DE4323009C2 - Vorrichtung zum Erzeugen der Steigung einer Feder in einer Federwindeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen der Steigung einer Feder in einer Federwindeeinrichtung, welche zwei unabhängige Betriebsarten ermöglicht, wobei entweder unmittelbar nach den Windewerkzeugen in bekannter Weise ein Steigungswerkzeug senkrecht zur Längsachse der zu windenden Feder verschiebbar angeordnet ist, oder ein Ausstoßwerkzeug unmittelbar nach den Windewerkzeugen parallel und senkrecht zur Längsachse der zu windenden Feder verschiebbar angeordnet ist.

Aus der US-PS 43 93 678, insbesondere Fig. 1 und 4 nebst zugehöriger Beschreibung sowie aus der US-PS 40 30 327, insbesondere Fig. 1 und der zugehörigen Beschreibung ist die Herstellung der Steigung einer Feder mittels Steigungswerkzeugen bekannt. In der US-PS 44 44 036, insbesondere Fig. 1, 3-5 und dem zugehörigen Beschreibungstext, ist der Einsatz von Ausstoßwerkzeugen zur Erzeugung der Steigung einer Feder offenbart. Die in den vorgenannten Druckschriften offenbarten Vorrichtungen arbeiten nur in einer vorgesehenen Betriebsart, also entweder nur nach einem Verfahren mit Einsatz von Steigungswerkzeugen oder Ausstoßwerkzeugen.

Aus einem vorveröffentlichten Prospekt der Firma "WAFIOS Maschinenfabrik & Co. KG" betreffend "CNC Spring Coiling Machine with Multicut System FUL 32" ist bereits eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung bekannt, die die Auswahl beider Betriebsarten ermöglicht. Nachteilig ist jedoch, daß für beide Betriebsarten unterschiedliche Antriebsquellen vorgesehen sind. Außerdem ist der Mechanismus zur Übertragung der Antriebskräfte von den Antriebsquellen zu den jeweiligen Werkzeugen aufwendig und kompliziert und wegen der Anordnung der Antriebsquellen in inneren Bereichen der Vorrichtung wartungsfeindlich.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der in einer einzigen Vorrichtung ein einziger Antriebsmechanismus unkompliziert für beide Betriebsarten alternativ eingesetzt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Bevorzugte Merkmale, die die Erfindung vorteilhaft weiterbilden, sind den nachgeordneten Patentansprüchen zu entnehmen.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Vorrichtung wird vorteilhaft mit einer speziellen Konzeption die Austauschbarkeit beider Wirkprinzipien zur Erzielung einer Steigung in einer einzigen Vorrichtung mit einem einheitlichen und jeweils unkompliziert anpaßbaren Antriebsmechanismus für beide Betriebsarten verwirklicht. Dabei wird die Bewegungsübertragung zwischen der als Antriebsquelle dienenden Steuerscheibe zu den Steigungs- oder Ausstoßwerkzeugen außerordentlich wirkungsvoll und funktionssicher wegen des unkomplizierten Aufbaus gestaltet. Der Antriebsmechanismus ist vorteilhaft mit einer einzigen Antriebseinrichtung sehr einfach ausgebildet, und das Wechseln zwischen den angesprochenen Verfahren kann durch Austauschen einer kleinen Zahl von Teilen einfach und montagefreundlich durchgeführt werden, da diese an der Außenseite der Vorrichtung liegen. Hinzu kommt weiterhin, daß vorteilhaft die Antriebskraft, die durch die Drehbewegung der Steuerscheibe erzeugt wird, im wesentlichen ohne Zwischenschaltung irgendeiner Einrichtung direkt zu dem Steigungswerkzeug bzw. bei dem Ausstoßverfahren lediglich durch Zwischenschaltung eines einzigen Umkehrteils zugeführt wird. Hierdurch kann eine hohe Präzision bei der Federherstellung erreicht werden.

