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AUTOMAT ZUR HERSTELLUNG VON SPIRALFÖRMIGEN
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TORSIONSFEDERN Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet
der Herstellung von flachen spiralförmigen Torsionsfedern, beispielsweise von Federn
der Bürsteneinheit der Kraftwagen- und Traktoren anlasser, und kann in verschiedenen
Maschinenbau zweigen verwendet werden.
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Gegenwärtig sind mehrere Verfahren zum Winden von spiralförmigen
Torsionsfedern bekannt.
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Bekannt sind beispielsweise Automaten der Firma "Wafios", BRD, die
die Herstellung der Spiralfedern aus wärmebehandeltem Metallband durch dessen Aufwickeln
auf einen Dorn vornehmen, wobei auf einen Dorn mit einem Schlitz Windungen einer
Feder dicht aneinander aufgewickelt werden und erst nach deren Abwerfen vom Dorn
zwischen ihnen dank der Elastizität des gewählten Materials der erforderliche Spalt
entsteht.
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Ein Nachteil dieser Automaten ist niedrige Qualität der erzeugten
Federn, da die Form der Spiralfedern unstabil und von
den federnden
Eigenschaften des Bandes abhängig ist, aus dem das Aufwickeln der Federwindungen
erfolgt. Außerdem besitzen die bekannten Automaten niedrige Arbeitsleistung, weil
nur in einem Arbeitazyklus des Automaten die Herstellungveiner Feder stattfindet,
wobei während des Zyklusablaufs lokales G1ühen des wärmebehandelten Bandes erfolgt,
das zur Formgebung der Federenden erforderlich ist (da sonst bei der Formgebung
der Federenden Risse entstehen), wozu längere Zeit erforderlich ist.
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Bekannt ist ferner ein Verfahren zur Doppeltaufwicklung von spiralförmigen
Torsionsfedern, beispielsweise von Unruhen von Uhrwerken.
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Auf der nach diesem Verfahren arbeitenden Maschine erfolgt die Herstellung
von zwei und mehr Federn auf einem Dorn mit einem Schlitz, in den ein Bandabschnitt
(bzw. ein Bänderbündel) mit seiner Mitte eingesetzt wird, wonach der Dorn in Drehung
die versetzt wird undvfreienEnden des Bandes auf verschiedenen Seiten des Dornes
auf diesen aufgewickelt werden, wobei die Steigung der Federspirale durch die Banddicke
gewährleistet ist.
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Ein Nachteil dieser Maschine besteht darin, daß die aufgewundenen
Doppelfedern kontinuierliche Federn darstellen und in ihrem mittleren Teil auf irgendeine
Weise durchgeschnitten werden müssen, um sie zum Abschluß des Herstellungszyklus
einer Feder trennen zu können. Das Durchschneiden der auf diese Weise aufgewundenen
zwei Federn ist eine recht arbeitsaufwendige Operation und läßt sich praktisch nicht
mechanisieren, insbesondere bei geringen Durchmessern des Dornes. Außerdem gestattet
es das Aufwinden der Doppelfedern und deren nachfolgendes Durchschneilange
und
den ' zur rennung nicht, ausreichendzzuverläsæige Befestigungselemente .des Innenendes
der Feder zu erhalten. Auf diese Weise besitzt die bekannte Maschine wesentliche
Nachteile, die deren Einsatz, beispielsweise zur Herstellung der Federn der Bffrsteneinheit
von Kraftwagen- und Traktorenanlassern, beschränken.
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Bekannt ist ein weiteres Verfahren zur Herstellung von verder doppelten
Spiralfedern. In nach diesem Verfahren arbeitenden Maschine geschieht das Aufwinden
von zwei Federn aus einem nichtwärmebehandelten Metallband auf einen Dorn mit einem
Schlitz Dabei erfolgt zum Unterschied vom vorher beschriebenen Verfahren das Aufwinden
von zwei Federn auf dieser Maschine nicht aus einem, sondern aus zwei Bandabschnitten,
die in den Dornschlitz auf verschiedenen Dornseiten eingesetzt werden. Danach erfolgt
analog zum vorher beschriebenen Verfahren deren weitere Herstel -lung, mit dem alleinigen
Unterschied, daß die verdoppelten Federn in ihrem mittleren Teil nicht durchgeschnitten
werden, da deren Herstellung aus zwei Bandabschnitten erfolgt.
