DE2733630C2 - Vorrichtung zum Biegen von gestreckten zylindrischen Schraubenfedern in Ringform - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In Brennkraftmaschinen werden vielfach ölabstreif-Kolbenringe eingebaut, die aus einem äußeren ölabstreifring mit einem an dessen Innenumfang in einer Nut angeordneten Schraubenfederring bestehen. Die getrennt hergestellten ölabstreifringe und Schraubenfederringe werden vom Kolbenring-Hersteller als Einbaueinheit zusammengefügt, um später auf den Kolben aufgezogen werden zu können. Dazu muß der ölabstreifring zusammen mit der Feder auf den Außendurchmesser des Kolbens geweitet werden. Zur Arretierung der Federenden sowohl während der Ringmontage als auch im späteren Betriebszustand

6«) werden aus Draht hergestellte Verbindungsstifte verwendet, die, entsprechend der Ringform der Schraubenfeder vorgebogen, sich in beide Enden des Federstoßes erstrecken.

Durch die US-PS 26 10 078 ist bereits eine Vorrichtung zum Vorbiegen eines Drahtes, Ablängen einzelner Verbindungsstifte und teilweisen Einführen der Stiftsegmente in ein Ende der Schraubenfeder bekannt Dazu wird das eine Federende in einer Federhalterung mit

einem Durchgangsloch zum Einschieben des Verbindungsstiftes in das Federende aufgenommen. Die Schraubenfeder befindet sich dabei in einem mehr oder weniger gestreckten Zustand. Nach dem teilweisen Einfügen des Verbindungsstiftes in das Federende muß die Schraubenfeder manuell in Ryigform gebogen werden, um das andere Ende des Verbindungsstiftes in das zweite Federende von Hand einführen zu können.

Aus der der DE-AS 24 29 390 ist darüber hinaus der Gedanke des Festklemmens des Verbindungsstiftes in einem Federende zu entnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die selbsttätig die erforderlichen Arbeitsvorgänge durchführen kann, die also mit anderen Worten maschinell das Biegen der mit einem Verbindungsstift in einem Ende versehenen, gestreckten Schraubenfeder in Ringform und das Verschließen der Schraubenfeder mittels des im Endzustand in beide Federenden sich erstreckenden Verbindungsstiftes ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 enthaltenen Merkmale gelöst

Eine derart konzipierte Vorrichtung gestattet eine durch Festklemmen gesicherte Aufnahme einer gestreckten, zylindrischen Schraubenfeder, in deren eines Ende ein ringförmig vorgebogener Verbindungsstift mittels einer Stiftzuführung teilweise eingeführt ist. Wesentlich ist, daß die Schraubenfeder dann mit dem an einem Ende aus der Federhalterung herausragenden, gekrümmten Verbindungsstift lageorientiert iiner Federschließstation durch Schwenken der Federhalterung zugeführt werden kann. Durch den hervorstehenden, ringförmig vorgebogenen Verbindungsstift ist es dann möglich, durch Schieben der Schraubenfeder in Längsrichtung diese in tangentialer Richtung in eine ringförmige Führungsbahn der Federschließstation einzuführen, so daß die Schraubenfeder zu einem Federring gebogen wird, wobei das freie Stiftende in das zweite Federende einführbar ist und somit die Schraubenfeder derart verschließbar ist, daß sie nach dem Herausnehmen aus der Federschließstation ihre Ringform beibehält.

Durch die im Rahmen der Ausgestaltung der Erfindung im Patentanspruch 2 vorgeschlagene Ausbildung der Stiftzuführung besteht die Möglichkeit, ohne eine Vorfertigung einzelner Verbindungsstifte aus Draht und deren schwierige Handhabung den Draht direkt von der Rolle durch eine Drahtführung zu schieben, wobei der aus der Drahtführung hervortretende Draht mittels einer Biegerolle in die gewünschte Ringform gebracht und mittels der Stiftzuführung in das Federende eingeführt werden kann. Erst danach erfolgt das Abtrennen des Verbindungsstiftes durch das Trennmesser.

