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Vorrichtung zum Wickeln von Schraubenfedern aus thermoplastischen
Kunststoffprofilsträngen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung oder Maschine
zum Wickeln von Schraubenfedern aus einem Kunststoffstrang runden oder anderen Profils,
in der der Kunststoffstrang von einer frei drehbar auf einem umlaufend angetriebenen
Drehkörper gelagerten Spule abläuft und mittels Umlenkungen am Drehkörper auf einem
zu ihm koaxialen, feststehenden Wickeldorn zu einer engen Schraubenfeder gewickelt
wird, deren Windungen in gewünschter Steigung unter Wärmezufuhr von zwei parallelen,
sich zur Achse gegenüberliegenden Förderschnecken abgenommen werden.
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Wickelvorrichtungen der vorerwähnten Art zur Herstellung von Reißverschlußgliederreihen
in Form von Schraubenfedern sind bereits bekannt. Es ist auch bekannt, die beim
Wickeln der Kunststoffschraubenfedern und bei der Herstellung der gewünschten Schraubenfedersteigungen
entstehenden inneren Spannungen des Profilstrangmaterials, durch die das Material
das Bestreben hat, sich wieder auseinanderzuziehen, durch Wärmezufuhr, z. B. durch
eine Beheizung des Lagergehäuses der Förderschnecken, aufzuheben.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die Beheizung zur Aufhebung
der inneren Spannungen des zu einer Schraubenfeder gewickelten Kunststoffprofilstranges
und damit zur Stabilisierung der gewickelten Schraubenfeder gewünschter Steigung
auf möglichst einfache Weise durchzuführen, und zwar wird dieses nach der Erfindung
dadurch erreicht, daß bei der eingangs erwähnten Vorrichtung oder Wickelmaschine
der Wickeldorn mittig zwischen den Förderschnecken ganz oder teilweise über deren
Bereich verlängert ist und elektrisch isoliert gelagert, feststehend an die eine
Klemme einer Hochfrequenzstromquelle und eine oder zwei einander gegenüberliegende,
isoliert verlegte, parallel zu den Förderschnecken verlaufende, am Außenumfang der
Schraubenfederwindungen anliegende oder etwa anliegende Leitungsschienen an die
andere Klemme der Hochfrequenzstromquelle angeschlossen sind. Es ist damit möglich,
beliebig lange Schraubenfedern beliebigen Querschnitts und beliebiger Steigung herzustellen,
die entsprechend den gewünschten Federlängen unterteilt werden können und deren
Federkraft von der Art des thermoplastischen Kunststoffes und von der Dicke bzw.
dem Querschnitt des Kunststoffstranges abhängt.
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Durch die Ausführung nach der Erfindung erfolgt die erforderliche
Plastifizierung zur Aufhebung der inneren entstehenden Materialspannungen auf denkbar
einfache Weise durch eine Hochfrequenzbeheizung zwischen dem Wickeldorn als einen
Pol und den elektrisch leitenden Schienen über den Längenbereich der Förderschnecken
als zweiten Pol. Es fallen damit besondere Beheizungen der Förderschnecken oder
des Förderschneckengehäuses weg, und man ist nunmehr in der Lage, den Hochfrequenzstrom,
der von den Leitungsschienen über die gewickelten Schraubenfedern zum Wickeldorn
und umgekehrt verläuft, auf einfache Weise besonders genau einzuregeln, und zwar
in Abhängigkeit von der Art des thermoplastischen Kunststoffmaterials und von der
Dicke bzw. von dem Querschnitt des Kunststoffprofilstranges.
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Insgesamt gesehen vereinfacht sich die Vorrichtung oder Maschine gegenüber
bekannten Ausführungen sehr wesentlich.
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Solange der Kunststoffstrang im Querschnitt klein genug ist, werden
sich die eng auf den Dorn gewikkelten Schraubenfederwindungen durch den Wickelvorgang
und durch die Förderschnecken auf dem Dorn selbsttätig in Richtung zu den Förderschnecken
nachziehen. Werden aber die Querschnitte des Kunststoffstranges größer, so geht
man nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung so vor, daß zusätzliche Mittel
vorgesehen sind, durch die die engen Schraubenfederwindungen nach dem Wickeln jeder
Windung um oder etwa um das Steigungsmaß der engen Windungen auf dem Dorn in Richtung
zu den Förderschnecken vorgeschoben werden. Es wird damit vermieden, daß sich die
aus dem stärkeren Kunststoffmaterial ergebenden engen Wicklungen auf dem Dorn festsetzen
und dann zu Störungen beim Zulauf zu den Förderschnecken Anlaß geben.
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Nach der Erfindung ist es möglich, beliebig lange Schraubenfedem
gewünschter Steigung und ge wünschter Federstärke herzustellen und diese Längen
anschließend auf die gewünschten Federlängen zu unterteilen. Es ist weiter möglich,
dem Querschnitt der herzustellenden Schraubenfeder durch entsprechende Profilierung
des Domes jede gewünschte Profilierung zu geben. Weiter ist es möglich, die herzustellenden
Schraubenfederwindungen auch als Reißverschlußgliederreihe zu verwenden, wobei dann
der Kunststoffprofilstrang mit Kupplungsflächen für jede Windung zu versehen ist,
die vor dem Wickeln, während des Wickelns oder auch nachträglich angebracht werden
können.
