DE2515446C3

DE2515446C3 - Winding mandrel for winding double conical springs or the like

Info

Publication number: DE2515446C3
Application number: DE19752515446
Authority: DE
Inventors: Alfons 5650 Solingen Goeke
Original assignee: Th Kieserhng & Albrecht, 5650 Solingen
Filing date: 1975-04-09
Publication date: 1977-08-25

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 de» 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 so 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 Stützteller sind jedoch z. B. beim Einsatz in Kraftfahr zeugen baulich zu aufwendig.From US-PS 26 92 620 a device for winding double conical springs is known, which each have their smallest winding diameter on the longitudinal center of the spring. There the beginning of the spring wire is clamped at one end of the dome, and the double-conical winding mandrel is set in a helical movement after the clamping process. The winding mandrel is moved past a guide nozzle for the wire to be wound. The winding mandrel is divided along its longitudinal center, the two halves can be moved axially with respect to one another. After the winding process has been completed, the two halves of the winding mandrel are pulled apart and the finished spring can be transported away. The spring produced in this way 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 large support plates are, however, for. B. when used in motor vehicle testify structurally too expensive.

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 WiIckeldorn eine etwa zylindrische Form. Der glühende Federdraht wird in Arbeitsstellung des gespreizten Doms 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 Wickeldorns ist kleiner als der kleinste lichte Durohmesser der doppelt-konischen Feder. Von dem in der Ruhestellung befindlichen Dorn wird die soeben gewickelte Feder abgeworfen. The wik celt springs on the winding mandrel according to the invention only need small support plates, as they are justifiable in vehicles. In the working position, the winding mandrel has a round shape, the diameter of which becomes smaller on both sides of its longitudinal center. In the relaxed position, the mandrel according to the invention has an approximately cylindrical shape. The glowing spring wire is wound up in the working position of the expanded dome and is thus given the desired shape. The mandrel then assumes its relaxed position, that is to say its cylindrical shape, in the fully wound, bulged sheath of the spring. 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. The spring that has just been wound is thrown off the mandrel , which is in the rest position.

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 Kegeistümpfen 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 Kniehehel zusammen und gleichzeitig in Arbeitsstellung bzw. in ihre entspannte Stellung 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 rech¹, gering zu halten. Die Gelenkpunkte der Kniehebel sind so angeordnet, daß auch in der entspannten Stellung des Wickeldornes 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 preferred form, however, the winding mandrel has a double-conical shape, which consists of two identical conical stumps with their larger base area placed one against the other. This is achieved in an embodiment of the invention by the feature described in claim 2. The toggle levers arranged in a star shape are assigned an actuating member on one side, with which the toggle levers can be brought into working position or into their relaxed position together and at the same time. The actuating member is axially displaceable on the longitudinal axis of the winding mandrel according to the invention. By using a number of toggle levers arranged in a star shape, it is possible, without any cones protruding into the mandrel, to spread the winding mandrel by actuation from the outside. Since there is no need for an actuating element inside the dome, it is possible to keep ^{the smallest diameter of the double-conical winding mandrel right 1 small.} The articulation points of the toggle levers are arranged in such a way that the actuating element exerts a spreading moment on the toggle levers even in the relaxed position of the winding mandrel. For this reason, the two outer hinge points of each toggle lever arrangement are drawn slightly inward in the radial direction.

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 Betätigungsorgan 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 tin schädliche Beeinflussung der zum Wickeldorn gehörigen Zugfeder ausbleibt. Sof a variety of punctiform contact surfaces. Since the winding of a spring only takes about 2 seconds, the heat transfer is so low that there is no harmful 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 explained below with reference to the drawing. It shows

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

Fig.2 einen Kniehebel aus dem Gerüst des Wickeldorns nach F i g. 1,2 shows a toggle lever from the framework of the Winding mandrel according to FIG. 1,

Fig.3 drei-gl'edrige Streben eines spreizbaren Wickeldorns mit ihrem Betätigungsorgan.Fig.3 three-gl'edrige struts of an expandable Winding mandrel with its actuator.

