DE2947990A1

DE2947990A1 - Maschine zur herstellung von schraubenfedern

Info

Publication number: DE2947990A1
Application number: DE19792947990
Authority: DE
Inventors: Yozo Ohdai; Yasuyuki Takahata
Original assignee: Asahi Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Asahi Seiki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1979-02-28
Filing date: 1979-11-28
Publication date: 1980-09-11
Also published as: JPS55117537A; US4296621A; DE2947990C2; JPS6222698B2

Description

GEYER, HAGEMANN & PARTNER

PATENTANWAITE 29Λ7990

Dosloui hcsslraK«· W) · Postfach 4007 45 · 8000 München 40 Telrfon 089/304071" · Telex 5-216 Hf> ha)>e d ■ Telegramm haneypatent ■ TcIcIu ipicrcr 089JO4O71

u. Z.: Pat 138/1-79M München, den

GM 138/2-79M ₂8. November 1979

Dr.G/10/li

ASAHI-SEIKI MANUFACTURING CO., LTD. Owariasahi City
Japan

MASCHINE ZUR HERSTELLUNG VON SCHRAUBENFEDERN

Priorität; Land: Japan

Aktenzeichen: 23 921/1979 Datum: 28. Februar 1979

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GEYER, HAGEMANN & PARTNER

PATENTANWÄLTE

DestoiKhesstuße 60 Postfach 400745 ■ 8000 München 40 Telefon 089/304071* Telex 5-2161.16 hage ti -Telegramm h.igeyp.ilent Telekopierer 089/30407

ASAHI-SEIKI MANUFACTURING CO., LTD. München, den

Owariasahi City / Japan 28. November 1979

u.Z.: Pat 138/1-79M Dr.G/10/li

Maschine zur Herstellung von Schraubenfedern

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zur Herstellung von Schraubenzug-, Schraubendruck- oder Schraubentorsionsfedern aus Draht mit einem mehrere Windungen umfassenden Schraubenfederkörper und an dessen beiden Stirnseiten vorgesehenen Endabschnitten zur Schraubenfederbefestigung, wobei ein Drahtführungsorgan mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden Drahtführungsbohrung und mit einer seitlichen Aussparung zur Aufnahme des Schraubenfederkörpers während der Ausbildung des nachlaufenden Endabschnitts sowie ein zwischen einer zurückgezogenen und einer vorgeschobenen Stellung radial bewegliches Werkzeug mit abgeschrägtem freien Ende vorgesehen sind, welches in der vorgeschobenen Stellung mit dem abgeschrägten freien Ende an dem aus der Drahtführungsbohrung austretenden Draht zum Biegen und zur Windungsbildung angreift.

Mit derartigen Maschinen können Schraubenfedern mit einem aus mehreren Windungen bestehenden Schraubenfederkörper zur Übertragung von Zug-, Druck- oder Torsionskräften und mit zwei beispielsweise ösen- oder hakenartigen Endabschnitten beiderseits des Schraubenfederkörpers, welche zur Schraubenfederbefestigung bzw. -montage dienen, hergestellt werden, und zwar eine nach der anderen aus einem Draht, welcher von einer Drahtvorratshaspel abgespult und mittels einer Vorschubeinrichtung

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durch die Drahtführungsbohrung des Drahtführungsorgans geschoben wird. Mit dem an dem aus dem Drahtführungsorgan bzw. der Drahtführungsbohrung desselben austretenden Draht angreifenden Werkzeug zum Biegen und zur Windungsbildung werden bei der Herstellung Jeder Schraubenfeder nacheinander der vorlaufende Endabschnitt, der Schraubenfederkörper und der nachlaufende Endabschnitt erzeugt.

Maschinen dieser Art sind in unterschiedlicher Ausgestaltung bekannt, und zwar auch eine solche, bei welcher das Drahtführungsorgan an einer Seite mit einer Aussparung versehen ist und somit im wesentlichen die Gestalt einer Zylinderlängshälfte bzw. eines Halbzylinders aufweist (US-PS 3 025 889). Bekanntlich ist eine solche Aussparung erforderlich, um den zuvor gebildeten Schraubenfederkörper während der Ausbildung des nachlaufenden Endabschnitts unterbringen zu können. Weil die Metallwandung zwischen der Aussparung bzw. der diese begrenzenden Oberfläche und der dazu parallel verlaufenden Drahtführungsbohrung des Drahtführungsorgans verhältnismäßig dünn sein muß, ist die Gefahr groß, daß die Wandung insbesondere im Bereich der Drahtaustritteöffnung des Drahtführungsorgans bricht, und häufige Zerstörungen sind vor allem dann zu erwarten, wenn ein Draht größeren Durchmessers abrupt um einen großen Winkel, beispielsweise von 90 , umgebogen wird, wenn auch insoweit die mechanische Festigkeit des Metalls eine Holle spielt, aus welchem das Drahtführungsorgan hergestellt ist.

Mit den bekannten Maschinen können Schraubenfedern der geschilderten Art aus Draht mit einem Durchmesser bis zu 1 mm hergestellt werden. Jedoch werden häufig auch Schraubenfedern aus Draht mit einem Durchmesser in der Größenordnung von einigen bis zu mehreren Millimetern benötigt. In solchen Fällen war es bisher erforderlich, die Endabschnitte mit Hilfe eines gesonderten Werkzeuges oder einer gesonderten Maschine auszu-

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bilden. So hat*jeden geraden, mit der benachbarten äußeren Windung des auf den üblichen Maschinen, einschließlich derjenigen nach US-PS 3 025 889» hergestellten Schraubenfederkörpers verbundenen Drahtabschnitt oder jede dieser äußeren Windungen selbst beispielsweise anschließend Biegeoperationen mit Dornen, Gesenken usw. unterworfen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei welcher insbesondere das Brechen des Drahtführungsorgans im Bereich der verhältnismäßig dünnen Wandung zwischen der Drahtführungsboh- rung und der seitlichen Aussparung vermieden ist.

