WO2010060223A1 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung von federn - Google Patents

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WO2010060223A1
WO2010060223A1 PCT/CH2009/000365 CH2009000365W WO2010060223A1 WO 2010060223 A1 WO2010060223 A1 WO 2010060223A1 CH 2009000365 W CH2009000365 W CH 2009000365W WO 2010060223 A1 WO2010060223 A1 WO 2010060223A1
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WO
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spring
forming roller
wire
turns
deflecting element
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PCT/CH2009/000365
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Graf
Michael Egli
Original Assignee
Remex Ag
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F1/00—Bending wire other than coiling; Straightening wire
    • B21F1/02—Straightening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F3/00—Coiling wire into particular forms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F35/00—Making springs from wire

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing springs according to the preamble of claim 1 and to an apparatus for producing springs according to the preamble of claim 10.
  • pocket springs designed as multiple compression springs for mattresses or other lying and seat cushions are known.
  • a multiple compression spring for example, a pair of springs understood, which includes an outer spring and an inner spring.
  • the inner spring is arranged parallel to the outer spring and is surrounded by the latter.
  • the inner spring is usually chosen slightly shorter than the outer spring.
  • US 2,631,840 shows such a multiple coil spring in which the inner spring is connected to the outer spring in the lower region.
  • a spring is made of a spring wire.
  • windings of a first spring part are produced, with these produced turns moving in a first direction.
  • windings of a second spring part are produced, wherein these produced turns in a different direction from the first direction, in particular move in the opposite direction.
  • a spring with a plurality of spring parts can be produced in a simple manner.
  • the spring parts can be arranged such that they prevail in whole or in part.
  • it is possible to produce with such a method double springs of any shape, diameter, pitch and / or number of turns.
  • the first direction and the second direction preferably run parallel to the respective center axis of the first and the second spring part.
  • first spring part of this is thus moved in the direction of its central axis in the first direction, while extending the second spring member in the direction of its central axis in the second direction.
  • the turns of the first spring part and the second spring part preferably extend in the same direction of rotation, ie either clockwise or counterclockwise.
  • the spring wire is fed to a forming roller and a first deflecting element, so that the turns of the first spring part are made such that they move along a first center axis in the first direction.
  • the first deflection element is replaced by a second deflection element, so that the windings of the second spring part are produced such that they move along a second center axis in the second direction.
  • the forming roller When changing from the first deflecting element to the second deflecting element, the forming roller is preferably pivoted, whereby a transition section of the Endwin- fertilize the first spring part and the second spring part is formed, via which the first spring member is connected to the second spring member. About the transition portion of the first spring member is connected to the second spring member, so that a one-piece spring is produced.
  • the first deflecting member is displaced relative to the forming roller, and / or changing the pitch of the second spring member, the second deflecting member is displaced relative to the forming roller.
  • both the first spring part and the second spring part may be formed with a varying over the respective length diameter, which allows the production of a spring of any shape or shape.
  • the spring wire is deflected by a guide element in the direction of forming roller prior to hitting the forming roller, wherein the guide deflects the spring wire only until a first complete turn is formed.
  • the spring wire can be fed at a higher speed, which speeds up the production.
  • the spring wire After leaving the forming roller and / or the deflection elements, the spring wire is preferably deflected by a further guide element in the first or second direction, the further guide element deflecting the spring wire until at least one first complete turn is formed.
  • the spring is formed as a multiple compression spring, wherein the first spring member is an inner compression spring member and wherein the second spring member is an outer compression spring member.
  • the inner compression spring part is arranged within the outer compression spring part.
  • the inner compression spring part is surrounded by the outer compression spring part.
  • the inner compression spring part is shorter with respect to the central axis than the outer compression spring part.
  • a third, fourth, fifth or sixth spring part is produced.
  • Windings of a first spring part can be produced by means of a forming unit by means of a device for producing a spring from a spring wire, wherein these produced turns are movable in a first direction. Subsequently, windings of a second spring part with the forming unit can be produced, wherein these turns produced in a different, in particular opposite, direction from the first direction. th direction are movable.
  • the forming unit comprises at least one forming roller, a first deflecting element and a second deflecting element.
  • the spring wire can be fed to the forming roller, with the forming roller forming the spring wire.
  • the first deflecting element is provided for prescribing the pitch of the first spring part and the second deflecting element for prescribing the pitch of the second spring part.
  • the first deflecting element and the second deflecting element are movable from a rest position to an operative position, in which the deflecting elements deflect the spring wire such that the turns of the first spring part are movable in the first direction, and that the turns of the second spring part in the second direction are movable.
  • the first deflecting element and the second deflecting element are displaceable relative to the forming roller, whereby the pitch of the respective spring part is adjustable.
  • the pitch of this spring part can be made variable over its length.
  • the forming roller is pivotally arranged, so that the diameter of the respective spring part is variable.
  • the diameter of each spring member can be made variable over its length.
  • the spring member may be formed with any shape.
  • Fig. 1 is a perspective view of a multiple compression spring
  • Fig. 2. a top perspective view of relevant elements of a device for producing a multiple compression spring according to the present invention.
  • FIGS. 3 to 8 are perspective views of the device according to FIG. 1 in a plurality of method steps.
  • a multiple spring is understood to mean any spring which comprises a plurality of individual spring parts connected to one another.
  • the individual spring parts have different diameters, which makes it possible to arrange the individual spring parts in one another can also be said that a multiple spring is understood to mean a spring which comprises a plurality of spring parts which are arranged one inside the other and are connected to one another
  • the spring parts can have different or equal lengths, for example, as multiple pocket springs in a corresponding pocket spring strip for mattresses or
  • the apparatus and the method for producing a spring will be explained by way of example with reference to the double compression spring 1.
  • the double compression spring 1 essentially comprises an inner compression spring or a first spring part 10 having a first central axis 11 and an outer compression spring connected to the inner compression spring 10 and a second spring part 12 having a second central axis 13.
  • the inner compression spring 10 is within the arranged outside the compression spring 12, wherein the first center axis 11 extends substantially parallel to the second central axis 13, more preferably, the two central axes 11, 13 are collinear with each other.
  • the inner compression spring 10 has a smaller outer diameter than the outer compression spring 12.
  • the inner compression spring 10 or the first spring part comprises a first, preferably free, end 14, which is adjoined by the inner spring coils 15.
  • the inner spring coils 15 merge via a transition section 16, which is formed by the end turns of the respective compression spring 10, 12, into the outer spring coils 17 of the outer pressure spring 12.
  • the transition section 16 is located in the direction of the central axis 11 as seen from the first end 14.
  • the diameter of the transition section 16 increases from the end of the last inner spring coil 15 to the beginning of the first outer spring coil 17 and the second. Spring parts continuously.
  • the outer spring coils 17 of the outer compression spring 12 thus extend from the transitional portion 16 in the direction of the second central axis 13 to the second, preferably free, end 18.
  • the outer compression spring 12 and the inner compression spring 10 are integrally connected with each other.
  • a multiple compression spring 1 is composed of a plurality of compression springs 11, 12, wherein the compression springs 11, 12 are each formed via a transition section 16, so that the multiple compression spring 1 is integrally formed.
  • the inner compression spring 10 is shorter than the outer compression spring 12.
  • the outer compression spring 12 When loaded on the outer compression spring 12 in the region of the second end 18, the outer compression spring 12 is compressed in a first step.
  • the outer compression spring 12 is thus compressed at a first spring rate. If the outer compression spring 12 is compressed so far that it has the length of the inner compression spring 10 and the load stops, the inner spring 10 is also compressed, wherein the outer compression spring 12 and the inner compression spring 10 are then connected in parallel.