Nachfolgend wird die Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert, wobei in den Figuren gleiche Bezugszeichen dieselben oder ähnliche Teile bezeichnen. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht zum Beschreiben des Aufbaus und des Betriebs eines Federherstellungsabschnitts gemäß dem Keilverfahren nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht zum Beschreiben des Aufbaus und des Betriebs eines Federherstellungsabschnitts gemäß dem Ausstoßverfahren nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Aufbaus des Antriebsmechanismus für das Ausstoßwerkzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Aufbaus des Antriebsmechanismus für das Steigungswerkzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 stellt den Aufbau der Hauptkomponenten dar, die bei der Federherstellung durch das Steigungswerkzeug-Verfahren gemäß diesem Ausführungsbeispiel benutzt werden. Diese Komponenten werden zusammen mit ihrem Betrieb beschrieben.

Ein Draht 1 wird in eine Führungsnut (nicht gezeigt) eingeführt, die in Draht-Führungen 2a, 2b vorgesehen ist. Zuführrollen 3a, 3b, zwischen denen der Draht 1 eingeklemmt ist, sind an einer Position im wesentlichen in der Mitte zwischen den Führungen 2a, 2b vorgesehen. Die Zuführrollen 3a, 3b werden in den Richtungen der Pfeile in Fig. 1 durch einen Draht-Zuführmotor gedreht, der später beschrieben wird, so daß der Draht 1 in der y-Richtung befördert wird. Der Draht, der aus dem Endstück der Führung 2b auftaucht, stößt gegen Windewerkzeuge 4a und 4b und wird in einer Ebene zwangsläufig gebogen, die parallel zu der y-z-Ebene ist. Zu dieser Zeit ist der Draht 1 mit einem Windungs-Durchmesser versehen, der mit den Positionen der Windewerkzeuge 4a, 4b übereinstimmt. Die Windewerkzeuge 4a, 4b können in den Richtungen der Pfeile in Fig. 1 durch einen Ausrichtachsenmotor bewegt werden. Durch Steuern dieses Motors ist es möglich, beispielsweise eine kegelförmige Feder herzustellen. Damit der durch die Windewerkzeuge 4a, 4b gebogene Draht 1 zuverlässig in einer vorgeschriebenen Richtung gebogen wird, sind die Windewerkzeuge 4a, 4b mit Nuten in den Oberflächen versehen, die den Draht 1 kontaktieren.

Wenn die Zuführrollen 3a, 3b fortfahren, sich unter den voranstehenden Bedingungen zu drehen, wird eine Feder ausgebildet, bei der die gegenseitig benachbarten Windungen des Drahtes aneinanderliegen. Wenn ein Steigungswerkzeug 6 mit einem Klingenteilstück 6a in der z-Richtung angehoben wird, wird das Klingenteilstück 6a zwischen dem gebogenen Draht und die Seitenfläche der Führung 2b auf die dargestellte Art gedrückt. Als Ergebnis wird die Feder mit der Steigung Null (tatsächlich eine Feder mit einer Steigung, die äquivalent zu der Dicke des Drahtes ist) in eine Feder mit einer Steigung ausgebildet.

Bei Beginn des Herstellens einer einzelnen Feder ist das Steigungswerkzeug 6 zunächst an einer Position (der "Ausgangs"-Position) angeordnet, bei der der Klingenteilstück 6a den gebogenen Draht nicht kontaktiert. Das Steigungswerkzeug 6 wird während des Federherstellungsvorgangs schrittweise angehoben (in der z-Richtung bewegt) und dann abschließend abgesenkt (in der z-Richtung bewegt), um in die Ausgangs-Position zurückzukehren. Das Steigungswerkzeug wird also entlang der z-Achse rückwärts und vorwärts bewegt, wann immer eine einzelne Feder hergestellt wird. Wie weit das Steigungswerkzeug 6 angehoben wird (dies entscheidet die Steigungsvorgabe) und wie lang das Steigungswerkzeug 6 in dieser angehobenen Position gehalten wird (dies entscheidet die freie Länge der Feder) hängt von der Form (einschließlich der Länge und des Durchmessers) der Feder ab, die herzustellen ist.