Diese Aufgabe ist durch die folgenden Maßnahmen gelöst:

a) Ein zweites Werkzeugpaar, wobei die beiden Werkzeuge einander gegenüberliegen und jeweils zwischen einer zurückgezogenen und einer vorgeschobenen Stellung radial "beweglich sind, in welcher sie mit den freien Enden den Draht dicht vor der Drahtaustrittsöffnung des Drahtführungsorgans fest halten;

b) ein drittes Werkzeug, welches zwischen einer zurückgezogenen und einer vorgeschobenen Stellung entlang einer exzentrisch versetzten Bahn radial beweglich ist, so daß es mit dem freien Ende an dem zuvor gebildeten, vorlaufenden Endabschnitt im Bereich der Drahteinspannung im zweiten Werkzeugpaar angreift und bei weiterem Vorschub eine großwinklige Biegung zwischen dem vorlaufenden Endabschnitt und der zu bildenden, benachbarten äußeren Windung des Schraubenfederkörpers hervorbringt;

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c) eine erste Haltevorrichtung für den Schraubenfederkörper auf der Seite des Drahtführungsorgans, wo sich dessen Aussparung befindet, in welche der Schraubenfederkörper bei der Ausbildung des nachlaufenden Endabschnittes durch das erste Werkzeug gelangt, und welche zum Halten des Schraubenfederkörpers im Bereich der vorlaufenden Hälfte dient, so daß das Abtrennen der halbfertigen Schraubenfeder vom Draht unter Ausbildung des freien Endes des nachlaufenden Endabschnitts erleichtert ist;

d) eine zweite Haltevorrichtung für den Schraubenfederkörper, welche zur Aufnahme der nachlaufenden Hälfte desselben und zum Halten des Schraubenfederkörpers zusammen mit der ersten Haltevorrichtung neben letzterer angeordnet ist; und

e) eine vierte Werkzeugeinrichtung zur Ausbildung einer großwinkligen Biegung zwischen dem nachlaufenden Endabschnitt und der benachbarten äußeren Windung des Schraubenfederkörpers im Zusammenwirken mit der zweiten Haltevorrichtung.

Die Erfindung vermittelt die sich aus der angegebenen Aufgabenstellung ergebenden Vorteile. Weiterhin ermöglicht sie die aufeinanderfolgende Herstellung von Schraubenfedern mit ösen- oder hakenförmigen Endabschnitten aus Draht mit einem Durchmesser größer als 1 mm, ohne daß dazu gesonderte Werkzeuge oder Maschinen zum Einsatz'gebracht werden müßten. Darüber hinaus ist insofern eine erhöhte Produktion gewährleistet, als auf der erfindungsgemäßen Maschine bereits mit der Herstellung der nächsten Schraubenfeder begonnen werden kann, während noch der nachlaufende Endabschnitt der vorhergehenden Schraubenfeder fertiggestellt wird.

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In vorteilhafter WeiterbiIdling der Erfindung kann beim zweiten Werkzeugpaar ein Werkzeug am freien Ende einen senkrechten Abschnitt zum festen Einspannen des Drahtes im Zusammenwirken mit einem senkrechten Abschnitt am freien Ende des anderen Werkzeugs und einen quer verlaufenden Abschnitt zur Ausbildung der großwinkligen Biegung zwischen dem vorlaufenden Endabschnitt und der zu bildenden, benachbarten äußeren Windung des Schraubenfederkörpers im Zusammenwirken mit dem spitzen freien Ende des dritten Werkzeuges aufweisen. Diese Ausbildung vereinfacht Aufbau und Funktionsweise beträchtlich.

Vorzugsweise weist beim zweiten Werkzeugpaar ein Werkzeug am freien Ende eine Schneide auf und ist dieses Werkzeug bis über die zum Zusammenwirken mit dem anderen Werkzeug vorgesehene vorgeschobene Stellung zum Abtrennen der halbfertigen Schraubenfeder vom Draht beweglich. Dies vermittelt insbesondere den Vorteil, daß ein besonderes Schneidorgan in Wegfall kommen kann.

In weiterer vorteilhafter Fortbildung der Erfindung kann die erste Haltevorrichtung für den Schraubenfederkörper zwei Arme aufweisen, welche jeweils drehbar gelagert, am freien Ende mit einer halbkreisförmigen Ausnehmung versehen und derart schwenkbar sind, daß ein Arm mit dem freien Ende den Schraubenfederkörper bei der Ausbildung des nachlaufenden Endabschnittes aufnimmt und der andere Arm dann verschwenkt werden kann, so daß die vorlaufende Hälfte des Schraubenfederkörpers zwischen den beiden freien Enden der beiden Arme eingeschlossen ist. Auch dieses kommt einem einfachen Aufbau und einer unkomplizierten Funktionsweise zugute.

Dabei ist es von Vorteil, wenn die beiden Arme nach Abtrennen der halbfertigen Schraubenfeder vom Draht gemeinsam und zusammen mit dem ergriffenen Schraubenfederkörper nach unten schwenkbar sind, so daß der Schraubenfederkörper zur zweiten Haltevor-

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richtung gelangt. Damit entfällt Jedes weitere Organ zur Bewegung der halbfertigen Schraubenfeder an die Bearbeitungsstelle für die Fertigstellung.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist die zweite Haltevorrichtung ein stationäres Halteglied mit halbkreisförmiger Ausnehmung und ein zwischen einer rückwärtigen und einer vorderen Stellung bewegliches Halteglied mit halbkreisförmiger Ausnehmung auf, welches in der vorderen Stellung den Schraubenfederkörper im Bereich der nachlaufenden Hälfte im Zusammenwirken mit dem stationären Halteglied umfaßt. Auf diese Weise wird der Aufbau der erfindungsgemäßen Naschine und auch ihre Funktionsweise nicht unbeträchtlich verbessert.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das stationäre Halteglied derart angeordnet ist, daß die halbkreisförmige Ausnehmung die nachlaufende Hälfte des von der ersten Haltevorrichtung im Bereich der vorlaufenden Hälfte gehaltenen und auf die zweite Haltevorrichtung zu geschwenkten Schraubenfederkörpers aufnimmt. Auf diese Weise ergibt sich eine weitere Vereinfachung bezüglich Aufbau und Funktionsweise, und zwar im Verein mit einer Verbesserung der Funktionssicherheit.

