DE102013214161A1

DE102013214161A1 - Method and device for producing coil springs by spring winds

Info

Publication number: DE102013214161A1
Application number: DE102013214161.0A
Authority: DE
Inventors: Klaus Reicherter; Andreas Schur; Wolfgang Bäuerle; Uwe-Peter Weigmann
Original assignee: Wafios AG
Current assignee: Wafios AG
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2015-02-19
Anticipated expiration: 2033-07-19
Also published as: EP3021995B1; WO2015007496A1; CN105377466A; EP3021995A1; DE102013214161B4; CN105377466B

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung von Schraubenfedern durch Federwinden mittels einer numerisch gesteuerten Federwindemaschine, wird ein Draht unter der Steuerung durch ein NC-Steuerprogramm durch eine Zuführeinrichtung einer Umformeinrichtung der Federwindemaschine zugeführt, mit Hilfe von Werkzeugen der Umformeinrichtung zu einer Schraubenfeder umgeformt und eine fertiggestellte Schraubenfeder anschließend mittels einer Schnitteinrichtung von dem zugeführten Draht abgetrennt. Vor dem Abtrennen wird an einer definierten Trennposition entlang des Drahts zumindest an zwei diametral gegenüberliegenden Abschnitten des Drahtumfangs eine linienhafte Schwächung im Bereich der Oberfläche des Drahts erzeugt. Bei einer Ausführungsform werden hierzu zwei Kerbwerkzeuge (152, 154) genutzt, die den Draht von gegenüberliegenden Seiten oberflächlich einkerben, ohne ihn zu durchtrennen. Die fertiggestellte Schraubenfeder wird anschließend an der Trennposition von dem zugeführten Draht z.B. durch einen Torsionsschnitt abgetrennt.In a method for producing coil springs by spring-winding by means of a numerically controlled spring coiling machine, a wire is fed under control of an NC control program by a feeder to a forming device of the spring coiling machine, converted into a coil spring by means of tools of the forming device and then a finished coil spring separated by means of a cutting device of the supplied wire. Before separation, a linear weakening in the region of the surface of the wire is produced at a defined separation position along the wire at least at two diametrically opposite sections of the wire circumference. In one embodiment, for this purpose, two notching tools (152, 154) are used, which notch the wire from opposite sides superficially without severing it. The finished helical spring is then slid from the fed wire, e.g. separated by a Torsionsschnitt.

Description

HINTERGRUND BACKGROUND

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Schraubenfedern durch Federwinden mittels einer numerisch gesteuerten Federwindemaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie auf eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Federwindemaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10. The invention relates to a method for producing coil springs by spring winds by means of a numerically controlled spring coiling machine according to the preamble of claim 1 and to a suitable for performing the method spring coiling machine according to the preamble of claim 10.

Schraubenfedern sind Maschinenelemente, die in zahlreichen Anwendungsbereichen in großen Stückzahlen und unterschiedlichen Ausgestaltungen benötigt werden. Schraubenfedern, die auch als gewundene Torsionsfedern bezeichnet werden, werden üblicherweise aus Federdraht herstellt und je nach der bei der Nutzung vorliegenden Belastung als Zugfedern oder Druckfedern ausgelegt. Druckfedern, insbesondere Ventilfedern, Kupplungsfedern oder Tragfedern, werden beispielsweise in großen Mengen im Automobilbau benötigt. Coil springs are machine elements that are required in numerous applications in large numbers and different designs. Coil springs, which are also referred to as twisted torsion springs, are usually made of spring wire and designed depending on the load in use as tension springs or compression springs. Compression springs, in particular valve springs, clutch springs or suspension springs are needed, for example, in large quantities in the automotive industry.

Schraubenfedern werden heutzutage üblicherweise durch Federwinden mit Hilfe numerisch gesteuerter Federwindemaschinen hergestellt. Dabei wird ein Draht (Federdraht) unter der Steuerung durch ein NC-Steuerprogramm mittels einer Zuführeinrichtung einer Umformeinrichtung der Federwindemaschine zugeführt und mit Hilfe von Werkzeugen der Umformeinrichtung zu einer Schraubenfeder umgeformt. Zu den Werkzeugen gehören in der Regel ein oder mehrere bezüglich ihrer Stellung einstellbare Windewerkzeuge zur Festlegung und ggf. zur Veränderung des Durchmessers von Federwindungen. Gelegentlich sind auch ein oder mehrere Steigungswerkzeuge vorgesehen, durch die die lokale Steigung der Federwindungen in jeder Phase des Fertigungsprozesses bestimmt wird. Nach Abschluss einer Umformoperation wird eine fertiggestellte Schraubenfeder unter der Steuerung durch das NC-Steuerprogramm mittels einer Schnitteinrichtung von dem zugeführten Draht abgetrennt.Coil springs are nowadays commonly manufactured by spring winches using numerically controlled spring coiling machines. In this case, a wire (spring wire) is supplied under the control of an NC control program by means of a feeder a forming device of the spring coiling machine and formed by means of tools of the forming device to form a coil spring. The tools usually include one or more adjustable in terms of their position wind tools for establishing and possibly changing the diameter of spring coils. Occasionally, one or more pitch tools are provided to determine the local pitch of the spring coils at each stage of the manufacturing process. Upon completion of a forming operation, a finished coil spring is separated from the supplied wire under the control of the NC control program by means of a cutter.

Bei der Federherstellung ist häufig die Art des Schnitts von großer Bedeutung, da sie bestimmte Eigenschaften der fertigen Schraubenfeder mitbestimmt. Man unterscheidet üblicherweise drei häufig genutzte Arten von Schnittverfahren, nämlich den sogenannten „Geradschnitt“, den „Rotationsschnitt“ und den „Torsionsschnitt“. Beim Geradschnitt führt ein Schnittwerkzeug beim Trennen des Drahtes eine geradlinig lineare Schnittbewegung aus. Beim Rotationsschnitt wird die Schnittkante des Schnittwerkzeugs zum Trennen des Drahts entlang einer im Wesentlichen elliptischen Bahnkurve geführt. Beim Torsionsschnitt („twist cutting“) wird der Draht mechanisch so belastet, dass er durch eine Torsionsbeanspruchung im Wesentlichen in einer senkrecht zur Drahtachse liegenden Trennebene abgetrennt wird. In the manufacture of springs often the type of cut is of great importance, as it determines certain properties of the finished coil spring. There are usually three commonly used types of cutting methods, namely the so-called "straight cut", the "rotary cut" and the "twist cut". When cutting straight, a cutting tool performs a linear linear cutting motion when cutting the wire. In the rotary cut, the cutting edge of the cutting tool is guided along a substantially elliptical trajectory to separate the wire. In torsional cutting ("twist cutting"), the wire is mechanically loaded so that it is separated by a torsional stress substantially in a direction perpendicular to the wire axis separating plane.

Obwohl der Trennvorgang beim Torsionsschnitt im Wesentlichen auf einem Brechen oder Reißen des Drahtmaterials durch Rotation bzw. Torsion und nicht auf einem Schnittvorgang basiert, sollen hier die üblichen Bezeichnungen „Torsionsschnitt“ und „Schnitteinrichtung“ verwendet werden.Although the separation process in torsional cutting is based essentially on breaking or tearing of the wire material by rotation and not on a cutting operation, the usual terms "torsional cut" and "cutting means" are used herein.

Der Torsionsschnitt wird in erster Linie bei Drahtmaterialien verwendet, die hohe Festigkeit aufweisen und/oder zum Sprödbruch neigen. Außerdem sollte das Wickelverhältnis D/d, d.h. das Verhältnis zwischen Federdurchmesser D und Drahtdurchmesser d der Feder, nicht zu groß sein, da bei zu großen Wickelverhältnissen die für den Torsionsschnitt notwendige Torsionskraft beim Verschwenken der Feder nicht mehr optimal an der gewünschten Trennposition konzentriert werden kann. Sind diese Bedingungen hinreichend gut erfüllt, kann man durch Torsionsschnitt einen gratfreien Schnitt erhalten. Bei anderen Schnittarten werden in der Regel an der Schnittfläche Schnittgrate erzeugt.The torsion cut is used primarily in wire materials that have high strength and / or prone to brittle fracture. In addition, the winding ratio D / d, i. the ratio between the spring diameter D and wire diameter d of the spring, not too large, since too large winding ratios necessary for the torsional torsional force when pivoting the spring can no longer be optimally concentrated at the desired separation position. If these conditions are fulfilled sufficiently well, one can obtain a burr-free cut by torsion cutting. For other types of cuts, burrs are usually produced at the cut surface.

AUFGABE UND LÖSUNGTASK AND SOLUTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Schraubenfedern durch Federwinden und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Federwindemaschine bereit zu stellen, die es erlauben, beim Abtrennen einer fertiggestellten Schraubenfeder vom zugeführten Draht an einer definierten Stelle eine saubere, gegebenenfalls gratfreie Schnittfläche zu erzeugen. Der Abtrennprozess soll für die Federmaschinen und die Umgebung schonend sein und die Federgeometrie nicht nachteilig beeinflussen. Insbesondere soll es möglich sein, auch Schraubenfedern mit relativ großem Wickelverhältnis mittels Torsionsschneiden vom Draht abzutrennen und/oder saubere Schnittflächen auch bei schwer zu schneidenden Drahtmaterialien zu erzeugen. The invention has for its object to provide a method for producing coil springs by spring winds and a suitable for performing the method spring coiling machine, which allow the separation of a finished coil spring from the supplied wire at a defined location a clean, possibly burr-free cut surface produce. The separation process should be gentle to the spring machines and the environment and not adversely affect the spring geometry. In particular, it should be possible to separate coil springs with relatively high winding ratio by means of torsion cutting from the wire and / or to produce clean cut surfaces even with difficult to cut wire materials.

Zur Lösung dieser Aufgaben schlägt die Erfindung ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie eine Federwindemaschine mit den Merkmalen von Anspruch 10 vor. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.To solve these problems, the invention proposes a method with the features of claim 1 and a spring coiling machine with the features of claim 10. Advantageous developments are specified in the dependent claims. The wording of all claims is incorporated herein by reference.

