DE4447253C2 - Federherstellungsvorrichtung, sowie Drahtführung für eine Federherstellungsvorrichtung - Google Patents
Federherstellungsvorrichtung, sowie Drahtführung für eine FederherstellungsvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Federherstellungsvorrichtung zur
Bildung einer Feder aus einem von einem Ende einer
Drahtführung zugeführten Draht gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1. Dabei geht es um die Herstellung von
Schraubenfedern, insbesondere von Spiraldruckfedern,
Spiralzugfedern, Spiraltorsionsfedern u. ä.. Des weiteren
betrifft die Erfindung eine Drahtführung für eine
Federherstellungsvorrichtung.
In der DE 37 12 110 C1 ist eine Vorrichtung zum
dreidimensionalen Biegen von Draht offenbart, bei der der
Draht zunächst über einen ersten Zuführkanal und danach durch
einen mit dem ersten Zuführkanal fluchtenden zweiten
Zuführkanal zugeführt wird. Der zweite Zuführkanal ist in
einem Biegewerkzeug angeordnet, das um die Zuführachse drehbar
ist. Die vorbekannte Vorrichtung dient nur zum Biegen, jedoch
nicht zum Winden eines Drahtes entlang einer Biegefläche, und
die aus der Druckschrift bekannte drehbare Drahtführung ist
nicht in der Lage, einen Draht zu winden. Außerdem ist es
erforderlich, das Biegewerkzeug abhängig von der gewünschten
Federform auszutauschen.
Aus der DE 41 32 317 C1 ist eine unterteilte drehbare
Drahtführung bekannt, die einen oberen und einen unteren
Abschnitt zum Spannen und Drehen eines Drahtabschnitts
aufweist, jedoch zum Winden eines Drahtes nicht verwendet
werden kann.
Offenbart ist weiterhin in den italienischen Patenten Nr.
1254928 und 1254929 eine drehbare Drahtführung, die nicht
trennbar ist und einen Öffnungsbereich zum Winden des Drahtes
und ein einziges Windungswerkzeug besitzt, dessen
Windungsfläche gegenüber der Drahtführung liegt. Die
Windungsfläche ist dabei um eine Achse parallel zu einem
Drahtauslaßkanal zur Änderung einer Windungsform drehbar, wenn
jedoch die Windungsform geändert wird, muß die Lagezuordnung
zwischen der Drahtführung und dem Windungswerkzeug durch
Drehen der Windungsfläche um die Achse parallel zu einem
Drahtauslaßkanal eingestellt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine
Federherstellungsvorrichtung der eingangs genannten Art sowie
für eine zugeordnete Drahtführung einen einfachen
Windungswerkzeugmechanismus verfügbar zu machen, der bei
Änderung eines herzustellenden Federtyps einen Austausch von
Windungswerkzeugen überflüssig macht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1
sowie im Anspruch 7 genannte Merkmale gelöst. Jeweilige
Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweils nachgeordneten
Unteransprüchen zu entnehmen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer
Federherstellungsvorrichtung gemäß einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Seitenansicht der
Federherstellungsvorrichtung von Fig. 1;
Fig. 3 eine perspektivische Außenansicht, die das
Antriebskraft-Übertragungssystem einer drehbaren
Drahtführungseinheit dieser Ausführung zeigt;
Fig. 4 eine Vorderansicht des in Fig. 3 gezeigten
Systems;
Fig. 5 eine perspektivische Außenansicht, welche die
Gesamtanordnung der drehbaren Drahtführungseinheit dieser
Ausführung zeigt;
Fig. 6 eine Vorderansicht von Fig. 5;
Fig. 7 ein Schnitt entlang der Linie A-A von Fig. 5;
Fig. 8 eine perspektivische Explosionsdarstellung der
Führungen dieser Ausführung;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht, die einen
Zustand zeigt, in dem die in Fig. 8 gezeigten Führungen
zusammengesetzt sind;
Fig. 10 eine Detailansicht des distalen
Endabschnitts einer in Fig. 8 gezeigten Führung;
Fig. 11 ein Schnitt des Führungsrohres gemäß dieser
Ausführung;
Fig. 12A und 12B eine Draufsicht und eine
Seitenansicht des in Fig. 11 gezeigten Führungsrohres;
Fig. 13 ein Blockschaltbild des Regelsystems der
Federherstellungsvorrichtung dieser Ausführung;
Fig. 14 eine Ansicht, die die Anordnung eines den
Federbildungsraum gemäß dieser Erfindung umfassenden
Abschnittes zeigt;
Fig. 15A und 15B Ansichten, welche die
Herstellungsschritte für eine Zugfeder vereinfacht zeigen;
Fig. 16A und 16B Ansichten, welche die
Herstellungsschritte der Zugfeder vereinfacht zeigen;
Fig. 17A und 17B Ansichten, welche die
Herstellungsschritte der Zugfeder vereinfacht zeigen;
Fig. 18A bis 18C Ansichten, welche die
Herstellungsschritte einer Doppelzugfeder vereinfacht zeigen;
Fig. 19A und 19B Ansichten, welche die
Herstellungsschritte der Doppelzugfeder vereinfacht zeigen;
Fig. 20A und 20B Ansichten, welche die
Herstellungsschritte der Doppelzugfeder vereinfacht zeigen;
Fig. 21A bis 21C Ansichten, welche die
Herstellungsschritte der Doppelzugfeder vereinfacht zeigen; und
Fig. 22 ist Ansicht, welche das Prinzip des
Drahtschneidevorgangs dieser Ausführung zeigt.
Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 2 wird eine
Federherstellungsvorrichtung 1 dadurch gebildet, daß eine
Basis 10 und ein Bedienungseinheit-Stützarm 15 auf einem
Tisch 20 zur Bildung einer integralen Anordnung befestigt
sind. Die Basis 10 umfaßt eine drehbare Drahtführungseinheit
40 und eine Gruppe von verschiedenen Werkzeugtypen 30 für die
Formung eines Drahtes 2 in eine Feder. Die Gruppe von
Werkzeugen 30 an der Basis 10 umfaßt eine große Zahl von
Werkzeugen, die radial um die Drahtaustrittsbohrung der
drehbaren Drahtführungseinheit 40 als Zentrum angeordnet
sind. Verschiedene Werkzeugtypen 30 sind vorgesehen, je nach
Anwendung z. B. ein Drahtbiegewerkzeug, ein
Drahtwindungswerkzeug und ein Drahtschneidewerkzeug. Die
Befestigungspositionen der Werkzeuge 30 werden in
Übereinstimmung mit dem Durchmesser des Drahtes und der Form
der Feder festgelegt. Exzentrische Nocken 4 sind an distalen
Endabschnitten der jeweiligen Werkzeuge 30 an den der
Führungseinheit 40 gegenüberliegenden Seiten vorgesehen,
wobei diese an den Werkzeugen 30 anliegen. Die Nocken 4
werden durch von Werkzeugantriebsmotoren (nicht gezeigt) und
Verzahnungen (nicht gezeigt), die an der Basis 10 vorgesehen
sind, übertragene Antriebskräfte gedreht. Die jeweiligen
Werkzeuge 30 sind derartig angebracht, daß diese mittels der
entsprechenden Nocken zum Zentrum der drehbaren
Drahtführungseinheit 40 hin verschoben werden können. Genauer
gesagt werden die jeweiligen Werkzeuge 30 für eine
vorgegebene Zeitspanne oder an eine vorgegebene Position mit
vorgegebenen Geschwindigkeit und in einer vorgegebenen
Reihenfolge auf der Grundlage der Formen und Phasenlage
zwischen den jeweiligen Nocken bewegt und an dem Punkt
gestoppt. Die Werkzeuge 30 werden derart verschoben, daß sie
nicht miteinander kollidieren.
Ein Führungszahnrad 47a ist von der drehbaren
Drahtführungseinheit 40 axial gehalten, wobei sie gleiche
Drehachsen aufweisen. Dem Führungszahnrad 47a wird mittels
eines Motorzahnrades 90, das axial auf einem unterhalb der
Basis 10 vorgesehenen Führungsantriebsmotor 6 axial befestigt
ist, Antriebskraft übertragen, wobei angetriebene Zahnräder
vorgegebene Übersetzungsverhältnisse aufweisen. Das
Führungszahnrad 47a wird mit einer vorgegebenen Zeitsteuerung
in einer mit den Bewegungen der Werkzeuge 30 gekoppelten
Weise gedreht.
Wie in Fig. 2 gezeigt, wird der Draht 2 von einer hinter
der Basis 10 angeordneten Vorratsrolle 3 zugeführt. Der Draht
2 wird vorgeschoben, während dieser durch die Vorschubrollen
7 und 8 von oben und unten gepreßt und in die drehbare
Drahtführungseinheit 40 eingeführt wird. Die Vorschubrollen 7
und 8 sind im hinteren Abschnitt der Basis 10 zum Klemmen des
Drahtes 2 vorgesehen. Die Vorschubrollen 7 und 8 werden von
einer einen Motor und ein Getriebe umfassenden
Rollenantriebseinheit 9 mit einer vorgegebenen Zeitsteuerung
angetrieben und schieben den Draht 2 vor.
