DE3713112C2 - - Google Patents

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DE3713112C2
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Masaharu Kamakura Kanagawa Jp Shibata
Tsutomo Furuyama
Kazuo Yokohama Jp Ohkoshi
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NHK Spring Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21FWORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F3/00Coiling wire into particular forms
    • B21F3/02Coiling wire into particular forms helically
    • B21F3/04Coiling wire into particular forms helically externally on a mandrel or the like

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Wire Processing (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubenfederwickel­ anlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein typisches Beispiel für eine konventionelle Schrauben­ federwickelanlage weist einen Wickeldorn auf und eine Führungsschraube, die sich parallel dazu erstreckt. Die Führungsschraube ist mit einer schraubenlinienförmigen Rille ausgebildet, die der Steigung bzw. dem Steigungs­ winkel der Schraubenfeder entspricht. Der Wickeldorn und die Führungsschraube werden in entgegengesetzte Richtun­ gen gedreht. Sowie die Schraubenfeder auf den Wickeldorn durch die Rille geführt wird, wird sie um den Wickeldorn schraubenlinienförmig gewickelt.
Der Entwurf und die Herstellung der Führungsschraube in einer derartigen Anlage nach dem Stand der Technik benö­ tigt jedoch viel Zeit und Aufwand. Daneben kann die Füh­ rungsschraube nur für einen Typ von Schraubenfedern ver­ wandt werden. Weiterhin ist es schwierig, eine Schrauben­ feder zu formen, die einen sich stark ändernden Stei­ gungswinkel hat.
In einer in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 56-20 935 offenbarten Schraubenfederwickelanlage wird eine Führungsrolle anstelle der Führungsschraube benutzt. Diese Wickelanlage weist einen Wickeldorn und die Führungsrolle in einem Abstand davon in der radialen Richtung auf. Die Führungsrolle wird durch ein Betäti­ gungs- oder Stellglied in die axiale Richtung des Wickel­ dornes mit einer Geschwindigkeit, die der Drehgeschwin­ digkeit des Wickeldornes entspricht, bewegt. Die Schrau­ benfeder wird um den Wickeldorn gewickelt, während sie durch die Führungsrolle geführt wird.
Aufgrund der Benutzung der Führungsrolle benötigt diese Wickelanlage kein groß dimensioniertes, schweres Teil wie eine Führungsschraube. Weiterhin kann diese Anlage auf verschiedene Typen von Schraubenfedern angewandt werden, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der Führungsrolle kon­ tinuierlich geändert wird. Da der Wickeldorn und die Füh­ rungsrolle in einem großen Abstand voneinander angeordnet sind, kann das zu formende Material jedoch nicht leicht an eine genaue Position auf dem Wickeldorn geführt werden. Beim Bilden einer Schraubenfeder, deren Stei­ gungswinkel sich deutlich ändert, tendiert das Material dazu, auf dem Wickeldorn zu verrutschen und kann daher nicht leicht mit einem genauen Steigungswinkel gewickelt werden.
Aus der hier gattungsbildenden US-PS 36 10 006 ist eine mit zwei Führungsrollen versehene Wickelanlage der ein­ gangs beschriebenen Art bekannt. Bei dieser bekannten Wickelanlage ist die eigentliche Führungsrolle knapp über dem Wickeldorn angeordnet. Diese Führungsrolle nach dem Stand der Technik kann jedoch das stangenförmige Material nicht während der ersten Umdrehung führen. In dieser Wickelanlage wird daher das stangenförmige Material wäh­ rend der ersten Umdrehung durch Führungsfinger geführt, die zusätzlich zu den Führungsrollen vorgesehen sind und in einem Abstand von dem Wickeldorn angeordnet sind.
Daher hat diese bekannte Wickelanlage in zweierlei Hin­ sicht Nachteile. Zuerst benötigen die Führungsfinger eine präzise und relativ komplizierte Steuerung. Zweitens haben die Windungen der Feder, die deren führendes Ende bilden, eine andere Steigung als die gewünschte Steigung der Feder.
Aus der US-PS 44 44 036 ist eine Schraubenfederwickelan­ lage bekannt, bei der ein Paar von Führungsrollen vorge­ sehen ist. Die Steigung der zu formenden Schraubenfeder wird durch ein spezielles Werkzeug in Form einer schwenk­ baren Stange bestimmt. Der Durchmesser der Windungen der Schraubenfeder wird durch die Führungsrollen festgelegt. Daher wird kein Wickeldorn eingesetzt. Die Führungsrollen können nicht in Abhängigkeit von dem Steigungswinkel der Schraubenfeder eingestellt werden.