Bei einem gattungsgemäßen Verfahren wird diese Aufgabe gemäß der beanspruchten Erfindung dadurch gelöst, dass vor dem Abtrennen an einer definierten Trennposition entlang des Drahtes zumindest an zwei diametral gegenüberliegenden Abschnitten des Drahtumfangs eine linienhafte Schwächung im Bereich der Oberfläche des Drahts erzeugt wird. Die Schwächungslinie, die sich im Wesentlichen in einer senkrecht zur Drahtlängsrichtung liegenden Ebene erstreckt, wirkt bei dem anschließenden Abtrennvorgang als Sollbruchstelle. Daher sollen die zur Erzeugung der Schwächung vorgesehenen Komponenten in dieser Anmeldung als Komponenten einer Sollbruchstellen-Erzeugungseinrichtung bezeichnet werden. In a generic method, this object is achieved according to the claimed invention in that prior to separation at a defined separation position along the wire at least at two diametrically opposite portions of the wire circumference a linear weakening in the region of the surface of the wire is generated. The line of weakness that is in the Substantially extends in a plane perpendicular to the wire longitudinal plane, acts in the subsequent separation process as a predetermined breaking point. Therefore, the components provided for generating the weakening in this application should be referred to as components of a predetermined breaking point generating device.

Die linienhafte Schwächung an und nahe der Drahtoberfläche kann z.B. dadurch erzeugt werden, dass die Drahtoberfläche eingekerbt, eingestochen, eingewalzt, eingehämmert oder eingeritzt wird. Die Schwächung wird vorzugsweise in Radialrichtung nicht sehr tief gehen, zum Beispiel ausgehend von der Drahtoberfläche nur so weit, dass mindestens 50% des Durchmessers des Drahts im Bereich der Seele (im Zentrum des Drahtes) im Wesentlichen unbeeinflusst durch die oberflächennahe Schwächung bleibt. Der nicht beeinflusste innere Bereich kann auch größer sein und z.B. im Bereich von 60% bis 90% des Durchmessers liegen, ggf. sogar darüber. Wichtig ist, dass eine signifikante oberflächliche Schwächung erzeugt wird, die nicht tief in das Drahtmaterial hineinreichen muss.The linear weakening at and near the wire surface may be e.g. be generated by notching, stabbing, rolled, hammered or scratched the wire surface. The weakening will preferably not go very deep in the radial direction, for example, starting from the wire surface only so far that at least 50% of the diameter of the wire in the region of the core (in the center of the wire) remains substantially unaffected by the near-surface weakening. The unaffected inner area may also be larger, e.g. in the range of 60% to 90% of the diameter, possibly even more. What is important is that a significant superficial weakening is created which does not have to extend deep into the wire material.

Wenn an einem großen Teil des Drahtumfangs eine schmale Kerbe oder ein schmaler Ritz oder dergleichen eingebracht wird, entsteht eine in Längsrichtung des Drahts exakt definierte Sollbruchstelle, in deren Bereich die zum Abtrennen nötigen Schnittkräfte wesentlich geringer sind als in Abwesenheit einer solchen Schwächung. Die Bereiche der oberflächennahen Schwächung bilden beim Trennvorgang bevorzugte Bereiche der Risseinleitung, wobei sich Risse dann von mehreren Seiten radial ins Innere des Drahtes fortsetzen und ebene Bruchflächen erzeugt werden.If a narrow notch or a narrow notch or the like is introduced over a large part of the wire circumference, a predetermined breaking point is created in the longitudinal direction of the wire, in the region of which the cutting forces required for cutting are substantially lower than in the absence of such weakening. The regions of near-surface weakening form preferential regions of the crack initiation during the separation process, with cracks then continuing radially from several sides into the interior of the wire and creating planar fracture surfaces.

Durch diese Maßnahmen ist es möglich, die beim Abtrennen erforderlichen Schnittkräfte bzw. Trennkräfte im Vergleich zu Systemen ohne Sollbruchstellen-Erzeugung zu reduzieren. Dadurch kann die Schnitteinrichtung mit geringerer Antriebsleistung und weniger massiv ausgelegten Komponenten ausgelegt werden. Außerdem ist es möglich, die Lärmbelästigung der Umgebung zu reduzieren. Durch die Reduzierung der erforderlichen Schnittkräfte können auch die mechanischen Rückwirkungen des Abtrennprozesses auf die Federgeometrie (z.B. Verbiegung von Windungen nahe der Schnittstelle) im Vergleich zu Systemen ohne Sollbruchstellen-Erzeugung reduziert werden.By means of these measures, it is possible to reduce the cutting forces or separation forces required during separation in comparison to systems without predetermined breaking point generation. As a result, the cutting device can be designed with lower drive power and less massively designed components. In addition, it is possible to reduce the noise pollution of the environment. By reducing the required cutting forces, the mechanical effects of the severing process on the spring geometry (e.g., bending turns near the interface) can also be reduced as compared to systems without breakpoint generation.

Bei manchen Ausführungsformen wird ausschließlich an zwei diametral gegenüberliegenden Umfangsbereichen jeweils eine linienförmige Schwächung erzeugt, wobei der dazwischenliegende Rest der Oberfläche unverletzt bleiben kann. Insbesondere kann der Draht in einem gekrümmten Abschnitt mit Hilfe von numerisch steuerbaren Kerbwerkzeugen gleichzeitig an der Innenseite und an der diametral gegenüberliegenden Außenseite mechanisch gekerbt werden. Es ist auch möglich, dass an mehr als zwei Seiten linienförmige Schwächungen eingebracht werden. In some embodiments, a linear weakening is generated only at two diametrically opposite circumferential regions, wherein the remainder of the surface between them can remain unharmed. In particular, the wire can be mechanically scored in a curved section by means of numerically controllable scoring tools simultaneously on the inside and on the diametrically opposite outside. It is also possible that on more than two sides linear weakenings are introduced.

Bei manchen Ausführungsformen wird zur Schwächung des Drahts eine in Umfangsrichtung ununterbrochene umlaufende linienhafte Schwächung erzeugt, beispielsweise in Form einer ringförmigen Kerbe oder einer ringförmigen Schmelzlinie. In some embodiments, to weaken the wire, a circumferentially uninterrupted circumferential line weakening is created, for example, in the form of an annular notch or annular fusing line.

Wenn ausschließlich an zwei diametral gegenüberliegenden Umfangsbereichen oder über den gesamten Umfang eine linienhafte Schwächung eingebracht wird, kann die Sollbruchstelle hohe Symmetrie (z.B. Spiegelsymmetrie bzw. Achssymmetrie zu einer Längsmittelebene oder Punktsymmetrie (Zentralsymmetrie) zur Drahtmitte) haben, wodurch besonders gleichmäßige Trennflächen begünstigt werden. If a linear weakening is introduced only at two diametrically opposite circumferential regions or over the entire circumference, the predetermined breaking point can have high symmetry (for example mirror symmetry or axis symmetry to a longitudinal center plane or point symmetry (central symmetry) to the wire center), which favors particularly uniform parting surfaces.

Bei manchen Ausführungsformen wird der Draht mit Hilfe von numerisch steuerbaren Kerbwerkzeugen gleichzeitig von diametral gegenüberliegenden Seiten mechanisch gekerbt. Beispielsweise kann der Draht in einem gekrümmten Abschnitt gleichzeitig an der Innenseite und an der diametral gegenüberliegenden Außenseite mechanisch gekerbt werden. In some embodiments, the wire is mechanically notched simultaneously from diametrically opposite sides using numerically controllable notching tools. For example, the wire may be mechanically scored in a curved portion simultaneously on the inside and on the diametrically opposite outside.

Eine entsprechende Sollbruchstellen-Erzeugungseinrichtung hat zwei aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegbare Kerbwerkzeuge mit in einer gemeinsamen Ebene liegenden Schneidkanten. Die Kerbwerkzeuge können gleichzeitig von gegenüberliegenden Seiten oberflächlich in das Drahtmaterial eindringen, wobei eines der Kerbwerkzeuge jeweils als Gegenwerkzeug des anderen dient.A corresponding predetermined breaking point generating device has two notching tools movable toward or away from one another with cutting edges lying in a common plane. The notching tools can simultaneously penetrate from the opposite sides superficially into the wire material, wherein one of the notching tools each serves as a counter-tool of the other.

Bei einer Variante, bei der die Schneideinrichtung für das Torsionsschneiden eingerichtet ist, wird der Draht zur Erzeugung der Schwächung zwischen den Kerbwerkzeugen eingeklemmt, die Kerbwerkzeuge werden dann in Eingriff mit dem Draht gehalten und die Schraubenfeder wird vom eingeklemmten Draht durch Torsion abgetrennt. Der Draht bleibt also an der Trennstelle eingeklemmt, wird jedoch durch die Kerbwerkzeuge nicht vollständig durchtrennt. Diese wirken vielmehr als Klemmwerkzeuge und halten den Draht fest, bis er durch Torsionsbeanspruchung reißt bzw. bricht. Der Torsionsbruch wird durch Verschwenken des Federkörpers erzeugt, wobei die Materialtrennung in der durch die Keilwerkzeuge definierten Trennebene erfolgt. Es können besonders glatte Trennflächen entstehen, weil der zugeführte Draht mittels der Kerbwerkzeuge fixiert wird.In a variant where the torsion cutting cutter is arranged, the wire is clamped between the notching tools to provide weakening, the notching tools are then held in engagement with the wire, and the coil spring is torsionally separated from the clamped wire. The wire thus remains trapped at the separation point, but is not completely severed by the notching tools. These act rather than clamping tools and hold the wire until it tears by torsional stress or breaks. The torsional fracture is generated by pivoting the spring body, wherein the material separation takes place in the parting line defined by the wedge tools. It can be particularly smooth separation surfaces arise because the supplied wire is fixed by means of the notching tools.