Bevorzugt ist auch, daß die vierte Werkzeugeinrichtung ein stationäres Werkzeug mit spitzem freien Ende und ein bewegliches Werkzeug mit spitzem freien Ende aufweist, wobei das stationäre Werkzeug bezüglich der zweiten Haltevorrichtung so angeordnet ist, daß das spitze freie Ende sich neben der Biegestelle des nachlaufenden Endabschnittes befindet, während das spitze freie Ende des beweglichen Werkzeuges auf das spitze freie Ende des stationären Werkzeuges gerichtet ist, so daß beim Vorschub des beweglichen Werkzeuges das freie spitze Ende an dem nachlaufenden Endabschnitt zur Anlage

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kommt lind ihn an der Biegestelle im Zusammenwirken mit dem stationären Werkzeug umbiegt. So wird auf einfache Weise der angestrebte Zweck zuverlässig erzielt.

Dabei ist es bevorzugt, das bewegliche Werkzeug als Stange auszubilden, welche derart vorschiebbar ist, daß das spitze freie Ende sich zunächst auf das spitze freie Ende des stationären Werkzeuges zu bewegt und zwischen den nachlaufenden Endabschnitt und die zweite Haltevorrichtung gelangt, um dann plötzlich die Richtung zu ändern und den nachlaufenden Endabschnitt an der Biegestelle um das spitze freie Ende des stationären Werkzeugs als Knickpunkt abzubiegen. Dieses kommt insbesondere einem einfachen und robusten Aufbau zugute, so daß auch die Funktionsweise entsprechend sicherer ist.

Nachstehend ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Naschine anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen, jeweils schematisch:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer mit der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine herstellbaren Schraubenfeder mit zwei Endabschnitten und einem mittleren Schraubenfederkorper, welcher von den Windungen gebildet ist;

Fig. 2 einen Teil der Vorderansicht der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine, welcher das Drahtführungsorgan, die radial beweglichen, sich in der zurückgezogenen Stellung befindlichen Werkzeuge zum Biegen, zur Windungsbildung und zum Halten, die beiden Haltevorrichtungen für den Schraubenfederkorper und die ebenso wie eine der Haltevorrichtungen unterhalb des Drahtführungsorgans angeordnete Werkzeugeinrichtung zum Umbiegen des nachlaufenden Endabschnitts erkennen läßt;

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Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Drahtführungsorgans nach Fig. 2;

Fig. 4 die Vorderansicht des Drahtführungsorgans und der radial beweglichen Werkzeuge gemäß Fig. 2 in größerem Maßstab, wobei das erste Werkzeug zum Biegen und zur Windungsbildung sich in der zurückgezogenen Stellung befindet, während das zweite Werkzeugpaar zum Halten und das dritte Werkzeug zum Biegen jeweils die vorgeschobene Stellung einnehmen;

Fig. 5 t>is 7 jeweils in kleinerem Maßstab die Seitenansicht in Fig. 4 von rechts des Drahtführungsorgans und des ersten Werkzeuges, welches sich in der zurückgezogenen Stellung bzw. in der vorgeschobenen Stellung zur Ausbildung des Bogens des vorlaufenden Endabschnittes einer gerade in der Herstellung befindlichen Schraubenfeder nach Fig. 1 bzw. in der zurückgezogenen Stellung befindet;

Fig. 8 die Fig. 4- entsprechende Vorderansicht im Maßstab gemäß Fig. 5 bis 7» wobei sich das zweite Werkzeugpaar und das dritte Werkzeug jeweils in der zurückgezogenen Stellung befinden, während das erste Werkzeug die vorgeschobene Stellung zum Umbiegen des vorlaufenden Endabschnitts an der Wurzel um etwa 90 nach unten befindet;

Fig. 9 die Fig. 8 zugeordnete Seitenansicht entsprechend Fig. 6;

Fig. 10 die Fig. 8 entsprechende Vorderansicht, wobei sich das erste Werkzeug in der zurückgezogenen Stellung befindet, während das zweite Werkzeugpaar und das dritte Werkzeug jeweils die vorgeschobene Stellung zum Draht

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halten bzw. zum Umbiegen des vorlaufenden Endabschnitts an der Wurzel quer zur DrahtVorschubrichtung um etwa 90 einnehmen;

Fig. 11 die Fig. 10 zugeordnete Seitenansicht entsprechend Fig. 5 und 7»

Fig. 12 die Fig. 8 und 10 entsprechende Vorderansicht, wobei das zweite Werkzeugpaar und das dritte Werkzeug jeweils die zurückgezogene Stellung einnehmen, während das erste Werkzeug sich in der vorgeschobenen Stellung zur Windungsbildung befindet;

Fig. 13 die Fig. 12 zugeordnete Seitenansicht entsprechend Fig. 6 und 9;

Fig. 14 die Fig. 12 entsprechende Vorderansicht, jedoch ohne das zweite Werkzeugpaar und ohne das dritte Werkzeug sowie nach Bildung der gewünschten Anzahl von Windungen, also des Schraubenfederkörpers;

