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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung
von Federn, die bei der kontinuierlichen Ausgabe eines eine Feder
formenden Drahtes diesen mit einem Werkzeug in einem Raum zur Formung
von Federn unter Krafteinwirkung biegt, krümmt oder aufwindet und dabei
eine Feder herstellt, wobei ein eine Antriebskraft übertragendes
Bauteil zur Übertragung
einer Antriebskraft vorgesehen ist, das diese auf das in der Vorrichtung montierte
Werkzeug überträgt.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Als übliche Vorrichtung
zur Herstellung von Federn wird bei einer Anordnung eine Anzahl
von Werkzeugen auf einem Formtisch radial und in einem Winkel von
90° zueinander
angeordnet, wobei die entsprechenden Werkzeuge durch ein einziges Zahnrad
angetrieben werden können
(z.B. Teijin Seiki K.K., „Multi-Forming
Machine Type ZUB-360",
hergestellt 1972-10).
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Bei
einer anderen Vorrichtung zur Herstellung von Federn sind eine Mehrzahl
von Werkzeugen auf einem Formungstisch radial in einem Winkel von 45° zueinander über einem
Draht angeordnet, der in einen das Zentrum bildenden Raum zur Formung
von Federn über
dem Formungstisch eingespeist wird. Die entsprechenden Werkzeuge
werden von Werkzeugtragmechanismen gehalten und werden voneinander
unabhängig
von Servomotoren angetrieben. Mit dieser Anordnung können Federn
mit verschiedenen Arten von Form ausgebildet werden, wobei diese mit
Hilfe einer numerischen Steuerung hergestellt werden können (siehe
z.B.
JP-B-2675523 ).
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Bei
einer weiteren Vorrichtung zur Herstellung von Federn sind eine
Mehrzahl von Werkzeugen radial auf einem Formungstisch und über einem
zuzuführenden
Draht angeordnet, der in einen das Zentrum bildenden Raum zur Formung
von Federn über dem
Formungstisch eingespeist wird. Die entsprechenden Werkzeuge werden
von Werkzeugtragmechanismen gehalten und werden unabhängig voneinander
von Servomotoren angetrieben. Der Formungstisch ist kreisförmig und
die entsprechenden Werkzeugtragmechanismen können am Umfang des Formungstisches
in beliebigen Winkeln angeordnet sein. Aus diesem Grund können die
Winkel, unter denen die Werkzeuge über dem Draht als Zentrum angeordnet
werden fein, eingestellt werden (siehe z.B.
JP-B-2690704 ).
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Schließlich ist
eine Vorrichtung zur Herstellung von Federn bekannt, bei der ein
Zuführmechanismus
zur Zuführung
des Drahtes in einen Raum zur Formung von Federn oberhalb eines
Formungstisches um die das Zentrum bildende Drahtachse rotieren
kann. Wenn der Draht rotiert, ergibt sich die gleiche Wirkung wie
dann, wenn man die Winkel, unter denen die Werkzeuge über dem
das Zentrum bildenden Draht angeordnet sind, verändert (siehe z.B.
JP-B-2939472 ).
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Die
herkömmlichen
und oben beschriebenen Vorrichtungen zur Herstellung von Federn
haben insofern einen Fortschritt gebracht und eine Weiterentwicklung
durchgemacht, als sie die Probleme gelöst haben, wie man die Formungsrichtung
des Drahtes in beliebiger Richtung leichter verändert und wie man den Freiheitsgrad
zur Veränderung
beliebiger Richtungen erhöht.
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In
den üblichen
Vorrichtungen zur Herstellung von Federn sind die Servomotoren auf
den entsprechenden Werkzeugtragmechanismen derart montiert, dass
die entsprechenden Werkzeuge unabhängig voneinander gesteuert
werden können.
Zusätzlich
zu den Servomotoren zum Antrieb der Werkzeuge sind eine Drahtzuführungsrolle
zur Zuführung des
Drahtes und ein Servomotor zum Drehantrieb eines Drahtzuführmechanismus
notwendig. Obwohl die Steuerbarkeit und die Formungsmöglichkeiten mit
Rücksicht
auf eine erhöhte
Anzahl von Werkzeugen und die neu dazugekommenen Funktionen größer sind,
erhöht
die größere Anzahl
von Servomotoren auch die Kosten für die Vorrichtung.
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Wenn
ein Werkzeugtragmechanismus von dem Formungstisch entfernt wird,
wird gleichzeitig auch der Servomotor entfernt. Wenn der Winkel
genau eingestellt wird, unter dem die Werkzeuge angeordnet sind,
dann wird auch der entsprechende Servomotor gleichzeitig bewegt.
Da der Werkzeugtragmechanismus schwer ist, ist die Bedienbarkeit
gering.
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Die
Vorrichtungen können
gezielt entsprechend ihrer Anwendungen eingesetzt werden. Wenn zum
Beispiel eine Feder mit einer komplizierten Form geformt werden
soll, dann kann eine Vorrichtung mit einer großen Anzahl von Servomotoren,
die somit ein großes
Formungsvermögen
aufweist, eingesetzt werden. Wenn eine Feder mit einer einfachen
Form durch Formung ausgebildet werden soll, dann kann eine einfache
Vorrichtung mit einer geringen Anzahl von Servomotoren eingesetzt
werden. Deshalb besteht Bedarf an einer Vorrichtung, die ein hohes Formbildungsvermögen aufweist,
aber preiswert ist, da die Anzahl der Servomotoren verringert ist.