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Ein Nachteil dieser Maschine besteht darin, daß in ihr Elemente fehlen,
die die Bänderenden bei deren Einführen in den Dornschlitz orientieren und leiten,
was eine der Hauptursachen für die Ausfälle der Maschine ergibt, die im automatischen
Betriebszustand arbeitet. Gewöhnlich wird bei fehlender Orientierungsvorrichtung
die Maschine im halbautomatischen Betriebszustand mit manuellem Einführen der Bänderenden
in die Dornnut betrieben. Außerdem fehlen in den bekannten Maschinen zum Aufwinden
von spiralförmigen Plattenfedern Elemente, die die zu windende Form der Federwindungen
stabilisieren. Meist drehen
sich die Federn nach deren Abnahme vom
Dorn auseinander, wobei sie ihre ursprüngliche Form einbüßen. Und die Einbuße der
Feder an ursprünglicher Form und vor allem die Einbuße der Spiralensteigung führt
zur Streuung der Belastungskennwerte der Feder, was eine der Hauptursachen ist,
weshalb die Federn in den Ausschuß gelangen.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten
Nachteile der vorstehend beschriebenen Maschinen zur Herstellung von spiralförmigen
Torsionsfedern aus Metallband.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hochleistungsfähigen
Automaten zu schaffen, der das Aufwinden von Doppelfedern aus nicht wärmebehandelten
Bändern ermöglicht, die dem Dorn von verschiedenen Seiten her zugeleitet werden,
und die erforderliche Spiralform der erzeugten Feder gewährleistet.
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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Automat zur Herstellung
von spiralförmigen Torsionsfedern aus Metallw band, das von einem Zuführungserk
durch eine Richtvorrichtung in den Schlitz des in der Automatenspindel angebrachten
Dornes durchgezogen wird, erfindungsgemäß mit einem Mittel, das das Band im Augenblick
der Zuführung desselben zum Dorn orientiert und in unmittelbarer Nähe desselben
liegt, sowie mit einem Vibrator versehen ist, der eine schlagende Einwirkung auf
das Band während des Aufwickelns desselben auf den Dorn ausübt.
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Zweckmäßigerweise besitzt das Mittel zur Orientierung des Bandes
zwei Leisten mit Schlitzen an den Enden, die an der Spindel des Automaten hin- und
hergehend verschiebbar längs der Längsachse des Dornes angebracht sind. Der Vibrator
ist
s zweckmaßigerweise in Gestalt von zwei Hebeln augeführt, die
durch eine Feder zusammengezogen sind und in bezug auf den Dorn diametral entgegengesetzt
liegen, wobei an den Enden der Vibratorhebel, die den Dorn zugewandt sind, Schlagbolzen
befestigt sind.
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Das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung besteht in Solgerdem.
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In unmittelbarer Nähe vom Dorn wird das das Band orientierende Mittel
angebracht. Dieses mittel wird beispielsweise in Gestalt von zwei Leisten mit Schlitzen
an den Enden ausgeführt.
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Diese Leisten werden an der Spindel des Automaten auf den verschiedenen
Seiten des Dornes auf solche Weise angebracht, daß die Nuten der Leisten der Orientierungsvorrichtung
eine Fo@tsetzung der Dornnut darstellen.
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Dank den vorhandenen erwähnten Leisten, die in unmittelbarer Nähe
vom Dorn liegen, werden die Enden der Metallbänder ausgerichtet und garantiert in
die Dornnut auf verschiedenen Dorn sieten in dem Augenblick geleitet, da die Zuführung
der Bänder zur Dorn erfolgt, Während der Drehung der Automatenspindel Spindelinnere
werden die Leisten ins / eingezogen, so daß sie das Aufwickeln der Federwindungen
auf den Dorn nicht stören.
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Außerdem werden während der Aufwicklung der Federwindungen auf den
Dorn auf verschiedenen eiten desselben mittels besonderer Schlagbolzen, die an Schwinghebeln
befestigt sind, vibrationsartige Schläge auf das aufzuwindete Metallband ausgenübt.
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Dank der schlagenden Einwirkung auf das aufzuwindende Band findet
die Ausformung der Federwindungen statt, und diese letzteren drehen sich nach der
Abnahme vom Dorn nur wenig auseinander.
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Die Abnahme der aufgewickelten Federn erfolgt durch die vorerwähnten
Leisten, die aus der Automatenspindel längs der Längsachse des Dornes ausgeschoben
werden, sobald die Spindeldrehung aufhört. Somit übt das Orientierungsmittel in
der vorliegenden Erfindung auch die Rolle einer Abnahmevorrichtung aus.