Fig. 15 bis 17 jeweils die Fig. 5 bzw. 6 bzw. 7 entsprechende Seitenansicht, wobei die erste Haltevorrichtung für den Schraubenfederkörper wiedergegeben ist und das in Fig. 16 die vorgeschobene Stellung einnehmende erste Werkzeug den Bogen des nachlaufenden Endabschnitts ausbildet, so daß der Schraubenfederkörper zur geöffneten ersten Haltevorrichtung schwenkt, und wobei in Fig. 17 die erste Hal tevorrichtung geschlossen ist und den Schraubenfederkörper im Bereich der vorlaufenden Hälfte umfaßt;

Fig. 18 die Fig. 8, 10, 12 und 14 entsprechende Vorderansicht, jedoch mit gemäß Fig. 17 geschlossener erster Haltevorrichtung und mit nur einem Werkzeug des zweiten Werk

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zeugpaares, welches zum Durchtrennen des Drahtes am Ende des nachlaufenden Endabschnitts bis über die Stellung nach Fig. 10 hinaus vorgeschoben ist;

Fig. 19 die Fig. I5 bis 17 entsprechende Seitenansicht, jedoch ohne das erste Werkzeug, und wobei die zweite Haltevorrichtung für den Schraubenfederkorper dargestellt ist, und zwar geöffnet, während die geschlossene erste Haltevorrichtung abgesenkt ist;

Fig. 20 die Fig. 19 zugeordnete Vorderansicht, jedoch ohne das Drahtführungsorgan;

Fig. 21 die untere Hälfte der Seitenansicht nach Fig. 19» wobei die zweite Haltevorrichtung geschlossen ist und den Schraubenfederkorper im Bereich der nachlaufenden Hälfte umgreift;

Fig. 22 und 23 jeweils die Fig. 20 entsprechende Vorderansicht, jedoch mit gemäß Fig. 21 geschlossener zweiter Haltevorrichtung und mit der vierten Werkzeugeinrichtung vor bzw. nach dem Umbiegen des nachlaufenden Endabschnitts an der Wurzel um etwa 90°; und

Fig. 24· die Fig. I5 bis 17 und 19 entsprechende Seitenansicht ohne erstes Werkzeug, wobei die erste Haltevorrichtung geöffnet ist und die fertige Schraubenfeder freigegeben hat.

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Fig. 1 veranschaulicht eine mit der erfindungsgemäßen Maschine herzustellende Schraubenfeder beispielsweise. Diese Schraubenfeder besteht aus dem eigentlichen Schraubenfederkorper B und je einem ösen- oder hakenartigen Endabschnitt L^ bzw. L2 an dessen beiden Stirnseiten. Der Schraubenfederkorper B weist die gewünschte Anzahl von Windungen e* bis e auf, und die beiden zur Befestigung der Schraubenfeder dienenden Endabschnitte Im sowie Lp sind jeweils mit einem freien Ende a bzw. i, einem Bogen b bzw. h, einem geraden Schenkel c bzw. g und einer Wurzelbiegung d bzw. f versehen. Weiterhin sind die beiden Endabschnitte L^ und L~ jeweils an der Wurzelbiegung d bzw. f in einem Winkel von etwa 90° mit dem Schraubenfederkorper B verbunden, so daß der Endabschnitt L^. bzw. Lp in einer Ebene liegt, welche im wesentlichen senkrecht zur Ebene jeder der Windungen e^ bis e verläuft und die Längsachse des zylindrischen Schraubenfederkörpers B enthält. Dabei erstrecken sich die beiden Ebenen der beiden Endabschnitte L^ und Lp senkrecht zueinander.

Da bei der noch zu schildernden Herstellung der Endabschnitt L^,, der Schraubenfederkorper B und der Endabschnitt Lp nacheinander erzeugt werden, kann von einem vorlaufenden Endabschnitt L^, und von einem nachlaufenden Endabschnitt It^ gesprochen werden.

Erfindungsgemäß lassen sich auch noch zahlreiche andere Arten von Schraubenfedern herstellen. So können im Gegensatz zum Beispiel nach Fig. 1, wobei es sich um eine Schraubenzugfeder handelt, die Windungen e^ bis e_n offen sein, wie bei Schraubendruckfedern der Fall. Ferner können bei den Endabschnitten L^ und L- die geraden Schenkel c und g fehlen und die Endabschnitte L- sowie L- in verschiedenster Weise gestaltet sein, je nach der beabsichtigten Schraubenfederverwendung und -befestigung. Auch können die beiden Ebenen der

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beiden Endabschnitte L_x, und L^ in anderen Winkelstellungen zueinander und zum Schraubenfederkörper B orientiert sein. Weiterhin müssen die Endabschnitte L^, und L~ nicht immer unmittelbar von der benachbarten äußeren Windung e^ bzw. e ausgehen, sondern kann beispielsweise zwischen dem Endabschnitt L^j bzw. Ιΐ£ und der benachbarten äußeren Windung e* bzw. e_n des Schraubenfederkörpers B ein sich diametral erstreckender Querstrebenabschnitt vorgesehen sein, wie bei Schraubenfedern vom sogenannten britischen Typ der Fall.

Gemäß Fig. 2 ist auf einer Stirnplatte der erfindungsgemäßen Maschine ein Drahtführungsorgan 10 befestigt. Nach Figur 3 weist das Drahtführungsorgan 10 einen nach vorne vorragenden Kopf 11 mit der Gestalt einer Zylinderlängshälfte auf. Der Kopf 11 ist mit einer sich in Längsrichtung erstrekkenden Drahtführungsbohrung 12' versehen, welche mit einer Drahtaustrittsöffnung 12 in der vorderen, halbkreisförmigen Stirnfläche 13 des Kopfes 11 mündet, und durch welche hindurch ein Draht W gedrückt werden kann. Der halbzylindrische Kopf 11 weist weiterhin eine im wesentlichen ebene Seitenfläehe 14 auf, um eine Aussparung zur Aufnahme der halbfertigen Schraubenfeder während des Biegens zur Ausbildung des nachlaufenden Endabschnittes L~ zu bilden, wie noch geschildert. Aufgrund seiner halbzylindrischen Gestalt weist der Kopf 11 außerdem eine hintere, halbkreisförmige Stirnfläche 13a auf, die zur vorderen Stirnfläche 13 komplementär ist. Schließlich ist der Kopf 11 mit einer Schrägfläche 15 versehen, welche durch Abschneiden der Ecke zwischen der vorderen Stirnfläche 13 und der Seitenfläche 14 unterhalb der Drahtaustritt soff nung 12 gebildet ist und dazu dient, den Draht W umzulenken, wenn er aus der Drahtaustrittsöffnung 12 herausgedrückt wird und an der Schrägfläche 15 zur Anlage kommt.

