DE4411350C2 - Vorrichtung zur Herstellung eines Käfigs für Wälzlager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Käfigs für Wälzlager, bei der Fenster für die Wälzlager aus einem im wesentlichen hohlzylinderför­ migen Werkstück ausgestanzt werden, mit einer eng um das Werkstück schließbaren Halteeinrichtung, mit mehreren stern­ förmig um die Drehachse des Werkstücks herum angeordneten, im Innern des Werkstücks positionierbaren und quer zur Dreh­ achse verschiebbaren Lochstempeln und mit einem für eine Be­ wegung entlang der Drehachse antreibbaren, die Lochstempel beaufschlagenden Arbeitsstempel.

Aus der US-PS 1 510 718 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der in einem konischen Wälzlagerkäfig alle Löcher gleichzei­ tig ausgestanzt werden. Über eine Ramme und einen Stößel werden die Kräfte auf Lochstempel übertragen. Die Lochstem­ pel sind schwenkbeweglich in einem Block gelagert, der wie­ derum über eine Gummifeder an einer Platte verspannt ist, welche ihrerseits an der Ramme anliegt. Durch das Rückstell­ verhalten der Gummifeder wird somit auch die Positionierung der Lochstempel innerhalb des Wälzlagerkäfigs beeinflußt. Der Wälzlagerkäfig liegt vertieft in einer Werkstückaufnah­ me. Die Kanäle für die Stanzabfälle sind in der Werkstück­ aufnahme eingelassen und somit sehr schwer von den Stanzabfällen zu befreien. Da der Wälzlagerkäfig vertieft in der Werkstückaufnahme liegt, müssen die Stanzabfälle nach dem Stanzvorgang über einen Ausstoßer aus der Werkstückauf­ nahme herausgeschoben werden, um sie aus der Vorrichtung zu entfernen. An dem Stößel sind Schrägen angebracht, die mit entsprechenden Bereichen der Lochstempel zusammenwirken, um den Stanzvorgang durchzuführen und anschließend die Loch­ stempel aus den gestanzten Löchern des Wälzlagerkäfigs he­ rauszuziehen. Die schwenkbeweglich gelagerten Lochstempel benötigen dazu einen erheblichen Raum, da auf der einen Seite des Drehpunktes die Stanzkräfte in den Lochstempel eingeleitet werden und auf der anderen Seite des Drehpunktes die Rückführung des Lochstempels bewerkstelligt wird. Die punktuelle Berührung der Lochstempel mit dem Stößel bewirkt außerdem noch eine hohe Flächenpressung und somit einen großen Verschleiß. Die Lochstempel bzw. der Stößel müssen daher oft ausgetauscht werden.

Weiterhin offenbart die US-PS 1 883 079 eine Vorrichtung mit deren Hilfe ebenfalls Löcher in konische Wälzlagerkäfige eingestanzt werden können. Auch bei dieser Vorrichtung ist die Werkstückaufnahme so vertieft angeordnet, daß der Wälz­ lagerkäfig nicht mehr leicht zugänglich ist. Nach dem Stanz­ vorgang muß über einen Auswerfer der Wälzlagerkäfig aus der Werkstückaufnahme herausgehoben werden, damit dieser aus der Vorrichtung entnommen werden kann. Die Lochstempel besitzen einen rechtwinklig abgehenden Arm, der zum einen eine große Ausdehnung benötigt und zum anderen mit einem am Kopf der Vorrichtung befestigten Führungsring zusammenwirken muß. Der Kanal für die Stanzabfälle in der Werkstückaufnahme ist, wie bei der zuerst abgehandelten Schrift, ein geschlossener Ka­ nal, welcher die Abführung der Abfälle erschwert. Da alle Löcher im Wälzlagerkäfig gleichzeitig ausgestanzt werden, muß eine hohe Stanzkraft übertragen werden, was wiederum zur Folge hat, daß die Vorrichtung einen massiven robusten und großen Aufbau hat.

Schließlich ist aus der EP 01 28 870 A1 eine Vorrichtung zu entnehmen, mit der auch in ballige Wälzlagerkäfige Löcher eingestanzt werden können. Mit dieser Vorrichtung kann jedoch immer nur ein Loch in den Wälzlagerkäfig eingestanzt werden. Nach dem Stanzvorgang muß der Fensterformabfall der wieder durch einen Gegenstempel in den Bereich der Werk­ stückauflage gedrückt wird, aus der Vorrichtung entfernt werden. Dazu ist eine Preßlufteinrichtung vorgesehen. Diese muß zum einen bereitgestellt werden und zum anderen muß auch durch geeignete Mittel überwacht werden, ob der Fensterform­ abfall auch tatsächlich aus dem Bereich der Werkstückauflage entfernt worden ist. Nach dem Stanzvorgang wird der Wälzla­ gerkäfig über einen Indexierantrieb in die nächste Schneid­ position gedreht. Die damit zusammenwirkenden Einzelteile müssen eine hohe Präzision aufweisen, damit das Fensterloch die richtige Position am Wälzlagerkäfig erhält. Das Lager und das Gegenlager, in das der Wälzlagerkäfig eingespannt ist, müssen drehend ausgeführt sein, was einerseits auf­ wendig und andererseits verschleißanfällig ist. Zur Her­ stellung des fertiggestanzten Wälzlagerkäfigs ist eine große Zeitspanne erforderlich, da jedes Loch einzeln gestanzt wird und die Vorrichtung den Wälzlagerkäfig dreht und dann erst der nächste Stanzvorgang erfolgt. Dies muß sich so oft wie­ derholen, bis die gewünschte Anzahl von Löchern im Wälzla­ gerkäfig vorhanden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines einteiligen Käfigs für Wälzlager zu vereinfachen, wobei ein kompakter Aufbau der Vorrichtung, eine leichte Zugänglichkeit der Werkstückaufnahme und eine Verringerung der gleichzeitig erforderlichen Stanzkraft erreicht wird.

