DE2435482A1 - Verfahren zur herstellung von schraubenfedern - Google Patents
Verfahren zur herstellung von schraubenfedernInfo
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Description
PatenicmwöÜe
Dr.-Ing. Wilhelm Reichel
Dipl.-Ing. Wolfgang Reichel
Dipl.-Ing. Wolfgang Reichel
6 Frankfurt a. M. 1
Parkstraße 13
Parkstraße 13
7913
KABUSHIKI KAISHA SATO SPBING SEISAKUSHO, Tokyo, Japan
Verfahren zur Herstellung von Schraubenfedern
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Schraubenfedern, insbesondere auf ein numerisch gesteuertes
Verfahren zur Herstellung von Schraubenfedern.
Bisher hat man Schraubenfedern auf Maschinen von der Bauart
hergestellt, welche eine Hauptwelle enthalten, deren Drehung über Nocken und Hebel auf Transportrollen oder Walzen, einen
Mechanismus zur Festlegung' der Steigung, einen Mechanismus zur Steuerung des Windungsdurchmessers, einen Abtrennmechanismus
und dergleichen übertragen wird. In einer solchen herkömmlichen Maschine wird gewöhnlich während einer Umdrehung der Hauptwelle
jeweils eine Schraubenfeder hergestellt, und aus diesem Grund wird die Zahl der Umdrehungen der Transportrolle so weit
wie möglich während eines Produktionszyklus auf einem konstanten Wert gehalten.
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In diesen bekannten Maschinen zur Herstellung von Schraubenfedern tritt jedoch unvermeidlich ein Schlupf zwischen den
Transportrollen und dem durch diese geförderten Drahtmaterial auf, wodurch die Länge des durch die Transportrollen geförderten
Drahtmaterials um einen Wert verringert wird, der dem Schlupf
entspricht. Eine Verringerung der Länge des Drahtmaterials bewirkt wiederum eine Verkürzung der freien Länge der Schraubenfeder
oder der Schraubenfedersteigung, und die Arbeitseigenschaften der Feder werden ebenfalls verändert.
Wenn ferner während der Ausbildung der Schraubenfederenden ein Schlupf zwischen den Transportrollen und dem Drahtmaterial
auftritt, liegen die benachbarten Windungen in jedem Schraubenfederende nicht so dicht aufeinander, wie dies erforderlich
ist, und die Auflageebene des Schraubenfederendes kann noch nicht so gestaltet werden, daß sie senkrecht zur Längsachse
der Schraubenfeder verläuft.
Ferner variiert während des Zuführvorganges die Masse des durch die Transportrollen geförderten Drahtmaterials sowie die auf
das Drahtmaterial ausgeübte Spannung oder Zugkraft, und der oben erwähnte Schlupf zwischen der Transportrolle und dem Draht
schwankt dadurch in einem weiten Bereich. Diese Veränderung der Größe des Schlupfes bildet einen Hauptgrund für das Auftreten
von Ausschußgegenständen, deren Abmessungen und Charakteristik
ka nicht den gestellten Anforderungen entsprechen.
Hinzu kommt,' daß Nocken und Hebel·verschiedener Größe und
Form in der Maschine vorgesehen werden müssen, um verschiedene Arten von Schraubenfedern herstellen zu können, und daß die
Voreinstellung und Justierung dieser Nocken und Hebel eine beträchtliche Arbeit darstellt sowie sehr hohe Geschicklichkeit
erfordert.
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Unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Schwierigkeiten bei der bekannten Herstellung von ,Schraubenfedern ist es die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zur Herstellung von Schraubenfedern anzugeben, durch das Schraubenfedern
mit extrem hoher Genauigkeit einfach hergestellt werden können, und zwar unabhängig vom Schlupf zwischen der Transportrolle
und dem durch diese geförderten Drahtmaterial. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung von Schraubenfedern angegeben
werden, bei dem schwierige Einstellvorgänge der Nocken und Hebel selbst in Fällen völlig ausgeschaltet sind, bei
denen die Form und Größe der herzustellenden Schraubenfedern zu verändern ist.
Geniäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein
neues Verfahren zur Herstellung von Schraubenfedern gelöst, das durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:
Erzeugen von elektrischen Impulsen in einer Zahl, die durch die Länge des Drahtes bestimmt wird, welcher durch einen
Draht-Fördermechanismus transportiert wird, Zuführen einer gewissen Zahl dieser Impulse zu einem gewissen Zeitpunkt zu
wenigstens einem die Steigung steuernden Stromkreis, die Drahtlänge steuernden Stromkreis und einen den Windungsdurchmesser
steuernden Stromkreis, welche alle in einer Steuervorrichtung enthalten sind, wobei die Zahl der Impulse und
der Zeitpunkt ihrer Zuführung so ausgewählt werden, daß dadurch Schraubenfedern mit der erforderlichen Form und Abmessungen
erreicht werden, und Verwerten der Ausgänge der
Steuervorrichtung zum Betrieb wenigstens einer Vorrichtung zur Festlegung der Steigung, der Draht-Transportvorrichtung und
einer den Windungsdurchmesser festlegenden Vorrichtung sowie einer Abtrennvorrichtung, wodurch die Form und Abmessungen
der Schraubenfedern numerisch gesteuert werden.
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Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und
den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und
mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht einer Maschine zur Herstellung von Schraubenfedern sowie ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels
eines Stromkreises einer Steuervorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Maschine zur Herstellung von Schraubenfedern;
Fig. 3 eine Seitenansicht einer zylindrischen Schraubenfeder, die mit der Mas.chine gemäß Fig. 1 hergestellt worden
ist;
Fig. k ein Diagramm, das eine Folge von Arbeitsvorgängen der
verschiedenen Teile der Steuervorrichtung andeutet, wobei die Länge des Drahtmaterials als Abszisse herangezogen
ist;
Fig. 5 eine Seitenansicht einer Schraubenfeder, die eine nicht zylindrische Form aufweist;
Fig. 6 ein Diagramm, das eine Folge von Arbeitsvorgängen der
verschiedenen Teile der Steuervorrichtung andeutet, wobei die Länge des Drahtmaterials als Abszisse herangezogen
ist;
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Fig. 7(A) bis 7(F) verschiedene Umrisse von Schraubenfedern und dergleichen, die mit der in den Fig. 1 und 2
gezeigten Maschine zur Herstellung von Schraubenfedern gefertigt werden können und
Fig. 8 ein Schaltbild eines Teils der Steuervorrichtung, in der der Schrittmotor manuell drehbar ist.
Es wird nun auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen. Diese zeigen eine Maschine zur Herstellung von Schraubenfedern,
mittels der das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden kann. Ferner ist in diesen Figuren ein
Drahtmaterial 1 angedeutet, das durch zwei Draht-Transportrollen 2 gefördert wird. Das Drahtmaterial 1 (das häufig einfach
als Draht bezeichnet wird) wird dann durch eine Drahtführung 3 zu einer Position geführt, in der das Drahtmaterial
mittels Wickelstifte ^ und 5 zu einer Schraubenfeder verformt
wird.
Ein Elektromotor 6 ist über elektromagnetische Kupplungen 7 und 10 mit einer rotierenden Welle 8 und einer Kurbelwelle
11 gekuppelt. Wenn die Kupplung 7 erregt ist, wird die
rotierende Welle 8 durch den Elektromotor 6 in Drehung gesetzt, und zv/ei Transportrollen 2 werden durch die Welle 8 über zwei
Zahnräder 9 gedreht. Die Transportrollen 2 fördern das Drahtmaterial zur Wickelposition in der Maschine zur Herstellung
von Schraubenfedern.
Wenn die elektromagnetische Kupplung 10 erregt wird, wird das Drehmoment des Elektromotors 6 auf die Kurbelwelle 11 übertragen,
um das Drahtmaterial 1 jedesmal dann abzutrennen, wenn eine Schraubenfeder fertiggestellt ist. Genauer gesagt,
wenn die Kurbelwelle 11 gedreht wird, bewegt ein Kurbelstift
12, der an ihrem einen Ende befestigt ist, eine Verbindungs-
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stange I3, die wiedertun ein Gleitstück 15 entlang einer
Schiebeführung H hin- und herbewegt. Das Gleitstück 15 ist
mit einem oberen Trennmesser 16 versehen, das mit einem unteren Trennmesser 17 zusammen arbeitet, welches in der Wickelposition
vorgesehen ist, um den Draht 1 jedesmal dann abzutrennen, wenn die Ausbildung einer Schraubenfeder beendet ist. Elektromagnetische
Bremsen 18 und 19 werden nur erregt, wenn die elektromagnetischen
Kupplungen 7 und 10 nicht erregt sind, und die Drehwelle 8 sowie die Kurbelwelle 11 werden dadurch im Ruhezustand
gehalten.