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Auf der Rückseite der in Fig. 2 dargestellten Stirnplatte ist eine nicht wiedergegebene Drahtvorschubeinrichtung vorgesehen, welche den Draht W durch die Drahtführungsbohrung 12' des Kopfes 11 schiebt. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Paar von Trommeln oder Walzen handeln, welche in einander entgegengesetzten Umlaufrichtungen angetrieben werden.

Gemäß Fig. 2 und 4 sind um das Drahtführungsorgan 10 herum ein erstes Werkzeug 21, ein zweites Werkzeugpaar 22, 23 und ein drittes Werkzeug 24 angeordnet, und zwar radial beweglich bezüglich der Drahtführungsbohrung 12' des Kopfes 11. Das erste Werkzeug 21 weist eine sich in Längsrichtung erstreckende, geneigte Drahtführungsnut 21a auf, um damit mit dem Draht W zum Biegen desselben zusammen zu wirken, und ist zwischen der zurückgezogenen Stellung gemäß Fig. 4 und der vorgeschobenen Stellung, beispielsweise nach Fig. 6 und 8, senkrecht beweglich, wobei das freie Ende des ersten Werkzeuges 21 sich in der vorgeschobenen Stellung geringfügig unterhalb der Drahtaustrittsöffnung 12 befindet. Wie aus Fig. 5 und 6 ersichtlich, greift das abgeschrägte und genutete Ende des ersten Werkzeugs 21 bei der Abwärtsbewegung aus der zurückgezogenen Stellung gemäß Fig. 5 in. die vorgeschobene Stellung nach Fig. 6 an dem freien Ende des aus der Drahtaustrittsöffnung 12 des Kopfes 11 herausgeschobenen Drahtes W an, um es nach unten zu biegen, so daß das Ende des Drahtes W an der Schrägfläche 15 des Kopfes 11 zur Anlage kommt und abgelenkt wird.

Das zweite Werkzeugpaar besteht aus einem Hauptwerkzeug 22 und einem Komplementärwerkzeug 23· Hauptwerkzeug 22 und Komplementärwerkzeug 23 sind einander gegenüberliegend angeordnet und jeweils zwischen der zurückgezogenen Stellung gemäß Fig. 2 und der vorgeschobenen Stellung nach Fig. 4 radial

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beweglich, so daß der Draht W zwischen einem senkrechten, geraden Endabschnitt 22a des Hauptwerkzeuges 22 und einem senkrechten, geraden Endabschnitt des Komplementärwerkzeuges 25 fest eingeschlossen werden kann. Gemeinsam dienen das Hauptwerkzeug 22 und das Komplementärwerkzeug 23 zum Drahthalten, während das Hauptwerkzeug 22 allein zusätzlich auch noch als Schneidorgan wirkt, um den Draht W zu durchtrennen, wie noch geschildert.

Auch das dritte Werkzeug 24 ist radial beweglich, und zwar zwischen der zurückgezogenen Stellung nach Fig. 2 und der vorgeschobenen Stellung gemäß Fig. 4, um den Draht W mit Hilfe eines quer verlaufenden, geraden Endabschnittes 22b des Hauptwerkzeugs 22 zu biegen, wie besonders deutlich aus Fig. 10 ersichtlich ist. An der Rückseite der in Fig. 2 gezeigten Stirnplatte ist ein nicht wiedergegebener Nechanismus zur Bewegung der Werkzeuge 21 bis 24 in der richtigen zeitlichen Aufeinanderfolge vorgesehen.

Weiterhin zeigt Fig. 2 eine erste Haltevorrichtung 30 zum Umfassen der halbfertigen Schraubenfeder im Bereich der vorlaufenden Hälfte des Schraubenfederkörpers B, eine zweite Haltevorrichtung 40 zum Umgreifen der halbfertigen Schraubenfeder im Bereich der nachlaufenden Hälfte des Schraubenfederkörpers B und eine vierte Werkzeugeinrichtung 5O·

Zunächst sei jedoch das Hervorbringen des vorlaufenden Endab-Schnitts Ly. und des Schraubenfederkö'rpers B der Schraubenfeder gemäß Fig. 1 anhand Fig. 5 bis 14 erläutert.

Wenn das vorlaufende Ende des vorwärts gedrückten Drahtes W aus dem Kopf 11 heraustritt, dann wird das erste Werkzeug 21 im entsprechenden zeitlichen Verhältnis von der zurückgezogenen Stellung gemäß Fig. 5 in die vorgeschobene Stellung nach Fig. 6 abgesenkt, in welcher das Drahtende mit der schrägen

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Drahtführungsnut 21a in Eingriff kommt, um nach unten gebogen zu werden und den vorlaufenden Bogen b zu bilden, wobei das Drahtende an der Schrägfläche 15 des Kopfes 11 zur Anlage kommt, um abgelenkt zu werden. Wird dann das erste Werkzeug 21 zurückgezogen, so bildet der laufend weiter herausgedrückte Draht W den geraden Schenkel c, wie aus Fig. 7 ersichtlich.