  • the spring rate is then composed of the first spring rate of the outer compression spring 12 and the spring rate of the inner compression spring 10.
  • the multiple compression spring may include additional springs such that three, four, five, or six or more compression springs are disposed one inside the other. These compression springs are integrally formed and may have different or equal lengths.
  • the slope of the inner compression spring 10 and the outer compression spring 12 can over the entire spring length to be constant.
  • the pitch can also be variable over the length.
  • the inner compression spring 10 may have a different pitch than the outer compression spring.
  • the inner compression spring 10 and the outer compression spring 12 are cylindrical. But it is also conceivable to form the springs barrel-shaped or conical. Particularly preferably, the inner compression spring 10 is cylindrical or conical, while the outer compression spring 12 is barrel-shaped.
  • the device for producing compression springs essentially comprises a feed unit 2, a forming unit 3, a cutting unit 4 and a guide unit 5.
  • the feed unit 2 is used to supply the spring wire 6 to the forming unit 3.
  • the spring wire 6 is formed to multiple compression spring 1.
  • the multiple compression spring 1 is separated from the spring wire 6 after the forming process.
  • the guide unit 5 serves to guide the multiple compression spring 1 during the forming process.
  • the feed unit 2 comprises pairs of rollers 21, which give the spring wire 6 by rotation R the propulsion, and an insertion section 23 which feeds the spring wire 6 of the forming unit 3 at the corresponding position.
  • the rollers 21 each comprise on their surface a respective groove 22 in which the spring wire 6 is guided.
  • the upper roller 21 rotates here in a clockwise direction, while the lower roller 21 rotates counterclockwise, so that the spring wire 6 placed between the two rollers 21 is advanced in the direction of the insertion section 23.
  • the introductory track 23 has a substantially through the insertion section 23 extending opening 24 through which the spring wire 6 is advanced. As soon as the spring wire has left the opening 24, this hits the forming unit 3.
  • the opening 24 provides with its central axis a reference axis A, along which the spring wire 6 runs.
  • the forming unit or spring wind unit 3 essentially comprises a forming roller 30 with a forming groove 31, and a first deflecting element 32 and a second deflecting element 33.
  • the forming roller 30 influences the diameter of the compression spring to be wound, while the deflecting elements 32, 33 influence the pitch of the compression spring.
  • the forming roller 30 is arranged to the opening 24, that the spring wire 6 meets the Umformrille 31, so that the spring wire 6 is deflected along a circular path and thereby the compression spring 1 is formed.
  • a plane which extends parallel to the reference axis A and through the center M of the forming roller 30 can be defined as the main plane H.
  • the forming roller 30 can be positioned relative to the reference axis A of the opening 24 with the main plane H or with the center M. Due to the relative positioning of the diameter of the compression spring is adjusted.
  • the main plane H is preferably horizontal.
  • a reference plane is defined here, which essentially runs through the forming groove 31 and through the reference axis A. From this reference plane extends in one direction to the rear a direction B and in the other direction to the front, a direction C.
  • the inner compression spring 10 in the direction B and the outer compression spring 12 is advanced or moved in the direction C.
  • the forming roller 30 is preferably movable via a pivoting movement in the reference plane.
  • the deflection elements 32, 33 serve to deflect the spring wire after it has been deformed by the Ümformrille 31. Both deflection elements 32, 33 are cylindrical here and can be moved along the respective central axis. Preferably, the deflecting elements 32, 33 are moved by a respective pneumatic cylinder or a hydraulic cylinder. The baffles 32, 33 are from a rest position into one Actuation position movable. The operative position is defined as the position at which the spring wire 6 is in contact with the corresponding deflector 32, 33. The spring wire 6 is in contact with either the first deflecting element 32 or the second deflecting element 33. In FIG. 2, the deflection element 32 is in the active position. Preferably, the deflecting elements 32, 33 are arranged parallel to one another. Both deflection elements 32, 33 each comprise a deflection surface 35, 36, by means of which the spring wire 6 is deflected.
  • the compression spring 10 is wound along the first central axis 11, with the turns of the produced first compression spring 10 in this case moving or extending in the direction B.
  • the direction B is substantially perpendicular to the central axis A and parallel to the main plane H of the deflection surface 35 of the first deflecting element 32 and from the reference plane to the rear.
  • the second deflecting element 33 is arranged in operative position, so that the compression spring 12 wound along the second central axis 13, wherein the turns of the produced second compression spring 12 in this case moves or extends in the direction C.
  • the direction C is substantially perpendicular to the central axis A and parallel to the main plane H of the deflection surface 36 of the second deflection element 33 and from the reference plane to the front.
  • Both the first deflecting element 32 and the second deflecting element 33 are offset in the operative position from the reference plane in the direction in which the pressure spring is to extend. Due to the distance between the reference plane or forming groove 31 and deflecting surface 35, 36 of the respective deflecting element 32, 33, the pitch of the compression spring is predetermined. The function of the deflection elements 32, 33 will be explained below with the other figures in detail.
  • the forming unit 3 comprises a guide element 38, which can be referred to as the upper guide element 38.
  • the upper guide element 38 has a guide surface 380, which presses the spring wire 6 directly after exiting the opening 24 in the corresponding direction, so that the spring wire already slightly preformed on the Umformrille 31st meets.
  • the guide surface 380 is at an angle to the reference axis A.
  • the position of the guide element 38, in which the spring wire 6 is deflected by the guide element 38 can be referred to as the active position. Once the spring wire is in contact with the forming roller 30, the guide member 38 is withdrawn, and then it is no longer with the spring wire 6 in engagement and is in the rest position.
  • the forming unit 3 preferably comprises a further guide element 37, which may be referred to as the lower guide element 37.
  • the lower guide element 37 is viewed in the direction of the spring winding, arranged after the two deflecting elements 32, 33.
  • the lower guide member 37 engages in the first turn of the compression spring supportive to specify or support the direction in which the compression spring should extend.
  • the guide element 37 is then in the operative position and can be moved by this in a rest position.
  • the cutting unit 4 is substantially perpendicular to the reference axis A and an angle to the directions B and C, respectively, the cutting unit 4 essentially comprises a cutting 'tool 40 with a cutting blade 41 which severs the spring wire after winding in the region of the opening 24th For this purpose, the cutting tool 40 is moved so that it exceeds the axis A during the severing of the spring wire 6 with the cutting blade 41.
  • the guide unit 5 here essentially comprises a rear guide pin 50 and a front guide pin, which is not shown here.
  • the two guide pins 50 are movable parallel to the center axes of the inner compression spring 10 and the outer compression spring 12 and to the reference axes B and C. During the forming process, the two guide pins 50 protrude into the region of the resulting compression spring, so that vibrations of the compression spring can be absorbed by the guide pins.
  • only one guide pin, preferably the rear guide pin 50 may be provided.
  • the guide pin 50 protrudes through the spring so that it does not touch the spring, but supports, if the spring is vibrated.
  • the guide pin 50 has a diameter which is smaller than the smallest diameter of the inner compression spring 10.
  • the rear guide mandrel may be fixed, ie immovable, arranged, and the front guide pin can be moved relative to the rear guide pin.
  • FIGS 3 to 8 show the preparation of an input described multiple compression spring.
  • the spring wire 6 is fed via the feed unit 2 to the forming unit 3.
  • the front end of the spring wire 6 strikes the forming groove 31 in the forming roll 30.
  • the forming roll 30 is placed relative to the opening 24 so that the spring wire 6 strikes the forming groove 31 below the horizontal main plane H. Characterized the spring wire is deflected as shown in Figure 3 from the main plane H down.
