DE2515446B2

DE2515446B2 - WINDING mandrel for winding double cone springs or similar.

Info

Publication number: DE2515446B2
Application number: DE19752515446
Authority: DE
Inventors: Alfons 5650 Solingen Goeke
Original assignee: Th. Kieserling & Albrecht, 5650 Solingen
Priority date: 1975-04-09
Filing date: 1975-04-09
Publication date: 1976-12-09
Also published as: DE2515446A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wickeldorn gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a winding mandrel according to the preamble of claim 1.

Ein besonderes Problem besteht beim Wickeln von doppelt-konischen Federn mit progressiver Kennlinie stets darin, daß die Federn nicht über einen herkömmlichen Dorn gewickelt werden konnten, da ein solcher Dorn anschließend nicht mehr entfernt werden konnte.A particular problem arises when winding double-conical springs with a progressive characteristic always in the fact that the springs could not be wound over a conventional mandrel, there one The mandrel could not be removed afterwards.

Aus der US-PS 26 92 620 ist eine Vorrichtung zum Wickeln von Doppelkegelfedern bekannt, die ihren kleinsten Wickeldurchmesser jeweils auf der Längsmitte der Feder haben. Dort wird der Anfang des Federdrahtes an einem Ende des Domes eingeklemmt, und der doppeltkegelige Wickeldorn wird nach dem Einklemmvorgang in eine schraubenlinienförmige Bewegung versetzt. Dabei wird der Wickeldorn an einer Führungsdüse für den aufzuwickelnden Draht vorbeibewegt. Der Wickeldorn ist auf seiner Längsmitte geteilt, die beiden Hälften sind axial zueinander beweglich. Nach Abschluß des Wickelvorganges werden die beiden Wickeldornhälften auseinander gezogen, und die fertige Feder kann wegtransportiert werden. Die so hergestellte Feder hat den Nachteil, daß sie den größten Wickeldurchmesser an den beiden Enden aufweist. Entsprechend groß und kräftig dimensioniert müssen die Stützteller für die Federn sein. Derartig große Stütztteller sind jedoch z. B. beim Einsatz in Kraftfahrzeugen baulich zu aufwendig.From US-PS 26 92 620 a device for winding double conical springs is known that their have the smallest winding diameter on the longitudinal center of the spring. There is the beginning of the Spring wire clamped at one end of the dome, and the double-conical winding mandrel is after Trapping process set in a helical movement. The winding mandrel is on one Guide nozzle for the wire to be wound is moved past. The winding mandrel is divided on its longitudinal center, the two halves can move axially with respect to one another. After completion of the winding process, the two The mandrel halves are pulled apart and the finished spring can be transported away. The one made in this way Spring has the disadvantage that it has the largest winding diameter at the two ends. The support plates for the springs must be correspondingly large and powerful. Such a big one However, support plates are z. B. structurally too expensive when used in motor vehicles.

Daraus ergibt sich als Aufgabe für die Erfindung, einen Wickeldorn zu schaffen, der es erlaubt, auch solche Doppelkegelfedern zu wickeln, die ihren größten Wickeldurchmesser auf ihrer Längsmitte haben, und der eine hohe Wickelgeschwindigkeit für den warm zuwickelnden Draht zuläßt.This results in the object of the invention to create a winding mandrel that also allows to wind such double cone springs, which have their largest winding diameter on their longitudinal center, and the allows a high winding speed for the warm wire to be wound.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 wiedergegeben. The solution to this problem according to the invention is reproduced in the characterizing part of claim 1.

Die auf dem erfindungsgemäßen Wickeldorn gewikkelten Federn benötigen nur kleine Stützteller, wie sie in Fahrzeugen vertretbar sind. Der Wickeldorn weist in Arbeitsstellung eine runde Form auf. deren Durchmesser beidseits ihrer Längsmittel kleiner wird. In der entspannten Stellung hat der erfindungsgemäße Wikkeldorn eine etwa zylindrische Form. Der glühende Federdraht wird in Arbeitsstellung des gespreizten Dorns aufgewickelt und erhält so die gewünschte Form. Der Dorn nimmt anschließend in der fertig gewickelten, ausgebauchten Hülle der Feder seine entspannte Stellung, d.h., seine zylindrische Form ein. Der Durchmesser des Zylinders in der entspannten Stellung des Wiceldorns ist kleiner als der kleinste lichte Durchmesser der doppelt-konischen Feder. Von dem in der Ruhestellung befindlichen Dorn wird die soeben gewickelte Feder abgeworfen.The springs wound on the winding mandrel according to the invention only require small support plates, as shown in FIG Vehicles are reasonable. The winding mandrel has a round shape in the working position. their diameter becomes smaller on both sides of its longitudinal center. In the relaxed position, the winding mandrel according to the invention has an approximately cylindrical shape. The glowing spring wire is spread in the working position of the The mandrel is wound up and is given the desired shape. The mandrel then takes in the finished wound, The bulging shell of the spring enters its relaxed position, i.e. its cylindrical shape. Of the The diameter of the cylinder in the relaxed position of the winding mandrel is smaller than the smallest clear Diameter of the double-conical spring. From the mandrel in the rest position, the is just now coiled spring thrown off.