Aus der US-PS 21 65 411 ist eine Schraubenfederwickelan­ lage mit zwei Führungsrollen bekannt. Die erste Führungs­ rolle kann neu orientiert werden, indem ein Bolzen gelöst wird. Diese Neuorientierung ist jedoch nicht während des Betriebes möglich. Die zweite Führungsrolle kann über­ haupt nicht eingestellt werden.
Aus der DE-AS 17 52 891 ist eine Schraubenfederwickelan­ lage bekannt, bei der lediglich eine einzelne, schmale, freilaufende Führungsrolle eingesetzt ist.
Folglich ist es Aufgabe der Erfindung, eine gattungsge­ mäße Schraubenfederwickelanlage zu schaffen, die eine Schraubenfeder mit einer genauen Steigung bzw. einem genauen Steigungswinkel - auch in den Endbereichen der Feder - formen kann; insbesondere soll die Anlage eine Schraubenfeder bilden können, deren Steigungswinkel sich stark ändert, dieses soll insbesondere mit einer genauen Formgebung durchgeführt werden können.
Die Aufgabe wird in Verbindung mit den Oberbegriffsmerk­ malen durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanpruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Schraubenfederwickelanlage wird erwärmtes Material für die Schraubenfeder zu dem Wickel­ dorn über die zweite und erste Führungsrolle geführt. Das führende Ende des Materials wird an dem Wickeldorn durch die Spanneinrichtung befestigt. Bevor der Wickeldorn sich dreht, wird die erste Führungsrolle in eine Position zurückgezogen, in der sie nicht mit der Spanneinrichtung in Berührung kommen kann. Wenn der Wickeldorn zu rotieren beginnt, wird die erste Führungsrolle zu dem Wickeldorn bewegt, unmittelbar nachdem die Spanneinrichtung in eine Position bewegt ist, in der sie nicht mehr mit der ersten Führungsrolle zusammenstößt. Auf diese Weise ist die Position des Materials - auch im Bereich der ersten und der letzten Windung der Feder - durch die erste Führungs­ rolle begrenzt und bestimmt.
Wenn sich der Wickeldorn dreht, wird der Schlitten in die axiale Richtung des Wickeldorns bewegt, wodurch sich auch die erste und die zweite Führungsrolle in die gleiche Richtung bewegen. Der Schlitten bewegt sich mit einer Geschwindigkeit, die entsprechend der gewünschten Stei­ gung durch die Drehgeschwindigkeit des Wickeldornes bestimmt ist. Die Position des Materiales auf dem Wickel­ dorn vom führenden Ende bis zum nachlaufenden Ende der Feder wird genau durch die erste Führungsrolle bestimmt. Somit kann das Material auf den Wickeldorn mit einer genauen Steigung aufgewickelt werden.
An dem Punkt, an dem sich der Steigungswinkel der Schrau­ benfeder ändert, wird die zweite Führungsrolle - und mit ihr die erste Führungsrolle - relativ zu dem Wickeldorn neu orientiert, und zwar mit relativ großer Schnellig­ keit. Folglich wird das Material mit einem Winkel, der dem Steigungswinkel äquivalent ist, durch die erste und zweite Führungsrolle gebogen, bevor es um den Wickeldorn gewickelt wird. Folglich kann auch eine Schraubenfeder mit einem sich drastisch ändernden Steigungswinkel akku­ rat auf den Wickeldorn gewickelt werden.
Derartig hergestellte Schraubenfedern, die z. B. als Kraftfahrzeugfedern verwandt werden, können auch für jede andere Anwendung eingesetzt werden.
Ausgestaltungen im Rahmen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5.
Es folgt die Beschreibung von Ausführungsbeispielen an­ hand der schematischen Zeichnung. Es zeigen
Fig. 1 eine Frontansicht einer Ausfüh­ rungsform einer Schraubenfeder­ wickelanlage,
Fig. 2 und 3 Seitenansichten, teilweise in Schnitten, der in Fig. 1 gezeig­ ten Anlage bei verschiedenen Be­ triebsstadien,
Fig. 4 eine Teilfrontansicht der in Fig. 1 gezeigten Anlage,
Fig. 5 eine Frontansicht, die den in Fig. 1 gezeigten Wickeldorn und die erste Führungsrolle dar­ stellt,
Fig. 6 eine Frontansicht der in Fig. 1 gezeigten zweiten Führungsrolle,
Fig. 7 eine Frontansicht einer Modifika­ tion bezüglich der zweiten Füh­ rungsrolle,
Fig. 8 eine Draufsicht, die das Verhält­ nis zwischen dem in Fig. 1 ge­ zeigten Wickeldorn und den Füh­ rungsrollen darstellt,
Fig. 9-12 Seitenansichten der Führungsrollen und des Wickeldorns in verschie­ denen Betriebsstadien,
Fig. 13 ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen der Höhe der Schrauben­ feder und der Anzahl der Umdre­ hungen der Schraubenfeder von ihrem Ende an gezählt zeigt, und
Fig. 14 eine Seitenansicht des Endab­ schnittes einer Schraubenfeder.