  • the spring wire 6 strikes the deflecting surface 35 of the first deflecting element 32 after being deflected by the forming groove 31.
  • the first deflecting element 32 stands in its operative position or in the forward position and is arranged relative to the opening 24 and the forming groove 31 such that the Deflection surface 35 in the direction in which the spring wire 6 is to be wound, is arranged offset by a certain distance.
  • the distance corresponds essentially to the pitch of the spring. In other words, it can also be said that the deflection surface 35 is offset from the reference plane in the direction of the direction B.
  • the spring wire 6 is guided by means of the upper guide element 38 accordingly.
  • the upper guide element 38 With its bevelled surface 380, preforms the spring wire 6 in the direction of the forming roller 30. This has a positive effect on the precision and performance of the machine, as the spring wire is advanced at a higher speed.
  • the upper guide element 38 is moved away from the corresponding location.
  • Arrow 381 represents the direction of movement of the upper guide element 38.
  • the lower guide element 37 is substantially cylindrical and comprises a conical tip 370 and a lateral surface 371, the spring wire is further deflected by this guide element 37 through the conical tip 370 or the lateral surface 371 and continue to support the already provided by the deflection surface 35 direction specification of the spring wire 6.
  • the lower guide element 37 is withdrawn along its central axis 372 from the operative position to the rest position as soon as the spring wire has been guided in the corresponding direction, here the direction B.
  • the rear guide pin 50 is advanced forward in the direction of the reference plane.
  • the guide pin 50 may already be in the front region when the spring wind process begins.
  • the guide pin 50 essentially serves to guide the compression spring to prevent it from being vibrated during manufacture.
  • the propulsion of the spring wire stops until the desired length of the inner compression spring 10 is reached.
  • the first deflecting element 32 is movable relative to the reference axis A and the forming roller 31.
  • the pitch of the spring for each section can be individually predetermined. In other words, this means that the distance between the reference plane and the deflection surface 35 is proportional to the pitch of the inner compression spring 10.
  • FIG. 5 shows the inner compression spring 10, which has reached the predefined length.
  • the first deflecting element 32 is now moved from the operative position to the rest position and the second deflecting element 33 is moved from the rest position to the operative position. The movement of the respective deflection elements 32, 33 takes place along the corresponding central axis. This step is shown in more detail in FIG.
  • FIG. 6 shows the change of direction before production of the outer compression spring 12.
  • the forming roller 30 is pivoted away along a circular movement from the position for producing the inner compression spring 10 to the position for producing the outer compression spring 12. This is represented by arrow W.
  • arrow W During the pivoting away of the forming roller 30 of the transition portion 16, which connects the inner compression spring 10 with the outer compression spring 12 is formed.
  • the first deflecting element 33 located in engagement with the spring wire 6 is retracted from the operative position to the rest position and the second deflecting element 34 is advanced from the rest position to the operative position. From now on, the spring wire 6 abuts against the deflection surface 36 of the second deflection element 34. Due to the relative arrangement between reference axis B and deflection surface 36, the spring wire is now conducted in the direction C opposite to direction B.
  • FIG. 7 shows the further progress of spring production.
  • the spring wire 6 is now advanced until the desired spring length of the outer compression spring 12 is reached.
  • the pitch and / or the diameter of the outer compression spring 12 can be changed in a simple manner during the manufacturing process.
  • the slope is changed by the relative positioning of the second deflection element 34 and the deflection surface 36 to the reference axis A and Umformrille 31.
  • the second deflecting element 34 is pushed in the direction B or C backwards or forwards. This increases the distance between the reference plane and the deflection surface, when the deflector shifts in direction C and smaller as the deflector shifts in direction B.
  • the diameter is adjusted by pivoting the forming roller 30 along the direction W.
  • the guide pin 50 is still in the forward position and the compression spring 1 performs accordingly.
  • the guide pin 50 is slid forward along the direction C to guide the multiple compression spring 1.
  • a front guide pin is also fed against the direction C from the front side. This has the advantage that the time required to retract the guide pins from the compression spring 1 is smaller than when only a single guide pin is present.
  • FIG. 8 shows the last step of the manufacturing process, wherein here the cutting unit 4 with the cutting blade 40 separates the compression spring 1 from spring wire 6. With this process, the second end 18 is formed at the same time. Before the cutting operation, the spring is gripped by a known from the prior art gripper element and can then be carried away after the cutting process.
  • the second deflecting element 33 is withdrawn from the effective range and the first deflecting element 32 is advanced into the effective range, so that the starting position is restored.
  • the forming roller 30 is brought into the position in which the inner compression spring 10 can be wound.

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Abstract

Mit einem Verfahren zur Herstellung einer Feder (1) aus einem Federdraht (6) werden Windungen eines ersten Federteils (10) hergestellt, wobei sich diese hergestellten Windungen in eine erste Richtung (B) bewegen. Anschliessend werden Windungen eines zweiten Federteils (12) hergestellt, wobei sich diese hergestellten Windungen in eine von der ersten Richtung verschiedenen, insbesondere entgegengesetzten, zweiten Richtung (C) bewegen. Mit einem solchen Verfahren kann eine Feder mit mehreren Federteilen in einfacher Art und Weise hergestellt werden.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Federn
Technisches Gebiet der Erfindung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Federn gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Federn gemäss Oberbegriff des Anspruchs 10.
Stand der Technik Aus dem Stand der Technik sind als mehrfache Druckfedern ausgebildete Taschenfedern für Matratzen oder andere Liege- und Sitzpolster bekannt. Unter einer mehrfachen Druckfeder wird beispielsweise ein Federpaar verstanden, welches eine äussere Feder und eine innere Feder, umfasst. Die innere Feder ist dabei parallel zur äusseren Feder angeordnet und wird von letzterer umgeben. Im Bereich der Taschenfedern für Matratzen wird die innere Feder meist etwas kürzer als die äussere Feder gewählt.
Beispielsweise zeigt die US 2,631,840 eine solche mehrfache Drackfeder, bei welcher die innere Feder mit der äusseren Feder im unteren Bereich verbunden sind.
Nachteilig bei aus dem Stand der Technik bekannten Druckfedern ist, dass die Herstellverfahren und auch die Herstellvorrichtungen noch nicht die gewünschte Effizienz mit sich bringen.
Darstellung der Erfindung Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, welche in der Lage ist, eine Feder für Matratzen oder andere Liege- und Sitzpolster in einer einfachen Art und Weise herzustellen.
Diese Aufgabe löst ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Demgemäss wird eine Feder aus einem Federdraht hergestellt. Dabei werden Windungen eines ersten Federteils hergestellt, wobei sich diese hergestellten Windungen in eine erste Richtung bewegen. Anschliessend werden Windungen eines zweiten Federteils hergestellt, wobei sich diese hergestellten Windungen in eine von der ersten Richtung verschiedenen, insbe- sondere entgegengesetzten, zweiten Richtung bewegen.
Mit einem solchen Verfahren kann eine Feder mit mehreren Federteilen in einfacher Art und Weise hergestellt werden. Die Federteile können dabei derart angeordnet sein, dass sie sich ganz oder teilweise durchsetzen. Insbesondere ist es möglich, mit einem solchen Verfahren Doppelfedern mit beliebiger Form, Durchmesser, Steigung und/oder Windungszahl herzustellen.
Die erste Richtung und die zweite Richtung verlaufen vorzugsweise parallel zur jeweiligen Mittelachse des ersten bzw. des zweiten Federteils. Bei der Herstellung des ersten Federteils wird dieser also in Richtung seiner Mittelachse in die erste Richtung bewegt, während sich der zweite Federteil in Richtung seiner Mittelachse in die zweite Richtung erstreckt. Die Windungen des ersten Federteils und des zweiten Federteils erstrecken sich vorzugsweise im gleichen Drehsinn, also entweder in Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn.