Eine Bedienungseinheit 101 wird von dem auf dem Tisch 20
angeordneten Bedienungseinheit-Stützarm 15 gestützt und der
Benutzer betätigt und einen
Eingabeabschnitt 102b, der der Bedienungseinheit 101
zugeordnet ist. Der Typ, die Größe (der Durchmesser, die
Länge, etc.), die Anzahl, etc. der herzustellenden Federn
werden in der Bedienungseinheit 101 festgelegt.
Wenn gemäß der Fig. 3 und 4 der Führungsmuster 6 dreht, wird eine Antriebskraft für
das axial auf dem Motor 6 mit gemeinsamer Welle montierte
Motorzahnrad 90 erzeugt
und an das mit dem Motorzahnrad 90 kämmende Zwischen
zahnrad 80 übertragen. Das Zahnrad 80 kämmt mit
einem weiteren Zwischenzahnrad 70, welches die
Antriebskraft des Motors 6 auf das drehbare Zahnrad 47a der
drehbaren Drahtführungseinheit 40 überträgt. Sowohl das
Motorzahnrad 90 als auch das Zwischenzahnrad 80 werden von
einem Zahnradachsenstützglied 85 axial gehalten, und die
Zwischenzahnräder 70 und 80 weisen ein vorgegebenes
Übertragungsverhältnis auf. Wie unter Bezugnahme auf die Fig.
1 und 2 erläutert, wird der Führungsantriebsmotor 6 geregelt,
um die drehbare Drahtführungseinheit 40 gekoppelt mit den
Bewegungen der jeweiligen Werkzeuge 30 zu drehen.
Die Anordnung der unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2
beschriebenen drehbaren Drahtführungseinheit 40 wird
nachfolgend genauer beschrieben.
Bezugnehmend auf die Fig. 5 bis 7 umfaßt die drehbare
Drahtführungseinheit 40 einen Basisabschnitt 41, einen
Deckabschnitt 43 und einen drehbaren Abschnitt 47. Wie in
Fig. 5 gezeigt, ist der Basisabschnitt 41 an vier Punkten
mittels Befestigungschrauben 42 an der in den Fig. 1 und 2
gezeigten Basis 10 befestigt. Wie in Fig. 7 zu
sehen, umfaßt der Basisabschnitt 41 vorstehende Abschnitte
41a und 41b, die von den beiden Flächen eines im wesentlichen
quadratischen Flansches zylindrisch abstehen. Eine
Führungsrohrbohrung zur Aufnahme eines Führungsrohres 300
erstreckt sich durch den Mittelbereich des
Basisabschnitts 41. Das Führungsrohr 300 wird zur
Herausführung des Drahtes 2, der von den in Fig. 1 und 2
gezeigten Vorschubrollen 7 und 8 kommt benutzt. Der Draht 2 wird an eine Führung 200 weiter
geleitet. Ein distaler Endabschnitt 46 des zylindrisch
vorstehenden Abschnitts 41b ist zunehmend konisch zum
Vorderende hin.
Ferner ist ein
Scheibenteil 45 am anderen Vorderende des zylindrisch
vorstehenden Abschnitts 41a angebracht.
Der Deckabschnitt 43 umfaßt eine mittlere Öffnung, die
der Außenkontur des drehbaren Abschnitts 47 entspricht, so
daß dieser ein dem drehbaren Abschnitt 47 (der weiter unten
beschrieben wird) zugeordnetes Führungszahnrad 47a äußerlich
schützt und mittels Befestigungsschrauben 44 am
Basisabschnitt 41 befestigt ist.
Eine Abdeckung 51 zum Schutz des Zwischenzahnrades
70, das die Antriebskraft an den drehbaren Abschnitt 47
überträgt, ist am unteren Abschnitt des Basisabschnitts 41 an
zwei Stellen mittels Schrauben 52 befestigt.
Der drehbare Abschnitt 47 hat die Form eines Zylinders
mit zwei offenen Enden. Das Führungszahnrad 47a zum Drehen
der Führung 200 ist an dem äußeren Randabschnitt eines
offenen Endes des drehbaren Abschnitts 47 gebildet, und ein
halbkreisförmiges Plattenglied 48 zur Befestigung der Führung
200 ist am anderen offenen Ende des drehbaren Abschnitts 47
mittels Schrauben 49 befestigt. Der drehbare Abschnitt 47 ist
von seinem anderen axialen Ende bis zur axialen Mitte
teilweise ausgeschnitten. Wenn dieser drehbare Abschnitt 47
in den zylindrischen Vorsprungsabschnitt 41b des
Basisabschnitts 41 von einem Ende über Lager 54 und 55
eingesetzt ist, wird der drehbare Abschnitt 47 drehbar. Die
Lager 54 und 55 sind beide Radiallager. Wenn die beiden Lager
in dieser Weise kombiniert werden, dienen sie ebenfalls in
einem gewissen Ausmaß als Drucklager in der Druckrichtung.
