DE1947723A1

DE1947723A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Wickeln von Schraubenfedern

Info

Publication number: DE1947723A1
Application number: DE19691947723
Authority: DE
Inventors: Le Vasseur Arnold Peter
Original assignee: North American Rockwell Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1968-10-10
Filing date: 1969-09-20
Publication date: 1970-04-30
Also published as: GB1260695A; US3576120A

Description

Dipl.-Ing. Egon Prinz ^! _A λ e_on

·οοο m.«h. *o 1 & 56P.

pIg gn rz Dr. Gertrud Houser ·οοο m..«h.„ *o.

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Dipl.-Ing. Gottfried Leiter Patentanwalt· _ _ _ _

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Unser Zeichen: N 482

NORTH AMERICAN ROCKWEIIi 0ORPORATICK North American Rockwell Buildung
Pittsburgh, Pennsylvania 15 222/ V.St,A.

Verfahren und Vorrichtung zum Wiokeln von S ohr aubenf e dem

Die Erfindung bezieht sich auf das Wiokeln von Schraubenfedern und insbesondere auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Wiokeln von Sohraubenfedern mit ungleichmäßigen Kurvenradien. Die Erfindung ist besonders geeignet zum Wickeln von Sohraubenfedern, wie sie in der Patentanmeldung beschrieben sind.

Die erwähnte Patentanmeldung zeigt eine Schraubenfeder, die zum Belasten in einer Richtung quer zu ihrer Wicklungs- oder Längsachse geeignet ist, wobei jede Windung der Jeder Abschnitte hat, die mit verschiedenen konstanten Radien hergestellt sind, die duroh relativ kurze Übergangsabsohnitte veränderlicher Radien verbunden sind. Durch genaues Kontrollieren der verschiedenen Radien, der Federkonstante und der Federsteigung können Federn hergestellt werden, die duroh einen weiten Bereich von Belastungs-Biegungseigenschaften gekennzeichnet sind,

einschließlich im wesentlichen konstanter Belastungseingensohaften. Bisher war es nicht möglich, Schraubenfedern der in der obigen Patentanmeldung gezeigten Art auf sohneile, wirksame und genaue Weise herzustellen.

Es ist daher ein Ziel dieser Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Wickeln von Sohraubenfedern mit ungleichmäßigen Kuryenradien zu schaffen.

Ein weiteres Ziel ist es, verbesserte Mittel zum automatischen Herstellen von Schraubenfedern der in der obigen Patentanmeldung gezeigten Art zu schaffen.

Ein weiteres Ziel ist es, ein schnelles, wirksames und genaues Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Herstellen von Sohraubenfedern mit ungleichmäßigen Wioklungsradien und konstanter Steigung zu schaffen·

Noch ein weiteres Ziel der Erfindung 1st es, Mittel zu schaffen, die automatisch eine große Vielfalt von Sohraubenf edern auf schnelle, wirksame und genaue Weise herstellen können.

Noch ein weiteres Ziel ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Wickeln von Federn der erwähnten Art und zum automatischen Abschneiden der Federn auf genaue Länge zu schaffen.

Kurz gesagt wird bei der Ausführung der Erfindung in einer Form ein Federdraht in Längsrichtung zu einer Biegestelle mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit zugeführt und dort nacheinander mit einem ersten festen

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Karvenradius während einer ersten Zeitspanne, mit einem veränderlichen Radius während einer zweiten Zeitspanne, mit einem zweiten festen Radius während einer dritten Zeitspanne und mit einem veränderlichen Radius während einer vierten Zeitspanne gebogen, um eine einzige Federwindung zu bilden, wobei die ersten und dritten Zeitspannen beträohtlioh langer sind als die zweiten und vierten Zeitspannen. Das Biegeverfahren wird in einer ausgewählten Anzahl von Malen wiederholt, um eine Schraubenfeder mit einer gewünschten Anzahl von Windungen zu sohaffen, wobei die Feder gleichzeitig und kontinuierlioh entlang ihrer Längsachse gestreokt wird, um eine gewünsohte konstante Steigung zu erzeugen. Der Draht wird abgeschnitten, wenn die vorbestimmte Anzahl von Windungen hergestellt ist, um eine besondere Feder vorherbestimmter Länge zu bilden.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird der Draht mit konstanter Zuführgeschwindigkeit durch Trag- und Führungsmittel zugeführt, die vorzugsweise eine den Draht berührende Rolle einschließen, und der Draht wird duroh Formmittel gebogen, die eine hin- und herbewegliche Ansohlagflache, die entlang der Vorderachse des Drahtes bewegbar ist,und einen Dorn einschließen, der gegenüber der Förderachse versetzt ist. Der duroh die Trag- und Führungsmittel zugeführte Draht stößt an der Anschlagfläche an und wird von dieser um eine Biegefläche am Dorn umgebogen, wobei der Kurvenradius des Drahtes von dem axialen Abstand zwischen der Ansohlagflache und den Trag- und Führungsmitteln abhängt. Mittel sind vorgesehen zum Unterbrechen und Koordinieren

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der Bewegung der Drahtfördermittel und der Anschlagflache derart, daß die ungleichmäßigen Radiuseigenschaften der Windungen genau kontrolliert werden können. Automatische Absohneidmittel sind ebenfalls vorgesehen, um die Anzahl der hergestellten Windungen zu zählen und den Draht abzusphneiden, wenn eine vorherbestimmte Anzahl von Windungen hergestellt worden ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 eine teilweise auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer Pederwickelvorrichtung mit den Merkmalen gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht der Drahtformmittel und der Drahtfördermittel der Erfindung?