Ein- berührungslos betätigbarer Schalter 20 ist neben der Kurbelwelle
11 vorgeseher und erzeugt ein Aus gangs signal,· wenn ein
aus Metall hergestellter Vorsprung 21 an der Kurbelwelle 11 in den Einfluß- oder Abfühlbereich des Schalters 20 gebracht
wird. Das auf diese Weise erzeugte Ausgangssignal wird zur Rückstellung der Steuervorrichtung verwendet, v/ie anschließend
noch ausführlicher beschrieben wird.
Eine die Steigung festlegende Vorrichtung ist mit einem Schrittmotor
22 versehen, dessen Drehung über Zahnräder 23 und 22*
auf eine Gewindespindel 25 übertragen wird. Eine auf der Spindel 25 sitzende Mutter 26 ist mit einer Stange 27 und einem Abstützteil
28 für ein die Steigung festlegendes Werkzeug 29 fest
verbunden. Bei Drehung des Schrittmotors 22 wird die Gewindespindel 25 gedreht, und das die Steigung festlegende Werkzeug
29 wird entlang der Längsachse der Schraubenfeder so vorwärtsbewegt oder zurückbewegt, daß die dabei erzeugte Schraubenfeder
die erwünschte Steigung erhält.
Die Maschine zur Herstellung von Schraubenfedern ist ferner mit einem weiteren Schrittmotor 30 ausgestattet, der eine andere
Gewindespindel 31 dreht. Die Drehung der Gewindespindel 31· hat
zur Folge, daß ein Gleitstück 32, das ein Teil mit einer auf
der Gewindespindel 31 sitzenden Kutter bildet, entlang einer
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Führung 33 hin- und herbewegt wird. Der am einen Ende des Gleitstücks 32 vorgesehene Wickelstift i+ wird dadurch, in
radialer Richtung der Schraubenfeder vorwärts- oder zurückbewegt.
Ein um einen Lagerzapfen J>k schwingender Hebel 35 ist in einer
Position neben dem Gleitstück 32 vorgesehen, und eine am Gleitstück
32 angeordnete Rolle 36 übt einen Druck auf den Hebel
35 aus, so daß sich dieser um den Lagerzapfen 3*f verschwenkt.
Die Schwenkbewegung des ^ebels 35 führt wiederum zur Betätigung,
einer weiteren Rolle 37 an einem anderen Gleitstück 38, so daß
sich das letztere entlang einer weiteren Schiebeführung 39 hin- und herbewegt. Ferner wird der an der Spitze des Gleitstücks
38 vorgesehene, oben beschriebene Wickelstift 5 ebenfalls
synchron zur Hin- und Herbewegung des Wickelstiftes Zf
hin- raid herbev/egt. Die Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen
der V/ickslstifte Zf und 5 verändern den V/indungsdurchmesser
der herzustellenden Schraubenfeder.
Auf einer am Maschinenrahmen ZfO befestigten Tragplatte Zf 1
ist ein Dreh-Umsetzer oder -wandler 1+2. der fotoelektrischen
Bauart befestigt, und eine Rolle 1+1+ zum Abfühlen der Länge des
durch die Transportrollen geförderten Drahtes 1 ist an der , Welle l+J>
des Dreh-Umsetzers 1+2. befestigt. Eine Rolle 1+7 wirkt
mit der Abfühlrolle Mf zusammen und ist an einem Teil Zf6 drehbar
gelagert, das entlang einer Führung 1+5 verschiebbar ist.
Das Teil i+6 wird durch eine Feder i+8 gegen die Abfühlrolle ZfJ+
gedruckt, so daß ein geeigneter Reibungsschluß zwischen dem Drahtnaterial 1 und der Drahtlängen-Abfühlrqlle 1+1+ aufrechterhalten
wird. Die Federkraft der Feder 1+8 kann auf einen zweckmäßigen Wert einjustiert werden, und zwar mittels einer
Stellschraube Zf9, die durch eine Sperrautter 50 arretiert werden
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Wenn das Drahtmaterial 1 in die Maschine zur Herstellung von Schraubenfedern gefördert wird, wird die Drahtlängen-Abfühlrolle
l+k gedreht, und diese Drehung wird durch den Drehwandler
in elektrische Impulse umgesetzt, deren Zahl proportional dem Drehwinkel der Welle J+3 des Drehwandlers i+2 ist. Da der Drehwandler
!+Z aus einer kontaktlosen Ausführung besteht, kann die Welle 1+3 des Wandlers Zf2 durch ein äußerst geringes Drehmoment
gedreht werden.
Andererseits erfordert die Drehung der Transportrollen ein beträchtliches Drehmoment, um die Kraft au überwinden, die
durch die V/ickelstifte 1+ und 5 auf das Drahtmaterial ausgeübt
wird. Ferner müssen die Transportrollen die Kraft zur Beschleunigung des Drahtmaterials aufbringen, das eine beträchtliche
Masse hat. Infolge des vorhandenen Gegendrehmoments wird ein beträchtlicher Schlupf zwischen dem Drahtmaterial 1 und
den Draht-Transportrollen erzeugt.
Da das Gegendrehmoment an der Drahtlängen-Abfühlrolle 1+1+ bei
weitem kleiner ist als das Gegendrehmoment der oben beschriebenen Transportrollen 2, ist auch der Schlupf an der Drahtlängen-Abfühlrolle
ZfIf bei weitem geringer als derjenige an den
Draht-Transportrollen 2, und der Schlupf an der Rolle ZfZf kann
dadurch auf ein Minimum gehalten v/erden, das man die Kraft der Feder Zf8 auf einen geeigneten Wert einstellt. Mit anderen Worten,
die Zahl der von der Drahtlängen-Abfühlrolle ifif ausgehenden
Impulse ist genau proportional der Länge des Drahtes, der durch die Draht-Transportrollen 2 weitergefördert wird, und diese
Impulse werden einer Steuervorrichtung zugeführt, die die Aus-
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bildung der Schraubenfedern in der Maschine kontrolliert.
Ein weiterer, berührungslos betätigbarer Schalter 51 ist unterhalb der herzustellenden Schraubenfeder vorgesehen, und
die Position dieses Schalters 51 kann ebenfalls auf geeignete
Art und Weise eingestellt werden. Wenn die axiale Länge der Schraubenfeder 1 einen vorbestimmten Wert erreicht, erzeugt
der Schalter 51 einen Ausgangsimpuls, der zurück zur, Steuervorrichtung
geleitet wird, wie anschließend noch ausführlicher beschrieben wird.
Ein weiterer fotoelektrischer Drehwandler 52 ist direkt mit
der Abtriebswelle des Schrittmotors 22 gekuppelt. Der Drehwandler 52 fühlt die Drehrichtung und den Drehwinkel des
Schrittmotors 22 ab, und das Ausgangssignal des Wandlers 52
wird einem umsteuerbaren Zähler zugeleitet, der anschließend
in Zusammenhang mit der Steuervorrichtung beschrieben wird.
Wie deutlich in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Steuervorrichtung allgemein unterteilt in einen Block I zur Steuerung der Steigung,,
einen Block II zur Steuerung der Drahtlänge und einen Block III zur Steuerung des Windungsdurchmessers. Gemeinschaftlich betätigte
Schalter SWI, SW2 und SW3 sind in den Blöcken I und II enthalten, und gemeinschaftlich betätigte Wählschalter SWif
und SW5 sind in dem Block III vorgesehen.
Bei den in Fig. 1 gezeigten Beispielen einer Steuervorrichtung sind der Drehwandler 1\2l und der Durchmesser der Abfühlrolle
14\ so ausgeführt bzw. festgelegt·, daß der Drehwandler einen
elektrischen Impuls für jeweils 0,01 Millimeter des Drahtmaterials 1 erzeugt, das an der Abfühlrolle I^ vorbeiläuft.