Vorzugsweise wird der Federdraht einer Umformrolle und einem ersten Ablenkelement zugeführt, so dass die Windungen des ersten Federteils derart hergestellt werden, dass diese sich entlang einer ersten Mittelachse in die erste Richtung bewegen. Anschliessend wird das erste Ablenkelement durch ein zweites Ablenkelement gewechselt, so dass die Win- düngen des zweiten Federteils derart hergestellt werden, dass diese sich entlang einer zweiten Mittelachse in die zweite Richtung bewegen.
Beim Wechseln vom ersten Ablenkelement auf das zweite Ablenkelement wird vorzugsweise die Umformrolle verschwenkt, wodurch ein Übergangsabschnitt aus den Endwin- düngen des ersten Federteils bzw. des zweiten Federteils geformt wird, über welchen der erste Federteil mit dem zweiten Federteil verbunden wird. Über den Übergangsabschnitt wird der erste Federteil mit dem zweiten Federteil verbunden, so dass eine einstückige Feder hergestellt wird.
Vorzugsweise wird zur Änderung der Steigung des ersten Federteils das erste Ablenkelement relativ zur Umformrolle verschoben, und/oder zur Änderung der Steigung des zweiten Federteils wird das zweite Ablenkelement relativ zur Umformrolle verschoben. Dadurch kann sowohl der erste Federteil als auch der zweite Federteil mit einer über die je- weilige Länge variierender Steigung ausgebildet sein.
Zur Veränderung des Durchmessers des ersten Federteils und/oder des zweiten Federteils wird die Umformrolle bewegt. Dadurch kann sowohl der erste Federteil als auch der zweite Federteil mit einem über die jeweilige Länge variierenden Durchmesser ausgebildet sein, was die Herstellung einer Feder mit einer beliebigen Form oder Gestalt erlaubt.
Vorzugsweise wird der Federdraht vor dem Auftreffen auf die Umformrolle durch ein Leitelement in Richtung Umformrolle umgelenkt, wobei das Leitelement den Federdraht nur solange umlenkt, bis eine erste vollständige Windung geformt ist. Durch dies Umlenkung kann der Federdraht mit einer höheren Geschwindigkeit zugeführt werden, was die Herstellung beschleunigt.
Vorzugsweise wird der Federdraht nach dem Verlassen der Umformrolle und/oder der Ab- lenkelemente durch ein weiteres Leitelement in die erste oder zweite Richtung umgelenkt, wobei das weitere Leitelement den Federdraht solange umlenkt, bis mindestens eine erste vollständige Windung geformt ist.
Vorzugsweise ist die Feder als mehrfache Druckfeder ausgebildet wird, wobei der erste Federteil ein innerer Druckfederteil und wobei der zweite Federteil ein äusserer Druckfederteil ist. Der innere Druckfederteil ist innerhalb des äusseren Druckfederteils angeordnet. Der innere Druckfederteil wird dabei durch den äussern Druckfederteil umgeben. Vorzugsweise ist der innere Druckfederteil bezüglich der Mittelachse kürzer ausgebildet als der äussere Druckfederteil.
Vorzugsweise wird zusätzlich zum ersten Federteil und zum zweiten Federteil ein dritter, vierter, fünfter oder sechster Federteil hergestellt.
Mittels einer Vorrichtung zur Herstellung einer Feder aus einem Federdraht sind Windun- gen eines ersten Federteils mittels einer Umformeinheit herstellbar, wobei diese hergestellten Windungen in eine erste Richtung bewegbar sind. Anschliessend sind Windungen eines zweiten Federteils mit der Umformeinheit herstellbar, wobei diese hergestellten Windungen in eine von der ersten Richtung verschiedenen, insbesondere entgegengesetzten, zwei- ten Richtung bewegbar sind.
Vorzugsweise umfasst die Umformeinheit mindestens eine Umformrolle, ein erstes Ablenkelement und ein zweites Ablenkelement. Der Federdraht ist der Umformrolle zuführ- bar, wobei die Umformrolle den Federdraht umformt. Das erste Ablenkelement ist zum Vorgeben der Steigung des ersten Federteils und das zweite Ablenkelement zum Vorgeben der Steigung des zweiten Federteils vorgesehen.
Vorzugsweise sind das erste Ablenkelement als auch das zweite Ablenkelement von einer Ruheposition in eine Wirkposition bewegbar, in welcher die Ablenkelemente den Federdraht jeweils derart ablenken, dass die Windungen des ersten Federteils in die erste Richtung bewegbar sind, und dass die Windungen des zweiten Federteils in die zweite Richtung bewegbar sind.
Vorzugsweise ist das erste Ablenkelement und das zweite Ablenkelement bezüglich der Umformrolle verschiebbar, wobei dadurch die Steigung des jeweiligen Federteils einstellbar ist. Bei einer Verschiebung während der Herstellung des jeweiligen Federteils kann die Steigung dieses Federteils über seine Länge variabel ausgebildet werden.
Vorzugsweise ist die Umformrolle schwenkbar angeordnet, so dass der Durchmesser des jeweiligen Federteils variierbar ist. Bei einer Verschwenkung während der Herstellung des jeweiligen Federteils kann der Durchmesser jedes einzelnen Federteils über seine Länge variabel ausgebildet werden. Dadurch kann der Federteil mit einer beliebigen Form ausgebildet sein.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnung Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer mehrfachen Druckfeder; Fig. 2 . eine perspektivische Ansicht von oben von relevanten Elementen einer Vorrichtung zur Herstellung einer mehrfachen Druckfeder gemäss der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 3 - 8 perspektivische Ansichten der Vorrichtung nach Figur 1 in mehreren Ver- fahrensschritten.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
Mit Bezug zu den Zeichnungen werden mögliche Ausführungsbeispiele beschrieben. Die Zeichnungen und die Beschreibung zeigen bevorzugte Ausfuhrungsbeispiele und sollten nicht dahingehend ausgelegt werden, um die Erfindung einzuschränken, welche durch die Ansprüche definiert ist.
Nachfolgend wird die Ausdrucksweise „mehrfache Feder" verwendet. Unter einer mehrfachen Feder wird jede Feder verstanden, welche eine Mehrzahl von miteinander verbunde- nen einzelnen Federteilen umfasst. Die einzelnen Federteile haben unterschiedliche Durchmesser, was es erlaubt die einzelnen Federteile ineinander anzuordnen. Mit anderen Worten kann auch gesagt werden, dass unter einer mehrfachen Feder eine Feder verstanden wird, welche mehrere ineinander angeordnete und miteinander verbundene Federteile umfasst. Die Federteile können unterschiedliche oder gleiche Längen aufweisen. Derartige Federn werden beispielsweise als mehrfache Taschenfedern in einen entsprechenden Ta- schenfederstreifen für Matratzen oder andere Liege- und Sitzpolster eingesetzt werden. Nachfolgend wird die Vorrichtung und das Verfahren zur Herstellung einer Feder exemplarisch anhand der doppelten Druckfeder 1 erklärt.
