CN105722640A - 用于磨削弹簧端部的方法以及弹簧端部磨削机 - Google Patents

Abstract

一种在使用数字控制的弹簧端部磨削机（100）的情况下的用于磨削螺旋压力弹簧的弹簧端部的方法，该弹簧端部磨削机具有磨削单元（120）、负载单元（150）以及用于控制负载单元（150）与磨削单元的控制单元（160）。磨削单元（120）具有带有两个同轴地能够转动的磨削片（130、140）的磨削片副，在所述磨削片之间在机器的运行中形成了磨削空间（135）。负载单元（150）具有至少一个基本上轴线平行地与磨削片（130、140）能够转动的负载盘（160、170），该负载盘具有用于容纳每一个螺旋压力弹簧（F）的多个轴向外侧的弹簧容纳部（166）。在磨削操作期间，容纳在弹簧容纳部（166）中的螺旋压力弹簧（F）通过负载盘（160、170）的转动接连地输送通过在转动的磨削片（130、140）之间的磨削空间，并且在此位于磨削空间中的螺旋压力弹簧（F）的相应两个弹簧端部同时由磨削进行加工。所述方法的特征在于，在磨削操作期间在至少一个螺旋压力弹簧（F）上通过温度测量求取代表温度的温度信号。优选地，弹簧端部磨削机（100）的控制依据温度信号来进行。在一个实施方式中，温度测量借助于热成像相机（190）来执行。温度测量机构（190）布置在用于冷却空气的属于冷却机构的供入通道（200）中和/或通过供入通道（200）产生的冷却气流中。

Description

用于磨削弹簧端部的方法以及弹簧端部磨削机

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的用于磨削螺旋压力弹簧的弹簧端部的方法，以及涉及一种按照权利要求14的前序部分的尤其适合于执行所述方法的弹簧端部磨削机。

背景技术

螺旋压力弹簧是机器元件，在大量的应用领域中、在较大的件数和不同的设计方案中需要所述机器元件。螺旋压力弹簧例如作为承载弹簧或阀弹簧在较大的量中在汽车制造中被需要。螺旋压力弹簧能够描述为螺旋的或卷绕的、由带有在螺旋之间的间距的丝线形成的压力弹簧。

在常规的使用中，对螺旋压力弹簧的保险的功能而言尤其有意义的是弹簧端部、也就是说螺旋压力弹簧的两个轴向的端部区域。弹簧端部用于将弹簧力传递到连接体上并且通常如此地构造，使得在每个弹簧部位中引起尽可能轴向的弹簧压缩。弹簧端部磨削、即借助于磨削的弹簧端部的磨除材料的加工就此而论贡献于，在弹簧端部上与弹簧轴线垂直地提供用于连接体的足够的安装面。

弹簧端部磨削是用于制造由冷成形的丝线形成的螺旋压力弹簧的工艺链的一部分。这种工艺链包括许多其它的制造步骤，所述制造步骤最终导致能够装入的螺旋压力弹簧。仅当在不同的工艺级中实现了合理的制造工艺时，螺旋压力弹簧的经济的制造是可能的。在此，对弹簧端部磨削而言尤其有意义，因为对螺旋压力弹簧而言，所产生的制造成本的一大部分落在这种工作过程上。由此进行明显的努力，如此地优化弹簧端部磨削的工艺，使得能够以较高的生产率制造螺旋弹簧端部，而不损害所制造的产品的质量。

对弹簧端部磨削而言，在许多区域中利用未张紧的弹簧执行双侧平面磨削方法。使用旋转工具的磨削公知地指的是带有几何上不确定的刀的切削的制造方法。按照有待生成的面（平面）的类型/有待磨削的面（两个）的数量、主要处于作用中的磨削片（侧面）的部分和方法（磨削）设定双侧平面磨削工艺的名称。这种方法的特殊性是螺旋压力弹簧本身施加磨削压力的事实。

对双侧平面磨削方法合适的数字控制的弹簧端部磨削机具有磨削单元、负载单元和用于控制负载单元和磨削单元的控制单元。磨削单元具有带有两个能够转动的磨削片的磨削片副，该磨削片的转动轴线一般情况下彼此同轴地布置或者稍微彼此倾斜。在磨削片的彼此朝向的侧面之间形成了磨削空间。负载单元具有至少一个或多或少轴线平行地与磨削片能够转动的负载盘，该负载盘具有多个用于容纳每一个螺旋弹簧的多个轴向外侧的弹簧容纳部。容纳在弹簧容纳部中的螺旋压力弹簧的弹簧轴线在此应该尽可能平行于负载单元的转动轴线，并且由此垂直于磨削片的磨削的侧面。

在磨削片的轴线和负载盘的转动轴线之间存在在磨削操作的情况下的间距。在磨削操作期间，容纳在负载盘的弹簧容纳部中的螺旋压力弹簧通过负载盘的转动接连地输送通过在转动的磨削片之间的磨削空间。在此，位于磨削空间中的螺旋压力弹簧的相应的两个弹簧端部同时通过磨削加工。

在负载盘的转动中心和磨削片中心之间的间距在此确定了磨削道的位置。磨削道或者轨迹描述了在磨削片上的螺旋压力弹簧在负载盘的转动中所走过的路径。轨迹、磨削速度、负载盘转速以及磨削压力共同地确定了能够获得的磨削功率。

考虑到较高的生产率，通常所追求的是，获得尽可能高的磨削功率、即单位时间的尽可能高的磨除。但是，磨削功率由所允许的弹簧材料的温度和磨削片的功率限制。如果弹簧材料过热，则能够导致材料变化，该材料变化负面地影响之后的弹簧特性和/或材料的强度。因此，应按照可行方案避免材料过热。