Zur verbesserten Verankerung des Verbindungsstiftes in dem Federende ist es von Vorteil, wenn zumindest der in das Federende einzuschiebende Teil des Verbindungsstiftes mittels eines Prägewerkzeuges aufgerauht wird. Insbesondere lassen sich damit Querrillen in die Stiftoberfläche einprägen, so daß sich nach dem Festklemmen des Verbindungsstiftes eine mehr formschlüssige Verbindung zwischen dem Stift und den Windungen der Schraubenfeder ergibt Das Prägewerkzeug ist gemäß Patentanspruch 3 vorzugsweise zwischen der Drahtführung und dem Trennmesser angeordnet

Um ein sicheres Einführen des vorgebogenen

Verbindungsstiftes in aas Federende zu ermöglichen, sollte die Stiflführung nach Patentanspruch 4 eine Bohrung mit einem Axialanschlag für das Federende und auf der dem Federende abgewandten Seite eine etwa konische Ausnehmung aufweisen. Außerdem empfiehlt es sich, die Stiftführung nach Patentanspruch 5 teilbar auszubilden, um sie nach dem Einführen des Verbindungsstiftes auseinanderfahren zu können. Das kraftschlüssige Verbinden des in das Federende

ίο eingeführten Teils des Verbindungsstiftes erfolgt mittels einer Klemmvorrichtung, die vorzugsweise nach Patentanspruch 6 auf das der Stiftführung zugewandte Ende der Schraubenfeder wirksam ist und nach Patentanspruch 7 aus zwei über ein Kniehebelsystem

is miteinander verbundenen Klemmbacken besteht

Gemäß der Ausgestaltung nach Patentanspruch 8 ist die Federhalterung um eine parallel zur Federachse verlaufende Achse schwenkbar, um die Schraubenfeder unmittelbar nach dem Einführen des Verbindungsstiftes der Federschließstation lageorientiert zuführen zu können, ohne daß die Schraubenfeder neu orientiert werden muß. Vorzugsweise weist die Federhalterung nach Patentanspruch 9 mindestens zwei diametral liegende Federaufnahmen auf und besteht, nach Patentanspruch 10 aus zwei mit axialem Abstand angeordneten Armpaaren. Dadurch können gleichzeitig jeweils eine Schraubenfeder zum Einführen des Verbindungsstiftes und zum ringförmigen Biegen bereitgehalten werden. Zwischen den Federaufnahmen ist nach Patentanspruch 12 je eine Magnetleiste mit einer Längsrille stationär vorgesehen, in welcher die Schraubenfeder sicher geführt und gehalten werden kann. Eine nach Patentanspruch 11 vorzugsweise zentral betätigbare Federklemmeinrichtung wirkt gleichzeitig auf beide Armpaare der Federhalterung und verhindert ein Verschieben der Schraubenfeder in Längsrichtung beim Einführen des Verbindungsstiftes sowie ein Verdrehen der Schraubenfeder beim Schwenken der Federhalterung zur Federschließstation.

Die Federschließstation weist nach Patentanspruch 13 eine ringförmige, mit einem tangentialen Einlaß versehene Federführung auf, deren Umfangslänge veränderbar ist. Dadurch besteht die Möglichkeit die zylindrische Schraubenfeder aus der Federhalterung in die Federführung tangential einzuschieben, wobei die Schraubenfeder dann, der Krümmung der Federführung folgend, zu einem Ring mit zunächst größerem Durchmesser biegbar ist. Erst wenn beide Federenden innerhalb der ringförmigen Federführung positioniert

so sind, lassen sich durch Verringerung der Umfangslänge der Federführung die Federenden zusammenbringen, indem der gekrümmte Verbindungsstift des einen Federendes in das andere Federende eingeführt wird und die Schraubenfeder dabei ihren Solldurchmesser annimmt Um die Umfangslänge der Federführung verändern zu können, wird in Patentanspruch 14 vorgeschlagen, daß diese zumindest teilweise aus einem Spannband besteht, welches nach Patentanspruch 16 vorzugsweise zwischen den P'anflächen zweier Schei ben angeordnet ist Zwecks Vermeidung einer reiben den Relativbewegung zwischen Spannband und Schraubenfeder beim Verkürzen des mit der Schraubenfeder in Berührung stehenden Spannbandumfanges kann nach Patentanspruch 15 das in Einschubrichtung der Feder erste Spannbandende fest angeordnet und das andere Spannbandende etwa tangential verschiebbar sein.

