DE2209340C3

DE2209340C3 - Maschine zum Wickeln von Schraubenfedern aus Federdraht

Info

Publication number: DE2209340C3
Application number: DE2209340A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. 7141 Steinheim Huhnen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-02-28
Filing date: 1972-02-28
Publication date: 1978-04-27
Also published as: NL162574B; FR2174148A1; JPS5215260B2; JPS5216712B2; CH564390A5; US3807211A; DE2264590A1; DE2264590C3; US3879975A; DE2209340B2; CH553015A; JPS4895355A; GB1396047A; GB1403666A; US3802241A; FR2174148B1; CH563817A5; JPS48100370A; DE2264590B2; JPS48100369A

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Wickeln von Schraubenfedern aus Federdraht gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Fine aus der DF-PS I 37 883 bekannte Wickelmaschine dieser Gattung vermag Drahlstücke von einer Länge /u verarbeiten, die in der Größenordnung der Maschinenabmessungen liegt Ein in die Drillvorriihlung der Maschine eingeklemmtes Drahtstück hängt mit ^fi5 seinem freien Ende lose von der Drillvorrichtung henib und wird sich daher infolge der Verdrehung des eingeklemmten Drahtabschnittes so bewegen, daß in ihm keine elastische Torsionsspannung entsteht. Die bekannte Maschine ist demnach für die Verarbeitung von längeren Drahtslücken nicht geeignet, weil hierbei der Federdraht unkontrollierte Bewegungen ausführen und am Boden schleifen würde, so daß Torsionsspannungen beachtlicher Größe die unvermeidliche, störende Folge wären.

Man -st daher gemäß US-PS 35 70 291 dazu übergegangen, sehr lange Drahtstücke in die F< rm eines Drahtbundes zu bringen und diesen Drahtbund in eine Haspel-Vorrichtung einzulegen, die um einen Drahtbund-Durchmesser, der auf den Wickeldorn zeigt, rotieren kann. Durch einen entsprechenden Rotationsantrieb dieser Haspei-Vorrichtung wird der Draht zwischen dem Haspel und dem Wickeldorn torsionsvorgespannt; dabei muß der Draht aber mindestens an der Durchführung des Drahtes durch das wickeldornseitige Lager des Haspels stark gebogen werden; nach der US-PS 35 70 291 durchläuft der Draht zusätzlich noch einen Rollenrichtapparat und ein glattes Vorschubwalzenpaar. Bei dieser Anordnung muß die Torsionsvorspannung unmittelbar vor dem Wickeldorn verhältnismäßig großen Schwankungen unterworfen sein, weil auf dem Haspel kein fester Einspannpunkt zur Herstellung der Torsionsspannung vorhanden ist und die Drahtdurchführung durch das wickeldornseitige Lager des Haspels, der Roller.richtapparat und die Vorschubwalzen je nach den dort herrschenden Reibungsbedingungen wechselnde Teile der Torsionsvorspannung übernehmen. Federn mit engen Toleranzen in der Vorspannung der einzelnen Windungen und im Windungsdurchmesser lassen sich damit nicht herstellen. Auch muß die Haspel-Vorrichtung erst einige Umdrehungen machen, bevor in der verhältnismäßig großen freien Länge zwischen Haspel und Wickeldorn eine genügend große Torsionsspannung aufgebaut ist. Außerdem erlauben die großen, schwer zu beschleunigenden und zu verzögernden Massen von Drahtbund und Haspel nur ein langsames und daher kostspieliges Arbeiten. Schließlich wird es schwierig oder unmöglich sein, schwere handelsübliche Drahtbunde mit Drahtdurchmessern über 1 mm und wechselnden Bunddurchmessern zu verarbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine zum Wickeln von Schraubenfedern der eingangs erwähnten Gattung so auszubilden, daß federharter Draht in den üblichen Abmessungsbereichen von großen Drahtbunden herunter zu Federn mit großen Torsions· Eigenspannungen und kleinen Toleranzen verarbeitet werden kann und dabei wirtschaftliche Herstellgeschwindigkeiten erzielt werden können.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abstand zwischen dem Drahtbund und dem Walzenpaar derart bemessen ist, daß der dazwischenliegende Drahtabschnitt beim Herstellen einer Feder von plastischer Verformung frei bleibt und daß nach dem Wickeln jeder Feder der Drahtabschnitt zwischen dem Drahtbund und dem Walzenpaar entspannt wird.