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Die
DE 101 34 828 A1 beschreibt
eine Federherstellvorrichtung mit Werkzeugeinheiten, welche mittels
Kurbelmechanismen, die auf den jeweiligen Seiten eines Tisches angeordnet
sind, verschiebbar sind. Die Kurbelmechanismen wandeln Rotationsbewegung
in Translationsbewegungen und verwenden jeweils einen Servomotor
als Antriebsquelle.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUING
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben genannten Probleme
gemacht und hat zum Ziel, eine Vorrichtung zur Herstellung von Federn
zur Verfügung
zu stellen, bei der die Servomotoren als Antriebsquellen nicht für entsprechende Werkzeugtragmechanismen
vorgesehen sein müssen,
bei der der Winkel zur Anordnung jedes Werkzeugs beliebig und unabhängig von
dem entsprechenden Werkzeugtragmechanismus verändert werden kann und ebenso
ein auf dieser Vorrichtung zu montierendes Bauteil zur Übertragung
der Antriebskraft.
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Ein
anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
zur Herstellung von Federn zur Verfügung zu stellen, bei der die
Anzahl von Servomotoren verringert werden kann, während eine
höhere
Anzahl von Werkzeugen eingesetzt werden kann; außerdem soll die Vorrichtung
ein hohes Formungsvermögen
und einen preisgünstigen,
einfachen Aufbau sowie ein auf dieser Vorrichtung zu montierendes
Bauteil zur Übertragung
der Antriebskraft aufweisen.
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Um
die oben genannten Probleme zu lösen und
die oben genannten Ziele entsprechend der vorliegenden Erfindung
zu erreichen, wird eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 bereitgestellt. Vorzugsweise enthält die Vorrichtung weiter ein
einziges Zahnrad (10), das die Antriebskraft auf das Antriebsübertragungsmittel überträgt, wobei
das Antriebsübertragungsmittel
eine Mehrzahl von die Antriebskraft übertragenden Mitteln enthält, die
an diesem Formungstisch angeordnet werden können, wobei als gemeinsame
Antriebsquelle dieses Zahnrad vorgesehen ist.
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Vorzugsweise
ist ein Nockenglied (35, 36) vorgesehen, das durch
eine Antriebskraft des Zahnrades angetrieben wird, abnehmbar auf
diesem die Antriebskraft übertragenden
Mittel angeordnet ist, wobei das das Werkzeug tragende Mittel einen Schieber
(404A) aufweist, der an dem Nockenglied zur Verschiebung
des Werkzeugs anliegt.
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Das
Nockenglied weist vorzugsweise einen ersten Nocken (35)
auf, der den Schieber derart antreibt, dass das Werkzeug gegen den
Raum zur Formung von Federn verschoben wird und ein zweiter Nocken
(36), der den Schieber so antreibt, dass das Werkzeug in
einer Richtung verschoben wird, in der es von dem Raum zur Formung
von Federn zurückgezogen
wird.
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Vorzugsweise
kann das die Antriebskraft übertragende
Mittel nur mit einem bestimmten der das Werkzeug tragenden Mittel
verbunden werden.
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Vorzugsweise
trägt das
das Werkzeug tragende Mittel (400B) das Werkzeug verschiebbar
und so, dass sich dieses um einen Werkzeugschaft drehen kann.
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Vorzugsweise
trägt das
Werkzeugtragmittel (400C) das Werkzeug so, dass es verschiebbar
ist und so, dass es in einer Richtung senkrecht zu dem Formungstisch
bewegbar ist.
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Ferner
wird erfindungsgemäß ein Bauteil
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 bereitgestellt. Vorzugsweise
weist das die Antriebskraft übertragende
Bauteil eine Mehrzahl von die Antriebskraft übertragenden Mitteln auf, die
auf diesem Formungstisch angeordnet werden können, wobei ein einziges Zahnrad
(10) vorgesehen ist, das eine Antriebskraft zum Antrieb
des Werkzeugs als allgemeine Antriebsquelle erzeugt.
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Vorzugsweise
ist ein Nockenglied (35, 36), das durch die Antriebskraft
dieses Zahnrades in Drehung versetzt wird, abnehmbar auf dem die
Antriebskraft übertragenden
Bauteil montiert, wobei das das Werkzeug tragende Mittel einen Schieber
(404A) aufweist, der zur Verschiebung des Werkzeugs an
dem Nockenglied anliegt.
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Vorzugsweise
weist das Nockenglied einen ersten Nocken (35) auf, der
den Schieber derart antreibt, dass das Werkzeug in Richtung auf
den Raum zur Formung von Federn verschoben wird, und einen zweiten
Nocken (36), der den Schieber so antreibt, dass das Werkzeug
in einer Richtung verschoben wird, in der es von dem Raum zur Formung
von Federn zurückgezogen
wird.
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Vorzugsweise
kann das die Antriebskraft übertragende
Bauteil nur mit einem bestimmten der Werkzeugtragmittel verbunden
sein.
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Wie
oben beschrieben wurde, müssen
erfindungsgemäß die als
Antriebsquelle dienenden Servomotoren nicht für die jeweiligen Werkzeugtragmechanismen
vorgesehen sein, und der Winkel, unter dem die die Antriebskraft übertragenden
Bauteile angeordnet sind, kann beliebig und unabhängig von den
Werkzeugtragmitteln geändert
werden.