几种方法设置了借助于相应的冷却机构的磨削空间和/或负载盘的主动的冷却。在磨削空间冷却中，例如将新鲜空气直接通入磨削空间中，带有的目标是，冷却螺旋压力弹簧、切屑和磨削颗粒，导出摩擦热并且空出切削空间。相应的冷却机构具有用于冷却空气的一个或多个供入通道，该供入通道汇入磨削空间中。在负载盘冷却中，将冷却空气通入螺旋压力弹簧中。相应的冷却机构具有用于冷却空气的一个或多个供入通道，该供入通道在螺旋弹簧的运动道的附近靠近于负载盘地汇入。在此的目标是，通过以下方式提高单位的磨除能力，即使得螺旋压力弹簧的温度在工艺中尽可能恒定并且足够低地保持。

日本的专利申请JP2009-279709A描述了用于双侧平面磨削的弹簧端部磨削机，其中直接除了磨削片之外在磨削空间的外部安装了两个彼此平行的冷却板，该冷却板的彼此朝向的端面基本上位于彼此朝向的磨削片的侧面的延长中。借助于贯通传导的冷却流体所冷却的冷却板限定了位于冷却板之间的空间，在该空间中螺旋压力弹簧在负载盘的转动的情况下运动，只要螺旋压力弹簧离开磨削空间。在此，弹簧端部位于与冷却板的接触中。以这种方式，在磨削操作期间的弹簧端部的接触冷却是可能的。

发明内容

本发明的任务是，提供用于磨削螺旋压力弹簧的弹簧端部的方法以及为执行所述方式合适的弹簧端部磨削机，该弹簧端部磨削机能够利用较高的生产率持续地较少保养地工作并且同时提供针对所加工的螺旋压力弹簧的过热的较高的安全性。

为了解决这种任务，本发明提供带有权利要求1的特征的方法。此外，提供带有权利要求14的特征的弹簧端部磨削机。

在从属权利要求中说明有利的改型方案。全部的权利要求的字句通过参照说明书的内容作出。

所属类型的根据本发明的方法的特征在于，在磨削操作期间在至少一个螺旋压力弹簧上通过温度测量求取代表温度的温度信号，并且弹簧端部磨削机的控制依据所述温度信号进行。说明语“在磨削操作期间”在此涉及在磨削操作的开始和结束之间的时间间隔，其中当螺旋压力弹簧第一次进入磨削空间中时，磨削操作开始，并且当获得了所追求的磨除并且将最后的螺旋压力弹簧从磨削空间中移动出去时，磨削操作结束。由此在磨削操作期间执行在螺旋压力弹簧上的温度监控。因为温度测量在磨削操作期间、即“在工艺中”执行，则较快的与温度有关的磨削工艺的控制是可能的。弹簧端部磨削机因而在需要时能够依据温度信号得到控制。在优选的实施方式中设置（但是不是必须）这样的控制。

磨削工艺能够由此在需要时在磨除功率的上部的功率极限上运行，其中还可靠地避免了过热。通过直接的温度监控能够省去的是，利用针对弹簧材料的过热的不必要的较高的安全性来工作，所述安全性不必要地局限了磨削工艺的功率。能够有可能省去繁琐的冷却措施。

用于执行所述方法的合适的弹簧端部磨削机具有带有至少一个温度测量机构的温度测量系统，该温度测量机构设定用于，在在至少一个螺旋压力弹簧上的磨削操作期间求取代表温度的温度信号并且发出该温度信号以用于进一步处理，从而弹簧端部磨削机在需要时能够依据温度信号得到控制。

温度测量机构布置在用于冷却空气的供入通道和/或通过供入通道产生的冷却气流中。供入通道将冷却空气从压力侧利用通风机引导至在磨削片和/或负载盘的附近的供入通道的汇入区域，以便将位于冷却气流中的组件进行冷却。温度测量机构位于较强或较弱设定的冷却气流内并且能够由此冷却或者说温度稳定。此外，气流将温度测量机构在由能够损害温度测量机构的功能的火花飞溅和/或其它的加工产品引起的脏污或损伤前进行保护。

优选地，温度测量机构位于供入通道之内，从而温度测量贯穿汇入区域地进行。也可能的是将温度测量机构布置在供入通道之外，即在汇入开口的另外一侧，但是却在所定向的冷却气流的区域中。

因为弹簧端部在磨削时比靠近弹簧中部的区域更强地加热，则温度优选地尽可能靠近（至少）一个弹簧端部地求取，例如在连接至弹簧端部的第一螺旋的区域中。在此，尤其可靠的是直接在由磨削加工的端面上测量。

温度测量优选地无接触地通过获取和评定所发出的热辐射而进行。对此，能够例如使用高温计或热成像相机作为温度测量机构。（至少）一个热成像相机（线阵相机或面阵相机）的使用提供了位置解析的温度测量的额外的优点，在该温度测量中，能够同时或在时间上偏移地在两个或多个以间距彼此存在的、在一个螺旋压力弹簧或在多个不同的螺旋弹簧上的测量位置上测量。

在具有用于热辐射的进入窗的光学的温度测量机构中，在冷却气流中的布置表明为尤其有用，因为在没有相应的保护措施的情况下或者在不利的布置中，进入窗能够被污染和/或通过火花的燃烧而损坏，从而能够损害测量准确性。

优选地，至少一个磨削参数的自动的调节依据弹簧温度或者说代表该弹簧温度的温度信号来进行。对此，在优选的实施方式中，温度测量机构电线连接或者无线地连接至控制单元以用于信号传输，并且在控制单元中控制程序是激活的，该控制程序配置用于处理温度信号或者从中导出的信号，其中控制单元依据温度信号在磨削操作期间改变磨削单元和/或负载单元的至少一个运行参数。例如负载盘的转动速度和两个磨削片的转动速度能够属于能够改变的运行参数，所述运行参数优选能够彼此无关地改变。如果弹簧端部磨削机设定用于进给磨削，则能够作为替代方案或附加方案也将向着其它的磨削片能够进给的磨削片的进给依据温度信号进行控制。

作为替代方案，也可能的是半自动的调节，其中操作者被考虑在调节工艺内。这一点能够例如通过以下方式进行，即如果温度信号显示螺旋压力弹簧的暖化超过了还作为不危险地适用的阈值，基于温度信号就激活显示机构、例如光学的显示机构和/或声学的显示机构。由此，为操作者给定的可行方案是，通过磨削单元和/或负载单元的运行参数的改变而作用到磨削工艺中，以便避免螺旋压力弹簧的过热。