Wenn eine einzelne Feder hergestellt ist, wird ein Trennwerkzeug 7 durch einen Schneidachsenmotor so abgesenkt (in der z-Richtung bewegt), daß der Draht 1 zwischen dem Schneidwerkzeug 7 und einem Dorn 5 abgetrennt wird.

Fig. 2 stellt den Aufbau der Hauptkomponenten dar, die bei der Federherstellung durch das Ausstoß-Verfahren gemäß diesem Ausführungsbeispiel benutzt werden. Diese Anordnung unterscheidet sich von jener der Fig. 1 darin, daß ein Ausstoßwerkzeug 22 anstelle des Steigungswerkzeugs 6 vorgesehen ist. Es ist anzumerken, daß ein Montageteilstück zum vorherigen Befestigen eines Windewerkzeugs an mehreren Positionen in dem aktuellen Federausbildungsbereich vorgesehen ist, wie durch ein Ausrichtwerkzeug 21 angedeutet, und zwar derart, daß die Windewerkzeuge bezüglich der Position verändert werden können. Die Position und Anzahl der dargestellten Windewerkzeuge in Fig. 1 und Fig. 2 ist nur beispielhaft gezeigt.

Bei der Anordnung der Fig. 2 ist der Betrieb, durch den der Draht 1 zugeführt und zwangsläufig durch das Windewerkzeug 21 gebogen wird, derselbe, wie es in Verbindung mit dem obigen Steigungswerkzeug-Verfahren beschrieben ist. Der einzige Unterschied besteht darin, daß das Ausstoßwerkzeug 22 in den Richtungen der Pfeile in Fig. 2 so bewegt wird, daß der Draht 1 in der x-Richtung gleich nach dem Biegen ausgestoßen wird, wodurch die Steigung ausgebildet wird. Das Ausstoßwerkzeug 22 wird entlang der x-Achse bewegt, wann immer eine einzelne Feder hergestellt wird.

Falls die Federsteigung durch das Steigungswerkzeug- Verfahren ausgebildet wird, wird das Ausstoßwerkzeug 22 abmontiert und statt dessen das Steigungswerkzeug 6 angebracht.

Bei der Steigungsausbildung gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann die Federsteigung durch eine Bewegung des Steigungswerkzeugs 6 entlang der z-Achse oder eine Bewegung des Ausstoßwerkzeugs 22 entlang der x-Achse ausgebildet werden, wobei eine einzige gemeinsame Antriebsvorrichtung für beide Bewegungstypen verwendet wird und die Vorrichtung durch eine sehr einfache Struktur realisiert ist.

Fig. 3 stellt den Antriebsmechanismus für einen Fall dar, in dem die Federsteigung durch das Ausstoß-Verfahren ausgebildet wird.

Ein Gleitteilstück 32 ist an einer Gleitbasis 31 entlang der z-Achse frei gleitbar angebracht. Ein frei drehbarer Nockenstößel 33 ist an dem unteren Ende des Gleitteilstücks 32 angebracht, und der Nockenstößel 33 befindet sich in anliegendem Kontakt an der Seitenfläche einer Steuerscheibe 30, die an dem unteren Teilstück der Gleitbasis 31 angebracht ist. Damit das Gleitteilstück 32 immer nach unten (entlang der z-Achse) gezogen wird, sind Nockenfedern 35a, 35b an einem Ende an einem Nockenfeder-Montageteilstück 34 (das als integrales Teil des Gleitteilstücks 32 ausgebildet ist) und an dem anderen Ende am Boden der Gleitbasis angebracht. Die Anordnung ist derart, daß dei Steuerscheibe 30 sich dreht, wenn sie durch einen Steigungsachsenmotor angetrieben wird, der nicht gezeigt ist.

Demgemäß dreht sich die Steuerscheibe 30, wenn der Steigungsachsenmotor angetrieben wird, in den Richtungen, die durch die Pfeile angezeigt sind. Hierdurch wird das Gleitteilstück 32 nach oben und nach unten bewegt, d. h. entlang der z-Achse.

