-
maschine zum Herstellen von Schraubenfedern Die Erfindung betrifft
eine maschine zum Herstellen von Schraubenfedern, und zwar insbesondere Schraubenfedern,
die sich für die Radaufhängung von Kraftfahrzeugen eignen.
-
Bisher war bei der Herstellung von warmgewickelten Schrauben-Druckfedern
eine Leitspindel erforderlich, die aus einer Schiene mit rundem Querschnitt besteht,
in die wendelförmige Nuten eingebracht sind. Eine derartige Leitspindel führt den
Federdraht während des Wickelns, wobei die Nuttiefe von dem Drahtdurchmesser der
betreffenden Feder abhängt. Beim Wickeln der Feder wird der Federdraht durch die'Nuten
der Leitspindel geführt, während er um einen unterhalb der Leitspindel angeord-
-neton Dorn gewickelt wird.
-
Bekanntlich gibt es eine unübersebbare Vielfalt von Schrauben-Federn,
die grob in zwei Gruppen unterteilt werden können, nänilich Schraubenfedern mit
veränderlicher Steigung und Schraubenfedern itt konstanter Steigung. Innerhalb jeder
Gruppierung
gibt es eine praktisch unendliche Anzahl von Kombinationen0
Infolgedessen muß der Federhersteller für die Fertigung einer bestimmt-n Schraubenfeder
eine -Leitspindel verfUgbar haben, deren Nuten in der erforderlichen Weise ausgeführt
sind und die für den speziellen Drehtdurchmesser der Feder erforderliche Dimensionierung
haben0 Um eine Vielzahl von Federn herstellen zu können, muß notwendigerweise ein
entsprechender Vorrat an Leitepindeln vorhanden sein0 Der Einbau einer Leitspindel
in eine herkömmliche Wickelmaschine und der Ausbau der Leitspindel sind äußerst
zeitraubende Arbeitsvorgänge, die zu hohen Stillstandszeiten der maschine führen
und erhebliche Lohnkosten bedingen. In Anbetracht der bedeutenden Kosten solcher
Leitspindeln fertigen die Federnhersteller verständlicherweise nur ungern verhältnismäßig
kleine Stückzahlen einer bestimmten Feder, da die Einrichtzeit der Wirtschaftlichkeit
der Fertigung entgegensteht. Die bekannten maschinen der cben genannten Art entsprechen
mehr oder minder der in der USA-Patentschrift 3 000 427 beschriebenen WickelmaschinsO
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zu Grunde, eine maechine zum Herstellen
von Schraubenfedern zu achaffen, die nicht für jede zu fertigende Schraubenfederart
eine eigene Leitspindel erfordert und es gestattet, Schraubenfedern mit beliebigen
votbostimmten Steigungsuerten zu erhalten.
-
Diese Aufgabe wird erfindungagemiß dadurch gelaat, daß der Federdraht
auf einen Dorn mit vorbostmmter Gesehwindigknit
über eine Führung
aufgewickelt wird, die gegenüber dem Dorn geradlinig verschiebbar ist.
-
Vorzugsweise wird der Wickeldorn mit konstanter Drehzahl angetrieben
und ist eine mit dem Dorn in Triebverbindung stehende Einrichtung vorhanden, die
zwecks Vorgabe der Steigung die Vorschubgeschwindigkeit des Federdrahtes zum Dorn
beeinflußt0 In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind der Wickeldorn und die
Führung für den Federdraht über ein elektrohydraulisches System miteinander verbunden,
Dabei ist dem elektrohydraulischen System zweckmäßigerweise eine voreinstellbare
Steuerung zugeordnet, die Änderungen der Verschiebegeschwindigkeit der Draht-führung
derart bewirkt, daß eine Feder mit vorbestimmten Steigungewerten automatisch gebildet
werden kann 0 Die maschine nach der Erfindung kann in äußerst wirtschaftli- -cher
Weise hergestellt werden. Sie ist in Verbindung mit verschiedenen Arten von Wickelausrüstungen
einsetzbar0 Die Federfertigung ist ausgesprochen Birtschaftlich, so daß ohne weiteres
auch geringe Stücktahlen hergestellt werden können.
