DE2857632C2 - Einrichtung zur Herstellung von Tangentialspreizfedern für Ölabstreifringe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herstellung von Tangentialspreizfedern für ölabstreifringe, wobei die Tangentialspreizfedern in Form eines offenen Ringes ausgebildet sind und ein sowohl in Radialrichtung als auch in Axialrichtung ein U-förmiges Profil und in Radialrichtung nach innen abgebogene, zueinander versetzte Anschlagbünde aufweisendes Band darstellen, mit einem Dorn, auf den das Band aufgewickelt ist, mit einem an den Bandbiegungen angreifenden Zahnrad zum Transport des Bandes vom Dorn weg, mit einer Vorrichtung zum Schneiden des Bandes in einzelne Spreizfedern sowie mit einem Speicher für die fertigen Spreizfedern.

Tangentialspreizfedern dieser Art (vgl. DE-AS 98 627) haben den Vorteil, daß das Querschnittsprofil in Biegerichtung hochkam zur Biegeachse liegt und daher bei gleichem Querschnitt ein wesentlich größeres Widerstandsmoment und damit eine wesentlich größere Federkraft als bei quer zur Längsachse des Bandes gebogenen Federn (Wellenfedern) erreicht wird. Sie haben darüber hinaus den Vorteil, daß sie eine gleichförmige Verteilung des Anpreßdruckes über den Umfang ermöglichen.

Aufgrund ihrer mäanderartigen Ausgestaltung treten jedoch bei der Herstellung des Schlosses Probleme auf, so daß die Schlösser derartiger Tangentialspreizfedern nur in mehreren, meist komplizierten Arbeitsgängen hergestellt werden können.

Zwar sind einfache Schloßausbildungen bei Tangentialspreizfedern bereits bekannt (vgl. US-PS 27 22 467). Eine einfache Ausbildung ist jedoch bei diesen Tangentialspreizfedern nur deshalb möglich, weil gerade, in einer Ebene liegende Federenden und keine mäanderartigen Windungen vorhanden sind.

Eine — hier zur Gattungsbildung herangezogene — Einrichtung zur Herstellung von Axialspreizfedern ist aus dem Urheberschein der UdSSR 1 62 744 bekannt, die einen Antrieb, eine Vorrichtung zur Zuführung des Rohlings mit Hilfe von Kettenrädern, einen Dorn und

ein Messer zum Abtrennen der Spreizfeder enthält, das von einem Kurventrieb in Tätigkeit gesetzt wird Diese Einrichtung arbeitet folgendermaßen:

Die Kettenräder, die das Riffeln des Bandes herbeiführen, leiten das Band kontinuierlich zum wendelartigen Aufwickeln auf den Dorn. Danach wird die Wendel durch besondere Kettenräder, die die erforderliche Wellenzahl abzählen, der Abtrennvorrichtung zyklisch zugeführt, in der das Schneiden erfolgt Danach werden die Spreizfedern längs der Dornachse

is der Vorrichtung zum Zusammenbinden fertiger Spreizfedern zugeführt, jeweils mehrere Spreizfedern verpackt und somit Komplettiersätze für Verbrennungsmotoren erzeugt Diese bekannte Einrichtung besitzt folgende Nachteile: Das Abschneiden der Spreizfeder

erfolgt ohne vorherige Fixierung der Abschneidestelle, die sich bei Veränderungen im Aufwickeldurchmesser und in der Spreizfederlänge je nach den mechanischen Eigenschaften des Bandes und der Veränderung seiner Geometrie verlagern kann. Die Verlagerung der Abschneidestelle führt zur Veränderung der Größen der Schenkel, dit das Schloß der Spreizfeder bilden, was für eine Konstruktion der Tangentialspreizfeder unzulässig ist Eine Einrichtung zum Nachbiegen der Schenkel des Spreizfederschlosses ist nicht vorgesehen, die aber zur

Ausbildung einer solchen Schloßform erforderlich ist, die die Montage der Spreizfeder am Kolben gewährleistet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Herstellung von Tangentialspreizfedern für Ölabstreif-

ringe zu schaffen, die eine präzise automatische Erzeugung der Schloßausbildung beim Zerschneiden des Bandes in einzelne Tangentialspreizfedern ermöglicht.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den

Merkmalen des Oberbegriffs erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schneidvorrichtung zwei parallel schneiden Werkzeuge aufweist, die jeweils in Form von zwei Messern ausgebildet sind, welche in entgegengesetzten Richtungen in einer radialen Nut des Zahnrades zum Transport des Bandes hin und her verschiebbar sind, und die jeweils ein Biegewerkzeug besitzen, welches jeweils in einem Messer angeordnet ist und welches an das jeweils gegenüberliegende Messer zum gleichzeitigen Abbiegen nach entgegengesetzten Seiten

der durch die Schneidwerkzeuge abzuschneidenden zahnförmigen Abschnitte der Schenkel des U-förmigen Bandes elastisch andrückbar ist.