Nun wird die Anordnung zum Bewegen des Ausstoßwerkzeugs 22 in Richtung der x-Achse beschrieben werden.

Eine Ausstoßwerkzeug-Gleitbasis 50 und ein Fixierelement 52 sind in einer Position befestigt. Ein Ausstoßwerkzeug-Gleitteilstück 51, das in der x-Richtung frei gleiten kann, ist an der Ausstoßwerkzeug- Gleitbasis 50 angebracht. Das hintere Ende des Ausstoßwerkzeug- Gleitteilstücks 51 und das Fixierelement 52 sind durch Federn 53a, 53b so verbunden, daß das Ausstoßwerkzeug-Gleitteilstück 51 aufgrund der Aktion der Federn 53a, 53b immer entlang der x-Achse gezogen wird. Das Ausstoßwerkzeug 22 ist an dem distalen Endteilstück des Ausstoßwerkzeug-Gleitteilstücks 51 durch Bolzen befestigt.

Um die Antriebskraft, die durch die Steuerscheibe 30 erzeugt wird, zu dem Ausstoßwerkzeug-Gleitteilstück 51 zu übertragen, ist ein geneigtes Umkehrteil 40 mit einem geneigten Abschnitt durch einen Bolzen 41 an dem oberen Ende des Gleitteilstücks 32 angebracht. Ein frei drehbarer Nockenstößel 54 zur Kontaktanlage an dem geneigten Abschnitt 40a des Umkehrteils 40 ist an der Seitenfläche des Ausstoßwerkzeug-Gleitteilstücks 51 angebracht.

Bei dieser Anordnung wird das Umkehrteil 40, das an dem Gleitteilstück 32 angebracht ist, durch Antreiben des Steigungsachsenmotors, der nicht gezeigt ist, entlang der z-Achse bewegt. Hierdurch folgt der Stößel 54, der an der Seitenfläche des Ausstoßwerkzeug-Gleitteilstücks 51 angebracht ist, dem geneigten Abschnitt 40a des Umkehrteils 40, und daher bewegt sich das Ausstoßwerkzeug-Gleitteilstück 51 entlang der x-Achse. Anders ausgedrückt, bewegt sich das Ausstoßwerkzeug 22 entlang der x-Achse.

Bei dem dargestellten Aufbau sind das Ausstoßwerkzeug 22, die Steuerscheibe 30, das Gleitteilstück 32, usw. vollständig außerhalb der Federherstellungsvorrichtung so angeordnet, daß das Umkehrteil 40 und das Steigungswerkzeug 6 leicht angebracht und gelöst werden können.

Im Fall der Federherstellung durch das Steigungswerkzeug-Verfahren der Fig. 1 wird zuerst das Umkehrteil 40 in Fig. 3 von dem Gleitteilstück 32 gelöst, so daß die Antriebskraft, die durch Drehen der Steuerscheibe 30 erzeugt wird, nicht zu dem Ausstoßwerkzeug-Gleitteilstück 51 übertragen wird. Weiterhin wird, als ein Ergebnis des Lösens des Umkehrteils 40 das Ausstoßwerkzeug- Gleitteilstück 51 in der Richtung des Fixierelements 52 (der x-Richtung) durch die Aktion der Federn 53a, 53b bewegt, wonach das Gleitteilstück 51 bei einer vorbestimmten Position zur Ruhe kommt. Folglich wird das Ausstoßwerkzeug 22 zu einer Position zur Seite geschoben, bei der es den Federherstellungsprozeß nicht stört, der gemäß dem Steigungswerkzeug-Verfahren durchgeführt wird. Es ist anzumerken, daß das Ausstoßwerkzeug 22 eine Vielzahl von Formen aufweisen kann, und daß diese verschiedenen Ausstoßwerkzeuge ausgetauscht werden können, wenn es notwendig ist.