Die Mantellinie des spreizbaren Wickeldorns kann dem jeweiligen Bedarfsfall angepaßt werden. In seiner bevorzugten Form hat der Wickeldorn jedoch eine doppelt-konische Gestalt, die aus zwei gleichen, mit ihrer größeren Grundfläche aneinander gesetzten Kegelstümpfen besteht. Diese wird in Ausgestaltung der Erfindung durch das im Anspruch 2 beschriebene Merkmal erzielt. Den sternförmig angeordneten Kniehebeln ist auf einer Seite ein Betätigungsorgan zugeordnet, mit dem die Kniehebel zusammen und gleichzeitig in Arbeitsstellung bzw. in ihre entspannte Stfcilung, gebracht werden können. Das Betätigungsorgan ist auf der Längsachse des erfindungsgemäßen Wickeldorns axial verschiebbar. Durch die Verwendung einer Anzahl von sternförmig angeordneten Kniehebeln ist es möglich, ohne irgendwelche in den Dorn hineinragende Konusse eine Spreizung des Wickeldorns durch eine Betätigung von außen her zu erreichen. Dadurch, daß auf ein Betätigungselement innerhalb des Domes verzichtet werden kann, ist es möglich, den kleinsten Durchmesser des doppelt-konischen Wickeldornes recht gering zu halten. Die Gelenkpunkte der Kniehebel sind so angeordnet, daß auch in der entspannten Stellung des Wickeldomes durch das Betätigungsorgan ein Spreizmoment auf die Kniehebel ausgeübt wird. Aus diesem Grunde sind die beiden äußeren Gelenkpunkte jeder Kniehebelanordnung in radialer Richtung geringfügig nach innen gezogen.The surface line of the expandable mandrel can be adapted to the respective requirement. In its However, the preferred shape of the winding mandrel has a double-conical shape consisting of two identical ones their larger base consists of juxtaposed truncated cones. This is implemented in the Invention achieved by the feature described in claim 2. The toggle levers arranged in a star shape an actuator is assigned on one side with which the toggle levers together and at the same time can be brought into working position or into their relaxed stfcilung. The actuator is axially displaceable on the longitudinal axis of the winding mandrel according to the invention. By using It is possible to use a number of toggle levers arranged in a star shape without inserting any into the mandrel projecting cones to spread the winding mandrel by actuation from the outside. The fact that an actuating element within the dome can be dispensed with makes it possible to use the to keep the smallest diameter of the double-conical winding mandrel quite small. The hinge points of the Toggle levers are arranged so that even in the relaxed position of the winding mandrel through the Actuator a spreading torque is exerted on the toggle lever. Because of this, the two are outer hinge points of each toggle lever arrangement in the radial direction pulled slightly inward.

Der Gegenstand der Erfindung wird durch das Merkmal des Anspruchs 3 weitergebildet. Die Zugfeder wird zusätzlich um das Gerüst gewickelt. Dadurch werden die Kanten des durch das Gerüst gebildeten Polygonzuges soweit abgerundet, daß die zu wickelnde Feder ausreichend rund wird. Die über das Gerüst gewickelte, zum Dorn gehörige Zugfeder hat zudem die Funktion, den Wickeldorn beim Zurückweichen des Betätigungsorgans in seine entspannte Stellung, d. h. in seine zylindrische Form zurückzubewegen.The subject matter of the invention is further developed by the feature of claim 3. The mainspring is also wrapped around the framework. This will reduce the edges of the structure formed by the scaffolding The polygon is rounded to the extent that the spring to be wound is sufficiently round. The one over the scaffolding Coiled tension spring belonging to the mandrel also has the function of supporting the winding mandrel when the Actuator in its relaxed position, d. H. to move back into its cylindrical shape.

