DE4141061A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines mit waelzkoerpern gefuellten waelzlagerkaefigs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines mit waelzkoerpern gefuellten waelzlagerkaefigs

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zur Herstellung eines mit Wälzkörpern gefüllten Wälzlagerkäfigs aus polymerem Werkstoff gemäß dem Oberbegriff des Verfahrensanspruches 1 bzw. des Vorrichtungsanspruches 2.
Bei der Herstellung derartiger mit Wälzkörpern gefüllten Wälzlagerkäfigen ist es bekannt, zunächst die Wälzlagerkäfige aus polymerem Werkstoff herzustellen und nach dem Auswerfen derselben aus dem Formwerkzeug in weiteren Verfahrensschritten und zusätzlichen Montagevorrichtungen die Wälzkörper in den Käfig einzudrücken. Dies bedingt einen relativ hohen Bearbeitungs- und Investitionsaufwand.
Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, mit Wälzkörpern gefüllte Wälzlagerkäfige rationell und kostengünstig in möglichst kurzer Arbeitszeit herzustellen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Verfahrensanspruches 1 bzw. des Vorrichtungsanspruches 2 ange­ gebenen Merkmale.
Mit der vorliegenden Erfindung kann die Herstellung der gefüllten Wälzlagerkäfige in einem Arbeitsgang durchgeführt werden, der praktisch nicht länger dauert als die Herstellung des Wälzlagerkäfigs selbst. Außerdem kann dies mit einer Vorrichtung geschehen, die nicht sehr viel aufwendiger ist als das notwendige Formwerkzeug für die Herstellung des Wälzlagerkäfigs selbst.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend anhand des in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Formwerkzeugs gemäß dem Schnitt I-I der Fig. 2 und
Fig. 2 einen Querschnitt gemäß dem Schnitt II-II der Fig. 1.
Mit 1 ist ein zweiteiliges Formwerkzeug bezeichnet. In dessen einer Formhälfte 2 ist eine Angußstelle 3 mit mehreren Angußkanälen 4 vorgesehen.
Die andere Formhälfte 5 besitzt in einem Außenteil 6 Radialschächte 7, in denen Schieber 8 radial verschiebbar geführt sind. Zentrisch zum Außenteil 6 ist die Formhälfte 5 mit einem Stempel 9 versehen. Dieser besteht aus einem Kern 10, einem lagefixierenden Stellglied, in Form einer auf dem Kern 10 gleitend axial verschiebbar gelagerten Schiebehülse 11, einer auf der Schiebehülse 11 axial gleitend verschiebbaren Hülse 12, deren Zylinderfläche 13 im Bereich 14 in ihrem Endteil 15 oder in Abschnitten 15.1 desselben mit den Schiebern 8 einen Hohlraum 16 zur Formung eines Wälzlagerkäfigs 17 bilden. In den Hohlraum 16 sind endseitig an den Schiebern 8 angebrachte Tascheneinsätze 18 hineinschiebbar, deren Endflächen 19 auf der Zylinderfläche 13 der Hülse 12 anliegen. Auf diese Weise können die Tascheneinsätze 18 Aussparungen 20 für die einzusetzenden Wälzkörper 21 bilden. Diese Aussparungen 20 sind jeweils zwischen zwei benachbarten Stegen 22 vorhanden, die ihrerseits die beiden stirnseitigen Borde 23 und 24 des Wälzlagerkäfigs 17 miteinander verbinden.
Auf der Hülse 12 ist ein ebenfalls hülsenförmiger Auswerfer 25 axial gleitend verschiebbar gelagert, dessen Wandstärke bevorzugt der Dicke der Borde 23, 24 des Wälzlagerkäfigs 17 entspricht.
Im Kern 10 ist wenigstens eine, vorzugsweise zentrale Bohrung 26 vorgesehen, von der aus im Bereich 14 Kanäle 27 in den zwischen dem Kern 10 und der Hülse 12 gebildeten Schacht 28, in dem die Schiebehülse 11 verschiebbar ist, münden. In dem als Ringschacht ausgebildeten Schacht 28 sind Wälzkörper 21 einsetzbar und durch die Schiebehülse 11 in den Bereich 14 schiebbar. Der Schacht 28 bildet so ein Wälzkörpermagazin 29 (siehe Fig. 2).