In der Figur 1 ist eine mehrfache Feder als doppelte Druckfeder 1 dargestellt. Die doppelte Druckfeder 1 umfasst im wesentlichen eine innere Druckfeder bzw. ein erster Federteil 10 mit einer ersten Mittelachse 11 und eine mit der inneren Druckfeder 10 verbundene äussere Druckfeder bzw. ein zweiter Federteil 12 mit einer zweiten Mittelachse 13. Die innere Druckfeder 10 ist innerhalb der äusseren Druckfeder 12 angeordnet, wobei die erste Mit- telachse 11 im wesentlichen parallel zur zweiten Mittelachse 13 verläuft, besonders bevorzugt verlaufen die beiden Mittelachsen 11, 13 kollinear zueinander. Die innere Druckfeder 10 weist einen kleineren Aussendurchmesser als die äussere Druckfeder 12 auf. Die innere Druckfeder 10 bzw. der erste Federteil umfasst ein erstes, vorzugsweise freies, Ende 14, welchem sich die inneren Federwindungen 15 anschliessen. Die inneren Federwindungen 15 gehen über einen Übergangsabschnitt 16, der durch die Endwindungen der jeweiligen Druckfeder 10, 12 gebildet wird, in die äusseren Federwindungen 17 der äusse- ren Drückfeder 12 über. Der Übergangsabschnitt 16 liegt in Richtung der Mittelachse 11 gesehen dem ersten Ende 14 gegenüber. Der Durchmesser des Übergangsabschnittes 16 vergrössert sich vom Ende der letzten inneren Federwindung 15 bis zum Anfang der ersten äusseren Federwindung 17 bzw. des zweiten. Federteils kontinuierlich. Die äusseren Federwindungen 17 der äusseren Druckfeder 12 erstrecken sich demnach vom Übergangsab- schnitt 16 in Richtung der zweiten Mittelachse 13 zum zweiten, vorzugsweise freien, Ende 18. Die äussere Druckfeder 12 und die innere Druckfeder 10 sind dabei einstückig miteinander in Verbindung.
Vorzugsweise setzt sich eine mehrfache Druckfeder 1 aus mehreren Druckfedern 11, 12 zusammen, wobei die Druckfedern 11, 12 jeweils über einen Übergangsabschnitt 16 einander angeformt sind, so dass die mehrfache Druckfeder 1 einstückig ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist die innere Druckfeder 10 kürzer ausgebildet als die äussere Druckfeder 12. Bei einer Belastung auf die äussere Druckfeder 12 im Bereich des zweiten Endes 18 wird in einem ersten Schritt die äussere Druckfeder 12 komprimiert. Die äussere Druckfeder 12 wird demnach mit einer ersten Federrate komprimiert. Wenn die äussere Druckfeder 12 soweit komprimiert ist, dass diese die Länge der inneren Druckfeder 10 aufweist und die Belastung anhält, wird die innere Feder 10 ebenfalls komprimiert, wobei die äussere Druckfeder 12 und die innere Druckfeder 10 dann parallel geschaltet sind. Die Federrate setzt sich dann aus der ersten Federrate der äusseren Druckfeder 12 und aus der Federrate der inneren Druckfeder 10 zusammen.
In anderen Ausführungsformen kann die mehrfache Druckfeder zusätzliche Federn aufweisen, so dass drei, vier, fünf oder sechs oder mehr Druckfedern ineinander angeordnet sind. Auch diese Druckfedern sind einstückig ausgebildet und können unterschiedliche oder gleiche Längen aufweisen.
Die Steigung der inneren Druckfeder 10 und der äusseren Druckfeder 12 kann über die gesamte Federlänge konstant sein. Alternativ kann die Steigung auch über die Länge variabel ausgebildet sein. Ferner kann die innere Druckfeder 10 eine andere Steigung als die äussere Druckfeder aufweisen.
Vorzugsweise sind die innere Druckfeder 10 als auch die äussere Druckfeder 12 zylindrisch- ausgebildet. Es ist aber auch denkbar die Federn tonnenförmig oder konisch auszubilden. Besonders bevorzugt ist die innere Druckfeder 10 zylindrisch oder konisch ausgebildet, während die äussere Druckfeder 12 tonnenförmig ausgebildet ist.
In der Figur 2 werden wesentliche Teile einer Vorrichtung zur Herstellung einer hierin beschriebenen mehrfachen Druckfeder gezeigt. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Vorrichtung durchaus in der Lage ist, andere Druckfedern, wie beispielsweise eine einfache Druckfeder mit konstanter oder variabler Steigung und/oder konstantem oder variablem Durchmesser zu fertigen.
Die Vorrichtung zur Herstellung von Druckfedern, insbesondere von mehrfachen Druckfedern, umfasst im wesentlichen eine Zuführeinheit 2, eine Umformeinheit 3, eine Schneideinheit 4 und eine Führungseinheit 5.
Die Zuführeinheit 2 dient der Zuführung des Federdrahtes 6 zur Umformeinheit 3. Durch die Umformeinheit 3 wird der Federdraht 6 zur mehrfachen Druckfeder 1 umgeformt. Mittels der Schneideinheit 4 wird die mehrfache Druckfeder 1 nach dem Umformvorgang vom Federdraht 6 getrennt. Die Führungseinheit 5 dient der Führung der mehrfachen Druckfeder 1. während des Umformvorgangs.
Die Zuführeinheit 2 umfasst paarweise angeordnete Rollen 21, welche dem Federdraht 6 durch Drehung R den Vortrieb geben, und eine Einführstrecke 23, welche den Federdraht 6 der Umformeinheit 3 an der entsprechenden Position zuführt.
Die Rollen 21 umfassen auf ihrer Oberfläche jeweils je eine Rille 22, in welcher der Federdraht 6 geführt wird. Die obere Rolle 21 rotiert hier im Uhrzeigersinn, während die untere Rolle 21 im Gegenuhrzeigersinn rotiert, so dass der zwischen den beiden Rollen 21 platzierte Federdraht 6 in Richtung der Einführstrecke 23 vorgeschoben wird. Die Einführ- strecke 23 weist im wesentlichen eine sich durch die Einfuhrstrecke 23 erstreckende Öffnung 24 auf, durch welche der Federdraht 6 vorgeschoben wird. Sobald der Federdraht die Öffnung 24 verlassen hat, trifft dieser auf die Umformeinheit 3. Die Öffnung 24 stellt mit ihrer Mittelachse eine Bezugsachse A bereit, entlang welcher der Federdraht 6 verläuft.
Die Umformeinheit oder Federwindeinheit 3 umfasst im wesentlichen eine Umformrolle 30 mit einer Umformrille 31, sowie ein erstes Ablenkelement 32 und ein zweites Ablenkelement 33. Die Umformrolle 30 beeinflusst den Durchmesser der zu windenden Druckfeder, während die Ablenkelemente 32, 33 die Steigung der Druckfeder beeinflussen.
Die Umformrolle 30 ist derart zur Öffnung 24 angeordnet, dass der Federdraht 6 auf die Umformrille 31 trifft, so dass der Federdraht 6 entlang einer Kreisbahn abgelenkt wird und dabei die Druckfeder 1 geformt wird. Eine Ebene, welche sich parallel zur Bezugsachse A und durch den Mittelpunkt M der Umformrolle 30 erstreckt, kann als Hauptebene H defi- niert werden. Die Umformrolle 30 ist dabei mit der Hauptebene H bzw. mit dem Mittelpunkt M relativ zur Bezugsachse A der Öffnung 24 positionierbar. Durch die relative Positionierung wird der Durchmesser der Druckfeder angepasst. Die Hauptebene H ist vorzugsweise horizontal.
Zudem wird hier eine Referenzebene definiert, welche im wesentlichen durch die Umformrille 31 und durch die Bezugsachse A verläuft. Von dieser Referenzebene erstreckt sich in die eine Richtung nach hinten eine Richtung B und in die andere Richtung nach vorne eine Richtung C. In der vorliegenden Ausführungsform wird die innere Druckfeder 10 in Richtung B und die äussere Druckfeder 12 wird in Richtung C vorgeschoben bzw. bewegt.
