DE2743309B1

DE2743309B1 - Vorrichtung zum Wickeln von Schraubenfedern

Info

Publication number: DE2743309B1
Application number: DE2743309A
Authority: DE
Inventors: Jakob Lassche
Original assignee: Kern & Liebers
Current assignee: Kern & Liebers
Priority date: 1977-09-27
Filing date: 1977-09-27
Publication date: 1979-01-04
Also published as: US4214466A; IT7851058A0; EP0001240A1; DE2743309C2; JPS5457461A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wickeln von Schraubenfedern mit einem rotierend angetriebenen Wickeldorn, der an seinem vorderen Ende einen Radialschlitz zur Aufnahme des Federdrahtes aufweist und mit zunehmender Länge der gewickelten Feder axial aus einer zurückgezogenen Ausgangsstellung in eine vorgeschobene Endstellung verschiebbar ist.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Gattung (DE-PS wi 85 792, US-PS 9 52 582) wird der Anfang des Federdrahtes in den Radialschlitz am vorderen Ende des Wickeldorns eingelegt und auf diese Weise am Wickeldorn festgeklemmt. Der Wickeldorn wird dann rotierend angetrieben und zieht dabei den Federdraht · · vom Vorratsdrahtbund ab und wickelt ihn schraubenförmig auf. Entsprechend der zunehmenden Länge des aufgewickelten Drahtes bzw. der gewickelten Schraubenfeder schiebt sich der Wickeldorn axial aus dem Maschinengehäuse, das den Dornantrieb enthält.

Sobald der Dorn auf seine volle Länge in seine Endstellung herausgeschoben ist, wird beim weiteren Aufwickeln des Drahtes und somit zunehmender Länge der Schraubenfeder das vordere Drahtende axial aus dem Radialschlitz des Domes herausgeschoben. Die Feder wird dann nicht mehr von dem rotierenden Dorn mitgenommen und der Wickelvorgang ist unterbrochen. Die herkömmlichen gattungsgemäßen Wickelmaschinen können daher nur Federn wickeln, deren Länge die Länge des Wickeldorns nicht überschreitet. Da die Länge des Wickeldorns aus Gründen der mechanischen Stabilität beschränkt ist, ist auch die maximale Länge der Schraubenfedern, die bei herkömmlichen Wickelmaschinen gemäß der Gattung auf einen Dorn gewickelt werden können, beschränkt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Wickeln von Schraubenfedern der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, bei der die Länge der herstellbaren Schraubenfedern nicht durch die Länge des Doms begrenzt ist, so daß Schraubenfedern beliebiger Länge gewickelt werden können.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Übemahmekopf an die Endstellung des Domes anschließend angeordnet ist, daß der Übemahmekopf einen koaxial zu dem Dorn verlaufenden Führungskanal für die gewickelte Feder und wenigstens eine Rolle aufweist, die unter Druck radial am vorderen Ende des Domes anliegt, wenn sich dieser in seiner Endstellung befindet, und die in einer die Dornachse enthaltenden Ebene drehbar ist, und daß der Übemahmekopf synchron und koaxial mit dem Dorn rotierend antreibbar ist.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es in folgender Weise Schraubenfedern beliebiger Länge zu wickeln:

Zunächst wird wie bei einer herkömmlichen Federwickelmaschine das Ende des Federdrahtes in den Radialschlitz am vorderen Dornende eingelegt. Der Dorn wird angetrieben und zieht den Federdraht ab und wickelt ihn zu einer Schraubenfeder. Mit zunehmender Länge dieser gewickelten Feder schiebt sich der Dorn vorwärts, bis er axial auf seine volle Länge in seine Endstellung vorgeschoben ist.

Bevor der Dorn seine Endstellung erreicht, schiebt sich das vordere Dornende in den Übemahmekopf. Die Rollen des Übernahmekopfes — eine oder mehrere — liegen nun unter Druck am Außenumfang der Schraubenfeder an und drücken diese radial gegen das vordere Dornende. Wird nun beim weiteren Wickeln der Anfang des Federdrahtes aus dem Radialschlitz des Wickeldorns herausgeschoben, so wird die Schraubenfeder trotzdem weiter von dem rotierenden Dorn mitgenommen, da die Rollen die Feder radial an den Dorn andrücken.

Da die Rollen drehbar sind und der gesamte Übemahmekopf synchron mit dem Wickeldorn rotiert, drücken die Rollen zwar die Schraubenfeder gegen den Dorn, behindern aber nicht den Vorschub der Feder in Axialrichtung auf dem Dorn. Die Feder kann daher in beliebiger Länge weiter gewickelt werden, wobei der gewickelte Schraubenfederstrang durch den Führungskanal des Übernahmekopfes austritt.

