DE69703513T2

DE69703513T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Formen eines Blattfederauges

Info

Publication number: DE69703513T2
Application number: DE69703513T
Authority: DE
Inventors: Michael Rivard
Original assignee: Oxford Suspension Inc
Current assignee: Oxford Suspension Inc
Priority date: 1996-04-30
Filing date: 1997-04-15
Publication date: 2001-06-13
Anticipated expiration: 2017-04-16
Also published as: JPH1058072A; EP0810045A2; CA2201950A1; EP0810045A3; DE69703513D1; US5724851A; EP0810045B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen eines Auges am Ende eines Fahrzeugblattfederrohlings, und insbesondere bezieht sie sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, die eine winkelmäßige Abwärtsbewegung für das Rollen einer vorbestimmten Länge eines Endes eines erwärmten Blattfederrohlings um einen drehbaren Augenstift zur Bildung des Auges nutzt.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Augen sind seit langem an einem oder beiden Enden einer Fahrzeugblattfeder umfasst für das Vorsehen von Tragmitteln zwischen einem Rahmen und einer Achse eines Fahrzeugs.
Im Allgemeinen sind die Augen angepasst für die Aufnahme von Hülsen bzw. Lagerfutter (verbreiteter sind elastomerische Hülsen), die wiederum angepasst sind für eine Sicherung am Rahmen mit Hilfe von Gewindestiften oder dergleichen zum Vorsehen einer schwenkbaren Aufhängung zwischen der Achse und dem Rahmen, wobei ein Beispiel hierfür aus dem Patent der Vereinigten Staaten Nr. 5,129,671 ersichtlich ist, das der Anmelderin der vorliegenden Erfindung zugeteilt ist.
Seit den frühen Tagen des Handschmiedens von erwärmten Blattfederrohlingen wurde bisher wenig über die Entwicklung von Maschinen zum Formen eines Auges am Ende von Blattfedern berichtet. Ein Beispiel einer solchen automatischen Maschine ist jedoch im Patent der Vereinigten Staaten Nr. 3,967,487 offenbart (nächst kommender Stand der Technik). Die offenbarte Vorrichtung erfordert jedoch die komplexe Positionierung eines Schwanenhalses, die Bewegung eines Abschrägrohlings zum Abschrägen des Endes eines auf eine Basis geklemmten, erwärmten Blattfederrohlings, gefolgt von einem anfänglichen Biegen durch eine Rollenform, gefolgt durch das Einführen eines Augenstifts und dann das Formen des Auges durch eine entgegengesetzte Bewegung einer Rollenformoberfläche und der Rollenform.
Die vorliegende Erfindung sieht eine einfacheres und wirtschaftlicheres Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen eines Auges am Ende eines erwärmten Blattfederrohlings vor, wobei die Schwanenhalsform und das Paar von gegenüberliegenden Rollenformen eliminiert sind und dies ersetzt wird durch einen Prozess, der keine Schwanenhalsfonm erfordert und eine einzige Formplatte nutzt, die wirksam ist zum Rollen eines auslegerartig aufgehängten Teils des erwärmten Rohlings um einen bereits positionierten, drehbaren Augenstift, wobei die Notwendigkeit von teuren, gekrümmte Oberflächen umfassende Rollenformen eliminiert wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß ist es ein Ziel dieser Erfindung, ein /erfahren und eine Vorrichtung zum Formen eines Auges am Ende einer Fahrzeugblattfeder vorzusehen.
Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, eine Vorrichtung vorzusehen, die zum Formen eines Auges am Ende eines Fahrzeugblattfederrohlings dient ohne teure Formen zu benötigen, die bisher in der Vergangenheit für solche Zwecke verwendet wurden.
Diese Ziele werden erreicht durch das in Anspruch 1 definierte Verfahren und die in Anspruch 4 definierte Vorrichtung. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1A-1C sind schematische Teildiagramme, die die abfolgende Bewegung der Vorrichtungselemente darstellen;
Fig. 2 ist eine Teilseitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Blattfederauges;
Fig. 3 ist eine Teilseitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Blattfederauges;
Fig. 4 ist eine Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 100;
Fig. 5 ist eine Ansicht der Vorrichtung 100 entlang der Blickrichtung der Linie 5-5 in Fig. 4; und
Fig. 6 ist eine Ansicht der Vorrichtung 100 entlang der Blickrichtung der Linie 6-6 in Fig. 4.