Ein ausgeschnittener vorstehender Abschnitt 50 ist auf
dem Plattenglied 48 gebildet, um in der Austrittsrichtung des
Drahtes 2 vorzustehen. Die Führung 200 ist in dem
ausgeschnittenen Abschnitt angebracht und mittels
Positionierstiften 53 positioniert.
Bezugnehmend auf die Fig. 8 bis 10
ist die Führung 200 aus rechten und linken Führungen 200b und
200a mit zueinander symmetrischen Formen gebildet.
Nutabschnitte 230a und 230b mit halbkreisförmigem Querschnitt
sind jeweils in den Querschnitten der Führungen 200a und 200b
in Längsrichtung gebildet und Positionierbohrungen 210 und
220 sind in ihren unteren Abschnitten gebildet. Die oberen
Flächen der Führungen 200a und 200b bilden abgeschrägte
Flächen 240a und 240b mit vorgegebenen Neigungswinkeln. Wenn
die rechten und linken Führungen, wie in Fig. 9 gezeigt,
aneinander angepaßt werden, bilden die in den Führungen 200a
und 200b jeweils gebildeten Nutabschnitte 230a und 230b eine
Drahtaustrittsbohrung 230 mit kreisförmigem Querschnitt. Wie
in Fig. 10 gezeigt, weisen die auf den oberen Flächen der
Führungen 200a und 200b gebildeten schrägen Flächen 240a und
240b eine nach außen abfallende Neigung mit einem
vorgegebenen Winkel, wobei dieser Neigungswinkel Θ auf
etwa 10° festgesetzt wird. Genauer gesagt, wenn der in Fig. 5
gezeigte drehbare Abschnitt 47 gedreht wird, um die Position
der abgeschrägten Flächen 240a und 240b in Federbildungsraum
zu verändern, dienen die abgeschrägten Flächen 240a und 240b
als Federbilungsflächen (die später beschrieben werden). Die
Führung 200 besteht aus einem Material hoher
Verschleißfestigkeit, z. B. einer gesinterten Hartlegierung.
Wie oben beschrieben, wird die Führung 200 für den
Austritt des Drahtes 2 durch zwei zueinander symmetrische,
linke und rechte Glieder gebildet. Selbst wenn der Draht in
der Drahtaustrittsbohrung 230 der Führung 200 feststeckt, kann der
feststeckende Draht einfach entfernt werden. Selbst wenn der
distale Endabschnitt der Führung teilweise gebrochen ist,
kann die Führung nachgeformt werden und in einer weiter vorne
liegenden Stellung angeordnet werden, so daß diese weiter
verwendet werden kann. Die Führung kann klein ausgeführt
werden und die Kosten können gegenüber einem herkömmlichen
Windungskopfes wesentlich verringert werden.
Bezugnehmend auf Fig. 11 und 12 dient das Führungsrohr 300
als Bewegungsbahn zur Aufnahme des Drahtes 2, der von den
Vorschubrollen 7 und 8 ausgegeben wird und der Führung 200
zugeliefert wird. Das Führungsrohr 300 ist ein stabartiges
Bauteil, das eine Einführbohrung 301 zur Einführung des
Drahtes 2 in seinem mittleren Abschnitt aufweist. Wie in Fig.
12A gezeigt, ist ein Endabschnitt 302 des Führungsrohres in
Längsrichtung in Richtung des distalen Endes verjüngt. Wenn
das Führungsrohr 300 in dem unter Bezugnahme auf Fig. 5
beschriebenen Basisabschnitt 41 derartig montiert ist, daß er
durch diesen hindurchragt, fällt der sich verjüngende
Endabschnitt 302 im wesentlichen mit dem distalen
Endabschnitt 46 des Basisabschnitts 41 zusammen, und sein anderer
Endabschnitt 303 steht vom zylindrischen abstehenden
Abschnitt 41a des Basisabschnitts 41 ab und erstreckt sich
durch den gesamten zentralen Bereich des
Scheibengliedes 45 mit einem kleinen Spalt zur Führung 200.
Genauer gesagt, fluchten die Drahteinführbohrung 301 des
Führungsrohres 300 und die Drahteinführbohrung 230 der
Führung 200 miteinander, wenn das Führungsrohr 300 in der
drehbaren Drahtführungseinheit montiert ist. Das Führungsrohr 300
besteht unter Berücksichtigung der Reibung mit dem Draht
ebenfalls aus einem Material mit einer hohen
Verschleißfestigkeit, z. B. einer gesinterten Hartlegierung.
