WO1995022420A1 - Vorrichtung zum aufweiten rotationssymmetrischer formteile - Google Patents

Vorrichtung zum aufweiten rotationssymmetrischer formteile Download PDF

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Definitions

  • the innovation relates to a device for expanding rotationally symmetrical molded parts, in particular bearing cages, with a split expansion mold, a pressure stamp and a pressure medium.
  • Such a device consists of a two-part expansion mold, the molded parts of which are pressed tightly together by a conical ring during the molding process.
  • a longitudinally displaceable shaping stamp presses a rubber ring used as a pressure medium radially outwards, so that the sheet metal part inserted as a blank is pressed through it into its desired final shape.
  • the two mold halves are then moved apart and the finished molded part can be removed (Oehler, Kaiser: cutting, punching and drawing tools, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 1973, page 502).
  • the disadvantage of such a device is that the expansion mold is formed in two parts. As a result of this, due to the offset in shape of the two mold halves from one another, material accumulations can occur at the mold separation point on the finished molded part, which can negatively influence its later function. For example, it is conceivable that in the case of bearing cages this accumulation of material is present in the form of a sharp-edged ridge on the end faces and causes damage on the rims of a bearing ring when it starts up. Material accumulations of this type must therefore be removed by an additional operation, for example grinding, and thereby make a product which contains such a molded part more expensive.
  • the object is achieved in that a mold cavity of the widening mold, measured on a widened molded part, in the axial direction at least up to the area of its end faces by a self-contained ring shape and in the radial direction in the area of its jacket surface by one mold half each is formed.
  • This four-part design of the expansion mold ensures that the mold cavity is self-contained in the functionally important starting area of the molded part, that is to say on the end faces of the roller bearing cage, and consequently has no separation point and therefore no undesirable material accumulation. Due to the two-part design of the expansion mold in the area of the outer surface of the roller bearing cage, material accumulations are shifted into this area. However, they do not interfere there, since they do not come into contact with the outer raceway in the case of roller-guided cages.
  • the molded part to be expanded has different diameters in its outer surface, for example like an M-shaped cage, then in an expedient refinement of the innovation it is provided that a parting plane between the ring shapes and the mold halves is arranged in the region of the smallest diameter of the outer surface of the molded part. Possible accumulations of material are moved by this measure in the direction of the center of the roller bearing cage and therefore do not come into contact with them even in the case of raceway-guided cages.
  • the parting plane between the self-contained ring shapes and the mold halves runs perpendicular or obliquely to the central axis of the expansion mold.
  • the manufacture of the four-part shape is facilitated, and in the second case, an obliquely designed shape can be simplified to form a whole.
  • FIG. 1 shows a section from a longitudinal section of an expansion mold divided into four according to the innovation
  • Figure 2a shows a cross section along the line Ila-IIa in Figure 1;
  • Figure 2b shows a cross section along the line IIb-IIb in Figure 1;
  • FIG. 3 shows a section from a longitudinal section of a widening mold according to the invention with obliquely running separation planes and
  • FIG. 4 shows a detail from a longitudinal section of a renewal-like widening shape with vertical ones
  • Figure 5 shows a longitudinal section through a device for expanding rotationally symmetrical molded parts according to the prior art.
  • the device shown there according to the prior art for expanding rotationally symmetrical molded parts consists of a two-part expansion mold 1 with the mold halves 2 and 3.
  • the two mold halves 2 and 3 are during the expansion process via the intermediate pieces 4, 5 or the conical intermediate pieces 6, 7 with the help of a clamping bell, not shown, pressed firmly against one another in the radial direction.
  • a clamping bell not shown
  • a counterpart 10 is inserted from one side of the bore 8, which carries on a mandrel 12 a rubber cylinder 14, which is provided with a hole 13 and acts as a pressure medium.
  • a pressure stamp 11 is inserted into the bore 8, which surrounds the mandrel 12 of the counterpart 10 with a bore 15.
  • the mold halves 2 and 3 are moved apart in the radial direction and the pressure ram 11 or the counterpart 10 is moved away from one another in the axial direction, so that the molded part 19 can be removed. Due to the possible misalignment of the two mold halves 2 and 3 with respect to one another, there is a risk that an undesirable accumulation of material may occur at their separation point.
  • the expansion mold 1 consists of two self-contained ring molds 17 and 18 and the mold halves 2 and 3 connecting them, i.e. the expansion mold 1 consists of a total of four individual parts 2, 3, 17 and 18.
  • the mold cavity 9 is designed in such a way that it is delimited on the one hand by the closed end faces of the ring molds 17 and 18 and on the other hand by the inner circumferential surface of the mold parts 2 and 3.
  • the molded part 19 is formed, the end faces 20 and 21 of which, because of the closed ring shapes 17 and 18, have no undesirable accumulation of material, that is to say the end faces 20, 21 are smooth.
  • the expanding mold 1 shown in FIG. 3 is characterized in that a parting plane 22 between the ring molds 17 and 18 and the mold halves 2 and 3 extends obliquely to a central axis 24 of the expanding mold 1. This facilitates the formation of the complete expansion mold 1, since the two mold halves 2 and 3 can only be retracted in the radial direction until they abut against the ring molds 17 and 18.
  • the expansion mold 1 according to FIG. 4 differs from that in FIG. 3 in that the parting plane 22 between the ring molds 17 and 18 and the mold halves 2 and 3 runs perpendicular to the central axis 24 and the parting point of the mold halves 2 and 3 in the region of the smallest diameter of the Molding 19 runs.