ZUSAMMENFASSUNG VON EINIGEN BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN

Die vom Formverfahren umfassten Prinzipien sind in den Fig. 1A-1C dargestellt, wobei die Elementbezeichnungen ebenso in den Fig. 4-6 der Zeichnungen für die Vorrichtung für eine vereinfachte Bezugnahme verwendet werden.
In Fig. 1A wird ein erwärmter Blattfederrohling 2 auf einer ersten stationären Tragoberfläche 32 angeordnet und darauf lösbar durch Klemmmittel, wie beispielsweise eine Klammer 7, gesichert.
Der Blattfederrohling 2 ist aus einer dem Fachmann gut bekannten, elastischen Stahllegierung hergestellt, die geeignet ist für Blattfederaufhängsysteme und die auf eine Arbeitstemperatur erwärmt wird, die charakteristischer Weise in der Größenordnung von ungefähr 704 bis 816ºC (1300- 1500ºF) ist.
Der Blattfederrohling 2 wird auch von einem drehbaren Augenstift 5 und einer zweiten Tragoberfläche 4 getragen, die jeweils für eine gemeinsame Bewegung mit einem Formklemmmechanismus 8 montiert sind. Der Formklemmmechanismus 8 kann nach oben und nach unten sowie horizontal in entgegengesetzte Richtungen bewegt werden, wie durch die Pfeile in Fig. 1A gezeigt ist. Die Tragoberfläche 4 und der drehbare Augenstift 5 können horizontal bewegt werden und die Tragoberfläche 4 kann auch aufwärts und abwärts bewegt werden.
Ein Teil 10 des Blattfederrohlings 2 ist auslegerartig weg vom Augenstift 5 angeordnet und er ist von einer Länge, die derart vorbestimmt ist, so dass eine Abschrägung am auslegerartig aufgehängten freien Ende des Blattfederrohlings 2 geschnitten werden kann.
Beim anfänglichen Halten in einer Arbeitsposition wird auch der drehbare Augenstift 5 durch einen gekrümmten Tragabschnitt 18 eines Rahmens 12 getragen. Der Rahmen 12 ist im Bezug auf eine Basis winkelmäßig bzw. unter einem Winkel aufwärts und abwärts bewegbar in entgegengesetzte Richtungen, wie durch die Pfeile in Fig. 1A gezeigt ist. Der Rahmen 12 trägt eine Abschrägklinge 14 und eine Formplatte 16. Die Abschrägklinge 14 und die Formplatte 16 sind vorzugsweise bezüglich des Rahmens 12 bewegbar.
In der in den Fig. 1A und 1B gezeigten Abfolge hat sich die Abschrägklinge 14 unter einem Winkel nach unten bewegt, um in Eingriff mit dem Ende des Blattfederrohlings 2 zu kommen und dieses abzuschrägen, was in seiner Wirkung das Ende des Rohlings 2 derart geformt bzw. ausgebildet hat, dass es sich an die Unterseite des Rohlings 2 nach der Formverarbeitung anpasst.
In der Abfolge zwischen den Fig. 1B und 1C hat sich der Rahmen 12 weiter unter einem Winkel nach unten bewegt, wie durch den Pfeil gezeigt, um so zu gestatten, dass die Formplatte 16 in Eingriff kommt mit der vom Augenstift 5 wegweisenden Seite des auslegerartig aufgehängten Teils 10 und dann den auslegerartig aufgehängten Teil 10 des Rohlings 2 um den Augenstift 5 rollt, wie durch den Pfeil gezeigt.
