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Die Erfindung betrifft eine Biegevorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aufhängungssysteme mit einer Mehrzahl von Federblättern 10,
welche, wie in Figur 7 gezeigt, geschichtet angeordnet und
miteinander verbunden sind, werden in geeigneter Weise in
Landtransportfahrzeugen, wie beispielsweise Eisenbahnwägen und
Lastkraftfahrzeugen, verwendet. Jedes Federblatt 10 kann, z. B.
nach dem Bilden eines Auges an einem Endabschnitt oder an jedem
Endabschnitt eines gewalzten Plattenrohlings, welcher eine
vorbestimmte Dicke oder eine Verjüngung an dem anderen
Endabschnitt desselben aufweist, dadurch prapariert werden, daß
der derart behandelte Rohling, welcher gänzlich erhitzt ist,
einer Biegebehandlung unterzogen wird, um mit einer
vorbestimmten Krümmung versehen zu werden. Die Krümmung, mit
welcher der Rohling-beaufschlagt wird, variiert in Abhängigkeit
der Anwendung und der Belastung; so gibt es eine Art, gemäß
welcher sich der Krümmungswinkel von der Mitte aus zu jedem
Ende hin allmählich verringert oder erhöht, und einen Art,
gemäß welcher der Mittelabschnitt keine Krümmung aufweist.
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Figur 8 zeigt ein Beispiel einer aus dem Stand der Technik
bekannten Biegevorrichtung 12 zum Versehen eines Federblatts 10
mit einer Krümmung. Die Biegevorrichtung 12 besteht
grundsätzlich aus einer Oberform 14 und einer Unterform 16. Die
Oberform 14 ist eine Negativ-Form, wohingegen die Unterform 16
eine Positiv-Form ist. Ein auf eine heiße Arbeitstemperatur
erhitztes, gerades Federblatt 10 wird zwischen der Oberform 14
und der Unterform 16 angeordnet, und anschließend wird die
Oberform 14 gezwungen, sich der Unterform 16 zu nähern, um das
Federblatt mit einer dem Profil dieser Formen entsprechenden
Krümmung zu versehen.
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Das Verfahren zum Herstellen von Federblättern 10 umfaßt:
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1) einen Gruppenherstellungsmodus, bei welchem Federblätter 10
der gleichen Größe und der gleichen Spezifizierung
kontinuierlich in Gruppensene hergestellt werden, und
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2) den Familienherstellungsmodus, bei welchem ein Hauptblatt 10
und die anderen Blätter 10, welche ein Aufhängungssystem
bilden, in Familienserie hergestellt werden. Ein geeigneter
Herstellungsmodus wird von den Verwendern in Abhängigkeit der
Anwendung und anderer Faktoren ausgewählt. Beim
Gruppenherstellungsmodus werden, nachdem eine vorbestimmte
Serienanzahl von Blättern 10 der gleichen Größe hergestellt
sind, die Oberform 14 und die Unterform 16 in der
Biegevorrichtung 12 nur dann ausgewechselt, wenn gemäß der
Bestellungsänderung ein unterschiedliches Krümmungsprofil
aufgebracht wird. Zum Umändern von Formen ist im allgemeinen
viel Zeit erforderlich, was bezüglich einer erheblichen
Verringerung der Effektivität beim Biegen von Federblättern 10
einen Hauptfaktor darstellt. Insbesondere müssen heute, wenn
die Kleinserienherstellung überwiegt, Maßnahmen für mögliche
ständige Bestellungsänderungen vorgesehen werden, wobei es in
der Schichtfederindustrie sehr wichtig wird, die zum Umändern
der Form erforderliche Zeit verringern.
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Derzeit muß bei dem Familienherstellungsmodus jedes Mal, wenn
ein Federblatt 10 gekrümmt worden ist, die Oberform 14 und die
Unterform 16 gewechselt werden, da die Krümmung, mit welcher
jedes Federblatt versehen wird, geringfügig unterschiedlich
ist. Demgemäß weist dieser Modus ebenfalls einen Nachteil auf,
und zwar, daß er sehr komplizierte Vorgänge erfordert und einen
beträchtlichen Zeitverlust mit sich bringt. In dieser Hinsicht
sind die herkömmlichen Biegevorrichtungen weit davon entfernt,
die Anforderungen der Industrie zufriedenstellend zu erfüllen.
Ferner sind unterschiedliche Arten von Oberformen 14 und
Unterformen 16 gemäß den unterschiedlichen Krümmungsprofilen
sowohl für den Gruppenherstellungsmodus als auch für den
Familienherstellungsmodus notwendig, was zu einer Erhöhung der
Produktionskosten führt. Zudem können dahingehend
Unbequemlichkeiten festgestellt werden, daß die Oberformen 14
und die Unterformen 16 separat aufbewahrt werden müssen, so daß
viel Platz zum Lagern dieser Formen erforderlich ist und daß
eine Bestandskontrolle schwierig wird.
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Auf der anderen Seite verschleißen die Oberform 14 und die
Unterform 16 mit der Zeit an den Formoberflächen und werden
nach längerer Benutzungszeit derart verformt, daß sie manchmal
nicht in der Lage sind die Federblätter 10 mit einer genauen
Krümmung zu versehen. In solchen Fällen müssen die Oberform 14
und die Unterform 16 repariert oder durch neue Formen ersetzt
werden, was beträchtliche Zeit erfordert und einen
Verringerungsfaktor in der Produktivität darstellt.