Während bei bekannten Konstruktionen der Abschneidevorgang aufgrund seiner vollkommen anderen Art stets vom Biegevorgang getrennt ausgeführt werden muß, erfolgen erfindungsgemäß beide Bearbeitungsvorgänge erstmalig gleichzeitig. Durch die erfindungsgemäße Integration des Biegewerkzeuges in die Schneidvorrichtung ist es nämlich möglich, gleichzeitig mit dem Abschneiden auch das Abbiegen der das Schloß bildenden Schulter zu bewerkstelligen. Dies bedeutet. daß durch den erfindungsgemäßen Vorschlag erstmalig zwei von der Bearbeitungsart her vollkommen unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge zu einem einheitlichen Bearbeitungsvorgang zusammengefaßt werden. Dies ermöglicht die Herstellung der Schloßkonstruktion im Rahmen der Herstellung der Tangentialspreizfeder und damit eine Automatisierung des Herstellungspro-

zesses.

Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausfühningsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in einer auseinandergezogenen Darstellung einen aus zwei Ringen und einer Tangentialspreizfeder zusammengesetzten ölabstreifring,

Fig.2 einen Abschnitt der Tangentialspreizfeder nach F i g. 1 mit Schloß in einer Seitenansicht,

F i g. 3 eine Draufsicht auf den Abschnitt der F i g. 2,

F i g. 4 einen Schnitt in der Ebene IV-IV der F i g. 2,

Fig.5 eine perspektivische Ansicht der Schloßverbindung der Tangentialspreizfeder,

F i g. 6 ein kinematisches Schema der Einrichtung zur Herstellung der Tangentialspreizfedern,

F i g. 7 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VI der F i g. 6 und

Fig.8 ein Schema des Abschneidvorganges der Endea der Tangentialspreizfeder und der Formung des Schlosses in der Einrichtung nach F i g. 6.

Der dargestellte ölabstreifring umfaßt zwei chromierjte plattenförmige Ringe 1 (Fig. 1), die zur gleichmäßigen Verteilung einer optimalen ölschicht auf der Zylinderoberfläche und zum Entfernen des ölüberschusses bestimmt sind. Die Ringe 1 stellen flache Ringplatten mit einem Durchmesser dar, der etwa dem Durchmesser des Motorzylinders entspricht und aus einem elastischen, gestauchten und gehärteten Stahlband mit hohem Kohlenstoffgehalt besteht, das kreisförmig gebogen und mit einer Dehnungsfuge 2 ausgestattet ist, die den Ausgleich der linearen Dehnung der Ringe I während des Betriebes gewährleistet. Die Arbeitsfläche 3 der Ringe ist zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit chromiert oder molybdeniert.

Die Ringe 1 sind elastisch und verändern ihre ursprüngliche Form bei der Montage am Kolben, d. h., wenn sie um 8—10% im Durchmesser gedehnt werden, nicht.

Die Tangentialspreizfeder 4 stellt eine Ringdruckfeder dar, die im Querschnitt ein U-förmiges Profil aufweist und im Bereich ihrer Enden mit einer fixierenden Schloßeinrichtung ausgestattet ist. Die Windungen der Tangentialspreizfeder 4 werden durch einen Biegevorgang aus einem elastischen, gestauchten Stahlband mit rechteckigem Querschnitt gebildet, das einen hohen Kohlenstoffgehalt besitzt. Durch einen Abbiegevorgang entstehen Anschlagbünde und das U-förmige Profil, das zu einem Ring aufgewickelt und dann zur Erteilung der elastischen Eigenschaften der Tangentialspreizfeder wärmebehandelt wird.

Radiale und axiale Kräfte, die auf den jeweiligen Ring 1 von der Tangentialspreizfeder 4 über die Anschlagbünde 5 (F i g. 2 bis 5) und unterstützende horizontale Schenkel 6 übertragen werden, werden durch Zusammendrücken der Windungen der Tangentialspreizfeder bei der Montage des ölabstreifringes zusammen mit dem Kolben in dem Zylinder erzeugt.