Während die Formplatte 16 den frei aufgehängten Teil 10 um den Augenstift rollt, bewegt sie sich in eine Richtung nach unten und in Fig. 1C nach rechts vom Betrachter zur Ausübung einer Kraft F&sub1; auf den Augenstift 5. Aus diesem Grund werden der Formklemmmechanismus 8, die Tragoberfläche 5 und der drehbare Augenstift 5 in die linke Richtung vom Betrachter aus gesehen gedrückt, und zwar mit einer Kraft F&sub2; zum Vorsehen eines vollen Kontakts zwischen der Formplatte 16 und dem Teil des Rohlings 2, der um den Augenstift 5 gerollt wird, wie durch Pfeile in Fig. 1C gezeigt ist.
Es sei bemerkt, dass die gekrümmte Tragoberfläche 18 des Rahmens 12 nicht für den Formvorgang zwischen den Fig. 1B und 1C erforderlich ist, da sie vorwiegend zum Tragen des Augenstifts 5 dient während des unter einem Winkel nach unten gerichteten Eingriffs mit dem Abschrägrohling 14 zum Schutz der Walzenlager und dergleichen, die für eine Drehlagerung des Augenstifts 5 für dessen Drehung verwendet werden.
Fig. 2 und 3 stellen zwei (2) unterschiedliche Arten von Blattfederaugen dar, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung geformt werden können. In Fig. 2 wurde das Ende eines Blattfederrohlings 20 um den drehbaren Augenstift der Vorrichtung der Erfindung zum Bilden eines Auges gerollt und seine Enden wurden abgeschrägt für das angleichen bzw. anpassen mit der Unterseite des Rohlings 20, wie durch die Nummer 24 bezeichnet ist. In diesem Fall ist die Mitte des Auges 22 unterhalb der Unterseite des Rohlings 20.
In Fig. 3 wurde ein Auge 28 in einen Blattfederrohling 26 durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung gebildet, wobei dessen Ende wie durch die Nummer 30 bezeichnet abgeschrägt ist, jedoch ist in diesem Fall die Mitte des Auges 28 im Wesentlichen ausgerichtet mit der neutralen Biegeachse des Rohlings 26 (nicht bezeichnet).
Daher können verschiedene Konfigurationen hinsichtlich der Lage bzw. der Stelle des Auges vorgenommen werden, und zwar entweder durch Anheben oder Absenken der Tragoberfläche 4 relativ zur Lage der Drehachse des Augenstifts 5 und/oder durch Anlegen einer Kraft gegen die Platte 2 benachbart zum Außenumfang des Augenstifts 5.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer zum Vorsehen des Verfahrens der Erfindung arbeitenden Vorrichtung ist durch die Nummer 100 in den Fig. 4-6 bezeichnet.
In Fig. 4 weist die Vorrichtung 100 eine Basis 32 auf, auf deren Oberseite Gleitschienen 36 und 36' montiert sind (wobei die letzteren in Fig. 6 gezeigt sind).
Ein erster Rahmen 34 ist gleitbar in den Schienen 36 und 36' für eine Bewegung in entgegengesetzte Richtungen montiert, wie durch die Pfeile in Fig. 4 gezeigt ist.
Eine Tragoberfläche 4 ist auf dem Rahmen 34 für eine Bewegung mit demselben in entgegengesetzte Richtungen montiert, wie durch die Pfeile in Fig. 4 gezeigt. Die Tragoberfläche 4 ist vorzugsweise nach oben und unten positionierbar, vorzugsweise mittels eines elektrischen Motors 60 und mittels von Getrieben bzw. Getriebegehäusen 54 und 58, die durch eine Kette 56 miteinander verbunden sind, wie am besten in Fig. 5 gezeigt. Wie zuvor beschrieben, ruht ein erwärmte Blattfederrohling 2 auf der Oberfläche 4 und wird in Kontakt mit dem Augenstift 5 durch den Formklemmmechanismus 8 gehalten, der aufwärts und abwärts vorzugsweise mittels eines Hydraulikzylinders 48 bewegbar ist, wie durch gestrichelte Linien in Fig. 4 gezeigt ist.