-
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung
ergeben sich aus den -UnteransprUchen und der folgenden Beschreibung einer bevorzugten
Auaführungsform in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen0 Es zeigt:
Figur
1 eine perspektivische Vorderansicht einer erf indungegemäß aufgebauten Schraubenfederwickelmasch
ine, Figur 2 ein Blockdiagramm der wesentlichen Baugruppen der maschine und Figur
3 eine schematische Teilansicht, die das Zusammenwir ken von Leitspindel und Dorn
während des Wickelvorganges erkennen läßtO Die insgesamt mit A bezeichnete Federwickelmaschine
eignet sich für die Fertigung von Schraubenfedern, wie sie fUr Radaufhängungen von
Kraftfahrzeugen verwendet werden0 Die maschine weist ein Bett 1 auf, das auf Füßen
2, 3 ruhtO Eine BrUcke 4 sitzt auf Ständern 5, 6, die auf dem Bett 1 angeordnet
sind0 Die Brücke 4 ist an gegenüberliegenden Seiten mit miteinander zusammenwirkenden,
in Längsri-chtung verlaufenden Führungen 7 versehen, mit den Führungen 7 stehen
Gleitkörper 8 in Gleiteingriff, die am oberen Ende eines Reltstockes 9 angeordnet
und mit diesem einteilig verbunden sind0 Der Reitstock 9 kann auf diese Weise in
Richtung der Führungen 7 hin und her bewegt werden, Der Reitstock 9 trägt ein Lager
10 zur Aufnahme des äußeren Endes eines Dorns llo Das gegenüberliegende oder innere
Ende des Dorns wird von einer Spannvorrichtung 12 einer Spindel 13 aufgenommen,
die über ein nicht verangchaulichtes, herkömmliches Getriebe gedreht werden kann,
das in einem Untersetzungsgetriebekasten
14 untergebracht ist0
Das Getriebe steht seinerseits mit einem Motor 15 in Triebverbindung, der aus Gründen
der Platzersparnis auf der Oberseite des Untersetzungsgetriebekastens 14 angeordnet
sein kann0 Der Reitstock 9 steht mit einem nicht veranschaulichten druckmittelbetätigten
Motor herktmmlicher Bauart in Verbindung, der mittels eines flüssigen oder gasförmigen
Druckmittels betätigt werden und an der Rückseite der Brücke 4 montiert sein kann0
Der Kolben des motors ist in üblicher Weise über ZwLschenstangen mit dem Reitstock
9 verbunden, Beim Einschalten des druckmittelbetätigten motors wird der Reitstock
9 entlang den Führungen 7 nach außen bewegt, wobei er den Dorn 11 mitnimmt, um das
innere Ende des Dorns außer Eingriff mit der Spannvorrichtung 12 zu bringen, Dadurch
kann die auf dem Dorn 11 aufgewickelte Feder abgenommen werden0 Der druckmittelbetätigte
motor kann über eine Programmsteuerung derart betätigt werden, daß er einen Rückhub
ausführt, bei dem der Dorn 11 für den nächsten Federwickelvorgang wieder mit der
Spannvorrichtung 12 in Eingriff gebracht wirdO Von der Brücke 4 stehen zwei in Längsrichtung
in Abstand voneinander angeordnete, querverlaufende Montageplatten 16, 17 nach unten,
deren Abstand der wirksamen Länge des Dorns 11, d.ho der Strecke zwischen-der Spannvorrichtung
12 und dem inderen Ende des Reitstocks 9,sntsprichtO Beide Montageplatten 16, 17
stehen nach beiden Seiten über den Dorn 11 seitlich vor,
Zwischen
den unteren äußeren Teilen der Montageplatten 16, 17 verlaufen zwei parallele Fuhrungsstangen
18, 19, deren Enden an den Montageplatten befestigt sind0 Zwischen den Führung stangen
18, 19 und parallel zu diesen ist eine Leitspindel 20 angeordnet, die in lotrechtem
Abstand uber dem Dorn 11 liegt Die Achsen der Leitepindel 20 und des Dorns 11 befinden
sich im wesentlichen in der gleichen lotrechten Ebene0 Die Leitspindel ist an ihren
Enden in Lagern gehalten, die in den Montageplatten 16, 17 vorgesehen sind Die Leitspindel
20 steht mit einer Gewindebohrung 21 in dem blockartigen Körper eines Schlittens
oder einer Drahtführung 22 in Eingriff. Die Drahtführung 22 weist parallele, glattwandige
Bohrungen 23, 23' zur Aufnahme der Führungsstangen 18, 19 auf 0 Die Führungsstangen
stabilisieren die Drahtführung 22 bei ihrer Verschiebebewegung0 Am vorderen Ende
der Drahtführung 22 sitzen zwei parallele Finger 24, 24', die von der Unterseite
der Drahtführung aus nach unten reichen und derart angeordnet sind, daß ihre unteren
Teile vor der oberen Zone des Dorns 11 liegen0 Die Finger 24, 24' haben einen derartigen
gegenseitigen Abstand, daß zwischen ihnen der Federdraht W hindurchlaufen kann0
Der Federdraht wird in einer vorbestimmten Länge und in warmem Zustand von einem
vor der maschine A stehenden Maschinenführsr zum Aufwickeln auf dem Dorn 11 zugeführt;
er kann jeden gewünschten Querschnitt haben.