Das Merkmal des Anspruchs 4 dient der Erzielung einer in etwa glatten Oberfläche des Wickeldorns. Üblicherweise werden Zugfedern über einen zylindrischen Wickeldorn gewickelt, während die hier angesprochene Zugfeder, die um das erfindungsgemäße Wickeldorngerüst gelegt wird, bei ihrer Herstellung um einen rechteckigen Wickeldorn gewickelt ist. So wird verhindert, daß sich die zu wickelnden Federstäbe in Profilrillen zwischen den aufgewickelten Strängen der zum Wickeldorn gehörigen Zugfeder legen. Auf diese Weise wird erreicht, daß das herzustellende Werkstück auch in dieser Hinsicht eine runde Form verliehen bekommt. Die herzustellende Feder hat mit der wendeiförmigen, auf das Gerüst aufgewickelten Zugfe-The feature of claim 4 is used to achieve an approximately smooth surface of the winding mandrel. Usually, tension springs are wound over a cylindrical winding mandrel, while the one discussed here Tension spring, which is placed around the mandrel frame according to the invention, in their manufacture a rectangular mandrel is wound. This prevents the spring bars to be wound in Place profile grooves between the wound strands of the tension spring belonging to the winding mandrel. To this This way it is achieved that the workpiece to be produced is also given a round shape in this respect receives. The spring to be produced has with the helical tension spring wound on the frame

der eine Vielzahl von punktförmigen Anlageflächen. Da das Wickeln einer Feder nur etwa 2 Sekunden dauert, ist der Wärmeübergang so gering, daß ein schädliche Beeinflussung der zum Wickeldorn gehörigen Zugfeder ausbleibt. Sof a variety of punctiform contact surfaces. There the winding of a spring only takes about 2 seconds, the heat transfer is so low that a damaging There is no influence on the tension spring belonging to the winding mandrel. S.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigtEmbodiments of the invention are described below explained with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 den Wickeldorn nach der Erfindung mit Andrückrolle, teilweise im Schnitt,F i g. 1 the winding mandrel according to the invention with pressure roller, partly in section,

Fig.2 einen Kniehebel aus dem Gerüst des Wicke'-dorns nach F i g. 1,2 shows a toggle lever from the framework of the Wicke'-thorns according to FIG. 1,

F i g. 3 drei-gliedrige Streben eines spreizbaren Wickeldorns mit ihrem Betätigungsorgan.F i g. 3 three-part struts of an expandable Winding mandrel with its actuator.