Insgesamt sind der drehbare Augenstift 5, der Formklemmmechanismus 8 (einschließlich des Zylinders 48) und die Tragoberfläche 4 auf dem Rahmen 34 montiert, so dass sie sich gemeinsam in entgegengesetzte Richtungen damit bewegen, wie durch die Pfeile in Fig. 4 gezeigt.
Der drehbare Augenstift 5 ist am besten aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich, wobei gegenüber liegende Enden des Stifts 5 für eine Drehung durch Lagergehäuse 64 bzw. 66 gelagert werden, die wiederum am Rahmen 34 montiert sind, wie zuvor beschrieben wurde.
Der drehbare Augenstift 5 ist ebenso einschiebbar und rückziehbar, so dass er zuerst positioniert und dann zurück gezogen werden kann, nachdem das Auge geformt wurde. Das Zurückziehen des Augenstifts 5 wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass das Lagergehäuse 66 gleitbar am Rahmen 34 montiert ist und in entgegengesetzte Richtungen bewegbar ist, wie durch die Pfeile in Fig. 6 gezeigt, und zwar vorzugsweise durch Mittel, wie beispielsweise einen in den Fig. 5 und 6 gezeigten hydraulischen Zylinder 62.
Ein zweiter Rahmen 42 (in Fig. 4 gezeigt) ist fest an der Basis 32 gesichert und geeignet für das Tragen eines dritten Rahmens 12, welcher unter einem Winkel in entgegengesetzte Richtungen bewegbar ist, wie durch die Pfeile gezeigt. Der Rahmen 12 weist eine Tragoberfläche 18 auf (bezeichnet in Fig. 1A und 1C, jedoch nicht gezeigt in Fig. 4) und trägt die Abschrägklinge 14 und die Formplatte 16, wie zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde.
Der Rahmen 12 kann im Bezug auf die Basis 32 unter einem Winkel bewegt werden vorzugsweise dadurch, dass er auf einem Paar von voneinander beabstandeten Kugelmutterspuren 68 und 70 befestigt ist, die wiederum gewindemäßig in Eingriff sind mit einer drehbaren Kugelmutterschraube 44, die vorzugsweise durch einen elektrischen Motor 46 gedreht wird.
Der hydraulische Zylinder 52 ist am Rahmen 12 gesichert als das bevorzugte Mittel für die Bewegung der Abschrägklinge 14 und die Formplatte 16 in entgegengesetzte Richtung entlang dem Rahmen 12.
Es ist klar, dass obwohl vorzugsweise die Formplatte 16 und die Abschrägklinge 14 gemeinsam mittels einer einzigen Leistungsquelle, wie beispielsweise dem hydraulischen Zylinder 52 bewegt werden, sie durch getrennte Leistungsquellen bewegt werde können oder beide fest am Rahmen 12 gesichert sein können und derart positioniert sind, dass die Winkelbewegung des Rahmens 12 allein das Durchführen von einem oder beiden der Abschräg- und Rollvorgänge ermöglicht.
