DE3620148A1 - Schneideverfahren zur anwendung bei der herstellung von schraubenfedern durch kaltverformung eines dicken hochfesten drahtes - Google Patents
Schneideverfahren zur anwendung bei der herstellung von schraubenfedern durch kaltverformung eines dicken hochfesten drahtesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Schneideverfahren zur Anwendung
bei der Herstellung von Schraubenfedern durch
Kaltverformung eines dicken hochfesten Drahtes, der
kontinuierlich einer Wickelmaschine zugeführt wird,
zu einer schraubenförmigen Wendel und Schneiden des
dicken hochfesten Drahtes an der letzten Wicklung der
schraubenförmigen Wendel.
Aus der US-PS 44 07 683 ist ein Verfahren zur Herstellung
stark kaltverformbarer, hochfester Federdrähte mit einer
Zugfestigkeit von 1471 N/mm2 oder darüber bekannt, bei dem
ein Draht dadurch gehärtet wird, daß er mit hoher Geschwindigkeit
von einer Induktionsheizung oder dergleichen erwärmt
und anschließend abgeschreckt wird, der gehärtete
Draht danach durch eine Induktionsheizung oder dergleichen
mit hoher Geschwindigkeit für eine kurze Zeit von 60 s
oder weniger auf eine vorbestimmte Temperatur im Bereich
von 300 bis 600°C erwärmt wird und der gehärtete und erwärmte
Draht danach abgekühlt wird, während der Draht dem
Härtungsprozeß kontinuierlich zugeführt wird.
Weiterhin ist aus der US-PS 43 36 081 ein Verfahren zur Herstellung
einer hochfesten Feder mit herausragenden Federeigenschaften
bekannt, bei dem der hochfeste Federdraht, der
mit dem obenbeschriebenen Verfahren hergestellt worden ist,
kalt zu einer schraubenförmigen Feder geformt wird, und
die schraubenförmige Feder danach für eine vorbestimmte
Zeit in einem elektrischen Ofen oder dergleichen bei einer
vorbestimmten Temperatur im Bereich von 300 bis 500°C gehalten
wird.
Dicke hochfeste Federdrähte, die nach dem in der US-PS
44 07 683 offenbarten Verfahren hergestellt worden sind,
haben in den meisten Fällen einen Durchmesser im Bereich
von 8 bis 16 mm und eine Zugfestigkeit im Bereich von 1765
bis 2157 N/mm2 und werden als Tragfedern für Fahrzeuge verwendet.
Bei der Herstellung einer schraubenförmigen Feder
nach der US-PS 43 36 081 unter Verwendung des dicken hochfesten
Federdrahtes, der mit dem Verfahren nach der US-PS
44 07 683 hergestellt worden ist, wird der Federdraht kalt
zu einer schraubenförmigen Wendel geformt und an der letzten
Wicklung der schraubenförmigen Wendel abgeschnitten, um eine
Schraubenfeder zu liefern. Dieses bekannte Verfahren zum
Kaltverformen und Schneiden des Federdrahtes soll unter Bezugnahme
auf Fig. 1 im folgenden kurz beschrieben werden.
In Fig. 1 sind ein Zuführgestell 1 und eine Wickelmaschine
CM dargestellt. Die Wickelmaschine CM umfaßt als Hauptbestandteile
Zuführrollen 2, eine Drahtführung 3, Wickelrollen
4 a und 4 b, eine Steigungseinstelleinrichtung 5, einen Schneidedorn
6 und einen Schneidestahl 7. Eine Rolle aus dickem
hochfesten Draht W wird in das Zuführgestell 1 gehängt. Der
dicke hochfeste Draht W wird durch die Zuführrollen 2 aus
dem Zuführgestell 1 gezogen, läuft durch die Drahtführung 3
und wird nacheinander gegen die Wickelrollen 4 a und 4 b gedrückt.