Die Schloßeinrichtung wird aus horizontalen unterstützenden Schenkeln 6 der Endwindungen der Tangentialspreizfeder und des nach innen eingebogenen U-förmigen Profils auf solche Weise gebildet, daß diese beim Koppeln in den Innenraum des U-förmigen Profils der entgegengesetzten Windungen hineinragen und eine Verlagerung derselben in radialer und axialer Richtung nicht zulassen.

Im Betrieb müssen sich die Ringe des ölabstreifringes unter ständigem Andrücken an die Oberfläche des sich geometrisch verändernden Zylinders und ohne Festfressen und Kratzerbildung in radialer Richtung in bezug auf die Kontaktflächen der Windungen der Tangentialspreizfeder ungehindert verschieben können. Die Windungen, die dabei zusammengedrückt werden und auseinandergehen, verschieben sich dabei in tangentialer Richtung. Die relative Bewegung der Ringe 1 gegenüber der Tangentialspreizfeder während des Betriebes wird in der vorliegenden Konstruktion aufgrund der Abrundung der Kanten der Kontaktflächen gewährleistet, die im gestauchten Stahlband bei dessen Herstellung vorgesehen werden.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Einrichtung zur Herstellung der Tangentialspreizfedern besitzt eine Vorrichtung 7 (F i g. 6,7) zum Biegen und Schneiden, die zwei Gehäusepaare 8,9 aufweist, welche sich infolge der Einwirkung von Nocken 10 über Führungsstangen 11 in Richtung des Bandes 12 (F i g. 8) bewegen.

In der dargestellten Ausführungsform der Einrichtung bewegt sich jedes Gehäusepaar 8,9(Fi g. 6,7) über die beiden Führungsstangen 11 symmetrisch zu einer zentralen Achse 13. An den Gehäusen 8 sind Messer 14 (F i g. 8) befestigt die Vorsprünge 14a besitzen, die in die Vertiefungen im Band 12 hineinragen und die Einbiegegröße der Bandschenkel bestimmen, die das Schloß der Tangentialspreizfeder bilden. Die Messer 14 besitzen ferner Stützflächen 146, die ein Durchbiegen des Bandes 12 während des Einbiegens der Schenkel und des Schneidens verhindern.

An den Gehäusen 9 sind Messer 15 befestigt, die Nuten 15a besitzen, in denen Biegewerkzeuge 16 in Form von Biegestempeln untergebracht sind. Jedes Biegewerkzeug ist mit einer Vertiefung 16a zur Begrenzung seines Hubes unter der Einwirkung einer Feder 17 ausgestattet und besitzt eine Oberfläche 166, die über die Stützfläche 156 des Messers 15 vorsteht, wodurch zuerst das Einbiegen und dann das Schneiden des Bandes 12 gewährleistet ist Die Gehäuse 8, 9 in jedem der zwei Paare sind derart angeordnet daß die Messer 14 und die Messer 15 der Paare in bezug auf das

•to Band jeweils auf gegenüberliegenden Seiten (wie in F i g. 8 dargestellt) zu liegen kommen. Diese Lage der Gehäuse 8 und 9 gewährleistet das Schneiden mit gleichzeitigem Einbiegen der zwei Enden des profilierten Bandes 12, die das Schloß der Tangentialspreizfeder bilden.

An einer Welle, an der der Nocken 10 befestigt ist, ist ein Lenker 18 (F i g. 6) befestigt, der mit einem Malterserkreuzgetriebe 19 in Eingriff steht, das über Stirnränder 20 und 21 mit einem Zahnrad 22 verbunden

5» ist. Das Zahnrad 22 ist mit einem lokalen Zahnausschnitt zum Durchtritt der Messer 14 und 15 (Fig.7) ausgestattet.

Die Zähne des Zahnrades 22, die zur Verschiebung des Bandes 12 und zu dessen Fixierung während des Biegens und Schneidens bestimmt sind, sind mit einer Zahnteilung versehen, die identisch mit der Teilung des Bandes 12 ist. Die Zahl der Zähne des Zahnrades 22 ist dabei gleich der Zahl der »Windungen« des Bandes, die zum Erzeugen einer Tangentialspreizfeder während

ω einer Umdrehung des Zahnrades 22 erforderlich ist. Mit dem Begriff »Windung« des Bandes wird im vorliegenden Fall der Abstand zwischen zwei Vertiefungen des Bandes 12 bezeichnet. Diese Konstruktion des Zahnrades 2t gewährleistet in Kombination mit der Elastizität des Bandes 12 einen sicheren Eingriff des Zahnrades 22 mit dem Band während der Verschiebung desselben, sowie die Fixierung des Bandes mit den Zähnen des Zahnrades 22 beim Biegen und Schneiden.