Wie F i g. 1 zeigt, ist eine Andrückrolle 16 achsparallel 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, die sternförmig zueinander angeordnu 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_M 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 F i g. 2 gezeigt ist, an ihren äußeren Enden in offenen Gelenken 4,24 gelagert. Die Gelenke 4,5 und 24 haben /ur 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 Betätigungsorgan 14 gegenüber der in der Zeichnung wiedergtgebenen 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 arranged axially parallel to the winding mandrel 15 and rotates with the winding mandrel in the opposite direction of rotation. The winding mandrel 15 is held on one side by a stationary, rotatable shaft 17 and is supported on the opposite side by an actuating member 14. The actuating member 14 has a conical section 18 which engages in a corresponding centering 19 of a bearing plate 20 of the winding mandrel 15. The actuating member 14 is movable in the machine housing (not shown) in the direction of the arrow 21 coaxially to the winding mandrel 15. The pressure roller 16 is arranged non-rotatably on a shaft 22. The winding mandrel 15 itself consists of a plurality of toggle levers 8 ... 12 which are arranged in a star shape relative to one another. The totality of the toggle levers forms a frame around which a tension spring 13 is wound. The ends of the tension spring 13 are attached to their own last winding around the winding mandrel. It has no form-fitting attachment to the scaffolding. It is simply peeled off when it is worn out. The tension spring 13 is wound in a rectangular manner, i. h _M it is made by winding on a rectangular mandrel. As a result of the rectangular winding of the tension spring itself, when the frame is wrapped with the tension spring, a straight surface line 23 of the double-conical winding mandrel 15 is created. 2 is shown, mounted at their outer ends in open joints 4, 24. The joints 4, 5 and 24 have / ur longitudinal axis 25 of the winding mandrel a smaller distance than the joints 2, 3, 6 and 7 Drawing reproduced position was moved to the right, by applying an axial force through the actuating mandrel 14 on the bearing plate 20, a spreading of the winding mandrel 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 Form. Damit der größere Abstand der Gelenke 2, 3, 6, 7 zur LängsmiUe 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.In the relaxed position, the levers of each toggle lever arrangement are in the extended position, i. h., the Articulation point 2 has moved towards longitudinal axis 25 according to arrow 28 and has bearing plate 20 moves to the right according to arrow 29. The lever 12 opposite the lever does not hit with his The projection shown against the projection 26 of the lever 12. The winding mandrel 15 has in this relaxed Position a cylindrical shape. So that the greater distance between the joints 2, 3, 6, 7 to the longitudinal joint 25 of the The winding mandrel is retained, the projection 26 is formed on the lever 12, which prevents the Toggle arrangements under the contracting action of the spring 13 with their central joints Approach the longitudinal axis 25 of the winding mandrel beyond the permissible dimension.

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 punkiförmiger 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. Wickeldorn zum Wickeln von Doppeikegelfedern od. dgl. aus warmem Draht, der aus mindestens zwei den Doppelkegel bestimmenden Teilen besteht, die an Wellen befestigt sind» von denen mindestens eine axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickeldorn (15) von einem Gerüst aus mehreren, über Gelenke (2 bis 7, 24) verbundenen Teilen gebildet ist, das durch Aufspreizen in Querrichtung aus einer zylindrischen Ausgangsform in die Arbeitsform bringbar ist und das in der gespreizten Stellung seinen größten Querdurchmesser in der Mitte hat.1. Winding mandrel for winding double cone springs or the like. Made of warm wire made of at least consists of two parts which determine the double cone and which are attached to shafts, of which at least one is axially displaceable, characterized in that the winding mandrel (15) of one Scaffold is formed from several parts connected by joints (2 to 7, 24), which can be brought into the working shape by spreading in the transverse direction from a cylindrical initial shape and which in the spread position has its largest transverse diameter in the middle.

2. Wickeldorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerüst aus einer Mehrzahl in der entspannten Stellung des Wickeldorns (15) parallel zur Längsrichtung des Wickeldorns angeordneter und in Arbeitsstellung des Wickeldorns sternförmig angeordneter Kniehebel (8 bis 12) besteht. *°2. winding mandrel according to claim 1, characterized in that the frame consists of a plurality in the relaxed position of the winding mandrel (15) arranged parallel to the longitudinal direction of the winding mandrel and toggle levers (8 to 12) arranged in a star shape in the working position of the winding mandrel. * °

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

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