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Die
Anzahl von Servomotoren kann verringert werden, wobei die Anzahl
an Werkzeugen erhöht
werden kann. Das Formungsvermögen
kann durch eine preisgünstige
und einfache Konstruktion verbessert werden.
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Andere
Ziele und Vorteile, außer
den oben beschriebenen, ergeben sich für den durchschnittlichen Fachmann
aus der folgenden Beschreibung von vorzugsweisen Ausführungsbeispielen
der Erfindung. In der Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen
Bezug genommen, die einen Teil der Beschreibung darstellen und die
ein Beispiel der Erfindung aufzeigen. Dieses Beispiel ist indessen
für die
verschiedenen Ausführungsformen
der Erfindung nicht erschöpfend,
weshalb auf die der Beschreibung folgenden Ansprüche Bezug genommen wird und
die dazu dienen, den Schutzumfang der Erfindung zu bestimmen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Federn
entsprechend einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Ansicht der Vorrichtung der 1 von der
linken Seite;
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3 eine
Vorderansicht des den Formungstisch enthaltenden Teils in der Vorrichtung
zur Herstellung von Federn gemäß 1;
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4 eine
Vorderansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem Werkzeuge an einem
Teil des den Formungstisch darstellenden Teils der Vorrichtung zur Herstellung
von Federn gemäß 1 befestigt
sind;
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5 eine
Teilansicht von der rechten Seite der 4 gesehen,
die einen Nockenschaftblock und ein Antriebszahnrad zeigt;
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6 eine
vergrößerte Ansicht
eines Teils A aus 5;
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7 eine
perspektivische Ansicht des gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
auf der Vorrichtung zur Herstellung von Federn zu montierenden Nockenschaftblockes;
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8 eine
Vorderansicht der 7;
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9 eine
Draufsicht der 6;
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10 eine
Schnittansicht entlang der Linie I-I der 9;
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11 eine
Draufsicht auf die Baugruppe eines Schieberwerkzeugs, mit der ein
Nockenschaftblock verbunden ist;
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12 eine
Seitenansicht der 11
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13 eine
Draufsicht auf die Baugruppe des Schieberwerkzeugs, die nicht mit
der Baugruppe des Schieberwerkzeugs und dem Nockenschaftblock verbunden
ist; und
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14 ein
Blockdiagramm, das den elektrischen Aufbau einer Steuerung für die Vorrichtung
zur Herstellung von Federn zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Es
wird nun ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen detailliert
beschrieben. Die im Folgenden beschriebene Ausführungsform ist ein Beispiel
für die
Verwirklichung der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung
kann auf jene Ausführungsformen
angewandt werden, die durch Veränderung
oder Modifikation innerhalb des Schutzumfangs des folgenden Ausführungsbeispiels
erhalten werden und die nicht vom Geist der Erfindung abweichen.
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[Gesamtanordnung der Vorrichtung zur Herstellung von
Federn]
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung zur Herstellung von
Federn entsprechend einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt
eine Ansicht der 1 von links. 3 zeigt
eine Vorderansicht des den Formungstisch enthaltenden Abschnitts
der Vorrichtung zur Herstellung von Federn der 1. 4 zeigt eine
Vorderansicht in einem Zustand, wo Werkzeuge an einem Teil des den
Formungstisch enthaltenden Abschnitts der Vorrichtung zur Herstellung
von Federn befestigt sind.
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Wie
in den 1 bis 4 gezeigt ist, weist gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
die Vorrichtung 100 zur Herstellung von Federn einen Formungstisch 200 auf,
der vertikal aufrecht auf einem kastenförmigen Sockel 101 steht,
eine Drahtzuführungseinrichtung 300,
die hinter dem Formungstisch 200 angeordnet ist, eine Mehrzahl
von Werkzeugeinheiten 400A, 400B und 400C,
die auf der Vorderfläche
des Formungstisches 200 radial und zentral zur das Zentrum
bildenden Achse des Drahtes angeordnet sind und eine Steuerungseinheit 500,
die neben dem Sockel 101 angeordnet ist.
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Der
Formungstisch 200 weist einen kreisförmigen Abschnitt 201 und
einen Verlängerungsabschnitt 202 auf,
der sich von dem unteren halbkreisförmigen Abschnitt des kreisförmigen Abschnitts 201 nach
unten erstreckt. Der Verlängerungsabschnitt 202 ist
an dem Sockel 101 befestigt. Eine Drahtführung 330 ist
im Zentrum des kreisförmigen
Abschnitts 201 angeordnet. Die Mehrzahl von Werkzeugeinheiten 400A, 400B und 400C sind
radial über
der Drahtzuführungsöffnung (Drahtachse)
der Drahtzuführung 330 als
Zentrum angeordnet und definiert somit einen Raum zur Ausformung
der Federn.
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Die
Drahtzuführungseinrichtung 300 weist einen
Drahtzuführungsmechanismus 310 auf,
der dazu dient den eine Feder formenden Draht zuzuführen, sowie
eine Mehrzahl von sich gegenüberstehenden
Paaren von Drahtzuführungsrollen 320 zum
Zuführen
des vom Drahtzuführungsmechanismus 310 kommenden
Drahtes. Der von den Paaren von Drahtzuführungsrollen 320 ausgestoßene Draht
wird durch die Drahtführung 330 in
den Raum zur Formung von Federn geführt.