Diese Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Un­ teransprüche.

Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung trägt somit der Arbeitsstempel in mindestens zwei zueinander versetzt lie­ genden Ebenen mindestens je einen Ansatz mit einer Wirkflä­ che, der ein gegenüberliegender Lochstempel zugeordnet ist. Durch diese Maßnahme ergibt sich ein kompakter Aufbau der Vorrichtung, was zu einer Minimierung der Wege für das Ein­ legen des Wälzlagerkäfigs führt. Die erforderliche Stanz­ kraft wird mindestens halbiert, wodurch der Gesamtaufbau nur auf diese Kraft hin ausgelegt werden muß.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die in der unteren Ebene liegenden Lochstempel im Gegenhal­ ter und die in der oberen Ebene befindlichen Lochstempel in einem im Gegenhalter gleitbeweglich gelagerten Innenstempel gehaltert. Somit ist sichergestellt, daß die Lochstempel stets in ihren entsprechenden Lochstempelführungen eingesetzt sind, und beim Zusammenfahren der Vorrichtung kommen erst die Lochstempel der unteren Ebene und danach die Lochstempel der oberen Ebene zum Einsatz.

Zum Einsetzen des Innenstempels muß der Gegenhalter in sei­ nen äußeren Abmessungen nicht vergrößert werden, da die Lochstempel des Innenstempels auf der gleichen Kreisperiphe­ rie liegen wie die Lochstempel des Gegenhalters. Dazu sind nach einer vorteilhaften Ausführungsform im Gegenhalter je nach Anzahl der in der oberen Ebene befindlichen Lochstempel segmentförmige Ausnehmungen eingearbeitet, in die paßgenau die die Lochstempel der oberen Ebene tragenden Segmentstem­ pel eingesetzt sind, und die Segmentstempel sind oberhalb des Gegenhalters über eine Stempelplatte mittels Befesti­ gungselementen zum Innenstempel zusammengefaßt.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist im Gegenhalter eine den Arbeitsstempel zentrisch aufnehmende Führungsbohrung eingelassen, und die Segmentstempel besitzen einen den Arbeitsstempel koaxial zum Gegenhalter führenden Gleitansatz, wobei der Arbeitsstempel den Gegenhalter und die Segmentstempel durchragt. Hierdurch wird ohne zusätzli­ che Einzelteile das koaxiale Zusammenwirken von Arbeits­ stempel, Gegenhalter und Segmentstempel sichergestellt.

Um die Höhe der Vorrichtung niedrig zu halten, weisen nach einer Weiterbildung der Erfindung der Gegenhalter und der Segmentstempel für die am Arbeitsstempel befindlichen An­ sätze Freiräume auf.

Damit der Gegenhalter und die Segmentstempel immer eine de­ finierte Lage in ihrer Ausgangsstellung zueinander einneh­ men, ist bevorzugt vorgesehen, daß die Segmentstempel und der Gegenhalter durch ein Federelement gegeneinander ver­ spannt sind.

Ein gegenseitiges Abstützen und ein Nutzen des kompletten Innenraumes des Wälzlagerkäfigs wird nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung dadurch erreicht, daß am Gegen­ halter segmentförmige, die Lochstempel der unteren Ebene tragende Segmentansätze vorhanden sind und daß die Segment­ stempel des Innenstempels und die Segmentansätze des Gegen­ halters bei geschlossener Halteeinrichtung im Querschnitt einen Vollkreis ergeben.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die im Gegenhalter und im Segmentstempel in Löchern geführ­ ten Lochstempel mit einer T-förmigen Rückholnut und einer die Schneidkräfte einleitenden Preßfläche versehen, wobei die Preßfläche mittig am Kopf der T-förmigen Rückholnut angeordnet ist, und die Ansätze des Arbeitsstempels sind so ausgebildet, daß ein T-förmiger Nutstein in die T-förmige Rückholnut eingreift, und beim Ausstanzen überträgt ein Preßkopf am Ansatz des Arbeitsstempels die Stanzkraft auf die Preßfläche des Lochstempels, wobei der zur Wirkfläche am Ansatz gehörende Nutstein und Preßkopf und die damit zusam­ menwirkende Rückholnut und Preßfläche am Lochstempel schräg nach unten verjüngt sind. Durch diese Maßnahmen wird er­ reicht, daß je nach Größe des Hubes der Vorrichtung die Verjüngung so ausgelegt werden kann, daß ein kontinuier­ liches Einleiten der Stanzkraft erfolgt. Die Lochstempel sind bei geöffneter und sich schließender bzw. sich wieder öffnender Vorrichtung zwangsgeführt. Die Einleitung der Stanzkraft erfolgt in das volle Material des Lochstempels, Eine Beanspruchung des Nutsystems durch die Stanzkraft ist ausgeschlossen.