Bei anderen Ausführungsformen wird zur Erzeugung der Schwächung wenigstens ein Strahlwerkzeug verwendet. Manche Ausführungsformen von Sollbruchstellen-Erzeugungseinrichtungen enthalten ein Lasersystem, so dass zur Erzeugung der Schwächung mindestens ein Laserstrahl auf die Drahtoberfläche eingestrahlt werden kann. Die Einstrahlung kann von mehreren Seiten erfolgen. Um eine Einstrahlung von mehreren Seiten mit Hilfe nur eines einzigen Laserstrahls zu erreichen, wird bei manchen Ausführungsformen der Laserstrahl durch eine oder mehrere Umlenkeinrichtungen, wie z.B. Planspiegel, einfach oder mehrfach so umgelenkt, dass unterschiedliche Umfangsabschnitte des Drahts mit dem gleichen Laserstrahl bestrahlt und oberflächlich eingeritzt bzw. aufgeschmolzen werden können. Als alternatives Strahlwerkzeug könnte auch ein Wasserstrahl genutzt werden, gegebenenfalls auch ein Plasma.In other embodiments, at least one jet tool is used to create the weakening. Some embodiments of predetermined breaking point generating devices contain a laser system, so that at least one laser beam can be irradiated onto the wire surface to produce the weakening. The irradiation can be done from several sides. In order to achieve a radiation from several sides by means of only a single laser beam, in some embodiments, the laser beam by one or more deflection devices, such as plane mirror, one or more times deflected so that different peripheral portions of the wire irradiated with the same laser beam and scored on the surface or can be melted. As an alternative jet tool and a water jet could be used, possibly also a plasma.

Nachdem am Draht an einer definierten Trennposition eine Sollbruchstelle erzeugt wurde, kann die fertiggestellte Schraubenfeder mittels einer Schnitteinrichtung vom zugeführten Draht abgetrennt werden, wobei aufgrund der Sollbruchstelle die hierfür erforderlichen Schnittkräfte wesentlich geringer sein können als bei einem nicht vorgeschwächten Draht, das heißt einem Draht ohne Sollbruchstelle. After a predetermined breaking point has been generated on the wire at a defined separating position, the finished coil spring can be separated from the supplied wire by means of a cutting device, whereby due to the predetermined breaking point, the cutting forces required for this can be substantially lower than for a wire that is not pre-weakened, ie a wire without predetermined breaking point ,

Durch Erzeugung einer Sollbruchstelle kann beispielsweise das Anwendungsspektrum des Torsionsschneidens wesentlich zu Schraubenfedern mit größeren Wickelverhältnissen erweitert werden. Bisher lag die obere Grenze beim Torsionsschnitt typischerweise bei einem Wickelverhältnis im Bereich von 3 bis 4. Bei einem mittels Sollbruchstelle vorgeschwächten Draht können nun Schraubenfedern mit Wickelverhältnissen größer als 4 mit Torsionsschnitt prozesssicher getrennt werden. Das Wickelverhältnis kann z.B. zwischen 5 und 10 liegen, ggf. auch im Bereich bis 12 oder darüber. Entsprechend Ausführungsbeispiele werden unten im Detail erläutert.By generating a predetermined breaking point, for example, the range of application of torsional cutting can be significantly expanded to coil springs with larger winding ratios. So far, the upper limit in the torsion cut was typically at a winding ratio in the range of 3 to 4. In a pre-weakened by means of predetermined breaking wire coil springs with winding ratios greater than 4 can be separated processionally with torsion. The winding ratio may be e.g. between 5 and 10, possibly in the range up to 12 or above. Corresponding embodiments will be explained in detail below.

Es ist auch möglich, bessere Schnittergebnisse bei Federwindemaschinen zu erreichen, die z.B. für einen Geradschnitt oder einen Rotationsschnitt eingerichtet sind, da an einer vorgeschwächten Trennposition wesentlich geringere Schnittkräfte erforderlich sind, um eine saubere Abtrennung der fertigen Schraubenfedern vom zugeführten Draht zu erreichen. Die am Schnittprozess beteiligten Komponenten sind dadurch weniger dem Verschleiß unterworfen und können bei moderater Dimensionierung im Bedarfsfall auch relativ schwer zu schneidenden Drahtmaterialien, wie beispielsweise hochfeste Federdrähte, mittels Geradschnitt oder Rotationsschnitt trennen.It is also possible to achieve better cutting results in spring coiling machines, e.g. are set for a straight cut or a rotary cut, as at a pre-wiped separation position significantly lower cutting forces are required to achieve a clean separation of the finished coil springs from the supplied wire. The involved in the cutting process components are thus less subject to wear and can with moderate dimensioning in case of need also relatively difficult to cut wire materials, such as high-strength spring wires, separated by straight cut or rotary cut.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können. These and other features will become apparent from the claims but also from the description and drawings, wherein the individual features each alone or more in the form of sub-combinations in an embodiment of the invention and in other fields be realized and advantageous and protectable Can represent versions.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 zeigt eine schematische Übersichtsdarstellung einer Ausführungsform einer Federwindemaschine; 1 shows a schematic overview of an embodiment of a spring coiling machine;

2 zeigt eine vergrößerte Detaildarstellung des Bereichs der Umformwerkzeuge mit Komponenten einer Sollbruchstellen-Erzeugungseinrichtung; 2 shows an enlarged detail of the range of forming tools with components of a predetermined breaking point generating device;

3 zeigt in 3A die Federwindemaschine aus 1 und 2 kurz vor dem Einkerben des Drahts und in 3B beim Einkerben des Drahts; 3 shows in 3A the spring coiling machine off 1 and 2 just before the scoring of the wire and in 3B when scoring the wire;

4 zeigt in 4A eine alternative Anordnung der Komponenten der Sollbruchstellen-Erzeugungseinrichtung, in 4B die entsprechende Federwindemaschine kurz vor dem Einkerben des Drahts und in 4C beim Einkerben des Drahts; 4 shows in 4A an alternative arrangement of the components of the predetermined breaking point generating device, in 4B the corresponding spring coiling machine just before the notching of the wire and in 4C when scoring the wire;

5 zeigt Komponenten einer Sollbruchstellen-Erzeugungseinrichtung, die mit zwei Strahlwerkzeugen arbeitet; 5 shows components of a predetermined breaking point generating device, which operates with two beam tools;

6 zeigt eine Seitenansicht einer anderen Federwindemaschine mit Komponenten mehrerer Varianten von Sollbruchstellen-Erzeugungseinrichtungen, die Sollbruchstellen vor Abschluss des Drahtvorschubs erzeugen können; und 6 shows a side view of another spring coiling machine with components of several variants of predetermined breaking point generating devices that can produce predetermined breaking points before completion of the wire feed; and

7 zeigt in 7A und 7B zwei Varianten von Sollbruchstellen-Erzeugungseinrichtungen, die mittels Laser arbeiten und einen beweglichen Strahlauslass haben. 7 shows in 7A and 7B two variants of predetermined breaking point generating devices, which work by means of a laser and have a movable jet outlet.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED

AUSFÜHRUNGSFORMENEMBODIMENTS

Die schematische Übersichtsdarstellung in 1 zeigt einige konstruktive Elemente einer CNC-Federwindemaschine 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 2 zeigt eine vergrößerte Detaildarstellung des Bereichs der Umformwerkzeuge mit Komponenten einer Sollbruchstellen-Erzeugungseinrichtung.The schematic overview in FIG 1 shows some constructive elements of a CNC spring coiling machine 100 according to an embodiment of the invention. 2 shows an enlarged detail of the range of forming tools with components of a predetermined breaking point generating device.

Die Federwindemaschine 100 hat eine mit drei Paaren von Zuführrollen 112 ausgestattete Zuführeinrichtung 110, die aufeinanderfolgende Drahtabschnitte eines von einem Drahtvorrat kommenden und durch eine Richteinheit geführten Drahtes 115 mit numerisch gesteuertem Vorschubgeschwindigkeitsprofil in horizontaler Richtung in den Bereich einer Umformeinrichtung 120 zuführen kann. Komponenten der Umformeinrichtungen sind z.B. in 2 gut zu erkennen. Der Draht kann austrittsseitig der Zuführrollen durch eine Drahtführungseinrichtung geführt werden (vgl. 6). The spring winding machine 100 has one with three pairs of feed rollers 112 equipped feeder 110 , the successive wire sections of a wire stock coming from a wire and guided through a straightening unit 115 with numerically controlled feed rate profile in horizontal direction in the area a forming device 120 can supply. Components of the forming devices are eg in 2 clearly visible. The wire can be guided on the outlet side of the feed rollers by a wire guide device (see. 6 ).

Der Draht wird mit Hilfe von numerisch gesteuerten Werkzeugen der Umformeinrichtung 120 zu einer Schraubenfeder F umgeformt. Zu den Werkzeugen gehören zwei um 90° winkelversetzt angeordnete Windestifte 122, 124, die in Radialrichtung zur Mittelachse 118 bzw. zur Lage der gewünschten Federachse ausgerichtet sind und dafür vorgesehen sind, den Durchmesser der Schraubenfeder zu bestimmen. Die Position der Windestifte kann zur Grundeinstellung für den Federdurchmesser beim Einrichten entlang schräg verlaufender Richtungen sowie in horizontaler Richtung verändert werden, um die Maschine für unterschiedliche Federdurchmesser einzurichten. Eine entsprechende Einstellung ist auch während des Federwindeprozesses möglich, um den Durchmesser in Abhängigkeit von der axialen Position einer Windung entlang der Feder zu ändern. Diese Bewegungen können mit Hilfe elektrischer Antriebe unter Kontrolle der numerischen Steuerung vorgenommen werden. The wire is made by means of numerically controlled tools of the forming device 120 transformed into a helical spring F. The tools include two wind pins arranged angularly offset by 90 ° 122 . 124 extending radially to the central axis 118 or are aligned to the position of the desired spring axis and are intended to determine the diameter of the coil spring. The position of the wind pens can be changed to the default setting for the spring diameter when setting along oblique directions as well as in the horizontal direction to set up the machine for different spring diameters. A similar adjustment is also possible during the spring coil process to change the diameter as a function of the axial position of a turn along the spring. These movements can be carried out by means of electric drives under the control of numerical control.