与温度有关的控制或者说调节能够在穿行方法和进给方法中使用。公知地，如果磨削片在磨削操作期间不被进给并且最终尺寸在穿过磨削空间的穿行中被达到，则指的是穿行磨削。不同地，在进给磨削中进行磨削片的进给运动，以便将螺旋压力弹簧磨削至最终尺寸。在此，它能够例如指的是与磨削力成比例的恒定的或有节拍的进给运动，该进给运动借助于电子的调节产生。

如果弹簧端部磨削机设定用于进给磨削的工艺并且在进给方法中运行，便得到了特别的优点。在进给磨削中，在磨削操作期间，至少一个磨削片利用由控制单元预先设定的进给速度向着其它的磨削片进给。在此可能的是，依据温度信号来控制进给速度，即执行进给速度的与温度有关的调节。

在一些实施方式中通过以下方式达到了尤其高的生产率，即所述进给利用预先设定的、在可能的情况下能够由操作者设定的最大进给速度来进行，直到达到与螺旋压力弹簧的类型和其它的工艺参数有关的开关点，在该开关点处，温度除了能够预先设定的温度差之外已接近至预先设定的极限温度。在这里，将弹簧材料的温度视为“极限温度”，在超过该温度时，以温度为条件的材料损坏便不再能够可靠地排除。磨削工艺因此应按照可行方案如此地进行，使得不达到极限温度。有可能通过在控制部上输入的能够设定的、可以说代表与极限温度的安全间距的温度差的用处便在于此。在这种方法变型中，由此能够如此久地利用能够预先设定的最大的进给速度和由此利用最大的磨除功率来磨削，只要由此螺旋压力弹簧的弹簧端部的温度不是过于靠近地上升至极限温度。

在达到开关点之后，于是如此程度地降低进给速度，使得即便在之后也不超过极限温度。尤其，在达到开关点之后能够如此控制进给速度，使得与极限温度的温度差基本上保持不变。在该情况中，能够由此此外利用最佳的进给速度始终在工艺的功率极限的附近运行，但是是在考虑到过热的危险情况下的较安全的侧面上。

一般表述地，能够对磨削操作而言，依据弹簧材料和弹簧的特性预先设定极限温度，该极限温度对应恰好还能够忍受的最大温度，并且能够如此地执行所述控制，使得螺旋压力弹簧的温度绝不能在磨削期间超过预先设定的极限温度。有可能的是，能够允许在磨削操作的开始阶段的例外，如果确保了有可能过热的区域在磨削操作的进一步运行中还足够强度地被磨除，从而完成的产品不含有有可能由于过热而损坏的区段。

虽然理论上可能的是，在磨削作用期间、即在螺旋压力弹簧位于磨削空间之内期间测量螺旋压力弹簧的温度，但是优选的是，在磨削空间之外求取温度信号。这一点实现了在机构上相对简单的解决方案，该解决方案还具有的优点是，通过磨削工艺不直接损害温度测量。

在一些实施方式中通过以下方式实现尤其可靠的控制工艺，即在螺旋压力弹簧上的温度信号的求取直接在螺旋弹簧从磨削空间中出来之后进行。在磨削操作期间，螺旋压力弹簧通常多次在圆弧状的磨削道上输送通过磨削空间。由此得到了在磨削阶段（在该磨削阶段中，螺旋压力弹簧位于磨削片之间并且磨削其弹簧端部）和无干预的绕行阶段（该绕行阶段以从磨削空间中的出来而开始并且以螺旋压力弹簧重新进入磨削空间而终止）之间的变换。优选地，温度信号的求取因此在无干预的绕行阶段的起始处出现，即在在此期间的冷却阶段的开始处。因为在该情况中，螺旋压力弹簧在磨削加工和测量点之间不能够或仅能够很少地冷却，则温度信号能够视为对在磨削作用期间最大达到的温度是代表性的，其中或许得到与实际上达到的最大温度的较小的恒定的差。由此，所述调节是尤其过程可靠的。

同样可能的是，在无干预的绕行的至少两个部位上测量，例如一方面直接在从磨削空间出来之后，并且另一方面直接在进入磨削空间之前。由此能够对于所给定的参数例如进给、转速、有可能弹簧参数或诸如此类的来获取从磨削工艺中得到的或者说对当前的磨削工艺而言表征的温度下降，并且例如通过温度差来定量该温度下降。由此，能够获取在磨削空间之外的环境或者说冷却的影响，并且在控制中考虑。由此能够获得学习的过程。

在很多情况中，负载盘具有两个、三个或多个在同心环中布置的弹簧容纳部，从而每个单位时间能够磨削较大数量的螺旋压力弹簧。如果配备了弹簧容纳部，则螺旋压力弹簧布置在与负载盘的转动轴线的不同的径向间距中。在一个方法变型中设置的是，对至少两个径向的间距而言，独立的温度信号得以获取并且共同地处理。如果在两个、三个或多个不同的径向位置中测量了温度，则能够例如通过温度差识别在径向上的磨削片的不均匀的磨损。由此，例如确定了用于磨削片的修整的最佳时刻，当温差超过了预先确定的差值时，就例如能够达到该时刻。

在一个改型方案中，基于独立的温度信号求取用于磨削片的径向的修整轮廓的数据和/或基于独立的温度信号分析磨削片的磨损状态。由此能够获得始终相同的较好的磨削结果。通过这些措施能够考虑的是，磨削片通常在径向上不均匀地磨损。作为结果，通常较近地在磨削片的较外部的外周上磨削的螺旋压力弹簧的温度小于较近地在磨削片的转动中心上运行通过的螺旋压力弹簧的温度。这种不均匀性能够通过修整减小或者说消除。