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Aus der EP-A-0 442 036 ist eine Biegevorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Diese Biegevorrichtung
verwendet ein Paar von Formen mit jeweils einer Mehrzahl von
Formfingern, wobei die Formen durch Betätigen einer Mehrzahl
von mit der Mehrzahl von Formfingern verbundenen
Antriebsvorrichtungen relativ zu der gegenüberliegenden Form
vorbewegt oder zurückbewegt werden können, und zwar basierend
auf einem von einer Steuereinrichtung ausgegebenen,
vorbestimmten Befehl, um die jeweiligen Finger in erforderliche
Höhen vor- oder zurückzubewegen, so daß die freien Enden der
Formfinger als Ganzes eine erforderliche Formfläche bilden
können, wobei jeder Formfinger mittels einer lösbaren
Verriegelungsvorrichtung festgelegt ist. Dieser Stand der
Technik erfordert ein Paar von Formen mit einer Mehrzahl von
Formfingern, so daß beide Formen in der gleichen Weise auf die
vorbestimmte Krümmung eingestellt werden müssen, wodurch eine
lange Zeit zum Ändern der Formen erforderlich ist.
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Die DE-U-8 900 643 offenbart eine Biegevorrichtung mit einem
Paar von Formen, von denen jede Form einen feststellbaren und
einen einstellbaren Teil mit einer Mehrzahl von Formfingern
aufweist, wobei die freien Enden der Formfinger eine
vorbestimmte Formfläche bilden können. Der einstellbare Teil
der Form ist mittels eines Hydraulikzylinders drehbar
angeordnet. Diese Biegevorrichtung benötigt ebenfalls ein Paar
von Formen mit einer Mehrzahl von Formfingern, wobei eine lange
Zeit zum Einstellen der Vorrichtung erforderlich ist.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, für das Versehen eines
Federblattes für eine geschichtete Blattfeder mit einer
vorbestimmten Krümmung eine neue Biegevorrichtung zu schaffen,
welche durch erhebliches Vermindern der Zeit, die zum Umändern
der Formen gemäß der Bestellungsänderungen erforderlich ist,
die Produktivität verbessern kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale in dem
Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den
Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung kann zusammen mit ihren Aufgaben und ihren
Vorteilen am besten anhand der folgenden Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die
Zeichnung verstanden werden. In der Zeichnung zeigen:
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Figur 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen
Ausführungsform einer Biegevorrichtung zum Versehen von
Federblättern fur eine geschichtete Blattfeder mit einer
Krümmung;
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Figur 2 eine schematische, vergrößerte Teilansicht der
Biegevorrichtung, wobei die umgestaltbare Form, die
Umgestaltungsvorrichtung, die einstellbaren Formelemente und
die auf der rechten Seite der Biegevorrichtung angeordnete
Betätigungseinrichtung genauer dargestellt sind;
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Figur 3 eine schematische, teilweise abgeschnittene Ansicht des
Hauptabschnitts der umgestaltbaren Form;
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Figur 4 die einstellbaren Formelemente in einem vertikalen
Querschnitt;
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Figur 5 den Mechanismus zum Positionieren und Festlegen jedes
einstellbaren Formelements in der umgestaltbaren Form;
Figur 6 eine schematische, teilweise abgeschnittene Ansicht der
Biegevorrichtung, wobei ein Federblatt mit einem
Krümmungsprofil versehen wird, welches von jenem in Figur 2
gezeigten Krümmungsprofil verschieden ist;
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Figur 7 ein, eine geschichtete Blattfeder verwendendes
Aufhängungssystem; und
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Figur 8 eine Biegevorrichtung gemäß dem Stand der Technik.
Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
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Die erfindungsgemäße Biegevorrichtung wird im folgenden anhand
einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die
Zeichnung erläutert.
(Gesamte Vorrichtung)
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Figur 1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine bevorzugte
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Biegevorrichtung. Die
Biegevorrichtung 18 weist einen senkrecht in der Mitte der
Vorrichtung angeordneten Positionierungszylinder 20 auf, wobei
das freie Ende der nach oben gerichteten Kolbenstange 20a des
Positionierungszylinders mit dem unteren Ende eines zwischen
einem Paar von feststehenden Elementen 22 der Vorrichtung
aufsteigend angeordneten Trageteils 24 verbunden ist. An der
oberen Fläche des Trageteils 24 ist eine Führungsnut 24a in
Form eines umgedrehten T's ausgebildet, in welche ein
Haltefinger 25 gleitend gepaßt ist. Ein, mittels einer nicht
gezeigten Überführungsvorrichtung, wie beispielsweise einer
Schiebevorrichtung, von dem vorhergehenden Schritt
weiterbefördertes Federblatt 10 ist an dem Längsmittelabschnitt
auf den Haltefinger 25 gelegt und derart ausgebildet, daß es
zwischen dem Haltefinger 25 und einem später beschriebenen,
über dem Haltefinger 25 angeordneten Referenzfinger 26 gehalten
werden kann, um dadurch positioniert und sicher gehalten zu
werden. Relativ zu dem Positionierungszylinder 20 sind auf
jeder Seite eine eine Oberform bildende umgestaltbare Form 28,
Umgestaltungsvorrichtungen 30, welche die umgestaltbare Form 28
mit einem erforderlichen Profil versehen, variable Formelemente
32, welche zusammen eine Unterform bilden, und
Betätigungseinrichtungen 34 angeordnet, welche es ermöglichen,
daß die variablen Formelemente 32 mit dem von der
umgestaltbaren Form 28 gebildeten Profil übereinstimmen, um das
Krümmen des Federblattes 10 zu bewirken. Die umgestaltbare Form
28, die Umgestaltungsvorrichtungen 30, die variablen
Formelemente 32 und die Betätigungseinrichtungen 34 sind in der
Vorrichtung relativ zu deren Mitte symmetrisch angeordnet, so
daß lediglich jene Bauteile beschrieben werden, die auf der
rechten Seite angeordnet sind.