Bezugnehmend
auf Fig. 13 steuert eine zentrale Recheneinheit (CPU) 100 die
gesamte Vorrichtung. Die Bedienungseinheit 101 wird zum
Eingeben verschiedener Parametertypen für, z. B. die Bewegung
der Werkzeuge im Federherstellungsvorgang, und für die
Zuführung von Befehlen zum Bewegen und Stoppen der Werkzeuge
verwendet. Die Bedienungseinheit 101 umfaßt eine Anzeige 102a
für die Anzeige der Bedienungsinhalte und des Zustands der
Vorrichtung und einen Eingabeabschnitt 102b. Die CPU 100
umfaßt einen Nur-Lesespeicher (ROM) 103 zur Speicherung der
Operationssequenz und einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff
(RAM), der als Arbeitsspeicher 104 verwendet wird. Die
Bezugszeichen 105 bis 110 bezeichnen Treiber für die Motoren
(Servomotoren), die weiter unten beschrieben werden. Ein
Drehmotor 111 für die drehbare Drahtführung 40 dreht die Führung 200
nach einem vorgegebenen Zeitplan. Ein Drahtzuführmotor 112 dient
als Drehantriebsquelle für die Vorschubrollen 7 und 8. Ein
Windungswerkzeug-Antriebsmotor 113 bewegt ein
Windungswerkzeug 31 vertikal. Innere und äußere
Biegewerkzeug-Antriebsmotoren 114 und 115 bewegen in Fig. 14
gezeigte Biegewerkzeuge 32 und 33. Ein Schneidewerkzeug-
Antriebsmotor 116 bewegt ein Schneidewerkzeug 34. Wie in Fig.
13 dargestellt, sind alle diese Antriebe 111 bis 116 für die Werkzeuge 31 bis 34 über
Treiber 105 bis 110 mit der Recheneinheit 100 verbunden, so
daß diese unter der Kontrolle der Recheneinheit 100 gesteuert
werden. In dieser Ausführung sind separate Antriebsmotoren
für das Windungswerkzeug, das Biegewerkzeug und das
Schneidewerkzeug zum Zweck der Veranschaulichung vorgesehen.
Jedoch können die jeweiligen Werkzeuge von einem gemeinsamen
Motor unter vorgegebenen Zeitsteuerungen unter Verwendung
separater Nocken angetrieben werden.
Das Prinzip der Herstellung einer Feder wird unter
Bezugnahme auf die Fig. 14 bis 21 beschrieben werden. Im
folgenden wird das Prinzip der Herstellung einer
Zugfeder und einer Doppeltorsionsfeder als zwei typische
Federn beschrieben .
Bezugnehmend auf die Fig. 14 bis 17 wird der Draht 2 von
einer (nicht gezeigten) Drahtvorratsquelle in einen Spalt
zwischen den Vorschubrollen 7 und 8 eingeführt und
durch das in die
drehbare Drahtführungseinheit 40 eingebaute Führungsrohr 300 und die
Führung 200 ausgegeben. Der austretende Draht 2 wird veranlaßt, gegen das
Windungswerkzeug 31 zu stoßen, wodurch der erste distale
Endabschnitt der Feder, z. B. ein Hakenabschnitt (siehe Fig.
15A und 15B) geformt wird. Anschließend wird ein vorgegebenes
Werkzeug betrieben, der die Basis des Hakenabschnitts des
Drahtes 2 um ca. 90° biegt. Ein Windungswerkzeug 35 (in Fig.
16B gezeigt) wird veranlaßt, gegen den Draht 2 zu stoßen, und
der Draht 2 wird weiter vorgeschoben, so daß sich ein
Spiralabschnitt bildet, der senkrecht zum schrägen Abschnitt
der Führung 200 verläuft. Wenn die Spirallänge einen
vorbestimmten Wert erreicht, wird die Vorschubbewegung des
Drahtes 2 gestoppt (siehe Fig. 16A und 16B). Der Abstand
zwischen dem distalen Endabschnitt der Führung 200 und dem
Windungswerkzeug 35 bestimmt den Windungsdurchmesser der Feder.
Um anschließend einen weiteren Hakenabschnitt als zweiten
distalen Endabschnitt auszubilden, wird die Führung 200 (der
in Fig. 5 gezeigte drehbare Abschnitt 47) um fast 180°
gedreht, um die schräge Fläche der Führung 200 in eine
Richtung zu drehen, die der bisherigen Richtung
gegenüberliegt (man beachte die Lagebeziehung der in Fig. 15
und 17 gezeigten Führung 200). In diesem Zustand wird ein
Biegewerkzeug 36 um ein vorgegebenes Ausmaß verschoben, um
den Draht 2 zur schrägen Fläche hin zu biegen und in
Kurvenform zu bringen, wodurch ein Hakenabschnitt gebildet
wird. Der Draht 2 wird anschließend unter Verwendung des
Schneidewerkzeugs 34 (siehe Fig. 14) durchtrennt, wodurch
eine Zugfeder mit Hakenabschnitten an beiden Enden (siehe
Fig. 17A und 17B) gebildet wird.