在一个方法变型中，直接在修整之后再次在径向不同的位置上获取温度。由此，监控修整器的改变并且能够确定用于更换修整器的最佳的时刻。

温度测量机构能够按照不同的原理工作。在一些实施方式中，设置了至少一个平面测量的温度传感器，例如以红外相机或者说热成像相机的形式。在其成像区中，能够有可能定义两个或多个测量区域，从而能够同时测量在一个螺旋压力弹簧的不同的部位上也或者在不同的螺旋压力弹簧上的温度。同样可能的是，使用一个或多个点状地测量的温度传感器。

在弹簧端部磨削机的一些实施方式中，设置了能够移动的保护挡板，该保护挡板能够例如拱形地和/或弯曲地设计并且在其运行部位中向着负载盘的自由敞露的部分的方向闭合磨削空间。优选地，将温度测量机构安装在保护挡板的背离于磨削片的侧面上。由此，温度测量能够直接在螺旋压力弹簧从磨削空间中出来之后进行。同时确保的是，温度测量不受到有可能直接的火花飞溅的干扰。

冷却机构能够具有用于冷却空气的供入通道，该供入通道在负载盘的上方、磨削空间之外汇入。温度测量机构、例如热相机能够布置在供入通道的内部。

所述方法和所述装置的一个改型方案考虑的是，在磨削参数的改变和由此产生的或者说由此引起的螺旋弹簧的温度的改变之间给定了与时间有关的函数方面的关系（也就是说时间函数），该关系此外能够与磨削条件（例如转速、进给速度、磨削片的类型）、与为螺旋压力弹簧所使用的丝线、与弹簧形状和其它的参数有关。在考虑这些关系的情况下，更为精准的和还要更为高效的方法实施是可能的。对此能够设置的是，在控制单元的储存器中储存或者说储存了参考磨削操作数据，该参考磨削操作数据代表在磨削参数的改变和螺旋压力弹簧的温度的与此相关的改变之间的至少一个与时间有关的函数关系，其中磨削工艺在考虑参考磨削操作数据的情况下得到控制。由此，磨削操作的预测（预估）的调节是可能的。

为了获得尤其实际的和可靠的参考磨削操作数据，优选地在为生产工艺设置的磨削操作之前执行至少一个参考磨削操作，以用于求取参考磨削操作数据。由此以试验方式求取所述参考磨削操作数据。基本地同样可能的是，基于合适的模型以理论的方式求取参考磨削操作数据。优选地，所获得的数据也应该在该情况中借助于实验检查并且有可能被精细化。

在参考磨削操作中，改变典型的参数、例如进给速度和/或切削速度（Schnittgeschwindigkeit），并且测量这些参数的改变对螺旋压力弹簧的温度的时间上的和/或价值方面的影响。从这样所获得的参考磨削操作数据中能够导出规则和/或式子，控制单元从它们中能够例如导出的是，在哪个时刻以何种方式必须进行修正，由此能够在磨削操作期间保险地避免超过可靠的最大温度。

例如能够是，在磨削操作中很快速地、也就是说以较高的进给速度来进给能够进给的磨削片，从而所磨削的弹簧的温度急剧地升高。在没有预测的调节的情况下，如果达到了预先设定的可靠的最大温度，于是例如就能够停止所述进给。但是螺旋压力弹簧也许还被预紧，从而螺旋压力弹簧会进一步加热。由此，在该情况中有利的是，提早就已经降低进给速度。正确的时刻能够基于参考磨削操作数据来设定。为了快速地降低预紧，能够有可能甚至必要的是，将进给运行到负的区域。借助于一个或多个参考磨削操作或者说磨削试验，能够求取用于进给速度的改变的开始以及还有用于改变的范围的最佳的时刻，以便避免温度的“过分冲高”。

在带有磨削空间冷却和/或带有负载盘冷却的弹簧端部磨削机中，正如提到的那样，典型地设置一个或多个通风机，该通风机通过合适的线路或者说供入通道将空气通入有待冷却的区域中。这些冷却的措施通常仅带来了与足够的抽吸功率相结合的所期望的气流以及冷却效应。这里，将抽吸理解为将以工艺为条件产生的组件从机器的工作范围中去除。所抽吸的例如是金属的切屑和金属颗粒、磨削剂磨屑、工艺热和火花以及有机的和无机的润滑剂。对此，通常抽吸通风机设有显著的抽吸功率。在优选的实施方式中，能够基于温度测量实现进入磨削机中的空气进入和/或抽吸的优化，办法是：用于空气供入和/或用于空气的抽吸的通风机的控制依据温度测量的温度信号来进行。当前的通风功率能够视为弹簧端部磨削机的其它的运行参数。以这种方式，通风机和所述抽吸能够在功率需求和效率方面得到优化。

由此，此外能够考虑的是，例如在不同高度的螺旋压力弹簧和/或负载盘的不同的填充度中，存在对抽吸和通入的不同的需要。通风功率能够相应地调节到在其最大的通风功率之下的值上，从而在同时避免螺旋压力弹簧的过热的情况下确保了能量高效的运行。在一个方法变型中，在磨削操作的开始处，还以用于通入和/或抽吸的最大的通风功率开始。之后，通风功率按照能够预先设定的时间计划表逐步地或者连续地降低并且对螺旋弹簧温度的作用得到监控。以这种方式检查的是，是否使用通风机是根本必要的，或者说通风机能够以哪个（低于最大功率的）功率工作，以便确保无故障的运行。由此，弹簧端部磨削机的能量消耗的显著的降低是可能的。磨削参数的调节能够基于由温度测量值和用于磨削片的扭矩的值的组合来进行。

这些和其它的特征除了从权利要求中也从说明书和附图中得到，其中单个的特征相应地独自地或几个地以子组合的形式在本发明的一个实施方式中和在其它的领域上得到实现并且呈现为有利的以及能够保护自己的实施方案。实施例被展示在附图中并且在下文中被具体地描述。

附图说明

图1示出了按照本发明的一个实施方式的弹簧端部磨削机的示意侧视图;

图2在透视图中示出了图1中的弹簧端部磨削机的具体情况;