Wenn das Umkehrteil 40 gelöst ist, wird das Steigungswerkzeug 6 an dem Gleitteilstück 32 angebracht. Da sich das Steigungswerkzeug 6 entlang der z-Achse bewegt, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, ist die Bewegungsachse des Gleitteilstücks 32 dieselbe.

Fig. 4 stellt den Zustand dar, in dem das Steigungswerkzeug 6 an der Seitenfläche des Gleitteilstücks 32 über ein Montagestück 60 angebracht ist. Das Steigungswerkzeug 6 ist an dem Kontagestück 60 durch einen Bolzen 61 befestigt, und das Montagestück 60 ist an dem Gleitteilstück 32 durch einen Bolzen 62 befestigt. Das Steigungswerkzeug 6 ist nicht direkt an dem Gleitteilstück 32 angebracht, damit Steigungswerkzeuge unterschiedlicher Formen ausgetauscht werden können. Dies bedeutet auch, daß das Steigungswerkzeug nicht zu groß wird. Tatsächlich ist der Zustand, in dem das Steigungswerkzeug 6 von dem Montagestück 60 losgelöst worden ist, nämlich der Zustand, in dem nur das Montagestück 60 an dem Gleitteilstück 32 angebracht worden ist, jener, der die Federherstellung gemäß dem Ausstoß-Verfahren nicht stört.

In Fig. 4 ist die Gleitvorrichtung des Ausstoßwerkzeugs 22, nämlich die Ausstoßwerkzeug-Gleitbasis 50, das Ausstoßwerkzeug- Gleitteilstück 51 und das Fixierelement 32 nicht dargestellt. Dies ist zum Zwecke der Vereinfachung der Beschreibung der Steigungswerkzeug-Vorrichtung geschehen.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Erzeugen der Steigung einer Feder in einer Federwindeeinrichtung, welche zwei unabhängige Betriebsarten ermöglicht, wobei entweder unmittelbar nach den Windewerkzeugen (4a, 4b) in bekannter Weise ein Steigungswerkzeug (6) senkrecht zur Längsachse der zu windenden Feder verschiebbar angeordnet ist oder ein Ausstoßwerkzeug (22) unmittelbar nach den Windewerkzeugen (4a, 4b) parallel zur Längsachse der zu windenden Feder verschiebbar angeordnet ist, bestehend aus einer antreibbaren Steuerscheibe (30),
einem Gleitteilstück (32), dessen unteres Ende an der Seitenfläche der Steuerscheibe (30) anliegt, wobei bei Bedarf das Steigungswerkzeug (6) lösbar am Gleitteilstück (32) befestigt ist, und aus
einem Ausstoßwerkzeug-Gleitteilstück (51), an dem das Ausstoßwerkzeug (22) bei Bedarf befestigt ist und am oberen Ende des Gleitteilstücks (32) ein Umkehrteil (40) befestigt ist, durch das eine Bewegung des Gleitteilstücks (32) auf das Ausstoßwerkzeug-Gleitteilstück (51) übertragbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein vorstehendes Element (54) an einer Seitenfläche des Ausstoßwerkzeug-Gleitteilstücks (51) angeordnet ist, und das Umkehrteil (40) einen geneigten Abschnitt (40a) aufweist und in anliegendem Kontakt mit dem vorstehenden Element (54) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das vorstehende Element als frei drehbarer Nockenstößel (54) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine erste Zugfederanordnung (35a, 35b) vorgesehen ist, durch die das Gleitteilstück (32) konstant in eine Richtung beaufschlagt wird, die entgegengesetzt zu der Richtung orientiert ist, in der das Steigungswerkzeug (6) eingesetzt wird und durch Anordnung einer zweiten Zugfederanordnung (53a, 53b) durch die das Ausstoßwerkzeug-Gleitteilstück (51) konstant in eine Richtung beaufschlagt wird, die entgegengesetzt zu der Richtung verläuft, in der der Draht (1) durch das Ausstoßwerkzeug (22) ausgestoßen wird.