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Wenn
sich das Paar von Drahtzuführungsrollen 320,
die den Draht zwischen einem Paar gegenüberstehender Rollen einklemmen,
in der Drahtzuführungsrichtung
dreht, dann wird der Draht vom entfernten Ende einer Drahtzuführungsbohrung 331,
die in der Drahtführung 330 ausgebildet
ist, eingeführt.
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Die
Drahtführung 330 kann
durch einen Servomotor 315 sowohl in Vorwärts-, als
auch in Rückwärtsrichtung
um die Drahtzuführungsbohrung 331 (Drahtachse)
als Zentrum gedreht werden. Die Drehung der Paare von Drahtzuführungsrollen 320 in
der Drahtzuführungsrichtung
wird von einem Servomotor (nicht gezeigt) bestimmt.
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Die
Werkzeugeinheiten 400A, 400B und 400C weisen
Schieberwerkzeugeinheiten 400A auf, die die entsprechenden
Werkzeuge mit einer Gleitbewegung in einer Richtung auf den Raum
zur Formung von Federn zu bewegen können, der nahe der Drahtzuführungsbohrung 331 der
Drahtzuführung 330 liegt;
diese Einheiten können
die Werkzeuge aber auch in der entgegengesetzten Richtung zum Zurückziehen
aus dem Federformungsraum bewegen; außerdem ist zusätzlich zu
der Gleitbewegung eine sich drehende Drehwerkzeugeinheit 400B vorgesehen,
die das entsprechende Werkzeug um die Werkzeugachse drehen kann,
und eine Werkzeugeinheit 400C für Vor- und Zurückbewegung,
die zusätzlich
zu der Gleitbewegung das entsprechende Werkzeug vor- und zurückbewegen
kann und zwar parallel zu der Richtung der Drahtausgaberichtung
auf dem Formungstisch 200 (das ist eine Richtung senkrecht
zur Vorderseite des Formungstisches 200).
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Die
Schieberwerkzeugeinheit 400A, die Drehwerkzeugeinheit 400B,
und die Werkzeugeinheit 400C für Vor- und Zurückbewegung
sind abnehmbar auf dem kreisförmigen
Abschnitt 201 des Formungstisches 200 befestigt.
Es können
höchstens
8 Werkzeugeinheiten auf dem Formungstisch 200 befestigt
werden.
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Auf
jedem der Werkzeugeinheiten 400A, 400B und 400C ist
ein Werkzeug montiert, mit dem unter Krafteinwirkung der Draht gebogen,
gekrümmt, gewunden
oder geschnitten werden kann, der von der Drahtzuführungsbohrung 331 der
Drahtführung 330 in
den die Feder formenden Raum eingespeist wird und zwar derart, dass
das Werkzeug entweder gleiten, gleiten und sich drehen oder gleiten
und sich vor- und zurückbewegen
kann.
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Die
Gleitbewegung der auf den Werkzeugeinheiten 400A, 400B und 400C montierten
Werkzeuge wird durch ein einziges ringförmiges Zahnrad 10 bewirkt,
das auf dem Formungstisch 200 angeordnet ist und als gemeinsame
Antriebsquelle für
alle Werkzeugeinheiten dient und durch Nockenschaftblöcke 20,
die als die Antriebskraft übertragende
Einheiten (Bauteile) dienen, um die Rotationskraft des ringförmigen Zahnrades 10 zu
den Werkzeugeinheiten 400A, 400B und 400C zu übertragen.
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Die
Nockenschaftblöcke 20 sind
unabhängig (oder
getrennt) von den Werkzeugeinheiten 400A, 400B und 400C ausgebildet.
Somit kann der Winkel, unter dem die Nockenschaftblöcke 20 an
dem Formungstisch 200 um die im Zentrum befindliche Drahtachse
angeordnet sind, unabhängig
von den Werkzeugeinheiten 400A, 400B und 400C verändert werden.
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Das
ringförmige
Zahnrad 10 wird axial an dem Formungstisch 200 durch
ein Kugellager 11 gehalten, damit sich dieses um die im
Zentrum vorgesehene Drahtachse drehen kann; dieses kämmt mit
einem Antriebszahnrad 13, das durch einen einzigen Servomotor 12 angetrieben
wird (siehe 5), der auf der Rückseite
des Tisches 200 angeordnet ist. Somit wird das ringförmige Zahnrad 10 sowohl
in der Vorwärts-
als auch in der Rückwärtsrichtung
angetrieben.
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Das
Antriebszahnrad 13 ist axial in einer vorbestimmten Lage
in einer Vertiefung 203 gehalten, die ringförmig und
in dem kreisförmigen
Abschnitt 201 des Formungstisches 200 und um die
als Zentrum dienende Drahtachse ausgebildet ist.
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Jeder
Nockenschaftblock 20 kann abnehmbar in der Vertiefung 203 des
Formungstisches 200 befestigt sein und weist ein Getriebezahnrad 21 auf, das
ständig
mit dem ringförmigen
Zahnrad 10 in der Vertiefung 203 kämmt. Der
Nockenschaftblock 20 kann in der Vertiefung 203 befestigt
oder aus dieser entnommen werden. Wenn der Nockenschaftblock entnommen
ist, kann dieser in eine Stellung bewegt werden, die von derjenigen
des Antriebszahnrades 13 entlang der Vertiefung 203 verschieden
ist. Im befestigten Zustand ist der Nockenschaftblock 20 in
einem beliebigen Winkel fixiert.