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Die dem Automaten eigenen vorgenannten konstruktiven Besonderheiten
gewährleisten dessen unterbrechungsfreie Arbeit und einfache Konstruktion sowie
bessere Qualität der hergestellten Federn hinsichtlich der Belastungskennwerte und
parametrischen Xenng rößen.
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Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreibung eines konkreten
Ausführungsbeispiels derselben sowie durch beiliegende Zeichnungen erläutert; in
den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 - kinematisches Schema des Automaten gemäß der Erfindung;
Fig. 2 - Schnitt nach der Linie 11-11 von Fig. 1; Fig. 3 - Schnitt nach der Linie
III-III von Fig. 2; Fig. 4 - Schnitt nach der Linie IV-IV von Fig. 2 (im Augenblick
der Zuführung der Metallbänder zum Dornschlitz); Fig. 5 - Schnitt nach der Linie
V-V von Fig. 2 (Augenblick des Aufwindens der zwei Federn auf den Dorn).
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Der Automat zur Herstellung von spiralförmigen Torsionsfedern aus
einem Metallband (Fig. 1) ist kinematisch auf folgende Weise aufgebaut:
Das
Metallband wird in Form einer Rolle auf einem Bandrollenhalter 1 untergebracht und
von diesem mittels Rollen einer Abwickelvorrichtung 2 mit einer Sperrvorrichtung
3 abgewickelt.
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Die Rollen einer Richtvorrichtung 4 nehmen das Richten des abgewickelten
Bandes vor, und ein Zuführungswerk 5 führt es einem Dorn 6 durch einen Austrittsspalt
7 und die Nuten von Leiseines ten 8 v Orientierungsmittels zu. Im Automaten ist
eine Einrichtung 9 vorgesehen, die zum Abschneiden und Biegen der Enden einer Feder
10 dient, sowie ein Vibrator vorhanden, der in Gestalt von Hebeln 11 ausgeführt
ist, die durch eine Feder 12 zusammengezogen und an deren Enden Schlagbolzen 13
befestigt sind.
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Die Bewegung aller Aggregate des beschriebenen Automaten erfolgt von
einem Antrieb 14 mit Nocken 15, 16 und einem Elektromotor 17.
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Der Dorn 6 und die Leisten 8 sind an einer Spindel 18 des Automaten
angebracht, wobei die letzteren längs der Längsachse des Dornes 6 hin- und hergehend
verschiebbar sind. Die Leisten 8 (Fig. 2) sind miteinander und mit einem Nocken
19 mittels eines Bügels 20 verbunden. Die Drehung der Spindel 18 (Fig. 3, 5) erfolgt
mittels eines Zahnradpaares 21 und 22 von einem Nocken 23. Die Längenkonstanz einer
Metallbandschleife wird durch die Sperrvorrichtung 3 gewährleistet, wodurch konstante
Bandspannung während der Aufwicklung des Bandes auf den Dorn sichergestellt wird.
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Der Automat zur Herstellung von ~ iralBörmigen Torsionsfedern aus
Metallband arbeitet wie folgt.
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Nachdem die Spindel 18 des Automaten in bezug auf die Austrittsspalte
7 (Fig. 1) festgestellt worden ist, erfolgt das Abschneiden
und
Biegen der Enden der Federn 10 mit Hilfe der Einrichtung 9. Danach gehen die beweglichen
Hälften des Gesenkt der Einrichtung 9 in die Ausgangsstellung auseinander, und die
am Dorn 6 vorher aufgewickelten Federn werden von ihm durch Ausschieben der Leisten
8 aus der Stirnseite der Spindel 18 abgestoßen und in eine Aufnahmerinne (in der
Zeichnung nicht mitabgebildet) abgeworfen. Nachdem die Leisten 8 aus der Spindel
18 ausgeschoben worden sind und einige Zeit in dieser beginnt Stellung verbleiben,
v die Zuführung der Metallbänder (Fig.
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4) gleichzeitig von zwei Seiten des Schlitzes des Dornes 6 durch deren
Durchziehen mittels des Zuführungswerks 5 (Fig. 1) durch die Richtvorrichtung 4.