-
Das vordere Ende der Leitspindel 20 >icht-durch das Lager in
der
montageplatte 17 hindurch und trägt eine Riemenscheibe 26, die mit dem einen Ende
eines Antriebsriemens 27 in Eingriff steht0 Das andere Ende des Antriebsriemens
läuft um eine Rie menscheibe 28 auf der Abtriebswelle 29 eines Servomotors 30 herum,
der Bestandteil einer herkömmlichen Servoeinrichtung S ist0 Die Servoeinrichtung
S umfaßt den Servomotor 30, der ein hydraulischer motor mit den gewunschten Drehzahl
und Dr ehmomentwerten ist, und ein herkömmliches Servoventil 3j, , das uber Leitungen
32 mit einer Druckmittelquelle H verbunden ist, die eine Pumpe aufweist Zu der Servoeinrichtung
S gehört ferner ein übliches, nicht veranschaulichtes Tachometer, das innerhalb
eines Gehäuses 33 untergebracht isto Das Sertoventil 31 steht mit einem Regler oder
Servoverstärker in Verbindung, der in Figur 2 bei 34 schematisch angedeutet ist0
In der bei Servosinrichtungen bekannten Weise wird das elektrische Ausgangsaignal
des Servoverstärkers 34 dem Servoventil 31 zugeführt, das dann die Druckmittelquelle
H mit dem Servomotor 30 verbindet, um diesen zu betätigen, Das Tachometer sorgt
für die richtige Motordrehzahl bezogen auf die dem Servoverstärker 34 zugeführte,
vorgewählte Spannung0 Die Drehzahl der Leitspindel 20 wird, wie veranschaulicht,
unmittelbar durch die Servoeinrichtung S vorgegeben9 so daß die Welle des Servomotors
30 bei einem bestimmten Eingangssignal an den Servoverstärker 34 mit einer durch
dieses vorgewählte Eingangssignal bestimmten Drehzahl umläuft0 An einer beliebigen
geeigneten Stellte, beispielsweise neben
dem Untersetzungsgetriebekasten
14, befindet sich eine Konsole C zur Aufnahme der das Arbeiten der Servoreinrichtung
S steuernden Baugruppe, Die Konsole ist mit einer Frontplatte 35 ausgestartet mit
36 ist ein voreinstellbarer Impulszähler bezeichnet, der. so ausgelegt ist, daß
er ein Signal abgibt, nachdem ihm eine extern vorgewählte Anzahl von Elngangsimpulsen
zugeführt wurden Der Zähler weist einen Steuerteil 36' auf, Ein voreinstellbarer
Steuerspannungsgeber 37 besitzt Steuereleinente 37s0 Im oberen mittleren Teil der
Frontplatte 35 befindet sich ein Anzeigeinstrumsnt 38 zur Anzeige der in dem System
auftretenden voreingestellten Spannungen0 Figur 2 zeigt die gegenseitige Zuordnung
der wesentlichen Steuerbaugruppen der maschine nach der Erfindung0 Der Block 20
soll dabei die Leitapindel 20 und die mit ihr zusammenwirkende Drahtführung 22 umfassen,
während der Block S die Servoeinrichtung S mit Servomotor 30, Servoventil 31 und
Tachometer 33 einschließt0 Der Dorn 11 steht mit einem Wegmeßsystem oder einer Fühleranordnung
40 in Verbindung, die eine rotatorisch arbeitende Vsrschlüsselungssinrichtung sein
kann, die in Abhängigkeit von der Drehung des Dorns 11 elektrische Impulse derart
abgibt, daß bei jeder Drehung des Dorns 11 um ein Grad ein Impuls an den Zähler
36 gegeben wirdO Der spezielle Aufbau der Fühleranordnung 40 bildet keinen Teil
der vorliegenden Erfindung; die Fühleranordnung kann von beliebiger bekannter Bauart
sein; beispielsweise kann es sich um eine photoelektrisch arbeitende Verschlüsselungseinrichtung
handeln, Bei der vorliegenden
Einrichtung wird also die Drehbewegung
des Dorns 11 als Befehlsquelle ausgenutzt0 Der Zähler 36 ist ebenfalls in bekannter
Weise ausgelegt; sein spezieller Aufbau bildet keinen Tsil der vorliegenden Erfindung.