Bezugnehmend auf Fig.
14 und die Fig. 18 bis 21 wird der Draht 2 von einer (nicht
gezeigten) Drahtversorgungsquelle in den Spalt zwischen den
Vorschubrollen 7 und 8 (nicht gezeigt) eingeführt und vom
distalen Endabschnitt der Führung 200 durch das in der
drehbaren Drahtführungseinheit 40 eingebaute Führungsrohr 300 und die Führung 200 in
gleicher Weise wie bei der Zugfeder geleitet. Der Draht 2
tritt dann in einem vorgegebenem Ausmaß aus, um einen geraden
Abschnitt als den ersten distalen Endabschnitt zu bilden und
wird veranlaßt, gegen das Windungswerkzeug 31 zu stoßen,
wodurch der erste Spiralabschnitt der Feder (siehe Fig. 18A
bis 18C) gebildet wird. Anschließend wird das
Windungswerkzeug 31 zurückgezogen und der Draht 2 tritt in
einem vorgegebenen Ausmaß aus, um einen geraden Abschnitt zu
bilden. Die Biegewerkzeuge 32 und 33 werden veranlaßt, gegen
den Draht 2 anzustoßen, wodurch der Draht 2 in einem
vorgegebenen Ausmaß gebogen wird. Die Biegewerkzeuge 32 und
33 werden zurückgezogen. Um den Draht 2 weiter zu biegen,
wird die Führung 200 (der in Fig. 5 gezeigte drehbare
Abschnitt 47) um fast 180° gedreht, um die schräge Fläche der
Führung 200 in einer Richtung entgegengesetzt zur bisherigen
Richtung (bezugnehmend auf die in den Fig. 19 und 20 gezeigte
Lagebeziehung der Führung 200) zu drehen. Nachdem die Führung
200 gedreht ist, tritt der Draht in einem vorgegebenen Ausmaß
aus und die Biegewerkzeuge 32 und 33 werden veranlaßt, gegen
den Draht 2 zu stoßen, wodurch ein Zwischeneingriffsabschnitt
(siehe Fig. 20A und 20B) gebildet wird. Danach wird das
Windungswerkzeug 31 erneut veranlaßt, gegen den Draht 2 zu
stoßen und der Draht 2 tritt weiter aus, wodurch der zweite
Spiralabschnitt senkrecht zur schrägen Fläche der Führung
gebildet wird. Wenn die Spirallänge einen vorgegebenen Wert
erreicht, wird der Austrittsvorgang des Drahtes 2 gestoppt
(siehe Fig. 21A und 21C). Die Entfernung zwischen dem
distalen Endabschnitt der Führung 200 und dem Windungswerkzeug 31
bestimmt den Windungsdurchmesser der Feder. Um anschließend
einen zweiten geraden Abschnitt als zweiten distalen
Endabschnitt zu bilden, tritt der Draht 2 eine vorgegebene
Strecke aus und wird unter Verwendung des Schneidewerkzeugs
34 (siehe Fig. 14) geschnitten, wodurch eine
Doppeltorsionsfeder mit zwei Spiralabschnitten (siehe Fig.
21A bis 21C) gebildet wird.
Wenn eine Feder gemäß dem obigen Verfahren hergestellt
wird, wird diese Feder abgeschnitten. Das Prinzip dieses
Schneidevorgangs wird nachfolgend beschrieben.
Bezugnehmend auf Fig. 22
wird angenommen, daß sich das Schneidewerkzeug 34 an der
Position 34a befindet. In diesem Fall nimmt der aus der
Drahtaustrittsbohrung der Führung 200 herausragende Draht 2
eine Spannung in einer Richtung A auf. Obwohl die Führung 200
die Drahtaustrittsbohrung stützt, nimmt diese die
Drahtschneidekraft mit ihrem extrem dünnen Abschnitt auf. Im
schlimmsten Fall wird ein in der Nähe der Auslaßbohrung für
den Draht 2 liegender Abschnitt der Führung 200
unerwünschterweise teilweise brechen. Daher sollte das
Schneidewerkzeug 34 nicht in einem Winkel kleiner Θa zum
Draht hin bewegt werden oder innerhalb des Winkels Θa
angeordnet sein.