Dadurch wird auf überraschend einfache Weise erreicht, daß der Drahtabschnitt zwischen dem Drahtbund und der Drillvorrichtung eine mil seiner Länge proportional zunehmende Zahl von Verdrillungen aufnehmen kann, bevor die Schubelastizitätsgrenze erreicht ist; das Entspannen dieses Dnihtabschnittcs von der Torsionsspannung erfolgt im Rahmen der Erfindung durch Zurückrotieren oder durch Lüften des Wal/enpaares und/oder durch Mitdrehen des Drahtbundes in Umfangsrichtung. Die größere Länge des

genannten Drahlabschniltes erfordert zwar einen größeren Abstand zwischen Drahtbund und der Verdrillvorrichtung. Dieser Umstand braucht aber nicht zu einem Nachteil zu führen, wenn bedacht wird, daß der Federdraht kaum Raum beansprucht, und dafür gesorgt wird, daß der Zwischenraum für andere Zwecke nutzbar ist.

Weitere Ausgestaltungen im Rahmen der Erfindung sind in den restlichen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wickelmaschine im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform ohne Haspel und

Fig.2 eine schematische Seilenansicht der Ausführungsform ohne Drillvorrichtung.

Fi g. i *eigt den Aufbau einer Wickelmaschine 20, die etwa einer an sich bekannten Schenkelfederwickelmaschine entspricht, mit einer Drillvorrichtung. Auf einer senkrechten Führungssäule 21 halten zwei Laschen 22 einen Wickeldorn 23 mit einem Ritzel 24 demrt, daß die Laschen 22 mit dem Wickeldorn 23 gemäß Pfeil 19 hoch- und niedergleiten, sich aber nicht um die Führungssäule 21 drehen können. Das Hoch- und Niedergleiten des Wickeldornes 23 wird von einem Stützrad 25, welches auf einem Steigungslineal 26 läuft, dadurch bewirkt, daß dieses Lineal auf einem Schlitten 27 durch einen Kurbeltrieb 28 hin- und herbewegt wird. Ein Zahnrad 31 treibt das Ritzel 24 und den Wickeldorn 23 an, so· daß sich beide in Richtung des Pfeiles 18 drehen. Das Zahnrad 31 wird dabei von einer Welle 39 angetrieben, und zwar durch ein nicht dargestelltes, unter eimer Grundplatte 17 angeordnetes Ritzel, welches diese Welle trägt und mit einer an dem Schlitten 27 befindlichen, nicht dargestellten Zahnstange kämmt. Die Drillvorrichtung besteht aus einer drehbar über der Grundplatte 17 gelagerten Drilltrommel 36 mit einem Walzenpaar 35 mit einen Federdraht 29 drehfest einklemmenden Umfangsrillen 40 sowie aus einem Stellmotor 37. Dieser muß die Drillvorrichtung nach einem annähernd sinusförmigen Gesetz antreiben, ähnlich wie der Kurbeltrieb 28 den Wickeldorn 23 antreibt; dabei können die Umdrehungszahlen von Wickeldorn 23 und Drilltrommel 36 entsprechend dem Wickelve^rhältnis der Feder und der gewünschten Verdrillung des Federdrahtes unterschiedlich sein. Statt des Stellmotors 37 könnte auch zwischen der Drilltrommel 36 und der Welle 39 eine Zahnradübersetzung mit Wechselrädern vorgesehen sein, um die jeweils gewünschte Zahl von Verdrillungen des Drahtes pro Federwindung zu erreichen. Auf dem Wickeldorn 23 befindet sich eine Klemmvorrichtung 30, die den Endabschnitt des Federdrahtes 29 einklemmt. Des weiteren ist an dtr Maschine 20 eine den Federdraht 29 aufnehmende und als Abschneidbuchse dienende Führungshülse 34 angeordnet, an welcher ein Abschneidmesser 32 anliegt, dem ein Nocken 33 die Schneidb«wegung erteilt. Über Kegelräder 38 wird der Nocken 33 abhängig vom Arbeitstakt und der auflaufenden Drahtlänge bewegt. Die Drillvorrichtung ist ihrerseits in einer Tangentialebene um den Auflaufpunkt des Drahtes 29 am Wickeldorn 23 bis zu einem Winkel schwenkbar angeordnet, der dem maximalen Steigungswinkel der zu fertigenden Federn entsprich!.