Es kommt nur darauf an, daß der Zähler eine verhält nismäßig hohe Zählgeschwindigkeit,
beispiel-sureise im Bereich von 210 000 Impulsen pro minute, besitzt0 Er ist als
elektronischer Zähler ausgelegt, um mit einer Zählgeschwindigkeit arbeiten zu können,
die mit mechanischen oder elektromechanischen Zählern nicht erreichbar ist0 Da der
Zähler 36 voreinstellbar ist, kann er beim Empfang eines vorbestimmten Signale einen
Arbeitsgang auslösen, beispielsweise einen Schalter schließen, ein Relais anziehen
lassen oder dergleichen. Außerdem vermag der Zähler eine Folge von Arbeitevorgängen
einzuleiten, wenn er von der Fühlanordnung 40 Eingangssignale in vorbestimmter Folge
empfängt. Nach dem Abschluß eines einzolnen Arbeitsspiels wird der Zähler 36 zur
Vorbereitung des nächsten Arbeitsspiels auf Null zurückgestellt. Der ebenfalls voreinstellbare
Steuerspannungageber 37 ist mit dem Zähler 36 verbunden und erlaubt es, eine Reihe
von Spannungen vorzugeben, die beispielewetse mit Hilfe von Potentiometern oder
dergleichen erhalten werden0 Ebenso wie bei anderen Bausteinen des Systems bildet
der spezielle Aufbau des Steuerspsnnungsgebers 37 keinen Teil der vorliegenden Erfindung;
geeignete Steuerepannungegeber sind in verschiedenster Auführungstorm bekannt. Die
Potentiorneter des Steuerepannungegebere 37 können
einzeln voreingestellt
werden und sind in bekannter Weise, beispielsweise mittels Relais, den verschiedenen
Vors instellungen des Zählers 36 derart zugeordnet,- daß beim Empfang des vorbestimmten
Impulses durch den Zähler 36 ein Stromkreis zu dem zugehdrigen Potentiometer des
Steuerspannungsgebers37 geschlossen wird, um ein vorbestimmtes Ausgangssignal zu
erhalten, das an den Servoverstärker 34 gegeben wirde Der Servoverstärker beeinflußt
auf Grund dieses Ausgangssignals den Servomotor 30, so daß die Leitapindel 20 mit
der zugeordneten Umdrehungszahl angetrieben wird Der Zähler 36 ist in bekannter
Weise mit dem Antrieb des Dorns 11 derart synchronisiert, daß sein Arbeiten die
Einleitung des Arbeitsspiels steuert (um die Feder zu fcrmen und die fertige Feder
freizugeben) sowie den Zähler 36 zurückstelltO Der Dorn 11 wird mit konstanter,
vorgegebener Drehzahl gedreht, während die Leitepindel 20 entsprechend den vorstehenden
Ausführungen mit unterschiedlicher Drehzahl rotiert, wobei die Lineargeschwindigkeit
der Drahtführung 22 unmittelbar in Abhängigkeit davon schwankt Durch entsprechande
Voreinstellung des Zählers 36 und des Steuerspannungsgebers 37 kann bewirkt werden,
daß die Drahtführung 22 während eines Laufs zwischen den montageplatten 16, 17 mit
mehreren unterschiedlichen Geschwindigke iten verschoben wird, während sie sich
relativ zu dem rotierenden Dorn 11 bewegt0 Um Federdraht W um den Dorn 11 zu wickeln,
wird der warme Federdraht
dem Dorn 11 zwischen den Fingern 24,
24' der D-rahtführung 22 (siehe Figur 3) zugeführt, die bei Beginn des Wikkelvoigangs
