Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Freischneiden der Öffnungen eines ringförmigen Wälzkörperkäfigs.

Wälzkörperkäfige, insbesondere für Gelenkwellen, werden vielfach aus einem rohrförmigen Ausgangsmaterial aus Metall hergestellt. Von dem rohrförmigen Ausgangsmaterial wird ein Ring geeigneter Breite abgetrennt und durch geeignete Umformverfahren in die gewünschte Form gebracht. Anschließend werden die Öffnungen zur Aufnahme der Wälzkörper mit Hilfe einer Schneidvorrichtung, die im Wesentlichen aus einer Matrize und einem Stempel besteht, nacheinander freigeschnitten. Dieser Vorgang ist zeitaufwendig, da die Vorrichtung nach jedem Schnitt geöffnet und der Käfigrohling um den Teilungsabstand der Öffnungen weitergedreht und dann neu gespannt werden muss. Diese Vorgehensweise hat weiterhin den Nachteil, dass der Teilungsabstand der Öffnungen, d.h. der Winkelabstand der Öffnungsmitten voneinander, nicht mit der gewünschten Genauigkeit eingehalten werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Freischneiden der Öffnungen eines Wälzkörperkäfigs anzugeben, welches sich durch geringeren Aufwand und große Genauigkeit auszeichnet. Weiterhin ist es Ziel der Erfindung, eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren und die in Anspruch 2 angegebene Vorrichtung gelöst.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der ringförmige Käfigrohling in einer drehbaren Matrize festgespannt, die den Käfigrohling von außen umgibt und in der Anzahl der freizuschneidenden Öffnungen radiale Durchbrüche hat, anschließend wird mit einem innerhalb des Käfigrohlings einem Durchbruch der Matrize gegenüberliegend angeordneten Stempel eine Öffnung freigeschnitten, nach Zurückfahren des Stempels die Matrize mit dem darin festgespannten Käfigrohling um den Teilungsabstand der Durchbrüche weitergedreht, die nächste Öffnung geschnitten und in dieser Weise fortgefahren, bis alle Öffnungen des Wälzkörperkäfigs freigeschnitten sind.

Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, dass der Käfigrohling während des gesamten Schneidprozesses eingespannt bleibt und nicht nach jedem Schnitt umgespannt werden muss. Hierdurch werden die Genauigkeit beeinträchtigende Fehler beim Umspannen vermieden und der Zeitaufwand für das Umspannen entfällt. Das Drehen der Matrize ist einfach durchführbar, und durch fest vorgegebene positionsgenaue Arretierungen der Matrize in den einzelnen Schneidstellungen lässt sich der Teilungsabstand der Öffnungen mit hoher Genauigkeit einhalten.

Die Vorrichtung nach der Erfindung umfasst eine ringförmige Matrize mit einer zentralen Öffnung, in der ein ringförmiger Käfigrohling festspannbar ist, wobei die Matrize um ihre zentrale Achse drehbar gelagert ist und in der Anzahl der freizuschneidenden Öffnungen radiale Durchbrüche hat, die in regelmäßigem Abstand voneinander angeordnet sind. Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen Schneidstempel, der an einem sich durch die Öffnung der Matrize und den eingespannten Käfigrohling erstreckenden, radial bewegbaren Führungskörper angeordnet ist, wobei die Matrize jedem Durchbruch zugeordnete positionsgenaue Arretierungsmittel aufweist, durch die sie in den Stellungen arretierbar ist, in denen ein Durchbruch koaxial zum Stempel ausgerichtet ist.

Die Matrize ist vorzugsweise in einer insbesondere mittigen Radialebene geteilt, und beide Matrizenhälften sind unabhängig voneinander in Lagerkörpern drehbar gelagert. Einer der Lagerkörper ist vorteilhaft in einer Säulenführung in Richtung der Drehachse der Matrize bewegbar gelagert und mit Hilfe von Hubzylindern zwischen einer Spannstellung und einer Zuführ- und Entnahmestellung hin und her bewegbar. Der Führungskörper kann dieser auf der der Matrize abgekehrten Seite des Lagerkörpers an einer beweglichen Säulenführung gelagert sein. Weiterhin können an dem Führungskörper Druckfedern abgestützt sein, durch die der Führungskörper nach Beendigung eines Schneidvorgangs in die Ausgangsstellung zurückbewegt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen

1 eine perspektivische Ansicht einer Schneidvorrichtung nach der Erfindung in geöffneter Stellung,