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht der Anschlagmittel aus Fig» 2, die in ausgezogenen Linien die erste Endstellung und in unterbrochenen linien die zweite Endstellung zeigt j

Fig. 4· eine Ansicht im wesentlichen entlang der Linie 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Mittel, einschließlich einer Kurve und eines Folgeelementes, zum Hin- und Herbewegen der Anschlagfläche und eine Teilansicht der Mittel zum Unterbrechen der Drahtfördermittel und der Mittel zum Bewegen der Anschlagfläche}

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Fig· 6 eine vergrößerte Ansicht der Kurve und des Folgeelementes aus Fig· 5» wobei die lage des Folgeelementes der ersten Endstellung der Ansohlagflache entspricht, wie sie in ausgezogenen Linien gezeigt ist, während die der zweiten Bndstellung entsprechende Lage in unterbrochenen Linien gezeigt ist, und

Fig. 7 eine Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 bis 3 weist eine Federwiokelvorriohtung gemäß der Erfindung einen Drahttrag- und -führungsmeohanismus 12 zum Fördern eines Drahtes 13 zu einer Wickelsteile 14 auf, und der Meohanismus 12 sohließt Rollen 15 ein zum Andrucken des Drahtes 13 entlang einer Längsaohse 16, die durch Ftihrungsplatten 17 gebildet wird. Wenigstens eine der Rollen 15 wird von einem Elektromotor 18 oder einem anderen geeigneten Antriebsmittel angetrieben. In der nähe eines Abgabeabsohnitts 21 des Führungsmeohanismus 12 ist ein feststehender Dorn 22 angeordnet, der seitlioh unterhalb der Längsachse 16 versetzt ist und eine glatt gewölbte Biegefläche 23 aufweist, wie es am besten in Fig. 3 gezeigt ist, die im wesentlichen tangential zur Längsachse 16 unmittelbar an den Abgabeabsohnitt 21 angrenzend verläuft und axial und seitlioh von dort aus bia zu einer vorderen Stelle 25 divergiert. Eine Ansohlagflache 27 an einem Blook erstreokt sich quer zur Längsaohse 16 in axialem Abstand von dem Abgabeabsohnitt 21 * Im einzelnen ist die Fläche 27 an der Wiokelstelle axial zwischen ersten und zweiten Endstellungen bewegbar, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

in der die erste Endstellung, die in aasgezogenen Linien dargestellt ist, einen Abstand x^ vom Abgabeabsohnitt 21 und die zweite Bndstellung, die in unterbrochenen Linien dargestellt ist, einen Abstand X₂ vom Abgabeabsohnitt 21 aufweist. Wenn aich die Ansohlagflache 2? in einer ihrer Endstellungen oder irgendwo zwischen ihren Endstellungen befindet, wird der von dem Abgabeabsohnitt 21 abgegebene Draht 13, wenn ei einmal begonnen hat, durch die Ansohlagfläohe 27 aus der Längsachse 16 heraus in eine gebogene Gestalt abgelenkt. Tatsächlich ist es erwünscht, daß die anfängliche Ablenkung des Drahtes 13 so gerichtet ist, daß der Draht um die Biegeflache 23 herumgebogen wird. Venn die Anschlagflache 27 sieh in ihrer ersten Endstellung befindet, wird der Draht 13 mit einem ersten konstanten Radius gebogen, und wenn die Fläohe 27 sich in ihrer zweiten Endstellung befindet, wird der Draht um die Fläche 23 mit einem zweiten konstanten Radius herumgebogen, wobei der zweite konstante Radius größer ist als der erste, da der Abstand x, größer ist als der Abstand x-* In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verhältnis vom Abstand X₂ zum Abstand Xj gleioh 1,422 ι 1. Ss wird natürlich dem Fachmann verständlich sein, daß Draht, der gebogen wird, wenn sich die Fläohe 27 in irgendeiner Stellung zwischen ihren Endstellungen befindet, einen Kurvenradius hat, der irgendwo zwischen den Kurvenradien der Endstellungen liegt·

Gemäß der vorliegenden Erfindung bewegen der Elektromotor 18 und die Rollen 15 den Draht 13 mit im wesentlichen gleichmäßiger Geschwindigkeit zu den Formmitteln in der Nähe des Abgabeabsohnitts 21, und die Anschlag-

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fläche 27 wird zwischen Ihren Endstellungen in einer vorherbestimmten Weise bewegt. Im einzelnen wird die Fläoh· 27 nacheinander in ihrer ersten Endstellung während einer ersten vorherbestimmten Zeitspanne gehalten, in ihre zweite Endstellung während einer zweiten vorherbestimmten Zeitspanne bewegt, in Ihrer zweiten Endstellung während einer dritten vorherbestimmten Zeitspanne gehalten und in ihre erste Endstellung während einer vierten vorherbestimmten Zeitspanne bewegt. Eine einzige auf diese Weise hergestellte Windung hat einen ersten Absohnitt mit relativ kleinem konstantem Radius, der ausgeformt wird, wenn sich die Ansohlagfläohe 27 in ihrer ersten Endstellung befindet, einen Absohnitt mit relativ großem konstantem Radius, der hergestellt wird, wenn die Fläche 27 sich in ihrer zweiten Endstel-; lung befindet, und Abschnitte mit veränderlichem Radius, die hergestellt werden, wenn die Ansohlagfläohe 27 zwisohen ihren Endstellungen bewegt wird. Duroh Programmieren der Bewegung der Fläche 27 derart, daß die ersten und dritten Zeitspannen viel langer sind als die zweiten und vierten Zeitspannen, können die konstanten Radiusabs ohnit te viel länger gestaltet werden als die veränderlichen Radiusabschnitte, da der Draht duroh die Rollen 15 mit konstanter Geschwindigkeit zugeführt wird.