Die Herstellung eines mit Wälzkörpern 21 gefüllten Wälzlagerkäfigs 17 erfolgt derart, daß zunächst bei geöffnetem Formwerkzeug 1 die Wälzkörper 21 in den Schacht 28 eingesetzt und durch die Schiebehülse 11, gegebenenfalls zugleich mit dem Zusammenfahren der beiden Formhälften 2 und 5, in Position, also in den Bereich 14, gebracht werden.
Nach dem Einschieben der Schieber 8 erfolgt der Formprozeß durch Zufuhr von polymerem Material an der Angußstelle 3 über die Angußkanäle 4. Nach der Erhärtung und/oder nach Abschluß der Polymerisation des polymeren Werkstoffes werden die Schieber 8 radial und die Hülse 12 axial, in der Fig. 1 nach links, herausbewegt. Dadurch werden die Aussparungen 20 freigestellt und außerdem wird ein bzw. werden je ein Füllkanal 30 zwischen dem Schacht 28 und der Aussparung 20 gebildet. Durch mechanisches, pneumatisches, hydraulisches oder elektro- mechanisches Druckbeaufschlagen der Bohrung 26 werden die Wälzkörper 21 in die jeweils zugeordnete Aussparung 20 gedrückt.
Damit die Wälzkörper 21 in den Aussparungen 20 unverlierbar gehalten werden können, sind an der Endfläche 19 der Tascheneinsätze 18 Anfasungen 31 und am Tascheneinsatzgrund 32 Hinterschneidungen 33 angebracht. Hierdurch werden an den Aus­ sparungen 20 Rast- oder Haltestege 34, 35 gebildet, die ein Einrasten und Festhalten der eingerasteten Wälzkörper 21 bewirken.
Nach der Öffnung des Formwerkzeugs kann der gefüllte Wälzlagerkäfig 17 durch den Auswerfer 25 ausgeworfen werden.
Das Füllen des Wälzkörpermagazins 29 kann auch während der Form- und/oder Aushärtephase des polymeren Werkstoffes erfolgen.
Das Eindrücken der Wälzkörper 21 in die zugeordneten Aussparungen 20 kann bevorzugt mechanisch oder elektromechanisch, beispielsweise über Hebel oder Schieber, erfolgen. Wie bereits erwähnt, kann dieser Vorgang aber auch pneumatisch oder hydraulisch erfolgen.
Als Wälzkörper 21 können - wie üblich - Kugeln, Rollen oder Nadeln vorgesehen sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens eignen sich auch zur gleichzeitigen Herstellung von zwei oder mehr, axial hintereinander angeordneten Wälzlagerkäfigen 17, die mit gleichen oder unterschiedlichen Wälzkörpern 21 gefüllt werden können.
Das erfindungsgemäß zum Einsatz gelangende Formwerkzeug 1 und die zugehörige Angußstelle 3 können - wie in Fig. 1 dargestellt - waagrecht angeordnet sein. Mit gleichen Vorteilen kann jedoch auch eine senkrechte Anordnung des Formwerkzeuges 1 und der Angußstelle 3 vorgesehen sein.
Wie in der oberen Hälfte der Fig. 2 dargestellt, kann die verschiebbare Hülse 12 aus Abschnitten 15.1 mit dazwischen­ liegenden Abstandshaltern zusammengesetzt sein. Es ist aber auch möglich, die verschiebbare Hülse 12, wie in der unteren Hälfte der Fig. 2 dargestellt, als umlaufenden Ring auszubilden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung eines mit Wälzkörpern gefüllten Wälzlagerkäfigs aus polymerem Material, der aus zwei stirnseitigen Borden, die durch Stege miteinander verbunden sind, besteht, wobei zwischen benachbarten Stegen Aussparungen vorgesehen sind, in die die Wälzkörper selbsthaltend eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Wälzlagerkäfig (17) unter Verwendung eines entsprechenden mehrteiligen Formwerkzeugs (1) im Spritzgieß- oder Preßgießver­ fahren hergestellt wird, daß nach der Erhärtung und/oder Polymerisation des Polymers die Aussparungen (20) freigestellt und zu jeder Aussparung (20) ein Füllkanal (30) geöffnet wird, durch den jede Aussparung (20) mit einem Wälzlagermagazin (29) des Formwerkzeugs (1) verbunden wird, in welchem je Aussparung (20) wenigstens ein zuzuordnender Wälzkörper (21) gespeichert ist, daß anschließend mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch je ein Wälzkörper (21) über den zugeordneten Füllkanal (30) in die entsprechende Aussparung (20) gebracht wird, und daß dann der mit den Wälzkörpern (21) gefüllte Wälzlagerkäfig (17) aus dem Formwerkzeug (1) ausgestoßen wird.