Wie ebenso in Fig. 4 gezeigt, ist eine flexible Spur bzw. Schiene 50 vorgesehen, die zum Tragen von flexiblen Hydraulikschläuchen und dergleichen dient, um Strömungsmittelleistung zwischen dem Hydraulikmotor 46 und dem Zylinder 52 zu transportieren.
Die Vorrichtung 100 ist mit Mitteln versehen zum Drücken des Rahmens 34 in eine entgegengesetzte Richtung zur Richtung (in Fig. 4 vom Betrachter aus nach rechts), die dem Augenstift 5 auferlegt ist, wenn der frei hängende Teil 10 des Blattfederrohlings 2 in Eingriff ist mit der Formplatte 16, während diese unter einem Winkelt nach unten bewegt wird, so dass sie eine Kraft anlegen kann, die dem Rahmen 34 durch die Formplatte 16 auferlegt wird, wie zuvor unter Bezugnahme auf die Kraft F&sub1; in Fig. 1C beschrieben wurde.
Die Mittel zum Drücken des Rahmens 34 in Fig. 4 nach links vom Betrachter aus werden vorzugsweise durch einen oder mehrere Hydraulikzylinder vorgesehen, wie beispielsweise die Zylinder 40 und 40', die jeweils fest an der Basis 32 mittels eines Rahmens 38 oder dergleichen gesichert sind und zum Drücken des Rahmens 34 (einschließlich der Tragoberfläche 4, des Formklemmmechanismus 8, des drehbaren Augenstifts 5) nach links vom Betrachter dienen, und zwar für das Entgegenwirken zur Bewegung des Rahmens 34 nach rechts vom Betrachter aus, wenn die Formplatte 16 in Eingriff kommt mit dem frei hängenden Teil 10 des Rohlings 2 und diesen um den Augenstift 5 um eine vorbestimmte Umfangslänge rollt, wie zuvor unter Bezugnahme auf die Kraft F&sub2; in Fig. 1C beschrieben wurde.
Die Vorrichtung 100 weist auch vorzugsweise einen oder mehrere Stossdämpfer aus, wie beispielsweise die in Fig. 4 gezeigten, durch eine Feder beaufschlagten Stossdämpfer 41, die wie die Hydraulikzylinder 40 und 40' ein Ende gesichert haben am stationären Rahmen 38 und ein gegenüber liegendes Ende am bewegbaren Rahmen 34. Solche Stossdämpfer dienen zur Minimierung von Stößen und linearen Schwingungen während des Betriebs der Vorrichtung 100.
Trotzdem herausgefunden wurde, dass der Rahmen 12 (und die Abschrägklinge 14 und die Formplatte 16) wirksam sind bei einer winkelmäßigen Bewegung nach oben und nach unten mit einem bevorzugten eingeschlossenen Winkel von ungefähr 30º zur Vertikalen, können andere Winkel angewandt werden, die es ermöglichen, dass die Abschrägklinge 14 unter einem Winkel nach unten für das Abschrägen (bearbeiten oder formen) des Endes des frei hängenden Teils 10 des Blattfederrohlings 2 auf die gewünschte Weise bewegt wird, und die es auch ermöglichen, dass die Formplatte 16 sich unter einem Winkel nach unten bewegt für einen Eingriff und das Rollen des frei hängenden Teils 10 um den Augenstift 5, während eine Kraft vorgesehen wird, die der auf den Augenstift durch die Formplatte 16 während des Rollvorgangs erzeugten Kraft entgegen wirkt.
Es sei ebenso klar, dass die vorliegende Erfindung Ausführungen umfasst, die die gleichzeitige oder aufeinander folgende Formung von Augen an gegenüber liegenden Enden von erwärmten Blattfederrohlingen ermöglicht.