Die Umformrolle 30 ist vorzugsweise über eine Schwenkbewegung in der Referenzebene bewegbar.
Die Ablenkelemente 32, 33 dienen der Ablenkung des Federdrahtes nachdem dieser von der Ümformrille 31 umgeformt wurde. Beide Ablenkelement 32, 33 sind hier zylindrisch ausgebildet und lassen sich entlang der jeweiligen Mittelachse bewegen. Vorzugsweise werden die Ablenkelement 32, 33 durch jeweils einen Pneumatikzylinder oder einen Hydraulikzylinder bewegt. Die Ablenkelemente 32, 33 sind von einer Ruheposition in eine Wirkposition bewegbar. ;Die Wirkposition wird als die Position definiert, bei welcher der Federdraht 6 in Kontakt mit dem entsprechenden Ablenkelement 32, 33 ist. Der Federdraht 6 ist dabei entweder mit dem ersten Ablenkelement 32 oder mit dem zweiten Ablenkelement 33 in Kontakt. In der Figur 2 befindet sich das Ablenkelement 32 in der Wirkpositi- on. Vorzugsweise sind die Ablenkelemente 32, 33 parallel zueinander angeordnet. Beide Ablenkelemente 32, 33 umfassen je eine Ablenkfläche 35, 36, mittels welcher der Federdraht 6 abgelenkt wird.
Ist das erste Ablenkelement 32 in seiner Wirkposition angeordnet, so wird die Druckfeder 10 entlang der ersten Mittelachse 11 gewunden wird, wobei sich die Windungen der hergestellten ersten Druckfeder 10 in diesem Fall in Richtung B bewegt oder erstreckt. Die Richtung B verläuft im wesentlichen senkrecht zur Mittelachse A und parallel zur Hauptebene H von der Ablenkfläche 35 des ersten Ablenkelementes 32 bzw. von der Referenzebene nach hinten.
Anschliessend wird das zweite Ablenkelement 33 in Wirkposition angeordnet, so dass die Druckfeder 12 entlang der zweiten Mittelachse 13 gewunden, wobei sich die Windungen der hergestellten zweiten Druckfeder 12 in diesem Fall in Richtung C bewegt oder erstreckt. Die Richtung C verläuft im wesentlichen senkrecht zur Mittelachse A und parallel zur Hauptebene H von der Ablenkfläche 36 des zweiten Ablenkelementes 33 bzw. von der Referenzebene nach vorne.
Sowohl das erste Ablenkelement 32 als auch das zweite Ablenkelement 33 stehen in der Wirkposition von der Referenzebene in die Richtung versetzt, in welche sich die Druckfe- der erstrecken soll. Durch die Distanz zwischen Referenzebene bzw. Umformrille 31 und Ablenkfläche 35, 36 des jeweiligen Ablenkelementes 32, 33 wird die Steigung der Druckfeder vorgegeben. Die Funktion der Ablenkelemente 32, 33 wird untenstehend mit den weiteren Figuren im Detail erläutert.
Optional umfasst die Umformeinheit 3 ein Leitelement 38, welches als oberes Leitelement 38 bezeichnet werden kann. Das obere Leitelement 38 weist eine Leitfläche 380 auf, welche den Federdraht 6 direkt nach dem Austritt aus der Öffnung 24 in die entsprechende Richtung drückt, so dass der Federdraht bereits leicht vorgeformt auf die Umformrille 31 trifft. Die Leitfläche 380 steht dabei winklig zur Bezugsachse A. Die Position des Leitelementes 38, bei welcher der Federdraht 6 durch das Leitelement 38 abgelenkt wird, kann als Wirkposition bezeichnet werden. Sobald der Federdraht in Kontakt mit der Umformrolle 30 steht, wird das Leitelement 38 wieder zurückgezogen, wobei es dann nicht mehr mit dem Federdraht 6 im Eingriff ist und in der Ruheposition steht.
Ferner umfasst die Umformeinheit 3 vorzugsweise ein weiteres Leitelement 37, welches als unteres Leitelement 37 bezeichnet werden kann. Das untere Leitelement 37 ist in Richtung der Federwindung gesehen, nach den beiden Ablenkelementen 32, 33 angeordnet. Das untere Leitelement 37 greift bei der ersten Windung der Druckfeder unterstützend ein, um die Richtung, in welche sich die Druckfeder erstrecken soll, vorzugeben bzw. zu unterstützen. Das Leitelement 37 steht dann in der Wirkposition und lässt sich von dieser in eine Ruheposition bewegen.
Die Schneideinheit 4 steht im wesentlichen senkrecht zur Bezugsachse A und winklig zu den Richtungen B bzw. C. Die Schneideinheit 4 umfasst im wesentlichen ein Schneid- ' Werkzeug 40 mit einer Schneidklinge 41, welches den Federdraht nach erfolgter Wicklung im Bereich der Öffnung 24 durchtrennt. Hierfür wird das Schneidwerkzeug 40 derart bewegt, so dass es die Achse A während des Durchtrennens des Federdrahtes 6 mit der Schneidklinge 41 übertritt.
Die Führungseinheit 5 umfasst hier im wesentlichen einen hinteren Führungsdorn 50 und einen vorderen Führungsdorn, der hier nicht gezeigt ist. Die beiden Führungsdorne 50 sind parallel zu den Mittelachsen der inneren Druckfeder 10 bzw. der äusseren Druckfeder 12 bzw. zu den Bezugsachsen B und C bewegbar. Während des Umformvorganges ragen die beiden Führungsdorne 50 bis in den Bereich der entstehenden Druckfeder, so dass Schwingungen der Druckfeder durch die Führungsdorne aufgefangen werden können. Alternativ kann auch nur ein Führungsdorn, vorzugsweise der hintere Führungsdorn 50, vorgesehen sein. Vorzugsweise ragt der Führungsdorn 50 derart durch die Feder hindurch, dass dieser die Feder nicht berührt, aber stützt, falls die Feder in Schwingungen versetzt wird. Hierfür weist der Führungsdorn 50 einen Durchmesser auf, welcher kleiner als der kleinste Durchmesser der inneren Druckfeder 10 ist. In einer alternativen Ausführungsform, bei welcher ein vorderer und ein hinterer Führungsdorn angeordnet ist, kann der hintere Führungsdorn fest, also unbeweglich, angeordnet sein, und der vordere Führungsdorn lässt sich relativ zum hinteren Führungsdorn bewegen.
Die Figuren 3 bis 8 zeigen die Herstellung einer Eingangs beschriebenen mehrfachen Druckfeder.
In einem ersten Schritt wird, wie dies in Figur 3 dargestellt wird, der Federdraht 6 über die Zuführeinheit 2 der Umformeinheit 3 zugeführt. Dabei trifft das vordere Ende des Federdrahts 6 auf die Umformrille 31 in der Umformrolle 30. Die Umformrolle 30 ist dabei relativ zur Öffnung 24 so platziert, dass der Federdraht 6 unterhalb der horizontal liegenden Hauptebene H auf die Umformrille 31 trifft. Dadurch wird der Federdraht wie in der Figur 3 gezeigt von der Hauptebene H nach unten abgelenkt.
Der Federdraht 6 trifft nach der Umlenkung durch die Umformrille 31 auf die Ablenkfläche 35 des ersten Ablenkelementes 32. Das erste Ablenkelement 32 steht dabei in seiner Wirkposition bzw. in der vorderen Position und ist relativ zur Öffnung 24 und zur Umformrille 31 derart angeordnet, dass die Ablenkfläche 35 in die Richtung, in welche der Federdraht 6 gewickelt werden soll, um eine bestimmte Distanz versetzt angeordnet ist. Die Distanz entspricht im wesentlichen der Steigung der Feder. Mit anderen Worten kann auch gesagt werden, dass die Ablenkfläche 35 von der Referenzebene in Richtung der Richtung B versetzt angeordnet ist.