Die Zuführung der Metallbänder erfolgt in den Schlitz des Dornes 6, wobei die Enden
der Bänder (Fig. 4) aus den Spalten 7 austreten und sich in bezug auf den Dornschlitz
mittels der Leisten 8 ausrichten, deren Schlitze zur Aufnahme und Orientierung der
in die Nut des Dornes 6 eintretenden Enden der Metallbänder dienen. Zum besseren
Gelangen der Bänderenden in die Schlitze der Leisten 8 weisen die letzteren Einlauffasen
(Fig. 4) auf, und zum sicheren Gelangen der Bänderenden aus den Leisten 8 in den
Dorn 6 wird der Dornschlitz unter einem Winkel CC" zu den Schlitzen der Leisten
8 Richtungen angeordnet, die in entgegengesetzten vom Mittelpunkt des Dornes um
eine Größe "#" versetzt sind. Diese gegenseitige Lage der Schlitze der Leisten 8
und des Dornes 6 (Fig. 4) während ein der Zuführung der Metallbänder zum Dorn gewährleistetvsiche
res Gelangen der letzteren in den Dornschlitz. Nachdem die Bänderenden in die Nut
des Dornes 6 eingetreten sind, werden die Leisten 8 ins Innere der Spindel 18 mit
Hilfe des Nockens 19 und des Btgels
20 (Fig.2) eingezogen und
geben die Zone "1" (Fig. 4) die frei, wovllWindungen der aufzuwickelnden Federn
(Fig. 5) sich bilden.
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Die Aufwicklung der Spiralfedern auf den Dorn 6 (Fig. 5) erfolgt
mittels Drehung der Spindel 18 durch den Nocken 23 über Zahnrad 21 und Zahnsektor
22. Alle Aggregate des Automaten werden erfindungsgemäß von einem Antrieb 14 und
einem Elektromotor 17 (Fig. 1) in Bewegung gesetzt. Nach dem Aufwickeln einer bestimmten
Anzahl von Windungen der Federn 10 (Fig. 1) auf den Dorn 6 bleibt die Spindel 18
in einer in bezug auf die Austrittsspalte 7 (Fig. 1, 4) fixierten Stellung stehen;
daraui erfolgt Abschneiden, Formen und Abwerfen in die Aufnahmerinne der erzeugten
Federn, was vorstehend bereits erwähnt wurde (der Zyklus wiederholt sich aufs neue).
Auf diese Weise gewährleistet das das Band orientierende Mittel, das in Gestalt
von beweglichen Leisten ausgeführt ist, in Kombination mit der erwähnten Wineinen
keleinstellung derselben in bezug auf den Dornschlitzveinwand freien automatischen
Eintritt der Bänderenden in den Dornschlitz, wodurch die Arbeitsleistung des Automaten
insgesamt erhöht wird.
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Außerdem wirken während der Aufwindung der Federn die Schlagbolzen
13 des Vibrators auf die Windungen der auf den Dorn 6 aufgewundenen Federn 10 mit
einer Frequenz ein, die durch den schnelldrehenden Nocken 16 und die Federn 12 bedingt
ist. Hierbei erfolgt während der Einspannung der aufzuwindenden Federn 10 durch
die Schlagbolzen 13 das Festspannen der Federn am Dorn 6, und im Augenblick des
Lösens erfolgt das Lockern der Windungen am Dorn. Diese "Ausschwingunge des Materials
und schlagende Einwirkung auf die aufzuwindenden Federn trägt zur Stabilisierung
ihrer
Form und Verbesserung der Qualität der auf dem Automaten hergestellten spiralförmigen
Torsionsfedern bei.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht, die Enden der Metallbänder
in den Dornschlitz im automatischen Betrieb stö -rungsfrei einzuführen. Außerdem
wird auf das Band während der Aufwicklung desselben auf den Dorn schlagende Einwirkung
ausgeübt. Die Kinematik der Mechanismen im Automaten gestattet, die Arbeitsleistung
und Arbeitszuverlässigkeit desselben zu erhöhen sowie Federn besserer Qualität hinsichtlich
ihrer Belastungskennwerte und parametrischen Kenngrößen zu erzeugen.
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AUTOMAT ZUR HERSTELLUNG VON SPIRALFÖRMIGEN TORSIONSFEDERN ZUSAMMENFASSUNG
Der vorliegende Automat besitzt ein Mittel, das das Metallband während der Zuführung
desselben zum Dorn 6 orientiert. Dieses Mittel ist in unmittelbarer Nähe vom Dorn
6 angeordnet.
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Außerdem enthält der Automat einen Vibrator, der schlagende Einwirkung
auf das Band während der Aufwicklung desselben auf den Dorn ausübt.
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Diese Ausführung des Automaten gestattet, seine Arbeitsleistung und
Arbeitszuverlässigkeit zu erzen sowie Federn mit besseren parametrischen Kenngrößen
herzustellen.
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L e e r s e i t e