2. Vorrichtung zur Herstellung eines mit Wälzkörpern gefüllten Wälzlagerkäfigs aus polymerem Werkstoff mit einem mehrteiligen Formwerkzeug, das im zusammengefahrenen Zustand einen Hohlraum für den Wälzlagerkäfig bildet und mit in einem Formteil des Formwerkzeugs radial bewegbaren Schieber mit an diesen vorgesehenen, in den Hohlraum einschiebbaren und wieder herausziehbaren Tascheneinsätzen, deren Endflächen im eingeschobenen Zustand an einer den Hohlraum abschließenden Zylinderfläche des einen Formteils anliegen, sowie mit einer Angußstelle und einem Auswerfer oder Abstreifer zum Auswerfen des geformten Wälzlagerkäfigs aus dem geöffneten Formwerkzeug, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • - die Zylinderfläche (13) oder zumindest der an den Endflächen (19) anliegende Abschnitt (15.1) derselben ist Teil einer zylindrischen, zum zu bildenden Wälzlagerkäfig (17) koaxialen und axial verschiebbaren Hülse (12);
  • - die Hülse (12) bildet während des Formprozes­ ses eine Trennwand zwischen den Endflächen (19) der Tascheneinsätze (18) und einem inte­ grierten Wälzkörpermagazin (29);
  • - in das Wälzkörpermagazin (29) sind Wälzkörper (21) einsetzbar und je ein Wälzkörper (21) ist radial zu einem Tascheneinsatz (18) positionierbar;
  • - durch Axialverschiebung der Hülse (12) ist zwischen den Tascheneinsätzen (18) und dem Wälzkörpermagazin (29) je ein Füllkanal (30) erzeugbar;
  • - nach der Erzeugung der Füllkanäle (30) ist während oder nach dem Ausziehen der Taschen­ einsätze (18) je ein Wälzkörper (21) über ein mechanisches Stellglied, mechanisch, hydrau­ lisch pneumatisch oder elektromechanisch über Kanäle (27) durch den jeweils zugeordneten Füllkanal (30) in die zugehörige, vom Tascheneinsatz (18) jeweils gebildete Aussparung eindrückbar;
  • - in geöffnetem Zustand des Formwerkzeugs (1) ist der gefüllte Wälzlagerkäfig (17) über den Auswerfer oder Abstreifer (25) aus dem Formwerkzeug (1) auswerfbar.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (12) auf dem den Freiraum des Wälzlagerkäfigs (17) bildenden Stempel (9) axial verschiebbar angeordnet ist und das im Stempel (9) vorgesehene Wälzkörpermagazin (29) im geschlossenen Zustand umgibt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlagermagazin (29) durch einen zwischen dem Stempel (9) und der Hülse (12) gebildeten Schacht (28) gebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Schacht (28) wenigstens ein die Wälzkörper (21) lagefixierendes Stellglied (11) axial verschiebbar angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (11) als Schiebehülse und der Schacht (28) als Ringschacht ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Kern (10) des Stempels (9) wenigstens eine Bohrung (26) mit im Bereich (14) der Tascheneinsätze (18) im Wälzkörpermagazin (29) endenden Kanälen (27) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Kern (19) koaxial zueinander und aufeinander gleitend axial verschiebbar die Schiebehülse (11), auf dieser die Hülse (12) und auf dieser der Auswerfer (25) angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (16) und die Tascheneinsätze (18) einen Formraum für einen Nadel- oder Rollenlagerkäfig bilden und die Wälzkörper (21) als Nadeln oder Rollen ausgebildet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tascheneinsätze (18) an ihrer Endfläche (19) Anfasungen (31) und am Tascheneinsatzgrund (32) Hinterschneidungen (33) aufweisen, die am ausgeformten Wälzlagerkäfig (17) Rast- bzw. Haltestege (34) zum Einrasten und Halten der eingedrückten Wälzkörper (21) bilden.
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