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Der
Winkel, unter dem der Nockenschaftblock 20 angeordnet ist,
wird dadurch angepasst, dass man einen auf dem Nockenschaftblock
ausgebildeten Referenzbereich 22 mit einer beliebigen Stellung
auf einer Skala 204 auf dem Außenumfang des kreisförmigen Abschnitts 201 in Übereinstimmung
bringt.
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An
dem Formungstisch 200 kann eine Mehrzahl von Nockenschaftblöcken 20 angeordnet
sein, wobei das ringförmige
Zahnrad 10 als gemeinsame Antriebsquelle dient. Nockenglieder 35 und 36,
die durch die Antriebskraft des ringförmigen Zahnrades 10 gedreht
werden, sind auf jedem der Nockenschaftblöcke 20 abnehmbar montiert.
Der Nockenschaftblock 20 kann mit einem entsprechenden Werkzeug
so verbunden werden, dass er eine Antriebskraft ausschließlich auf
die ausgewählte
Werkzeugeinheit übertragen
kann.
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Der
Winkel, unter dem der Nockenschaftblock 20 an den Formungstisch 200 angeordnet
ist, kann zusammen mit der Werkzeugeinheit beliebig verändert werden
und zwar nicht nur, wenn dies ein isolierter Block ist, sondern
auch wenn dieser mit der Werkzeugeinheit verbunden ist.
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Die
mit dem Nockenschaftblock 20 verbundenen Nockenglieder 35 und 36 wandeln
die Rotationsbewegung, die von dem ringförmigen Zahnrad 10 und
dem Nockenschaftblock 20 übertragen wird, in eine Translationsbewegung
derart um, dass das entsprechende Werkzeug durch den Schieber der
Werkzeugeinheit verschoben wird.
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Die
Rotationsbewegung des Werkzeugs der drehbaren Werkzeugeinheit 400B wird
dadurch verwirklicht, dass der Werkzeugeinheit ein Servomotor 401B als
Antriebsquelle hinzugefügt
wird. Auf ähnliche
Weise wird die Vor- und Zurückbewegung
des Werkzeugs durch eine Werkzeugeinheit 400C für die Vor-
und Zurückbewegung
dadurch verwirklicht, dass man einen Servomotor 401C als
Antriebsquelle für die
Werkzeugeinheit 400C vorsieht.
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Der
Servomotor 401C für
die Werkzeugeinheit 400C für Vor- und Zurückbewegung
positioniert das entsprechende Werkzeug in der nach vorne und zurück gerichteten
Richtung mit hoher Genauigkeit durch eine Feedback-Steuerung. Dies
ermöglicht eine
feine Anpassung des Wendeldurchmessers und einer Ausformung, bei
der der Wendeldurchmesser allmählich
vergrößert oder
verkleinert wird.
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Die
Steuerungseinheit 500 weist eine Steuerung 501 auf,
die den gesamten Arbeitsvorgang der Vorrichtung steuert, einen Bedienungsteil 502,
der aus einer Tastatur und verschiedenen Arten von Schaltern für die Eingabe
von Parameter für
die Steuerung 501 besteht, um den Start/Stop einer Bewegung
einzugeben, sowie ein Sichtanzeigegerät 503, das aus einer
Flüssigkristallanzeige
(LCD) oder ähnlichem
besteht, um den Betriebszustand und ähnliches der Vorrichtung anzuzeigen.
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[Nockenschaftblock und Antriebszahnrad]
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5 zeigt
eine Teilansicht von der rechten Seite der 4 gesehen
und stellt einen Nockenschaftblock und ein Antriebszahnrad dar. 6 zeigt eine
vergrößerte Ansicht
eines in 5 dargestellten Teils A. 7 ist
eine perspektivische Ansicht eines Nockenschaftblockes, der in einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Herstellung von Federn montiert werden soll. 8 ist
eine Vorderansicht der 7. 9 ist eine
Draufsicht der 6. 10 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie I-I der 9.
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Wie
in den 5 bis 10 gezeigt, weist der Nockenschaftblock 20 einen
Schaft 26 auf, an dem das aus einem Stirnzahnrad bestehende
Getriebezahnrad 21 axial mit Hilfe eines Keils 23,
einer Beilagscheibe 24 und einer Mutter 25 befestigt
ist; weiter weist dieser eine hohle, axiale Aufnahme 28 für die axiale
Aufnahme des Schaftes 26 mit Hilfe einer Mehrzahl (z.B.
drei) von Lagern 27 auf, die in axialer Richtung angeordnet
sind, und ein Gehäuse 31 mit einer
auf dessen Innenseite gelegenen Öffnung 29, die
die Oberfläche
der Zähne
des Getriebezahnrades 21 frei läßt und der über einen Flansch 30 der
axialen Aufnahme 28 mit Maschinenschrauben oder ähnlichem
befestigt ist.
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Das
Gehäuse 31 hat
eine im wesentlichen fächerförmige Außenform,
die der Form der Vertiefung 203 entspricht, die in dem
kreisförmigen
Abschnitt 201 des Formungstisches 200 angeordnet
ist. Der Referenzbereich 22 ist an der Außenfläche des Gehäuses 31 vorgesehen
und steht der Öffnung 29 gegenüber, die
die Zahnoberfläche
des Getriebezahnrades 21 teilweise frei läßt.