Die Wickelrollen 4 a und 4 b lenken den Draht W aus
seiner ursprünglichen Vorschubrichtung ab, so daß dieser um
den Schneidedorn 6 gebogen wird, während die Steigungseinstelleinrichtung
5 die Schraubensteigung der Wicklungen des
Drahtes W so reguliert, daß die Wicklungen mit einer vorbestimmten
Schraubensteigung geformt werden. Auf diese Weise
wird eine vorbestimmte Anzahl von Wicklungen um den Schneidedorn
6 herum gebildet. Sobald die Bildung einer vorbestimmten
Zahl von Wicklungen des Drahtes W abgeschlossen ist, wird die
Drahtzufuhr zeitweise unterbrochen. Während die Drahtzufuhr
unterbrochen ist, wird der Draht W durch Abkneifen einer
Stelle in der letzten Wicklung zwischen dem stationären Schneidedorn
6 und dem vertikal beweglichen Schneidestahl 7 an der
letzten Wicklung abgeschnitten, um die fertigen Wicklungen
des Drahtes W vom restlichen Draht abzutrennen. Auf diese
Weise ist eine Schraubenfeder entstanden.
Das Abschneiden des Drahtes W an der letzten Wicklung erfordert
eine sehr große Schneidekraft, wenn der Draht W
einen großen Durchmesser und eine hohe Festigkeit besitzt.
Die Schneidekraft, die z. B. zum Schneiden eines Drahtes mit
einem Durchmesser von 14,0 mm und einer Zugfestigkeit von
2010 N/mm2 erforderlich ist, beträgt
Da der Schneidedorn 6 und der Schneidestahl 7 eine so große
Kraft auf einen Draht mit 14,00 mm Durchmesser ausüben müssen,
wird die Schneide des Schneidestahls 7 eingekerbt oder der
Schneidedorn 6 und der Schneidestahl 7 sehr oft zerbrochen,
selbst dann, wenn Material und Härte des Schneidedorns 6 und
des Schneidestahls 7 geeignet gewählt werden. Die Lebensdauer
des Schneidedorns 6 und des Schneidestahls 7 ist daher
nur sehr kurz. Der Anteil der Unterhaltungskosten einschließlich
der Kosten für diese Bauteile an den Herstellungskosten
der Schraubenfeder ist daher sehr groß.
Da das kalte Verformen eines dicken Drahtes schwierig ist,
ist allgemeiner Stand der Technik, Schraubenfedern herzustellen,
indem man einen heißen Draht zu einer schraubenförmigen Wendel formt, die schraubenförmige Wendel vom Draht
abschneidet und die schraubenförmige Wendel einer Wärmebehandlung
unterwirft, um eine Schraubenfeder mit den gewünschten
mechanischen Eigenschaften herzustellen. Die Erfindung, die
in der US-PS 44 07 683 offenbart ist, hat diesen Stand der
Technik und damit die Schwierigkeiten beim Kaltformen von
Schraubenfedern überwunden. Die Erfindung brachte jedoch die
obengenannten neuen Schwierigkeiten beim Abschneiden der
letzten Wicklung der schraubenförmigen Wendel mit sich.
Es gibt bisher keinen bekannten Stand der Technik, der ein
Verfahren zum Schneiden eines dicken hochfesten Drahtes an
der letzten Wicklung von nach der US-PS 44 07 683 hergestellten
Schraubenfedern auch nur nahelegt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes
Verfahren zur Verfügung zu stellen, ohne dabei den
Schneidedorn und den Schneidestahl der Wickelmaschine zu
hohen Schneidekräften auszusetzen, und damit deren Lebensdauer
beträchlich zu verlängern. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, ein Schneideverfahren zur Verfügung
zu stellen, bei dem die mechanischen Eigenschaften der danach
hergestellten Schraubenfeder nicht im mindesten beeinträchtigt
werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein gattungsgemäßes
Verfahren gelöst, das folgende Schritte umfaßt: Unterbrechen
der Drahtzufuhr für einen vorbestimmten Zeitraum, sofort
nachdem die schraubenförmige Wendel in der Wickelmaschine
hergestellt worden ist; Erwärmen eines Teilstücks des Drahtes
auf einer vorbestimmten Länge mit einer Heizeinrichtung zum
Erwärmen des Drahtes mit hoher Geschwindigkeit auf eine vorbestimmte
Temperatur im Bereich zwischen 400 und 750°C innerhalb
des vorbestimmten Zeitraumes, in dem die Drahtzufuhr
unterbrochen ist, wobei sich das Teilstück des Drahtes an
einer Stelle des Drahtdurchgangs durch die Wickelmaschine
befindet, die in einer Entfernung vor der Schneideeinrichtung
der Wickelmaschine liegt, die der Drahtlänge in der schraubenförmigen
Wendel entspricht; und Schneiden des Drahtes praktisch
in der Mitte des erwärmten Teilstücks.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 den Aufriß einer Schraubenfederformungsstrecke
zur Ausführung des herkömmlichen
Schneideverfahrens;
Fig. 2 den Aufriß einer Schraubenfederformungsstrecke
zum Ausführen des erfindungsgemäßen
Schneideverfahrens; und
Fig. 3a und 3b Zeichnungen, die die Temperaturverteilung
in dem erwärmten Teilstück des Drahtes nach
Abschluß der Erwärmung bzw. den Effekt der
Wärmeleitung im erwärmten Teilstück zeigen.