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Voreingestellte Zähler la bis t+a. und 6a bis 10a sind in der
Steuervorrichtung enthalten, uad bei diesen handelt es sich
sämtlich um Zähler eines Dezimaltyps mit zwei Dezimalstellen, die das Ausgangssignal halten. Zahlenwerte, die die Form und
Abmessungen der Schraubenfeder definieren, v/erden unmittelbar in diese Zähler eingebracht. Andererseits handelt es sich
bei den voreinsteilbaren Zählern 5a, 11a und 12a um selbsttätig
rückstellbare Zähler des Dezimaltyps, und diese werden als Impulsfrequenzteiler betrieben.
Anschließend wird nun die Arbeitsweise der Maschine zur Herstellung
von Schraubenfedern in Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel beschrieben, das die in Fig. 3 gezeigte
zylindrische Schraubenfeder herstellt. Diese Schraubenfeder weist einen konstanten Windungsdurchmesser von 10 mm auf,
gemessen von Mitte zu Mitte des Drahtmaterials, eine Gesamtzahl von 10 Windungen, und eine 7/indungssteigung von 2,5 mm.
Bei dieser Schraubenfeder handelt es sich um eine am weitesten verbreitete Ausführung mit einem großen Anwendungsbereich.
Es wird nun angenommen, daß die Schalter SV/1, SW2, SV/3, SWIf
und SV/5 alle ihre Positionen A einnehmen. Da sich die Schalter SWJf und SW5 in der Position A befinden, erhält der Stromkreis
2b zum Antrieb des Schrittmotors kein Eingangssignal, und der Windungsdurchmesser der Schraubenfeder wird nicht verändert.
Die Wickelstifte if und 5 werden zu Beginn des Arbeitsganges so
eingestellt, daß ein Windungsdurchmesser von 10 mm hergestellt wird.
Die Zähler 1a, 2a, 3a, ^a und 5a werden auf folgende Werte
eingestellt: 31, Zf1 mm, 251,25mm, 3H,i6mm, 31,50mm und 63ma.
Diese voreingestellten Werte können fein einjustiert werden.
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und zwar in Verlauf einer erforderlichen Zahl von Probeläufen, so daß Schraubenfedern mit absolut genauen Abmessungen erreicht
werden können.
Wenn ein Ausgangssignal vom Schalter 20 in die Steuervorrichtung
als Rückstellsignal eingeführt wird, werden alle gespeicherten Werte in den Zählern gelöscht, und ihre Ausgänge werden 0. Das
Rückstellsignal vom Schalter 20 wird ferner allen FJipflopkreisen
FF1 bis FF7 zugeführt, und deren Ausgang Q wird in den Auszustand gebracht, während der Ausgang TJ in den Einzustand
gebracht wird. Wenn das Rückstellsignal in die Steuervorrichtung eingeführt wird, wird die Drehung der Transportrollen 2 '
ausgelöst, und das Drahtmaterial wird dadurch in die Fertigungs-" maschine hineintransportiert. Der Drehwandler beginnt mit der ^
Erzeugung von Ausgangsimpulsen, und die Zähler 1a, 2a und 3a
sählen diese Ausgangsimpulse. Dieser Schritt entspricht einem Punkt L , der in Fig. ^ angedeutet ist, und ferner einem Punkt
a in Fig. 3.
Wenn Drahtmaterial in einer Länge von 31»**1 nun der Maschine
zur Herstellung von Schraub en federn zugeführt ist und 3»1*t1
Impulse vom Wandler l\2. zurück zur Steuervorrichtung geleitet
worden sind, erzeugt der Zähler 1a einen Ausgangsimpuls, Der vordere Teil des Ausgangsimpulses aus dem Zähler 1a ist
differenziert und das derart differenzierte Signal wird durch ein OR-Element 0R1 der Eingangsklemme J des Flip-Flopkreises
FFI zugeführt. Der Q-Ausgang des Flip-Flopkreises FFT
wurde dadurch in den Ein-Zustand gebracht, und die Eingangsimpulse werden auf diese Weise durch ein AND-Element AND1 zu
Impulszählern i+a. und 5a geleitet, und die Impulszähler Zj-a und
5a beginnen die Eingangsimpulse zu zählen. Dieser Zustand
entspricht L1 in Fig. Z1. und ferner einem Punkt b in Fig. 3.
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Da der Zähler 5a auf den Wert 63 eingestellt ist, erzeugt
er einen Ausgangsimpuls für jeweils 63 Eingangsimpulse, und dieser Ausgangsimpuls wird über ein AND-Element AND3 einem
Werkzeug-Vorschubkreis CCW in einem Schrittmotor-Antriebskreis 1b zugeführt. Der Schrittmotor 22 wird dadurch, wenn man von
vorne auf die Maschine blickt, entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, und zwar um einen vorbestimmten Winkel pro Impuls,
der dem Schrittmotor zugeführt wird. Die Gewindespindel 25
wird auf diese Weise im Uhrzeigersinn gedreht. Das die Steigung festlegende Werkzeug 29 wird auf diese Weise um 0,05 mm je
Impuls vorwärtsbewegt, der dem Schrittmotor zugeführt wird.
Die oben beschriebene Vorschubstrecke des die Steigung festlegenden
Werkzeugs pro Eingangsimpuls wird bestimmt durch den Drehv/inkel pro Schritt des Schrittmotors 22, das übersetzungsverhältnis der Zahnräder 23 und 2\\ und durch die Steigung der
Gewindespindel 25. Jedesmal, wenn der Schrittmotor 22 um einen Schritt entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, erzeugt
der Drehwandler 32. vier Ausgangsimpulse, die der positiven
Anschlußklemme des umsteuerbaren Zählers RC zugeführt v/erden.
Da der Zähler l+a. auf einen Wert von 31,50 mm voreingestellt
ist, erzeugt der Zähler ifa einen Ausgangsimpuls bei jedem
Empfang von 3,150 Eingangsimpulsen. Der Ausgangsimpuls wird
differenziert und in die J-Klemmen der Flip-Flop-Kreise FF2 und FF3 eingeführt, wodurch die Q- und Q-Ausgänge dieser Flip-Flop-Kreise
in den Ein- bzw. Auszustand versetzt werden. Wenn der Q-Ausgang des Flip-Flop-Kreises FF3 den Ein-Zustand einninnt,
wird'der Ausgangsimpuls,dessen vorderer Teil differenziert
ist, über ein OR-Element 0R2 der Eingangsklemme K des Flip-Flop-Kreises
1 zugeführt. Dadurch nimmt der Q-Ausgang des Flip-Flopkreises 1 den Aus-Zustand ein, und das AHD-Elenent ANDT wird
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geschlossen, so daß die Eingangsinpulse nicht mehr in die
Zähler ^a und 5a gelangen können.
Da der Q-Ausgang und der Q-Ausgang des Flop-Flops FF2 in
den Ein- bzw. Auszustand gebracht werden, wird das AND-Element
AND3 geschlossen und AND2 geöffnet. Das Ausgangssignal des Zählers ka. wird über einen Verzögerungskreis OND und einen
weiteren Differenzierungskreis sowie zurück zum Zähler l+a.
geleitet, um denselben zurückzustellen.
Da dem Zähler 5a 3,150 Eingangsimpulse zugeführt werden, solange AND1 geöffnet ist, erzeugt der Zähler 5a 50 Ausgangsiinpulse,
was bedeutet, daß der Schrittmotor 22 um 50 Schritte gedreht wird. Die Drehung des Schrittmotors 22 hat zur Folge,
daß das die Steigung festlegende V/erkzeug 29 sich über eine Strecke von 0,05 ma x 50 vorwärts bewegt, das heißt, um 2,5 mm.
üer Drehwandler 32. erzeugt insgesamt 200 Impulse für diese
Periode und diese Impulse werden der positiven Klemme des umsteuerbaren Zählers RC zugeführt. Dieser Zustand entspricht
Lp in Fig. if und ferner dem Punkt C in Fig. 3.