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Unter
den zwei Seitenteilen des Gehäuses 31 sind
Teile 32 vorgesehen, um die vorderen und rückwärtigen Teile
der Vertiefung 203 mit dem Gehäuse 31 festzuklemmen
und auf diese Weise den Nockenschaftblock 20 an der Vertiefung 203 festzulegen
oder von dieser zu lösen.
Die Kraft zur Befestigung jedes Teils 32 kann durch einen
Bolzen 33 angepasst werden.
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Jedes
Teil 32 weist auf seiner Ionen- und Außenfläche Stifte 34 gegen
Verdrehung auf, so dass eine Drehung des Teiles um den in der Mitte
angeordneten Bolzen 33 verhindert ist.
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Die
Vertiefung 203 hat einen Zugang 203a, der auf
der Vorderseite des kreisförmigen
Abschnitts 201 ausgebildet ist und eine Breite aufweist,
die größer ist
als der Außendurchmesser
einer Schraubenmutter 25, und einen erweiterten Abschnitt 203b,
der mit einem Abschnitt hinter dem Zugang 203a in Verbindung
steht und der eine Breite hat, die größer ist als diejenige des Zugangs 203a und
als die Länge des
Teils 32. Bei der Montage des Nockenschaftblockes 20 in
der Vertiefung 203 des Formungstisches 200, werden
die Bolzen 33 gelockert und die Stifte 34 gegen
Verdrehung werden von den Teilen 32 entfernt. Die Teile 32 werden
durch Drehung derart eingesetzt, dass ihre Längsrichtungen mit der Umfangsrichtung
der Vertiefung 203 übereinstimmen.
Danach werden die Längsrichtungen
der Teile 32 in der radialen Richtung der Vertiefung 203 so
gedreht, dass der Referenzbereich 22 in dem gewünschten
Winkel, unter dem er angeordnet werden soll, ausgerichtet ist. Dann
werden die Bolzen 33 festgezogen. Damit ist der Nockenschaftblock 20 so
befestigt, dass die Abstufung in der Vertiefung 203, die
durch den Zugang 203a und den vergrößerten Abschnitt 203 gebildet
wird, festgeklemmt ist. Wenn der Nockenschaftblock 20 aus
der Vertiefung 203 des Formungstisches 200 entfernt
wird, dann kann in umgekehrter Reihenfolge wie oben beschrieben,
vorgegangen werden.
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Das
andere Ende des Schaftes 26, an dem das Getriebezahnrad 21 nicht
axial befestigt ist, steht über
die axiale Aufnahme vor. Wie weiter unten noch beschrieben wird,
sind die Nockenglieder 35 und 36 zur Verschiebung
des Werkzeugs einer der entsprechenden Werkzeugeinheiten 400A, 400B und 400C mit
Hilfe eines Schiebers am anderen Ende befestigt.
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Ein
Durchgangsloch 203c mit einer vergrößerten Breite in radialer Richtung
das sich durch den Formungstisch 200 erstreckt, ist in
der nach vorne und nach rückwärts gerichteten
Richtung in einem Teil des unteren halbkreisförmigen Abschnitts der Vertiefung 203 ausgebildet.
Ein Antriebszahnrad 13 ist in dem Durchgangsloch 203c angeordnet.
Das Antriebszahnrad 13 ist auf der Rückseite der Vertiefung 203 angeordnet
und ist mit Hilfe eines Befestigungsteils 15 axial auf
einer Rotationswelle 14a eines Reduziergetriebes 14 befestigt,
das mit der Antriebswelle 12a eines Servomotors 12 verbunden
ist.
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Das
ringförmige
Zahnrad 10 wird axial über ein
Rollenlager 11 vom Formungstisch 200 getragen. Die
Rotationsbewegung des ringförmigen
Zahnrades 10 wird durch einen Servomotor 12 bewirkt.
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Das
ringförmige
Zahnrad 10 sollte eine solche Form aufweisen, dass ohne
Rücksicht
darauf, wo der Nockenschaftblock 20 nach seiner Bewegung entlang
der Vertiefung 203 angeordnet ist, das Getriebezahnrad 21 des
Nockenschaftblockes 20 ständig mit den Zähnen des
ringförmigen
Zahnrades 10 kämmt,
so dass die Antriebskraft des ringförmigen Zahnrades 10 auf
den Nockenschaftblock 20 übertragen wird. Die Form des
ringförmigen
Zahnrades 10 wird z.B. ausgehend von dem äußeren, inneren
oder Mittendurchmesser der Vertiefung 203 und dem Durchmesser
des Wälzkreises
des Getriebezahnrades 21 bestimmt.
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[Werkzeugeinheit]
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11 ist
eine Draufsicht auf die Schiebewerkzeugeinheit, an der der Nockenschaftblock
befestigt ist. 12 ist eine Seitenansicht der 11. 13 ist
eine Draufsicht auf die Baugruppe des Schieberwerkzeugs, die nicht
mit der Baugruppe des Schieberwerkzeugs und dem Nockenschaftblock verbunden
ist.
