen leicht kurvig gestalteten Abschnitt 40 haben, woraufhin ein gerader Abschnitt 42 und dann ein sich verjüngender Abschnitt 44 folgt der sich bis zur — in Fig.3 — unteren Ebene des Bleches erstreckt, d. h, bis zur eigentlichen Eintrittsöffnung der Ausnehmung oder öffnung 22 der Formwerkzeuge. Die sich verjüngenden Abschnitte 34, die von der Nut 30 gebildet werden, weisen eine größere Winkelneigung auf als die Abschnitte 44, was F i g. 3 besonders deutlich zeigt.

Die Differenz der Breiten des Stempels 26 und der öffnung oder Ausnehmung 22 ist so gewählt daß man die gewünschte Gestalt einschließlich der sich verjüngenden Abschnitte erhält Es hat sich gezeigt daß dann, wenn diese Differenz in den Breiten bei etwa 5—10% der Dicke D des Bleches 28 liegt, sehr gute Ergebnisse erzielt werden.

Nach dem Durchstoßen bzw. Ausstanzen des flachen Bleches 28 durch die Stempel 26 wird dieses Vorprodukt einem Pressenstempel 12 zugeführt. Wie F i g. 2 zeigt, weist dieser Pressenstempel 12 u.a. eine bewegliche flache Platte 46 od. dgl. auf. Diese flache Platte 46 drückt nun den Rohling, d. h, das gestanzte Blech 28, auf eine Anzahl von amboßartigen Vorsprüngen 48, die auf einer Amboßhalterung 50 angeordnet und getragen sind. Wie man aus Fig.4 sieht, werden beim Drücken der Blechbahn 28 über die Ambosse 48 die sich verjüngenden Abschnitte 34 (s. Fig.3) durch den jeweiligen Amboß 48 so verformt, daß sich die Vorsprünge 52 bilden. Ein jeder »Amboß« weist an den entsprechenden Stellen längsverlaufende Auskehlungen 54, 56 auf, um Hohlräume zu bilden, die ihrerseits die Ausbildung der Vorsprünge 52 gestatten.

Die Ausbildung von Stempel 26 und Ma'.rize 20 gemäß Fig.5 unterscheidet sich von der diesbezüglichen Anordnung nach den F i g. 1 bis mit 4 dadurch, daß die öffnungen 57 in der Matrize 20 Vorsprünge 58 in den Längsseiten der rechteckigen öffnungen haben. Vorzugsweise sind zwei derartige Vorsprünge 58 auf jeder Längsseite der rechteckigen Öffnung vorgesehen. Die Vorsprünge 58 fluchten mit entsprechenden Nuten 30 im Stempel 26. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 bestehen die in dem ebenen Blech 28 ausgebildeten öffnungen oder Taschen 60 aus einem leicht gekrümmten Abschnitt 62 und einem sich verjüngenden Abschnitt 64, der jeweils von den Nuten 30 geformt wird, und dem leicht gekrümmten Abschnitt 66 mit sich daran anschließendem Steg 78. Diese Oberflächengestalten werden durch die anderen Teile des Stempels 26 ausgebildet Dieses Vorgehen gestattet größere Vorsprünge 58 in den öffnungen, als dies beim Vorgehen etwa nach F i g. 3 möglich ist Der Abstand zwischen dem Stempel 26 und der öffnung in der Matrize 20 liegt zweckmäßig zwischen 5 und 10% der Dicke des Bleches 28.

Wie Fig.6 zeigt weist jeder entsprechende »Amboß« 68 längsverlaufende, abgerundete Ausnehmungen 70 auf. Das Drücken des Blechstreifens 28 über d-.ese Ambosse 68 bildet nun Vorsprünge 72 an den oberen Kanten des Bleches 28 aus. Selbstverständlich ist die Zahl der zusammenarbeitenden Vorsprünge und Nuten 30 im Stempel 26 gleich.

Die Ausführungen nach den F i g. 1 bis 4 und nach den F i g. 5 und 6 zeigen ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Vorsprüngen, die eine Bewegung der Walzenkörper nach außen verhindern, die dann später in die einzelnen Ausnehmungen des Käfigs eingebracht werden. Wenn man eine Bewegung oder ein Freikommen der Wälzkörper nach innen verhindern will, dann kann man die entsprechenden Vorsprünge auch an den Innenkanten der Ausnehmungen des Käfigrohlings herstellen. Dies kann man z. B. dadurch machen, daß man die Matritze 20 gegen die Stempel 26 vertauscht und ebenso die »Ambosse« und die Platte.

Nach dem Formen der Vorsprünge an dem Blechstreifen 28· kann man diesen mit den Ausnehmungen direkt in eine Schneideinrichtung 16 führen und in die Formmaschine 18, um die Streifen dann in einen ringförmigen Käfig zu verformen. Wenn man aber die Wälzkörper sowohl gegen ein Herausfallen nach innen als auch nach außen sichern will, dann führt man den Blechstreifen 28 zuerst durch den Lappen.former 14.