Das erfindungsgemäße Schneideverfahren wird im folgenden unter
Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.
In Fig. 2 sind ein Zuführgestell 1 und eine Wickelmaschine CM
dargestellt. Die Wickelmaschine CM umfaßt, ähnlich wie die
Wickelmaschine, die bei der herkömmlichen Schraubenfederformungsstrecke
verwendet wird, eine Reihe von Zuführrollen
2, eine Drahtführung 3, Wickelrollen 4 a und 4 b, eine Steigungseinstelleinrichtung
5, einen Schneidedorn 6 und einen Schneidestahl
7. Erfindungsgemäß ist im Weg des Drahtes durch die
Wickelmaschine CM eine Induktionsheizspule 8 als Einrichtung
zum Erwärmen des Drahtes mit einer hohen Aufheizgeschwindigkeit
angeordnet. Die Induktionsheizspule 8 ist mit einem Hochfrequenznetzteil
E verbunden, das in der Lage ist, Strom eines
festgelegten Pegels und einer festgelegten Frequenz zu
liefern. Die Induktionsheizspule 8 ist in beide Richtungen
entlang des Drahtweges bewegbar, weil die Stellung der Induktionsheizspule
8 entsprechend der Länge des Drahtes in
einer zu formenden Schraubenfeder eingestellt werden muß.
Die Stellung der Induktionsheizspule 8 wird vor dem Start
des Schraubenfederformungsprozesses so eingestellt, daß
die Mitte der Induktionsheizspule 8 sich an einer Stelle
des Drahtweges befindet, die von der Stellung des Schneidestahls
7 so weit entfernt ist, wie der Länge des Drahtes W
in der zu formenden Schraubenfeder entspricht. Vorzugsweise
ist die Spulenlänge der Induktionsheizspule 8 in der Größenordnung
von 50 bis 60 mm. Die Bedeutung einer solchen Beschränkung
der Spulenlänge wird bei der Beschreibung der
Funktion der Induktionsheizspule in Bezug auf die Funktionen
der restlichen Bestandteile noch deutlich werden.
Nachdem der Draht W zu einer vorbestimmten Schraubenwendel
gewickelt worden ist, wird die Drahtzufuhr zur Wickelmaschine
CM zeitweise unterbrochen, um den Draht W an der letzten
Wicklung der schraubenförmigen Wendel durch die zusammenwirkende
Schneidewirkung des Schneidedorns 6 und des Schneidestahls
7 geschnitten. Hinsichtlich der Produktivität liegt
die bevorzugte Unterbrechungsdauer der Drahtzufuhr und damit
auch die Dauer der Stromzufuhr zur Induktionsheizspule 8 im
Bereich von 1 bis 2 s.
Die Stromversorgungskapazität des Hochfrequenznetzteils E
wird so festgelegt, daß die Induktionsheizspule 8 den stillstehenden
Draht W während der Dauer der Stromzufuhr so weit
erwärmen kann, daß die Oberflächentemperatur eines Teilstücks
des Drahtes W auf einer Länge, die der Spulenlänge entspricht,
bis auf eine Temperatur im Bereich zwischen 450 und 750°C angehoben
wird, und daß sie den Draht W auch so weit erwärmen
kann, daß die mittlere Temperatur in einem Querschnitt
des erwärmten Teilstücks des Drahtes W im Bereich
von 400 bis 700°C liegt, wenn das erwärmte Teilstück
des Drahtes W nach dem Erwärmen zur Schneideposition
weiterbewegt wird. D. h., daß ein Teilstück des Drahtes W
so weit erwärmt wird, daß die Wärme, die an das erwärmte
Teilstück des Drahtes W abgegeben wird, durch Wärmeleitung
von der Oberfläche zum Zentrum des Drahtes W übertragen
wird, so daß die Temperatur eines Querschnitts im erwärmten
Teilstück des Drahtes W im Bereich von 400 bis 700°C liegt,
während das erwärmte Teilstück vorwärts bewegt und verformt
wird, um die letzte Wicklung einer Schraubenfeder zu bilden.