Wenn sich das Schneidewerkzeug 34 an der in Fig. 22
dargestellten Position 34b befindet, ist dies nicht der
optimale Zustand, obwohl die Schnittwirkung höher ist als im
Fall, daß das Schneidewerkzeug 34 an der Position 34a
angeordnet ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die
Schnittkraft dahin wirkt, in einen Abschnitt in einer in Fig.
22 gezeigten Richtung y einzutreten, in dem die beiden
Führungen 200a und 200b aneinander anstoßen.
Daher wird in dieser Ausführung die Angriffsrichtung
des Schneidewerkzeugs 34 in den in Fig. 22 gezeigten
vorgegebenen Bereich von Θb oder Θc gelegt, wenn ein Draht 2
zu durchtrennen ist. Man beachte, daß beim Schneiden des
Drahtes 2 die Festigkeit der Führung 200 in der Richtung der
Pfeile Sb und Sc auf der Linie lb und lc, die entweder durch
den Punkt b oder c und die Bohrung geht, als maximal
angesehen wird, so daß die Bereiche von Θb oder Θc innerhalb
eines Winkels von beispielsweise 15° ~ 30° gesetzt werden,
welche die Linien lb und lc umfassen, in dem die Führung 200,
ausreichende Festigkeit beibehalten kann, aber nicht den
Bereich von Θa umfaßt. Auf diese Weise kann die Führung 200
obwohl sie klein ist, ausreichend die Schnittkraft aufnehmen.
Die Eintrittsrichtung des Schneidewerkzeugs 34 wird im voraus
bestimmt. Die Führung wird gedreht, wenn der
Schneidezeitpunkt kommt, wodurch das Schneidewerkzeug
entweder in den in Fig. 22 gezeigten Bereich von Θb oder Θc
gelegt wird. Die Bereiche Θb oder Θc ändern sich gemäß der
Größe und Form der Führung, des Drahtdurchmessers u. ä.
Wie eingangs erwähnt, verwendet die herkömmliche
Herstellungsmethode Wickelköpfe mit verschiedenen
Vorderendkonturen gemäß den gewünschten Federformen. Bei der
vorliegenden Erfindung können verschiedene Formen nur durch
Drehung der gleichen Führung hergestellt werden.
Die Gewindesteigung des Spiralabschnitts der Feder kann
durch Festlegen der Führung in einer vorgegebenen
Winkelstellung frei eingestellt werden.
Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden
Erfindung die Größe der Drahtführung reduziert werden und die
auf den Draht durch Drehung der Feder einwirkenden
Torsionsspannungen können vermindert werden.
Selbst wenn viele Federtypen hergestellt werden sollen,
muß die Führung nicht ausgewechselt werden.
Der herkömmliche, mühsame Vorgang der Gestaltung des
Vorderendes eines Wickelkopfes gemäß der Form einer
gewünschten Feder kann dadurch entfallen, daß die
Drahtvorschubführung drehbar ausgeführt wird, wodurch der
Federbildungsraum verändert wird. Die Kosten für die
Bereithaltung von Wickelköpfen mit verschiedenen Formen können
reduziert werden, und nur ein einziger Wickelkopf der als drehbare Führung des Drahtes ausgebildet ist, kann für das
Formen von Federn mit beliebigen Gestaltungen verwendet werden.
Wenn der Draht geschnitten werden soll, wird dieser quer
abwärts von der Drahtaustrittsbohrung der Führung in Richtung
eines hochfesten Bereichs der Führung geschnitten. Somit kann
die Gebrauchsdauer der Führung verlängert werden.
Die vorliegende Erfindung kann auf ähnliche Weise mit
Änderungen und Modifikationen auf andere Anwendungen
übertragen werden, ohne vom Grundgedanken und Schutzbereich
der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise wird in dieser
Ausführung die Führung aus einem Material hoher
Verschleißfestigkeit, wie z. B. einer gesinterten Hartlegierung,
hergestellt. Jedoch kann ein Teil der Führung aus einer
gesinterten Hartlegierung und ein anderer Teil der Führung
aus einem anderen Werkstoff gebildet werden, sofern die
Festigkeit der Führung beibehalten werden kann.