Damit die Rollen einerseits die Schraubenfeder unter ausreichend hohem Druck gegen den Dorn drücken

können und andererseits den axialen Vorschub der Schraubenfeder gegenüber dem Dorn nicht behindern, ist es wichtig, daß die Schraubenfeder die Rollen trotz des relativ hohen Anpreßdrucks leicht in Drehung versetzt. Dazu ist zweckmäßigerweise der Umfang der Rollen mit einer Zahnung versehen, deren Zahnabstand der Steigung der Federwindungen entspricht. Die Zähne greifen somit jeweils zwischen die einzelnen Federwindungen, so daß die Rollen bereits durch einen geringen axialen Vorschubdruck der Schraubenfeder gedreht werden.

Weiter wird ein unbehinderter Vorschub der Schraubenfeder trotz des Anpreßdrucks der Rollen dadurch begünstigt, daß der Dorn konisch ausgebildet ist. Schon eine geringe Konizität des Domes bewirkt eine wesentliche Verbesserung des Vorschubs der Schraubenfeder.

Die Mitnahme der gewickelten Schraubenfeder auf dem rotierenden Dorn wird noch durch die Eigenschaften der Schraubenfeder begünstigt, sich bei einer Torsion auf dem Dorn selbsttätig festzuklemmen. Die Schraubenfeder wird zunächst nur am vorderen Ende durch die Rollen an dem Dorn festgehalten und mit dem rotierenden Dorn gedreht. Am rückwärtigen Dornende, wo der Federdraht auf den Dorn aufgenommen wird, wirkt dagegen auf den Federdraht eine Zugkraft in entgegengesetzter Richtung, da der Draht durch den rotierenden Dorn von dem Vorratsdrahtbund abgezogen werden muß. Auf diese Weise wird die Schraubenfeder über die Länge des Wickeldoms in sich tordiert. Diese Torsion führt zu einer Querschnittsverengung der Schraubenfeder und damit zu einem Festklemmen der Schraubenfeder über die gesamte konische Länge des Domes. Dieses selbsttätige Festklemmen der Schraubenfeder auf der gesamten Dornlänge ermöglicht, daß mit einer relativ geringen Klemmkraft der Rollen des Über lahmekopfes das volle Drehmoment des Wickeldorn! als Zugkraft auf den abzuziehenden Federdraht übertragen werden kann.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich Schraubenfederstränge beliebiger Länge herstellen. Die Länge der herzustellenden Schraubenfedern ist somit nicht mehr durch die Länge des Wickeldoms beschränkt. Auch für die Herstellung kürzerer Schraubenfedern, deren Länge die Dornlänge nicht überschreitet, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft verwendet werden, da die kurzen Federlängen von dem kontinuierlich hergestellten langen Federstrang in einem anschließenden Arbeitsschritt abgetrennt werden können. Auf diese Weise werden Stillstandszeiten der Wickelmaschine vermieden.

Auch bei der Herstellung von Schraubenfedern mit Vorspannung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft eingesetzt werden. Das Abtrennen kürzerer Federn von einem kontinuierlichen Federstrang hat in diesem Falle noch den zusätzlichen Vorteil, daß die eingewickelte Vorspannung auch vollständig bis in die Enden der abgetrennten Federlängen vorhanden ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung zum Wickeln von Schraubenfedern gemäß der Erfindung in Seitenansicht,

F i g. 2 einen Axialschnitt dieser Vorrichtung in einem Zustand, bevor der Dorn in den Übernahmekopf eintritt,

F i g. 3 einen Axialschnitt in einem Zustand, in dem die gewickelte Schraubenfeder von dem Übernahmekopf übernommen ist und

Fig.4 eine Frontansicht des Übernahmekopfes dieser Vorrichtung.

Die Vorrichtung besteht aus einem Maschinengestell 10, das ein Gehäuse 12 trägt, in welchem ein Wickeldorn 14 gelagert ist. Der Wickeldorn 14 ist mittels eine-Schiebehülse 16 in dem Gehäuse 12 gelagert, so daß er einerseits um seine Längsachse rotieren kann und andererseits axial aus dem Gehäuse 12 herausschiebbar ist. Ein Antriebsmotor 18 versetzt über Zahnräder 20

ίο und 22 die Schiebehülse 16 und damit den Dom 14 in Drehung. Ein Handrad 24 dient dazu, den Dorn 14 von Hand zu drehen.