unmittelbar neben der montageplatte 16 steht. Nachdem der Federdraht durch die Finger
24, 245 hindurchgeführt und unter den vorderen Teil der Drahtführung 22 geschoben
ist, gelangt er auf die Oberseite des Dorns 11 unmittelbar neben der Spannvorrichtung
12 und unterhalb einer Klaue d, die auf der Spannvorrichtung 12 sitzt und von dieser
nach außen vorsteht, so daß das vordere Ende des Federdrahtes gegen Verschiebung
festgelegt und ein richtiges Aufwickeln auf den Dorn 11 eichergestellt ist Während
die Drahtführung 22 durch die Drehung der Leitepindel 20 entlang ihrer linearen
Bahn verschoben wi:d, wird der Federdraht W kontinuierlich dem Dorn 11 zugeführt,
um sich um diesen harumzuwickelnO Je rascher sich die Drahtführung 22 bewegt, desto
geringer ist die Anzahl der gebildeten Windungen. Je langsamer umgekehrt die Drahtführung
22 verschoben wird, desto größer ist die Windungszahl, die je Längeneinheit erhalten
wirdO Die Drahtführung 22 dient infolgedessen unmittelbar als Steigungsvorgabeeinrichtung,
weil ihre Verschiebegeschwindigkeit den in Lingsrichtung gemessenen Abstand zwischen
den einzelnen Windungen der Feder, d.h. die Steigung, vorgibt, Die vorliegende Maschine
ermöglicht es infolgedesssn, Schraubenfedern mit praktisch jeder beliebigen Steigung
herzustellen0 Es kann dafür gesorgt werden, daß sich die Drahtführung 22 mit konstanter
Geschwindigkeit bewegt, so daß eine Feder mit konstanter Steigung entsteht. Die
Verschiebegeschwindigkeit der Drahtführung 22 kann aber auch an vorbestimmten
Punkten
der Uerschiebebahn geändert, und zwar entweder erhöht oder verringert, werden, so
daß sich die Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Windungen entsprechend einem
vorgegebenen Plan ändern und eine Schraubenfeder mit variabler Steigung erhalten
wirdO Durch das Wechselspiel zwischen der Geschwindigkeit oder den Geschwindigkeiten
der Linearbewegung der Drahtführung 22 und der konstanten Drehzahl des Dorns 11
können also Schraubenfedern mit jeder vorgegebenen Steigung oder jeder gswünschten
Steigungskombination in äußerst wirtschaftlicher Weise gefertigt werden und ohne
daß dafür wie bisher mit Nuten versehene Leitapindeln erforderlich sind.
-
Da der Dorn 11 einen festen Durchmesser hat, muß er entsprechend dem
Innendurchmesser der zu bildenden Feder ausgewählt werden0 mittels ein und desselben
Dornes kann eine große Vielzahl von unterschiedlichen Federn gewickelt werden, so
daß der Dorn nicht so häufig ausgetauscht zu werden braucht, wie die bisher verwendete,
mit Nuten versehene Leitepindel. Außerdem ist der Austausch des Dorns sehr rasch
zu bewerkstelligen.
-
In Verbindung mit der Federwickelmaschine A wird ferner eine Bezugstabelle
verwendet, die in-Figur 2 bei 41 angedeutet und beispielsweise als Rolle ausgebildet
ist0 In der Tabelle sind die Federdaten und die zugehörigen Einstellungen für den
Zähler 36 und den Steuerspannungsgeber 37 zusammengestellt, die für die Fertigung
der betreffenden Schraubenfeder erforderlich sind.