Vor dem Auftreffen des Federdrahtes 6 auf die Umformeinheit 3 wird der Federdraht 6 mittels des oberen Leitelements 38 entsprechend geführt. In der Figur 3 wird gezeigt, dass das obere Leitelement 38 mit seiner abgeschrägten Fläche 380, den Federdraht 6 in Richtung Umformrolle 30 vorformt. Dies wirkt sich positiv auf die Präzision und Leistung der Maschine aus, da der Federdraht mit einer höheren Geschwindigkeit vorgeschoben wird. Sobald der Federdraht 6 mit der Umformrolle 30 in Kontakt ist, wird das obere Leitelement 38 von der entsprechenden Stelle weggefahren. Pfeil 381 stellt die Richtung der Bewegung des oberen Leitelementes 38 dar. Sobald der Federdraht 6 mit dem ersten Ende 14 die Äblenkfläche 35 verlassen hat, trifft der Federdraht 6 auf das optional angeordnete untere Leitelement 37. Das untere Leitelement 37 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und umfasst eine konische Spitze 370 und eine Mantelfläche 371, Der Federdraht 6 wird von diesem Leitelement 37 durch die konische Spitze 370 oder die Mantelfläche 371 weiter abgelenkt und die bereits von der Ablenkfläche 35 bereitgestellte Richtungsvorgabe des Federdrahtes 6 weiter unterstützen. Das untere Leitelement 37 wird entlang seiner Mittelachse 372 von der Wirkposition zur Ruheposition zurückgezogen, sobald der Federdraht in die entsprechende Richtung, hier die Richtung B, geleitet wurde.
Vor, beim oder nach dem Auftreffen des Federdrahtes 6 auf die Umformrille 31 wird zudem der hintere Führungsdorn 50 nach vorne in Richtung der Referenzebene vorgeschoben. In einer alternativen Ausführungsform kann sich der Führungsdorn 50 bereits im vorderen Bereich befinden, wenn der Vorgang des Federwindes beginnt. Der Führungsdorn 50 dient im wesentlichen der Führung der Druckfeder, um zu verhindern, dass diese während der Herstellung in Schwingung versetzt wird.
In der Figur 4 wird nun gezeigt, dass bei einem weiteren Vortrieb des Federdrahtes, dieser derart umgeformt wird, dass die innere Druckfeder 10 geformt wird. In der Figur 4 wird die innere Druckfeder 10 mit einem ersten Umgang gezeigt. In dieser Figur ist nun auch erkennbar, dass sich die Windung der inneren Druckfeder 10 während der Herstellung entlang der Richtung B von der Referenzebene nach hinten erstreckt. In Richtung B gesehen bewegt sich das vordere Ende 14 dabei in Richtung Gegenuhrzeigersinn.
Der Vortrieb des Federdrahtes hält solange an, bis die gewünschte Länge der inneren Druckfeder 10 erreicht wird.
Während des Umformens des Federdrahtes 6 zur inneren Druckfeder 10 ist das erste Ablenkelement 32 relativ zur Bezugsachse A bzw. zur Umformrolle 31 bewegbar. Dadurch kann die Steigung der Feder für einen beliebigen Abschnitt individuell vorbestimmt werden. Mit anderen Worten heisst dies, dass die Distanz zwischen der Referenzebene und der Ablenkfläche 35 proportional zur Steigung der inneren Druckfeder 10 ist. Die Figur 5 zeigt die innere Druckfeder 10, welche die vordefinierte Länge erreicht hat. In einem nächsten Schritt wird nun das erste Ablenkelement 32 von der Wirkposition in die Ruheposition bewegt und das zweite Ablenkelement 33 wird von der Ruheposition in die Wirkposition bewegt. Die Bewegung der jeweiligen Ablenkelemente 32, 33 erfolgt entlang der entsprechenden Mittelachse. Dieser Schritt wird in der Figur 6 detaillierter dargestellt.
In der Figur 6 wird der Richtungswechsel vor Herstellung der äusseren Druckfeder 12 gezeigt. Während des Richtungswechsels fallen im wesentlichen zwei unterschiedliche Vorgänge an. Einerseits wird die Umformrolle 30 entlang einer kreisförmigen Bewegung von der Position zur Herstellung der inneren Druckfeder 10 zur Position zu Herstellung der äusseren Druckfeder 12 weggeschwenkt. Dies wird durch Pfeil W dargestellt. Während des Wegschwenkens der Umformrolle 30 wird der Übergangsabschnitt 16, welcher die innere Druckfeder 10 mit der äusseren Druckfeder 12 verbindet, geformt.
Andererseits wird das sich im Eingriff mit dem Federdraht 6 befindliches erstes Ablenkelement 33 von der Wirkposition in die Ruhepösition zurückgezogen und das zweite Ablenkelement 34 wird von der Ruheposition in die Wirkposition vorgeschoben. Fortan steht der Federdraht 6 an der Ablenkfläche 36 des zweiten Ablenkelementes 34 an. Aufgrund der relativen Anordnung zwischen Bezugsachse B und Ablenkfläche 36 wird nun der Fe- derdraht in die von der Richtung B entgegen gesetzte Richtung C geleitet.
In der Figur 7 wird der weitere Fortschritt der Federherstellung gezeigt. Der Federdraht 6 wird nun solange vorgeschoben, bis die gewünschte Federlänge der äusseren Druckfeder 12 erreicht wird.
Wie bereits im Zusammenhang mit der inneren Druckfeder 10 erwähnt, kann die Steigung und/oder der Durchmesser der äusseren Druckfeder 12 in einfacher Art und Weise während des Herstellvorganges verändert werden.
Die Steigung wird durch die relative Positionierung des zweiten Ablenkelementes 34 bzw. der Ablenkfläche 36 zur Bezugsachse A bzw. zur Umformrille 31 verändert. Hierfür wird das zweite Ablenkelement 34 in Richtung B oder C nach hinten bzw. nach vor geschoben. Dadurch wird der Abstand zwischen der Referenzebene und der Ablenkfläche grösser, wenn sich das Ablenkelement in Richtung C verschiebt und kleiner, wenn sich das Ablenkelement in Richtung B verschiebt.
Der Durchmesser wird durch das Schwenken der Umformrolle 30 entlang der Richtung W angepasst.
Ferner ist in der Figur 7 ersichtlich, dass der Führungsdorn 50 sich immer noch in der vorderen Position befindet und die Druckfeder 1 entsprechend führt. Während der Herstellung der äusseren Druckfeder 12 wird der Führungsdorn 50 entlang der Richtung C nach vorne geschoben, um die mehrfache Druckfeder 1 zu führen. Somit wird verhindert, dass die mehrfache Druckfeder 1 während der Herstellung in Schwingung versetzt wird. Alternativ wird anstelle des hinteren Führungsdornes auch ein vorderer Führungsdorn entgegen der Richtung C von der vorderen Seite vorgeschoben. Dies hat den Vorteil, dass die Zeit, welche benötig wird, um die Führungsdorne aus der Druckfeder 1 zurückzuziehen, kleiner ist, als wenn nur ein einziger Führungsdorn vorhanden ist.
Die Figur 8 zeigt den letzten Schritt des Herstellverfahren, wobei hier die Schneideinheit 4 mit der Schneidklinge 40 die Druckfeder 1 von Federdraht 6 trennt. Mit diesem Vorgang wird zugleich das zweite Ende 18 geformt. Vor dem Schneidvorgang wird die Feder durch ein aus dem Stand der Technik bekanntes Greifelement ergriffen und kann dann nach dem Schneidvorgang weggeführt werden.