Sobald der Schenkel c die erforderliche Länge erreicht hat, wird das erste Werkzeug 21 wieder abgesenkt, um den Draht W bezüglich des Drahtführungsorgans 10 nach unten zu biegen und um etwa 90 umzubiegen, so daß sich die Wurzelbiegung d des vorlaufenden Endabschnitts L^ ergibt, wie aus Fig. 8 und 9 hervorgeht. Sofort nach der Ausbildung dieser Wurzelbiegung d von 90° wird das erste Werkzeug 21 wiederum zurückgezogen und werden das Hauptwerkzeug 22 sowie das Komplementärwerkzeug 23 vorgeschoben, um den Draht W zwischen dem senkrechten, geraden Endabschnitt 22a des Hauptwerkzeuges 22 und demjenigen des Komplementärwerkzeuges 23 fest zu fassen. Wird nunmehr das dritte Werkzeug 24- vorgeschoben, dann hat dieses ein Umbiegen des Endabschnittes L^ an der Wurzelbiegung d zur Folge, und zwar quer zum Drahtführungsorgan 10, so daß die Ebene dieses Endabschnittes L^ sich senkrecht zur Ebene der zu erzeugenden Windungen e* bis e erstreckt. Im Gegensatz zu den Werkzeugen 21 bis 23 erfolgt die radiale Bewegung des dritten Werkzeuges 24 entlang einer exzentrischen Bahn, so daß das freie Ende des dritten Werkzeuges 24- in der versetzten Art und Weise mit dem quer verlaufenden, geraden Endabschnitt 22b des Hauptwerkzeuges 22 zusammenwirkt, wie aus Fig. 10 zu entnehmen ist. Trotz der starken Verbiegung des dicken Drahtes W um einen großen Winkel von beispielsweise 90° in derjenigen Richtung, welche für ein Brechen der dünnen Metallwandung zwischen der Drahtführungsbohrung 12' und der ebenen Seitenfläche 14 des

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Kopfes 11 besonders gefährlich ist, wird also das Drahtführungsorgan 10 vor einem Bruch geschützt.

Anschließend werden die Werkzeuge 22 bis 24 zurückgezogen und das erste Werkzeug 21 wiederum vorgeschoben, wie Fig.12 und 13 zeigen, um mit der Ausbildung der Windungen e^ bis e_n des Schraubenfederkörpers B zu beginnen. Wie Fig. 14 veranschaulicht, wird die erforderliche Anzahl von Windungen e* bis e_Q dadurch hervorgebracht, daß man das erste Werkzeug 21 über eine bestimmte Zeitspanne in der vorgeschobenen Stellung hält, welche neben der Windungszahl von der Drahtvorschubgeschwindigkeit abhängt.

Gemäß Fig. 15 ergibt der kontinuierlich aus dem Kopf 11 austretende Draht W nach dem Zurückziehen des ersten Werkzeugs 21 den geraden Schenkel g des nachlaufenden Endabschnitts Lp der Schraubenfeder gemäß Fig. 1. Die Wurzelbiegung f ist noch nicht hervorgebracht.

Die erste, obere Haltevorrichtung 30 weist einen oberen Arm 31 mit einem freien Ende 32 und einem unteren Arm 33 niit einem freien Ende 34 auf. Die beiden freien Enden 32 und 34 sind jeweils so ausgebildet, daß sie gemeinsam die vorlaufende Hälfte des Schraubenfederkörpers B genau umfassen können, wie Fig. 16 und 17 verdeutlichen.

Wird gemäß Fig. 16 das erste Werkzeug 21 wiederum abgesenkt, um den Bogen h des nachlaufenden Endabschnittes I^ zu bilden, dann wird der Schraubenfederkörper B in einer halbkreisförmigen Ausnehmung des freien Endes 32 des oberen Armes 3I aufgenommen. Wenn das erste Werkzeug 21 anschließend zurückgezogen wird, dann verschwenkt der untere Arm 33 gleichzeitig auf einer am Maschinenrahmen vorgesehenen Achse 35* um im Zusammenwirken mit dem oberen Arm 31 den Schraubenfederkörper B fest

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zu umgreifen, wie aus Pig. 17 besonders deutlich hervorgeht.

Während die erste Haltevorrichtung 30 den Schraubenfederkörper B im Bereich der vorlaufenden Hälfte umfaßt hält, wird das Hauptwerkzeug 22 vorgeschoben, und zwar gemäß Fig. 18 bis über diejenige Stellung hinaus, in welcher es im Zusammenwirken mit dem Komplementärwerkzeug 23 den Draht W hält, wie oben erläutert. Dadurch wird der Draht W am nachlaufenden Ende i des Bogens h durchtrennt.

Gemäß Fig. 17 und 19 weist die untere, zweite Haltevorrichtung 40 für den Schraubenfederkörper B ein am Maschinenrahmen befestigtes, stationäres Halteglied 4-1 mit halbkreisförmiger Ausnehmung und ein bewegliches Halteglied 4-2 mit halbkreisförmiger Ausnehmung auf, welches auf einer am Maschinenrahmen vorgesehenen Achse 43 drehbar gelagert und mittels einer bei 44 angelenkten Antriebsstange 45 verschwenkbar ist.

Gemäß Fig. 19 und 20 wird nach dem Durchtrennen des Drahtes W unter Bildung des freien Endes i des nachlaufenden Endabschnittes Lp die obere, erste Haltevorrichtung 30 zusammen mit dem davon im Bereich der vorlaufenden Hälfte umfaßten Schraubenfederkörper B in die untere Stellung geschwenkt, so daß die nachlaufende Hälfte des Schraubenfederkörpers B in der halbkreisförmigen Ausnehmung des stationären Haltegliedes 41 zur Auflage kommen kann, welches am besten aus Fig.17 hervorgeht. Anschließend wird das bewegliche Halteglied 42 in die Stellung nach Fig. 21 und 22 geschwenkt, so daß die nachlaufende, in Fig. 22 linke Hälfte des Schraubenfederkörpers B von den beiden Haltegliedern 41 und 42 der zweiten, unteren Haltevorrichtung 40 umschlossen und gehalten ist, während die vorlaufende, in Fig. 22 rechte Hälfte des Schraubenfederkörpers B von den beiden Armen 3I und 33 der ersten, oberen Haltevorrichtung 30 umschlossen und gehalten ist.