Ein Steigungswerkzeug 130 hat eine im Wesentlichen senkrecht zur Federachse ausgerichtete Wirkfläche, die neben den Windungen der sich entwickelnden Schraubenfeder eingreift. Das Steigungswerkzeug ist mit Hilfe eines numerisch gesteuerten Verstellantriebs der entsprechenden Maschinenachse parallel zur Achse 118 der sich entwickelnden Schraubenfeder (d.h. senkrecht zur Zeichnungsebene) verfahrbar. Der bei der Federherstellung vorgeschobene Draht wird vom Steigungswerkzeug entsprechend der Position des Steigungswerkzeugs in Richtung parallel zur Federachse abgedrängt, wobei durch die Position des Steigungswerkzeuges die lokale Steigung der Feder im entsprechenden Abschnitt bestimmt wird. Steigungsänderungen werden durch achsparalleles Verfahren des Steigungswerkzeugs während der Federherstellung bewirkt. Es gibt auch Varianten ohne gesondertes Steigungswerkzeug, bei denen die Steigung über die Windewerkzeuge eingestellt wird.A gradient tool 130 has a substantially perpendicular to the spring axis aligned effective surface which engages adjacent to the turns of the developing coil spring. The pitch tool is parallel to the axis by means of a numerically controlled adjustment drive of the corresponding machine axis 118 the developing coil spring (ie perpendicular to the plane of the drawing) movable. The advanced during manufacture of the spring wire is pushed by the pitch tool according to the position of the pitch tool in the direction parallel to the spring axis, wherein the position of the pitch tool, the local slope of the spring is determined in the appropriate section. Gradient changes are effected by axis-parallel process of the pitch tool during spring production. There are also variants without a separate pitch tool, in which the pitch is adjusted via the wind tools.

Die zu den Werkzeugen gehörenden Maschinenachsen der CNC-Maschine werden durch eine computernumerische Steuereinrichtung 180 gesteuert, die Speichereinrichtungen hat, in denen die Steuerungssoftware residiert, zu der u.a. ein NC-Steuerprogramm für die Arbeitsbewegungen der Maschinenachsen gehört. The machine axes of the CNC machine belonging to the tools are controlled by a computer numerical control device 180 controlled, the memory devices has, in which the control software resides, which includes, inter alia, a NC control program for the working movements of the machine axes.

Die Federwindemaschine ist dafür eingerichtet, Schraubenfedern mit einem großen Wickelvehältnis (z.B. bis D/d ≈ 8) herzustellen. Bei diesen Schraubenfedern besteht u.a. die Forderung nach einer ebenen stirnseitigen Fläche des Drahts, die möglichst parallel und mittig zur Federachse verlaufen sollte. Diese Fläche kann bei Erfüllung dieser Anforderungen als Anlagefläche für die Einleitung von Kräften und Momenten dienen. Solche Schraubenfedern werden überwiegend im Drahtdurchmesserbereich von 4 mm bis 10 mm, und vorzugsweise aus Chrom-Silizium-Drähten (z.B. Drahtsorten FD, TD und VD nach EN 10270-2 ) oder Drähten für Ventilfedern (z.B. Drahtsorten VD nach EN 10270-2 ) hergestellt. Sie besitzen häufig ein mittleres Wickelverhältnis von 5 bis 10, gelegentlich auch darüber, z.B. bis zu 16. The spring coiling machine is designed to produce coil springs with a large winding container (eg up to D / d ≈ 8). These coil springs include the requirement for a flat frontal surface of the wire, which should be as parallel and centrally to the spring axis. This surface can serve these requirements as a contact surface for the introduction of forces and moments. Such coil springs are predominantly in the wire diameter range of 4 mm to 10 mm, and preferably from chromium-silicon wires (eg, wire types FD, TD and VD after EN 10270-2 ) or wires for valve springs (eg wire types VD according to EN 10270-2 ) produced. They often have a mean winding ratio of 5 to 10, occasionally over it, for example, up to 16.

Im Prinzip eignen sich verschiedene Drahtwerkstoffe für das Schneiden mit dem Torsionsschnitt. Allerdings konnten Torsionsschneideverfahren bisher bei Wickelverhältnissen größer 4 häufig nicht prozesssicher durchgeführt werden. Die Federwindemaschine 100 ist so konfiguriert, dass ein Torsionsschnitt durchgeführt werden kann. In principle, various wire materials are suitable for cutting with the torsion cut. However, torsion cutting methods have so far been difficult to perform reliably with winding ratios greater than 4. The spring winding machine 100 is configured so that a torsion cut can be made.

Oberhalb der Federachse ist eine numerisch steuerbare Schneid- und Anritzeinrichtung 150 angeordnet, die am unteren Ende eines vertikal verfahrbaren Werkzeugträgers ein erstes Kerbwerkzeug 152 aufweist, welches durch Ansteuerung der zugehörigen Maschinenachse in Vertikalrichtung nach unten in Richtung Werkstück bzw. nach oben bewegt werden kann. Das erste Kerbwerkzeug 152 hat eine nach unten gerichtete keilförmige Schneide (Keilwinkel ca. 90°), die eine parallel zur Mittelachse verlaufende scharfe erste Schneidkante SK1 besitzt. Nach Abschluss einer Umformoperation wird mit Hilfe des ersten Kerbwerkzeugs an einer vorgesehenen Trennposition eine quer zur Drahtseele verlaufende Kerbe an der Außenseite der Federwindung erzeugt (vgl. 3). Above the spring axis is a numerically controllable cutting and Anritzeinrichtung 150 arranged at the lower end of a vertically movable tool carrier, a first notching tool 152 which can be moved by controlling the associated machine axis in the vertical direction downwards in the direction of the workpiece or upwards. The first notching tool 152 has a downwardly directed wedge-shaped blade (wedge angle about 90 °), which has a parallel to the central axis extending sharp first cutting edge SK1. After completion of a forming operation, a notch extending transversely to the wire core is produced on the outside of the spring coil with the aid of the first notching tool at a planned separating position (cf. 3 ).

Als Gegenelement bei dieser Kerboperation dient ein zweites Kerbwerkzeug 154, welches eine entsprechende zweite Schneidkante SK2 aufweist, die im Inneren der Federwindung angeordnet und nach oben in Richtung des ersten Kerbwerkzeugs gerichtet ist. Das zweite Kerbwerkzeug 154 ist an der Oberseite eines Werkzeughalters in Form eines Dorns 156 befestigt, der Bestandteil einer Dorneinheit ist. Der Dorn und das davon getragene zweite Keilwerkzeug ist mit Hilfe einer entsprechenden Maschinenachse parallel zur Mittelachse 118 verschiebbar und kann somit in das Innere der Feder bewegt oder aus diesem Inneren herausgezogen werden. Der Dorn als Ganzes ist in einem vertikal verfahrbaren Dornschlitten 160 gelagert, so dass das zweite Keilwerkzeug 154 eine gesteuerte Vertikalbewegung in Richtung des oberen Kerbwerkzeugs oder in die entgegengesetzte Richtung durchführen kann. As a counter element in this notching operation, a second notching tool is used 154 which has a corresponding second cutting edge SK2, which is arranged in the interior of the spring coil and directed upward in the direction of the first notching tool. The second notching tool 154 is at the top of a tool holder in the form of a spike 156 attached, which is part of a mandrel unit. The mandrel and the second wedge tool carried thereby is parallel to the central axis by means of a corresponding machine axis 118 slidably and thus can be moved into the interior of the spring or pulled out of this interior. The mandrel as a whole is in a vertically movable mandrel carriage 160 stored, leaving the second wedge tool 154 can perform a controlled vertical movement in the direction of the upper notching tool or in the opposite direction.

Mindestens eines der Keilwerkzeuge, z.B. das innere Keilwerkzeug 154, kann auf der der Vorderwand der Maschine zugewandten Seite der Schneidkante mit einer über die Schneidkante vorstehenden Nase 154‘ (vgl. 3B) versehen sein, die ein Ausweichen des Drahts in Richtung Maschinenwand beim Trennvorgang verhindert. Dadurch kann verhindert werden, dass der Draht aus den Werkzeugen springen kann.At least one of the wedge tools, eg the inner wedge tool 154 , on the Front wall of the machine facing side of the cutting edge with a projecting nose over the cutting edge 154 ' (see. 3B ), which prevents a deflection of the wire towards the machine wall during the separation process. This can prevent the wire from jumping out of the tools.

Unterhalb der Mittelachse ist eine Werkzeugeinheit 170 angeordnet, die einen radial zur Mittelachse 118 in vertikaler Richtung hin- und her bewegbaren Werkzeughalter aufweist, der an seinem oberen Ende ein Keilwerkzeug 172 trägt, welches zur Einleitung des Torsionsschnitts zwischen Windungen der Schraubenfeder einschiebbar ist. Das Keilwerkzeug hat an seiner oberen Stirnseite eine ebene Schrägfläche 173, die ausgehend von der Vorderwand der Federwindemaschine schräg nach vorne unten geneigt ist. Der Neigungswinkel gegenüber der Horizontalebene beträgt ca. 10° bis 40°, vorzugsweise ca. 15°. Beim Torsionsschnitt wird mit Hilfe des radial zur Federachse und zur Mittelachse bewegten Keilwerkzeugs 172 die fertige Schraubenfeder nach oben verschwenkt, so dass die Schraubenfeder an der vorgesehenen Trennstelle zwischen den Kerbwerkzeugen tordiert wird (vgl. 3B).Below the central axis is a tool unit 170 arranged one radially to the central axis 118 vertically reciprocable tool holder having at its upper end a wedge tool 172 carries, which can be inserted to initiate the Torsionsschnitts between turns of the coil spring. The wedge tool has a flat oblique surface on its upper front side 173 which is inclined obliquely forwards starting from the front wall of the spring coiling machine. The angle of inclination with respect to the horizontal plane is about 10 ° to 40 °, preferably about 15 °. When Torsionsschnitt is using the moving radially to the spring axis and the central axis wedge tool 172 pivoted the finished coil spring upwards, so that the coil spring is twisted at the intended separation point between the notching tools (see. 3B ).

Die beiden Kerbwerkzeuge 152, 154 und die zu ihrer Bewegung vorgesehenen Komponenten der Schneid- und Anritzeinheit 150 sowie der Dorneinheit sind funktionelle Komponenten einer Sollbruchstellen-Erzeugungseinrichtung, die dafür eingerichtet ist, an einer definierten Trennposition des Drahts an zwei diametral gegenüberliegenden Abschnitten des Umfangs jeweils eine linienhafte Schwächung in Form einer quer zur Längsrichtung des Drahts verlaufenden Kerbe im Bereich der Oberfläche des Drahts einzubringen. Die Komponenten der Sollbruchstellen-Erzeugungseinrichtung werden ebenfalls über die Steuereinrichtung 180 auf Basis des NC-Steuerprogramms gesteuert.The two notching tools 152 . 154 and provided for their movement components of the cutting and Anritzeinheit 150 and the mandrel unit are functional components of a predetermined breaking point generating device, which is adapted to introduce at a defined separation position of the wire at two diametrically opposite portions of the circumference respectively a linear weakening in the form of a transverse to the longitudinal direction of the wire notch in the region of the surface of the wire , The components of the predetermined breaking point generating device are also via the control device 180 controlled on the basis of the NC control program.