(Umgestaltbare Form)
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Ein T-förmiges Referenzformelement 36, welches ein Element der
umgestaltbaren Form 28 ist, ist, wie in Figur 2 gezeigt,
unmittelbar über dem Positionierungszylinder 20 angeordnet und
befestigt, wobei eine T-förmige Führungsnut 36a an dem unteren
Ende des Referenzformelements 36 ausgebildet ist, um sich in
die Querrichtung des Federblatts 10 zu erstrecken. In diese
Führungsnut 36a ist ein Referenzfinger 26 derart gleitend
gepaßt, daß das auf dem Haltefinger 25 in dem auf den Zylinder
montierten Trageteil 24 angeordnete Federblatt 10
positioniert und sicher zwischen dem Haltefinger 25 und dem
Referenzfinger 26 gehalten werden kann, und zwar durch
Betätigen des Zylinders 20 zum Ausfahren dessen Kolbenstange
20a. Zudem sind der Haltefinger 25 und der Referenzfinger 26
abmontierbar an dem Trageteil 24 bzw. an dem
Referenzformelement 36 befestigt, so daß sie in einfacher Weise
durch neue Finger ersetzt werden können, wenn sie nach längerer
Benutzungszeit verschlissen sind.
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Das Referenzformelement 36 weist eine Mehrzahl von
einstellbaren Formelementen 38 auf, welche eines nach dem
anderen in Längsrichtung des Federblatts 10 derart mit dem
Referenzformelement 36 verbunden sind, daß die Stellungen der
einstellbaren Formelemente 38 eingestellt werden können, um
über die unteren Enden der Gruppe von einstellbaren
Formelementen 38 ein notwendiges Krümmungsprofil zu bilden.
Jedes einstellbare Formelement 38 ist mit einem
Hydraulikzylinder 40 versehen, welcher, wie in Figur 3 gezeigt
ist, eine sich nach oben erstreckende Kolbenstange 40a
aufweist. Der Zylinder 40 ist angepaßt, um in einen freien
Zustand, in welchem die Kolbenstange 40a bewegt werden kann,
und in einen festgelegten Zustand, in welchem die Kolbenstange
40 nicht bewegt werden kann, geschaltet zu werden. Das obere
Ende der Kolbenstange 40a des zu dem Referenzformelement 36
benachbart angeordneten einstellbaren Formelement 38 ist an dem
Kopf des Referenzformelements 36 drehbar gehaltert. Ein Paar
von Armen 38a erstreckt sich diagonal von dem Kopf des
Zylindergehäuses 40b des Hydraulikzylinders 40 aus nach oben,
um weiter von dem Referenzformelement 36 wegzuweisen, wobei der
obere Endabschnitt der Kolbenstange 40a eines ferner
benachbarten einstellbaren Formelements 38 ausgebildet ist, um
drehbar zwischen den freien Endabschnitten der Arme 38a
gehalten zu werden.
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Wie in Figur 4 gezeigt ist, ist auf jeder Seite des
Zylindergehäuses 40b an einer vorbestimmten Höhe ein einen T-
förmigen Querschnitt aufweisender Vorsprung 38b vorgesehen,
welcher sich in die Querrichtung des Federblatts 10 erstreckt,
wobei ein Gelenkabschnitt 42a eines Hebels 42 drehbar auf jeden
Vorsprung 38 gepaßt ist. Das freie Ende jenes Hebels 42,
welcher an dem einstellbaren, benachbart zu dem
Referenzformelement 36 angeordneten Formelement 38 angeordnet
ist, ist an der passenden Position an dem Referenzformelement
36 drehbar gehaltert. Es ist zu bemerken, daß das über den
Hebel 42 mit dem Referenzformelement 36 verbundene,
einstellbare Formelement 38 ein Ende des Hebels 42 eines
anderen, von dem Referenzformkörper 36 weiter weg angeordneten
einstellbaren Formelements 38 an einer Position drehbar
haltert, welche höher angeordnet ist als die Vorsprünge 38b.
Genauer gesagt sind die jeweiligen einstellbaren Formelemente
38, welche in Langsrichtung des Federblatts 10 angeordnet sind,
eines nach dem anderen über die Kolbenstangen 40a bzw. die
Hebel 42 miteinander verbunden. Die Stellung von jedem
einstellbaren Formelement 38 kann in Abhängigkeit der Länge der
Kolbenstange 40a, welche aus dem Zylindergehäuse 40b
hervorsteht, geändert werden, wobei die Stellung des jeweiligen
Formelements 38 durch Festlegen der Kolbenstange 40a relativ zu
dem Zylindergehäuse 40b gesichert aufrechterhalten werden kann,
um die imaginären Dreiecke, welche von den Haltepunkten C, G, K
bzw. O der Kolbenstange, den Haltepunkten E, I, M bzw. Q des
Hebels 42 und den anderen Haltepunkten D, H, L bzw. P des
Hebels 42 (siehe Figur 5) gebildet werden, zu fixieren.