Während der Zeitspanne zwischen den Punkten Lp und L-* in
Fig· 2f wird kontinuierlich Drahtmaterial zugeführt, während
das die Steigung festlegende Werkzeug 29 ortsfest gehalten wird, und zwar in einer um 2.,3 mm vorgeschobenen Position
in bezug auf die Ausgangsposition, wodurch der Teil der Schraubenfeder zwischen den Punkten c und d in Fig. 3 hergestellt wird,
und zwar bei einer konstanten Steigung von 2,5 mm.
Wenn Drahtmaterial in einer Länge von 251.25 mm der Fertigungsmaschine zugeführt worden ist, erzeugt der Zähler 2a einen
Ausgangsimpuls, der anschließend differenziert und über den Schalter SW1 und das OR-Element 0R1 der Eingangskl'emme J des
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Flip-Flops FFI zugeführt wird. Der Q-Ausgang des Flip-Flops
FFl wird dadurch in den Ein-Zustand gebracht, und das AND-Element
AND1 wird dadurch geöffnet. Die Zähler ^a und 5a
beginnen nun mit dem Zählen der Eingangsimpulse, und das
Ausgangssignal des Zählers 5a wird über das AND-Element AND2
einem Eingang CW des Schrittmotor-Antriebskreises 16 zugeführt.
Der Schrittmotor 22 wird dadurch im Uhrzeigersinn gedreht.
Das die Steigung festlegende Werkzeug 29 beginnt sich nun zurückzuziehen, und der Drehwandler 52 wird im Uhrzeigersinn
gedreht. Das Ausgangssignal des Drehwandlers 52 wird der negativen
Klemme des umsteuerbaren Zählers RC zugeführt, in dein die &Lngangsimpulse umgekehrt gezählt werden (bzw. subtrahiert
werden). Dieser Zustand entspricht dem Punkt L^ in Fig. ^
und ferner dem Punkt d in Fig. 3»
Wenn Drahtmaterial mit einer Länge von 282.75 kuu an der
Abfühlrolle Ιφ. vorbeigelaufen ist, wird der Schrittmotor
UH insgesamt 50 Schritt dem Uhrzeigersinn gedreht, wodurch
der Schrittmotor 22 in seine Ausgangslage zurückgebracht wird. Bis zu diesem Augenblick hat der Drehwandler 52 insgesamt
200 Impulse der negativen Klemme des umsteuerbaren Zählers RC zugeführt, und das Zählergebnis in dem umsteuerbaren Zähler RC
wird auf den Wert 0 zurückgebracht. Der umsteuerbare Zähler RC erzeugt dadurch einen Ausgangsimpuls, der anschließend differenziert
und über ein Oß-Slement 0R2 der Eingangsklemme K des Flip-Flops
FFl zugeführt wird. Der Q-Ausgang des Flip-Flops-FF]
wird dadurch in den Aus-Zustand gebracht, wodurch AND1 geschlossen wird und der Ausgang des Zählers 5a den Wert 0
erreicht. Der Schrittmotor-Antriebskreis Ib wird unwirksam und der Schrittmotor 22 wird dadurch angehalten. Dieser Augen-
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blick entspricht L, in Fig. if. und ferner dem Punkt e in
Fig. 3.
Wenn Drahtnaterial in einer Länge von 314-16 mm an der Abfühlrolle
ZfIf vorbeigelaufen ist, erzeugt der Zähler 3a einen
Ausgangsinpuls. Dieser Ausgangsimpuls wird dann in einem Verstärker AM1 verstärkt und zur Erregung der elektromagnetischen
Kupplung 10 und der elektromagnetischen Bremse-18 eingesetzt. Das Ausgangssignal des Zählers 3a wird ferner im
umgekehrten Sinn in 'einen v/eiteren Verstärker AM2 verstärkt und dessen Ausgang wird zur Erregung der elektromagnetischen
Kupplung 7 und der elektromagnetischen Bremse 19 eingesetzt. Die Drehung der Transportrollen 2 wird auf diese V/eise angehalten,
und die Kurbelwelle 11 beginnt sich zu drehen. Dieser
Augenblick entspricht L,- in Fig. if und dem Punkt f in Fig. 3»
Aufgrund der Drehung der Kurbelwelle 11 senkt sich das obere
Messer 16, wodurch die gerade fertiggestellte Schraubenfeder
vom übrigen Drahtnaterial abgetrennt wird.
Die Abtrennvorrichtung wird so eingestellt, daß der metallische
Vorsprung 21 an der Kurbelwelle 11 in den Einfluß- bzw. Abfühlbereich
des Schalters 20 eintritt, wenn das obere Messer 16 sich ungefähr am oberen Totpunkt der Kurbelwellenbewegung
befindet. Das Ausgangssignal des Schalters 20 wird anschließend differenziert und allen Zählern und Flip-Flops
als Rückstellsignal zugeführt. Die Steuervorrichtung wird auf diese Weise in ihren Ausgangszustand zurückgebracht.
Dieser Augenblick entspricht L7 in Fig. 4 und ist gleich LQ
in der gleichen Figur. Die Kurbelwelle 11 wird dann angehalten,
und die Transportrollen 2 werden wieder gedreht. Wenn man alle oben beschriebenen Arbeitsschritte wiederholt,
können Schraubanfedern von einer erwünschten Ausführung herge-
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stellt werden.
Die in Fig. k angedeutete Position L-, die dem Punkt b in
Fig. 3 entspricht, kann durch einen ausgewählten Wert im voreinstellbaren Zähler 1a bestimmt werden. In ähnlicher
Weise kann die Position der Punkte L, und Lc in Fig. k
durch vorausgewählte Werte in den Zählern 2a und 3a festgelegt
werden. %e Länge des zwischen den Punkten L^ und L^
transportierten Drahtmaterials wird bestimmt durch einen vorausgewählten Wert im Zähler Jj-a. Die Länge des zwischen
den Punkten L^ und L, transportierten Drahtmaterials wird
automatisch angeglichen der Länge des Drahtmaterials, das zwischen den Punkten L- und L2 transportiert wird, und zwar
mittels des Drehwandlers 52 und des umsteuerbaren Zählers RC.
Das Variationsausnaß der Steigung pro Längeneinheit des Dralitmaterials
in der Spanne zwischen L. und L^ oder zwischen.
L, und L, wird durch den voreingestellten Wert im Zähler 5a
bestimmt. Es ist somit erkennbar, daß gemäß der vorliegenden Erfindung die Dimensionen an den verschiedenen Teilen der
Schraubenfeder einfach dadurch bestimmt werden können, daß man Zahlenwerte in die entsprechenden Zähler einbringt.
Für den Fall, daß die Schalter SW1, SW2 und SW3 in die Positionen
B gebracht werden, können Schraubenfedern mit gleichförmigen
freien Längen erzeugt werden, und zwar selbst dann, wenn in den Steigungen Unregelmäßigkeiten aufgrund von Qualitätsschwankungen
des Drahtmaterials auftreten. In diesem Fall wird der Punkt L, in Fig. if nicht bestimmt durch das Ausgangssignal
des Zählers 2a, sondern durch das Ausgangssignal des berührungsfrei betätigbaren Schalters 51. Die Position des
Schalters 51 wird so festgelegt, daß er ein Ausgangssignal
erzeugt, wenn die axiale Länge der Schraubenfeder gleich ist einem vorbestimmten ".Vert. Das Aus gangs signal des Schalters z>\
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-i7. 2435A82
Y/ird anschließend differenziert und über den Schalter SWl
und das OR-Element ORI einem Eingang J des Flip-Flops FF1
zugeführt. Dadurch wird der Q-Ausgang des Flip-Flops FFI in
den Ein-Zustand gebracht und das AND-Element ANDI wird leitfähig.
Der Zähler 5a erzeugt ein Ausgangssignal und die Ausbildung
des Windungsendabschnittes der Schraubenfeder wird dadurch eingeleitet.
Wenn der Sehrittmotor 22 in umgekehrter Richtung in seine
Ausgangsposition zurück läuft, erzeugt der umsteuerbare Zähler RC ein Ausgangssignal, das anschließend differenziert
und dem Eingang J des Flip-Flops FFif zugeführt wird. Dessen
Ausgang Q wird in den Ein-Zustand gebracht, und ein AND-Element ANDif wird leitfähig. Dabei werden die Eingangsimpulse
vom Drehwandler l\Z über den Schalter SV/2, das AND-Element ANDIf
und ein OR-Element 0R3 dem Zähler 3a zugeführt. Dieser Zustand entspricht dem Punkt L. in Fig. if.