Die niedrigere Grenze der Oberflächentemperatur und niedrigere
Grenze der mittleren Temperatur eines Querschnitts des erwärmten
Teilstücks des Drahtes W, das von der Induktionsheizspule
8 erwärmt worden ist, wird auf 450°C bzw. 400°C festgelegt,
weil die Zugfestigkeit des erwärmten Teilstücks des Drahtes
W im Moment des Schneidens nicht wirksam vermindert ist und
daher eine große Schneidekraft zum Schneiden des Drahtes W
erforderlich ist, wenn die Oberflächentemperatur und die
mittlere Temperatur unterhalb der jeweiligen unteren Grenzen
liegen. Der Draht kann leicht geschnitten werden, wenn der
Draht W in der vorbestimmten Heizdauer (1 bis 2 s) durch
eine große Stromzufuhr zur Induktionsheizspule 8 auf eine
Oberflächentemperatur über 750°C erwärmt wird und die mittlere
Temperatur eines Querschnitts des erwärmten Teilstück des
Drahtes bis zum Moment des Schneidens auf einer Temperatur
über 700°C gehalten wird. Es ist jedoch möglich, daß ein
Teilstück des Drahtes W zur Ausbildung der effektiven Wicklungen
einer Schraubenfeder durch Wärmeleitung ungünstig erwärmt
wird, wenn der Draht W auf eine übertrieben hohe Temperatur
erwärmt wird. Daher wird als obere Grenze der Oberflächentemperatur und als obere Grenze der mittleren Temperatur
eines Querschnitts des erwärmten Teilstücks des
Drahtes W eine Temperatur von 750°C bzw. 700°C gewählt.
Das Erwärmen des Drahtes W auf eine übertrieben hohe Temperatur
verschlechtert die mechanischen Eigenschaften der
Schraubenfeder, die aus dem übermäßig erwärmten Draht geformt
wird. Wenn der Induktionsheizspule 8 ein kleiner
Strom mit vergleichsweise hoher Frequenz zugeführt wird,
um den Draht W auf eine Oberflächentemperatur oberhalb
750°C zu erwärmen, ist so ein geringer Strom nicht in der
Lage, genügend Wärme abzugeben, um die Zugfestigkeit des
erwärmten Teilstücks des Drahtes im Moment des Schneidens
in wünschenswertem Ausmaß zu verringern, und daher ist eine
große Schneidekraft zum Schneiden des erwärmten Teilstücks
des Drahtes notwendig.
Wenn ein dicker hochfester Draht, hergestellt nach dem Verfahren
aus der US-PS 43 36 081, so weit erwärmt wird, daß die
mittlere Temperatur eines Querschnitts im erwärmten Teilstück
zum Zeitpunkt des Schneidens im Bereich von 400 bis
700°C liegt, ist die Zugfestigkeit des erwärmten Teilstücks
annähernd auf die Hälfte der ursprünglichen Zugfestigkeit
des Drahtes reduziert.