Abstract

Eine Vorrichtung zum Aufweiten rotationssymmetrischer Formteile (16), insbesondere Lagerkäfige, mit einer geteilten Aufweitform (1), einem Druckstempel (11) und einem Druckmedium (14) zeichnet sich dadurch aus, daß ein Formhohlraum (9) der Aufweitform (1), gemessen an einem aufgeweiteten Formteil (19), in axialer Richtung mindestens bis in den Bereich von dessen Stirnflächen (20, 21) durch je eine in sich geschlossene Ringform (17, 18) und in radialer Richtung im Bereich von dessen Mantelfläche (23) durch je eine Formhälfte (2, 3) gebildet ist. Durch diese vierteilige Ausbildung der Aufweitform wird erreicht, daß der Formhohlraum im funktionswichtigen Anlaufbereich des Formteiles, das heißt an den Stirnseiten des Wälzlagerkäfigs, in sich geschlossen ist und demzufolge keine Trennstelle und somit keine unerwünschte Materialanhäufung aufweist.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Aufweiten rotationssymmetrischer Fornrteile
Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Aufweiten rotationssym¬ metrischer Formteile, insbesondere Lagerkäfige, mit einer geteilten Aufweitform, einem Druckstempel und einem Druckmedium.
Eine derartige Vorrichtung ist bereits bekannt. Sie besteht aus einer zweiteiligen Aufweitform, deren Formteile von einem konischen Ring während des Formgebungsprozesses fest aneinander gepreßt werden. Ein längsverschiebarer Formstempel preßt einen als Druckmedium verwendeten Gummiring radial nach außen, so daß das als Formrohling eingelegte Blechteil durch diesen in seine gewünschte Endform gedrückt wird. Danach werden die beiden Formhälften auseinandergefahren und das fertiggepreßte Formteil kann entnommen werden (Oehler, Kaiser: Schnitt-, Stanz- und Ziehwerkzeuge, Springer Verlag, Berlin, Heidel¬ berg, New York 1973, Seite 502).
Der Nachteil einer derartigen Vorrichtung besteht darin, daß die Aufweitform zweiteilig ausgebildet ist. Dadurch bedingt, können durch Formversatz beider Formhälften zueinander an der Formtrennstelle am fertiggepreßten Formteil Materialanhäufungen auftreten, die dessen spätere Funktion negativ beeinflussen. So ist beispielsweise denkbar, daß bei Lagerkäfigen diese Materialanhäufung in Form eines scharfkan¬ tigen Grates an den Stirnseiten vorhanden ist und bei Anlauf an den Borden eines Lagerringes Schaden hervorruft. Derartige Materialanhäu¬ fungen müssen daher durch einen zusätzlichen Arbeitsgang beispiels¬ weise Schleifen entfernt werden und verteuern dadurch ein Produkt, welches ein solches Formteil enthält.
Es ist daher Aufgabe der Neuerung eine Aufweitform für Lagerkäfige so zu gestalten, daß Materialanhäufungen an Stellen mit Reibkontakt nicht auftreten. Neuerungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Formhohlraum der Aufweitform, gemessen an einem aufgeweiteten Formteil, in axialer Richtung mindestens bis in den Bereich von dessen Stirnflächen durch je eine in sich geschlossene Ringform und in radialer Richtung im Bereich von dessen Mantelfläche durch je eine Formhälfte gebildet ist.
Durch diese vierteilige Ausbildung der Aufweitform wird erreicht, daß der Formhohlraum im funktionswichtigen Anlaufbereich des Formteiles, das heißt an den Stirnseiten des Wälzlagerkäfigs, in sich geschlossen ist und demzufolge keine Trennstelle und somit keine unerwüschte Materialanhäufung aufweist. Durch die zweiteilige Ausbildung der Aufweitform im Bereich der Mantelfläche des Wälzlagerkäfigs werden Materialanhäufungen in diesen Bereich verlagert. Dort stören sie jedoch nicht, da sie bei wälzkörpergeführten Käfigen nicht in Berüh- rung mit der Außenlaufbahn kommen.