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An dem Boden (dem Federblatt 10 zugewandtes unteres Ende) des
Zylindergehäuses 40b von jedem Hydraulikzylinder 40 ist eine T-
förmige Führungsnut 38c ausgebildet, welche sich, wie in Figur
3 gezeigt ist, in die Querrichtung des Federblatts 10
erstreckt, wobei in die T-förmige Führungsnut 38c ein Finger 44
gleitend eingepaßt ist. Auf jeder Seite der Reihe von
einstellbaren Formelementen 38 ist eine eines Paars von
flexiblen Leisten 46 angeordnet und derart an den
Gelenkabschnitten 42a des jeweiligen Hebels 42 positioniert und
befestigt, daß ein Längsseitenabschnitt von jeder flexiblen
Leiste sich nach außen erstrecken kann. Der sich von den
Gelenkabschnitten 42a nach außen erstreckende Abschnitt von
jeder flexiblen Leiste 46 ist ausgebildet, um zwischen einem
Paar von Rollen 48 der Umgestaltungsvorrichtung 30 gehalten zu
werden. Als flexible Leiste 46 kann geeigneter Weise ein
Laminat, bei dem eine Leiste, wie beispielsweise aus Flour-
Carbon-Harz oder MC Nylon, zwischen einer Mehrzahl von
Stahlleisten sandwichartig angeordnet ist, verwendet werden.
Ein derartiges Laminat kann in einfacher Weise mittels der
Umgestaltungsvorrichtungen 30 umgestaltet werden und auch die
umgestaltete Form beibehalten. Durch Umgestalten des
Krümmungsprofils der flexiblen Leisten 46 mittels der
Umgestaltungsvorrichtung 30 kann die Stellung von jedem
einstellbaren Formelement 38 gemäß der Änderung des
Krümmungsprofils der flexiblen Leisten 46 geändert werden,
wodurch die unteren Enden der Finger 44 der einstellbaren
Formelemente 38 im ganzen eine kontinuierliche Kurve
darstellen, welche dem Profil der flexiblen Leisten 46 (siehe
Figuren 2 und 6) entspricht. Wenn die gewünschte Kurve von den
Fingern 44 gebildet ist, dann liegen die unteren Enden der
Finger 44 im wesentlichen senkrecht an dem Federblatt 10 an, da
die unteren Enden der Finger 44 durch die Wirkung der Hebel 42,
welche die einstellbaren Formelemente 38 miteinander verbinden,
derart angeordnet sind, daß sie im wesentlichen parallel zu den
Zentripetalrichtungen der Krümmung verlaufen, mit welcher das
Federblatt 10 versehen wird.
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Die Finger 44 sind ausgebildet&sub1; um mittels eines nicht
gezeigten Mechanismus entlang der Führungsnuten 38c gleiten zu
können, und zwar in jene Positionen, in denen sie nicht in
Kontakt mit dem Federblatt 10 sind. Daher kann jener Finger 44,
welcher in jener Position angeordnet ist, in der sich das an
dem Ende des Federblatts 10 ausgebildete Auge befindet, wie in
Figur 2 gezeigt ist, zurückgezogen werden, um das Biegen des
Federblatts 10 ausführen zu können, ohne daß es zu Störungen
zwischen dem Auge und diesem Finger 44 kommt. Wenn die unteren
Enden der Finger 44 verschlissen sind, dann können sie von den
Hydraulikzylindern 40 entfernt und durch neue ersetzt werden.
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Die Arme 38a jenes einstellbaren Formelements 38, welches in
der Gruppe dieser Formelemente 38 in der am weitesten rechts
liegenden Position angeordnet ist, sind mit der Kolbenstange
50a eines Hydraulikzylinders 50 verbunden, welcher an einem
nicht gezeigten, feststehenden Element angeordnet ist. Der
Zylinder 50 hat die Aufgabe, ein Zurückschwenken der Gruppe von
einstellbaren Formelementen 38 zu verhindern, wenn ein
vorbestimmtes Krümmungsprofil von diesen gebildet wird, und
zwar durch Betätigen des Zylinders 50 zum Einziehen dessen
Kolbenstange 50a in das Zylindergehäuse. Die Anzahl der
Hydraulikzylinder 50 zum Verhindern eines solchen
Zurückschwenkens muß nicht nur auf, wie in der obigen
Ausführungsform beschrieben, einen Hydraulikzylinder beschränkt
sein, sondern es können, auch mehrere Zylinder 50 an
vorbestimmten Positionen angeordnet werden.