Aus Fig. 3 wird ersichtlich sein, daß die einzelnen Windungen in der Zeichnungsebene derart gebogen werden, daß die Wickelaoh.se der entstehenden Feder senkrecht zur Zeiohnungsebene verläuft. Um eine konstante Federsteigung zu erzielen, ist ein einstellbares Element 30 vorgesehen, das allgemein als Steigungswerkzeug bekannt ist und eine ebene Oberfläche 31 aufweist, die, wie es

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am besten in Pig» 4 zu sehen ist, in Querrichtung einen Abstand x^ von der Aohse 16 aufweist, und die Federwindungen werden über die Fläche 31 geleitet, nachdem sie durch die Fläche 27 abgelenkt worden sind. Die Funktion der Oberfläche 31 besteht darin, die Windungen entlang der Wickjilungsaohse in Längsrichtung zu strecken, um ei-

ne gewünschte Steigung zu erzeugen. Wenn es erwünscht ist, die Steigung zu verändern, kann der Abstand x, durch entsprechende Einstellmittel eingestellt werden, und eine Schraube 34 stellt derartige Mittel dar. Aus Fig. und 4 wird ersichtlich sein, daß die Biegefläche 23 und die Steigungswerkzeugoberflache 3t zueinander senkrecht stehen, wobei die Biegefläche 23 sich axial über eine Vorderkante 35 des Elementes 30 gegen die Anschlagfläohe 27 hin erstreckt.

Gemäß Fig. 2 und 5 ist der Block 28, auf dem die Anschlagfläche 27 angeordnet ist, am äußeren Ende 40 eines Hebels 41 angebracht, der an seinem anderen Ende 42 auf einer drehbar angebrachten Achse 44.befestigt ist, und die Verbindung zwischen dem Hebel 41 und der Achse 44 ist rechtwinklig. Einstellschrauben 46 und 47 sind vorgesehen, um die Winkelbewegung des Hebels 41 zu begrenzen, wobei sich die Fläohe 27 in ihrer ersten Endstellung befindet, wenn der Hebel 41 mit der Schraube 46 in Berührung steht, und in ihrer zweiten Endstellung, wenn der Hebel 41 mit der Schraube 47 in Berührung steht. Da die gesamte Bewegung der Fläohe 27 im Verhältnis zur Länge des Hebels 41 ziemlich gering ist, kann die Bewegung der Fläche 27 als translatorisch bezeichnet werden, und von der Fläche 27 kann man sagen, daß sie zwischen ihren

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Endstellungen hin- und herbewegt wird. Die Achse 44 ist an ihrem anderen Ende rechtwinklig mit einem Hebel 50 verbunden, der an seinem abgewandten Ende 52 ein drehbares Kurvenfolgeelement 51 trägt. Das Kurvenfolgeelement 51 läuft auf dem Umfang einer im wesentlichen kreisförmigen Kurve 55 entlang, die auf einer drehbar angeordneten Welle 54 befestigt ist. Eine Zugfeder 55 belastet gemeinsam mit dem Druok des Drahtes 13 auf die Pläohe das Kurvenfolgeelement 51 in Berührung mit dem Umfang der Kurve 53·

Wie es in Pig. 6 gezeigt ist, hat die Kurve 53 einen ersten Satz von Umfangsabsohnitten 56 mit konstantem Radius, die umfangsmäßig um die Kurve herum im Abstand voneinander angeordnet sind und deren Radius R.. so ausgewählt ist, daß die Ansohlagflache 27 in ihre erste Endstellung bewegt wird, wenn sioh das Kurvenfolgeelement 51 mit einem dieser Abschnitte 56 in Berührung befindet. Ein zweiter Satz von Umfangsabsohnitten 58 mit konstantem Radius wechselt sioh mit den Abschnitten 56 um den Umfang der Kurve 53 herum ab, und der Radius R« dieser Abschnitte 58 ist so ausgewählt, daß der Ansohlagflaehe 27 die Möglichkeit gegeben wird, sioh in ihre zweite . ; Endstellung zu bewegen, wenn das Kurvenfolgeelement 51 \ mit einem dieser Absohnitte in Berührung steht. Die er- i sten und zweiten Sätze von Abschnitten 56 und 58 bilden somit eine gerade Zahl von Abschnitten mit konstantem Radius, die duroh eine gerade Anzahl von relativ kurzen Übergangs-Umfangsabsohnitten 60 verbunden sind. Dadurch daß die Winkelabmessung der Abschnitte 56 und 58 im Verhältnis zu den Abschnitten 60 groß gewählt und die Kurve

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53 mit konstanter Geschwindigkeit gedreht wird, wird die Ansohlagfläohe 27 in der oben beschriebenen Weise hin- und herbewegt und verbleibt in ihren Sndstellungen viel langer als sie sich zwischen ihren Endetellungen bewegt. Wie es dargestellt ist, haben die Abschnitte 56 die doppelte Winkelabmessung der Abschnitte 56, so daß die JLbsohnitte der hergestellten Wittdungen mit kleinem Radius im wesentlichen die doppelte Drahtlänge gegenüber den Absohnitten mit großem Radius aufweisen. Ähnlich haben die Abschnitte 56 annähernd die vierfache Winkelabmessung der Übergangsabsohnitte 60. Es wird natlirlioh für den Paohmann offensichtlich sein, daß die relativen Winkelabmessungen verschieden sein können, um verschiedene relative Drahtlängen in den verschiedenen Radiusabsohnitten der Windungen vorzusehen.