Die Federwindemaschine 100 kann wie folgt arbeiten. Zu Beginn des Herstellungszyklus für eine Schraubenfeder befindet sich das obere erste Kerbwerkzeug 152 in einer abgehobenen Position an seinem oberen Umkehrpunkt und der Dorn mit dem unteren Kerbwerkzeug 154 ist eingezogen, so dass sich das untere Kerbwerkzeug außerhalb der durch die Windewerkzeuge 122, 124 definierten Windeebene befindet. Dann wird bei kontinuierlicher Drahtzufuhr die Schraubenfeder in an sich bekannter Weise durch Federwinden erzeugt, indem das vorgeschobene Drahtmaterial durch die Windefinger 124, 122 abgedrängt und zu einer Kreisform gebogen wird. Hat die Schraubenfeder die gewünschte Federlänge erreicht, wird die Drahtzufuhr so gestoppt, dass die vorgesehene Trennposition, an der die fertige Schraubenfeder vom zugeführten Draht abgetrennt werden soll, in der Trennebene 155 liegt, die durch die Lage der zueinander parallelen Schneidkanten SK1, SK2 der aufeinander zugerichteten Kerbwerkzeuge 152, 154 definiert ist. The spring winding machine 100 can work as follows. At the beginning of the coil spring manufacturing cycle, the upper first notching tool is located 152 in a raised position at its upper turning point and the mandrel with the lower notching tool 154 is retracted, so that the lower notching tool outside the through the wind tools 122 . 124 defined wind level is located. Then, with continuous wire feed, the coil spring is produced in a manner known per se by spring winds, by the advanced wire material through the Windefinger 124 . 122 pushed and bent into a circular shape. If the coil spring has reached the desired spring length, the wire feed is stopped so that the intended separation position at which the finished coil spring is to be separated from the supplied wire, in the parting plane 155 is due to the position of the mutually parallel cutting edges SK1, SK2 of the trimmed notching tools 152 . 154 is defined.

Dann fährt der Dorn 156 mit dem zweiten Keilwerkzeug 154 nach vorn in den Federkörper hinein. Dabei ist die Vertikalposition des Dorns so eingestellt, dass die Schneidkante SK2 des zweiten Keilwerkzeugs 154 nur wenige Zehntelmillimeter von der Innenseite der Federwindung entfernt ist (vgl. 3A)Then the thorn goes 156 with the second wedge tool 154 forward into the spring body. The vertical position of the mandrel is adjusted so that the cutting edge SK2 of the second wedge tool 154 only a few tenths of a millimeter away from the inside of the spring coil (cf. 3A )

Dann wird die Maschinenachse der Schneid- und Anritzeinrichtung 150 aktiviert, so dass das erste Kerbwerkzeug 152 von oben auf die Außenseite des Drahts fährt. Die beiden Kerbwerkzeuge 152 und 154 werden dann geringfügig aufeinander zubewegt, so dass die koplanaren Schneidkanten der Kerbwerkzeuge gleichzeitig von außen (erstes Kerbwerkzeug) und von innen (zweites Kerbwerkzeug) an diametral gegenüberliegenden Stellen in die Oberfläche des Drahtmaterials eindringen (vgl. 3B). Bei dieser Kerboperation entsteht auf jeder Drahtseite eine senkrecht zur Drahtlängsrichtung verlaufende Kerbe. Diese mechanisch erzeugten Kerben wirken gemeinsam als Sollbruchstelle. Die Kerbwerkzeuge dringen dabei nur so tief in das Drahtmaterial ein, dass eine oberflächliche linienhafte Schwächung des Drahtmaterials entsteht, wobei das Innere des Drahts „unverletzt“ bzw. weitgehend unverformt bleibt. Typische Eindringtiefen können unterhalb von 1 mm liegen, beispielsweise im Bereich zwischen 0,2 mm und 0,8 mm bei typischen Drahtdurchmessern im Bereich von 4 mm bis 10 mm. (vgl. 3B). Then the machine axis of the cutting and Anritzeinrichtung 150 activated, leaving the first notching tool 152 from above on the outside of the wire drives. The two notching tools 152 and 154 are then moved slightly towards each other, so that the coplanar cutting edges of the notching tools simultaneously from the outside (first notching tool) and from the inside (second notching tool) at diametrically opposite locations in the surface of the wire material penetrate (see. 3B ). In this notching operation, a notch extending perpendicular to the wire longitudinal direction is formed on each side of the wire. These mechanically generated notches act together as a predetermined breaking point. The notching tools penetrate only so deeply into the wire material that a superficial linear weakening of the wire material is produced, wherein the interior of the wire remains "unhurt" or largely undeformed. Typical penetration depths can be below 1 mm, for example in the range between 0.2 mm and 0.8 mm for typical wire diameters in the range of 4 mm to 10 mm. (see. 3B ).

Der Draht wird durch die Kerbwerkzeuge 152, 154 nicht abgetrennt. Stattdessen klemmen die Kerbwerkzeuge den Draht von oben und unten ein und halten ihn dadurch in der Trennebene 155 an der vorgesehenen Trennposition fest. Der eigentliche Trennvorgang, der „Torsionsschnitt“, wird anschließend mit Hilfe des von unten zugeführten Keilwerkzeugs 172 von unten ausgeführt. Durch eine vertikale Schiebebewegung fährt das Keilwerkzeug bzw. Brechwerkzeug 172 von unten zwischen die erste und die zweite Windung der Feder und verdreht den Federkörper jenseits der Trennposition nach oben, bis das Drahtmaterial in der Trennebene 155 bricht bzw. reißt (vgl. 3B). Die Feder wird also in der Ebene der Keilwerkzeuge (Trennebene 155) tordiert bzw. verdreht und bricht unter der Torsionsspannung in der Trennebene. The wire gets through the notching tools 152 . 154 not separated. Instead, the notching tools clamp the wire from above and below, thereby holding it in the dividing plane 155 firmly at the intended separation position. The actual cutting process, the "Torsionsschnitt", is then using the supplied from below wedge tool 172 run from below. By a vertical sliding movement moves the wedge tool or breaking tool 172 from underneath between the first and second turns of the spring and upwardly rotates the spring body beyond the separating position until the wire material in the parting plane 155 breaks or tears (cf. 3B ). The spring is thus in the plane of the wedge tools (parting plane 155 ) twisted or twisted and breaks under the torsional stress in the parting plane.

Danach wird das obere Keilwerkzeug nach oben zurückgezogen und das untere Kerbwerkzeug wird abgesenkt und durch Einziehen des Dorns zurückgefahren. Danach beginnt ein entsprechender Zyklus zur Herstellung der nächsten Schraubenfeder. Bei linksgängigen Schraubenfedern werden die Werkzeuge und die Anordnung spiegelbildlich ausgeführt.Thereafter, the upper wedge tool is retracted upward and the lower notching tool is lowered and retracted by retracting the mandrel. Thereafter, a corresponding cycle begins for the production of the next coil spring. For left-handed coil springs are the Tools and the arrangement executed mirror-image.

Durch die oberflächliche linienhafte Schwächung des Drahtes an zwei diametral gegenüberliegenden Bereichen mit Hilfe der Kerbwerkzeuge ist eine Sollbruchstelle entstanden. Bei Einleitung der Torsionsbeanspruchung kann eine Rissausbreitung in das Innere des Drahtmaterials von gegenüberliegenden Seiten erfolgen. Es entsteht eine ebene, sehr homogene Bruchfläche, von der weder nach innen noch nach außen Grate abstehen. Due to the superficial linear weakening of the wire at two diametrically opposite areas with the help of the notching tools, a predetermined breaking point has arisen. Upon initiation of the torsional stress, crack propagation into the interior of the wire material may occur from opposite sides. The result is a flat, very homogeneous fracture surface, from which ridges protrude neither inwards nor outwards.

Außerdem wird nur ein geringer Schnittschlag erzeugt. Der Begriff „Schnittschlag“ bezieht sich hier allgemein auf die Geräuschentwicklung beim Trennvorgang. Der Schnittschlag ist üblicherweise beim Torsionsschnitt geringer als bei anderen Schnittarten (z.B. Geradschnitt, Rotationsschnitt). Der Schnittschlag ist bei erfindungsgemäßen Verfahren geringer als bei herkömmlichen Verfahren, weil die zum Trennen erforderlichen Kräfte aufgrund der vorab eingebrachten Schwächung kleiner und die Gesamtenergie aller im Kraftfluss liegenden Teile somit geringer ist. Die Energie im System entspannt sich „schlagartig“, nachdem die Feder an der Bruchstelle abgetrennt wurde und die Werkzeuge und Maschinenelemente entlastet werden. In addition, only a small cutting hit is generated. The term "cutting stroke" here generally refers to the noise during the separation process. The cutting stroke is usually smaller in the torsion cut than in other cuts (e.g., straight cut, rotary cut). The cutting stroke is lower in the inventive method than in conventional methods, because the forces required for separation due to the previously introduced weakening smaller and the total energy of all lying in the power flow parts is thus lower. The energy in the system relaxes "abruptly" after the spring has been separated at the break point and the tools and machine elements are relieved.

Beim konventionellen Torsionstrennen ohne Kerben bzw. Anritzen besteht eine praktische Wickelverhältnisbegrenzung dadurch, dass die entscheidende halbe Federwindung zwischen der Eingriffsposition des Keilwerkzeugs bzw. Brechwerkzeugs und der Trennposition bei zu großen Wickelverhältnissen in der Regel nicht ausreichend steif genug ist und damit nicht genug Torsionsmoment in die Trennebene eingebracht werden konnte. Daneben kann die Verdrehung des Federkörpers über das Keilwerkzeug (3B) auch geometrisch beschränkt sein, so dass es in der Regel gewünscht ist, wenn es beim Zurückbiegen in Richtung der Vorderwand spätestens bei einem Winkelbereich zwischen 70° und 100° (Winkel zwischen Federachse und Horizontale) zum Bruch kommt, da sonst der Federkörper an Werkzeugen und/oder Teilen der Maschine anschlagen kann und/oder die Bewegungsachse des Keilwerkzeugs keine ausreichende Hubbewegung mehr fahren kann. In conventional torsional cutting without notches or scribing, there is a practical winding ratio limitation in that the crucial half spring winding between the engagement position of the wedge tool and the cutting position in too large winding ratios is usually not sufficiently stiff enough and thus not enough torsional moment in the parting line could be introduced. In addition, the rotation of the spring body via the wedge tool ( 3B ) Be limited geometrically, so that it is usually desirable if it comes when bending back in the direction of the front wall at the latest at an angle range between 70 ° and 100 ° (angle between the spring axis and horizontal) to break, otherwise the spring body of tools and / or parts of the machine can strike and / or the axis of movement of the wedge tool can no longer drive sufficient lifting movement.