An seinem vorderen, aus dem Gehäuse 12 herausragenden Ende weist der Dorn 14 einen Radialschlitz 26 auf. Dieser Radialschlitz 26 dient dazu, zu Beginn des Wickelvorgangs den Anfang des Federdrahtes festzuhalten, so daß der Draht bei der Drehung des Doms 14 mitgenommen wird. Soweit die Vorrichtung bisher beschrieben wurde, stimmt sie mit einer herkömmlichen gattungsgemäßen Wickelmaschine überein. Die Arbeitsweise entspricht ebenfalls der einer solchen herkömmlichen Wickelmaschine. Zu Beginn des Wickelvorgangs befindet sich der Dorn 14 in seiner vollständig in das Gehäuse 12 zurückgezogenen Ausgangsstellung. Lediglich die durch den Radialschlitz 26 gebildete Aufnahme ragt aus dem Gehäuse. Der von einem Vorratsbund zugeführte Federdraht wird in den Radialschlitz 26 eingelegt, und

ίο einige Umdrehungen des Doms 14 mit Hilfe des Handrades 24 bewirken, daß der Draht auf dem Dorn 14 festgehalten wird.

Mittels des Motors 18 wird nun der Dorn 14 in Drehung versetzt, wobei der Federdraht von dem

J) angetriebenen Dorn 14 abgezogen und zu einer Schraubenfeder 28 auf den Dorn 14 gewickelt wird. Mit zunehmender Länge dieser auf den Dorn gewickelten Schraubenfeder 28 schiebt sich der Dorn 14 axial aus dem Gehäuse 12 heraus, wie F i g. 2 zeigt.

Sobald der Dorn 14 seine in Fig.3 dargestellte vollständig aus dem Gehäuse 12 vorgeschobene Endstellung erreicht hat, wird bei der weiteren Drehung des Doms die länger werdende Schraubenfeder 28 nach vorn von dem Dorn abgeschoben, wobei das vordere

4^r> Ende des Federdrahtes aus dem Radialschlitz 26 herausgeschoben wird. Bei einer herkömmlichen Wikkelmaschine kann dann der rotierende Dorn die Schraubenfeder 28 nicht mehr mitnehmen, so daß der Wickelvorgang abgebrochen wird. Erfindungsgemäß

v) wird dagegen die Schraubenfeder, bevor der Dorn 14 in seiner vorgeschobenen Endstellung ist, von einem Übernahmekopf 30 aufgenommen.

Der Übernahmekopf 30 ist mittels eines Lagers 32 drehbar im Maschinengestell 10 gelagert. Über eine

>5 Welle 34 und Zahnräder 36 und 38 wird der Übernahmekopf 30 von dem Motor 18 synchron mit dem Dorn 14 angetrieben.

Der Übernahmekopf 30 weist einen inneren, axial durchgehenden Führungskanal 40 auf. Der Führungskanal 40 verläuft koaxial fluchtend zu dem Dorn 14 und die Drehung des Übernahmekopfes 30 erfolgt um die Mittelachse dieses Führungskanals 40.

Das dem Dorn 14 zugewandte Ende des Übernahmekopfes 30 und damit die Eintrittsöffnung des Führungskanals 40 befinden sich aixal in einem geringen Abstand von dem vorderen Ende des Doms 14, wenn sich dieser in seiner vorgeschobenen Endstellung befindet. Am Außenumfang dieses dem Dorn 14 zugewandten

Endes des Führungskopfes 30 ragen vier jeweils um 90° gegeneinander versetzte U-förmige Bügel 42 radial nach außen. Zwischen den Schenkeln dieser Bügel 42 ist jeweils ein zweiarmiger Hebel 44 schwenkbar gelagert.

An dem vorderen Ende des dem Dorn 14 zugewandten Armes dieser Bügel 44 ist jeweils drehbar eine Rolle 46 gelagert. Die Rollen 46 drehen sich jeweils in einer die Mittelachse des Dorns 14 und des Übernahmekopfes 30 enthaltenden Ebene.

Der zweite, von dem Dorn 14 abgewandte Arm der Hebel 44 weist eine im wesentlichen radial auf den Übernahmekopf zu gerichtete Bohrung 48 auf, die gegen den Übernahmekopf 30 hin durch einen nach innen gerichteten Kragen verengt ist. In dieser Bohrung 48 sitzt ein Stift 50, der von einer Druckfeder 52 umschlossen ist. Die Druckfeder 52 stützt sich mit einem Ende an einem Bund des Stiftes 50 ab, der zur Begrenzung der Längsbewegung des Stiftes 50 in der Bohrung 48 mit dem verengten Kragen dieser Bohrung 48 zum Anschlag kommt. Anderenends stützt sich die Druckfeder 52 an einer Gewindebuchse 54 ab, die in das vom Übernahmekopf 30 abgewandte Ende der Bohrung 48 einschraubbar ist und in einer zentralen Bohrung den Stift 50 axialverschieblich aufnimmt.

Die Rollen 46 sind an ihrem Umfang mit einer Zahnung 56 versehen. Die Zahnform der Zahnung 56 entspricht dem Durchmesser des Federdrahtes, der Zahnabstand entspricht der Steigung der Schraubenfeder 28. Der Grund der Zahnung 56 kann daher genau über die Rundung der Drahtwindungen der Feder 28 greifen.