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Der vorlaufende Endabschnitt L* mit dem freien Ende a, dem Bogen b, dem geraden Schenkel c und der Wurzelbiegung d erstreckt sich in Schraubenfederlängerichtung, also in Fig. nach rechts, während sich der nachlaufende Endabschnitt L₂ mit dem freien Ende i, dem Bogen h und dem geraden Schenkel g radial zum Schraubenfederkörper B erstreckt, also in Fig. 22 nach unten.

Während der Schraubenfederkörper B auf diese Art und Weise festgehalten ist, wird der nachlaufende Endabschnitt L₂ gemaß Fig. 22 und 23 um etwa 90° abgebogen, so daß sich die Wurzelbiegung f ergibt.

Die vierte Werkzeugeinrichtung 50 weist ein stationäres Hilfswerkzeug 51 mit einem spitzen freien Ende auf, welches nach unten gerichtet und neben dem nach unten ragenden, nachlaufenden Endabschnitt L₂ angeordnet ist, und zwar dort, wo die Wurzelbiegung f hervorzubringen ist. Unterhalb des Hilfewerkzeuges 51 ist ein bewegliches Hauptwerkzeug 52 mit einem nach oben gerichteten, spitzen freien Ende, einer ersten Rückenfläche 53 und einer ersten Vorderläche 54 vorgesehen, welches aus der zurückgezogenen Stellung nach Fig. 22 nach oben gedruckt werden kann. Dabei ist es mit der ersten Bückenfläche 53 und der ersten Vorderfläche 54- zwischen einer Stützwand an der Stirnplatte der Maschine und einer daran drehbar gelagerten Bolle oder Walze 55 geführt, um zwisehen den Bogen h des nachlaufenden Endabschnitts L₂ und das Halteglied 42 zu gelangen.

Das bewegliche Hauptwerkzeug 52 weist weiterhin eine zweite Bückenfläche 56 und eine zweite Vorderfläche 57 auf, welche jeweils gegenüber der ersten Bückenfläche 53 bzw. der ersten Vorderfläche 54 um einen gewissen Winkel geneigt sind und

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bei der AufwärtBbewegung des beweglichen Hauptwerkzeuges 52 nach der ersten Rückenfläche 53 und der ersten Vorderfläche 54 mit der Stützwand bzw. der Rolle oder Walze 55 zusammenwirken, so daß sich das spitze freie Ende des beweglichen Hauptwerkzeuges 52 in diejenige Richtung bewegt, welche zum Abbiegen des nachlaufenden Endabschnittes L~ unter Ausbildung der Wurzelbiegung f im Zusammenwirken mit dem stationären Hilfswerkzeug 51 erforderlich ist, wie Fig. 23 veranschaulicht.

Fig. 19 läßt ohne weiteres erkennen, daß nach dem Abtrennen des nachlaufenden Endabschnittes Lp vom Draht W mit der Herstellung der nächsten Schraubenfeder begonnen werden kann und die ersten Herstellungsschritte bereits erfolgen können, während an der vorherigen Schraubenfeder noch der nachlaufende Endabschnitt L~ abgebogen wird.

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Leerseite

Claims

GEYER, HAGEMANN & PARTNER

>esii>ii< hesslr.ilse M) ■ Postfach 4O074^r) R(XX) München 40 lelelon OR¹)· M) 40 7 Γ Telex WHi I ih hai^e d tellurum h.ij;e\ p.ilent Telekopicrer 089 104071

ASAHI-SEIKI MANUFACTURING München, den

CO., LTD. 28. November 1979

Owariasahi City / Japan Dr.G/10/li

u. Z.: Pat 138/1-79M

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Patentansprüche

1 .J Maschine zur Herstellung von Schraubenzug-, Schraubendruck- oder Schraubentorsionsfedern aus Draht mit einem mehrere Windungen umfassenden Schraubenfederkörper und an dessen beiden Stirnseiten vorgesehenen Endabschnitten zur Schraubenfederbefestigung, wobei ein Drahtführungsorgan mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden Drahtführungsbohrung und mit einer seitlichen Aussparung zur Aufnahme des Schraubenfederkörpers während der Ausbildung des nachlaufenden Endabschnitts sowie ein zwischen einer zurückgezogenen und einer vorgeschobenen Stellung radial bewegliches Werkzeug mit abgeschrägtem freien Ende vorgesehen sind, welches in der vorgeschobenen Stellung mit dem abgeschrägten freien Ende an dem aus der Drahtführungsbohrung austretenden Draht zum Biegen und zur Windungsbildung angreift, gekennzeichnet durch

a) ein zweites Werkzeugpaar (22 und 23), wobei die beiden Werkzeuge (22 und 23) einander gegenüberliegen und jeweils zwischen einer zurückgezogenen und einer vorgeschobenen Stellung radial beweglich sind, in

welcher sie mit den freien Enden den Draht (W) dicht vor der Drahtaustrittsöffnung (12) des Drahtführungsorgans (10) fest halten;