(Umgestaltungsvorrichtung)
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Eine Urngestaltungsvorrichtung 30, welche es der Gruppe von
einstellbaren Formelementen 38 ermöglicht, ein notwendiges
Profil zu bilden, ist über der umgestaltbaren Form 28
angeordnet. Im einzelnen erstreckt sich, wie in Figur 2 gezeigt
ist, ein Tragrahmenelement 52 horizontal in die Langsrichtung
des Federblatts 10, wobei ein Schlitten 56 bewegbar an der
Führungsschiene 54 angeordnet ist, welche sich in die
Längsrichtung des Rahmenelements 52 erstreckt. In der Mitte und
an dem rechten Ende des Tragrahmenelements 52 ist jeweils ein
Lager 52a angeordnet, wobei eine erste Kugelumlaufspindel 58
drehbar zwischen den beiden Lagern gehaltert ist. Die erste
Kugelumlaufspindel 58 ist in eine, an dem Schlitten 56
angeordnete, nicht gezeigte Mutter geschraubt und ferner mit
einem ersten Servomotor 60 verbunden, welcher an dem auf der
rechten Seite angeordneten Lager 52a angeordnet ist. Demgemäß
kann sich der Schlitten 56 durch Antreiben des ersten
Servomotors 60 in Normal- oder Rückwärtsrichtung zum Drehen der
ersten Kugelumlaufspindel 58 horizontal entlang der
Führungsschine 54 bewegen.
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Zwei Halteplatten 62 erstrecken sich von dem Schlitten 56 aus
nach unten und sind derart in die Querrichtung des Federblatts
10 in einem Abstand voneinander angeordnet, daß sie zusammen
angehoben oder abgesenkt werden können, wobei eine zweite
Kugelumlaufspindel 66, welche senkrecht zu dem Schlitten 56
angeordnet ist, in eine an den Halteplatten 62 angeordnete
Mutter 64 geschraubt ist. An der Oberseite des Schlittens 56
ist ein zweiter Servomotor 68 umgedreht angeordnet, mit welchem
die zweite Kugelumlaufspindel 66 verbunden ist. Demgemäß kann
das Paar Halteplatten 62 durch Drehen der Kugelumlaufspindel 66
über Antreiben des zweiten Servomotors 68 in Normal- oder
Rückwärtsrichtung vertikal angehoben oder abgesenkt werden. An
der Innenfläche jeder Halteplatte 62 sind in einem vertikalen
Abstand zueinander zwei Rollen 48 drehbar angeordnet, welche,
wie in Figur 4 gezeigt ist, die jeweils zugeordnete flexible
Leiste 46 zwischen sich halten. Jede der flexiblen Leisten 46,
welche zwischen dem zugeordneten Paar Rollen 48 gehalten ist,
kann in ein gewünschtes Profil gebogen werden, und zwar durch
horizontales Bewegen des Schlittens 56 mittels des ersten
Servomotors 60 sowie durch vertikales Bewegen der Halteplatten
62 mittels des zweiten Servomotors 68, wodurch die an den
flexiblen Leisten 46 angeordneten einstellbaren Formelemente 38
Stellungen einnehmen, die dem Profil, mit dem die Leisten 46
versehen sind, entsprechen, so daß die einstellbaren
Formelemente 38 mit ihren freien Enden insgesamt eine
kontinuierliche Kurve bilden, welche dem Profil der flexiblen
Leisten 46 entspricht.
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An dem ersten Servomotor 60 und an dem zweiten Servomotor 68
sind jeweils Positionsdetektoren 70, 72 angeordnet, welche
jeweils die Umdrehung dieser Motoren erfassen, um die momentane
Position der Rollen 48 zu ermitteln, wodurch die genaue
Position der Rollen 48 kontinuierlich verfolgt werden kann. Die
von diesen Detektoren 70, 72 ausgehenden Signale bezüglich der
Position der Rollen 48 werden beispielsweise in eine nicht
gezeigte Steuereinrichtung eingegeben, welche einen eingebauten
Mikrocomputer aufweist. Demgemäß kann der Antrieb der
Servomotoren 60, 68, wenn Daten bezüglich der gewünschten
Krümmungsprofile zuvor in die Steuereinrichtung eingegeben
worden sind, auf Basis dieser Daten gesteuert werden. Daher
können die flexiblen Leisten 46 in einfacher Weise mit einem
gewünschten Krümmungsprofil versehen werden.
(Variable Formelemente)
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Eine eine vorbestimmte Weite aufweisende Kette, welche ein
variables Formelement 32 bildet, ist drehbar an einem Ende des
feststehenden Elements 22 gehaltert, welches, wie in Figur 2
gezeigt ist, zu dem Positionierungszylinder 20 benachbart
angeordnet ist. Das variable Formelement 32 erstreckt sich über
eine Mehrzahl von Kettenrädern 74, welche an dem nicht
gezeigten Maschinenrahmen drehbar gehaltert sind. Das andere
Ende der Kette ist mit der Kolbenstange 78a eines Luftzylinders
78 verbunden, welcher, wie später noch beschrieben, mittels
einer Bolzen-Ösen-Verbindung, an den Rahmen 76 der
Betätigungseinrichtung 34 montiert ist, so daß das variable
Formelement 32 mit einer gewünschten Spannung beaufschlagt
werden kann, und zwar durch Betätigen des Luftzylinders 78 zum
Zurückziehen dessen Kolbenstange 78a in das Zylindergehäuse. Es
ist zu bemerken, daß der Luftzylinder 78 ausgebildet ist, um
während des Biegens eines Federblatts 10 ständig belastet zu
werden, um das variable Formelement 32 mit der notwendigen
Spannung zu beaufschlagen.
(Betatigungseinrichtung)
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Der Rahmen 76 der Betätigungseinrichtung 34 erstreckt sich, wie
in Figur 2 gezeigt ist, unter dem variablen Formelement 32 in
Längsrichtung des Federblatts 10 und ist mittels einer Welle 80
an jenem Endabschnitt, welcher zu der Position des
Positionierungszylinders 20 benachbart ist, drehbar gehaltert.