Die Endlage der Lochstempel nach dem Ausstanzen der Löcher im Wälzlagerkäfig muß definiert sein. Dazu weisen zweckmäßi­ gerweise die im Gegenhalter und in den Segmentstempeln für die Aufnahme der Lochstempel vorgesehen Löcher zur Achse der Haltereinrichtungen Vertiefungen auf, in die an den Loch­ stempel angebrachte Schultern eintauchen. Hierdurch wird weiterhin die Lage der T-förmigen Rückholnut in Bezug auf den T-förmigen Nutstein des Arbeitsstempels festgelegt.

Eine gute Einstellbarkeit des Arbeitspunktes und ein freier Zugang zur Werkstückaufnahme wird zweckmäßigerweise dadurch erreicht, daß die Halteeinrichtung eine feststehende Werk­ stückaufnahme und einen längs der Achse beweglichen Gegen­ halter umfaßt, wobei der Gegenhalter und die Werkstückauf­ nahme über Führungsmittel verbunden sind. Somit ist weiter­ hin stets gewährleistet, daß die Werkstückaufnahme und der Gegenhalter paßgenau aufeinander zu liegen kommen.

Um eine große Variationsmöglichkeit bei der Einstellung der Vorrichtung zu erhalten, sind zweckmäßigerweise drei die beweglichen Teile beeinflussenden Aktuatoren vorgesehen, wovon ein Aktuator auf den Arbeitsstempel, ein Aktuator auf den Gegenhalter und ein Aktuator auf die Segmentstempel ein­ wirkt.

Bei einer alternativen erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Arbeitsstempel mit einem verjüngten Kopf vorgesehen, der bei einer Bewegung entlang der Achse in Richtung auf die Loch­ stempel drehend zwischen die Lochstempel taucht und sie aus­ einandertreibt oder eintaucht und dreht. Durch diese Maßnah­ me wird erreicht, daß nur eine geringe Stanzkraft zur Ver­ fügung gestellt werden muß, wodurch die Vorrichtung kleiner baut. Auch kann eine größere Anzahl von Lochstempeln bei kleinem Durchmesser des Wälzlagerkäfigs betätigt werden.

Die Führung der Lochstempel an einem gemeinsamen, entlang der Achse positionierbaren Lochstempelträger ermöglicht eine Vereinfachung des Stanzmechanismus. Bei der Ausführungsform mit Werkstückaufnahme und Gegenhalter wird vorteilhaft eines dieser Teile - für ein leichteres Einlegen des Werkstückes den Gegenhalter - mit einem rohrförmigen Vorsprung versehen, an dem die Lochstempel geführt sind.

Zum Zurückziehen der Lochstempel nach einem Stanzvorgang sind bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor­ richtung mehrere Federzungen oder ein elastisch dehnbarer Ring, die bzw. der an den Lochstempeln eingreifen bzw. angreift und sie zusammenziehen, vorgesehen.

Der Kopf des Arbeitsstempels kann zur Vereinfachung der Fer­ tigung die Form eines Kegels aufweisen, dessen Spitze auf der Achse liegt.

Der Kopf des Arbeitsstempels weist vorzugsweise eine oder mehrere nockenartige Auswölbungen auf, was die erforderliche Antriebskräfte verringert. Durch Verwendung eines drehbaren Kopfes können die aufzubringenden Antriebskräfte weiter ver­ ringert werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt der Einzelheit II nach Fig. 1,

Fig. 3 den Teilschnitt gemäß Fig. 2 ohne Traverse, wobei die Halteeinrichtung ein Werkstück um­ schließt,

Fig. 4 den Teilschnitt gemäß Fig. 2 ohne Traverse, wobei der Segmentstempel vollständig in die Vorrichtung eingetaucht ist,

Fig. 5 den Teilschnitt gemäß Fig. 2 ohne Traverse, wobei auch der Arbeitsstempel vollständig eingetaucht ist,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI gemäß Fig. 2 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII gemäß Fig. 2 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII gemäß der Fig. 3 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit IX gemäß Fig. 7,

Fig. 10 einen Teilschnitt eines zweiten Ausführungsbei­ spiel es der Erfindung gemäß Fig. 2, bei dem der Kopf des Arbeitsstempels eine nockenförmige Auswölbung aufweist,

Fig. 11 einen Schnitt durch die Fig. 10 entlang der Linie XI-XI,

Fig. 12 einen Teilschnitt eines anderen Ausführungsbei­ spieles gemäß Einzelheit XII in Fig. 10,

Fig. 13 einen Schnitt durch die Fig. 12 entlang der Linie XIII-XIII ,

Fig. 14 einen Schnitt ähnlich Fig. 11 eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung mit einem sich drehenden Arbeitsstempel,

Fig. 15 einen Teilschnitt durch ein weiteres Ausfüh­ rungsbeispiel

Fig. 16 einen Schnitt durch Fig. 15 entlang der Linie XVI-XVI

Fig. 17 einen Schnitt entlang der Linie XVII-XVII gemäß Fig. 15,

Fig. 18 einen Teilschnitt der das Balligpressen des Werkstückes veranschaulicht und

Fig. 19 einen Teilschnitt gemäß der Fig. 18 mit ballig gepreßtem Werkstück.

Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 2 in Form eines Stanzwerk­ zeuges, das mit einer Grundplatte 4 an einem nicht darge­ stellten Stanztisch festgeschraubt wird. Die Grundplatte 4 trägt eine Werkstückaufnahme 8 sowie zwei parallel zu einer senkrechten, mittigen Achse 10 des Stanzwerkzeuges 2 verlau­ fende Säulen 12. Eine Traverse 13 verbindet die Säulen 12. Drei Führungssäulen 11 gleiten in der Grundplatte 4 der Vor­ richtung 2, parallel zur Achse 10. An der Oberseite der Füh­ rungssäulen 11 sind Träger 15 befestigt, an denen der Gegen­ halter 14 angeschweißt ist. Koaxial im Gegenhalter 14 befin­ det sich ein Arbeitsstempel 16 und ein Innenstempel 17. An einer Tragplatte 9, welche sich zwischen dem Gegenhalter 14 und der Traverse 13 befindet, ist der Innenstempel 17 mit Paßstiften als auch nicht dargestellten Schraubverbindun­ gen befestigt. Druckstäbe 23 bilden eine feste Verbin­ dung zwischen der Tragplatte 9 und einer Druckplatte 21. In der Traverse 13 sind dazu Bohrungen 25 eingelassen, durch die die Druckstäbe 23 hindurchgehen. In der Traverse 13 befindet sich weiterhin eine Zentralbohrung 27, durch welche die Ak­ tuatoren 59, 61, 63 hindurchgeführt sind. Auf die Aktuatoren wird in der weiteren Beschreibung ausführlich eingegangen. Der Gegenhalter 14 und die Werkstückaufnahme 8 bilden die Halteeinrichtung für ein Werkstück 22, das sowohl hohlzylin­ drisch als auch ballig ausgeformt sein kann. Je nach Art des Werkstückes 22 ist auch die Halteeinrichtung ausgeformt. Ko­ axial im Innern des Gegenhalters 14 befindet sich der Ar­ beitsstempel 16. Er trägt in zwei zueinander versetzt lie­ genden Ebenen 1, 3 je drei Ansätze 5. Jeder Ansatz 5 hat eine Wirkfläche 7 und ist einem gegenüberliegenden Lochstem­ pel 40 zugeordnet. Die Lochstempel 40 in der unteren Ebene 3 sind im Gegenhalter 14 gehaltert. Die Lochstempel 40 der oberen Ebene 1 sind in einem im Gegenhalter 14 gleitbeweg­ lich gelagerten Innenstempel 17 gehaltert. Je nach Anzahl der in der oberen Ebene 1 befindlichen Lochstempel 40 sind im Gegenhalter 14 segmentförmige Ausnehmungen 29 eingear­ beitet. In diese Ausnehmungen 29 sind paßgenau die Lochstempel 40 der oberen Ebene 1 tragende, zum Innenstem­ pel 17 gehörende Segmentstempel 31 eingesetzt. Oberhalb des Gegenhalters 14 sind die Segmentstempel 31 mittels Befestigungselementen 19 über eine Stempelplatte 9 zum Innenstempel 17 zusammengefaßt. An seinem, der Werkstück 8 gegenüberliegenden Ende besitzt der Gegenhalter 14 eine zentrische Führungsbohrung 33. Diese Führungsbohrung 33 nimmt den Arbeitsstempel 16 zentrisch auf. Die Segment­ stempel 31 besitzen Gleitansätze 35, welche den Arbeits­ stempel 16 koaxial zum Gegenhalter 14 führen, d. h. die Führungsbohrung 33 im Gegenhalter 14 sowie der Gleitansatz 35 am Segmentstempel 31 als auch der Arbeitsstempel 16 besitzen die gleiche Achse 10. Der Gegenhalter 14, mit den darin eingesetzten Segmentstempeln 31, welche den Innenstem­ pel 17 bilden, werden von dem Arbeitsstempel 16 durchragt. Zur Achse 10 hin besitzen sowohl der Gegenhalter 14 als auch die Segmentstempel 31 Freiräume 37. Die am Arbeitsstempel 16 befindlichen Ansätze 5 tauchen in die Freiräume 37 ein und sind dort frei längsbeweglich.

Außerhalb der Führungsbohrung 33 trägt der Gegenhalter 14 einen Einstich 41. Eine Druckfeder 39 ist in diesen Einstich 41 eingesetzt und stützt sich an der Stempelplatte 9 des Innenstempels 17 ab. Die Segmentstempel 31 und der Gegenhalter 14 sind somit durch das Federelement 39 gegeneinander ver­ spannt, d. h. unter der Wirkung der Kraft der Feder 39 werden die am Innenstempel 17 befestigten Segmentstempel 31 immer nach oben aus dem Gegenhalter 14 herausgezogen.