2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 1,

3 einen Längsschnitt der Vorrichtung gemäß 1 und

4 einen Querschnitt der Vorrichtung gemäß 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung umfasst eine Grundplatte 1 und eine Betätigungsplatte 2, die durch zwei längsbewegliche Säulenführungen 3, 4 parallel verschiebbar miteinander verbunden sind. Auf der Grundplatte 1 ist ein erster Lagerkörper 5 befestigt, der ein Drehlager für ein ringförmiges Matrizenteil 6 bildet. Das Matrizenteil 6 ist um eine zur Grundplatte 1 parallele Drehachse an dem Lagerkörper 5 drehbar gelagert und auf seiner dem Lagerkörper 5 zugekehrten Rückseite mit einer ebenen Ringfläche an dem Lagerkörper 5 abgestützt. Auf der dem Lagerkörper 5 abgekehrten Vorderseite weist das Matrizenteil 6 eine ebene Stirnfläche 7 und darin in regelmäßigen Abständen eingetiefte Durchbruchabschnitte 8 auf, die sich radial erstrecken. Die Bohrung 9 des Matrizenteils 6 ist in dem an die Durchbruchabschnitte 8 angrenzenden Bereich mit einer Ringausnehmung versehen, die zur Aufnahme und Zentrierung einer Seite eines freizuschneidenden Käfigrohlings 10 dient.

Dem ersten Lagerkörper 5 gegenüberliegend ist ein zweiter Lagerkörper 11 angeordnet, der ein Drehlager für ein zweites Matrizenteil 12 bildet. Das Matrizenteil 12 ist koaxial zum Matrizenteil 6 angeordnet und wie dieses drehbar. Der Lagerkörper 11 ist mittels zweier Säulenführungen 13, 14, die sich parallel zur Drehachse der Matrizenteile 6, 12 erstrecken und an dem Lagerkörper 5 befestigt sind, relativ zum Lagerkörper 5 bewegbar geführt. Mit seiner Bodenfläche gleitet der Lagerkörper 11 auf in die Grundplatte 1 eingelassenen Gleitelementen. Zum Bewegen des Lagerkörpers 11 sind an der Grundplatte 1 zwei Hubzylinder 15, 16 befestigt, deren Kolbenstangen mit dem Lagerkörper 11 verbunden sind.

Das Matrizenteil 12 ist auf der dem Matrizenteil zugekehrten Seite mit einer Ringausnehmung 17 zur Lagerung und Zentrierung des Käfigrohlings 10 und mit Durchbruchabschnitten 18 versehen, die spiegelbildlich zu den Durchbruchabschnitten 8 ausgebildet sind. An die Ringausnehmung 17 schließt sich ein Bohrungsabschnitt an, der zur Aufnahme eines Endes 19 eines Führungskörpers 20 bestimmt ist. In den Bohrungsabschnitt münden radiale Schlitze 21, die in der rückseitigen Stirnfläche des Matrizenteils 12 ausgebildet sind und zur Aufnahme eines Stößels 22 dienen. Das Matrizenteil 12 ist mit einem Teilungskörper 23 drehfest verbunden, der in regelmäßigen Abständen, den Durchbruchabschnitten 18 zugeordnete Aussparungen 24 hat, in die eine lösbare Positioniersperre 25 einrastet. Hierdurch kann der Matrizenteil 12 jeweils in einer Stellung an dem Lagerkörper 11 arretiert werden, in der ein Durchbruchabschnitt 18 senkrecht zur Grundplatte 1 ausgerichtet ist. Der Matrizenteil 12 weist weiterhin aus seiner Stirnfläche hervorragende Zentrierstifte 26 auf, die mit Zentrieröffnungen in der Stirnfläche 7 des Matrizenteil 6 zusammenwirken. Hierdurch lassen sich die beiden Matrizenteile 6, 12 so zueinander ausrichten, dass ihre Durchbruchabschnitte 8, 18 exakt miteinander zur Deckung gelangen und ununterbrochene Durchbrüche bilden, wenn die Matrizenteile 6, 12 mit ihren Stirnflächen in Kontakt gebracht werden.