Um beim Schließen des Federringes ein sicheres Einführen des Verbindungsstiftes in das zweite Federen-

de zu gewährleisten, ist nach Patentanspruch 17 im Bereich des tangentialen Federeinlasses in der Federschließstation je eine radial gegen den Druck einer Feder zustellbare Stiftleiteinrichtung vorgesehen, die gemäß Patentanspruch 18 Führungsrillen aufweist. Die Stiftleiteinrichtungen sind vorzugsweise federnd gelagert, um den Durchmesserunterschied zwischen Verbindungsstift und Schraubenfeder ausgleichen zu können. Die Anordnung eines weiteren, radial ebenfalls zustellbaren Federhalters nach Patentanspruch 19 ist zum Lagesichern des Federendes gegenüber einem feststehenden und als Federführung ausgebildeten Gegenhalter zweckdienlich. Die Andrückfläche des weiteren Federhalters besteht gemäß Patentanspruch 20 aus Gummi, um eine optimale Anpassung und Anlage an die Federwindungen sicherzustellen.

Schließlich wird in Patentanspruch 21 vorgeschlagen, die die Federschließvorrichtung vorzugsweise auf einem verschiebbaren Schlitten anzuordnen, um nach dem Einschieben der Schraubenfeder aus der Federhalterurig in die Federschließstation letztere aus dem Funktionsbereich der Federhalterung herausfahren zu können, so daß insbesondere das Spannen des Spannbandes erleichtert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der gesamten Vorrichtung,

Fig.2 eine vergrößerte Schnittdarstellung der Stiftführung,

F i g. 3 eine Seitenansicht des Klemmbacken-Mechanismus,

F i g. 4 und 5 die Federschließstation mit verschiedenen Positionen des Biege- und Schließvorganges der Schraubenfeder.

Die Zuführung der zylindrisch gewickelten Schraubenfedern 1 erfolgt bei der Vorrichtung nach F i g. 1 von links gemäß Pfeil 2 aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter. Durch ein Führungsstück läßt sich die Schraubenfeder in die aus zwei diametral angeordneten Doppelarmen 4,5 bestehende Federhalterung einführen und mittels einer zentral zur Schwenkachse 6 in die Federhalterung eingebauten Federklemmeinrichtung arretieren. Letztere besteht aus einem hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Zylinder 7, der gegen den Druck einer Rückstellfeder 8 eine Schubstange 9 mit Schrägflächen 10 betätigt und mittels Stößel 11,12 die Schraubenfeder 1 klemmte. Darüber hinaus ist zwischen den Armen 4,5 beziehungsweise 4', 5' der schwenkbaren Federhalterung je eine Magnetleiste 13, 14 mit je einer Längsrille 15,16 zur Aufnahme und Ausrichtung beziehungsweise Führung der Schraubenfeder stationär vorgesehen.

Zum Einführen des aus einem Draht bestehenden Verbindungsstiftes 17 in das Federende 18 wird von einer nicht dargestellten Vorratsrolle der Draht 19 durch eine Drahtführung 20, durch ein Prägewerkzeug 21, vorbei an einem Triennmesser 22 einer aas Rolle 23 und Gegenhalter 24 bestehenden Biegeeinrichtung zugeführt Das mit Hilfe des Prägewerkzeuges 21 mit Querrillen in der Oberfläche versehene Ende 25 des ringförmig gebogenen Verbindungsstiftes 17 läßt sich durch eine Stiftführung 26, 27 in das Federende 18 einschieben and mittels der Klemmbacken 28,29 einer Klemmvorrichtung festklemmen.