Die Stromkapazität des Hochfrequenznetzteils E wird unter
Berücksichtigung des Bereichs von Drahtdurchmessern, die auf
der Wickelmaschine geformt werden sollen, des Zeitintervalls
zwischen dem Abschluß der Erwärmung und dem Schneiden und
der Geschwindigkeit der Wärmeleitung in den Drähten gewählt,
um der Induktionsheizspule einen angemessenen Strom zu liefern,
so daß die gesamte Querschnittsfläche im erwärmten Teilstück
des Drahtes auf eine Temperatur erwärmt wird, die eine Reduzierung
der Zugfestigkeit des erwärmten Teilstückes in
einem Ausmaß ermöglicht, das das Schneiden des erwärmten
Teilstücks erleichtert und das die mechanischen
Eigenschaften der Schraubenfeder, die aus dem Draht geformt
wird, nicht nachteilig beeinflußt, wobei die Induktionsheizspule
in der Lage sein muß, den Draht in einer kurzen Aufheizzeit,
wie z. B. einer Zeit im Bereich von 1 bis 2 s,
auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen. Üblicherweise
liegt die Ausgangsfrequenz des Hochfrequenznetzteils E im
Bereich von 3 bis 20 kHz, und die Ausgangsleistung des Hochfrequenznetzteils
E wird gemäß den entsprechenden Bedingungen
reguliert.
Um konkret zu werden: Beim Formen einer Schraubenfeder mit
einer Drahtlänge von 2500 mm aus einem Draht W mit einem
Durchmesser von 15,1 mm durch Erwärmen eines Teilstücks des
Drahtes W mit einer Länge von 60 mm (Spulenlänge der Induktionsheizspule
8) auf eine Oberflächentemperatur von
750°C in 2 Sek. und durch Schneiden des Drahtes W in dem
erwärmten Teilstück 6 s nach Abschluß der Erwärmung,
wenn die Temperatur der gesamten Querschnittsfläche im erwärmten
Teilstück bei 600°C liegt, beträgt der Strom, der
an die Induktionsheizspule 8 geliefert werden muß, 16 kW,
die Stromflußdichte 0,5 kW/cm2 und die Betriebsfrequenz
17 kHz. Daher sind die angegebene Frequenz und 20 kW Ausgangsleistung
für die Durchführung einer solchen Wickelvorganges
geeignet.
Die vorliegende Erfindung weist ein weiteres Merkmal auf,
um der Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften der
Schraubenfedern, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
geformt werden, vorzubeugen; die Länge des erwärmten Teilstücks,
d. h. die Spulenlänge der Induktionsheizspule 8,
wird zu diesem Zweck entsprechend gewählt. Da der mittlere
Federdurchmesser D von Schraubenfedern, die durch das
Wickeln von Drähten mit einem Drahtdurchmesser im Bereich
von 8 bis 16 mm geformt werden, mindestens 50 mm beträgt,
gilt folgende Formel, wenn die Drahtlänge in der letzten
Wicklung zwei Drittel des mittleren Federumfangs π D ausmacht:
ℓ = π D × 2/3 = 104.7 mm ≈ 105 mm. Die Länge des Drahtes
in der letzten Wicklung solcher Schraubenfedern beträgt
also 105 mm oder mehr. Da die Induktionsheizspule 8 so
angebracht ist, daß die Mitte der Induktionsheizspule 8
sich an einer Stelle des Drahtweges befindet, die praktisch
in einer Entfernung vor dem Schneidestahl 7 liegt, die der
Drahtlänge in einer zu formenden Schraubenfeder entspricht,
wird der Draht praktisch in der Mitte des von der Induktionsheizspule
8 erwärmten Teilstücks geschnitten, und, wenn die
Spulenlänge der Induktionsheizspule 8 im Bereich von 50 bis
60 mm liegt, ist die Länge des erwärmten Teilstücks in einer
Schraubenfeder, nachdem diese vom Draht abgetrennt ist, im
Bereich von 25 bis 30 mm. Demgemäß ist die Länge des erwärmten
Teilstücks in der Schraubenfeder nur ein Drittel
bis ein Viertel der Länge des Drahtes in der letzten Wicklung.
Natürlich wird der Effekt der Wärmeleitung im Draht
in Längsrichtung in Betracht gezogen.