Längs entlang der oberen Fläche des Rahmens 76 ist eine Schiene
82 angeordnet, auf welcher ein bewegbares Element 84 bewegbar
angeordnet ist. Auch ist ein erster Zylinder 86 über eine
Bolzen-Ösen-Verbindung mit seinem Boden auf der oberen Fläche
des Rahmens 76 montiert, wobei die Kolbenstange 86a dieses
Zylinders 86 mit dem bewegbaren Element 84 verbunden ist. Das
bewegbare Element 84 kann damit durch positives oder negatives
Betätigen des ersten Zylinders 86 entlang der Führungsschiene
82 bewegt werden.
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Ein Schwenkelement 88 ist mittels einer Welle 90 an den rechten
Endabschnitt des bewegbaren Elements 84 drehbar gehaltert,
wobei das Schwenkelement 88 ausgebildet ist, um mittels eines
zweiten Zylinders 91, welcher an dem bewegbaren Element 84
angeordnet ist, um die Welle 90 geschwenkt zu werden. Ein
Betätigungskettenrad 92, welches in das variable Formelement 32
eingreift, ist an dem freien Endabschnitt des Schwenkelements
88 drehbar gehaltert. Das Betatigungskettenrad 92 kann durch
gesteuertes Betätigen des ersten Zylinders 86 und des zweiten
Zylinders 91 in die Längsrichtung und in die Krümmungsrichtung
des Federblatts 10 bewegt werden, um das sich über das
Kettenrad 92 erstreckende variable Formelement 32 gegen die
untere Fläche des Federblatts 10 zu pressen.
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Ein Luftzylinder 93 ist mit einem nicht gezeigten,
feststehenden Element verbunden, wobei die Kolbenstange 93a des
Luftzylinders 93 mit dem freien Endabschnitt des Rahmens 76
verbunden ist, so daß der Rahmen 76 durch negatives oder
positives Betätigen des Zylinders 93 um die Welle 80 gedreht
werden kann. Demgemäß ist das mit dem Betätigungskettenrad 92
im Eingriff stehende variable Formelement 32 derart
ausgebildet, daß es mit einem erforderlichen Druck mit dem
Federblatt 10 in Preßkontakt gebracht werden kann, und zwar
durch Betätigen des Luftzylinders 93 zum Einziehen dessen
Kolbenstange 93a in dessen Zylindergehäuse und zum Drehen des
Rahmens 76 gegen den Uhrzeigersinn, wodurch das Krümmen
ausgeführt wird.
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Im folgenden wird der Betriebsvorgang der derart aufgebauten
Biegevorrichtung beschrieben. Bevor die Biegevorrichtung 18
betatigt wird, werden vorbestimmte Krümmungsprofildaten in die
in der Vorrichtung 18 vorgesehene, nicht gezeigte
Steuereinrichtung eingegeben. Es sollte an dieser Stelle klar
sein, daß die variablen Formelemente 32 eine
Bereitschaftsstellung einnehmen, wobei die
Betätigungskettenräder 92 der Betätigungseinrichtungen 34
jeweils in einer zu der Mitte der Vorrichtung benachbarten
Position angeordnet sind. Derweil ist die Kolbenstange 40a des
Hydraulikzylinders 40 in jedem einstellbaren Formelement 38 in
einem freibeweglichen Zustand, in welchem sie relativ zu dem
Zylindergehäuse 40b bewegbar ist.
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Die Servomotoren 60, 68 zum Antreiben der relativ zu der Mitte
der Vorrichtung auf jeder Seite angeordneten
Umgestaltungsvorrichtung 30 werden unter einer auf den
Eingabedaten basierenden Steuerung angetrieben, um jedes Paar
Rollen 48, welches die jeweils zugeordnete flexible Leiste
zwischen sich hält, horizontal und vertikal zu bewegen, um die
flexiblen Leisten 46 mit dem gewünschten Krümmungsprofil zu
versehen.
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Im einzelnen werden in jenem Stadium, in dem die Rollen 48 dem
Referenzformelement 36 in der umgestaltbaren Form 28 angenähert
werden, die ersten Servomotoren 60 angetrieben, um die
Schlitten 56 horizontal zu bewegen, wobei auch die zweiten
Servomotoren 68 angetrieben werden, um die Halteplatten 62
vertikal zu bewegen. Daher steigt jedes Paar von Rollen 48 an,
wenn es in Längsrichtung des Federblatts 10 bewegt wird,
wodurch die flexiblen Leisten 46, welche zwischen dem
jeweiligen Paar von Rollen 48 gehalten werden, derart geformt
werden, daß sie eine leicht nach oben weisende Kurve von der
Mitte in Richtung zu jedem Ende hin aufweisen. Während dieses
Vorgangs ist es der sich in einem freibeweglichen Zustand
befindenden Kolbenstange 40a von jedem Hydraulikzylinder 40
ermöglicht, sich relativ zu dem jeweiligen Zylindergehäuse 40b
zu bewegen, wenn die flexiblen Leisten 46 neu geformt werden.