Das Zahnrad 22 ist über ein Zahnrad 23 (F i g. 6) und ein Zahnrad 24 mit Zahnradmuttern 25 verbunden. An einer Zahnradmutter ist ein Speicher 26 (F i g. 7), an der anderen ein Dorn 27 mit dem aufgewickelten profilierten Band befestigt.

Zur Verschiebung der abgeschnittenen Spreizfeder in den Speicher 26 ist die Einrichtung mit einer Führung 28 versehen, die sich zwischen dem Zahnrad 22 und dem Speicher 26 befindet. Die Führung 28 ist in Gestalt eines Segmentes mit einer Krümmung ausgeführt, die die Verschiebung der Tangentialspreizfeder längs eines Kreisbogens ohne gerade Strecken gewährleistet.

An der Außenfläche des Segmentes ist eine Nut 28a vorgesehen. An der Führung 28 ist ein Bügel 29 angeordnet, der zusammen mit der Führung 28 einen geschlossenen Hohlraum bildet, der das Ausbauchen des Bandes 12 während der Verschiebung verhindert. Im Bügel 29 sind Ausschnitte zum Heranführen von Kettenrädern 30, 31 vorgesehen, wobei das eine Kettenrad 30 über Zahnräder 32 und 33 mit dem Zahnrad 22 verbunden ist, während das andere Kettenrad 31 einen Antrieb über die Welle mit dem Nocken 10 über Kegelräder 34-37 besitzt. Über ein Stirnrad 38 ist das Kettenrad 31 mit einem Hülsenzahnrad 39 verbunden, das mit Hilfe einer Schraubnut auf einen Hebel 40 einwirkt, der zum Abwerfern der fertigen Spreizfeder von der Oberfläche des Hülsenzahnrades 39 in den Speicher 26 dient, der Ringnuten zum Anordnen fertiger Spreizfedern besitzt. Zur Zurückführung des Speichers 26 und des Domes 27 in die Ausgangsstellung ist ein Eilantrieb vorgesehen, der einen Elektromotor 41, ein Getriebe 42 und Stirnräder 43,44,45 aufweist. Zur Gewährleistung einer automatischen Arbeitsweise ist ein Arbeitsantrieb vorgesehen, der einen Elektromotor 46, ein Getriebe 47 und ein Kegelrad 48 besitzt.

Die Einrichtung arbeitet in folgender Weise:
Das Ende des Bandes wird vom Dorn 27 abgewickelt und am Zahnrad 22 festgelegt Danach wird der Elektromotor 46 eingeschaltet, von dem die Drehbewegung über das Getriebe 47 und die Kegelräder 48,34 auf die Welle mit dem Nocken 10 und dem Lenker 18 übertragen wird. Der Lenker 18 dreht das Malteserkreuz 19 um einen vorgegebenen Winkel, wodurch das Zahnrad 22, das über die Zahnräder 20 und 21 mit dem Malteserkreuz 19 verbunden ist, eine Umdrehung ausführt und stehenbleibt, nachdem es das Band um den erforderlichen Betrag verschoben hat Vom Zahnrad 22 wird die Drehbewegung über die Zahnräder 33 und 32 auf das Kettenrad 30 übertragen, das das Band entlang der Führung 28 verschiebt. Die Drehbewegung wird ferner über die Zahnräder 23 und 24 auf die Zahnradmuttern 25 übertragen, die — indem sie eine Umdrehung ausführen — sich längs der Achse um die Ganghöhe der zugehörigen Gewindespindel verschieben, wodurch die Bereitschaft einer nächsten freien Nut am Speicher 26 zur Aufnahme der Spreizfeder sowie das Abwickeln des Bandes vom Dorn 27 gewährleistet wird.
Die zylindrischen Nocken 10, von denen das eine Paar auf der Welle des Lenkers 18 und das andere Paar auf der Welle 49 angeordnet ist, wobei beide Wellen über Zahnräder 50 miteinander verbunden sind, wirken nach dem Austritt des Lenkers 18 aus der Nut des Malteserkreuzes 19 auf die Gehäuse 8 und 9 ein,