F i g. 2 zeigt vergrößert einen Querschnitt durch die Stiftführung, die aus zwei auseinanderfahrbaren Hälften 26 und 27 besteht. Die Stiftführung umschließt das Federende 18 mittels der Bohrung 30, an welche sich ein Axialanschlag 31 anschließt, gegen welchen die Schraubenfeder 1 beim Einschieben in die Federhalterung stößt. Die dem Verbindungsstift 17 zugewandte Seite der Stiftführung weist eine etwa konische Ausnehmung 32 auf, die das Einführen des Verbindungsstiftes 17 in das Federende 18 erleichtert Aus Fig.3 ist die Klemmvorrichtung ersichtlich.

Diese besteht aus den beiden Klemmbacken 28, 29,

welche über Hebelarme 33,34 um die Drehpunkte 35,36 schwenkbar und mittels einer Kurbelschwinge 37 über ein Kniehebelsystem 38,39 betätigbar sind.

Nach dem Einführen und Festklemmen des Verbin-

dungsstiftes 17 im Federende 18 läßt sich die Federhalterung um ihre Achse 6 um 180° schwenken, wobei die Schraubenfeder 1 durch die Federklemmeinrichtung in ihrer Position gehalten und lageorientiert mit dem ringförmig gebogenen Verbindungsstift in die Federschließstation 40 eingelegt wird. Letztere weist eine ringförmige Federführung auf, die zur Hälfte aus einem Spannband 41 und aus fest mit einer Basisscheibe 42 verbundenen Führungsteilen 43 und 44 besteht Die Federführung ist derart angeordnet daß die Schrauben feder 1 tangential in diese einführbar und entsprechend dem Verlauf der Federführung ringförmig biegbar ist Zum Einführen der Schraubenfeder dient eine Schubstange 45. Nach dem Einführen der Schraubenfeder 1 läßt sich die auf einem Schlitten 57 montierte Federschließstation aus dem Bereich der Federhalterung herausführen, um entsprechende Bewegungsfreiheit für die nachfolgenden Arbeitsschritte sicherzustellen. Die Funktion der Federschließstation ist anhand der

F i g. 4 und 5 zu erkennen.

Das zwischen den Planflächen einer unteren Scheibe 42 und einer oberen, im Bereich des Spannbandes 41 die Federführung abdeckenden Scheibenhälfte 45 in seiner wirksamen Umfangslänge veränderbare Spannband 41

♦o biegt beim Einschieben der Schraubenfeder 1 diese zunächst mit einem derart größeren Durchmesser vor, daß der Verbindungsstift 17 vor dem freien Federende 46 zu liegen kommt (vgL Fig.A). Danach fahren die äußeren und die inneren Stiftleiteinrichtungen 47 und 48 radial gegen den Verbindungsstift 17, um diesen genau vor dem Federende 46 zu positionieren. Letzteres wird mittels des ebenfalls radial verstellbaren Federhalters 49 über eine Gummiauflage 50 gegen den als Führungsteil ausgebildeten Gegenhalter 44 gedrückt Durch die

Führungsrillen 51,52 in den Stiftleiteinrichtungen 47,48 ist das Ende des Verbindungsstiftes 17 genau ausgerichtet so daß durch Verkürzen der an der Schraubenfeder 1 anliegenden Spannbandlänge die Feder geschlossen und dabei der Verbindungsstift 17 in das Federende 46 eingeführt werden kann.

Zum Verkürzen des Spannbandes 41 wird der mit dem Spannbandende 55 gekoppelte Befestigungsbolzen 53 tangential verschoben, während der mit dem anderen Spannbandende 56 gekoppelte Befestigungsbolzen 54

fest mit der unteren Scheibe 42 verbanden ist (vgL Fig.5). Beim Einschieben des Verbindungsstiftes 17 in das Federende 46 lassen sich die Stiftleiteinrichtungen 47, 48 federnd am das Differenzmaß zwischen Drahtdurchmesser and äußerem WickeldOrchmesser zurückdrücken. Die so geschlossene Feder kann schließlich mittels eines nicht dargestellten Auswerfers ans der FederschEeßstation ausgestoßen werden.