Wie die F i g. 7 und 8 zeigen, kann dieser Lappenformer 14 eine bewegliche Matrize 74 aufweisen, die eine Anzahl von die Verformung bewirkenden Druckstücken 76 aufweist. Die Dnickstücke 76 sind so angeordnet, daß sie die Unterseiten der Stege 78 leicht zusammendrükken. Gemäß F i g. 1 wird dabei eine schwere ebene Platte 80 von oben auf die Oberseite des Bleches 28 gedrückt

Die Druckstücke 76 bilden kleine Eindrückungen 82 (s. F i g. 7 und 8) an den Unterseiten der Stege 78 des Bleches 28 aus. Diese Einprägungen bilden sich, wenn das Metall der Stege 78 von den Druckstücken 76 nach außen gedrückt wird, wobei die Lappen 84 (s. F i g. 7 bis 9) an den Innenseiten der Stege 78 entstehen. Zweckmäßig werden zwei mit Längsabstand zueinander angeordnete Vorsprünge oder Lappen 84 an jeder Längsseite der Stege 78 ausgebildet.

Nach dem Formen der Lappen 84 wird das Blech 28 der Schneideinrichtung 16 (s. Fig. 1) zugeführt. Das eigentliche Schneidwerkzeug ist vertikal in Richtung zum Blech 28 und von diesem weg bewegbar und wirkt mit einem kleinen Gegenstück 86 zusammen, um nach Art einer Blechschere das Blech 28 in. Streifen vorherbestimmter Länge zu schneiden, die dann ringförmig verformt werden, um den eigentlichen Käfig zu ergeben. Von der Schneideinrichtung gelangen die Streifen zu einer Biegeeinrichtung 18, die dann die eigentlichen Ringe bildet. Diese Biegeeinrichtung 18 weist einen Biegekern 88 und vier nach den Pfeilen in F i g. 1 hin- und her- bzw. auf- und abbewegbare Werkzeuge 90,92,94 und 96 auf. Diese Werkzeuge sind nach Art der Speichen eines Rades im Verhältnis zur Nabe, die hier vom Dorn 88 gebildet wird, angeordnet

und biegen in der aus F i g. 1 ohne weiteres ersichtlichen Weise einen jeden Streifen zu einem Ring. Zu Beginn des Biegevorgangs wird jeder Streifen durch einen Niederhalter 98 an dem Biegedorn 88 festgelegt.

Nachdem ein jeder Streifen in einen ringförmigen Käfig des gewünschten Durchmessers gebogen wurde, kann man dl·» Enden des Streifens miteinander verschweißen. Obwohl bei der beschriebenen Herstellung der Käfige in Umfangsrichtung die Ausnehmungen 32 innen eine zunächst größere Breite haben als außen, was durch das Stanzen in der beschriebenen Weise unvermeidbar ist, ist nach dem Biegen der einzelnen Streifen in Ringgestalt die Breite der Ausnehmungen innen und außen etwa die gleiche, da die Breite der Ausnehmungen innen beim Biegen kleiner wird.

Der neue Lagerkäfig weist gemäß den F i g. 9 und 10 in axialer Richtung gesehen zwei äußere Ringe 100 und 102 auf. Die Vielzahl der in Umfangsrichtung voneinander mit Abstand angeordneten Stege 78 verbindet diese »Ringe«, so daß im wesentlichen rechteckige Ausnehmungen oder Taschen 32 für die Wälzkörper entstehen. Die Stege 78 haben von einem Ring zum anderen gesehen durchgehend etwa den gleichen Querschnitt Bei dem Beispiel nach Fig.9 erstrecken sich die ir Längsrichtung mit Abstand angeordneten Vorsprünge 72 seitlich von jeder Seite eines Steges 78 weit genug um die Wälzkörper 104 (s. F i g. 10) sicher zu halten. Be der Ausführung nach F i g. 9 sind die Vorsprünge neber den Außenkanten der Stege 78 ausgebildet; selbstverständlich kann man die Vorsprünge auch an der Innenkanten ausbilden. Die Lappen 84 erstrecken sich

ίο bei der Ausführung nach Fig.9 von jeder Seite eines jeden Steges 78 aus in Umfangsrichtung. Diese ir

Längsabstand angeordneten Lappen 84 liegen dabei ar

den Innenkanten der Stege 78.

Bei dem neuen Käfig ist wichtig, daß er Stege 7t

gleichbleibenden Querschnittes hat, die dadurch erheblich höher mechanisch belastet werden können, als dies bei bekannten Lagerkäfigen der Fall ist, bei welcher Stege verwendet werden, bei welchen zur Ausbildung von Vorsprüngen seitlich an den Stegen Teile weggeschnitten werden. Da dabei keine lokaler Beanspruchungen entstehen, hat man insgesamt eine größere Festigkeit erreicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Stanzvorrichtung zum Herstellen eines Rohlings eines Wälzlagerkäfigs mit Wälzkörper-Aufnahmetaschen, die mindestens auf einer Blechseite Haitevor- Sprünge für die Wälzkörper aufweisen, mit einem aus Stempel und Matrize bestehenden Stanzwerkzeug zur Herstellung der Wälzkörper-Aufnahmetaschen, dessen Stempel im wesentlichen den Umriß der auszustanzenden Wälzkörper-Aufnahmetaschen hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (20) eine rechteckige Öffnung (22,57) hat