DE3241249A1

DE3241249A1 - Verfahren und vorrichtung zum profilieren von kaefigen

Info

Publication number: DE3241249A1
Application number: DE19823241249
Authority: DE
Inventors: Bernhard 8728 Haßfurt Bauer; Herbert 8722 Bergrheinfeld Dobhan; Gerhard 8720 Schweinfurt Herrmann; Armin Olschewski; Robert Stolz
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1982-11-09
Filing date: 1982-11-09
Publication date: 1984-05-10
Also published as: DE3241249C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Profilieren
von Käfigen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich tung zum Profilieren von Käfige nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Bei dem durch die GB-PS 1 039 009 bekannten Verfahren zur Herstellung von Zylinder- oder Rollenlagerkäfigen werden zunächst in einen rohrförmigen Blechkörper Käfig taschen gestanzt. Dieses Zwischenprodukt wird danach in einem weiteren Arbeitsgang zwischen einem walzenförmigen, aus Matrize und Patrize bestehenden Profilierwerkzeug bearbeitet. Dabei wird ein mittlerer Abschnitt des mit Käfigtaschen versehenen Blechkörpers radial nach innen geprägt. An den freien Enden des Blechkörpers verbleiben Steinringe und davon ausgehend jeweils kurze Stegabschnitte mit dem Durchmesser des Blechkörpers. An je 2iner Prägekante gehen diese über in zum Inneren des Blechkörpers geneigte Stegabschnitte, die über jeweils eine weitere Prägekante in den mittleren Stegabschnitt übergehen. Durch diesen Prägevorgang entsteht in etwa ein im Längsschnitt M-förmig profilierter Käfig. Durch das M-Profil werden Haltevorsprünge geschaffen, die die Zylinderrollen gegen Herausfallen nach innen und außen sichern. Sowohl die Matrize als auch die Patrize der bekannten Ausführung sind durchgehend dem gewünschten Profil des Käfigs angepaßt, so daß diese in Arbeitsposition einen Walzspalt zueinander bilden, der über die gesamte, axiale Erstreckung der Materialstärke des Käfigs entspricht. Ein besonderer Nachteil dieser bekannten Ausführung ist darin zu sehen, daß extrem hohe Prägedrücke des Profilierwerkzeuges nötig sind, um eine einigermaßen präzise Form zu erzielen. Wenn dabei nur ein geringfügiger Materialüberschuß, bespielsweise infolge zu großer Wand stärke des Zwischenproduktes vorhanden ist, muß dieser durch Verdichtung des Materials bei hohem Druck kompensiert werden oder der Käfig längt sich am Umfang, was zu unerwünschten Fehlern im Durchmesser führt. Wenn andernfalls zu wenig Material vorhanden ist, und der Walzspalt nicht an allen Stellen ausgefüllt ist, treten Fehler in den Abmessungen des Profils auf, die ein ungenügendes Führen der Zylinderrollen bewirken und zum frühzeitigen Verschleiß des Lagers führen können.
Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Verfahren zu verbessern, wobei mit einer entsprechenden Vorrichtung auch bei geringerem Druck des Profilierwerkzeuges ein in den Abmessungen präziser Käfig hergestellt werden kann.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Profilierwerkzeug ausschließlich im Bereich der Prägekanten des Käfigs angreift während sich die dazwischenliegenden Stegabschnitte frei verformen.
Das Profilerwerkzeug greift dabei nur an den Stellen des Käfigs an, an denen während der Prägeoperation die größten Kräfte erforderlich sind und über die präzise Abmessungen des Käfigs am leichtesten erzielbar sind.
Die dazwischenliegenden Stegabschnitte können sich individuell, den betreffenden Eigenschaften und Abmessungen des Zwischenproduktes entsprechend völlig frei verformen, ohne daß dafür an dieser Stelle Verformungs- bzw.
Prägekräfte aufgebracht werden müssen. Bei Materialüberschuß werden diese Stegabschnitte unkalibriert gestaucht, bei zu wenig Material gestreckt. Zum Führen und Halten der Rollen sind nur relativ kurze Abschnitte an den Stegen nötig; diese werden präzise positioniert und exakt bemessen an den Angriffsstellen des Profilierwerkzeuges erzeugt. Die dazwischenliegenden Stegabschnitte haben keine Aufgabe und können aus diesem Grund auch unbearbeitet bzw. unkalibriert ausgeführt sein. An diesen Stellen wird vorteilhafterweise durch das erfindungsgemäße Verfahren keinerlei Kraft des Profilerwerkzeuges verbraucht, so daß ein mit präzisen Abmessungen versehener Käfig bei geringerem Druck des Profilierwerkzeuges hergestellt werden kann. Darüber hinaus können größere Fertigungstoleranzen beim Zwischenprodukt in Kauf genommen werden, wodurch insgesamt eine Verbilligung bei der Herstellung derartiger Käfige erzielt wird.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung greift das Profilierwerkzeug an relativ kurzen, von den Prägekanten ausgehenden, axial verlaufenden Abschnitten an.
Dadurch bleiben die gesamten, zum Inneren des Käfigs geneigten Stegabschnitte des M-Profils zwischen den betreffenden Prägekanten unkalibriert und können sich auf ihrer gesamten Länge frei verformen. Auch zwischen den auf dem radial nach innen geprägten Abschnitt des M-Profils angeordneten Angriffsstellen des Profilierwerkzeuges verbleibt ein ausreichend langer, frei verformbarer Stegabschnitt.
Fahne erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens besteht aus einer Matrize und einer Patrize, wobei in beiden zwischen den auf das Material des Käfigs einwirkenden Werkzeugabschnitten Ausnehmungen zur Aufnahme von Material der frei verformten Stegabschnitte vorgesehen sind. Vorzugsweise ist dabei die Matrize und die Patrize walzenförmig mit umlaufenden Ausnehmungen ausgeführt.
Matrize und Patrize sind mit ringförmig umlaufenden, sich gegenüberliegenden Ausnehmungen mit geringer Tiefe versehen, wodurch sich ebenfalls ringförmig umlaufende, radial vorspringende Werkzeugabschnitte ergeben, über die der eigentiche Prägevorgang erfolgt. Die Werkzeugabschnitte verlaufen vorzugsweise axial und erstrecken sich im Anschluß an die zum Inneren geneigten Abschnitte, die erfindungsgemäß als Ausnehmungen ausgeführt sind und als Freiräume dienen, in die sich die entsprechenden Stegabschnitte wie weiter oben beschrieben, frei verformen können. Diese Freiräume können auch als Materialventile bezeichnet werden. Die sich gegenüberliegenden, ringförmigen, den Käfig prägenden Werkzeugabschnitte sind in den Abmessungen präzise ausgeführt und positioniert.
Damit und durch die in den Freiräumen leichter erfolgende Verformung wird ein Käfig mit genauen Abmessungen erzeugt. Die walzenförmige Ausführung von Matrize und Patrize ermöglicht einen relativ kontinuierlichen Arbeitsablauf in bekannter Weise.
Die Erfindung wird im folgenden an einem in der Zeichnung dargestellten Beispiel beschrieben.
Die einzige Figur zeigt den teilweisen Längsschnitt eines mit einem Profilierwerkzeug geprägten Käfigs 1 für Zylinderrollen. Das Profilierwerkzeug besteht aus einer Matrize 2 und einer Patrize 3, die walzenförmig ausgeführt sind. Die Matrize 2 ist dabei kleiner als der kleinste Innendurchmesser des Käfigs 1, damit dieser aufgesteckt und wieder abgezogen werden kann. Der Käfig 1 wird als im wesentlichen zylindrisches, mit Taschen für die Zylinderrollen (nicht dargestellt) versehenes Zwischenprodukt 4 auf die Matrize 2 aufgesteckt (untere Bildhälfte der Matrize) und durch nicht dargestellte Einrichtungen axial positioniert. Die axiale Länge über die mit radial nach innen abgebogenen Flansche 5 versehenen freien Enden des Zwischenproduktes 4 ist vor dem Prägen noch größer als die des fertigen Käfigs 1. Durch eine unter Druck erfolgende Radialbewegung bei gleichzeitiger Drehung von Matrize 2 und Patrize 3 relativ zueinander wird der Prägevorgang eingeleitet, durch den der Käfig 1 ein M-förmiges, über seine Länge symmetrisches Profil 6 erhält (obere Bildhälfte der Matrize). Dabei verkürzt sich die axiale Länge und die seitlichen Flansche 5 legen sich an die Seitenflächen der Matrize 2 an. Sowohl die Matrize 2 als auch die Patrize 3 sind mit gegenüberliegenden, ringförmigen Ausnehmungen 7, 8 geringer Tiefe versehen, so daß sich radial gegenüberliegende, ringförmig und axial verlaufende Werkzeugabschnitte 9 ergeben, die auf den zylindrischen Teil des Zwischenproduktes 4 einwirken und den Prägevorgang bewirken. Die Werkzeugabschnitte 9 haben ihren Ursprung jeweils an den zum Inneren des Käfigs 1 geneigten Stegabschnitten 10 bzw.
an den in diesem Bereich angeordneten, ringförmigen Ausnehmungen 7 in der Matrize 2 und Patrize 3. Weitere Ausnehmungen 8 sind im Bereich des mittleren Abschnittes 11 der Stege des Käfigs 1 angeordnet. Die Ausnehmungen 7, 8 bilden Freiräume, in denen bzw. in die sich das Material, insbesondere zum Ende des Prägevorganges hin, frei und unkalibriert formen kann.
Nach dem Auseinanderfahren von Matrize 2 und Patrize 3 kann der fertige Käfig 1 entnommen werden.
Das an einem Käfig für Zylinderrollen beschriebene Verfahren einschließlich der Vorrichtung stellt nur ein Beispiel der Erfindung dar. Selbstverständlich können auch Käfige für andere Lagerarten auf diese Weise hergestellt werden.