Jetzt wird auf die figuren 1 und 6 Bezug genommen. Um die Koordinierung der Bewegung des Drahtes 13 entlang der Längsaohse 16 und der Hin- und Herbewegung der Fläche 27 sicherzustellen, hat die die Kurve 53 tragende Welle 54 ein zur gemeinsamen Drehung auf ihr befestigtes Kettenrad 62· Eine in der Vorrichtung 10 drehbar angeordnete Leerlaufwelle 66 trägt ein Paar ähnliche an ihr befestigte Kettenräder 64 und 65, und eine mit wenigstens einer der Rollen 15 verbundene Welle 67 trägt ein Paar auf ihr befestigte Kettenräder 68 und 69. Der Elektromotor 18 treibt über einen Bremsmeohanismus 100 ein Kettenrad 70, das mit dem Kettenrad 69 zwangläufig durch eine endlose Kette 72 derart verbunden ist, daß die Rolle 15 mit konstanter Geschwindigkeit durch den Motor 18 angetrieben wird. Die Kettenräder 68 und 65

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sind auf ähnliche Weise über eine Kette 73 und die Kettenräder 64- und 62 über eine Kette 75 verbunden. Auf diese Weise treibt der Motor 18 nicht nur die Holle 15 Kit konstanter Geschwindigkeit sondern auch die Kurve 53· Außerdem stellt die auf diese Weise geschaffene zwangläufige Verbindung durch die Ketten die vorherbestimmte Beziehung zwischen der Bewegung des Drahtes 13 and der Ansohlagfläche 27 sicher, selbst wenn aus irgendeinem Grund die Rolle 15 und die Kurve 53 nicht mit der gewtinsohten konstanten Geschwindigkeit angetrieben werden.

Wie θβ soeben beschrieben wurde, wird eine kontinuierliche Feder durch die Vorrichtung 10 hergestellt. Es ist jedooh üblicherweise notwendig, die kontinuierliche Feder an vorherbestimmten Abschnitten abzuschneiden, um Tedern mit genauer Länge herzustellen. Um das auf genaue und wirksame Weise zu erreiohen, ist gemäß Fig. 1 und 5 auf der Welle 54 eine Scheibe 80 befestigt, die eine Anzahl von Hocken 81 aufweist, die von ihr radial hervoretehen, um zum Zählen der Anzahl von hergestellten Windungen verwendet zu werden. Es ist die gleiche Anzahl von Nooken 81 vorgesehen, wie konstante Radiusabsohnitte 56 vorhanden" sind, und dieselbe Anzahl von Windungen wird bei jeder vollständigen Umdrehung der Kurve 53 und der Scheibe 80 hergestellt (ein großer Radiusabschnitt an jeder Windung), wie konstante Radiusabsohnitte 56 vorhanden sind. Ein Schalter 83 ist in der Eähe der Scheibe 80 an einer Stelle angebracht, in der er durch jeden Nooken 81, der während der Drehung der Scheibe 80 an dem Schalter 83 vorbeiläuft, berührt und geschlossen

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wird. Eine Betätigung des Schalters 83 durch jeden Nokken 81 zeigt einer Kontrollvorrichtung 85 Über einen entsprechenden Kreis 86 an, daß eine einzelne Windung hergestellt worden ist. Die Kontrollvorrichtung 85 zählt die auf diese Weise angezeigten Windungen, und wenn eine vorherbestimmte Anzahl hergestellt worden ist, gibt sie einem Absohneidemechanismus 90, wie er in Fig· 1 gezeigt ist, ein Signal, um den Draht zwischen den Flächen 27 und 31 abzuschneiden.

Der Abschneidemeohanismus 90 sohließt Scherelemente 92 ein, die von einem Träger 93 getragen werden, der auf einer Führung 94- zur Bewegung zwischen einer ersten Stellung, in der die Scherelemente 92 von den Windungsformmitteln entfernt sind, und einer zweiten Stellung hin- und herbewegbar ist, in der die Soherelemente 92 so angeordnet sind, daß sie den Draht 13 abschneiden. Der Abschneidemeohanismus 90 schließt auch einen Betätigungsmechanismus 95 zum Betätigen der Scherelemente 92 und eine Strömungsmittel-Betätigungsvorrichtung 96 zum Bewegen des Trägers 93 auf der Fuhrung 94 zwischen ihren ersten und zweiten Stellungen ein. Im Betrieb veranlaßt die Kontrollvorrichtung 85 nach der Herstellung einer vorherbestimmten Anzahl von Windungen nacheinander die Betätigungsvorrichtung 96, den Träger 93 und die Soherelemente 92 aus der ersten Stellung in die zweite Schneid· stellung zu bewegen, den Betätigungsmeohanismus 95» die Schneidelemente 92 zu betätigen, um den Draht abzuschneiden, und die Betätigungsvorrichtung 96, den Träger 93 und die Sohneidelemente 92 in die erste Stellung zurückzuführen.

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Die Kontrollvorrichtung 85 betätigt auoh (Jen Bremsmeohanismua 100, um die Zuführung des Drahtes 13 und die Hin- und Herbewegung der Fläohe 27 während des Absohneidevorganges anzuhalten. Nachdem der Draht abgeschnitten ist, wird der Bremsmeohanismus 100 freigegeben, und die Holle 15 fördert wieder den Draht und die Fläche 27 wird wieder hin- und herbewegt, um die Windungen einer neuen Feder herzustellen. Andererseits kann der Draht 13 abgeschnitten werden, während er kontinuierlich durch die Vorrichtung weiterbewegt wird. In jedem Fall sollten jedoch die Nocken 81 auf der Scheibe '80 so angeordnet sein, daß sie verursachen, daß der Draht 13 an der ge- · nauen Stelle abgeschnitten wird, wobei beachtet werden muß, daß der Draht 13 in jedem Fall in einem beschränkten Ausmaß weiterbefördert wird, bevor der tatsächliche Schneidvorgang eintritt, nachdem die Kontrollvorrichtung 85 dem Absohneidemechanismus 90 das Signal gegeben hat, daß die vorbestimmte Anzahl von Windungen hergestellt worden ist.