-
In der Tabelle 41 ist die Länge jeder Steigung der Feder in
Graden
(der Drehung des Dorns 11) eingetragen, so daß sie in den Zähler 36 eingegeben werden
kann, um das geeignete Signal an der richtigen Stelle zu erhalten0 Der vorbestimmte
Schraubenwinkel jeder Steigung ist in der Tabelle 41 als Spannung zur Eingabe in
den Steuerspannungsgeber 37 angegeben, Vor dem Wickelvorgang werden dementsprechend
der Zähler 36 und der Stsuerspannungsgeber 37 in vollem Umfang voreinge stellt,
wodurch die Leitspindel 20 für die betreffende Feder programmiert wirdO Nach Einstellung
der Steuerungen an der Konsole C, Einschalten der Hydraulik und Heranfahren der
Drahtführung 22 an die Montageplatte 16 ist die maschine A für den Wickelvorgang
bereits Die Wirkungsweise der neuen Maschine sei im folgenden an Hand von Beispielen
näher erläutert, die auch die extreme Vielseitigkeit der maschine erkennen lassen,
Beispiel I Es soll eine warmgewlckelte Schraubendruckfeder mit folgenden Daten gefertigt
werden Drahtdurchmesser 15,49 mm Innendurchmesser der Feder 93,27 mm Gesamte Windungszahl
10,3 Windungen Freie Länge 428,63 mm Die Feder soll zwei tangentiale Enden mit einer
Steigung von 16,76 mm haben, die über 0,667 Windungen relcht. Aus den obigen
Daten
ergab sich in bekannter Weise, daß die Fertigungshöhe in warmem Zustand 480,82 mm
beträgt. (Die Fertigungshöhe einer Feder in warmem Zustand ist die errechnete freie
Höhe plus einem Zuschlag, der bei der Endbearbeitung und Voreinstellung der Feder
verlorengeht,) Da die Feder zwei tangentiale Enden besitzt, hat die Feder insgesamt
drei Steigungen, doho eine Steigung für jedes der Enden und eine dritte Steigung
für die dazwischenliegenden Windungen, die untereinander gleiche Steigung besitzen0
Die erste und dritte Steigung ergeben sich aus den Federdaten, da sie die beiden
tangentialen Enden betreffen, deren Steigung 16,76 mm pro Windung beträgt, Aus der
Fertigungahöhe im warmem Zustand wurde die Steigung der dazwischenliegenden Windungen,
doho im vorliegenden Falle die Hauptsteigung, zu 49,53 mm je Windung berechnet,
Da die erste Steigung (16,76 mm) sich von der nächsten oder Haupteteigung (49,53
mm) unterscheidet, muß eine entsprechende Änderung der Verschiebegeschwindigkeit
der Drahtführung 22 erfolgen, die für dies unterschiedlichen Steigungen sorgt. Die
Leitspindel 20 wird infolgedessen mit einer ersten vorbestimmten Winkelgeschwindigkeit
für den Erhalt der ersten Steigung und einer zweiten, anderen Winkelgeschwindigkeit
für die Ausbildung der nächsten oder Haupteteigung angetrieben0 Die Verschiebung
der Drehtführung 22 erfolgt zwischen den tangentialen Enden der Feder mit konstanter
Geschwindigkeit, da der Abstand zwischen den Windungen in Längsrichtung der Feder
durchweg der gliche 1st.
-
Eins weitere Anderung der terschiebegeschwindigkeit der Drahtführung
22 ist jedoch erforderlich, um das zweite tangential
Ende (oder
die dritte Steigung) zu erhalten, da die Steigung dieses Endes sich von der unmittelbar
vorhergehenden Steigung unterscheidet, Aus der Tabelle 41 entnimmt der maschinenführerdie
Anzahl der Winkelgrade der Drehung des Dorns 11, die für gede der Steigungen der
betreffenden Feder erforderlich ist, und stellt dementsprechend den Zähler 36 ein,
In entsprechender Weise wird der Tabelle der Schraubenwinkel für die betreffenden
Steigungen entnommen und werden entsprechende Spannungen am Steuerspannungsgeber
37 eingestellt0 Im vorliegenden Beispiel werden die folgenden Einstellungen vorgenommens
Zähler Steuerspannungsgeber Erste Voreinstellung 2400 Erstes Potentiometer *x-1395
Ohm Zweite Voreinstellung 34680 Zweites Potentiometer x-4115 Ohm Dritte Voreinstellung
370B° Drittes Potentiometer x-1395 Ohm Vierte Voreinstellung aus Viertes Potentiometer
x- O Ohm *) Des Symbol "x" stellt vorliegend den maximalen Ohmwert des Potentiometers