Claims

1. Verfahren zum Formen eines Auges (22; 28) an einem Ende eines langgestreckten Blattfeder-Rohlings (2; 20; 26) mit einer Längsachse, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Erwärmen des Rohlings (2; 20; 26) auf eine vorbestimmte Temperatur;

Halten des erwärmten Rohlings (2; 20; 26) in einer Arbeitsposition, in der sich ein Auslegerteil (10) über eine vorbestimmte Länge von einem drehbaren Augenstift (5) erstreckt, der eine Mitteldrehachse aufweist, die in einer Querbeziehung zur Längsachse des Rohlings (2; 20; 26) angeordnet ist;

in Eingriffbringen und Rollen des Auslegerteils (10) um den drehbaren Augenstift (5) für eine vorbestimmte Umfangslänge mit einer Formplatte (16), die winkelmäßig nach unten bewegt wird, während der Augenstift (5) in eine Richtung zu der Formplatte (16) gedrückt wird; und

Entfernen des Augenstiftes (5) aus dem Auge (22).

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren den Schritt des Abschrägens eines Endes (24; 30) des Rohlings (2; 20; 26) mit einer Abschrägklinge (14) umfasst, um das Ende (24; 30) an die Unterseite davon anzupassen, und zwar vor der Ausbildung des Auges (22).

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei sich die Abschrägklinge (14) betriebsmäßig winkelmäßig nach unten bewegt während des Abschrägvorgangs.

4. Vorrichtung (100) zum Ausbilden eines Auges (22; 28) an einem Ende eines erwärmten langgestreckten Blattfeder-Rohlings (2; 20; 26) mit einer Längsachse, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist:

eine Basis (32) mit Mitteln zum lösbaren Sichern des Rohlings (2) daran;

einen ersten Rahmen (34), der gleitbar an der Basis (32) angebracht ist;

eine zweite Tragoberfläche (4), die an dem ersten Rahmen (34) angebracht ist zum Tragen des Rohlings (2) in einer Arbeitsposition, wobei ein Abschnitt (10) desselben sich in einer überhängenden Beziehung zu der Tragoberfläche (4) befindet;

ein drehbarer Augenstift (5), der an dem ersten Rahmen (34) angebracht ist, sodass der Augenstift (5) in Kontakt mit der Unterseite des überhängenden Abschnitts (10) steht, und zwar an einer Stelle, die einen auslegerartigen Teil des Rohlings (2; 20; 26) vorbestimmter Länge darüber hinaus vorsieht;

einen Formklemmmechanismus (8), der an dem ersten Rahmen (34) angebracht ist und betriebsmäßig den Rohling (2; 20; 26) entweder gegen den Augenstift (5) und/oder die zweite Tragoberfläche (4) hält, wobei ein Abschnitt (10) davon in einer überhängenden Beziehung zum Rahmen (32) während des Augenformvorgangs liegt;

ein zweiter Rahmen (42), der fest an der Basis (32) angebracht ist;

eine Abschrägklinge (14), die an dem zweiten Rahmen (42) angebracht ist und nach unten in Eingriff bringbar ist mit dem Ende des auslegerartigen Teils (10) des Rohlings (2; 20; 26);

eine Formplatte (16), die an dem zweiten Rahmen (42) angebracht ist und nach unten irr Eingriff bringbar ist mit der Seite des Rohlings (2; 20; 26), dessen auslegerartiger Teil von dem Augenstift (5) wegweist;

Mittel zum Bewegen der Abschrägklinge (10) winkelmäßig nach unten, und zwar in Abschrägeingriff mit dem Ende des auslegerartigen Teils (10) des Rohlings (2; 20; 26) und nachfolgendes Lösen davon nach Beendigung des Abschrägvorgangs;

Mittel zum Bewegen der Formplatte (16) winkelmäßig nach unten in Kontakteingriff mit der Seite des auslegerartigen Teils (10), die von dem Augenstift (5) wegweist und dann zum Rollen des auslegerartigen Teils (10) des Rohlings (2; 20; 26) um den Augenstift (5) für eine vorbestimmte Umfangslänge, um das Auge (22; 28) zu formen und zum nachfolgenden Lösen davon; und

Mittel zum Entfernen des Augenstifts (5) aus dem Auge (22; 28);

wobei die Vorrichtung (100) im Betrieb den Rohling (2; 20; 26) und die zweite Tragoberfläche (4) und den Stift (5) und den Formklemmmechanismus (8) zu der Formplatte (16) drückt, während die Formplatte (16) den auslegerartigen Teil (10) des Rohlings (2; 20; 26) um den Augenstift (5) rollt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Abschrägklinge (14) und die Formplatte (16) an einem dritten Rahmen (12) angebracht sind, der gleitbar mit dem zweiten Rahmen (42) in Eingriff steht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Abschrägklinge (14) relativ zum dritten Rahmen (12) und zur Formplatte (16) bewegbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei der dritte Rahmen (12) Mittel umfasst zum Tragen des Augenstiftes (5) während des Abschrägvorgangs.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Tragoberfläche (4) eine vertikal positionierbare Tragoberfläche ist.