Die Art und Weise der Wärmeleitung in Längsrichtung des
Drahtes wurde theoretisch unter Verwendung eines Computers
mit der finiten Elemente-Methode analysiert. Die Ergebnisse
der Analyse sind in den Fig. 3a und 3b dargestellt. Es wurde
angenommen, daß ein Draht mit 15 mm Durchmesser von einer
Induktionsheizspule 8 mit einer Spulenlänge von 60 mm auf
eine Oberflächentemperatur von 750°C erwärmt wurde. Fig. 3b
zeigt die Temperaturverteilung in einer Hälfte des erwärmten
Teilstücks 6 s nach dem Ende des Erwärmens. Bei der Analyse
wurde der Effekt des Strahlungsverlustes nicht in Betracht
gezogen. Wie die Ergebnisse der Analyse zeigen, hält
sich die Temperatur der Gesamtquerschnittsflächen in der
Nähe der Schneideposition bei 500°C im Moment des Schneidens,
und die Temperatur derjenigen Teile, die mehr als 45 mm von
der Mitte des erwärmten Teilstücks entfernt liegen, beträgt
100°C oder weniger. Demgemäß wird offensichtlich die Hälfte
der Drahtlänge in der letzten Wicklung nicht von der Erwärmung
betroffen. Die Analyse beweist also, daß die mechanischen
Eigenschaften von Schraubenfedern, die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellt worden sind, sich in
keiner Weise verschlechtern.
Bei der Herstellung von Schraubenfedern auf der Schraubenfederformungsstrecke
zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens erhält man die Drahtlänge der Schraubenfeder durch
Berechnung. Dann wird die Induktionsheizspule 8 so angebracht,
daß die Mitte der Induktionsheizspule 8 sich an einer
Stelle des Drahtweges befindet, die in einer Entfernung vor
dem Schneidestahl 7 der Wickelmaschine CM liegt, die der berechneten
Drahtlänge der Schraubenfeder entspricht, und der
Draht W, der mit Hilfe der Zuführrollen 2 von der an dem Zuführgestell
1 aufgehängten Drahtrolle abgerollt wird, wird
durch die Induktionsheizspule 8 hindurchgezogen. Dann wird
die Wickelmaschine CM gestartet. Der Draht W wird von den
Zuführrollen 2 durch die Drahtführung 3 weitertransportiert
und mit Hilfe der Wickelrollen 4 a und 4 b und der Steigungseinstelleinrichtung
5 zu einer vorbestimmten schraubenförmigen
Wendel geformt. Nach Abschluß des Wickelprozesses wird die
Drahtzufuhr für eine vorbestimmte Zeitdauer unterbrochen.
Während der Unterbrechung des Zuführvorganges wird der Schneidestahl
7 heruntergefahren, um den Draht W an der letzten
Wicklung der schraubenförmigen Wendel in Zusammenwirkung
mit dem Schneidedorn 6 abzuschneiden, während die Induktionsheizspule
8 das sich in ihrem Inneren befindliche
Teilstück des Drahtes auf eine vorbestimmte Temperatur
erwärmt. Nachdem die vorbestimmte Zeit abgelaufen ist,
werden die Zuführrollen wieder gestartet, um den Draht
W weiterzutransportieren, und dann werden dieselben Wickel-,
Schneid- und Heizzyklen wiederholt. Der Draht W wird immer
an einer Stelle geschnitten, die praktisch der Mitte des
erwärmten Teilstücks entspricht. Da die Härte des erwärmten
Teilstücks des Drahtes W reduziert ist, kann der Draht sehr
leicht geschnitten werden.
Die erforderliche Schneidekraft zum Schneiden eines dicken
hochfesten Drahtes mit einer Zugfestigkeit von 2010 N/mm2
und einem Durchmesser von 14,0 mm beträgt beim herkömmlichen
Verfahren etwa 21 t, wohingegen die erforderliche Schneidekraft
zum Schneiden desselben Drahtes beim erfindungsgemäßen
Verfahren im Bereich von 10,3 bis 12,3 t liegt und
damit fast halb so groß ist wie die erforderliche Schneidekraft
zum Schneiden des Drahtes beim herkömmlichen Verfahren,
vorausgesetzt, daß die Zugfestigkeit des erwärmten Teilstücks
des Drahtes bis auf einen Wert im Bereich von 981 bis 1171 N/mm2
reduziert ist.
In der bisher beschriebenen Ausführungsform der Erfindung
wurde die Induktionsheizspule 8 als Mittel zum Erwärmen des
Drahtes mit einer hohen Aufheizgeschwindigkeit verwendet; man
kann jedoch ein Teilstück des Drahtes auch mit einer hohen Aufheizgeschwindigkeit
erwärmen, indem man an zwei voneinander getrennten
Stellen des Drahtes, die in einer vorbestimmten Entfernung
voneinander liegen, z. B. im Bereich von 50 bis 60 mm, ein Paar
dazu geeigneter Elektroden anklemmt, wodurch dem Teilstück,
das sich zwischen den Elektroden erstreckt, ein Strom zugeführt
wird, um dieses Teilstück mit einer hohen Geschwindigkeit
auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen.