Hieizu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (21)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Biegen von gestreckten, zylindrischen Schraubenfedern, insbesondere Schraubendruckfedern für Kolbenringe, in Ringform und zum Verschließen der Schraubenfedern mittels eines sich in beide Federenden erstreckenden. Verbindungsstiftes, die eine Stiftzuführung, mittels welcher der segmentförmig vorgebogene Verbindungsstift teilweise in ein Federende einschiebbar ist, und eine Federhalterung zur Aufnahme der Schraubenfeder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federhalterung mit einer Klemmvorrichtung (28, 29) versehen und zur lageorientierten Weitergabe der Schraubenfeder (1) mit an einem Ende herausragendem Verbindungsstift (17) von der Stiftzuführung (20, 22,23, 26, 27) weg in eine Federschließstation (40) schwenkbar gelagert ist, in die die Schraubenfeder (1) tangential einschiebbar und in der die Schraubenfeder (1) ringförmig biegbar ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stiftzuführung aus einer Drahtführung (20), einem Trennmesser (22), einer Biegerolle (23) und einer Stiftführung (26,27) besteht

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Drahtführung (20) und dem Trennmesser (22) ein Prägewerkzeug (21) vorgesehen ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stiftführung (26, 27) eine Bohrung (30) mit einem Axialanschlag (31) für das Schraubenfederende (18) und auf der der Drahtführung (20) zugewandten Seite eine etwa konische Ausnehmung (32) aufweist

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Stiftführung aus zwei auseinanderfahrbaren Teilen (26,27) besteht

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Klemmvorrichtung (28,29) auf das der Stiftführung (26,27) zugewandte Ende (18) der Schraubenfeder (1) wirksam ist

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß die Klemmvorrichtung aus zwei über ein Kniehebelsystem (37, 38, 39) miteinander verbundenen Klemmbacken (28, 29) besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federhalterung um eine parallel zur Federachse verlaufende Achse (6) schwenkbar ist

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federhalterung mindestens zwei diametral liegende Feideraufnahmen aufweist

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Federhalterung aus zwei mit axialem Abstand angeordneten Armpaaren (4,4'; 5,5') besteht

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 8 bis

10, dadurch gekennzeichnet daß eine zentral betätigbare, auf beide Armpaare (4, 4'; 5, 5') der Federhalterung wirksame Federklemm einrichtung (7 bis 12) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 8 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß axial zwischen den Armpaaren (4, 4'; 5, 5') der Federhalterung je eine mit einer Längsrille (15; 16) versehene Magnetleiste (13; 14) stationär vorgesehen ist

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Federschließstation (49) eine ringförmige, mit einem tangentialen Einlaß versehe-

s ne Federführung aufweist deren Umfangslänge veränderbar ist

14. Vorrichtung nach den Aasprüchen 1 und 13, dadurch gekennzeichnet daß die Federführung zumindest teilweise aus einem Spannband (41)

κι besteht

15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 14, dadurch gekennzeichnet daß das in Einschubrichtung der Schraubenfeder erste Spannbandende (56) fest angeordnet und das andere Spannbandende (55) etwa tangential verschiebbar ist

16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1,14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannband (41) zwischen den Planflächen zweier Scheiben (42, 45) angeordnet ist

17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 14 bis

16, dadurch gekennzeichnet daß im Bereich des tangentialen Federeinlasses in der Federschließstation (40) je eine radial gegen den Druck einer Feder zustellbare Stiftleiteinrichtung (47, 48) vorgesehen ist

18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 14 bis

17, dadurch gekennzeichnet daß die Stiftleiteinrichtungen (47,48) Führungsrillen (51,52) aufweisen.

19. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 14 bis 3« 18, dadurch gekennzeichnet daß neben den Stiftleiteinrichtungen (47,48) ein innerer, radial zustellbarer Federhalter (49) und ein äußerer, fest angeordneter Gegenhalter (44) vorgesehen sind.

20. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Federhalter

(49) eine aus Gummi (50) bestehende Andrückfläche besitzt

21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 14, bis 20, dadurch gekennzeichnet daß die Federschließ-

4« station (40) auf einem verschiebbaren Schlitten (57) angeordnet ist