DE933861C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Schraubenfedern - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Schraubenfedern Die Herstellung von Schraubenfedern erfolgt im allgemeinen derart, daß die Längsfasern des Drahtes parallel den einzelnen Schraubenwindungen, also angenähert senkrecht zur Richtung der Schubspannungen verlaufen. Wird der für die Herstellung verwendete Draht vor dem Wickeln verdreht, so ändert sich der Winkel, den die Faserrichtung mit der Richtung der Schubspannungen bildet. Eingehende Versuche haben gezeigt, daß die Größe und Richtung dieses Winkels auf die Schwingungsfestigkeit von Schraubenfedern einen starken Einfluß haben.
• Die Erfindung, die auf diesen Erkenntnissen aufbaut, besteht nun darin, den zu einer Schraubenfeder zu wickelnden Draht während der tangentialen Zuführung in die Schraube im Drehsinn der späteren Beanspruchung zu verwinden, wobei die Randfasern des Drahtes über die Schubelastizitätsgrenze hinaus verformt werden. Die Verwindungsrichtung des Drahtes soll derart sein, daß die verdrehten Fasern der Schraubenfeder durch die spätere Belastung in der gleichen Richtung verdreht werden. Selbstverständlich darf die durch die Belastung erzielte Verdrehung nur elastischer Art sein. Das kann bei der Herstellung der Schraubenfedern dadurch erreicht werden, daß z. B. Druckfedern mit dicht aneinan@derliegenden. Windungen gewickelt werden, wobei der Draht so stark verdreht wird, daß nach dem Lösen die Feder auf die gewünschte Länge aufspringt. Es ist einleuchtend, daß dies Aufspringen nur elastische Verformungen zeitigt. Infolgedessen erleidet die Feder bei der späteren Druckbeanspruchung nur elastische Formänderungen. Sinngemäß erfolgt die Verdrehung der Drahtfasern bei Zugfedern derart, daß ihre Windungen beim Wickeln einen gewissen Abstand voneinander haben und sich nach dem Lösen zusammenlegen. In allen Fällen ist die Verwindung des zu wickelnden Drahtes so groß, daß die Randfasern des Drahtes über die Schubelastizitätsgrenze hinaus gespannt werden und daher eine bleibende Formveränderung -erleiden. Die nach diesem Verfahren hergestellten Schraubenfedern weisen eine bedeutend höhere Schubfestigkeit auf als die nach dem üblichen Verfahren hergestellten Schraubenfedern.
• Eine weitere Verbesserung ist noch dadurch möglich, daß das nach dem Wickeln erforderliche Anlassen vor dem Abspringen von dem Wickeldorn vorgenommen wird. Sobald die gewünschte Anzahl Windungen gewickelt sind, wird der Draht an beiden Schraubenenden auf dem Dorn festgespannt, das überschüssige Drahtende abgeschnitten und die Feder samt dem Dorn in das Anlaßbad od. dgl. gebracht. Erst danach wird der Draht vom Dorn gelöst.
• Zur Durchführung des Verfahrens können die verschiedensten Vorrichtungen benutzt werden. Gemäß der Erfindung werden in vorteilhafter Weise zur Erzeugung der Verwindung ein Seilzug oder eine elektrische Steuerung verwendet.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung wird in der Zeichnung an Hand der dargestellten Ausführungsformen der Vorrichtungen erläutert.
• Abb. i und a zeigen zwei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung unter Verwendung eines Seilzuges; Abb. 3 zeigt die Anordnung der Einrichtung bei elektrischer Steuerung im Grundriß, und Abb. q. ist ein Schaltungsschema der dabei verwendeten elektrischen Maschinen; Abb. 5 stellt eine automatische Wickelvorrichtung im Grundriß dar.
• Eine mit einem Einspannkopf K versehene, durchbohrte Welle W ist in einem auf dem Bett B verschiebbaren Schlitten oder Wagen A drehbar gelagert. Gemäß den Abb. i und a trägt diese Welle W an ihrem Ende eine Rolle R1, über welche ein Seil S durch die gleich schweren Gewichte P1 und P2 gespannt ist. Der zu wickelnde Draht D wird durch die Welle W geführt und durch den Kopf K so fest gespannt, daß er sich zwischen den Klemmbacken nicht verdrehen kann. Die Achsen der Rollen R2 sind mit dem Schlitten A fest verbunden. Der Draht wird wie üblich mit Hilfe eines sich drehenden Dornes zur Schraube gebogen, wobei der SchlittenA in Pfeilrichtung verschoben wird. Ein Übergewicht G sorgt dafür, daß auf den Draht ein Drehmoment ausgeübt wird, welches ihn in der erfindungsgemäßen Weise verdrillt. Da der Draht durch das Wickeln eine Verdrehung erfährt, so wird die Welle W unter dem Einfluß des Gewichts G dauernd nachgeben; das Gewicht will also heruntersinken, wird aber anderseits durch den Vorlauf des Schlittens hochgezogen. Diese beiden Bewegungen können durch entsprechende Wahl des Durchmessers der auswechselbaren Rolle R1 so gegeneinander ausgeglichen werden, daß die Gewichte ihre Höhe nicht wesentlich verändern.