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Um die Erfindung verständlicher zu machen, wird sie nun an Hand der
Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, erläutert, und zwar zeigt
Fig. 1 ein Schema der Hauptteile der Wickelvorrichtung im axialen Längsschnitt,
Fig. 2 einen gleichen teilweisen Längsschnitt mit einer zweiten Stellung der Vorschubeinrichtung
für die engen Domwicklungen, Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie III-III der Fig.
1, Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie W-IV der Fig. 1.
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Entsprechend dem Beispiel besteht die Vorrichtung oder Maschine zum
Wickeln von Schraubenfedern aus einem Kunststoffprofilstrang aus einem zylindrischen
Halter 1, der im Rahmen 2 der Maschine feststehend gelagert ist. Auf diesem Halter
1 ist eine Manschette bzw. ein Rahmen 3 drehbar gelagert, der über ein Zahnrad 4
von einem angetriebenen Zahnrad 5 in Umdrehung versetzt werden kann. Der Rahmen
3 bildet den Träger für eine auf ihm frei drehbare Spule 6, auf der ein Kunststoffprofilstrang
7 beliebiger Länge aufgewickelt ist.
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Im Halter 1 ist über eine Isolierhülse 8 ein Dorn 9 gelagert, der
einerseits über ein Kabel 10 an die eine Klemme einer Ho chfrequenzstromquelle angeschlossen
ist und der andererseits frei aus dem Halter 1 herausragt. Auf dieser Seite ist
der Halter 1 mit einem Auflaufkonus 11 versehen, so daß die auf das freie Dornende
zu wickelnden Schraubenfederwindungen von diesem Konus 11 abgleiten und auf den
Domumfang gelangen können.
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Das freie Dornende, welches mit 9 a bezeichnet ist, durchläuft nun
ein Gehäuse 12 mittig zwischen zwei Förderschnecken 13 und 14, die parallel zum
Dorn dem Dom gegenüberliegend im Gehäuse gelagert sind und mit gleicher Drehzahl
entsprechend der Drehzahl des umlaufend angetriebenen Rahmens 3 gleichsinnig angetrieben
werden. Die Gewindegänge der Förderschnecken 13 besitzen eine Steigung entsprechend
der gewünschten Steigung der herzustellenden Schraubenfeder, und die Gewindegänge
sind so ausgebildet, daß sie den Kunststoffprofilstrang zwischen sich aufnehmen,
wobei aber der Umfang der beiden Förderschnecken 13 und 14 einen Abstand von dem
Wickeldom 9 a aufweist. In einer senkrechten Mittelebene zwischen den beiden Förderschnecken
13 und 14 sind dem Wickeldorn 9 a gegenüberliegend im Gehäuse 12 zwei Stromleitungsschienen
15 und 16 gelagert, die gegenüber dem Gehäuse 12 durch eine Isolierung 17 getrennt
sind. Die Innenfläche dieser Stromschienen 15 und 16 kann dem Umfang der aus dem
Kunststoffprofilstrang 7 hergestellten Schraubenfederwindungen 7 a angepaßt werden,
und es ist gegebenen-
falls möglich, nur eine solche Leitungsschiene 15 oder 16 vorzusehen,
deren Innenfläche den Umfang der Schraubenfederwindungen 7a berührt oder nahezu
berührt. Die Enden der Stromschienen 15, 16 ragen etwas aus dem Gehäuse heraus und
sind an die andere Klemme der vorerwähnten Hochfrequenzstromquelle angeschlossen.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist nun folgende: Sobald der Rahmen
3 in Umdrehung versetzt wird, wird der Kunststoffprofilstrang 7 über eine oder mehrere
Führungen 18 des Rahmens 3 von der Spule 6 ablaufen und zu engen Schraubenfederwindungen
auf den Dorn 9 gewickelt, die von den Eingängen der Förderschnecken 13 und 14 erfaßt
und auf den richtigen Steigungswinkel gebracht werden. Da sich am Übergang von den
engen Wicklungen zu den weiteren Windungen mit dem richtigen Schraubenfedersteigungswinkel
eine Verengung des inneren Schraubenfederdurchmessers ergibt, kann der Dom 9 a auf
dem Längenbereich der Förderschnecken 13 und 14 im Durchmesser entsprechend geschwächt
werden.