Diese Beschränkungen werden durch das Ankerben entspannt. Durch das Ankerben an diametral gegenüberliegenden Umfangsbereichen wird das für den Bruch benötigte Torsionsmoment deutlich reduziert, so dass es innerhalb der geometrischen Grenzen durch eventuelle Störkonturen oder Fahrwege zu einer Durchtrennung des Drahtes kommt. Diese deutlichen Verbesserungen bei Durchführung eines Torsionsschnitts werden derzeit unter anderem darauf zurückgeführt, dass die mehrseitige oberflächliche Einkerbung eine Rissentstehung oder Rissausbreitung an unterschiedlichen Stellen des Drahtumfangs begünstigt. Weiterhin scheint es vorteilhaft, wenn das (relativ harte bzw. spröde) Drahtmaterial in der Nähe der Zentralachse des Drahtes durch die Einkerbung bzw. Einritzung weitgehend unbeeinflusst bleibt. Das nicht geschwächte, zentrale Material stellt somit – bildlich gesprochen – eine Torsionsachse dar.These limitations are relaxed by anchoring. By anchoring on diametrically opposite peripheral areas required for the fraction torsional moment is significantly reduced, so that it comes within the geometric limits due to any interference contours or driveways to a severing of the wire. These significant improvements in performing a torsion cut are currently attributed, inter alia, to the fact that the multi-faceted surface indentation promotes cracking or crack propagation at different wire circumference locations. Furthermore, it seems advantageous if the (relatively hard or brittle) wire material in the vicinity of the central axis of the wire remains largely unaffected by the notch or incision. The non-weakened, central material thus represents - figuratively speaking - a torsion axis.

Bei der Ausführungsform der 1 bis 3 sind die Komponenten der Schneid- und Anritzeinheit 150 oberhalb der Mittelachse 118 bzw. der durch diese definierten Horizontalebene der Federwindemaschine angeordnet und das Keilwerkzeug 172 greift zum Einleiten des Torsionsbruchs von unten zwischen benachbarte Windungen ein. Dabei befindet sich zwischen dem noch ungebogenen Drahtabschnitt, der auf das untere Windewerkzeug 122 trifft, und der darüber angeordneten Trennzone, in der die Kerbwerkzeuge 152, 154 arbeiten, etwa eine halbe Federwindung. Diese bildet die erste halbe Windung der nächsten Schraubenfeder und verbleibt in der Federwindemaschine, wenn die abgetrennte Schraubenfeder entfernt ist. In the embodiment of the 1 to 3 are the components of the cutting and instruction unit 150 above the central axis 118 or arranged by this horizontal plane of the spring coiling machine and the wedge tool 172 engages to initiate the torsional fracture from below between adjacent turns. It is located between the still unbent wire section on the lower wind tool 122 meets, and the separation zone arranged above it, in which the notching tools 152 . 154 work, about half a spring turn. This forms the first half turn of the next coil spring and remains in the spring coiling machine when the severed coil spring is removed.

Bei Bedarf kann auch die in 4 gezeigte Anordnung gewählt werden, bei der die Komponenten der Schneid- und Anritzeinrichtung unterhalb der Mittelachse 418 angeordnet sind, wobei das Keilwerkzeug 472 oberhalb der sich entwickelnden Schraubenfeder angeordnet ist und von oben zwischen benachbarte Federwindungen eingeführt wird, um den Torsionsbruch zu verursachen (4C). Gleiche oder entsprechende Komponenten tragen die gleichen Bezugszeichen wie in den 1 bis 3, jeweils erhöht um 300.If necessary, the in 4 shown arrangement are selected in which the components of the cutting and Anritzeinrichtung below the central axis 418 are arranged, wherein the wedge tool 472 is arranged above the developing coil spring and is introduced from above between adjacent spring coils to cause the torsional fracture ( 4C ). The same or corresponding components bear the same reference numerals as in the 1 to 3 , each increased by 300 ,

Bei der Federherstellung wird der Draht jeweils so weit vorgeschoben, dass zwischen dem zugeführten Draht und der vorgesehenen Trennposition eine komplette 360°-Windung W1 liegt. Dann wird der Drahtvorschub angehalten und der Dorn 456 wird in die Feder eingefahren, so dass das innere Kerbwerkzeug 454 am Beginn der auf die Windung W1 folgenden Windung liegt. An der gleichen Position greift von der anderen Drahtseite dann auch das äußere Kerbwerkzeug 452 an. Beim Zusammenfahren der Kerbwerkzeuge 454, 452 wird der Draht am Übergang zwischen der Windung W1 und dem darauffolgenden Drahtabschnitt gekerbt und eingeklemmt, bevor das Keilwerkzeug 472 von oben eingreift und die Torsion einleitet. Die Windung W1 wird somit mittels der Kerbwerkzeuge von denjenigen Kräften entkoppelt, die zur Torsion führen. Damit wird das Aufbiegen der anliegenden End-/Anfangswindung vermieden.When making the spring, the wire is in each case advanced so far that a complete 360 ° turn W1 lies between the supplied wire and the intended separation position. Then the wire feed is stopped and the mandrel 456 is retracted into the spring so that the inner scoring tool 454 at the beginning of the following turn on the winding W1 is. At the same position then engages from the other wire side and the outer notching tool 452 at. When bringing together the notching tools 454 . 452 the wire is notched at the transition between the winding W1 and the subsequent wire section and clamped before the wedge tool 472 engages from above and initiates the torsion. The winding W1 is thus decoupled by means of the notching tools of those forces that lead to torsion. This avoids the bending of the adjacent end / initial turn.

Anhand von 5 werden Komponenten einer Ausführungsform erläutert, bei der die Sollbruchstellen-Erzeugungseinrichtung mit Hilfe von Strahlwerkzeugen arbeitet. Zur Vereinfachung tragen identische oder ähnliche Komponenten der Federwindemaschine die gleichen Bezugszeichen wie in den 1 bis 3. Based on 5 are explained components of an embodiment in which the predetermined breaking point generating device operates by means of jet tools. To simplify carry identical or similar components of the spring coiling machine, the same reference numerals as in the 1 to 3 ,

Die Sollbruchstellen-Erzeugungseinrichtung weist eine erste Strahlauslasseinrichtung 552 und eine zweite Strahlauslasseinrichtung 554 auf, die eine vertikale Trennebene an der Stelle definieren, an der der Torsionsbruch nach Abschluss des Drahtvorschubs eingeleitet werden soll. Die obere, erste Strahlauslasseinrichtung erzeugt einen Strahl, der schräg auf die konvex gekrümmte Außenseite des Drahts gerichtet ist. Die untere zweite Strahleinheit erzeugt einen Strahl, der etwa an einer diametral gegenüberliegenden Stelle schräg auf die konkav gekrümmte Innenseite des Drahtes gerichtet ist. Mit Hilfe der Strahlen können in diametral gegenüberliegenden Bereichen an der Außen- und Innenseite des Drahts jeweils linienhafte Schwächungen im Bereich der Drahtoberfläche eingebracht werden, bevor das Keilwerkzeug 172 von unten zwischen die noch am zugeführten Draht hängende erste Windung und die zweite Windung fährt und den Federkörper nach oben biegt. Auch hier erfolgt eine Risseinleitung von mehreren Stellen des Drahtumfangs, wodurch das erforderliche Torsionsmoment verringert wird. The predetermined breaking point generating device has a first jet outlet device 552 and a second jet outlet device 554 which define a vertical parting plane at the point where the torsional fracture is to be initiated after completion of the wire feed. The upper, first jet outlet means produces a jet which is directed obliquely to the convexly curved outside of the wire. The lower second jet unit generates a jet which is directed at approximately a diametrically opposite point obliquely on the concavely curved inside of the wire. With the aid of the rays, in each case linear weakenings in the region of the wire surface can be introduced in diametrically opposite regions on the outside and inside of the wire, before the wedge tool 172 from below between the still hung on the supplied wire hanging first turn and the second turn and bends the spring body upwards. Again, a crack initiation of several points of the wire circumference, whereby the required torsional moment is reduced.

Bei der dargestellten Variante arbeitet die Sollbruchstellen-Erzeugungseinrichtung mit Hilfe von Laserstrahlen, wobei die Strahlauslasseinrichtungen 552, 554 in Form von strahlführenden Austrittsoptiken des Lasersystems ausgeführt sind. In the illustrated variant, the predetermined breaking point generating device operates by means of laser beams, wherein the Strahlauslasseinrichtungen 552 . 554 are executed in the form of beam-guiding exit optics of the laser system.

Bei einer anderen Variante arbeitet die Sollbruchstellen-Erzeugungseinrichtung mit scharf gebündelten Wasserstrahlen, die unter hohem Druck durch Austrittsdüsen in den Strahlauslasseinrichtungen in Richtung Drahtoberfläche gestrahlt werden.In another variant, the predetermined breaking point generating device operates with sharply focused water jets which are blasted under high pressure through outlet nozzles in the jet outlet devices in the direction of the wire surface.

Bei den Varianten der 1 bis 5 wird die Sollbruchstelle nach Abschluss des Drahtvorschubes bei angehaltenem Drahtvorschub an der fertig gebogenen bzw. fertig gewundenen Feder erzeugt, so dass die Sollbruchstelle zwischen ihrer Erzeugung und dem Einleiten des Torsionsmoments nicht mehr bewegt wird. Dies ist jedoch nicht zwingend. Anhand von 6 werden Ausführungsbeispiele erläutert, bei denen eine Sollbruchstelle vor Abschluss der Federwindeoperation erzeugt wird, so dass nach Erzeugung der Sollbruchstelle noch ein Vorschub der Sollbruchstelle bis in diejenige Position erfolgt, an der der Schnitt erfolgt. In the variants of 1 to 5 the predetermined breaking point is generated after completion of the wire feed with stopped wire feed on the finished bent or finished wound spring, so that the predetermined breaking point is no longer moved between its generation and the initiation of the torsional moment. However, this is not mandatory. Based on 6 Embodiments are explained in which a predetermined breaking point is generated before completion of the Federwindeoperation, so that after generation of the predetermined breaking point nor a feed of the predetermined breaking point takes place up to that position at which the cut takes place.