Obwohl die in Fig. 1 bis 6 gezeigte Anordnung die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist, wird verständlich sein, daß bei der Durchführung der Erfindung auch andere Anordnungen verwendet werden können. Beispielsweise zeigt Fig. 7 eine Anordnung, bei der eine Druckbetatigungsvorrichtung 102 und Steuermittel 103 anstelle der Kurve 53 und ihres zugehörigen Meohanismus verwendet wird. Im einzelnen schließt die Druokbetätigungsvorrichtung 102 einen Zylinder 105, der an der Vorrichtung 10 mittels eines Bolzens 106 schwenkbar befestigt ist, und einen Kolben 107 ein, der in dem Zylinder 105 verschiebbar angeordnet ist. Eine Verbindungs-

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stange 108 verbindet den Kolben 107 mit einem Block 28·, der eine Anschlagfläohe 27' trägt, um den Blook 28· zwischen einer ersten in ausgezogenen Linien gezeigten Stellung und einer zweiten in unterbrochenen linien gezeigten Stellung hin- und herzubewegen. Die Steuermittel 103 fördern wahlweise unter Brück stehendes Strömungsmittel von einer Quelle 110 zu einem ausgewählten Zylinderabschnitt 112 oder 113. Wenn das Betätigungsmittel dem Abschnitt 112 zugeführt wird, v/ird der Kolben 107 nach rechts und die Fläche 27' in ihre erste Stellung bewegt, und wenn das Strömungsmittel dem Absohnitt 113 zugeleitet wird, wird der Kolben 107 nach links und die Fläche 27' in ihre zweite Stellung bewegt. Eine Bewegung des Kolbens 107 muß natürlich mit der Bewegung des Drahtes durch die Rolle 15· koordiniert sein. Das kann erzielt werden durch Anbringen einer Scheibe 116 auf der Antriebswelle 67' und Anordnen von geeigneten Nocken 118 auf der Scheibe 116, um die Herstellung der versohiedenen Konstanten und veränderlichen Eadiusabschnitte der Windungen anzuzeigen. Die Hocken 118 betätigen Schalter 120, um einer Kontrollvorrichtung 121 für die Steuermittel 103 die Herstellung jedes Windungsabschnitts anzuzeigen.

Aus dem Obigen wird verständlich sein, daß das Verfahren und die Vorrichtung zum Wickeln von Windungen gemäß der Erfindung automatisch Schraubenfedern mit ungleichmäßigen Radien auf schnelle _p wirksame und genaue Weise erzeugt.

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Claims

Patentansprücheg

Torriohtung zum Wickeln von Sohraubenfedern, gekennzeichnet durch einen Mechanismus zum Tragen und Fuhren eines Drahtes entlang einer Längsachse, wobei der Trag- und FU.hrungsmechanlsmus einen Abgabeabsohnitt aufweist, Formmittel in der Nähe des Abgabeabsohnitts zum Biegen eines von dem Abgabeabschnitt abgegebenen Drahtes, wobei die Formmittel Anschlagmittel einschließen, die zur Hin- und Herbewegung zwischen ersten und zweiten Endstellungen angeordnet sind, wobei die Anschlagmittel in den ersten und zweiten Endstellungen sioh quer zur Längsachse in axialer Abstandebeziehung zu dem Abgabeabsohnitt derart erstrecken, daß ein von dem Abgabeabsohnitt abgegebener Draht die Anschlagmittel berührt und dadurch aus der Längsachse in eine gebogene Gestalt abgebogen wird, wobei der axiale Abstand zwischen den Anschlagmitteln und dem Abgabe Absohnitt in der zweiten Endstellung größer ist als in der ersten Endstellung, so daß der Kurvenradius der geformten Drahtabsohnitte, wenn sioh die Anschlagmittel in der zweiten Endstellung befinden, größer ist als der Kurvenradius· der Drahtabsohnitte, die geformt werden, wenn sioh die Anschlagmittel in der ersten Endstellung befinden, wobei der Trag- und Führungsmechanismus außerdem Mittel einschließt, um einen Draht durch den Abgabeabsohnitt in Berührung mit den Anschlagmitteln su fördern, und Mittel zum Bewegen der Anschlagmittel zwischen den ersten und zweiten Endstellungen,

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wobei die Bewegung der Dralitfördermittel und der Hin- und Herbewegungsmittel derart koordiniert ist, daß eine relativ kleine Bewegung des Drahtes während der Bewegung in einer Richtung der Anschlagmittel zwischen den Endstellungen und eine relativ große Bewegung des Drahtes erfolgt, wenn die Anschlagmittel .in eine der Endstellungen bewegt werden, wodurch eine auf der Vorrichtung zum Wiokeln von Schraubenfedern gewickelte Schraubenfeder eine Reihe von miteinander verbundenen gleichen Windungen aufweist, die jeweils einen Abschnitt mit relativ kleinem, im wesentlichen konstanten Radius, der hergestellt wird, wenn die Anschlagmittel sich in der ersten Endstellung befinden, einen Abschnitt mit relativ großem, im wesentlichen konstantem Radius, der hergestellt wird, wenn sich die Anschlagmittel in der zweiten Endstellung befinden, und Abschnitte mit veränderlichem Radius aufweisen, die hergestellt werden, wenn die Anschlagmittel zwischen den Endstellungen bewegt werden, wobei die Absohnitte mit konstantem Radius im Verhältnis zu den Abschnitten mit veränderlichen Radiusabschnitten lang sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmittel außerdem feststehende dornartige Mittel in der Nähe des Abgabeabschnitts aufweisen, die eine glatt gewölbte Biegefläche tangential zur Längsachse in der Nähe des Abgabeabschnitts aufweisen, die sich axial und in Querrichtung von dem Abgabeabschnitt derart forterstreckt, daß ein durch die Anschlagmittel von der Längsachse abge-