dar. Im vorliegenden AusfUhrungsbeispiel beträgt dieser Wert 100000 Ohno Wird die
Stromzufuhr eingeschaltet und das Arbeitsspiel durch Drehung des Dorns 11 eingeleitet,
beginnt die Fühlanordnung 40 sofort Impulse an den Zähler 36 abzugeben. Dabei wird
der warme Federdraht dem Dorn 11 in der oben erläuterten Weise durch die
Finger
24, 242 der Drahtführung 22 hindurch zugeführt0 Die Anfangseinstellung des Steuerspannungsgebers
37 führt zu einer Spannung entsprechend einer potentiometereinstellung von x-1395
Ohm; diese Spannung wird dem Servoverstärker 34 zugeführt, der eine Drehung der
Leitapindel 20 mit solcher Drehzahl bewirkt, daß die erforderliche Verschiebegeschwindigkeit
der Drahtführung 22 erhalten wird0 Nachdem die Fühlanordnung 40 240 Impulse an den
Zähler 36 (entsprechend zwei Dritteln einer Umdrehung) abgegeben hat, befiehlt der
Zähler 36 auf Grund seiner ersten Voreinstellung eine Drehzahländerung der Leitapindel
20, indem ein Relais oder dergleichen betätigt wird, das bewirkt, daß der Steuerspannungageber
37 eine Aus gangsspannung entsprechend einer Potentiometereinstellung x-4115 Ohm
abgibt0 Dies verursacht eine Erhöhung der Geschwindigkeit der Linearbewegung der
Drahtführung 22o Diese Spannung bleibt erhalten, bis die Fühlanordnung 3228 weitere
Impulse (oder insgesamt 3468 Impulse) an den Zähler 36 gegeben hat0 Dann wird durch
die Voreinstellung des Zählers eine weitere Drehzahländerung der Leitepindel 20
befohlen, und zwar wird die Drehzahl abgesenkt, da die Ausgangsspannung des Steuerspannungsgebers
nunmehr einer potentiometereinstellung von x-1395 Ohm entspricht. Diese Spannung
bleibt bestehen, bis die Fuhlanordnung 40 240 weitere Impulse (oder insgesamt 3708
Impulse) an den Zähler 36 gegeben hat0 Dann wird der Zähler auf Grund seiner Voreinstellung
in die Stellung ;'aufs" gebracht, wodurch das Arbeitsspiel abgeschlossen wird. In
vorbestimmter Zeitabfolge wird der Dorn 11 mittels des ihm zugeordneten
druckmittelbetätigten
Motors in axialer Richtung verschoben, so daß die jetzt fertiggewickelte Schraubenfeder
in einen zweckentsprechenden Sammelbehälter ausgestoßen werden kann.
-
Nachdem die fertige Feder ausgeworfen ist, kehrt der Dorn 11 in die
Ausgangsstellung zurück; gleichzeitig wird die Drahtführung 22 in die Startstellung
zurückgebracht0 Außerdem wird der Zähler 36 zur Vorbereitung des nächstfolgenden
Arbeitsvcrganges auf "O" zurückgestellt0 Aus der vorstehenden Beschreibung folgt,
daß der Dorn 11 als Befehisgeber dient-, da die ersten 240 Impulse zwei Dritteln
einer Umdrehung des Dorns 11 äquivalent sind und der ersten Steigung von 16,76 mm
entsprechen0 Bei der anschließenden Drehung des Dorns 11 um 32280 oder nahezu neun
Umdrehungen wurde die Verschiebegeschwindigkeit der Drahtführung so erhöht, daß
eine konstante Steigung von 49,53 mm erhalten wurde. Während der anschließenden
Drehung des Dorns 11 um 2400 wurde die dritte Steigung erhalten, die der Ausbildung
des zweiten tangentialen Endes dient. Der Dorn hat sich also um insgesamt 37080
oder 10,3 Umdrehungen gedreht, was der Cesamtwindungszahl der zu fertigenden Feder
entspricht0 Beispiel II Es ist eine warmgswickelts Schraubendruckfeder mit folgenden
Deuten herzustellen:
Drahtdurchmesser 18,29 mm Innendurchmesser
der Feder 101,60 mm Gesamte Windungszahl 8 Windungen Freie Länge 381,00 mm Dte Feder
ist mit zwei ebenen Enden, doho in einer zur Federlängsachse senkrechten Ebene liegenden
Enden, zu versehen und hat variable Steigung, da die Lingsabstände, die die Windungen
zwischen den ebenen Enden trennen, unterschiedliche maße haben0 Aus den oben stehenden
Daten ergab aich, daß die Fertigungshöhe der Feder in warmem Zustand 434,98 mm beträgt.
Da die Feder eine variable Steigung hat, mußten die Steigungen berechnet werden.