图3示出了在磨削操作期间的磨削片和负载盘的区域的示意侧视图;

图4示出了在磨削操作期间的磨削片和负载盘的区域的示意俯视图;

图5示出了对于新近修整的磨削片（图5A）和对于径向不均匀磨损的磨削片（图5B），在螺旋压力弹簧与负载盘的转动中心的不同的径向间距的情况下，螺旋压力弹簧的温度与磨削时间的相关性的图表;

图6示出了在传统的磨削操作中和在按照本发明的一个实施方式的温度受到调节的方法实施中的温度-磨削时间-走势的比较;并且

图7示出了带有在冷却空气供入通道的侧面的扩展部中的温度测量机构的另一个实施方式的示意具体情况。

具体实施方式

下文展示了本发明的实施方式的特别的方面，以竖直构造的弹簧端部磨削机100为例，该弹簧端部磨削机在进给方法中以双侧平面磨削方法、利用未预紧的弹簧设定用于螺旋压力弹簧（也简称为弹簧）的干加工。机器在单独结构形式中利用两个磨削轴和两个负载盘构建。该机器基本上包括磨削单元120、负载单元150以及用于控制负载单元150和磨削单元120的能够控制的组件的控制单元160。

磨削单元120具有带有两个同轴地能够转动的磨削片130、140的磨削片副，在所述磨削片之间在机器的运行中形成了磨削空间135。上部的磨削片130紧固在上部的磨削轴132的下部的端部上，该磨削轴带有竖直的转动轴线134地支承在承载结构的上部部分中，并且能够借助于上部的马达136来驱动。下部的磨削片140由能够转动地支承在承载结构的下部部分中的下部的磨削轴142承载，该磨削轴借助于下部的马达146能够围绕竖直的转动轴线144转动，该转动轴线与上部的磨削轴的转动轴线134同轴地走向。

在高度中可变的磨削空间向上通过基本上垂直于转动轴线134走向的上部的磨削片130的侧面131限定，并且向下通过基本上垂直于下部的转动轴线144定向的下部的磨削片的侧面141限定。

带有上部的磨削轴132和马达136的上部的功能单元为了匹配至不同的弹簧长度能够高度调节。下部的磨削轴能够竖直地移动，以便实现匹配至不同的弹簧长度。在也能够在穿行方法中用于弹簧端部磨削的实施形式中作为任选方案设置的是，将磨削片或者说一个磨削轴带入定义的倾斜部位中。为了能够在进给方法中执行磨削工艺，上部的磨削轴132通过平行于轴轴线134的运动能够向着下部的磨削片进给，其中进给速度或者说进给速度轮廓（Profil）能够通过控制单元160预先规定。

直接布置在磨削单元120的旁边的负载单元150具有两个与磨削片轴线平行地不受限制地能够转动的负载盘160、170，该负载盘共同地由转动台180承载，该转动台借助于未示出的驱动装置能够围绕竖直的转动轴线182转动。第一负载盘160由第一负载盘轴162承载，该负载盘轴带有竖直的转动轴线164地支承在转动台上。第一负载盘在图1中在其工作位置中处于部分作用到磨削空间中的状态中。第二负载盘170通过第二负载盘轴172承载，该负载盘轴能够围绕竖直的转动轴线174转动。负载盘的转动轴线在与转动台的转动轴线182的相同的径向间距中位于正相对地对置的位置上。第二负载盘位于其负载位置中，该负载位置允许弹簧容纳部的机器的或手动的装载和卸载。负载盘相应地能够轻易地更换，以便设定用于不同的弹簧几何特征的机器。

负载盘轴能够相应地通过固有的驱动装置驱动。同样可能的是，在工作位置的区域中安装单个的驱动装置，并且相应进入工作位置中的负载盘的负载盘轴机械地耦合到该驱动装置上（参见EP0722810B1）。取代转动台，也能够将能够线性移动的单元设置为用于负载盘的载体（参见DT1652125）。

每个负载盘具有多个与其转动轴线轴向外侧地布置的弹簧容纳部166，该弹簧容纳部应该为加工而容纳每一个单个的螺旋压力弹簧F。螺旋压力弹簧一般具有柱筒的形状，其它的形状、例如锥的形状、凸起的或凹陷的双锥的形状或带有锥状的弹簧端部的柱筒的形状是可能的。弹簧容纳部能够带有和不带有弹簧套筒地使用。能够使用单件式的或多件式的负载盘。在实施例中，负载盘是单件式的并且具有在与负载盘的转动轴线的不同的径向间距中的弹簧容纳部。弹簧容纳部在三个同心的环或行列中或围绕转动轴线布置（参见图2或4）。

负载盘能够通过转动台180的转动相应地在工作位置和负载位置之间往复运动。在图1和2的示意图中，第一负载盘160位于其工作位置中，而第二负载盘170位于负载位置中。在工作位置中，如此地测量在磨削片的转动中心、即其转动轴线和负载盘的转动轴线164之间的轴线间距，使得所有的弹簧容纳部在负载盘围绕其转动轴线的转动中在圆弧形的磨削或轨迹上输送通过在转动的磨削片之间的磨削空间。在该转动运动期间，位于磨削空间中的螺旋压力弹簧的两个彼此对置的弹簧端部相应地同时通过与之处于接触中的磨削片的侧面来磨削。在此，能够获得的磨除功率基本上通过在磨削空间中的单个的螺旋压力弹簧的轨迹的位置、通过磨削速度、负载盘转速和在相应的被加工的面上产生的磨削压力来确定。

为了在磨削工艺期间将位于磨削空间135之外的负载单元的部分以及周围环境在火花飞溅、磨屑和噪声之前进行保护，弹簧端部磨削机在磨削单元的朝向负载单元的侧面上具有能够竖直移动的保护挡板128，该保护挡板能够以单件或多件方式设计并且例如拱形地弯曲地造型。在机器的设定中，将保护挡板向上移动，由此能够轻易地够及在磨削片之间的区域。在磨削操作的开始之前，将保护挡板向下移动，直到其下边缘以较小的间距位于容纳在负载盘中的螺旋压力弹簧的上方。