Die Rollen 46 befinden sich vor dem dem Dorn 14 zugewandten Ende des Übernahmekopfes 30, so daß sie bei vollständig vorgeschobenen Dorn 14 das vordere Dornende übergreifen und am Außenumfang des Domes anliegen, wie in Fig.3 zu erkennen ist. Der Dorn ist leicht konisch zulaufend ausgebildet.

Bevor der Dorn 14 bei dem oben beschriebenen Wickelvorgang in seine vollständig aus dem Gehäuse 12 vorgeschobene Endstellung kommt, wie in F i g. 3 gezeigt ist, schiebt sich der konische Dorn mit der daraufgewickelten Schraubenfeder 28 zwischen die vier Rollen 46. Die Rollen 46 übergreifen dann den Dorn und liegen außen an der Schraubenfeder 28 an.

Dabei werden die Rollen 46 nach außen gedrückt und die Hebel 44 verschwenkt. Wie ein Vergleich der F i g. 2 und 3 zeigt, hat dieses Verschwenken der Hebel 44 zur Folge, daß die sich am Außenumfang des Übernahmekopfes 30 abstützenden Stifte 50 gegen die Kraft der

ίο Druckfeder 52 axial in den Bohrungen 48 verschoben werden. Der Druck der Federn 52 bewirkt somit, daß die Rollen 46 unter Druck gegen die Schraubenfeder 28 gedrückt werden. Dieser Druck ist mittels der Gewindebuchse 54 einstellbar.

Die Rollen 46 drücken die Schraubenfeder 28 radial gegen das vordere Ende des Dorns 14 und verhindern somit eine Drehung der Feder 28 gegenüber diesem vorderen Dornende. Eine axiale Verschiebung der Schraubenfeder 28 gegenüber dem Dorn 14 wird durch die Rollen 46 jedoch nicht verhindert, daß die Rollen in dieser axialen Richtung drehbar sind und außerdem der Dorn 14 sich konisch verjüngt.

Das Festklemmen der Schraubenfeder 28 an dem vorderen Ende des Dorns 14 mittels der Rollen 46 bewirkt zusammen mit dem vorher beschriebenen selbsttätigen Festklemmen der Schraubenfeder 28 infolge ihrer Torsion, daß die Schraubenfeder 28 von dem Dorn 14 mitgenommen wird, auch wenn der Anfang des Federdrahtes axial aus dem Radialschlitz 26 des Domes 14 herausgeschoben ist.

Der Federstrang 28 kann daher beliebig über die Länge des Dorns 14 hinaus gewickelt werden und wandert durch den Führungskanal 40, wie F i g. 3 zeigt. Der aus dem vom Dorn 14 abgewandten Ende des Führungskanals 40 austretende Federstrang 28 (vgl. Fig. 1) kann durch eine nachgeschaltete Federtrennvorrichtung in beliebig lange Schraubenfederabschnitte unterteilt werden, ohne daß dazu der kontinuierliche Wickelvorgang unterbrochen werden muß.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Wickeln von Schraubenfedern mit einem rotierend angetriebenen Wickeldorn, der an seinem vorderen Ende einen Radialschlitz zur Aufnahme des Federdrahtes aufweist und mit zunehmender Länge der gewickelten Feder axial aus einer zurückgezogenen Ausgangsstellung in eine vorgeschobene Endstellung verschiebbar ist, d a durch gekennzeichnet, daß ein Übernahmekopf (30) an die Endstellung des Domes (14) anschließend angeordnet ist, daß der Übernahmekopf (30) einen koaxial zu dem Dorn (14) verlaufenden Führungskanal (40) für die gewickelte Feder (28) und wenigstens eine Rolle (46) aufweist, die unter Druck radial am vorderen Ende des Domes anliegt, wenn sich dieser in seiner Endstellung befindet, und die in einer die Dornachse enthaltenden Ebene drehbar ist, und daß der Übernahmekopf (30) synchron und koaxial mit dem Dorn (14) rotierend antreibbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übemahmekopf (30) mehrere in gleichem Winkelabstand gegeneinander versetzte Rollen (46) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang der Rollen (46) eine der Steigung der gewickelten Feder (28) entsprechende Zahnung (56) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang der Rollen (46) stark reibend ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (14) leicht konisch ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (46) mittels federbelasteter Hebel (44) schwenkbar an dem Übemahmekopf (30) angebracht sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (44) zweiarmige Hebel sind, an deren einem Arm die jeweilige Rolle (46) gelagert ist und deren anderer Arm sich mit einstellbarem Federdruck an dem Übemahmekopf (30) abstützt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Übemahmekopf (30) mittels eines Getriebes (36, 38) durch den Antrieb (18) des Domes (14) antreibbar ist.