• Um einer Schraubenfeder gegebenenfalls eine veränderliche Steigung zu geben, kann das Übergewicht G nach Abb. 2 auf einer schiefen Ebene E gleitend angeordnet werden, deren Neigung durch einen Kurbeltrieb T oder durch eine Nockenscheibe unter dem Einfluß der Bewegung des Schlittens A verändert werden kann. Auch durch abgefederte Zusatzgewichte, Zu- und Ablauf von Flüssigkeit u. dgl., läßt sich das Gewicht G verändern. Da der Verformungszustand des Drahtes innerhalb der Feder von der Art der Zuführung in die Schraube empfindlich abhängig ist, wird zweckmäßig der Wickeldorn schräg gestellt, damit der Draht genau im Steigungswinkel in die Schraube einlaufen kann.
• Eine. Bauart der Wickelvorrichtung mit elektrischem Antrieb zur Erzeugung des Drehmoments ist in Abb. 3 im Grundriß dargestellt. Wie in Abb. i ist die Welle W in dem SchlittenA drehbar gelagert und überträgt mit dem Spannkopf K das Drehmoment auf den Draht D. Sie wird über die Zahnräder Z, und Z2 und die Welle S, auf der das Zahnrad Z2 durch den Schlitten A in Achsrichtung mitgenommen wird, von dem Anker des Gleichstrommotors Md angetrieben, dessen Magnetsystem drehbar gelagert und mit dem Anker eines Gleichstrommotors MA gekuppelt ist. Das Magnetsystem des Motors MA ist fest gelagert, während sein Anker über das Getriebe T den Wickeldorn C antreibt. Die Anker der beiden Motoren sind dabei elektrisch in Reihe geschaltet. Die Magnetsysteme sind dagegen über einen Widerstand R, an dessen Enden je ein Motor angeschlossen. nst, parallelgeschaltet, wobei der Schleifkontakt F zur Stromzuführung dient. Auf diese Weise kann durch Veränderung der Erregung der Feldmagnete das Drehmoment an der Welle W, gegebenenfalls in Abhängigkeit von der Drehung des Wickeldorns C, geändert werden.
• Gemäß der Abb. 5 ist der Erfindungsgedanke in einer automatischen Wickelvorrichtung veranschaulicht. Die Anordnung und Schaltung der Motoren ist dieselbe wie in Abb. 3 und q.. Der Motor M,4 treibt zusammen mit dem drehbar gelagerten Gehäuse des Motors Md die Drahtzuführungsrollen R an, während der Anker von - Md auf den um die Achse des Drahtes D drehbaren Wickelkopf K das erforderliche Drehmoment ausübt. Die Trommel T wird zweckmäßig abgebremst, damit der Draht stets stramm herunterläuft.

Claims (13)

1. PATE.NTANSPRÜCHR: i. Verfahren zur Herstellung von Schraubenfedern, insbesondere Druckfedern, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwindung des -zu wickelnden Drahtes während der Zuführung im Drehsinn der späteren Beanspruchung unter vorzugsweiser Verformung der Randfasern des Drahtes über die Schubelastizitätsgrenze hinaus erfolgt.
2. 2. Verfahren zur Herstellung von Druckschraubenfedern nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder mit dicht aneinanderliegenden Windungen gewickelt wird und der Draht mit einer bestimmten Vorspannung verwunden wird, so daß die Feder nach dem Lösen auf die gewünschte Länge aufspringt.
3. 3. Verfahren zur Herstellung von Zugschraubenfedern nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder mit in einem bestimmten Abstand voneinander liegenden Windungen gewickelt wird und der Draht zusätzlich um einen bestimmten Betrag verdreht wird.
4. 4.. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht im Steigungswinkel der Schraube dem Wickeldorn zugeführt wird.
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen i und q., dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer veränderlichen Steigung das den Draht verwindende Drehmoment während des Wickelvorgangs verändert wird.
6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Dorn aufgewickelte Feder vor dem Aufspringen von dem Wickeldorn angelassen wird.
7. 7. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment an der Spannvorrichtung (W) für die Verwindung des Drahtes mittels eines durch Gewichte (G) belasteten Seilzuges (S) erzeugt wird. B.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser, an dem der Seilzug angreift, verändert wird. g.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugkraft im Seil (S) in Abhängigkeit vom Schlittenweg verändert wird. io.
10. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment, welches auf den Draht ausgeübt werden soll, von dem Anker eines Gleichstrommotors (117d) erzeugt wird, dessen drehbar gelagertes Magnetsystem mit dem Anker eines zweiten Gleichstrommotors (MA) gekuppelt ist, der die Wickelarbeit leistet. ii.
11. Vorrichtung nach Anspruch fo, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker der beiden Motoren (Md, MA) elektrisch in Reihe geschaltet sind. i2.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen fo und; i i, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetsysteme der Motoren (Md, MA) elektrisch parallel geschaltet sind und über einen durch einen Sch.leifkonbakt (F) geteilten Widerstand (R) erregt werden.
13. 13. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung des Drehmoments auf den laufenden Draht der Wickelkopf (K, Abb. 5) um die Achse des Drahtes drehbar angeordnet ist.