Weist das aufzuweitende Formteil unterschiedliche Durchmesser in seiner Mantelfläche, beispielsweise wie ein M-förmiger Käfig auf, so ist in zweckmäßiger Ausgestaltung der Neuerung vorgesehen, daß eine Trennungsebene zwischen den Ringformen und den Formhälften im Bereich des kleinsten Durchmessers der Mantelfläche des Formteiles angeordnet ist. Mögliche Materialanhäufungen werden durch diese Maßnahme in Rich¬ tung Zentrum des Wälzlagerkäfigs verlegt und gelangen daher auch bei laufbahngeführten Käfigen nicht mit diesen in Berührung.
Auch ist in Weiterbildung der Neuerung vorgesehen, daß die Trennungs¬ ebene zwischen den in sich geschlossenen Ringformen und den Formhälf¬ ten senkrecht oder schräg zur Mittelachse der Aufweitform verläuft. Im ersten Fall wird dadurch die Fertigung der vierteiligen Form erleich- tert und im zweiten Fall läßt sich eine schräg ausgebildete Form vereinfacht zu einem Ganzen zusammenfügen.
Die Neuerung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläu¬ tert. Es zeigen:
Figur 1 ei nen Ausschn i tt aus e i nem Längsschn i tt e i ner neuerungsgemäß viergetei lten Aufweitform; Figur 2a einen Querschnitt entlang der Linie Ila-IIa in Figur 1;
Figur 2b einen Querschnitt entlang der Linie Ilb-IIb in Figur 1;
Figur 3 einen Ausschnitt aus einem Längsschnitt einer neue¬ rungsgemäßen Aufweitform mit schräg verlaufenden Tren¬ nungsebenen und
Figur 4 einen Ausschnitt aus einem Längsschnitt einer neue- rungsge äßen Aufweitform mit senkrecht verlaufenden
Trennungsebenen;
Figur 5 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Aufweiten rotationssymmetrischer Formteile nach dem bisherigen Stand der Technik.
Zur Darstellung des Gesamtzusammenhangs wird zunächst auf Figur 5 verwiesen. Die dort nach dem Stand der Technik dargestellte Vorrich¬ tung zum Aufweiten rotationssymmetrischer Formteile besteht aus einer zweigeteilten Aufweitform 1 mit den Formhälften 2 und 3. Die beiden Formhälften 2 und 3 werden beim AufweitVorgang über die Zwischenstücke 4, 5 bzw. die konischen Zwischenstücke 6, 7 mit Hilfe einer nicht dargestellten Spannglocke in radialer Richtung fest aufeinander ge¬ preßt. Im Zentrum der beiden aufeinander gepreßten Formhälften 2, 3 ist eine Bohrung 8 vorhanden, in deren Wandung ein Formhohlraum 9 eingearbeitet ist. Beim Aufweitvorgang wird von einer Seite der Boh¬ rung 8 ein Gegenstück 10 eingefahren, das auf einem Dorn 12 einen mit einem Loch 13 versehenen als Druckmedium wirkenden Gummizylinder 14 trägt. Von der anderen Seite wird in die Bohrung 8 ein Druckstempel 11 eingefahren, der mit einer Bohrung 15 den Dorn 12 des Gegenstückes 10 umschließt. Beim Aufeinanderzubewegen von Druckstempel 11 und Gegen¬ stück 10 wird der Gummizylinder 14 in axialer Richtung zusammenge¬ preßt, so daß er aufgrund seiner Volumenkonstanz in radialer Richtung ausweichen muß. Dabei drückt er das Formteil 16 in den Formhohlraum 9. Nach dem Aufweiten des Formteiles 16 in die gewünschte Endform werden die Formhälften 2 und 3 in radialer Richtung auseinandergefahren und der Druckstempel 11 bzw. das Gegenstück 10 in axialer Richtung vonein¬ ander wegbewegt, so daß das Formteil 19 entnommen werden kann. Bedingt durch den bereits beschriebenen möglichen Versatz der beiden Formhälften 2 und 3 zueinander ist die Gefahr gegeben, daß an deren Trennstelle eine unerwünschte Materialanhäufung auftreten kann.