In diesem Fall ist die Länge des Drahtmaterials, das während der Spanne zwischen den Punkten L, und L,- transportiert wird,
im Zähler 3a gespeichert. Wenn der Zähler 3a ein Ausgangssignal
erzeugt, wird der Förderbetrieb der Draht-Transportrollen 2 angehalten und der AbtrennVorgang beginnt. Im einzelnen
läuft dies wie folgt ab: Wenn die Schalter SWI, SW2 und SW3 in ihre Stellungen B gebracht werden, kann die Länge der Schraubenfedern
im freien Zustand gleich bzw. konstant gehalten werden, und zwar unabhängig von geringen Unterschieden in den Längen
des Drahtmaterials, das zur Herstellung dieser Schraubenfedern benötigt wird und von geringen Unregelmäßigkeiten der Steigungen.
Als zweites Ausführungsbeispiel wird nun die Arbeitsweise der
Steuervorrichtung, insbesondere im Zusammenhang mit ihrem
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- Io -
dritten Block für den Fall beschrieben, daß ein gewundener
Gegenstand erzeugt werden soll, wie er in Fig. 5 gezeigt
ist und bei dem der Windungsdurchmesser schwankt.
Dieser Gegenstand wird als Endteil eines Rohrreinigers verwendet. Es wird angenommen, daß mit der Herstellung des
Gegenstandes vom linken Ende aus begonnen wird. In diesem
Fall arbeitet der die Steigung steuernde Block I der Steuer-
vorrichtung in ähnlicher Weise, wie dies oben beschrieben
wurde und auf eine detaillierte Beschreibung desselben wird daher verzichtet.
Die Schalter SWl, SW2 und SW3 werden in ihre Stellungen A gebracht, und die Schalter SWIf und SWf? werden in ihre Stellungen
B geschaltet. In den Zählern 3as 6a, ?a9 8as 9as 1Oa31 11a und
12a werden die Werte 1,020 mm, 560 mm,. 12OnUn11 670 mm, 850 mm,
1s03ö min, 110 sowie 20 entsprechend eingestellt. Im vorliegenden
Arbeitsgang wird das Ausgangssignal des Zählers 10a nicht benötigt, so daß der oben beschriebene, im Zähler 10a
eingestellte Wert auf einen beliebigen Wert festgelegt wirds
der größer als der eingestellte Wert im Zähler 3a ist.
Wenn das Ausgangssignal des Schalters 20 die Steuervorrichtung zurückstellt, werden die Ausgänge aller Zähler in den Aus-Zustand
gebracht, und die Q- und "§ - Ausgänge der Flip-Flops
FF1 bis FF? werden alle in den Aus-bzw. Ein-Zustand gebracht.
Nun beginnen sich die Transportrollen 2 zu drehen, und die Zähler 3a, 6a, ?ä, 8a, 9a, 10a und 12a beginnen mit der Zählung
der Eingangsimpulse. Dieser Augenblick entspricht dem Punkt L0 in Fig. 6 und ferner dem Punkt a in Fig. 5.
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Da die Q - Ausgänge der Flip-Flops FF6 und FF? sich beide/im
Ein-Zustand befinden, vrird das AND-Element AI1IDo in den leitfähigen
Zustand gebracht, und die Eingangsimpulse können in den Zähler 12a eintreten. Da im Zähler 12a ein Wert 20 gespeichert
ist, erzeugt der letztere einen Ausgangsimpuls bei der Aufnahme von jeweils 20 Eingangsimpulsen. Ferner befindet
der Q-Ausgang des Flip-Flops FF5 im Ein-Zustand und das
Ausgangssignal des Zählers 12a wird über 057, A1TD8 und SW5
der Klemme CCV/ für das Zurückziehen des Werkzeugs des Schrittmotor-Steuerkreises
2b zugeführt. Der Schrittmotor 30 dreht sich dabei mit Blick auf die Abtriebswelle entgegen dem Uhrzeigersinn,
wodurch das mit der Mutter einstückig verbundene Gleitstück 32 zurückgezogen wird. Die Wickelstifte /f und 5
werden dadurch zurückgezogen und der auf diese Weise ausgebildet 3 Windungsdurchmesser wird größer. Im vorliegenden Beispiel
wird der Wickelstift l\ um. 0,01 mm vorgeschoben oder
zurückgesogen, wenn sich der Schrittmotor 30 um einen Schritt dreht, und der Wickelstift 5 wird dabei um 1/3 des oben erwähnten
Wertes vorgeschoben oder zurückgezogen.
Während ein Drahtmaterial mit einer Länge von 120 ram an der Abfühlrolle kk vorbei läuft und vom Drehwandler 42 12,000
Impulse abgegeben werden, speist der Zähler 12a 600 Impulse in den Schrittinotor-Steuerkreis 2b ein, wodurch der Wickelstift
Zf um 6 mm zurückgezogen wird. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt
der Zähler-7a ein Ausgangssignal, das anschließend differenziert und durch ein OR-Element OR^ der Eingangsklemme T des Flip-Flops
FFo zugeleitet wird. Die Ausgänge Q. und Q des Flip-Flops
FF6 werden dadurch in den Ein- bzw. Auszustand gebracht. AND-Eleiente
ANDd und AND5 werden geschlossen bzw. geöffnet und die Eingangsimpulse werden in den Zähler 11a eingeführt. Dieser
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Zustand entspricht dem Punkt L in Fig. 6 und ferner einem
Punkt b in Fig. 5.
Jedesmal, wenn 110 Eingangsimpulse in den Zähler 11a eingeführt
sind, erzeugt der letztere einen Ausgangsimpuls, der
anschließend durch 0R7, AND8 und SW5 eine Eingangsklemme CCW
des Schrittmotor-Steuerkreises 2b zugeführt wird. Da der oben erwähnte voreingestellte Wert für den Zähler 1la größer
ist als derjenige für den Zähler 12a, ist die Veränderung des Windungsdurchmessers beim Betrieb des Zählers 11a bei weitem
kleiner als die Veränderung des Windungsdurchmessers beim Betrieb des Zählers 12ae
Während der Spanne zwischen den Punkten L- und L2» wie in
Fig. 6 angedeutet ist, wird Drahtmaterial mit einer Länge von ZfJLj-O mm an der Ab fühlrolle 44 vorbeigeführt, und der Zähler 11a
nimmt /+4,000 Eingangsimpulse auf. Dadurch gibt der Zähler 11a
ZfOO Ausgangsimpulse ab und der Wickelstift if wird um J+ nun
zurückgezogen.
Nachdem 560 mm Drahtmaterial gefördert worden sind, erzeugt
der Zähler 6a einen Ausgangsimpuls, und der Ausgangsimpuls
wird anschließend differenziert und einer Eingangsklemme J des Flip-Flops FF5 zugeleitet. Die Q- und "§-Ausgänge des
Flip-Flops werden dadurch in die Ein- bzw. Auszustände gebracht, wodurch AND8 geschlossen und AND? geöffnet werden.
Dabei wird das Ausgangssignal vom Zähler 11a über 0R6, AN7
und SWZf einer Eingangsklemme CW des Schrittmotor-Antriebskreises
2b zugeleitet. Die Wickelstifte 4 und 5 beginnen nun
ihre Vorwärtsbewegung, wodurch der Windungsdurchmesser kleiner wird. Dieser Zustand entspricht dem Punkt L? in Fig. 6 und
ferner einem Punkt c in Fig. 5.
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Während der Spanne zwischen den Punkten Lp und L^ wird weiter
Drahtmaterial mit einer Länge von 110 mm zugeführt, und da
der Zähler 11a 11000 Eingangsimpulse aufnimmt und 100 Ausgangsimpulse
abgibt, wird der Wickelstift if um einen mm vorwärts bewegt.