Wie F i g. 1 zeigt, ist eine Andrückrolle 16 achsparaliel zum Wickeldorn 15 angeordnet und läuft im entgegengesetzten Drehsinn mit dem Wickeldorn um. Der Wickeldorn 15 ist auf seiner einen Seite durch eine ortsfeste, drehbare Welle 17 gehalten und wird auf der gegenüberliegenden Seite von einem Betätigungsorgan 14 abgestützt. Das Betätigungsorgan 14 hat einen konischen Abschnitt 18, der in eine entsprechende Zentrierung 19 einer Lagerplatte 20 des Wickeldorns 15 eingreift. Das Betätigungsorgan 14 ist im nicht dargestellten Maschinengehäuse in Richtung des Pfeiles 21 koaxial zum Wickeldorn 15 beweglich. Die Andrückrolle 16 ist auf einer Welle 22 drehfest angeordnet. Der Wickeldorn 15 selbst besteht aus einer Mehrzahl von Kniehebeln 8... 12, zueinander angeordnet sind. Die Gesamtheit der Kniehebel bildet ein Gerüst, um das eine Zugfeder 13 gewickelt wird. Die Zugfeder 13 ist mit ihren Enden an ihrer eigenen letzten Wicklung um den Wickeldorn befestigt. Sie hat keine formschlüssige Befestigung am Gerüst. Sie wird nach Abnutzung einfach abgezogen. Die Zugfeder 13 ist in sich rechteckig gewickelt, d. h., sie ist durch Wickeln auf einem rechteckigen Dorn hergestellt worden. Durch die rechteckige Wicklung der Zugfeder in sich entsteht bei Umwicklung des Gerüstes mit der Zugfeder eine gerade Mantellinie 23 des doppelt konischen Wickeldornes 15. Jede Kniehebelanordnung 8, 12 ist, wie besonders in Fig.2 gezeigt ist, an ihren äußeren Enden in offenen Gelenken 4,24 gelagert. Die Gelenke 4,5 und 24 haben zur Längsachse 25 des Wickeldorns einen geringeren Abstand als die Gelenke 2, 3, 6 und 7. Dadurch wird erreicht, daß in der nicht gezeigten entspannten Stellung des Wickeldorns, wozu das Betätigungsrogan 14 gegenüber der in der Zeichnung wiedergegebenen Stellung nach rechts bewegt wurde, durch Aufbringen einer axialen Kraft durch den Betätigungsdorn 14 auf die Lagerplatte 20 eine Spreizung des Wickeldorns erzielt wird.Like F i g. 1 shows, a pressure roller 16 is axially parallel arranged to the winding mandrel 15 and rotates in the opposite direction with the winding mandrel. Of the Winding mandrel 15 is held on one side by a fixed, rotatable shaft 17 and is on the opposite side supported by an actuator 14. The actuator 14 has a conical section 18, which is in a corresponding centering 19 of a bearing plate 20 of the winding mandrel 15 intervenes. The actuator 14 is in the machine housing, not shown, in the direction of the arrow 21 movable coaxially with the winding mandrel 15. The pressure roller 16 is rotationally fixed on a shaft 22 arranged. The winding mandrel 15 itself consists of a plurality of toggle levers 8 ... 12, arranged to one another are. The totality of the toggle levers forms a frame around which a tension spring 13 is wound. the Tension spring 13 is attached with its ends to its own last winding around the winding mandrel. she has no form-fitting attachment to the scaffolding. It is simply peeled off when it is worn out. The tension spring 13 is in wrapped in a rectangular shape, d. that is, it is made by winding on a rectangular mandrel. Through the rectangular winding of the tension spring in itself results in a straight winding when the frame is wrapped with the tension spring Surface line 23 of the double-conical winding mandrel 15. Each toggle lever arrangement 8, 12 is, as particularly in FIG Fig.2 is shown at their outer ends in open Joints 4,24 supported. The joints 4, 5 and 24 have to the longitudinal axis 25 of the winding mandrel a smaller distance than the joints 2, 3, 6 and 7. This is achieved that in the relaxed position of the winding mandrel, not shown, for which purpose the actuating member 14 was moved to the right in relation to the position shown in the drawing, by applying an axial force exerted by the actuating mandrel 14 on the bearing plate 20 causes the winding mandrel to expand is achieved.

In entspannter Stellung stehen die Hebel jeder Kniehebelanordnung in gestreckter Lage, d. h., der Gelenkpunkt 2 hat sich gemäß Pfeil 28 auf die Längsachse 25 zu bewegt und die Lagerplatte 20 hat sich gemäß Pfeil 29 nach rechts bewegt. Der dem Hebel 12 gegenüberliegende Hebel stößt mit seinem nicht dargestellten Vorsprung gegen den Vorsprung 26 des Hebels 12. Der Wickeldorn 15 hat in dieser entspannten Stellung eine zylindrische Fonn. Damit der größere Abstand der Gelenke 2, 3, 6, 7 zur Längsmitte 25 des Wickeldorns erhalten bleibt, ist am Hebel 12 der Vorsprung 26 angeformt, der verhindert, daß sich die Kniehebelanordnungen unter der zusammenziehenden Wirkung der Feder 13 mit ihren mittleren Gelenken über das zulässige Maß hinaus der Längsachse 25 des Wickeldorns nähern.The levers are each in a relaxed position Toggle lever arrangement in the extended position, d. that is, the hinge point 2 has moved to the arrow 28 Moved to longitudinal axis 25 and the bearing plate 20 has moved according to arrow 29 to the right. The one with the lever 12 opposite lever abuts with its projection, not shown, against the projection 26 of the Lever 12. The winding mandrel 15 has a cylindrical shape in this relaxed position. So that the bigger one Distance of the joints 2, 3, 6, 7 to the longitudinal center 25 of the winding mandrel is maintained, is on the lever 12 of Molded projection 26, which prevents the toggle lever assemblies under the contracting Effect of the spring 13 with its central joints beyond the permissible extent of the longitudinal axis 25 of the Approach winding mandrel.