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Gleichzeitig mit dem Ingangsetzen der Wickelvorrichtung wird die
Hochfrequenzstromquelle eingeschaltet, so daß nun der Hochfrequenzstrom von den
Schienen 16 über die Schraubenfederwindungen 7 a zum anderen, durch den Dorn 9 a
gebildeten Pol und umgekehrt gelangt und dadurch die Schraubenfederwindungen über
den Längenbereich der Förderschnecken 13 und 14 so weit plastifiziert, wie es erforderlich
ist, um die inneren Spannungen des Materials aufzuheben, die sich beim Wickeln auf
den Dom und die Einstellung der richtigen Steigung durch die Förderschnecken 13,
14 ergeben. Die hergestellten Schraubenfederwindungen 7 a werden anschließend gekühlt,
und dann kann der beliebig lang hergestellte Schraubenfederstrang in die gewünschten
Längen unterteilt werden, die dann einzelne Schraubenfedern zu beliebigen Verwendungszwecken
darstellen.
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Für den Kunststoffprofilstrang7, der auch beliebigen anderen als
runden Querschnitt aufweisen kann, kann jedes geeignete thermoplastische Kunststoffmaterial,
z. B. Polyamid, Polyurethan, Polyester, ein Mischpolymerisat, verwendet werden.
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Wenn der Querschnitt des Kunststoffprofllstranges 7 klein genug ist,
bestehen keine Schwierigkeiten, die enggewickelten Windungen auf dem Dom durch die
Förderschnecken 13 und 14 nachzuziehen, zumal der Strang 7 beim Wickeln auch auf
den Konus 11 aufläuft und dadurch die engen Windungen durch das Abgleiten vom Konus
nachschiebt. Wird aber im Querschnitt stärkeres Material für den Kunststoffstrang
7 verwendet, so können sich die engen Windungen unter Umständen auf dem Dom verklemmen.
so daß für diesen Fall zusätzliche Mittel vorgesehen werden müssen, um die engen
Windungen nach Herstellung jeder Windung um das Steigungsmaß der engen Windungen
in Richtung zu den Förderschnekken 13, 14 vorwärts zu schieben. Zu diesem Zweck
kann man beispielsweise so vorgehen, daß im freien Konusende des Dornhalters 1 ein
axial beweglicher Ring 19 gelagert ist, dessen Außenfläche in der Ruhestellung eine
Verlängerung der Konusfläche 11 bildet, wie sich aus Fig. 1 ergibt. Der Dornhalter
1 ist weiter am freien Dornende über den Längenbereich des Ringes 19 mit einem achsparallelen
Schlitz 20 versehen, und durch diesen Schlitz 20 ragt ein Ansatz 21 des Ringes 19
radial bis über den Umfang des Halters 1 hinaus. Der Rahmen 3 ist nun auf der konusseitigen
Stirnfläche
mit einem Auflaufnocken 22 versehen, der bei jeder Umdrehung des Rahmens 3 in den
Bereich des Ringansatzes 21 gelangt und diesen Ringansatz mit dem Ring 19 um das
Höhenmaß des Nockens 22 in Richtung zu den Förderschnecken 13, 14 verschiebt, wie
in Fig. 2 angedeutet ist. Das Verschiebungsmaß entspricht dabei dem Steigungsmaß
der engen Schraubenfederwindungen auf dem Dorn oder etwa diesem Steigungsmaß. Durch
diese Verschiebung des Ringes 19 werden nun die engen Schraubenfederwindungen bei
jeder Umdrehung des Rahmens 3 jeweils um das Steigungsmaß dieser engen Windungen
vorgeschoben, so daß dann die Förderschnecken 13 und 14 die einzelnen engen Windungen
zur Herstellung des richtigen Steigungsmaßes ohne Störung erfassen können. Der vorgeschobene
Ring 19 stellt sich durch den Wickelvorgang und die Spannung des zu wickelnden Kunststoffstranges
automatisch in die Ausgangslage entsprechend Fig. 1 zurück, aber es ist auch möglich,
zu diesem Zweck zusätzlich eine Rückholfeder im Dornhalter 1 anzubringen.
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PATENTANSPRÜCKE: 1. Vorrichtung oder Maschine zum Wickeln von Schraubenfedern
aus einem Kunststoffstrang runden oder anderen Profils, in der der Kunststoffstrang
von einer frei drehbar auf einem umlaufend angetriebenen Drehkörper gelagerten Spule
abläuft und mittels Umlenkungen am Drehkörper auf einem zu ihm koaxialen, feststehenden
Wickeldorn zu einer engen Schraubenfeder gewickelt wird, deren Windungen in gewünschter
Steigung unter Wärmezufuhr von zwei parallelen, sich zur Achse gegenüberliegenden
Förderschnecken abgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickeldorn (9,
9a) mittig zwischen den Förderschnecken (13, 14) ganz oder teilweise über deren
Bereich verlängert ist und elektrisch isoliert gelagert, feststehende an die eine
Klemme einer Hochfrequenzstromquelle und eine oder zwei einander gegenüberliegende,
isoliert verlegte, parallel zu den Förderschnecken verlaufende, am Außenumfang der
Schraubenfederwindungen (7a) anliegende oder etwa anliegende Leitungsschienen (15,
16) an die andere
Klemme der Hochfrequenzstromquelle angeschlossen sind.