Die Herstellung einer Feder geschieht folgendermaßen:

Zu Beginn eines Arbeitstaktes wird der Federdraht Tfi in die Klemmvorrichtung 30 geschoben und dort torsions- und zugfest geklemmt, dann beginnt sich dtr Wickeldorn 23 zu drehen und gleichzeitig bewegt der Stellmotor 37 die Drilltrommel 36, su daß der Federdraht 29 verdrillt wird. Nach dem Wickeln des einen Endganges der Feder erfaßt das Steigungslineal 26 das Stützrad 25 und läßt den Wickeldorn 23 nach oben gleiten. Hierdurch wird die Steigung der Feder

ίο erzeugt. Ungefähr im linken (Fig. 1) Totpunkt des Kurbeltriebes 28 wird die andere Endwindung der Feder angewickelt und schließlich schneidet das Abschneidmesser 32 den rückwärtigen Schenkel der Feder an der Führungshülse 34 ab.

Damit mit dieser Wickelmaschine 20 nicht nur gerade Drahtstücke verarbeitet werden können und die Drillung des Drahtes 29 keine übermäßigen, plastische Verformungen hervorrufende Verdrehungen auf dem noch nicht zur Feder aufgewickelten Drahtabschnitt ergibt, ist ein in möglichst großem Abstand von der Drillvorrichiung angeordneter, sog..annter Überkopfhaspel 46 nach F1 g. 2 vorgesehen, bei dem ein Drahtbund 47 auf einer Haspelscheibe 48 aufliegt und von Fingern 49 gehalten wird. Die Scheibe 48 wird von einem Getriebemotor 50 angetrieben und hat außerdem eine Uiwucht-Ausgleichsvorrichtung 51 für den laufenden Ausgleich der mit dem Ablauf des Drahtes 29 sich verändernden Unwucht. Die Haspelscheibe 48 dreht sich auf einem verschiebbaren Untergestell 52, welches mit einem teleskopartigen Federarm 53, der seitlich durch eine Feder 54 abgestützt ist, an einem Bolzen 55 am Boden befestigt ist. Diese horizontale, elastische Lagerung kann auch mit anderen Mitteln, z. B. mit zwei unter 90° angeordneten, elastischen Lenkern, bewirkt werden. Über die Haspelscheibe 48 ragt ein Auslegerarm 56 mit zwei Fangringen 57 hinweg, welche den Draht 29, ohne Schlaufen zu bilden, zur Wickelmaschine 20 leiten. Statt dieser Fangringe können auch andere bekannte Vorrichtungen hier dazu dienen, d^ß der Draht einwandfrei von dem Haspel abläuft.

Der aus F i g. 2 ersichtliche Teil der Maschine arbeitet zur Vermeidung einer unelastischen Torsionsverformung des der Drillvorrichtung gemäß Fig. 1 zugeführten Drahtabschnittes folgendermaßen:

Bei stillstehender Haspelscheibe 48 entstünde beim Abziehen einer Windung vom Drahtbund 47 durch natürliche Verdrillung eine ganze Umdrehung des Drahtes um seine Längsachse. Die Haspelscheibe 48 wird nun kontinuierlich mit solcher Drehzahl und solchem Drehsinn rotiert, daß sie nicht nur die vom Wickeldorn 23 eingezogene Drahtmenge liefert, sondern dem Draht auch eine zur natürlichen Verdrillung hinzukommende zusätzliche Verdrillung gibt. Die durch \dd^:äion entstehende Gesamtverdrillung ist mit der von der eigentlichen Drillvorrichtung gemäß F i g. I während des Wickelrij erzeugten Verdrillung gleichsinnig, hat jedoch geringeres Ausmaß als diese. Der Unterschied im Ausmaß des Verdrillens bestimmt sich nach der Zahl der Umdrehungen der Drilltrommel 36, welche diese während der für das Abschneiden und den Drahtvorschub benötigten Stillstandszeiten ausführen würde, wenn sie demselben Geschwindigkeiisgv-sel/ wie beim Vorlauf folgend rückwärtsliefe. Dann wäre nämlich gewährleistet, daß der während des Leerhubes