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Wie
in den 11 und 12 gezeigt
ist, weist jede Werkzeugeinheit 400A einen Werkzeughalterungsabschnitt 403A zum
Halten des Biegewerkzeugs T1 auf, das an den Draht angrenzt, der von
der Drahtführung
abgegeben wird und den es mit dem gewünschten Wendeldurchmesser biegt;
weiter weist sie einen Schieber 404A, an dem der Werkzeughalterungsabschnitt
befestigt ist und eine Gleitschiene 405A auf, auf der der
Schieber 404A gleitet.
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Der
Nockenschaftblock 20 ist mit den hinteren Ende der Gleitschiene 405A über sein
Gehäuse 31 befestigt.
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Ein
erster angetriebener Block 407A mit einem ersten Nockenstößel 406A,
der in ständigem Kontakt
mit dem ersten, mit dem Schaft 26 des Nockenschaftblockes 20 verbundenen
Nocken 35 ist, und ein zweiter angetriebener Block 409A,
der mit dem ersten angetriebenen Block 407A verbunden ist und
einen zweiten Nockenstößel 408A aufweist,
der in ständigem
Kontakt mit dem Nockenglied 36 ist und mit dem Schaft 26 des
Nockenschaftblockes 20 verbunden ist, sind hinter dem Schieber 404A verbunden.
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Der
erste und der zweite Nocken 35 und 36 sind aneinander
befestigt und sind mit einem Verbindungsglied 37 derart
verbunden, dass sie sich um einen vorgegebenen Abstand in der axialen
Richtung des Schaftes 26 überlappen; außerdem sind
sie über ein
Befestigungsglied 38 abnehmbar mit dem Schaft 26 verbunden.
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Der
erste Nocken 35 weist ein Nockenprofil auf, das den Schieber 404A so
antreibt, dass er das Biegewerkzeug T1 in Richtung eines Pfeiles
S1 in Richtung auf den Raum für
die Ausformung der Federn zu antreibt. Der zweite Nocken 36 weist
ein Nockenprofil auf, das den Schieber 404A so antreibt, das
er das Biegewerkzeug T1 in Richtung eines Pfeiles S2 antreibt, in
der es von dem Raum zur Formung von Federn zurückgezogen wird.
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Die
ersten und zweiten Nocken 35 und 36 bilden sogenannte
doppelwirkende Nocken, die das Werkzeug T1 in entgegengesetzten
Richtungen verschieben. Dies erlaubt eine Verschiebung mit hoher Geschwindigkeit.
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Wie
in 13 gezeigt, können
dann, wenn eine Werkzeugeinheit 400A in einer Stellung
ist, in der sie nicht verschoben wird, die ersten und zweiten Nocken 35 und 36 von
dem Schaft 26 abgenommen werden und der zweite von einem
Nocken angetriebene Block 409A kann von dem ersten angetriebenen
Block 407A entfernt werden. Dann wird die Rotationskraft
des Nockenschaftblockes 20 nicht länger auf die Schiebewerkzeugeinheit 400A übertragen (siehe
eine Schiebewerkzeugeinheit 400A-1 in 4).
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Bei
den Schiebewerkzeugeinheiten 400A, bei denen die Verschiebebewegungen
der Drehwerkzeugeinheit 400B und der Werkzeugeinheit 400C für Vor- und
Zurückbewegung
durch doppelt wirkende Nocken, wie sie oben beschrieben wurden,
erzeugt werden, kann man auch anders vorgehen. In diesem Ausführungsbeispiel
ist dann nur der erste Nocken 35 mit dem Nockenschaftblock 20 verbunden;
somit verschiebt sich das Werkzeug in Richtung des Pfeiles S1 auf
den Raum zur Formung von Federn hin. Bei der Verschiebebewegung
in Richtung des Pfeiles S2 zum Zurückziehen des Werkzeugs von
dem die Federn formenden Raum wird die Vorspannungskraft einer Zugfeder
eingesetzt.
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[Elektrischer Aufbau der Steuerungseinheit]
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14 zeigt
in einem Blockdiagramm den elektrischen Aufbau einer Steuerung für die Vorrichtung
zur Herstellung von Federn.
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Wie
in 14 dargestellt, überwacht und steuert die Steuerungsvorrichtung 501 die
gesamte Vorrichtung mit einem Zentralrechner CPU (central processing
unit) 511. Ein ROM (read only memory) 512 speichert
den Inhalt des Arbeitsvorganges (Programm) und ähnlichem des Zentralrechners
CPU 511. Ein RAM 513 (random access memory) wird
als Arbeitsbereich des CPU 511 eingesetzt, um das Steuerungsprogramm,
Positionsdaten und ähnliches zu
speichern, die von dem ROM 512 herunter geladen wurden.
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Der
Bildschirm 503 ist ein Flüssigkristall-Bildschirm oder ähnliches
und wird eingesetzt, um verschiedene Arten von Einstellungsvorgängen durchzuführen, den
Inhalt der Einstellungen anzuzeigen und den Herstellungsvorgang
mittels Grafiken darzustellen. Ein externer Speicher 515 weist
einen Disketten-Antrieb, einen CD-ROM Antrieb oder ähnliches auf und wird eingesetzt,
um externe Programme und die verschiedenen Inhalte der Einstellungen
einzugeben, die für
die Formung des Drahtes notwendig sind. Wenn somit der externe Speicher 515 eine
Diskette ist, die Parameter für
eine bestimmte Ausformung enthält
(z.B. wenn eine Feder durch Ausbildung der freien Länge, des
Durchmessers und ähnlichem
geformt werden soll), dann können
Federn mit der gleichen Form dadurch hergestellt werden, dass man
die Diskette einsetzt und die Formung des Drahtes durchführt.