Wenn insgesamt 670 mm Drahtmaterial der Maschine nach Beginn des Wickelvorganges zugeführt worden sind, erzeugt 4er Zähler
8a ein Ausgangssignal, das anschließend differenziert und über ORif der Eingangsklemme T des Flip-Flops FF6 zugeleitet
wird. Dadurch werden die Q- und Q-Ausgänge des Flip-Flops
FF6 in den Aus- bzw. Einzustand gebracht und AND5 wird geschlossen
und AND6 geöffnet. Die Eingangsimpulse werden im Zähler 12a wieder gezählt, und das Verhältnis der Windungsdurchmesser-Veränderung
gegenüber der zugeführten Länge an Drahtmaterial wird wieder vergrößert, dieser Zustand entspricht
Lx in Fig. 6 und ferner einem Punkt d in Fig. 3·
Während der Spanne zwischen L, und L, werden weitere 180 mm
Drahtmaterial zugeführt und der Zähler 12a erhält 18000 Eingangsimpulse. Der Zähler 12a erzeugt dadurch 900 Ausgangsimpulse
und der Wickelstift if wird weiter um 9 aa vorwärts bewegt.
Wenn insgesamt 850 mm Drahtmaterial der Fertigungsmaschine für
Schraubenfedern zugeführt worden sind, erzeugt der Zähler 9a ein Ausgangssignal, das anschließend differenziert und über
0I?5 einer Eingangsklemme T des Flip-Flops FF7 zugeführt wird.
Dadurch wird der "^-Ausgang des Flip-Flops FF7 in den Auszustand
gebracht und AND^? und AND6 werden beide geschlossen. Da der
Schrittmotor-Antriebskreis 2b keine Eingangsimpulse erhält, wird der Windungsdurchmesser nicht verändert. Dieser Zustand
entspricht L, in Fig. 6 und ferner einem Punkt e in Fig. 5.
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Während der Spanne zwischen den Punkten L, und Lj- v/ird Drahcmaterial
der Maschine zugeführt, während die Positionen der Wickelstifte k- und 5 konstant gehalten werden, was bedeutet,'
daß der Windungsdurchmesser des gewundenen Gegenstandes unverändert bleibt.
Wenn insgesamt 1020 mm Drahtinaterial der Maschine zugeführt
worden ist, erzeugt der Zähler 3a ein Ausgangssignal und die
elektromagnetische Kupplung 7 wird ausgeschaltet, während die elektromagnetische Kupplung 10 eingeschaltet wird«, Dadurch viir
der Transport des Drahtmaterials angehalten und ein Abtrennvorgang eingeleitet. Dieser Zustand entspricht dem Punkt Lc in
Fig. 6 und ferner f in Fig« 5«, Nach dem Abtrennvorgang hält
man einen Gegenstand 9 der als Endteil eines Rohrreinigers verwendet
werden kann.
Y/eim der Abtrennvorgang beendet ist und der Schalter 20 ein
Ausgangssignal erzeugt,, wird dieses anschließend differenziert
und zur Rückstellung aller Zähler und Flip-Flops ausgesandt« Jie Transportrollen beginnen sich nun zu drehen, ^ieser Augenblick
entspricht L^der wiederum gleich Lq in Fig, 6 ist.
Während des oben beschriebenen Vorgangs wird der Zähler TOa zurückgestellt, bevor die voreingestellte Zahl von Eingangsinpulsen
im Zähler 10a gezählt wird, so daß dieser kein Ausgangssignal abgibt.
In Fig. 7 sind durch Umrisse verschiedene Arten gewundener Gegenstände angedeutet, die nach der vorliegenden Erfindung
hergestellt· werden können. Wenn man- annimmt, daß der Wickelvorgang
eines jeden gewundenen Körpers von dessem linken Ende aus begonnen wird, v/erden die gewundenen Körper A9 B und F in
Fig. 7 dadurch erzeugt, daß die Schalter SWZf und SW5 in ihre
Positionen C gebracht werden» Die gewundenen Körper C, D und E
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Yferden dadurch erzeugt, daß die Schalter in ihre Positionen
B gebracht werden.
Bei all den oben beschriebenen Vorgängen wird der Zeitpunkt, zu dein die Drehrichtung des Schrittmotors 30 umgekehrt wird,
durch den voreingestellten Wert des Zählers 6a bestimmt. . Ferner wird der Zeitpunkt der Veränderung der Geschwindigkeit
der Windungsdurchmesserschwankung relativ zur Förderlänge des Drahtmaterials durch die voreingestellten Werte in den Zählern ;
7a und 8a festgelegt, und die Geschwindigkeit ihrerseits wird ;
bestimmt durch die voreingestellten V/erte in den Zählern 11a
und 12a. ~^±e Start- und Endpositionen eines Abschnitts, in dem
der Windungsdurchmesser nicht verändert wird, werden bestimmt durch die voreingestellten V/erte in den Zählern 9a und 10a.
Es ist somit erkennbar, daß gemäß der vorliegenden Erfindung alle Abmessungen und Formen von Schraubenfedern mit sich
verändernden V/indungsdurchmessern numerisch festgelegt werden können.
Für den Fall, daß zahlreiche Gegenstände mit den gleichen Abmessungen nacheinander gefertigt werden, müssen das die
Steigung festlegende Werkzeug und die Wickelstifte exakt in ihre Ausgangspositionen zurückgeführt werden, wenn jeweils
ein Gegenstand fertiggestellt worden ist. Zu diesem Zweck nüssen die Schrittmotoren 22 und 30 genau in ihre Ausgangsstellungen
zurückgebracht werden, wenn jeweils ein Gegenstand hergestellt worden ist. Wenn die Rückführung der Schrittmotoren
in ihre Ausgangspositionen ungenau bzw. fehlerhaft ist, weisen sämtliche nachfolgenden Gegenstände Abmessungen auf, die von
den erforderlichen Werten abweichen, so daß diese Gegenstände Ausschuß darstellen. Da der Schrittmotor für das die Steigung'
festlegende V/erkzeug mit einer beträchtlich hohen Impulsfrequenz angetrieben warden muß, besteht die Möglichkeit eines
Inpulsausfalls bei der hohen Impulsfrequenz.
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Als erste Gegenmaßnahme zur Verhinderung eines Impulsausfalls
ist eine Positions-Abfühlvorrichtung an der Abtriebswelle des Schrittmotors vorgesehen, ferner an einem Endabschnitt
der Gewindespindel, oder an dem linear beweglichen Teil, das durch die Gewindespindel angetrieben wird, wodurch
seine tatsächliche Bewegung festgestellt wird. Das Ausgangssignal von der Positions-Abfühlvorrichtung wird zur Steuervorrichtung
zurückgeleitet bzw. rückgekoppelt, und der Unterschied zwischen einem eingestellten Zahlenwert und des Positions-Abfühlsignals
wird dazu benutzt, den Fehler des Schrittmotors zu kompensieren.
Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, daß jedes mal, wenn ein Gegenstand hergestellt wird, das Werkzeug stets in eine
vorbestimmte Position verstellt und anschließend in die Ausgangsposition zurückgezogen wird. Jegliche Möglichkeit des
Auftretens von Ausschußgegenständen wird dadurch eliminiert. Für die oben beschriebene Position-Abfühlvorrichtung kann
eine induktive Bauart, eine magnetische Bauart, eine kapazitive Bauart oder eine fotoelektrische Bauart einer Positions-Abfühlvorrichtung
verwendet werden, z.B. ein Synchro-Auflöser,
ein Induktionsmesser, Magnetoskop, Kapazitätsmesser, optisch kodierte Platte oder ein Diffraktions-Meßgerät.
Als zweite Gegenmaßnahme zur Verhinderung von Impulsausfällen wird eine Vorkehrung in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
der Schraubenfeder-Fertigungsmaschine getroffen. Gemäß dieser Vorkehrung wird ein Signal, das die Rückführung des
Schrittmotors in seine Ausgangsposition anzeigt, von einer oben beschriebenen Positions-Abfühlvorrichtung abgegeben, und
die Drehung des Schrittmotors wird beim Empfang des oben erwähnten Signals angehalten. Wenn in einem solchen Fall der
Schrittmotor einem Impulsausfall untervrorfen ist, kann der
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Inpulsausfall während des Arbeitszyklus nicht korrigiert
werden, indem der Impulsausfall aufgetreten ist. Das während dieses Zyklusses hergestellte Produkt ist demzufolge ein
Ausschußprodukt. Da jedoch der Schrittmotor zwangsläufig in seine Ausgangsposition zurückgebracht wird, und zwar
unter dem Einfluß des Positions-Anzeigesignals, sind die
anschließend erzeugten Gegenstände einwandfrei. In dem oben beschriebenen Beispiel kann die Schaltung so zusammengesetzt
bzw. aufgebaut sein, daß das Signal, das die Rückführung des Schrittmotors 22 in die Ausgangsposition anzeigt, von dem
umsteuerbaren Zähler RC abgegeben wird, der die Ausgangsimpulse
vom Drehwandler 52 zu dem bereits gezählten Wert hinzuaddiert
oder von diesem abzieht.