弹簧端部磨削机配备有冷却机构，该冷却机构设定用于，在磨削期间借助于冷却空气来冷却负载盘和保持在其中的螺旋压力弹簧。冷却机构具有用于冷却空气的两个供入通道200、210（参见图4），该供入通道在压力侧向着通风机导引并且在负载盘的上方、磨削空间的外部汇入。在图1中所示出的供入通道200从上方垂直地向着布置在工作位置中的负载盘160的顶侧而导引。汇入开口202以较小的间距（几个厘米）位于在放泄区域的上方的螺旋压力弹簧离开磨削空间的位置处。汇入开口与在进一步远离的柱筒状的区域中的供入通道的直径相比是比较狭小的，则能够例如具有矩形缝隙的形状（参见例如在图4中的供入通道210的汇入开口212）并且由此产生了冷却空气遮盖部，该冷却空气遮盖部在负载盘的径向上延伸经过弹簧容纳部的所有三个行列。

能够利用很高的生产率运行弹簧端部磨削机100，而没有当下加工的螺旋压力弹簧的过热的以及由此引起的弹簧质量的损害的危险。在弹簧端部磨削机100中通过以下方式达到这一点，即在磨削工艺期间或者说在磨削操作期间，测量弹簧的温度并且基于温度测量如此地调节上部的磨削片的进给速度，使得能够始终利用最大的进给速度来磨削，在该紧急速度中还可靠地避免了使得材料改变的过热。如果例如磨削片的锋利度通过自身锋利和/或通过在此期间的修整而改变，则这一点能够借助于温度测量系统识别并且能够通过匹配进给速度在磨削时直接作出反应，而不进行操作干预。

实施例的温度测量系统具有以热成像相机190为形式的温度测量机构，该温度测量机构连接至控制单元160。

热成像相机190以在位于工作位置中的负载盘160上方的合适的间距如此地安装在供入通道200内部，使得所有三个排列的弹簧容纳部166A、166M、166I的轨迹导引通过热成像相机的通常为矩形的二维的成像区192。温度测量穿过所述汇入开口202地进行。

热成像相机具有对红外光线敏感的二维的温度传感器，该温度传感器允许二维的位置解析的温度测量。热成像相机从上方定向到从磨削空间中出来的螺旋压力弹簧，从而在直接地之前通过磨削所加工的螺旋压力弹簧的上部的端面上的温度，直接在从磨削空间中出来之后能够被测量（见图3中的箭头）。在成像区内部能够定义用于同时的温度测量的多个测量区域，从而可能的是，单独地对三个排列的螺旋压力弹簧中的每一个产生独立的温度信号并且进一步传导至控制机构160。

在机器的运行中，热成像相机190通过围绕该热成像相机流动的冷却空气冷却并且由此保持在均匀的温度上，从而测量结果长时间地保持稳定。向着汇入开口202的方向流动的冷却空气将热成像相机的进入窗可靠地在火花和其它的颗粒状的加工产品前进行保护，否则它们例如通过回旋能够到达热成像相机的区域中。热成像相机必须由此实际上不再为了清洁或保养的目的而被取出。

在图7的变型中，设置了温度测量系统，它具有设计为热成像相机的温度测量机构795，该温度测量机构布置在竖直的主通道之外、但是在供入通道的保护壳体之内的供入通道200的侧面的扩展部210中。侧面的扩展部能够、正如所展示的那样位于关于负载盘的转动轴线的径向平面中，有可能当然也具有其它的朝向，例如在关于弹簧的运行道的切向方向上。热成像相机的进入窗在侧向的扩展部的汇入部的附近如此地安装到冷却空气供入部的竖直的主通道中，使得这个温度测量机构布置在通过供入通道所产生的冷却气流中，该冷却气流也如此地进入侧面的扩展部中，使得存在冷却效果。同样，在这种结构布置中，向着汇入开口202的方向流动的冷却空气将热成像相机的进入窗在火花和其它的颗粒状的加工产品前进行保护，从而热成像相机实际上不必再为了清洁或保养的目的而被取出。

温度测量正如在其它的变型中那样贯通所述汇入开口202地在容纳在负载盘160中的弹簧F的顶侧上进行。但是，在与竖直线倾斜走向的测量方向上、即从另一个视角测量。由此此外尤其简单可能的是，温度作为对在所磨削的端面上的测量的替代方案或附加方案，也在弹簧的内部中的螺旋上和/或以与有待磨削的端面的间距进行测量。例如，测量点或者说测量位置能够位于在弹簧的对置于冷却通道的端面上的即在图7中的弹簧的下部的端部上的最后的螺旋的内侧上。

如果不干扰在主通道中的冷却空气供入，则在竖直的主通道之外的这样的结构布置能够例如被选择。在侧向的扩展部中的温度测量机构795能够作为对温度测量机构的替代方案而被设置在主通道中。

正如所示出的那样，同样可能的是，甚至在有限的结构空间中安装两个彼此无关的温度测量机构790、795。这些温度测量机构能够要么在同样的测量部位上要么在两个对置地偏置的测量部位上测量。测量结果能够通过比较、计算或以其它的方式彼此置于关系中，以便提高测量的可靠性。

在控制单元160中控制程序是激活的，该控制程序能够进一步处理由（至少一个）热成像相机产生的温度信号，从而弹簧端部磨削机的连接至控制单元的单元的控制基于温度测量的结果能够被进行。此外，一个或多个磨削片的进给、位于工作位置中的负载盘的转速、上部的磨削片的转速和/或下部的磨削片的转速属于能够基于温度信号控制或者说调节的运行参数。基于温度信号，也能够求取用于磨削片的磨损状态的信息。在下文具体阐释了几个可行方案。