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Eine
Tastatur 516 ist vorgesehen, um die verschiedenen Arten
von Parameter einzugeben. Eine Gruppe von Sensoren 517 ist
vorgesehen, um den Betrag des ausgegebenen Drahtes, die freie Länge der
Feder und ähnliches,
anzuzeigen.
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Unter
den Motoren 518-1 bis 518-n ist wenigstens ein
Servomotor, der die Paare 320 von Drahtzuführungsrollen
in der Drahtausgaberichtung antreibt, ein Servomotor zum Antrieb
der Drahtführung 330 über der
im Zentrum liegenden Drahtzuführungsbohrung 331 (Drahtachse)
und ein Servomotor 12 zum Antrieb des Antriebszahnrades 13.
Wenn die rotierende Werkzeugeinheit 400B oder die Werkzeugeinheit
für Vor-
und Zurückbewegung 400C montiert ist,
dann kann ein Servomotor zum Antrieb des Drehwerkzeugs oder zur
Vor- und Zurückbewegung
des Werkzeugs wahlweise hinzugefügt
werden. Die Motoren 518-1 bis 518-n werden von
entsprechenden Motortreibern 519-1 bis 519-n beaufschlagt.
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In
diesem Steuerungsblock werden die Servomotoren 518-1 bis 518-n in
Abhängigkeit
von Steuerungsbefehlen, die an der Tastatur 516 eingegeben wurden,
numerisch von der CPU 511 und unabhängig voneinander gesteuert;
diese tauscht auch Daten mit dem externen Speicher 515 aus
und steuert außerdem
den Bildschirm 503.
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Entsprechend
diesem Ausführungsbeispiel sind
die Nockenschaftblöcke 20 unabhängig von
den Werkzeugeinheiten 400A, 400B und 400C ausgebildet.
Die Winkel, unter denen die Nockenschaftblöcke 20 an dem Formungstisch
angeordnet sind, können unabhängig von
den Werkzeugeinheiten geändert werden.
Folglich muß kein
separater Servomotor für jede
Werkzeugeinheit als Antriebsquelle vorgesehen werden. Als unentbehrliche
Servomotoren genügt
es wenigstens drei Servomotoren vorzusehen (das sind ein Servomotor
zum Antrieb der Paare von Drahtzuführungsrollen 320 in
der Drahtzuführungsrichtung, der
Servomotor 315 zum Antrieb der Drahtführung 330 über der
Drahtzuführungsbohrung 331 (Drahtachse)
als Zentrum und der Servomotor 12 zum Antrieb des Antriebszahnrades 13 (ringförmiges Zahnrad 10)).
Verglichen mit üblichen
Vorrichtungen kann die Anzahl von Servomotoren verringert werden.
Eine Vorrichtung mit einem hohen Formungsvermögen kann somit mit einem kostengünstigen und
einfachen Aufbau verwirklicht werden.
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Weiter
können
die Vielzahl von Nockenschaftblöcken 20 an
dem Formungtisch 200 so angeordnet werden, dass sie als
gemeinsame Antriebsquelle nur das ringförmige Zahnrad benutzen. Da
der Winkel, unter dem die Nockenschaftblöcke 20 angeordnet
werden können,
beliebig und unabhängig
von den Werkzeugeinheiten verändert
werden kann, wenn eine Feineinstellung der Winkeleinstellung der Werkzeugeinheiten
vorgenommen wird, ist es nicht notwendig, die Servomotoren gleichzeitig
zu verlagern. Dies verbessert die Bedienbarkeit.
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Da
die Nockenglieder an jedem Nockenschaftblock 20 der mit
dem Formungstisch 200 verbundenen Werkzeugeinheiten abnehmbar
montiert sind, kann der Benutzer diejenigen, die er benutzen will,
beliebig auswählen.
Die Nockenglieder können nur
mit den ausgewählten
Werkzeugen zu deren Antrieb verbunden werden. Deshalb können die
umständlichen
Arbeitsgänge
zum Befestigen und Entfernen der Werkzeugeinheiten vermieden werden.
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Da
die Nockenglieder aus einem ersten und einem zweiten Nocken 35 und 36 bestehen
und einen sogenannten doppeltwirkende Nocken bilden, um die Werkzeuge
in entgegengesetzten Richtungen zu verschieben, ist eine Verschiebebewegung
mit hoher Geschwindigkeit möglich.
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Zusätzlich zu
den Schiebewerkzeugeinheiten 400A, können die Drehwerkzeugeinheiten 400B oder
die Werkzeugeinheiten 400C für die Vor- und Zurückbewegung
hinzugefügt
werden. Wenn eine solche Werkzeugeinheit hinzugefügt wird,
dann ist es nicht notwendig, weitere Servomotoren einzusetzen, um
die entsprechenden Werkzeuge zu verschieben. Die Anzahl der Servomotoren
kann verringert werden, während
die Bedienbarkeit verbessert wird, da eine größere Anzahl von Werkzeugen
eingesetzt werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
begrenzt und es können
innerhalb des Geistes und des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung
verschiedene Abwandlungen und Veränderungen vorgenommen werden.
Damit die Öffentlichkeit
den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einschätzen kann,
wurden die folgenden Ansprüche aufgestellt.