Als dritte Gegenmaßnahme zur Verhinderung eines Impulsausfalls kann eine Vorkehrung zur Variierung der Drehzahl der Transportrollen
2 empfohlen werden. Wie aus Fig. k hervor geht, wird der eine Schrittmotor 22, der leicht vielen Impulsen
unterworfen sein kann, während kurzer Perioden von L^ bis L^
und von L, bis L, betrieben.
Wenn aus diesem Grund der Mechanismus so konstruiert wird, daß das Drahtmaterial mit einer niedrigeren Geschwindigkeit
während dieser Zeitspannen transportiert wird, während der Schrittmotor 22 mit einer geringeren Impulsfrequenz angetrieben
wird, kann die Möglichkeit des Auftretens von Impulsau.sfällen im wesentlichen vermieden werden. In einem praktischen
Beispiel hat man die Transportrollen in den Spannen von L, bis Lp und von L-* und L, mit einer geringeren Drehzahl und in der
Spanne von Lp bis L, mit einer höheren Drehzahl angetrieben.
Man kann dies z.B. dadurch verwirklichen, daß man die Welle
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in Fig. 1 mit einer weiteren elektromagnetischen Kupplung
für den Betrieb mit niedriger Drehzahl versieht, und diese Kupplung sowie die vorhandene Kupplung 7 können abwechselnd
z.B. an den Punkten L-, und L-, betätigt werden.
Andererseits kann man dieses Ziel auch durch Verwendung eines Motors 6 von einer Bauart erreichen, die eine Veränderung
der Motordrehzahl an den Punkten Lp und "L-, ermöglicht. Bei
der Fertigung von Schraubenfedern mit einer größeren Zahl von Windungen kann die Produktionsleistung dadurch erhöht werden,
daß man die Transportrollen während der Spanne von 1*2 bis L^
mit einer höheren Drehzahl als oben beschrieben laufen läßt.
In Fig. 8 ist ein Beispiel einer Schaltung gezeigt, die eine
manuelle Betätigung des Schrittmotors ermöglicht und die Positionierung des die Steigung festlegenden Werkzeugs oder
des Wickelst!ftes erleichtert. Wenn ein Schalter SV/1 a in
der Schaltung auf den Kontakt CWa geschaltet ist, fließt ein elektrischer Strom von der Klemme +V über einen Widerstand
Rl und den Schalter SW1a zur Klemme OV, wodurch die Spannung
am Punkt u auf einen geringen Wert gebracht wird, der anschließend in einem Umformer ia auf einen höheren Wert umgesetzt
wird.
Wenn ein Schalter.SW3a geschlossen wird, wird das Ausgangssignal
eines Oszillators über den Schalter SW3a, einem OR-Element OR und einem AND-Element ANDIa einer Eingangsklemme
CTo eines Schrittmotor-Antriebskreises3b zugeführt, und
der Schrittmotor wird solange im Uhrzeigersinn angetrieben, wie der Schalter SW3a geschlossen ist. Wenn anstelle des
Schalters SW3a ein Schalter SW2a betätigt wird, wird der Strom von der Klenme +V über einen Widerstand P.3 unterbrochen,
und die Spannung am Punkt W wird hoch. Die hohe Spannung
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am Punkt V/ wird über das OR-Slement und AlTDIa der Eingangsklemme CWb des Schrittmotor-Antriebskreises 3t>
zugeleitet, wodurch der Schrittmotor um einen Schritt im Uhrzeigersinn
gedreht wird.
Wenn der Schalter SW2a mehrere Male gedruckt wird, wird der
Schrittmotor im Uhrzeigersinn um eine entsprechende Anzahl von Schritten gedreht. In diesem Fall arbeitet der Schalter SW2a
als Schrittschalter, und der Schalter SV/3a als Steuerschalter zur Steuerung des Schrittmotors.
Für den Fall, daß der Schalter SWIa auf den Kontakt CCWa umgelegt
wird, wird das AND-Element AND2b geöffnet und der Schrittmotor
dreht sich entgegen dem Uhrzeigersinn. Wenn andererseits der Schalter SWIa in die Aus-Stellung gebracht wird, sind
beide AND-Elemente ANDIa und AND2a geschlossen und der Schrittmotor kann nicht manuell bewegt werden. Es sei bemerkt, daß
wenn das Werkzeug über Bine lange Strecke zu bewegen ist, der Steuerschalter SV»3a betätigt wird, und wenn die Position
des Werkzeuges genau einzustellen ist, der Schrittschalter SW2a betätigt wird. Durch die Schaffung der Schaltung, die die
manuelle Steuerung des Schrittmotors, wie oben beschrieben, ermöglicht, wird die Einstellung des Werkzeuges wesentlich
erleichtert.
Für den Fall, daß ferner eine Schraubenzugfeder mit dicht aneinander liegenden Windungen herzustellen ist, kann vorteilhaft
die manuelle Steuerungsvorrichtung für den Schrittmotor zur genauen Einstellung der anfänglichen Spannung der Feder
verwendet werden.
Wenngleich ferner in der oben beschriebenen Steuervorrichtung
ein Block I zur Steuerung der Steigung, ein Block II zur
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Steuerung der Drahtlänge und ein Block III zur Steuerung des Windungsdurchmessers vorgesehen sind, kann man einen oder
zwei dieser Blöcke weglassen, wenn dies erwünscht ist. Wenn der Steuerungsblock III für den Windungsdurchmesser weggelassen
wird, erhält man eine Maschine, die speziell zur Herstellung einer zylindrischen.Schraubenfeder geeignet ist, wie
sie in Fig. 3 gezeigt ist. Wenn der Steuerungsblock I für die Steigung weggelassen wird, erzielt man eine Maschine, die
speziell für die Herstellung einer Schraubenfeder mit konstanter Steigung dient. Wenn ferner der Steuerungsblock I
für die Steigung und der Steuerungsblock IH für den Windungsdurchmesser weggelassen werden, erreicht man eine Maschine,
die speziell für die Herstellung einer Schraubenfeder geeignet ist, bei der sowohl die Steigung, als auch der Windungsdurchmesser
konstant gehalten werden» Die Maschine des zuletzt genannten
Typs ist äußerst vorteilhaft für die Herstellung einer Zugfeder mit eng aneinander liegenden Windungen.
Wenngleich im oben beschriebenen Beispiel elektrische Schrittmotoren
zum Antrieb des die Steigung festlegenden Werkzeugs und der Wickelstifte vorgesehen sind, können für den Antrieb
dieser Werkzeuge auch elektrohydraulische Schrittmotoren oder
eine Kombination aus einem Gleichstrommotor und einer Positions-Abfüllvorrichtung
verwendet werden.
Anstelle der oben beschriebenen fotoelektrischen Drehwandler können auch Drehwandler einer induktiven Bauart, einer magnetischen
Bauart oder einer kapazititven Bauart eingesetzt werden, um im wesentlichen die gleichen Effekte zu erzielen.
Außerdem können anstelle der oben beschriebenen berührungslos arbeitenden Schalter durch Berührung betätigbare Schalter verwendet
werden und anstelle des oben beschriebenen Werkzeugs zur Festlegung der Steigung in der Form eines Drückwerkzeugs
kann auch ein keilartiges,die Steigung ausbildendes Werkzeug
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eingesetzt werden.