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bogener Draht herumgebogen und duroh die gewölbte Biegefläche genau geformt wird.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmittel außerdem ein die Steigung bildendes Element, daa angeordnet ist, um die Windungen in Längsrichtung zu strecken und eine gewünschte Steigung zu erzeugen, wobei das die Steigung formende Element gegen die Längsachse in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Ebene versetzt ist, in der die Windungen hergestellt werden, und Einstellmittel aufweisen, um das Ausmaß der seitlichen Versetzung des die Steigung formenden Elementes wahlweise so zu verändern, daß dadurch eine Änderung der gewünschten Steigung möglich ist.

Vorrichtung naoh Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen automatischen Absohneidemechanismus zum. Zählen der Anzahl von hergestellten Windungen und zum Abschneiden des Drahtes, nachdem eine vorherbestimmte Anzahl von Windungen hergestellt worden ist, um eine Feder mit vorherbestimmter Länge zu bilden.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ,gekennzeichnet, daß die Drahtfördermittel wenigstens eine drehbar angebrachte Holle einschließen, die so angeordnet ist, daß sie einen Draht berühren und durch den (Drag- und Führungsmechanismus fördern kann, und daß die Mittel zum Bewegen der Anschlag-

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mittel eine drehbar angeordnete Kurve mit einer geraden Anzahl von im Winkelabständ angeordneten Umfangsabsohnitten mit konstantem Radius und eine gerade Anzahl von Übergangs-Umfangsabschnitten mit veränderIiohem Radius aufweist, die die Abschnitte mit konstantem Radius verbinden, wobei ein erster Satz von abwechselnden konstanten Radiusabschnitten gleiche Winkelabmessungen und gleiche Radien und ein zweiter Satz von abwechselnden konstanten Radiusabschnitten gleiche Winkelabmessungen und gleiche Radien aufweist, die von den gleichen Radien des ersten Satzes verschieden sind, und wobei die Winkelabmessungen jeder der konstanten Radiusabsohnitte relativ zu den Winkelabmessungen der Übergangsabschnitte lang sind, ein Kurvenfolgeelement, das mit dem Umfang der Kurve in Berührung gedrückt wird, und Mittel einschließen, die das Kurvenfolgeelement und die Anschlagmittel verbinden, um die iage der Anschlagmittel in Übereinstimmung mit der Winkelstellung der Kurve zu verändern, und daß Mittel vorgesehen sind, um die Rolle und die Kurve derart zwangläufig miteinander zu verbinden, daß eine direkte Beziehung zwischen der längsförderung eines Drahtes durch die Rolle und der Bewegung der Anschlagmittel besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» daduroh gekennzeichnet, daß die Winkelabmessung jedes der Abschnitte mit konstantem Radius des ersten Satzes annähernd zweimal der Winkelabmessung jedes der Abschnitte mit konstantem Radius des zweiten Satzes entspricht.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet! daß die Winkelabmessung jedes der Abschnitte mit konstantem Radius der.ersten und zweiten Sätze beträohtlioh größer ist als die Winkelabmessung der Obergangsabsohnitte.

8. Vorrichtung naoh Anspruoh 7, daduroh gekennzeichnet, daß das Verhältnis des axialen Abstandes zwischen den Anschlagmitteln und dem Abgabeabsohnitt in den ersten und zweiten Endstellungen 1,422 t 1 ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmittel außerdem feststehende dornartige Mittel einschließen, um die ein Draht, der von der Längsaohse durch die Anschlagmittel abgelenkt worden let, gebogen und geformt werden kann, wobei die feststehenden dornartigen Mittel in der Sähe des Abgabeabsohnitts angeordnet und gegenüber der Längsaohse seitlich versetzt sind.

10. Vorrichtung naoh Anspruoh 9, daduroh gekennzeichnet, daß die Formmittel außerdem ein die Steigung formendes Element, das angeordnet ist, um die Windungen in Längsrichtung zu strecken, um eine gewünschte Steigung hervorzurufen, und das seitlich gegenüber der Längsaohse entlang einer Richtung im wesentlichen senkreoht zur Richtung der seitlichen Versetzung der dornartigen Mittel versetzt ist, und Einstellmittel einschließen zum wahlweisen Verändern der Größe der seitlichen Versetzung des die

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Steigung formenden Elementes, um dadurch eine Veränderung der gewünsohten Steigung zu ermöglichen.

11. Vorrichtung nach Anspruoh 9, bei der die Anschlagmittel eine ebene im wesentlichen glatte Oberfläche aufweisen, die axial dem Abgabeabschnitt gegenüberliegt, und bei der die dornartigen Mittel eine glatt gewölbte Biegeflache aufweisen, die im wesentlichen tangential zur längsaohse in der Nähe

fc des Abgabeabschnitts verläuft und sich von dort

aus axial und seitlich von dem Abgabeabsohnitt fort erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmittel außerdem ein die Steigung formendes Element, das eine ebene im wesentlichen glatte Oberfläche aufweist, über die die Windungen geleitet werden, nachdem sie durch die flache Ansohlagflache abgelenkt worden sind, wobei die die Steigung formende Fläche gegenüber der Längsaohse seitlich versetzt ist, wobei die glatt gewölbte Biegefläohe im wesentlichen senkrecht zu der die Steigung formenden Fläche verläuft und sioh axial über die die Steigung formende Fläche hinaus gegen die Anschlagflä-