Nach dem Schneidvorgang wird das zweite Ablenkelement 33 aus dem Wirkbereich zurückgezogen und das erste Ablenkelement 32 wird in den Wirkbereich vorgeschoben, so dass die Ausgangsposition wieder hergestellt ist. Gleichzeitig wird die Umformrolle 30 in die Position gebracht, in welcher die innere Druckfeder 10 gewickelt werden kann.
Es ist ein Vorteil der vorliegenden Vorrichtung und des vorliegenden Verfahrens, dass eine Feder herstellbar ist, deren Steigung und Durchmesser über die Länge der Feder frei ein- stellbar ist, wobei eine Feder mit einer beliebigen Form herstellbar ist. Bezugszeichenliste i • Feder
2 Zuführeinheit
3 Umformeinheit
4 Schneideinheit
5 Führungseinheit
6 Federdraht
10 innerer Federteil.
11 erste Mittelachse
12 • äusserer Federteil
13 : zweite Mittelachse
14 erstes Ende
15 Federwindungen
16 Übergangsabschnitt
17 • Federwindungen
18 zweites Ende
21 Rolle
22 Rille
23 Einführstrecke
24 Öffnung
30 Umformrolle
31 Umformrille
32 erstes Ablenkelement
33 zweites Ablenkelement
35 Ablenkfläche
36 Ablenkfläche
37 unteres Leitelement
38 oberes Leitelement
40 S chneidwerkzeug
41 Schneidklinge
50 vorderer Führungsdorn
370 konische Spitze
371 Mantelfläche 372 Mittelachse
380 Leitfläche
381 Bewegungsrichtung
A ' Mittelachse Federdraht
B Richtung
C Richtung
H Hauptebene
R Rotationsrichtung
M Mittelpunkt
W Verschwenkbewegung Umformrolle

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Feder (1) aus einem Federdraht (6), dadurch ge- kennzeichnet, dass Windungen eines ersten Federteils (10) hergestellt werden, wobei sich diese hergestellten Windungen in eine erste Richtung (B) bewegen, und dass anschliessend Windungen eines zweiten Federteils (12) hergestellt werden, wobei sich diese hergestellten Windungen in eine von der ersten Richtung verschiedenen, insbesondere entgegengesetzten, zweiten Richtung (C) bewegen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Federdraht (6) einer Umformrolle (30) und einem ersten Ablenkelement (33) zugeführt wird, so dass die Windungen des ersten Federteils (10) derart hergestellt werden, dass diese sich entlang einer ersten Mittelachse (11) in der ersten Richtung (B) bewegen, wobei anschliessend das erste Ablenkelement (33) durch ein zweites Ablenkelement
(34) gewechselt wird, so dass die Windungen des zweiten Federteils (12) derart hergestellt werden, dass diese sich entlang einer zweiten Mittelachse (12) in der zweiten Richtung (C) bewegen.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Wechseln vom ersten Ablenkelement (33) auf das zweite Ablenkelement (34) die Umformrolle (30) verschwenkt wird, wodurch ein Übergangsabschnitt (16) aus den Endwindungen des ersten Federteils (10) bzw. des zweiten Federteils (12) geformt wird, über welchen der erste Federteil (10) mit dem zweiten Federteil (12) verbunden wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Änderung der Steigung des ersten Federteils (10) das erste Ablenkelement (33) relativ zur Umformrolle (30) verschoben wird, und/oder dass zur Änderung der Steigung des zweiten Federteils (12) das zweite Ablenkelement (34) relativ zur Umformrolle (30) verschoben wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung des Durchmessers des ersten Federteils (10) und/oder des zwei- ten Federteils (12) die Umformrolle (30) bewegt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federdraht (6) vor dem Auftreffen auf die Umformrolle (30) durch ein Leit- element (38) in Richtung Umformrolle (30) umgelenkt wird, wobei das Leitelement (38) den Federdraht (6) nur solange umlenkt, bis eine erste vollständige Windung geformt ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federdraht (6) nach dem Verlassen der Umformrolle und/oder der Ablenk- elemente (32, 33) durch ein weiteres Leitelement (37) in die erste oder zweite Richtung (B, C) umgelenkt wird, wobei das weitere Leitelement (37) den Federdraht solange umlenkt, bis mindestens eine erste vollständige Windung geformt ist.
8. '. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Feder (1) als mehrfache Druckfeder ausgebildet wird, wobei der erste Federteil (10) ein innerer Druckfederteil (10) und wobei der zweite Federteil (12) ein äusserer Druckfederteil (12) ist, wobei der innere Druckfederteil (10) innerhalb des äusseren Druckfederteils (12) angeordnet ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum ersten Federteil (10) und zum zweiten Federteil (12) ein dritter, vierter, fünfter oder sechster Federteil hergestellt wird.
10. Vorrichtung zur Herstellung einer Feder (1) aus einem Federdraht (6), dadurch gekennzeichnet, dass Windungen eines ersten Federteils (10) mittels einer Umformeinheit
(3) herstellbar sind, wobei diese hergestellten Windungen in eine erste Richtung (B) bewegbar sind, und dass anschliessend Windungen eines zweiten Federteils (12) mit der Umformeinheit (3) herstellbar sind, wobei diese hergestellten Windungen in eine von der ersten Richtung verschiedenen, insbesondere entgegengesetzten, zweiten Richtung (C) be- wegbar sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformeinheit (3) mindestens eine Umformrolle (30), ein erstes Ablenkelement (32) und ein zweites Ablenkelement (33) umfasst, wobei der Federdraht (6) der Umformrolle (30) zuführbar ist, und wobei die Umformrolle (30) den Federdraht (6) umformt, und wobei das erste Ablenkelement (32) zum Vorgeben der Steigung des ersten Federteils (10) und das zweite Ablenkelement (33) zum Vorgeben der Steigung des zweiten Federteils (12) vorgesehen ist.
12. Vorrichtung einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das erste Ablenkelement (32) als auch das zweite Ablenkelement (33) von einer Ruheposition in eine Wirkposition bewegbar sind, in welcher die Ablenkelemente (32, 33) den Federdraht (6) jeweils derart ablenken, dass die Windungen des ersten Federteils (10) in eine erste Richtung (B) bewegbar sind, und dass die Windungen des zweiten Federteils (12) in eine zweite Richtung (C) bewegbar sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ablenkelement (32) und das zweite Ablenkelement (33) bezüglich der Um- formrolle (30) verschiebbar ist, wobei dadurch die Steigung des jeweiligen Federteils (10, 12) einstellbar ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformrolle (30) schwenkbar angeordnet ist, so dass der Durchmesser des jewei- ligen Federteils (10, 12) variierbar ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Leitelement (38) umfasst, welches zwischen der Zuführeinheit (2) und der Umformrolle (30) angeordnet ist und welches von einer Ruheposition in eine Wirkposition bewegbar ist, in der der Federdraht (6) in Richtung der Umformrolle (30) leitbar ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein weiteres Leitelement (37) umfasst, welches in Richtung des Fe- derdrahtes (6) gesehen, nach der Umformrolle (30) angeordnet ist und welches von einer Ruheposition in eine Wirkposition bewegbar ist, in der der Federdraht (6) in Richtung der jeweiligen Mittelachse (11, 13) der Feder leitbar ist.
PCT/CH2009/000365 2008-11-25 2009-11-18 Vorrichtung und verfahren zur herstellung von federn WO2010060223A1 (de)

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