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Claims (1)
- PatentansprücheVerfahren zur Herstellung von Schraubenfedern, gekennzeichnet durch Erzeugen eines elektrischen Impulses, jedesmal dann, wenn eine vorbestiinmte Länge eines Drahtmaterials durch eine Draht-Transportvorrichtung gefördert wird, zu einem vorbestimmten Zeitpunkt Zuführen einer Anzahl der Impulse zu einer Steuervorrichtung, die wenigstens eine Schaltung zur Steuerung der Steigung, eine Schaltung zur Steuerung der Drahtlänge und eine Schaltung zur Steuerung des Windungsdurchaessers aufweist, wobei die Zahl der Impulse und die Zeit so ausgewählt werden., daß dadurch die erwünschte Form und Abmessungen der Schraubenfedern erreicht werden und durch Verwertung des Ausgangssignals der Steuervorrichtung zur Betätigung wenigstens einer Vorrichtung zur Festlegung der Steigung, einer Vorrichtung zum Transport des Drahtes und einer Vorrichtung zur Festlegung des Windungsdurchmessers sowie einer Abtrennvorrichtung, wodurch Schraubenfedern hergestellt werden, deren Form und Abmessungen numerisch gesteuert werden.2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß in den Steuerschaltungen vorgesehene voreinstellbare Zähler verwendet werden, um die Zahl von Impulsen den Steuerschaltungen zu dem vorbestimmten Zeitpunkt zuzuführen.4098 8 6/05093. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestiinmte axiale Länge der Schraubenfeder durch einen Positions fühler abgefühlt wird und die Zurückziehung des die Steigung festlegenden Werkzeugs zum Zeitpunkt dieser Abfühlung eingeleitet wird, wodurch mit der Ausbildung von Schraubenfeder-Endabschnitten mit einer Anzahl eng benachbarter Windungen begonnen wird und eine exakte freie Länge der Schraubenfeder erreicht wird.if. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des die Steigung festlegenden Werkzeugs durch eine Positions-Abfühlvorrichtung abgofühlt wird, die an der Abtriebswelle oder dergleichen eines Motors vorgesehen ist, der die Vorrichtung zur Festlegung der Steigung antreibt und daß das Ausgangssignal der Positions-Abfühlvorrichtung in die Steuerschaltung für die Steigung zurückgeführt und in dieser mit einem numerischen Signal verglichen wird, das von der Steuerungsschaltung für die Steigung erhalten wird, wobei die Drehung des Antriebsnotors durch den Unterschied zwischen den zwei Signalen berichtigt werden kann, so daß eine genaue Hin- und Herbewegung des Werkzeugs zur Festlegung der Steigung zwischen zwei vorbestimmten Positionen gewährleistet wird.5. Verfahren nach Anspruch 1,'dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellungen des die Steigung festlegenden V/erkzeu^s und des Stiftes zur Fastlesung des Windungsdurchnessers durch PoGitions-Abfühlvorrichtungen fühlt '.veraen, die an Abtriobo'.vellon der Motoren zumkü9886/0509Antreiben dieser Vorrichtungen oder an einem von einem Ende eines Teils vorgesehen sind, das durch eine Transportspindel einer jeden dieser Vorrichtungen angetrieben wird, und daß die Ausgangssignale dieser Positions-Abfühlvorrichtungen zu den Steigungs- und Windungsdurchmesser-Steuerschaltungen zurückgeführt werden und in diesen mit numerischen Signalen verglichen werden, die von den Steuerschaltungen erhalten werden, wobei die Drehungen der Antriebsmotoren durch die entsprechenden Unterschiede berichtigt werden, die durch diesen Vergleich erhalten werden, so daß genaue Hin- und Herbewegungen des Werkzeugs zur Festlegung der Steigung und des Stiftes zur Festlegung des Windungsdurchmessers zwischen entsprechend vorbestimmten Positionen gewährleistet werden.6. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellungen des die Steigung festlegenden Werkzeugs und des Stiftes zur Festlegung des Windungsdurchmessers durch Positions-Abfühlvorrichtungen abgefühlt werden, die an einem Teil einer Transportspindel einer jeden dieser Vorrichtungen vorgesehen sind und daß die Ausgangssignale der Positions-Abfühlvorrichtungen zurück zu den Steigungs- und Windungsdurchmesser-Steuerschaltungen geleitet und in diesen mit numerischen Signalen verglichen werden, die von den Steuerschaltungen erhalten werden, wobei die Drehungen der Antriebsmotoren durch Unterschiede aufgrund des Vergleiches berichtigt werden, so daß genaue Hin- und Herbewegungen des Werkzeugs zur Festlegung der Steigung und des Stiftes zur Festlegung des Windungsdurchmessers zwischen entsprechend vorbestimmten Positionen gewährleistet werden.409886/05097. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Positions-Abfühlvorrichtungen an den Abtriebsv/ellen der Motoren vorgesehen sind, die das die Steigung festlegende Werkzeug und das den Windungsdurchmesser festlegende Werkzeug antreiben, das ein Ausgangssignal von jeder dieser Positions-Abfühlvorrichtungen erzeugt wird, wenn der entsprechende Antriebsmotor in umgekehrter Sichtung in seine Ausgangsposition zurückläuft, und daß ein logisches Torglied in der Motor-Steuerungsschaltung der Steuervorrichtung durch das Ausgangssignal von der Positions-Abfühlvorrichtung geschlossen wird, Y/odurch die Drehung des Motors angehalten wird, so daß die Rückführung des die Steigung festlegenden Werkzeugs und des Stiftes zur Festlegung des Windungsdurchmessers in die vorbestimmten Positionen jedesmal dann gewährleistet wird, wenn eine Schraubenfeder fertiggestellt ist.8. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Positions-Abfühlvorrichtungen an einem Teil einer Transportspindel eines jeden Werkzeugs zur Festlegung der Steigung und zur Festlegung des Windungsdurchmessers vorgesehen sind, daß ein Ausgangssignal von jeder der Positions-Abfühlvorrichtungen erzeugt wird, wenn der entsprechende Antriebsmotor in umgekehrter Richtung in seine Ausgangsposition zurück läuft, und daß ein logisches Torglied in der Motor-Steuerungsschaltung der Steuervorrichtung durch das Ausgangssignal von der Positions-Abfühlvorrichtung geschlossen wird, wodurch die Drehung des Motors angehalten wird und die Rückführung des die409886/0509Steigung festlegenden Y/erkzeugs und des den V/indungsdurchmesser festlegenden Stiftes in die vorbestimmten Positionen.jedesmal dann gewährleistet wird, wenn eine Schraubenfeder fertiggestellt ist.9. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet«, daß durch die abwechselnde Erregung einer von zwei elektromagnetischen Kupplungen, die in der Draht-Transportvorrichtung vorgesehen sind, oder durch die Veränderung der Drehzahl eines Motors«, der die Draht-Fördervorrichtung antreibt« das Draltmaterial während der Ausbildung der Schraubenfeder-Endabschnitte mit einer geringen Geschwindigkeit gefördert wird und wenn der Mittelabschnitt der Schraubenfeder ausgebildet wirdj an dem die Steigung auf einem konstanten Wert gehalten wirds das Drahtmaterial mit einer hohen Geschwindigkeit gefördert wird.10. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerschalter und ein Schrittschalter in jeder Steuerschaltung für die Steigung und den Windungsdurchmesser vorgesehen sind, die beide in der Steuervorrichtung zur Betätigung der Motoren enthalten sind, und zwar derart, daß, wenn der Steuerschalter betätigt wird, der Motor kontinuierlich vor- oder zurück läuft, wodurch das die Steigung festlegende Werkzeug oder der den Windungsdurchmesser festlegende Stift in dieser Zeitspanne vor- oder zurückbewegt werden und daß jedesmal dann, wenn der Schrittschalter betätigt wird, der Motor über einen vorbestimmten Drehwinkel vorwärts oder rückwärts gedreht409886/0509wird, wodurch das die Steigung festlegende Werkzeug oder der den Windungsdurchmesser festlegende Stift über eine vorbestimmte Strecke vorwärts oder rückwärts bewegt v/erden, wodurch die Positionierung des die Steigung festlegenden Werkzeugs und des den Windungsdurchmesser festlegenden Stiftes erleichtert wird.ReFu/Pi.09886/0509
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JP8362273A JPS5339014B2 (de) | 1973-07-26 | 1973-07-26 |
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DE2435482A1 true DE2435482A1 (de) | 1975-02-06 |
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DE2435482A Expired DE2435482C2 (de) | 1973-07-26 | 1974-07-24 | Maschine zum Herstellen von Schraubenfedern aus kontinuierlichem Drahtmaterial durch Winden |
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FR (1) | FR2238546B1 (de) |
GB (1) | GB1463595A (de) |
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