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In dem Moment, in dem die Rollen 48 den Haltepunkt E des Hebels
42, welcher an dem benachbart zu dem Referenzformelement 36
angeordneten einstellbaren Formelement 38 angeordnet ist,
passieren, wird die Kolbenstange 40a des Hydraulikzylinders 40
in diesem einstellbaren Formelement 38 positioniert und
festgelegt, um den Abstand zwischen dem Haltepunkt C der
Kolbenstange 40a an dem Referenzformelement 36 und dem
Haltepunkt E (siehe Figur 5) zu fixieren. Daher kann die
Gestalt des imaginären Dreiecks, welches durch Verbinden der
Haltepunkte C, E und des Haltepunkts D des Hebels 42 an dem
Referenzformelement 36 gebildet wird, fixiert werden, wodurch
es möglich ist, den Punkt F an dem unteren Ende des an dem
einstellbaren Formelement 38 angeordneten Fingers 44 zu
positionieren und festzulegen. Damit sind auch der Punkt A, in
dem das Referenzformelement 36 mit der flexiblen Leiste 46
verbunden ist, und auch der Punkt B an dem unteren Ende des
Referenzfingers 26 (jener Punkt, gegen welchen das Federblatt
10 in seiner in Längsrichtung gesehenen Mitte anschlägt),
welcher an dem Referenzformelement 36 befestigt ist,
festgelegt.
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Dann werden die Rollen 48 durch Betatigen jeder
Umgestaltungsvorrichtung 30 zum Neugestalten der flexiblen
Leisten 46 diagonal nach oben und nach außen bewegt, wodurch
sich die Kolbenstange 40a jenes einstellbaren Formelements 38,
welches benachbart zu dem positionierten einstellbaren
Formelement 38 angeordnet ist, relativ zu seinem
Zylindergehäuse 40b bewegen kann. In dem Moment, in dem die
Rollen 48 den Haltepunkt I passieren, wird die Kolbenstange 40a
des Hydraulikzylinders 40 in dem zugeordneten, einstellbaren
Formelement 38 positioniert und gesperrt, um den Abstand
zwischen den Haltepunkten G und I festzulegen. Daher kann die
Gestalt des imaginären Dreiecks, welches durch Verbinden der
Haltepunkte G, I und des Haltepunkts H des Hebels 42 an dem
positionierten Formelement 38 gebildet wird, fixiert werden,
wodurch es ermöglicht wird, den Punkt J an dem unteren Ende des
Fingers 44, welcher an diesem einstellbaren Formelement 38
angebracht ist, zu positionieren und festzulegen.
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Wenn die Rollen 48 die Punkte M, Q..., an denen die
zugeordneten Hebel 42 an den zugeordneten einstellbaren
Formelementen 38 gehaltert sind, passieren, können durch
aufeinanderfolgendes Positionieren und Festlegen der
Kolbenstangen 40a der Hydraulikzylinder 40 der zugeordneten
einstellbaren Formelemente 38, die Punkte N, R... an den
unteren Enden der zugeordneten Finger 44 positioniert und
festgelegt werden. Daher wird jedes der an den flexiblen
Leisten 46 angeordneten einstellbaren Formelementen 38 gemäß
dem Profil, mit welchem die Leisten 46 versehen sind,
positioniert und festgelegt, wobei die Kurve, welche durch
Verbinden der Punkte F, J, N, R... an den unteren Enden der
Finger 44 gebildet wird, als ganzes das gleiche Profil
darstellt. Nebenbei bemerkt kann der Punkt an dem unteren Ende
des Fingers 44 bei jedem benachbarten einstellbaren Formelement
38 relativ zu jenem unteren Ende des vor diesem Finger
angeordneten Finger (an der dem Referenzformelement näher
gelegenen Seite) bestimmt werden, wobei sogar ein Kurzhub-
Hydraulikzylinder 40 das Einstellen von vielen Arten von
Krümmungsprofilen ermöglicht.
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Nachdem die Umgestaltungsvorrichtungen 30 jeweils zu den der
Länge des Federblatts 10 zugeordneten Positionen bewegt worden
sind, werden die Kolbenstangen 40a der restlichen einstellbaren
Formelemente 38 positioniert und festgelegt, wobei auch die
Hydraulikzylinder 50 betätigt werden, wodurch die Gruppe von
einstellbaren Formelementen 38 in einem derartigen Zustand
positioniert wird, daß deren Zurückweichen verhindert wird.
Nebenbei bemerkt sind jene Finger 44, welche an den den an
jedem Endabschnitt des Federblatts 10 ausgebildeten Augen
zugeordneten Positionen angeordnet sind, vorsorglich in
derartige Positionen zurückgezogen, in denen sie nicht mit dem
Federblatt 10 in Kontakt kommen.
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Anschließend wird ein gerades, auf eine vorbestimmte Temperatur
erhitztes Federblatt 10 mit seinem Längsmittelabschnitt auf dem
Haltefinger 25 des an dem Positionierungszylinder 20
angeordneten Trageteus 24 angeordnet. Das Federblatt 10 wird
durch Betatigen des Zylinders 20 zum Vorbewegen dessen
Kolbenstange 20a sicher zwischen dem Haltefinger 25 und dem an
dem Referenzformelement 36 angeordneten Referenzfinger 26
gehalten. In diesem Stadium bildet die über dem Federblatt 10
angeordnete Gruppe von einstellbaren Formelementen 38 ein
vorbestimmtes Krümmungsprofil.