6 zeigt hierzu eine Vorderansicht von Teilen einer Federwindemaschine 600, die eine Schnitteinrichtung 650 hat, welche für einen Geradschnitt eingerichtet ist. Der Draht 615 wird durch Zuführrollen 612 einer Zuführeinrichtung in Richtung der Umformeinrichtung 620 gefördert, welche zwei Windestifte 622, 624 zur Vorgabe des Federdurchmessers sowie ein Steigungswerkzeug 630 zur Vorgabe der Steigung aufweist. Oberhalb der Mittelachse 618 ist eine Schnitteinrichtung 650 mit einem Schnittwerkzeug 652 angebracht, das nach Abschluss einer Umformoperation die hergestellte Schraubenfeder mit einer vertikalen Arbeitsbewegung mittels Geradschnitt vom zugeführten Draht abtrennt. Als Gegenelement für das Schnittwerkzeug dient ein Dorn 655 (Abschneidedorn), der sich im Inneren der sich entwickelnden Feder befindet und eine vertikale Schneidkante 656 aufweist, die beim Abtrennen mit dem Schneidwerkzeug 652 zusammenwirkt. Die Schneidkante 656 definiert die Trennebene des Geradschnitts. 6 shows a front view of parts of a spring coiling machine 600 that is a cutting device 650 has, which is set up for a straight cut. The wire 615 is by feed rollers 612 a feeding device in the direction of the forming device 620 promoted, which two wind pens 622 . 624 for presetting the spring diameter and a pitch tool 630 to specify the slope. Above the central axis 618 is a cutting device 650 with a cutting tool 652 mounted after completion of a forming operation, the produced coil spring with a vertical working movement by means of straight cut from the supplied wire. As a counter element for the cutting tool is a mandrel 655 (Cutting pin) located inside the developing spring and a vertical cutting edge 656 which, when disconnected with the cutting tool 652 interacts. The cutting edge 656 defines the parting plane of the straight section.

Unmittelbar hinter den Zuführrollen 612 ist zwischen diesen und dem Bereich der Umformwerkzeuge eine Drahtführungseinrichtung 616 angebracht, die eine Eintrittshülse 616A sowie eine damit koaxiale Austrittshülse 616B aufweist, die mit Abstand zueinander derart angeordnet sind, dass zwischen den Hülsen ein Abschnitt des durchgeführten Drahtes von außen aus mehreren Richtungen frei zugänglich ist.Immediately behind the feed rollers 612 is a wire guide device between these and the area of the forming tools 616 attached, which is an inlet sleeve 616A and a coaxial outlet sleeve 616B has, which are arranged at a distance from each other such that between the sleeves, a portion of the performed wire is freely accessible from the outside from several directions.

Auch in diesem Beispielsfall sollen Schraubenfedern mit relativ großem Wickelverhältnis (D/d > 8) hergestellt werden, die aus relativ hartem Federstahldraht bestehen. Mit Hilfe einer Sollbruchstellen-Erzeugungseinrichtung ist es möglich, die zum Trennen des Drahts erforderlichen Schnittkräfte gegenüber Drähten ohne Sollbruchstelle erheblich zu reduzieren. Hierdurch kann Werkzeugverschleiß verringert werden und es ist möglich, auf eine andernfalls erforderliche besonders aufwendige Dimensionierung der Komponenten der Schnitteinrichtung zu verzichten. Auch der Schnittschlag und die Belastung der Werkzeuge und der Maschine insgesamt werden verringert. Dadurch kann eine höhere Standzeit der Werkzeuge erzielt werden. Also in this example coil springs with a relatively high winding ratio (D / d> 8) are to be made, which consist of relatively hard spring steel wire. With the help of a predetermined breaking point generating device, it is possible to significantly reduce the cutting forces required for cutting the wire with respect to wires without predetermined breaking point. As a result, tool wear can be reduced and it is possible to dispense with an otherwise required particularly expensive dimensioning of the components of the cutting device. Also, the cutting stroke and the load on the tools and the machine as a whole are reduced. As a result, a longer service life of the tools can be achieved.

Bei einer der hier dargestellten Variante sind Komponenten der Sollbruchstellen-Erzeugungseinrichtung im Bereich der Drahtführung 616 so angebracht, dass die Sollbruchstelle an demjenigen Drahtabschnitt erzeugt werden kann, der zwischen der Eintrittshülse 616A und der Austrittshülse 616B frei liegt. Im Beispielsfall sind hierzu zwei diametral gegenüberliegende Strahlaustrittseinrichtungen 654A, 654B angebracht, um am Draht an zwei diametral gegenüberliegenden Bereichen quer zur Drahtrichtung verlaufende oberflächliche Einritzungen zu erzeugen. Im Beispielsfall sind die Strahlauslasseinrichtungen als Austrittsoptiken eines Lasersystems ausgelegt. Alternativ könnte es sich um Austrittsdüsen einer Wasserstrahl-Schneideinrichtung handeln.In one variant illustrated here, components of the predetermined breaking point generating device are in the area of the wire guide 616 mounted so that the predetermined breaking point can be generated at that wire portion which is between the inlet sleeve 616A and the outlet sleeve 616B is free. In the example, for this purpose, two diametrically opposed jet outlet devices 654A . 654B mounted to produce on the wire at two diametrically opposed areas transverse to the wire direction running superficial scratches. In the example, the Strahlauslasseinrichtungen are designed as exit optics of a laser system. Alternatively, it could be outlet nozzles of a water jet cutting device.

Bei dieser Variante wird also die Sollbruchstelle erzeugt, bevor der eigentliche Umformvorgang des mit Sollbruchstelle versehenen Drahtabschnitts durch Federwinden stattfindet. Nach dem Erzeugen der Sollbruchstelle wird der Draht noch so weit vorgeschoben, bis sich die Sollbruchstelle in der durch die Schneidkante 656 definierten Trennebene befindet. Diese Situation ist in 6 durch die Ritze an der Außenseite und Innenseite der Feder im Bereich der Sollbruchstelle SB angedeutet.In this variant, therefore, the predetermined breaking point is generated before the actual forming of the provided with predetermined breaking point wire section takes place by spring winds. After generating the predetermined breaking point, the wire is advanced so far until the predetermined breaking point in the through the cutting edge 656 defined parting line is located. This situation is in 6 indicated by the crack on the outside and inside of the spring in the region of the predetermined breaking point SB.

Die Komponenten der Sollbruchstellen-Erzeugungseinrichtung, z.B. die Strahlaustrittseinrichtungen, können maschinenfest so angeordnet sein, dass zwischen ihrer Position und der Trennebene genau die benötigte Drahtlänge liegt. Dann wird der Drahtvorschub ggf. kurz unterbrochen, bis die Sollbruchstelle erzeugt ist. Bei anderen Varianten ist vorgesehen, dass der Drahtvorschub für das vorgelagerte Anritzen nicht unterbrochen wird. Hierzu sind die in der Nähe des Drahts angebrachten Komponenten der Sollbruchstellen-Erzeugungseinrichtung parallel zur Drahtlaufrichtung linear beweglich gelagert und können so gesteuert werden, dass sie für die Dauer der Erzeugung der Sollbruchstelle synchron mit dem vorgeschobenen Draht mit der Drahtgeschwindigkeit mitbewegt und anschließend vor dem nächsten Zyklus wieder zurückbewegt werden können. Hierzu kann z.B. die Drahtführungseinrichtung mit den daran befestigten Strahlaustrittseinrichtungen auf einem Schlitten montiert sein, um als Ganzes linear in Drahtlaufrichtung hin- und her bewegt werden zu können.The components of the predetermined breaking point generating means, e.g. the beam exit devices can be arranged fixed to the machine so that exactly the required wire length lies between its position and the parting plane. Then the wire feed is possibly briefly interrupted until the predetermined breaking point is generated. In other variants, it is provided that the wire feed for the pre-scoring is not interrupted. For this purpose, mounted in the vicinity of the wire components of the predetermined breaking point generating device are mounted linearly movable parallel to the wire running direction and can be controlled so that it moves synchronously with the advanced wire at the wire speed for the duration of the generation of the predetermined breaking point and then before the next cycle can be moved back again. For this, e.g. the wire guiding device with the beam outlet devices attached thereto can be mounted on a carriage in order to be able to move linearly in the wire running direction as a whole.

6 zeigt in Verbindung mit 7 noch eine alternative Anordnung von Komponenten einer Sollbruchstelle-Erzeugungseinrichtung, die mit Hilfe eines Laserstrahls an der vorgesehenen Trennposition eine Sollbruchstelle erzeugt, bevor die am Draht vorgesehene Trennposition bis in die Trennebene (definiert durch Schneidkante 656) bewegt wird. Die Komponenten sind hier im Raum zwischen den Windefingern 622, 624 um ca. 90° versetzt zur Trennebene angeordnet. Diese Anordnung kann z.B. aus Platzgründen günstig sein, wenn im Bereich der Trennebene nur wenig Bauraum zur Verfügung steht. 6 shows in conjunction with 7 Yet another alternative arrangement of components of a predetermined breaking point generating device, which generates a predetermined breaking point with the aid of a laser beam at the intended separation position, before the separation position provided on the wire to the parting plane (defined by cutting edge 656 ) is moved. The components are here in the space between the Windefingers 622 . 624 offset by approx. 90 ° to the dividing plane. This arrangement may be favorable, for example, for reasons of space, if only little space is available in the region of the parting line.