An der der Werkstückaufnahme 8 gegenüberliegenden Seite trägt der Gegenhalter 14 Segmentansätze 43. In diesen Seg­ mentansätzen 43 befinden sich die Lochstempel 40 der unteren Ebene 3. Beim Zusammenfahren der Halteeinrichtung fahren die Segmentansätze 43 und auch die Segmentstempel 31 in das Werkstück 22 ein und bringen dort die Lochstempel 40 in die zum Ausstanzen der Löcher in dem Werkstück 22 richtige Hö­ henlage. Die Segmentansätze 43, welche die Lochstempel 40 der unteren Ebene 3 am Gegenhalter 14 tragen und die Seg­ mentstempel 31 des Innenstempels 17 bilden bei geschlossener Halteeinrichtung im Querschnitt einen Vollkreis.

Die in Löchern geführten Lochstempel 40, sowohl im Gegen­ halter 14 als auch im Segmentstempel 31 sind mit einer T-förmigen Rückholnut 45 und einer, die Schneidkräfte ein­ leitenden Preßfläche 47 versehen.

Die Preßfläche 47 ist mittig am Kopf 49 der T-förmigen Rückholnut 45 angeordnet und leitet somit die vom Ansatz 5 her einwirkenden Stanzkräfte direkt zu den Schneiden des Lochstempels 40. Ein T-förmiger Nutstein 51 befindet sich am Ansatz 5 des Arbeitsstempels 16 und ist so ausgebildet, daß dieser in die T-förmige Rückholnut 45 am Lochstempel 40 ein­ greift. Am Ansatz 5 des Arbeitsstempels 16 ist ein Preßkopf 53 angeordnet, der die Stanzkraft auf die Preßfläche 47 des Lochstempels 40 überträgt. Zur Wirkfläche 7 am Ansatz 5 des Arbeitsstempels 16 gehören somit der Nutstein 51 und der Preßkopf 53. Die am Lochstempel 40 vorhandene Rückholnut 45 und Preßfläche 47 wirken mit den am Ansatz 5 in der Wirk­ fläche 7 vorhandenen Teilen zusammen. Die Wirkflächen 7 an den Ansätzen 5 sind schräg nach unten verjüngt, d. h. in jeder Ebene 1 oder 3 treffen sich die Verlängerungslinien der Wirkflächen 7 auf der Achse 10.

Um zu verhindern, daß die Lochstempel 40 unter der Wirkung der Stanzkraft aus den Löchern 38 nach außen springen, weisen die Löcher 38 zur Achse 10 der Halteeinrichtung Vertiefungen 55 auf, sowohl im Gegenhalter 14 als auch in den Segmentstempeln 31. Die Lochstempel 40, welche in die Löcher 38 eingesetzt werden, besitzen Schultern 57 mit denen sie in die Vertiefungen 55 eintauchen. Durch das Zusammen­ wirken der Vertiefungen 55 und der Schultern 57 ist der Weg der Lochstempel 40 nach außenhin begrenzt.

Ein Hauptbestandteil der Vorrichtung ist die das Werkstück 22 aufnehmende Halteeinrichtung, welche aus einer fest­ stehenden Werkstückaufnahme 8 und einem längs der Achse 10 beweglichen Gegenhalter 14 besteht. Der Gegenhalter 14 und die. Werkstückaufnahme 8 sind dabei über Führungsmittel 11 gleitbeweglich konzentrisch zur Achse 10 miteinander ver­ bunden.

Jedes der Achse 10 entlang bewegliche Teil ist mit einem dies verstellenden Aktuator verbunden. Ein Aktuator 59 beeinflußt den Arbeitsstempel 16, ein Aktuator 61 wirkt auf den Gegen­ halter 14 und der Aktuator 63 wirkt auf die Preßstempel 31 ein. Im Ausführungsbeispiel geht der Aktuator 59 direkt in den Arbeitsstempel 16 über, der Aktuator 61 ist in Verlänge­ rung der zentrischen Führungsbohrung 33 am Gegenhalter 14 über eine Schraubverbindung 67 befestigt, und der Aktuator 63 wirkt über die Druckplatte 21, die Druckstäbe 23 und die Stempelplatte 9 auf den Innenstempel 17 bzw. die darin be­ findlichen Segmentstempel 31 ein.