Weiterhin ist in der bisher beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung die Heizeinrichtung zum Erwärmen des Drahtes
mit einer schnellen Geschwindigkeit, d. h. die Induktionsheizspule
8, vor den Zuführrollen 2 angebracht; die Heizeinrichtung
kann jedoch so angepaßt werden, daß sie, wenn
nötig, entsprechend der Drahtlänge der Schraubenfeder an
einer Stelle innerhalb der Anordnung der Zuführrollen 2 angebracht
werden, d. h., daß die Heizeinrichtung in die Wickelmaschine
CM miteinbezogen werden kann.
Wie aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich geworden
ist, ist das erfindungsgemäße Schneideverfahren bei der Herstellung
von Schraubenfedern durch Kaltverformung von dicken
hochfesten Drähten in der Lage, die Festigkeit desjenigen
Teilstücks des Drahtes, an dem der Draht geschnitten werden
soll, ohne die mindeste Verschlechterung der erforderlichen
mechanischen Eigenschaften der Schraubenfeder so zu reduzieren,
daß die erforderliche Schneidekraft zum Schneiden des Drahtes
an diesem Teilstück praktisch auf die Hälfte der beim herkömmlichen
Schneideverfahren erforderlichen Schneidekraft zum
Schneiden desselben Drahtes reduziert wird.
Demgemäß verringert das erfindungsgemäße Schneideverfahren
die Gefahr des Abplatzens und Zerbrechens des Schneidedorns
und des Schneidestahls beträchtlich, wodurch die Lebensdauer
des Schneidedorns und des Schneidestahls erheblich verlängert
wird. Folglich werden die Herstellungskosten für Schraubenfedern
durch Kaltverformung von dicken hochfesten Drähten wesentlich
verringert, und das erfindungsgemäße Schneideverfahren
beeinflußt die mechanischen Eigenschaften der Schraubenfedern
in keinem Falle ungünstig.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie
in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können
sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die
Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen
wesentlich sein.
Claims (3)
1. Schneideverfahren zur Anwendung bei der Herstellung
von Schraubenfedern durch Kaltverformung eines dicken
hochfesten Drahtes, der kontinuierlich einer Wickelmaschine
zugeführt wird, zu einer schraubenförmigen
Wendel und Schneiden des dicken hochfesten Drahtes
an der letzten Wicklung der schraubenförmigen Wendel,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgende
Schritte umfaßt: Unterbrechen der Drahtzufuhr für einen
vorbestimmten Zeitraum, sofort nachdem die schraubenförmige
Wendel in der Wickelmaschine hergestellt
worden ist; Erwärmen eines Teilstücks des Drahtes auf
einer vorbestimmten Länge mit einer Heizeinrichtung zum
Erwärmen des Drahtes mit hoher Geschwindigkeit auf eine
vorbestimmte Temperatur im Bereich zwischen 400 und 750°C
innerhalb des vorbestimmten Zeitraumes, in dem die Drahtzufuhr
unterbrochen ist, wobei sich das Teilstück des
Drahtes an einer Stelle des Drahtdurchgangs durch die
Wickelmaschine befindet, die in einer Entfernung vor der
Schneideeinrichtung der Wickelmaschine liegt, die der
Drahtlänge in der schraubenförmigen Wendel entspricht;
und Schneiden des Drahtes praktisch in der Mitte des erwärmten
Teilstücks.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Heizeinrichtung zum Erwärmen des Drahtes mit hoher Geschwindigkeit
eine Hochfrequenzinduktionsheizung oder eine
direkte elektrische Widerstandsheizung verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Hälfte der vorbestimmten Länge des Drahtes, die von
der Heizeinrichtung erwärmt werden soll, gleich oder kürzer
ist als die Hälfte der Drahtlänge in der letzten Wicklung
der schraubenförmigen Wendel, die in der Wickelmaschine kalt
geformt worden ist.
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