Claims

Verfahren und Vorrichtung zum Profilieren von Käfigen Patentansprüche (1.) Verfahren zum Profilieren von Käfigen, ausgehend von einem aus Blech hergestellten, einstückigen, mit Taschen für Wälzkörper versehenen Zwischenprodukt (4), dessen zwischen den Taschen verlaufende Stege axial und schräg verlaufende Stegabschnitte (10, 11) aufweisen, die über Prägekanten ineinander übergehen,dadurch gekennzeichnet, daß das Profilierwerkzeug (2, 3) ausschließlich im Bereich der Prägekanten des Käfigs (1) angreift während sich die dazwischenliegenden Stegabschnitte (10, 11) frei verformen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Profilierwerkzeug (2, 3) an relativ kurzen, von den Prägekanten ausgehenden, axial verlaufenden Abschnitten angreift.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 oder 2, bestehend aus einer Matrize (2) und einer Patrize (3), dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in der Matrize (2) als auch in der Patrize (3) zwischen den auf das Material des Käfigs (1) einwirkenden Werkzeugabschnitten (9) Ausnehmungen (7, 8) zur Aufnahme von Material der frei verformten Stegabschnitte (10, 11) vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (2) und die Patrize (3) walzenförmig mit umlaufenden Ausnehmungen (7, 8) ausgeführt sind.