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b) ein drittes Werkzeug (24-), welches zwischen einer zurückgezogenen und einer vorgeschobenen Stellung entlang einer exzentrisch versetzten Bahn radial beweglich ist, so daß es mit dem freien Ende an dem zuvor gebildeten, vorlaufenden Endabschnitt (L^) im Bereich der Drahteinspannung im zweiten Werkzeugpaar (22 und 2⁷O angreift und bei weiterem Vorschub eine großwinklige Biegung zwischen dem vorlaufenden Endabschnitt (L^) und der zu bildenden, benachbarten äußeren Windung (e^,) des Schraubenfederkörpers (B) hervorbringt;

c) eine erste Haltevorrichtung (?0) für den Schraubenfederkörper (B) auf der Seite des Drahtführungsorgans (10), wo sich dessen Aussparung befindet, in welche der Schraubenfederkörper (B) bei der Ausbildung des nachlaufenden Endabschnitte (Lp) durch das erste Werkzeug (21) gelangt, und welche zum Halten des Schraubenfederkorpers (B) im Bereich der vorlaufenden Hälfte dient, so daß das Abtrennen der halbfertigen Schraubenfeder vom Draht (W) unter Ausbildung des freien Endes (i) des nachlaufenden Endabschnitts (Lp) erleichtert ist;

d) eine zweite Haltevorrichtung (40) für den Schraubenfederkörper (B), welche zur Aufnahme der nachlaufenden Hälfte desselben und zum Halten des Schraubenfederkorpers (B) zusammen mit der ersten Haltevorrichtung (30) neben letzterer angeordnet ist; und

e) eine vierte Werkzeugeinrichtung (50) zur Ausbildung einer großwinkligen Biegung zwischen dem nachlaufenden Endabschnitt (Lp) und der benachbarten äußeren Windung (e_n) des Schraubenfederkorpers (B) im Zusammenwirken mit der zweiten Haltevorrichtung (40).

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2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß beim zweiten Werkzeugpaar (22 und 23) ein Werkzeug; (22) am freien Ende einen senkrechten Abschnitt (22a) zum festen Einspannen des Drahtes (W) im Zusammenwirken mit einem senkrechten Abschnitt am freien Ende des anderen Werkzeugs (23) und einen querverlaufenden Abschnitt (22b) zur Ausbildung der großwinkligen Biegung zwischen dem vorlaufenden Endabschnitt (L.) und der zu bildenden, benachbarten äußeren Windung (e^) des Schraubenfederkörpers (B) im Zusammenwirken mit dem spitzen freien Ende des dritten Werkzeugs (24) aufweist.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß beim zweiten Werkzeugpaar (22 und 23) ein Werkzeug (22) am freien Ende eine Schneide aufweist und bis über die zum Zusammenwirken mit dem anderen Werkzeug (23) vorgesehene vorgeschobene Stellung zum Abtrennen der halbfertigen Schraubenfeder vom Draht (W) beweglich ist.
4. Maschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Haltevorrichtung (30) für den Schraubenfederkömer (B) zwei Arme (3I und 33) aufweist, welche jeweils drehbar gelagert, am freien Ende (32 bzw. 3*0 niit einer halbkreisförmigen Ausnehmung versehen und derart schwenkbar sind, daß ein Arm (3Ό mit dem freien Ende (32) den Schraubenf ederkörper (B) bei der Ausbildung des nachlaufenden Endab-Schnitts (Lp) aufnimmt und der andere Arm (33) dann verschwenkt werden kann, so daß die vorlaufende Hälfte des Schrpubenfederkörpers (B) zwischen den beiden freien Enden (32 und 34) der beiden Arme (31 und 33) eingeschlossen ist.
5· Maschine nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die beiden Arme (31 und 33) nach Abtrennen der halbfertigen Schraubenfeder vom Draht (W) gemeinsam und zusammen mit dem ergriffenen Schraubenfederkörper (B)

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nach unten schwenkbar sind, so daß der Schraubenfederkörper (B) zur zweiten Haltevorrichtung (40) gelangt.
6. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite HaI-tevorrichtung (40) ein stationäres Halteglied (41) mit halbkreisförmiger Ausnehmung und ein zwischen einer rückwärtigen und einer vorderen Stellung bewegliches Halteglied (42) mit halbkreisförmiger Ausnehmung aufweist, welches in der vorderen Stellung den Schraubenfederkörper (B) im Bereich der nachlaufenden Hälfte im Zusammenwirken mit dem stationären Halteglied (41) umfaßt.
7. Maschine nach Anspruch 6 in Verbindung mit Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet , daß das stationäre Halteglied (41) derart angeordnet ist, daß die halbkreisförmige Ausnehmung die nachlaufende Hälfte des von der ersten Haltevorrichtung (30) im Bereich der vorlaufenden Hälfte gehaltenen und auf die zweite Haltevorrichtung (40) zu geschwenkten Schraubenfederkörpers (B) aufnimmt.
8. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet , daß die vierte Werkzeugeinrichtung (50) ein stationäres Werkzeug (5Ό mit spitzem freien Ende und ein bewegliches Werkzeug (52) mit spitzem freien Ende aufweist, wobei das stationäre Werkzeug (5Ό bezüglich der zweiten Haltevorrichtung (40) so angeordnet ist, daß das spitze freie Ende sich neben der Biegestelle des nachlaufenden Endabschnitts (L~) befindet, während das spitze freie Ende des beweglichen Werkzeugs (52) auf das spitze freie Ende des stationären Werkzeugs (5Ό gerichtet ist, so daß beim Vorschub des beweglichen Werkzeugs (52) das freie spitze Ende an dem nachlaufenden Endabschnitt (L₂) zur Anlage kommt und ihn an der Biegestelle im Zusammenwirken mit dem stationären Werkzeug (5Ό umbiegt.

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9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das bewegliche Werkzeug (52) als Stange ausgebildet ist, welche derart vorschiebbar ist, daß das spitze freie Ende sich zunächst auf das spitze freie Ende des stationären Werkzeugs (5Ό zu bewegt und zwischen den nachlaufenden Endabschnitt (Lp) und die zweite Haltevorrichtung (40) gelangt, um dann plötzlich die Richtung zu ändern und den nachlaufenden Endabschnitt (Lp) an der Biegestelle um das spitze freie Ende des stationären Werkzeugs (5Ό ^als Knickpunkt abzubiegen.

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