Es ergaben sich folgende Werte: Erste Steigung 0,00 mm fur 2/3 Windungen Zweite
Steigung 16,28 mm für 1/3 Windung Dritte Steigung 57,15 mm für 2 Windungen Vierte
Steigung 69,85 mm mm ? Windungen Fünfte Steigung 76,20 mm für w Windungen Sechste
Steigung 16,28 mm für 1/3 Windung Siebte Steigung 0,00 mm für 2/3 Windungen Aus
der Tabelle 41 entnimmt der Maschinenführer die Anzahl der Winkelgrade der Drehung
des Dorns 11, die für jede der Steigungen der zu wickelnden Feder erforderlich sind,
und stellt dementsprechend den Zahler 36 ein. In ähnlicher Weise folgt aus
der
Tabelle 41 der Schraubenwinkel für die betreffenden Steigungen; entsprechende Spannungen
werden am Steuerspannungsge ber eingestellt0 Für die vorliegende Feder werden die
folgenden Einstellungen vorgenommens Zähler Steuerspannungsgeber Erste Voreinstellung
2400 Erstes Potentiometer x- O Ohm Zweite Voreinstellung 360 Zweites Potentiometer
x-1350 Ohm Dritte Voreinstellung 1080° Drittes Potentiometer x-4750 Ohm Vierte Voreinstellung
18000 Viertes Potentiometer x-5800 Ohm Fünfte Voreinstellung 2520° Fünftes Potentiometer
x-6325 ohm Sechste Voreinstellung 26400 Sechstes Potentiometer x-1350 Ohm Siebte
Voreinstellung 28800 Siebtes Potentiometer x- O Ohm Achte Voreinstellung aus Achtes
Potentiometer x- O Ohm Aus der Beschreibung der Arbeitsweise der maschine in Verbindung
mit dem obigen Beispiel I dürfte die Funktionsweise auch bei der Herstellung der
vorliegenden Feder mit variabler Steigung klar sein0. Die ebenen Enden der Feder
stellen die erste und zweite bzwO sechste und siebte Steigung dar, Nachdem der Dorn
eine 2/3-Umdrehung ausgeführt und die Fühlanordnung 40 entsprechend 240 Impulse
an den Zähler 36 gegeben hat, erfolgt eine Änderung der Ausgangsspannung des Steuerspannungsgebers
37; der neue Spannungswert bleibt erhalten, bis der Dorn 11 einen weiteren Bogen
von 1200 beschrieben oder eine 1/3-Umdrehung ausgeführt hat0 Am Ende dieser Drehung
bewirkt der Zähler 36 eine weitere Umstellung im Steuerspannungegeber,
so
daß die Drahtführung 22 bei dem überlaufen der aufeinanderfolgenden Teilabschnitte
ihrer Bewegungsbahn mit zunehmend steigenden Geschwindigkeiten verschoben wird,
wie dies aus den Potentiometereinstellungen des Steuerspannungegebere folgt.
-
Die dritte, vierte und fünfte Steigung werden auf diese Weise erhalten,
die zunehmend größere Werte besitzen, Nach der Aushtldung der fünften Steigung wird
die Drahtführung 22 mit.
-
verringerter Geschwindigkeit verschoben, um die sechste und siebte
Steigung zu erhalten; die Potentiometereinstellung beträgt.dabei x-O Ohm, Das System
geht daraufhin in die Stellung "aus" über, worauf das Arbeitsspiel wiederholt werden
kann.
-
Die vorstehenden Beispiele lassen die extreme Vielseitigkeit der maschine
nach der Erfindung erkennen und zeigen, daß Schraubenfedern mit praktisch jeder
beliebigen konstanten Steigung oder jeder beliebigen Kombination von Steigungen
hergestellt werden können. Die Federenden können dabei tangential, eben, ösenförmig
oder in jeder anderen beliebigen Gestalt ausgeführt werden. Der Querschnitt der
Federn ist beliebig. Durch die erfindungagemäße Kombination der Baugruppen der maschine
ist es möglich, durch einfache Voreinstellung des Zählers 36 und des Steuerspannungsgebers
37 die Leitspindel 20 in zuverlässiger Weise für jede beliebige vorgegebene Feder
zu programmieren0 Die Beeinflusaung der Geschwindigkeit der Linearbewegung der Drahtführung
22 gewährleistet eine genaue Vorgabe des Steigungswinkels und der Steigung länge.
Beim dem Einsatz der maschine A braucht nicht wie bei
bekannten
maschinen für Jede zu wickelnde Feder eins in geeigneter Weise genutete Leitapindel
gefsrtigt und eingebaut zu werden Durch die Erfindung ergeben sich erhebliche Einsparungen
in der Fertigungss und Einstelidauer0 Entscheidende Kostenersparnisse sind ferner
darauf zurückzuführen, daß kein teurer Vorrat an speziell ausgelegten Leitspindeln
angelegt zu werden braucht.