In den Fig. 2 bis 5 ist die Arbeitsabfolge der Vorrichtung dargestellt, auf die nun im einzelnen eingegangen wird. Die Fig. 2 zeigt die Vorrichtung in geöffnetem Zustand, ein balligen Werkstück 22 wird in die Werkstückaufnahme 8 eingelegt. Der nächste Arbeitsschritt ist in Fig. 3 darge­ stellt, der Gegenhalter 14 sowie Innenstempel 17 mit den Segmentstempeln 31 als auch der Arbeitsstempel 16 werden auf die Werkstückaufnahme 8 zubewegt, bis die Halteeinrichtung sich schließt. Das Werkstück 22 ist somit fest umschlossen. In der Werkstückaufnahme 8 befindet sich eine Durchlaß 65, in die das untere Ende des Arbeitsstempels 16 eintaucht. Die im Gegenhalter 14 und der Werkstückaufnahme 8 befindlichen Gegenschneiden 44 zu den Schneiden 42 am Lochstempel 40 kom­ men paßgenau übereinander zu liegen. In der Arbeitsabfolge gemäß Fig. 4 fährt der Arbeitsstempel 16 als auch der Innen­ stempel 17 weiter nach unten. Der Arbeitsstempel 16 taucht tiefer in den Durchlaß 65 ein. Der Segmentstempel 31 des Innenstempels 17 kommt auf seinem unteren Anschlag zur Anlage, der Lochstempel 40 im Segmentstempel 31 kommt mit seinen Schneiden 42 gegenüber den Gegenschneiden 44 an der Werkstückaufnahme 8 und dem Gegenhalter 14 in Position. Der Ansatz 5 der unteren Ebene 3 hat den Lochstempel 40 durch das Material des Werkstückes 22 gestanzt. Ein Abfallstück 54 ist aus der Vorrichtung herausgefallen. Der Ansatz 5 am Arbeitsstempel 16 ist aus dem Eingriff des Lochstempels 40 heraus, der Lochstempel 40 liegt mit seiner Schulter 57 in der Vertiefung 55 im Segmentansatz 43. Die nächste Arbeits­ abfolge gemäß Fig. 5 zeigt, daß der Arbeitsstempel 16 tiefer in die Vorrichtung eingeführt wurde, der Ansatz 5 mit seiner Wirkfläche 7 hat dabei den im Segmentstempel 31 befindlichen Lochstempel 40 durch den Werkstoff des Werkstückes 22 ge­ drückt. Ein Abfallstück 54 ist aus der Vorrichtung heraus­ gefallen. Somit ist der Wälzlagerkäfig fertiggestanzt und die Vorrichtung kann wieder geöffnet werden. Beim Hochfahren des Arbeitsstempels 16 greift der Nutstein 51 am Ansatz 5 in die Rückholnut 45 am Lochstempel 40 ein, die Lochstempel 40 werden aus ihrer Stanzposition herausgezogen und die Vor­ richtung kann komplett geöffnet werden, um das gestanzte Werkstück 22 zu entnehmen und um einen neuen Vorgang einzu­ leiten.

Gemäß eines anderen Ausführungsbeispieles läßt sich eine Verringerung der für den Antrieb des Arbeitsstempels nötigen Kräfte auch dadurch erreichen, daß der Kopf des Arbeitsstem­ pels unsymmetrisch ausgebildet wird. Ein Ausführungsbeispiel dafür zeigen die Fig. 10 und 11. Der Arbeitsstempel 16 trägt einen Kopf 96, dessen verjüngter Teil 98 annähernd in Form eines Kegels ausgebildet ist, wobei die Drehachse des Kegels zu der Achse 10 geneigt ist und die Spitze des Kegeln auf der Achse 10 liegt. Im Querschnitt (Fig. 11) zeigt der Kopf 96 einen nockenartige Auswölbung 100. Durch Herunterfahren des Kopfes 96 werden in der Reihenfolge Fenster 102, 104 und 106, 108 und 110 und zum Schluß Fenster 112 ausgestanzt.

Wenn eine größere Anzahl von Fenstern auszustanzen ist, wird vorteilhaft ein drehbarer Arbeitsstempel verwendet. Ein da­ für geeigneter Kopf 114 ist in Fig. 14 im Schnitt gezeigt und weist eine nockenartige Auswölbung 116 auf, die gegen den Uhrzeigersinn an Lochstempeln 118 vorbeigedreht wird und die dabei nacheinander durch das Werkstück 22 treibt.

Das Eintauchen und eine Drehbewegung des Arbeitsstempels lassen sich wirkungsvoll kombinieren. Ein in den Fig. 15 und 16 jeweils von zueinander senkrechten Seiten gesehener Kopf 120 ist im Querschnitt elyptisch (Fig. 17) bzw. weist zwei nockenartige Auswölbungen 122 auf. Der Kopf 120 wird während des Herunterfahrens um die Achse 10 gedreht. Die Reihenfolge und die Geschwindigkeit der Stanzbewegung der Lochstempel 40 sind sowohl durch die Form als auch durch die Eintauch- und Drehgeschwindigkeit des Kopfes 120 bestimmt. Bei geeigneter Wahl dieser Parameter lassen sich die Antriebskräfte für die vertikale und die drehende Bewegung des Kopfes 120 optimal vergleichmäßigen, was auch der Qualität des fertigen Käfigs zugute kommt.

