DE4323009C2 - Vorrichtung zum Erzeugen der Steigung einer Feder in einer Federwindeinrichtung - Google Patents
Vorrichtung zum Erzeugen der Steigung einer Feder in einer FederwindeinrichtungInfo
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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.
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.
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US5259226A (en) | 1993-11-09 |
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