P ehe erstreckt, und Einstellmittel einschließen,

zum wahlweisen Verändern der Größe der seitlichen Versetzung der die Steigung formenden Fläche, um dadurch eine Veränderung der gewünschten Steigung zu ermöglichen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Wellen, Lager, die jede der Wellen zur Drehung um ihre Achse tragen, wobei die Rolle und die Kurve auf entsprechenden dieser

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Wellen"zur Drehung mit diesen befestigt sind, eine Vielzahl von angetriebenen Kettenrädern, die auf entsprechenden dieser Wellen befestigt sind, Antriebsmittel, ein treibendes Kettenrad, das durch die Antriebsmittel drehbar angetrieben wird, und Ketten, die die treibenden und die getriebenen Kettenräder derart verbinden, daß alle Wellen und infolgedessen die Rolle und die Kurve sich im Gleichlaufin festen Verhältnissen drehen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die das Kurvenfolgeelement und die Anschlagmittel verbindenden Mittel eine drehbar angeordnete Achse, einen ersten Hebel, der mit einem ersten Ende an den Anschlagmitteln und mit einem zweiten Ende an der Aohse rechtwinklig zu dieser befestigt ist, und einen zweiten Hebel einschließen, der mit einem ersten Ende an dem Kurvenfolgeelement und mit einem zweiten Ende an der Achse rechtwinklig zu dieser befestigt ist, wodurch die Bewegung des Kurvenfolgeelementes durch die sich drehende Kurve in eine entsprechende Bewegung der Anschlagmittel umgewandelt wird, wobei die Elemente der Verbindungsmittel derart angeordnet sind, daß der Druck eines die Anschlagmittel berührenden Drahtes das Kurvenfolgeelement gegen den Umfang der Kurve und derart andrückt, daß die Anschlagmittel sich in der ersten Endstellung, wenn das Kurvenfolgeelement mit den Umfangsabsohnitten der Kurve mit dem größeren Radius in Berührung steht, und sioh in der zweiten Endstellung befinden, wenn das Kurvenfolgeelement mit den Umfangsabschnitten der Kurve mit kleinerem Radius in Berührung steht.

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14· Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch automatische Abschneidmittel zum Zählen der Anzahl der hergestellten Windungen und zum Abschneiden des Drahtes, nachdem eine vorherbestimmte Anzahl von Windungen hergestellt worden ist, um eine Feder mit vorherbestimmter Länge zu bilden.

15· Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die An-) schlagmittel eine ebene, im wesentlichen glatte

Oberfläche aufweisen, die axial gegen den Abgabeabschnitt gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmittel außerdem feststehende dornartige Mittel, um die ein Draht, der von der Iangsaoh.se durch die Anschlagfläche abgelenkt worden ist, herumgebogen und genau geformt werden kann, wobei die dornartigen Mittel eine glatt gewölbte Biegeflache aufweisen, die im wesentlichen tangential zu der Längsachse in der Nähe des Abgabeabschnitts verläuft und sich von dort axial und seitlich von dem Abgabeabschnitt fort erstreckt, ein die Steigung formendes Element, das eine ebene im wesentliehen glatte Oberfläche aufweist, über die die Windungen geleitet werden, nachdem sie durch die flache Ansohlagfläohe abgelenkt worden sind, wobei die die Steigung formende Fläche gegen die Längsachse seitlich versetzt ist, wobei die glattgewölbte Biegef lache im. wesentlichen senkrecht zu der die Steigung formenden Fläche verläuft und sich axial über die die Steigung formende Fläche hinaus gegen die Anschlagfläche erstreckt,' und Einstellmittel einschließen zum wahlweisen Verändern der

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Größe der seitlichen Versetzung der die Steigung formenden Fläohe, um daduroh eine Änderung der gewünsohten Steigung zu ermögliohen.

16. Vorriohtung nach Anspruch 15» gekennzeichnet durch Abschneidemittel, Mittel zum Tragen und Bewegen der Abschneidemittel zwischen einer ersten Stellung, die Ton den Formmitteln entfernt liegt, und einer zweiten Stellung in der Nähe der Fonnmittel, in der die Absohneidmittel so angeordnet sind, daß sie einen von dem Abgabeabäohnitt abgegebenen Draht abschneiden, mit der Rolle und der Kurve verbundene Mittel zum Anzeigen der Herstellung jeder Windung, und Kontrollmittel, die die Anzeigemittel, die Absohneidmittel und die Tragmittel miteinander verbinden, wobei die Kontrollmittel die Anzahl von Windungen zählen, wie sie durch die Anzeigemittel angezeigt werden, und naoh der Herstellung einer vorherbestimmten Anzahl von Windungen nacheinander die Tragmittel zum Bewegen der Schneidmittel aus der ersten Stellung in die zweite Stellung, der • Abschneidmittel zum Abschneiden des Drahtes in der Hähe des Abgabeabschnitta und der Tragmittel zum Zurückführen der Absohneidmittel inäie. erste Stellung aus der zv/eiten Stellung veranlassen.

17. Vorriohtung naoh Anspruch 16, gekennzeichnet durch einen Bremsmechanismus, der mit den Antriebsmitteln verbunden ist, um wahlweise die Bewegung der Wellen und infolgedessen der Rolle und der Kurve zu. stoppen und zu ermögliohen, wobei die Kontroll-

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mittel auch mit dem Bremsmechanismus verbunden sind, um den Bremamechanismus zu veranlassen, die Wellen nach der Herstellung der vorherbestimmten Anzahl von Windungen anzuhalten und die Wellen wieder zu lösen, naohdem die Abschneidmittel den Draht abgeschnitten haben.