图5在分图5A和5B中相应在上部示意示出了下部的磨削片的磨损状态以及在下部示意示出了温度-时间-图表，该温度-时间-图表呈现为在三个与负载盘的转动中心不同距离远近的螺旋压力弹簧的端面的温度T与磨削时间t的相关性。使用"I"表征的曲线在此代表在内部的排列（与转动中心的最小间距）上的温度走势，字母"M"代表中部的排列并且字母"A"代表位于外部的排列，该排列的螺旋压力弹簧具有与负载盘的转动中心的最大间距。

在图5A中示出了在全新修整的磨削片S上得到的温度走势，该磨削片的为磨削作用所设置的侧面还是平整以及切削愉悦的。在示例情况中，温度在一定的磨削时间之后在较外部的排列A的螺旋压力弹簧中大概高于在内部的排列I中。当然反之亦然。图5B示出了较晚的情况，其中磨削片S的径向不均匀的磨损已经出现。可见的是，在单个的排列之间的温度差已经较大。在磨削片的靠近磨削片的转动中心的内部区域中，磨损是较小的，从而在这里存在较高的磨削压力，该磨削压力引起了较外部的排列A的较高的温度。由此可见的是，可能的是，通过测量在多个径向不同的位置中的温度，通过温度差以及有可能其时间走势推断出磨削片的可能不均匀的磨损。由此可以例如确定修整的最佳的时刻。

在示例情况中，如此地编程控制单元160，使得自动地引发修整工艺，如果温差ΔT_R大于预先设定的温度差阈值。由此能够避免由于磨削片的不均匀的磨损所导致的质量损失，而不必由操作者干预。所述修整及时地在出现质量损失之前被引发，但是也不早于必要的情况。

由于在负载盘中的内部的和外部的弹簧排列的不同的磨削路径，对不同的弹簧排列而言能够导致不同的暖化、当然也导致不同的弹簧长度。通过测量不同的弹簧排列的温度能够有可能手动或自动地求取修整轮廓，利用该修整轮廓在所有的弹簧排列中基本上达到相同的工艺或者说相同的磨削温度。由此然后会显示的是，在所有的弹簧排列中进行均匀的磨除。

借助于图6，阐释了借助于与温度有关的磨削工艺调节的工艺优化的另一个可行方案。恰好在磨削工艺的起始之处，到目前为止通常不使用最佳的、而是使用过低的磨除功率来磨削。在进给方法中的能够进给的磨削片的进给首先导致有待磨削的螺旋压力弹簧的弹簧压缩，从而磨削压力才缓慢地构建。在图6的温度-磨削时间-图表中作为曲线“SDT”示意展示了在传统的进给方法中的典型的温度走势。但是，在使用温度监控的情况下（虚线曲线TEMP）能够恰好在进给的开始阶段中很快地、即利用较高的进给速度运行，而不热过载所述螺旋压力弹簧。由此能够额外地提高生产率。

在一个方法变型中，基于此得到的是，对所选择的弹簧材料和可能的其它的弹簧参数而言，存在极限温度T_G，在超过该极限温度时，不再能够可靠地排除以温度为条件的材料损坏。磨削工艺因此应该如此地运行，使得可靠地遵循与该极限温度的一定的安全间距。此外，应鉴于尽可能高的生产率，利用总体较大的进给速度来工作，由此磨削操作在尽可能短的时间中导致所期望的最终尺寸。现在如此地运行所述工艺，使得所述进给首先利用预先设定的最大的进给速度进行，直到达到开关点SP，在该开关点中，温度T除了预先设定的温度差ΔT之外已经接近至极限温度T_G。在达到开关点之后，降低进给速度，并且然后如此地控制，使得与极限温度的温度差ΔT基本上保持恒定，直到达到所追求的螺旋压力弹簧的最终尺寸。之后，将能够进给的磨削片返回移动，从而温度直接较强地降低。借助于在图6中的示意图可见的是，在这种工艺实施中的磨削操作主要比较靠近功率极限地、但是以与极限温度的足够的安全间距进行，从而磨削时间能够比在传统的、更加谨慎的过程在总体上明显更小。

借助于实施例已经阐释了几个方法可行方案。在一个未图示的实施方式中，能够同时地或在时间上偏置地在螺旋压力弹簧的两个端部上测量温度。由此给定的可行方案是，通过上部的和下部的磨削片的切削速度或者说转动速度的受到温度调节的变化确保的是，在功率极限上、但是低于极限温度地磨削两个弹簧端部。由此能够再次提高生产率。为了在弹簧的底侧上获取弹簧的温度能够例如在负载盘之下的区域中设置第二热成像相机。同样可能的是，从上部进入背离的下部的弹簧端部的区域中、穿过弹簧的中部地执行倾斜的测量。

在弹簧端部磨削的情况中、在磨削操作期间的工艺中温度测量也允许的是，用于冷却或抽吸磨削空间的可能的措施准确地定向到磨削件上并且由此弹簧特定地确定。对此，能够设置带有关于弹簧温度的喷头位置的反馈和/或调节的伺服控制的喷头。

Claims (20)

1.一种在使用数字控制的弹簧端部磨削机（100）的情况下的用于磨削螺旋压力弹簧的弹簧端部的方法，该弹簧端部磨削机具有磨削单元（120）、负载单元（150）和用于控制负载单元和磨削单元的控制单元（160），其中

磨削单元具有带有两个能够转动的磨削片（130、140）的磨削片副，在所述磨削片之间形成磨削空间（135），并且

负载单元具有至少一个基本上轴线平行地与磨削片能够转动的负载盘（160、170），该负载盘具有用于相应地容纳螺旋压力弹簧（F）的多个轴向外侧的弹簧容纳部（166），

其中在磨削操作期间，在弹簧容纳部中容纳的螺旋压力弹簧通过负载盘的转动接连地输送通过在转动的磨削片之间的磨削空间，并且在此位于磨削空间中的螺旋压力弹簧的相应两个弹簧端部同时由磨削加工，其特征在于，

在磨削操作期间，在至少一个螺旋压力弹簧上通过温度测量求取代表温度的温度信号，其中温度测量机构如此地布置在用于冷却空气的供入通道中和/或通过供入通道产生的冷却气流中，使得温度测量机构通过冷却气流冷却并且相对于污染得到保护。