Im folgenden wird auf die Funktionsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 10 eingegangen. Die Werkstückaufnahme 8 ist an das zu bearbeitende Werkstück 22 angepaßt, dessen Drehachse mit der Achse 10 zusammenfällt. Der in Richtung auf das Werkstück 22 offene, topfförmige Gegenhalter 14 weist eine Axialbohrung 24 auf, durch die der Arbeitsstempel 16 mit Spiel verläuft. Eine über den Arbeitsstempel 16 gestülpte am Einspannzapfen 18 abgestützte Spiralfeder 26 belastet den Gegenhalter 14 in Richtung auf den ringförmigen Anschlag 28, der durch die Basis eines kegelförmigen, mit seiner Spitze nach unten gerichteten Kopfes 96 des Arbeitsstempels 16 gebildet ist. Durch den Anschlag 28 und der Axialbohrung 24 des Gegenhalters 14 ist außerdem ein topfförmiger, axial durchbohrter Schieber 32 verschiebbar auf dem Arbeitsstempel 16 gelagert, wobei der Schieber 32 mittels am Gegenhalter 14 abgestützter Federn 34 gegen den Anschlag 28 belastet ist. Der Lochstempelträger 20 weist an seinem oberen Ende ein Sackloch 36 auf und ist senkrecht zur Achse 10 mit Löchern 38 versehen, in denen je ein Lochstempel 40 sitzt. Die Loch­ stempel 40 weisen an ihren von der Achse 10 entfernten Enden Schneiden 42 auf, als deren Gegenschneiden 44 die Ränder von Ausstoßlöchern 46 im Gegenhalter 14 vorgesehen sind. Die Figur zeigt das Stanzwerkzeug in einer Stellung, bei der der Arbeitsstempel 16 teilweise heruntergefahren ist. Hierbei wird der Gegenhalter 14 von der Spiralfeder 26 gegen die Werkstückaufnahme 8 gedrückt. Das eingelegte Werkstück 22 ist auf seiner Außenseite eng vom Gegenhalter 14 umschlos­ sen, wobei es von dem Schieber 32 gegen die Werkstückauf­ nahme 8 gedrückt gehalten wird. Der Lochstempelträger 20 ist soweit in das Rohrstück 22 hineingefahren, daß die Schneiden 42 den Gegenschneiden 44 horizontal genau gegenüberliegen. Der Kopf 960 des Arbeitsstempels 16 taucht mit seiner auf der Achse 10 gelegenen Spitze zwischen die inneren Enden der Lochstempel 40 und drückt diese in den Werkstoff des Werk­ stückes 22. Federzungen 48, die am Boden des Sackloches 36 des Lochstempelträgers 20 angeformt sind, erstrecken sich parallel zu der Achse 10 nach oben und greifen in Nuten 50 an den Lochstempeln 40 ein, um sie in ihre Ausgangslage zurückzuführen, bei der sie mit ihren Schneiden 42 auf der Außenkante des Lochstempelträgers 20 zum Liegen kommen. Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel trägt der Kopf 96 links eine Auswölbung 100, die den Lochstempel 40 bereits vollständig durch das Werkstück 22 hindurchgedrückt hat. Ein Abfallstück 54 ist aus der Vorrichtung herausge­ fallen. Die Schräge auf der rechten Seite des Kopfes 96 hat den Lochstempel 40 noch nicht ganz durch das Rohrstück 22 hindurchgepreßt. Erst bei weiterem Herunterfahren des Ar­ beitsstempels 16 entlang der Achse 10 wird der Lochstempel 40 komplett durch das Rohrstück 22 gedrückt und das Abfallstück 54 kann aus der Vorrichtung herausfallen.

Die Federzungen 48 sind auswechselbar. Bessere Federeigen­ schaften ergeben sich wenn die Federzungen 48 mit einer dicken Scheibe 52, die sie in ihrem unteren Bereich radial führt, am Lochstempelträger 20 angeschraubt sind (vergl. Fig. 12 und 13).

Vorzugsweise wird das Werkstück 22 vor oder nach dem Aus­ stanzen der Fenster ballig geformt, um es zu versteifen. Die Schritte zweier dazu besonders geeigneter Vorgehensweisen werden nun anhand der Fig. 18 und 19 erläutert.

Das Werkstück 22 wird mit seinen Enden zwischen zwei Platten 56 und 58 angeordnet, die zu dem Oberteil bzw. Unterteil einer ansonsten nicht gezeigten Presse gehören. Die Platten 56 und 58 werden zusammengepreßt, während eine induktive Heizung das Werkstück 22 erhitzt. Ringförmige Absätze 62 und 64 an den Platten 56 bzw. 58 umgreifen die Ränder des Werk­ stückes 22, so daß es sich nur in seiner Mittelebene 26 ausdehnen kann und unter der Wirkung der Pressenkraft in ein balliges Werkstück 68 umgeformt wird. Anschließend werden, wie beschrieben, die Fenster ausgestanzt. Eine Alternative dazu besteht darin, das zylindrische Werkstück 22 nach dem Ausstanzen der Fenster induktiv zu erhitzen und anschließend axial zusammenzupreßen, wobei es an seinen schwächsten Stel­ len im Bereich der Fenster mittels Kühlrohr langsam abge­ kühlt wird. Anschließend wird das nunmehr ballige Werkstück rasch endgültig abgekühlt, um es zu härten.