ίο wodurch diese in Richtung des Bandes verschoben werden. Nach Erreichen des Bandes bleiben die Gehäuse 8 mit den Messern 14 stehen, während sich die Gehäuse 9 mit den Messern 15 weiterbewegen und mit ihren Biegewerkzeugen 16 das Band bis zu den Messern 14 biegen. Nachdem das Band bis zu den Messern 14 gebogen worden ist, bleiben die Biegewerkzeuge 16 stehen und die Messer 15 drücken — indem sie sich in bezug auf die Biegewerkzeuge 16 weiterbewegen — die Feder 17 zusammen und zerschneiden im Zusammenwirken mit den Messern 14 das Band 12. Danach kehren die Gehäuse 8,9 in die Ausgangsstellung zurück.

Bei einer weiteren Drehung des Zahnrades 22 verschiebt sich die abgeschnittene Spreizfeder über die Führung 28 mit Hilfe des Kettenrades 30 und des sich kontinuierlich drehenden Kettenrades 31, das die Spreizfeder der Nut des Hebels 40 auf der Außenfläche des Hülsenrades 39 zuführt. Das Hülsenrad 39 wirkt beim Drehvorgang mit seiner Nut auf den Hebel 40 ein, der die Spreizfeder in die Nut des Speichers 26 abwirft.

Nachdem die letzte Spreizfeder die Nut des Speichers 26 gefüllt hat, wird der Elektromotor 46 abgeschaltet, der Dorn 27 und der Speicher 26 werden ausgewechselt und mit Hilfe des Eilantriebs in die Ausgangsstellung zurückgeführt.

Die beschriebene Einrichtung gewährleistet das Schneiden des Bandes 12 in Tangentialspreizfedern mit der erforderlichen Genauigkeit und das Herstellen der Schlösser.

Der Einsatz von erfindungsgemäß hergestellten Tangentialspreizfedern für Ölabstreifringe in Verbrennungsmotoren führt — wie Stand- und Betriebsversuche gezeigt haben — zu einer Verringerung des Verbrauchs an Kurbelgehäuseöl beim Abbrand bis auf 0,5% vom Kraftstoffverbrauch. Dies ist um das 1,5- bis 2fache weniger als bei ölabstreifringen anderer Konstruktionen, wobei auch der Kraftstoffverbrauch durchschnittlich um 5 g/PS_e in der Stunde verringert wird.

Ferner ist zu erwähnen, daß die Konstruktion der ölabstreifringe aus Stahlband fertigungsgerechter ist, so

5ö daß bei der Herstellung fortschrittliche Verfahren der Kaltverformung in Kombination mit einer Wärmebehandlung angewendet werden können, wobei der Metallausnutzungsgrad 93 bis 95% beträgt, während bei der Herstellung von gußeisernen Ringen, wofür ein

Gießen und Zerspanen notwendig ist, der Metallausnutzungsgrad 25 bis 40% nicht übersteigt

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zur Herstellung von Tangentialspreizfedern für ölabstreiiringe, wobei die Tangentialspreizfedern in Form eines offenen Ringes ausgebildet sind und ein sowohl in Radialrichtung als auch in Axialrichtung ein U-färmiges Profil und in Radialrichtung nach innen abgebogene, zueinander versetzte AnschlagbQnde aufweisendes Band darstellen, mit einem Dorn, auf den das Band aufgewickelt ist, mit einem an den Bandbiegungen angreifenden Zahnrad zum Transport des Bandes vom Dorn weg, mit einer Vorrichtung zum Schneiden des Bandes in einzelne Spreizfedern sowie mit einem Speicher für die fertigen Spreizfedern, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung zwei parallel schneidende Werkzeuge aufweist, die jeweils in Form von zwei Messern (14, 15) ausgebildet sind, welche in entgegengesetzten Richtungen in einer radialen Nut des Zahnrades (22) zum Transport des Bandes (12) hin und her verschiebbar sind, und die jeweils ein Biegewerkzeug (16) besitzen, welches jeweils in einem Messer (15) angeordnet ist und welches an das jeweils gegenüberliegende Messer (14) zum gleichzeitigen Abbiegen nach entgegengesetzten Seiten der durch die Schneidwerkzeuge abzuschneidenden zahnförmigen Abschnitte der Schenkel (6) des U-förmigen Bandes (12) elastisch andrückbar ist.