Claims (8)
1. Federherstellungsvorrichtung zur Bildung einer Feder aus
einem von einem Ende zugeführtem Draht (2), mit Werkzeugen
(31, 32, 33, 34) zum Biegen, Winden oder Schneiden des
Drahtes (2), die radial angeordnet und in Richtung eines
Federbildungsraumes im Bereich des Vorderendes der
Drahtführung (200) verschiebbar und gegen den Draht
andrückbar sind, um den Draht (2) zwangsweise zu biegen,
oder zu winden und dadurch eine Spirale für die Herstellung
einer Feder zu bilden, bestehend aus:
daß die Drahtführung (200) eine erste und eine zweite Drahtführungsblockhälfte (200a, 200b) aufweist und daß die Hälften voneinander trennbar sind,
wobei eine Trennfläche jeder Hälfte mit je einer Nut (230a, 230b) gebildet ist, und wobei die Nuten (230a, 230b) der ersten und der zweiten Drahtführungsblockhälfte (200a, 200b) zusammengefügt die Drahtaustrittsbohrung (230) bilden.
- a) einer drehbaren Drahtführungseinheit (40) zur Lagerung und Drehung der Drahtführung 8200) um eine Drahtaustrittsbohrung (230);
- b) einer ersten Antriebseinrichtung (6, 70, 80) zur Übertragung einer Antriebskraft auf die Drahtführungseinheit (40);
- c) einer zweiten Antriebseinrichtung (113, 114, 115, 116) zum Verschieben der Werkzeuge (31, 32, 33, 34) und aus
- d) einer Regeleinrichtung zur zeitlichen Regelung der ersten und zweiten Antriebseinrichtungen und zur Änderung einer Stellung der Drahtführung (200) mittels der Drahtführungseinheit (40) bzgl. der Werkzeuge (31- 34) gemäß der Form der Feder;
daß die Drahtführung (200) eine erste und eine zweite Drahtführungsblockhälfte (200a, 200b) aufweist und daß die Hälften voneinander trennbar sind,
wobei eine Trennfläche jeder Hälfte mit je einer Nut (230a, 230b) gebildet ist, und wobei die Nuten (230a, 230b) der ersten und der zweiten Drahtführungsblockhälfte (200a, 200b) zusammengefügt die Drahtaustrittsbohrung (230) bilden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste und die zweite Führungsblockhälfte (200a, 200b)
symmetrisch zueinander ausgebildet sind und daß jede Hälfte
eine abgeschrägte Fläche (240a, 240b) zur Anlage gegen den
Draht besitzt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drahtführung (200) aus einer gesinterten
Hartlegierung besteht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin mit einer
Schneideeinrichtung (34) zum Schneiden des Drahtes (2),
wobei die erste Antriebseinrichtung (6) derart geregelt
wird, daß der Draht (2) von der Schneideeinrichtung (34)
quer unterhalb der Drahtaustrittsbohrung (230) der Führung
(200) in Richtung eines Bereichs der Führung (200) mit
hoher Festigkeit durchschnitten wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Werkzeuge (31, 32,
33, 34) mittels Nocken (4) verschiebbar sind, die den
Werkzeugen zugeordnet und mit den zweiten
Antriebseinrichtungen (113-116) gekoppelt sind, welche
zusammen mit der ersten Antriebseinrichtung (6)
zeitgeregelt werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Werkzeuge (31, 32,
33, 34) zum Anschlag am Draht (2) verschiebbar sind und
mehrere Werkzeugtypen umfassen, die radial bezüglich der
Drahtaustrittsbohrung (230) der Führung (200) als Zentrum
angeordnet sind.
7. Drahtführung (200) für eine Federherstellungsvorrichtung
zur Herausführung eines Drahtes (2) aus einem Vorderende
dieser Drahtführung (200) und zum Andrücken des Drahtes (2)
gegen Werkzeuge (31, 32, 33,) zum zwangsläufigen Biegen
oder Winden des Drahtes (2) zur Bildung einer Windung,
wobei die Drahtführung (200) aus einer ersten und einer zweiten Drahtführungsblockhälfte (200a, 200b) besteht,
wobei die Blockhälften trennbar sind, und
wobei eine Trennfläche jeder Hälfte mit je einer Nut (230a, 230b) gebildet ist, und wobei die Nuten (230a, 230b) nach Zusammenfügung der Drahtführungsblockhälften (200a, 200b) eine Drahtaustrittsbohrung (230) bilden.
wobei die Drahtführung (200) aus einer ersten und einer zweiten Drahtführungsblockhälfte (200a, 200b) besteht,
wobei die Blockhälften trennbar sind, und
wobei eine Trennfläche jeder Hälfte mit je einer Nut (230a, 230b) gebildet ist, und wobei die Nuten (230a, 230b) nach Zusammenfügung der Drahtführungsblockhälften (200a, 200b) eine Drahtaustrittsbohrung (230) bilden.
8. Drahtführung nach Anspruch 7, bei der die erste und die
zweite Drahtführungsblockhälfte (200a, 200b) symmetrisch
zueinander verlaufen, und jede Hälfte eine schräge Fläche
(240a, 240b) zur Anlage gegen den Draht besitzt.
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