Claims (17)

1. Vorrichtung zur Herstellung eines Käfigs für Wälzlager, bei der Fenster für die Wälzlager auf einem im wesent­ lichen hohlzylinderförmigen Werkstück ausgestanzt wer­ den, mit einer eng um das Werkstück schließbaren Hal­ teeinrichtung, mit mehreren sternförmig um die Dreh­ achse des Werkstücks herum angeordneten, im Innern des Werkstücks positionierbaren und quer zur Drehachse ver­ schiebbaren Lochstempel und mit einem für eine Bewegung entlang der Drehachse antreibbaren, die Lochstempel beaufschlagenden Arbeitsstempel, dadurch gekennzeich­ net, daß der Arbeitsstempel (16) in mindestens zwei zueinander versetzt liegenden Ebenen (1, 3) mindestens je einen Ansatz (5) mit einer Wirkfläche (7) trägt, der ein gegenüberliegender Lochstempel (40, 118) zugeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der unteren Ebene (3) liegenden Lochstempel (40) in einem Gegenhalter (14) und die in der oberen Ebene (1) befindlichen Lochstempel (40) in einem im Gegen­ halter (14) gleitbeweglich gelagerten Innenstempel (17) gehaltert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Gegenhalter (14) je nach Anzahl der in der oberen Ebene (1) befindlichen Lochstempel (40) seg­ mentförmige Ausnehmungen (29) eingearbeitet sind, in die paßgenau die die Lochstempel (40) der oberen Ebene (1) tragenden Segmentstempel (31) eingesetzt sind, und die Segmentstempel (31) oberhalb des Gegenhalters (14) über eine Stempelplatte (9) mittels Befestigungselemen­ ten (19) zum Innenstempel (17) zusammengefaßt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Gegenhalter (14) eine den Ar­ beitsstempel (16) zentrisch aufnehmende Führungsbohrung (33) eingelassen ist, und die Segmentstempel (31) einen den Arbeitsstempel (16) koaxial zum Gegenhalter (14) führenden Gleitansatz (35) besitzen, wobei der Arbeits­ stempel (16) den Gegenhalter (14) und die Segmentstem­ pel (31) durchragt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenhalter (14) und die Seg­ mentstempel (31) für die am Arbeitsstempel (16) befind­ lichen Ansätze (5) Freiräume (37) aufweisen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmentstempel (31) und der Gegenhalter (14) durch ein Federelement (39) gegenein­ ander verspannt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Gegenhalter (14) segmentförmige, die Lochstempel (40) der unteren Ebene (3) tragende Segmentansätze (43) vorhanden sind, und daß die Seg­ mentstempel (31) des Innenstempels (17) und die Seg­ mentansätze (43) des Gegenhalters (14) bei geschlos­ sener Halteeinrichtung im Querschnitt einen Vollkreis ergeben.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gegenhalter (14) und im Seg­ mentstempel (31) in Löchern (38) geführten Lochstempel (40) mit einer T-förmigen Rückholnut (45) und einer die Schneidkräfte einleitenden Preßfläche (47) versehen sind, wobei die Preßfläche (47) mittig am Kopf (49) der T-förmigen Rückholnut (45) angeordnet ist, und die An­ sätze (5) des Arbeitsstempels (16) so ausgebildet sind, daß ein T-förmiger Nutstein (51) in die T-förmige Rück­ holnut (45) eingreift, und beim Ausstanzen ein Preßkopf (53) am Ansatz (5) des Arbeitsstempels (16) die Stanz­ kraft auf die Preßfläche (47) des Lochstempels (40) überträgt, wobei der zur Wirkfläche (7) am Ansatz (5) gehörende Nutstein (51) und Preßkopf (53) und die damit zusammenwirkende Rückholnut (45) und Preßfläche (47) am Lochstempel (40) schräg nach unten verjüngt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gegenhalter (14) und in den Segmentstempeln (31) für die Aufnahme der Lochstempel (40) vorgesehenen Löcher (38) zur Achse (10) der Halte­ einrichtung Vertiefungen (55) aufweisen, in die an den Lochstempeln (40) angebrachte Schultern (57) eintau­ chen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung eine festste­ hende Werkstückaufnahme (8) und einen längs der Achse (10) beweglichen Gegenhalter (14) umfaßt, wobei der Gegenhalter (14) und die Werkstückaufnahme (8) über Führungsmittel (11) verbunden sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekenn­ zeichnet durch drei die beweglichen Teile beeinflussen­ dem Aktuatoren (59, 61, 63) wobei der Aktuator (59) auf den Arbeitsstempel (16), der Aktuator (61) auf den Ge­ genhalter (14) und der Aktuator (63) auf die Segment­ stempel (31) einwirkt.

12. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ge­ kennzeichnet durch einen Arbeitsstempel (16) mit einem verjüngten Kopf (96, 120), der bei einer Bewegung ent­ lang der Achse (10) in Richtung auf die Lochstempel (40) drehend zwischen die Lochstempel (40) tauchte.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochstempel (40) an einem gemeinsamen, entlang der Achse (10) positionierbaren Lochstempelträger (20) geführt sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lochstempel (84) an einem rohrför­ migen Vorsprung (86) der Werkstückaufnahme (72) oder des Gegenhalters (74) geführt sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, ge­ kennzeichnet durch mehrere Federzungen (48) oder einen elastisch dehnbaren Ring (92), die bzw. der an den Lochstempeln (40) angreift bzw. angreifen.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (30, 94, 98) des Arbeits­ stempels (16) die Form eines Kegels aufweist, dessen Spitze auf der Achse (10) liegt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (96, 114, 120) des Ar­ beitsstempels (116) eine oder mehrere nockenartige Aus­ wölbungen (100, 116, 122) aufweist.