Der auf den Wickeldorn 15 aufgewickelte Federdraht 27 für das herzustellende Werkstück weist vorzugsweise eine doppelt-konische Form auf, mit der erreicht wird, daß die herzustellende Feder eine besonders progressiv verlaufende Kennlinie erhält. Der auf den Wickeldorn doppelt-konisch aufgewickelte Federdraht liegt auf einzelnen Windungen der um das Gerüst 8... 12 gewickelten Zugfeder 13 auf. Der Federdraht 27 und die Zugfeder 13 haben eine Vielzahl punktförmiger Anlageflächen. Diese Anlageflächen sind über die Länge des zu wickelnden Werkstück-Federdrahtes 27 gleichmäßig verteilt.The spring wire 27 wound onto the winding mandrel 15 for the workpiece to be produced preferably has a double-conical shape with which it is achieved that the spring to be produced is particularly progressive running characteristic. The spring wire, which is wound in a double-conical shape on the winding mandrel, rests on it individual turns of the tension spring 13 wound around the frame 8 ... 12. The spring wire 27 and the Tension springs 13 have a large number of point-shaped contact surfaces. These contact surfaces are along the length of the workpiece spring wire 27 to be wound evenly distributed.

Das in F i g. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt Gerüststreben 30 eines spreizbaren Wickeldorns 31. Die Gerüststreben sind dreigliedrig. Jeder Abschnitt einer Strebe weist eine leicht gebogene Form auf. So ergibt sich, wie in der oberen Hälfte der F i g. 3 dargestellt, ein tonnenförmiger Wickeldorn für eine Tonnenfeder. Die Gelenke der Glieder einer Strebe weisen Anschläge 32 ... 35 einzelnen Glieder der Streben stärker gegeneinander geschwenkt werden, als dies in den zwei dargestellten Stellungen einer Strebe gezeigt ist. Die beiden äußeren Glieder einer Strebe weisen Ansätze 36 auf. Die Ansätze 36 ragen nach außen über die Stützplatte 39 hinaus. Den Ansätzen 36 ist ein Betätigungsorgan 38 zugeordnet, das eine sich zu den Streben 30 hin öffnende axiale Bohrung aufweist Durch Verschieben des Betätigungsorgans 38 in Richtung des Pfeiles 37 übt dieses mit seiner sich ausweitenden Bohrung sowohl eine axiale als auch eine radiale Kraft auf die Ansätze 36 aus. Durch das so entstehende Biegemoment wird der Wickeldorn 31 gespreizt. Um die Gesamtheit der Streben 30 ist die Zugfeder 13 gewickelt (nicht dargestellt).The in Fig. The embodiment shown in FIG. 3 shows scaffolding struts 30 of an expandable winding mandrel 31 Scaffolding struts are tripartite. Each section of a strut has a slightly curved shape. So results as in the upper half of FIG. 3 shows a barrel-shaped winding mandrel for a barrel spring. the Joints of the members of a strut have stops 32 ... 35 individual members of the struts stronger against each other be pivoted than is shown in the two positions shown of a strut. the both outer links of a strut have lugs 36. The approaches 36 protrude outward over the Support plate 39 addition. An actuator 38 is assigned to the approaches 36, the one to the Has struts 30 opening towards the axial bore by moving the actuator 38 in the direction of the Arrow 37, this exerts both an axial and a radial force with its expanding bore on the approaches 36. The winding mandrel 31 is spread apart by the bending moment that occurs in this way. To the As a whole of the struts 30, the tension spring 13 is wound (not shown).

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Winding mandrel for winding double conical springs or dgL from warm wire, which is made of at least two parts defining the double cone, which are attached to shafts, of which at least one is axially displaceable, characterized in that the winding mandrel (15) of one Scaffolding is formed from several parts connected by joints (2 to 7, 24), which is opened up by being opened zen can be brought into the working shape in the transverse direction from a cylindrical starting shape and that in the spread position has its largest transverse diameter in the middle

2. Winding mandrel according to claim I, characterized in that that in the relaxed position of the winding mandrel (15) the frame is made up of a plurality of parallel arranged to the longitudinal direction of the winding mandrel and star-shaped in the working position of the winding mandrel arranged toggle lever (8 to 12) consists.

3. winding mandrel according to claims 1 and 2, characterized in that around the expandable Frame a tension spring (13) forming the winding mandrel surface is wound.

4. winding mandrel according to claim 3, characterized in that the tension spring (13) in cross section is wrapped rectangular.