ftj des Wickeldornes ?3 in seine Ausgangsstellung gemäß F i g. 1 erfolgende Rücklauf der Drilltrommel 36 auch zu einer vollständigen Entspannung des Federdrahies 29 führt. Die von der sich drehenden Haspelscherbe 48

hervorgerufene (icsamtvcrdrillung stellt demnach einen Ausgleich für den während des Stillstandes der Drilltrommcl 36 entstehenden Verlust an Rückvcidrillungcn beim gegenüber dem Vorlauf verkürzten Rücklauf der Drilltionimel 36 dar. indem die Haspel scheibe 48 der Drilltrommcl 36 entgegenkommt.

liei der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise ist als Ausgangs/ustand für jeden Wiekclvorgang ein torsionsloser Zustand des Drahtes angenommen. Wenn jedoch die llaspelschcibe vor dem ersten Wickelvorgang so weit gedreht wird, dall der Drahtabschnitt /wischen dem Haspel und der Drillvorricltitung um die Hälfte der für das Wickeln einer ganzen Feder benötigten Zahl von Vcrdrillungen negativ elastisch vorgespannt ist, kann der Abstand /wischen dem Haspel und der Grillvorrichtung am Wickeldorn ungefähr auf die Hälfte verkürzt werden. In diesem I al! wechselt die f orsionsspannting in dem genannten Drahtabschnilt zwischen einem positiven Wert und einem ungefähr gleich groUcn s negativen Wert.

\^:.s ist indessen nicht notwendig, einen sich drehenden Überkopfhaspel vorzusehen, wenn die Drilllrommel 36 auch während des Abschneidens und des Vorschubes des Drahtes 29 zurücklaufen kann oder wenn der

ίο Stellmotor 37 einem eigenen (ieschwindigkeitsgeset/ folgend während des durch die Stillstandszeiten verkürzten Rücklaufes die gleiche Anzahl von Umdrehungen ausführt wie beim Vorlauf während des Wickeins der Feder. In diesem Fall kann ein

is gewöhnlicher Haspel verwende! werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Palentansprüche:

1. Maschine zum Wickeln von Schraubenfedern aus Federdraht, bei der der Draht von einem Drahtbund durch mindestens ein den Draht in seiner Längsrichtung Führendes und drehfest einklemmendes Walzenpaar abziehbar ist, das zum Verdrillen des Drahtes vor dessen Wickeln auf einen drehbaren Dorn gemeinsam um die Achse des im Bereich des Walzenpaares befindlichen Drahtabschnitts drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Drahtbund (47) und dem Walzenpaar (35) derart bemessen ist, daß der dazwischenliegende Drahtabschnilt beim Herstellen einer Feder von plastischer Verformung frei bleibt, und daß nach dem Wickeln jeder Feder der Drahtabschnitt zwischen dem Drahtbund (47) und dem Walzenpaar(35) entspannt wird.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. J-aß das Walzenpaar (35) zum Entspannen des Drahtabschnitts zwischen Drahtbund (47) und Walzenpaar (35) in der der Verdrillrichtung entgegengesetzten Richtung gemeinsam um die Achse des Drahtabschnitls drehbar ist.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzenpaar (35) zum Entspannen des Drahtabschniits zwischen Drahtbund (47) und Walzenpaar (35) lüftbar ist.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtabschnitt zwischen dem Walzenpaar (35) und dem Drahtbund (47) zu Beginn des Wickel-r.s jeder Feder um die Hälfte der für das WLkeln einer Feder benötigten Zahl von Verdrillungen neg .<iv elastisch vorgespannt ist.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem den Drahtbund tragenden Haspel, dadurch gekennzeichnet, daß der Haspel als Überkopfhaspel (48,49) ausgebildet ist.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daH der Überkopfhaspel (48, 49) in Umfangsrichtung des Drahtbundes (47) drehbar gelagert und in Richtung der gewünschten Verdrillungen antreibbar ist.

7. Maschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (51) zum dynamischen Ausgleich der Unwucht des Haspels (48,49) mit dem Drahtbund (47) vorgesehen ist.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer Klemmvorrichtung auf dem Wickeldorn, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (30) den Draht (29) im Arbeitstakt der Maschine festklemmt.

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