2.按照权利要求1所述的方法，其中依据温度信号进行弹簧端部磨削机的控制。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其中温度测量贯通所述供入通道的汇入区域地进行。

4.按照权利要求1、2或3所述的方法，其中在连接至弹簧端部的螺旋压力弹簧的第一螺旋的区域中测量温度，尤其是直接在通过磨削加工的螺旋压力弹簧（F）的端面上测量温度。

5.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中无接触地、尤其是在使用热成像相机（190）的情况下测量所述温度。

6.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于位置解析的温度测量，在该温度测量中，在两个或多个以间距彼此存在的、在一个螺旋压力弹簧或在多个不同的螺旋弹簧上的测量位置上测量所述温度。

7.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中在控制单元（160）中控制程序是激活的，该控制程序配置用于处理温度信号或从中导出的信号，并且其中控制单元在磨削操作期间依据温度信号改变磨削单元（120）和/或负载单元（150）的至少一个运行参数。

8.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中预先设定极限温度（T_G），该极限温度对应能够容忍的最大温度，并且其中如此地执行控制，使得螺旋弹簧的温度在测量部位上绝不会在磨削操作期间超过极限温度（T_G）。

9.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中在磨削操作期间磨削片中的一个以能够通过控制单元预先设定的进给速度向着其它的磨削片的方向进给，并且其中依据温度信号控制进给速度，其中优选地，利用预先设定的最大的进给速度进行所述进给，直到达到开关点（SP），在该开关点中，温度T除了能够预先设定的温度差（ΔT）之外已经接近至极限温度（T_G），其中优选地，在达到开关点之后，如此地控制进给速度，使得与极限温度的温度差基本上保持恒定。

10.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中在磨削空间（135）之外求取螺旋压力弹簧的温度，其中优选地，直接在螺旋弹簧从磨削空间中出来之后测量在螺旋压力弹簧上的温度。

11.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中螺旋压力弹簧布置在与负载盘的转动轴线的不同的径向间距中，其中对至少两个径向的间距而言，获取并且共同地处理独立的温度信号，其中优选地基于独立的温度信号求取用于磨削片的径向的修整轮廓的数据，和/或其中基于独立的温度信号分析磨削片的磨损状态。

12.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在控制单元的储存器中储存参考磨削操作数据，该参考磨削操作数据代表在磨削参数的改变和螺旋压力弹簧的温度的与此相关的改变之间的至少一个与时间有关的函数关系，并且磨削工艺在考虑参考磨削操作数据的情况下得到控制，其中优选地在为生产工艺设置的磨削操作之前执行至少一个参考磨削操作，以用于求取参考磨削操作数据。

13.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，依据温度测量的温度信号执行用于空气供入和/或用于空气的抽吸的至少一个通风机的控制。

14.一种用于磨削螺旋压力弹簧的弹簧端部的弹簧端部磨削机（100），其包括：

磨削单元（120），该磨削单元具有带有两个能够转动的磨削片（130、140）的磨削片副，在所述磨削片之间形成磨削空间（135）；

负载单元（150），该负载单元具有至少一个基本上轴线平行地与磨削片能够转动的负载盘（160、170），该负载盘具有用于相应地容纳螺旋压力弹簧（F）的多个轴向外侧的弹簧容纳部（166）；以及用于控制负载单元和磨削单元的控制单元（160），其中容纳在负载盘的弹簧容纳部中的螺旋压力弹簧通过布置在工作位置中的负载盘的转动接连地能够输送通过磨削空间，并且在此位于磨削空间中的螺旋压力弹簧的相应两个弹簧端部同时能够由磨削进行加工；其特征在于带有至少一个温度测量机构（190）的温度测量系统，该温度测量机构设定用于，在在至少一个螺旋压力弹簧上的磨削操作期间求取代表温度的温度信号并且发出该温度信号以用于进一步处理，其中温度测量机构（190）布置在用于冷却空气的属于冷却机构的供入通道（200）中和/或通过供入通道产生的冷却气流中。

15.按照权利要求14所述的弹簧端部磨削机，其中温度测量机构（190）如此布置在冷却机构的供入通道（200）的内部，使得温度测量贯通所述供入通道的汇入区域（202）地进行。

16.按照权利要求15所述的弹簧端部磨削机，其中供入通道（200）从上方向着布置在工作位置中的负载盘（160）的顶侧走向，汇入开口（202）以间距布置在在放泄区域的上方的、螺旋压力弹簧离开磨削空间的位置处，其中优选地，汇入开口相比于在进一步远离的区域中的供入通道的直径是较小的。

17.按照权利要求14、15或16所述的弹簧端部磨削机，其中温度测量机构（190）为了信号传输连接至控制单元（160），并且在控制单元中控制程序是激活的或者是能够激活的，该控制程序如此地配置用于处理温度信号或从中导出的信号，使得控制单元在磨削操作期间依据温度信号能够改变磨削单元和/或负载单元的至少一个运行参数。

18.按照权利要求14、15、16或17所述的弹簧端部磨削机，其中温度测量系统具有至少一个平面测量的尤其以热成像相机（190）为形式的温度传感器，其中优选地在热成像相机的成像区中能够定义两个或多个测量区域，从而能够同时测量在一个螺旋压力弹簧的不同的部位上也或者在不同的螺旋压力弹簧上的温度。

19.按照前述权利要求14到18中任一项所述的弹簧端部磨削机，其中如此地安装温度测量机构（190），使得直接在螺旋弹簧从磨削空间（135）中出来之后在磨削操作期间能够执行温度测量，其中优选地弹簧端部磨削机具有能够移动的保护挡板（128），该保护挡板在运行部位中向着作用到磨削空间中的负载盘的自由敞露的部分的方向闭合磨削空间（135），其中将温度测量机构安装在保护挡板的背离于磨削片（130、140）的侧面上。

20.按照前述权利要求14到19中任一项所述的弹簧端部磨削机，该弹簧端部磨削机配置用于执行按照前述权利要求1到13中任一项所述的方法。