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Die Betätigungskettenräder 92 werden angehoben, wenn sie in
Längsrichtung des Federblatts 10 bewegt werden, und zwar durch
Betatigen der ersten Zylinder 86 der Betätigungseinrichtungen
34 zum Nachaußenbewegen der beweglichen Elemente 84 und auch
durch Betatigen der zweiten Zylinder 91, um die Schwenkelemente
88 um die Welle 90 nach oben zu drehen. Die variablen
Formelemente 32, welche mit den Kettenrädern 92 im Eingriff
stehen, werden gegen die untere Fläche des Federblatts 10
gepreßt, wenn sich die Kettenräder 92 bewegen. In diesem
Stadium wird das Federblatt 10, da die variablen Formelemente
32 von den Luftzylindern 78 mit einer notwendigen Spannung
beaufschlagt werden und da auch die Rahmen 76 der
Betätigungseinrichtungen 34 nach oben gedreht werden (in die
Richtung, um das Betätigungskettenrad 92 gegen das Federblatt
10 zu drücken), durch die variablen Formelemente 32 in
Preßkontakt mit der Gruppe von Fingern gebracht. Demgemäß wird
es ermöglicht, daß das Federblatt 10 die gleiche Krümmung wie
jene von der Gruppe von Fingern gebildete Krümmung (siehe Figur
2) erhält. Nachdem die Betätigungseinrichtungen 34 in die
Bereitschaftsposition zurückgesetzt worden sind und der
Zylinder 20 zum Nachuntenbewegen des Trageteils 24 rückwärts
betätigt worden ist, wird das derart gekrümmte Federblatt 10
von der Biegevorrichtung 18 entnommen und dann dem nächsten
Schritt, wie beispielsweise dem Abschrecken, zugeführt.
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In jenen Fällen, in denen es notwendig ist, ein Federblatt 10
gemäß der Bestellungsänderung mit einem unterschiedlichen
Krümmungsprofil zu formen, z. B. mit einem Krümmungsprofil,
welches einen kleineren Krümmungsradius aufweist, oder einem
Krümmungsprofil, welches an den Endabschnitten umgekehrte
Krümmungen aufweist, werden neue Krümmungsdaten in die nicht
gezeigte Steuereinrichtung eingegeben. Damit werden die
Servomotoren 60, 68 unter Steuerung angetrieben, um die
flexiblen Leisten 46 mit einem gewünschten Krümmungsprofil zu
versehen und um es der Gruppe von einstellbaren Formelementen
zu ermöglichen, als ganzes die gewünschte kontinuierliche Kurve
(siehe Figur 6) zu bilden. Die gewünschte Kurve kann lediglich
durch Eingeben von gewünschten Krümmungsprofildaten in die
Steuereinrichtung mit der Gruppe von einstellbaren
Formelementen gebildet werden, wobei daher die
Umgestaltungszeit, welche gemäß der Bestellungsänderung
erforderlich ist, zum Verbessern der Produktivität vermindert
wird. Ferner hat die erfindungsgemäße Biegevorrichtung
dahingehend Vorteile, daß die Produktionskosten vermindert
werden können und daß eine komplizierte Inventarkontrolle
vermieden werden kann, da es nicht erforderlich ist, eine
Anzahl von Ober- und Unterformen, welche den jeweiligen Arten
von Krümmungsprofilen zugeordnet sind, vorzusehen. Nebenbei
bemerkt kann, falls nach einer Inspektion herausgefunden worden
ist, daß die in einer vorbestimmten großen Anzahl hergestellten
Federblätter 10 nicht genau gebogen worden sind, die Krümmung
dieser Federblätter 10 durch Betatigen der
Umgestaltungsvorrichtungen 30 innerhalb kurzer Zeit korrigiert
werden, was zu einer Verbesserung der Produktivität führt.
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Da ein gewünschtes Krümmungsprofil bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in einfacher Weise umgestaltet werden kann, ist es
nicht erforderlich, wenn nur ein Federblatt oder eine kleine
Anzahl von Federblättern 10 gekrümmt wird, wie es z.B. bei der
Herstellung eines Prototyps der Fall ist, eine entsprechende
Oberform und Unterform vorzusehen, so daß die laufenden Kosten
vermindert werden können. Ferner kann die zum Einstellen der
Vorrichtung erforderliche Zeit weiter reduziert werden, wenn
mehrere Arten von Krümmungsprofildaten vorbereitend in die
Steuereinrichtung eingegeben werden, so daß es möglich ist, das
gewünschte Krümmungsprofil gemäß einer Bestellungsänderung
auszuwählen, und zwar durch Drücken eines vorbestimmten
Einstellknopfs.
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Es ist jedoch zu bemerken, daß, obwohl die Erfindung anhand
jener Ausführungsform beschrieben worden ist, für welche die
umgestaltbare Form und das variable Formelement über bzw. unter
dem Federblatt angeordnet sind, die Erfindung auf eine
derartige Ausführungsform nicht beschränkt ist, wobei es auch
möglich ist, eine umgestaltbare Form und eine
Umgestaltungsvorrichtung sowohl über als auch unter dem
Federblatt anzuordnen und es einer der beiden umgestaltbaren
Formen zu erlauben, gegen die andere umgestaltbare Form
_ zurückgezogen zu werden. Obwohl in der oben beschriebenen
Ausführungsform ein Servomotor als Mittel zum Antreiben der
Umgestaltungsvorrichtung verwendet wurde, ist die Erfindung
darauf nicht beschränkt, wobei ein hydraulischer Preßzylinder
oder ein anderer geeigueter Mechanismus hierzu verwendet werden
kann.