Der Führungskörper 20 ist auf der dem Matrizenteil 6 entgegengesetzten Seite des Lagerkörpers 5 in einer Säulenführung 28 senkrecht zur Grundplatte 1 bewegbar gelagert und an vorgespannten Druckfedern abgestützt, die zwischen der Grundplatte 1 und dem Führungskörper 20 angeordnet sind. Das verjüngte Ende 19 des Führungskörpers 20 erstreckt sich durch die Bohrungen beider Matrizenteile 6, 12, wenn diese miteinander in Kontakt gebracht sind, und durch die Bohrung des Käfigrohlings 10. Innerhalb des Käfigrohlings 10 und in koaxialer Ausrichtung zu senkrecht zur Grundplatte 1 positionierten und miteinander verbundenen Durchbruchsabschnitten 8, 18 ist an dem Ende 19 ein Schneidstempel 29 befestigt, der zum Freischneiden der Öffnungen im Käfigrohling 10 dient. Auf der dem Schneidstempel 29 abgekehrten Außenseite liegen die zusammengefahrenen Matrizenteile 6, 12 auf einem Stützkörper 30 auf, der die auf die Matrizenteile 6, 12 einwirkende Schnittkraft zusätzlich an der Grundplatte 1 abstützt. Öffnungen 31, 32 in dem Stützkörper 30 und der Grundplatte 1 dienen zur Entfernung der beim Schneidvorgang herausgetrennten Abfallstücke.

Zum Freischneiden der Öffnungen eines Käfigrohlings wird dieser in der gezeigten Offenstellung der Vorrichtung in das Matrizenteil 6 eingelegt. Anschließend wird durch Betätigung der Hubzylinder 15, 16 der Lagerkörper 11 an den Lagerkörper 5 heranbewegt und das Matrizenteil 12 mit seiner Stirnfläche fest an die Stirnfläche 7 des Matrizenteils 6 angedrückt. In dieser Stellung ist der Käfigrohling 10 fest zwischen den Matrizenteilen 6, 12 eingespannt und die Matrizenteile sind durch die Zentrierstifte 26 zueinander ausgerichtet und drehfest miteinander verbunden. Durch die eingerastete Positioniersperre 25 sind die Matrizenteile 6, 12 in einer Stellung gehalten, in der jeweils ein Durchbruchabschnitt 8, 18 senkrecht nach unten zeigt. In dieser Stellung befindet sich außerdem der Lagerkörper 11 mit dem Matrizenteil 12 derart unterhalb des Stößels 22, dass dieser durch eine Öffnung 34 im Lagerkörper 11 in den oben liegenden Schlitz 21 des Matrizenteils 12 eindringen kann. An der Betätigungsplatte 2 angeordnete Sicherungsklötze 35, die sich in der gezeigten Offenstellung über den seitlichen Enden des Lagerkörpers 11 befinden, liegen jetzt hinter dem an den Lagerkörper 5 herangeschobenen Lagerkörper 11, so dass die Betätigungsplatte 2 nach unten in Richtung auf die Grundplatte 1 bewegt werden kann. Zum Bewegen der Betätigungsplatte 2, die durch nicht dargestellte Federn in der in der Zeichnung gezeigten Position gehalten wird, dient beispielsweise eine hydraulische Presse. Diese bewegt die Betätigungsplatte 2 zunächst so weit nach unten, bis ein an ihr angeordneter Druckkörper 36 in Kontakt mit dem Führungskörper 20 und der Stößel 22 in Kontakt mit dem Ende 19 des Führungskörpers 20 gelangt. Die an der Betätigungsplatte 2 ausgeübte Presskraft wird somit auf beide Enden des Führungskörpers 20 übertragen. Im weiteren Verlauf der nach unten gerichteten Bewegung der Betätigungsplatte 2 dringt der an dem Führungskörper 20 angeordnete Schneidstempel 29 in den Käfigrohling 10 ein und schneidet die erste Öffnung frei. Das herausgetrennten Abfallstück fällt durch die Öffnungen 31, 32 nach unten.

Nach Beendigung dieses Schnittvorgangs wird die Presse in die Ausgangslage zurückgefahren, wodurch der Führungskörper 20 mit Hilfe der an ihm abgestützten Druckfedern in die in der Zeichnung dargestellt Lage zurückkehrt. Anschließend wird die Positioniersperre 25 gelöst, und die Matrizenteile 6, 12 werden entweder von Hand oder mittels eines geeigneten Antriebs um eine Teilung weitergedreht, so dass die Positioniersperre 25 wieder einrastet. Der Schnittvorgang wird nun durch Betätigen der Presse wiederholt. Der beschriebene Ablauf wird dann so oft wiederholt, bis alle Öffnungen im Käfigrohling freigeschnitten sind. Anschließend wird die Vorrichtung in die in der Zeichnung dargestellte Offenstellung zurückbewegt, so dass der freigeschnittene Wälzkörperkäfig entnommen und ein neuer Käfigrohling eingelegt werden kann.