18. Vorrichtung naoh Anspruoh 16, daduroh gekennzeichnet, daß die Anzeigemittel eine kreisförmige Scheibe, die an der die Kurve tragenden Welle zur Drehung mit der Kurve befestigt ist, eine Vielzahl von Nocken, die an der Scheibe befestigt sind und von dieser radial hervorstehen, wobei die Nokken umfangsmäßig in gleichem Abstand angeordnet sind und halbsoviel Nocken wie ümfangsabsohnitte mit konstantem Radius auf der Kurve vorgesehen sind, einen Sohalter in der Nähe der Scheibe, der zur aufeinanderfolgenden Betätigung durch die Nooken während der Drehung der Soheibe angeordnet ist, und Mittel einschließen, die den Schalter und die Kontrollmittel derart verbinden, daß eine kurzzeitige Betätigung des Schalters duroh jeden Nocken den Steuermitteln die Herstellung einer einzelnen Windung anzeigt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtfördermittel wenigstens eine drehbar angebrachte Rolle aufweisen, die angeordnet ist, um einen Draht zu berühren und durch den Trag- und Fiihrungsmechanismus zu fördern, daß die Mittel zum Bewegen der Anschlagmittel eine doppelt wirkende

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Strömungsmittel-Druckbetätigungavorriohtung mit einem Zylinder und einem Kolben aufweisen, der in dem Zylinder zur Bewegung darin zwischen ersten und zweiten Stellungen relativ zu dem Zylinder gleitend angeordnet iat, Mittel zum Befestigen des Zylinders oder des Kolbens in einer festen lage und Mittel zum Befestigen des anderen dieser beiden Elemente an den Anschlagmitteln, wobei die Anschlagmittel sioh in der ersten Endstellung befinden, wenn der Zylinder und der Kolben sich in der ersten relativen Stellung befinden und in der zweiten Endstellung sind, wenn sich der Zylinder und der Kolben in der zweiten relativen Stellung befinden, und Steuermittel einschließen zum Zuführen von unter Druck stehendem Strömungsmittel zu der Betätigungsvorrichtung, um wahlweise den Zylinder und den Kolben zwisohen den ersten und zweiten relativen Stellungen zu bewegen, und daß Mittel vorgesehen sind aim koordinieren der Bewegung der Rolle und der Anschlagmittel derart, daß eine direkte Beziehung zwischen der Iängsförderung eines Drahtes durch die Rolle und der Bewegung der Anschlagmittel besteht.

20. Vorrichtung naoh Anspruoh 19» bei der die Anschlagmittel eine ebene im wesentlichen glatte Oberfläche aufweisen, die axial gegen den Abgabeabschnitt gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmittel feststehende dornartige Mittel, um die ein von der Längsaohse durch die Ansohlagflache abgelenkter Draht herumgebogen und genau geformt werden

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kann, wobei die dornartigen Mittel eine glatt gewölbte Biegefläche aufweisen, die im wesentlichen tangential zur Längsaohse in der Hähe des Abgabeabschnitts angeordnet ist und sioh von dort axial und seitlich von dem Abgabeabschnitt fort erstreckt, ein die Steigung formendes Element, das eine flache im wesentlichen glatte Oberfläche auf v/eist, liber die die Windungen geleitet werden, nachdem sie durch die flache Anachlagflache abgelenkt worden sind, wobei die die Steigung formende Fläche seitlioh gegenüber der Längsachse versetzt ist, wobei die glatt gewölbte Biegefläohe im wesentlichen senkrecht zu der die Steigung formenden Fläche verläuft und sioh axial über die die Steigung formende Fläche gegen die Anschlagfläche erstreckt, und Einstellmittel einschließen zum wahlweisen Verändern der Größe der seitlichen Versetzung der die Steigung formenden Fläche, um daduroh eine Änderung der gewünschten Steigung zu ermöglichen.

21. Verfahren zum Wickeln von Schraubenfedern, dadurch gekennzeichnet, daß Draht einer Biegestelle mit im wesentlichen konstanter Fördergesehwindigkeit zugeführt wird, daß der der Biegestelle zugeführte Draht zu einer Yiindung gebogen wird durch aufeinanderfolgendes Biegen des Drahtes mit einem ersten, festen Krümmungsradius während einer ersten vorherbestimmten Zeitspanne, mit einem veränderlichen Krümmungsradius während einer zweiten vorherbestimmten Zeitspanne, mit einem zweiten featen Krümmungsradius während einer dritten vorherbestimmten Zeitspanne und mit einem veränderlichen Krümmungsradius

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während einer vierten vorherbestimmten Zeitspanne, daß die ersten und dritten Zeitspannen beträchtlich langer sind als die zweiten und vierten Zeitspannen und daß die veränderlichen Krümmungsradien der während der zweiten und vierten Zeitspannen hergestellten Lrahtabschnitte sich allmählich zwischen den ersten und zweiten feststehenden Krümmungsradien bzw. zwisohen den zweiten und ersten feststehenden Krümmungsradien ändern.

22. Verfahren naoh Anspruoh 21,· gekennzeichnet duroh Wiederholen der aufeinanderfolgenden Biegeschritte in einer vorherbestimmten Anzahl von Malen und des anschließenden Abschneidens des Drahtes, um eine feder mit einer vorherbestimmten Anzahl von Windungen herzustellen.

23· Verfahren naoh Anspruoh 22, gekennzeichnet durch kontinuierliches Streoken des gewickelten Drahtes im wesentlichen senkrecht zur Ebene, in der die Windungen hergestellt werden, um eine vorherbestimm-• te konstante Steigung zu erzielen.

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