Eine Strahlauslasseinheit 752 eines Lasersystems ist radial außerhalb der Feder angeordnet und quer zur Durchlaufrichtung des Drahts 715 durch eine einachsige Schwenkbewegung (Strahlauslasseinheit 752A in 7A) oder eine lineare Verschiebungsbewegung (Strahlauslasseinheit 752B in 7B) senkrecht zur Drahtlängsrichtung beweglich. An der Innenseite der Drahtwindung befindet sich diametral gegenüber der Strahlauslasseinrichtung eine Spiegelanordnung mit zwei V-förmig zueinander angeordneten Planspiegeln 761, 762, die so angeordnet sind, dass bei bestimmten Stellungen der Strahlauslasseinheit der Laserstrahl von einem Planspiegel oder beiden Planspiegeln an Umfangsbereiche des durchlaufenden Drahtes reflektiert werden, welche nicht direkt durch den von der Strahlaustrittseinrichtung kommenden Laserstrahl erreicht werden können. Der Winkel W zwischen den Spiegelflächen kann z.B. im Bereich von 70° bis 130° liegen. Auf diese Weise ist es möglich, mit einem einzigen Laserstrahl, der in Querrichtung durch Schwenken oder Verschieben hin- und her bewegt wird, den Draht über seinen gesamten Umfang oder den überwiegenden Teil des Umfangs (mehr als 180°) oberflächlich entlang einer definierten Schwächungslinie anzuschmelzen bzw. einzuritzen. Der Laserstrahl kann also durch die Umlenkspiegel einfach oder mehrfach so umgelenkt werden, dass unterschiedliche Umfangsabschnitte mit dem gleichen Laserstrahl bestrahlt werden können, auch auf der der Strahlaustrittseinrichtung abgewandten Seite.A jet outlet unit 752 a laser system is arranged radially outside the spring and transversely to the direction of passage of the wire 715 by a uniaxial pivoting movement (Strahlauslasseinheit 752A in 7A ) or a linear displacement movement (Strahlauslasseinheit 752B in 7B ) movable perpendicular to the wire longitudinal direction. On the inside of the wire winding is located diametrically opposite the Strahlauslasseinrichtung a mirror assembly with two V-shaped plan mirrors arranged 761 . 762 which are arranged so that in certain positions of the Strahlauslasseinheit the laser beam from a plane mirror or two plane mirrors are reflected at peripheral portions of the continuous wire, which can not be achieved directly by the coming of the beam exit means laser beam. The angle W between the mirror surfaces may be, for example, in the range of 70 ° to 130 °. In this way, it is possible with a single laser beam, which is moved back and forth in the transverse direction by pivoting or moving, the wire over its entire circumference or the majority of the circumference (more than 180 °) superficially melt along a defined line of weakness or to score. The laser beam can thus be deflected by the deflecting mirror one or more times so that different peripheral sections can be irradiated with the same laser beam, even on the side facing away from the beam exit device.

Nachdem die umlaufende oberflächliche Schmelzlinie an der vorgesehenen Trennposition durch Laserbestrahlung erzeugt wurde, wird die entstandene Sollbruchstelle durch Betätigen des Drahtvorschubs bis in die Trennebene am Dorn 655 vorgeschoben, bevor die fertige Feder mittels des Schneidwerkzeugs durch Geradschnitt abgetrennt wird.After the circumferential superficial melting line has been generated at the intended separation position by laser irradiation, the resulting predetermined breaking point is achieved by actuating the wire feed into the parting plane on the mandrel 655 advanced before the finished spring is separated by the cutting tool by straight cut.

Die anhand von 7 erläuterte Variante kann auch an anderer Stelle, z.B. im Bereich der Drahtführung, vorgesehen sein. Wenn es der Bauraum zulässt ist auch eine Anordnung in der Trennebene, d.h. im Bereich der Schnittkante 656 des Dorns möglich.The basis of 7 explained variant can also be provided elsewhere, for example in the field of wire guide. If the space permits it is also an arrangement in the parting plane, ie in the area of the cutting edge 656 possible of the thorn.

Diese Anmeldung offenbart somit unterschiedliche Möglichkeiten, den Draht an einer definierten Trennposition durch Anritzen oder Einkerben mechanisch oder durch Einwirken von Strahlwerkzeugen entlang einer relativ schmalen Linie zu schwächen, um eine Sollbruchstelle zu erzeugen, die einen sauberen Schnitt bei reduzierten Schnittkräften ermöglicht. Die Schnittkraft wird deutlich reduziert, wenn Einkerbungen bzw. Einritzungen zumindest an zwei diametral gegenüberliegenden Bereichen oder aber über den gesamten Umfang eingebracht werden, wie dies hier anhand einiger Beispiele gezeigt wurde. Insbesondere können damit Federn mit deutlich größeren Wickelverhältnissen mittels Torsionsschnitt abgetrennt werden.This application thus discloses different ways of weakening the wire at a defined separation position by scoring or notching mechanically or by the action of jet tools along a relatively narrow line to create a predetermined breaking point which allows a clean cut with reduced cutting forces. The cutting force is significantly reduced when indentations or incisions are introduced at least at two diametrically opposite areas or over the entire circumference, as shown here by way of some examples. In particular, thus springs with significantly higher winding ratios can be separated by Torsionsschnitt.

Die Sollbruchstelle kann auch durch eine Einstechoperation erzeugt werden. Dazu kann z.B. bei der Variante von 1 bis 3 der Dorn 156 mit einem scharfkantigen Einstechwerkzeug versehen sein, welches beim axialen Vorschub des Dorns in das Innere der Feder an der Innenseite des Drahtes eine Kerbe in tangentialer Richtung des Drahtquerschnitts einritzt.The predetermined breaking point can also be generated by a plunge operation. This can eg in the variant of 1 to 3 the thorn 156 be provided with a sharp-edged piercing tool, which scores a notch in the tangential direction of the wire cross-section during the axial feed of the mandrel into the interior of the spring on the inside of the wire.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

EN 10270-2 [0036]
EN 10270-2 [0036]

Claims

A method for producing coil springs by spring-winding means of a numerically controlled spring coiling machine, wherein a wire under the control of an NC control program supplied by a feeder of a forming device of the spring coiling machine, converted by means of tools of the forming device into a coil spring and a finished coil spring then by means of a Cutting device is separated from the supplied wire, characterized in that prior to separation at a defined separation position along the wire at least at two diametrically opposite portions of the wire circumference a linear weakening in the region of the surface of the wire is generated and the finished coil spring at the separation position of the supplied wire is separated.

A method according to claim 1, characterized in that a linear weakening at and near the wire surface is produced by notching, piercing, rolling, hammering or incising the wire surface.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the weakening is generated from the wire surface only so far that at least 50% of the diameter of the wire, in particular between 60% and 90% of the diameter of the wire, in the region of the center of the wire essentially unaffected by the near-surface weakening remains.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that for weakening the wire at the separating position only at two diametrically opposite circumferential regions in each case a linear weakening is generated.

A method according to claim 4, characterized in that the wire by means of numerically controllable notching tools ( 152 . 154 ) is mechanically notched simultaneously at diametrically opposite peripheral portions, preferably the wire for generating the weakening between the notching tools ( 152 . 154 ) is clamped, the notching tools are held in engagement with the wire and the coil spring is separated from the jammed wire by torsion.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that for weakening the wire at the separating position, a circumferentially continuous circumferential linear weakening is generated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one jet tool is used to produce the weakening.

A method according to claim 7, characterized in that for generating the attenuation at least one laser beam is irradiated to the wire surface, wherein preferably the laser beam is deflected by at least one deflecting simply or repeatedly such that different peripheral portions are irradiated with the same laser beam.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a helical spring (F) with a winding ratio D / d of more than 4, in particular between 5 and 10, generated and separated by means of torsional cut from the supplied wire, wherein the winding ratio, the ratio between the Spring diameter D and the wire diameter d of the coil spring is.

Spring winding machine ( 100 ) for producing coil springs (F) by means of spring coils comprising: a feed device ( 110 ) for feeding wire ( 115 ) to a forming device ( 120 ), wherein the forming device at least one Windewerkzeug ( 122 . 124 ), a cutting device for separating a finished coil spring from the supplied wire after completion of a forming operation; a control device ( 180 ) for controlling the feeder, the forming device and the cutting device based on an NC control program, characterized by a predetermined breaking point generating means, which is adapted to a linear separation in at a defined separation position along the wire at least at two diametrically opposite portions of the wire circumference Area of the surface of the wire to produce.

Spring coiling machine according to claim 10, characterized in that the predetermined breaking point generating device comprises two notching tools movable toward one another or away from one another ( 152 . 154 ) with lying in a common plane cutting edges (SK1, SK2), wherein the notching tools are preferably controlled so that the notching tools can penetrate simultaneously from opposite sides superficially in the wire material, wherein one of the Kerbwerzeuge each serves as a counter tool of the other notching tool.

Spring coiling machine according to claim 10 or 11, characterized in that the cutting device for a separation of the helical spring (F) is arranged by torsion cutting, wherein the spring winding machine preferably has a radial to a central axis ( 118 ) displaceable tool unit ( 170 ) with a wedge tool ( 172 ), which can be inserted between turns of the coil spring.

Spring coiling machine according to claim 11 or 12, characterized in that the spring coiling machine is configured so that the wire ( 115 ) for generating the weakening between the notching tools ( 152 . 154 ) is clamped, the notching tools can be held in engagement with the wire and the coil spring (F) from the clamped wire by torsion is separable.

Spring winding machine according to claim 10, characterized in that the predetermined breaking point generating device comprises at least one jet tool with a beam exit device ( 552 . 554 . 652 . 654 . 752 ) having.

Spring winding machine according to claim 14, characterized in that the predetermined breaking point generating means comprises a laser system which is configured such that at least one laser beam can be irradiated onto the wire surface to produce the linear weakening, wherein preferably at least one deflection device, in particular a plane mirror ( 761A . 761B ), is provided, with which a laser beam is simply or repeatedly deflected so that different peripheral portions of the wire ( 715 ) are irradiated with the same laser beam.

Spring winding machine according to claim 15, characterized in that the laser system is a Strahlauslasseinheit ( 752 ) which transversely to the direction of passage of the wire ( 715 ) is mounted movably perpendicular to a wire longitudinal direction, wherein diametrically opposite the beam outlet device a deflection device with two V-shaped plan mirrors ( 761 . 762 ) is arranged, which are oriented so that in certain positions of the Strahlauslasseinheit the laser beam is reflected by one of the plane mirror or two plane mirrors on peripheral portions of the wire, which are not directly accessible by the laser beam coming from the beam exit means.