Wie aus den Figuren 1, 2a, 2b ersichtlich, besteht die Aufweitform 1 aus je zwei in sich geschlossenen Ringformen 17 und 18 und die sie verbindenden Formhälften 2 und 3, das heißt die Aufweitform 1 besteht aus den insgesamt vier Einzelteilen 2, 3, 17 und 18. Laut Figur 1 ist der Formhohlraum 9 so gestaltet, daß er einerseits durch die in sich geschlossenen Stirnflächen der Ringformen 17 und 18, sowie anderer¬ seits durch die innere Umfangsflache der Formteile 2 und 3 begrenzt wird. Nach dem Aufweiten von Formteil 16 entsteht Formteil 19, dessen Stirnflächen 20 und 21 aufgrund der in sich geschlossenen Ringformen 17 und 18 keine unerwünschte Materialanhäufung aufweisen, das heißt die Stirnflächen 20, 21 sind glatt ausgebildet. Diese unerwünschten Materialanhäufungen können nun zwar aufgrund der Trennstelle der Formhälften 2 und 3 auf der Mantelfläche 23 des M-förmigen Formteiles 19 auftreten, sind dort aber ohne Bedeutung, da sie bei wälzkörperge- führten Käfigen nicht mit der Laufbahn eines Lageraußenringes in Berührung kommen.
Die in Figur 3 dargestellte Aufweitform 1 zeichnet sich dadurch aus, daß eine Trennungsebene 22 zwischen den Ringformen 17 und 18 und den Formhälften 2 und 3 schräg zu einer Mittelachse 24 der Aufweitform 1 verläuft. Dadurch wird der Bildung der kompletten Aufweitform 1 er¬ leichtert, da die beiden Formhälften 2 und 3 in radialer Richtung nur bis zur Anlage an die Ringformen 17 und 18 eingefahren werden können.
Die Aufweitform 1 nach Figur 4 unterscheidet sich von der in Figur 3 dadurch, daß die Trennungsebene 22 zwischen den Ringformen 17 und 18 und den Formhälften 2 und 3 senkrecht zur Mittelachse 24 verläuft und die Trennstelle der Formhälften 2 und 3 im Bereich des kleinsten Durchmessers des Formteiles 19 verläuft.
Dadurch wird erreicht, daß bei einem M-förmigen Formteil 19, das heißt einem durchgekröpften Käfig, die durch die beiden Formhälften 2 und 3 bedingten Materialanhäufungen im Bereich eines Mittelabschnittes 25 und zweier schräg verlaufender Verbindungsabschnitte 26 entstehen, so daß diese auch bei laufbahngeführten Käfigen nicht mit der Laufbahn des Außenringes in Berührung kommen. Mit der Laufbahn des Außenringes kommen nur die seitlichen Abschnitte 27 in Berührung und diese weisen jedoch keine durch Trennstellen bedingte Materialanhäufungen auf.
Bezugszahlenliste
Figure imgf000008_0001

Claims

Schutzansprüche
1. Vorrichtung zum Aufweiten rotationssymmetrischer Formteile (16), insbesondere Lagerkäfige, mit einer geteilten Aufweitform (1), einem Druckstempel (11) und einem Druckmedium (14), dadurch gekennzeichnet, daß ein Formhohlraum (9) der Aufweitform (1), gemessen an einem aufge¬ weiteten Formteil (19), in axialer Richtung mindestens bis in den Bereich von dessen Stirnflächen (20, 21) durch je eine in sich ge¬ schlossene Ringform (17, 18) und in radialer Richtung im Bereich von dessen Mantelfläche (23) durch je eine Formhälfte (2, 3) gebildet ist (Figur 1, 3 und 4).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennungsebene (22) zwischen den Ringformen (17, 18) und den Formhälf¬ ten (2, 3) im Bereich des kleinsten Durchmessers der Mantelfläche (23) des Formteiles (19) angeordnet ist (Figur 4).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennungsebene (22) zwischen den Ringformen (17, 18) und den Formhälf¬ ten (2, 3) senkrecht oder schräg zu einer Mittelachse (24) der Auf¬ weitform (1) verläuft (Figur 4 und 3).
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