Gemäß Fig. 1 weist die Schraubenfederwickelanlage 1 einen Wickeldorn 2 mit einer äußeren umlaufenden Oberfläche auf, auf die erwärmtes draht- bzw. stangenförmiges Material A für eine Schraubenfeder aufgewickelt wird. Ob­ wohl der in dieser Ausführungsform gezeigte Wickeldorn 2 säulenartig in der Form ist, kann er auch alternativ konisch oder faßförmig in Abhängigkeit von der Form der Schraubenfeder sein. Weiterhin kann der benutzte Wickel­ dorn aus einer Mehrzahl von trennbaren Abschnitten beste­ hen.
Der Wickeldorn 2 wird durch eine Antriebseinrichtung 3 rotiert, die ein Untersetzungsgetriebesystem 5, eine Bremse 6, eine Kupplung 7 und einen Motor 8 aufweist.
Eine Spanneinrichtung 10 ist an einem Ende des Wickeldor­ nes 2 angebracht, und sie wird benutzt, um das führende Ende des draht- bzw. stangenförmigen Materials A zu hal­ ten und es an dem Wickeldorn 2 zu befestigen. Die Spann­ einrichtung 10 wird mit Hilfe einer hydraulischen Zylin­ dereinrichtung 11 geöffnet und geschlossen. Das Redukti­ onsgetriebesystem 5 ist mit einem ersten Sensor 12 zum Erfassen des Rotationswinkels des Wickeldornes 2 verse­ hen. Ein Rotationsencoder wird als erster Sensor benutzt.
Eine Führungseinheit 15 zum Führen des draht- bzw. stan­ genförmigen Materiales A wird im folgenden genau be­ schrieben.
Ein Paar von Führungsschienen 16 und 17 ist parallel zu dem Wickeldorn 2 angeordnet. Die entgegengesetzten Enden jeder Führungsschiene sind individuell an Basisplatten 18 und 19 befestigt. Ein Schlitten 21 ist auf den Schienen 16 und 17 montiert und kann sich längs der Führungsschie­ nen bewegen, wobei er von einer Schlittenantriebseinrich­ tung 22 angetrieben wird. Eine hydraulische Zylinderein­ richtung wird als Betätigungsglied 23 der Einrichtung 22 verwandt. Das Betätigungsglied 23 ist mit einem Servoven­ til 24 und einem zweiten Sensor 25 zum Erfassen der Posi­ tion des Schlittens 21 versehen. Das Ventil 24 wird durch eine Steuerschaltung 26 gesteuert.
Wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist, weist der Schlitten 21 einen Basisabschnitt 32 mit Lagern 30 und 31 und Sei­ tenplatten 33 und 34 auf jeder Seite des Basisabschnittes 32 auf. Ein paralleles Paar von Führungsschienen 36 und 37 erstreckt sich zwischen den Seitenplatten 33 und 34 des Schlittens 21. Die Schienen 36 und 37 sind mit einem zweiten Schlitten 39 versehen, der daran entlang bewegbar ist.
Ein Paar von Trägern 41 und 42 mit durchgehenden Löchern 43 bzw. 44 ist an dem Schlitten 21 derart befestigt, daß sie in einem vertikalen Abstand voneinander angeordnet sind. Eine dreh- und verschiebbare Welle 46 durchstößt drehbar die Löcher 43 und 44 und kann sich in ihnen in axialer Richtung hin- und herbewegen. Die Welle 46 ist mit Rillen 47 versehen, die sich längs ihrer Achse er­ strecken.
Ein erster Träger 51 ist an dem unteren Ende der Welle 46 vorgesehen. Eine drehbare erste Führungsrolle 50 ist an dem Träger 51 befestigt. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist ein erster Rand oder Flansch (Rand auf der Seite der Spanneinrichtung 10) 50a der Rolle 50 dünner hergestellt als ein zweiter Rand 50b, so daß verhindert wird, daß er in Kontakt mit dem ersten Wicklungsabschnitt des um den Wickeldorn 2 gewickelten Materiales A kommt. Die Füh­ rungsrolle 50 ist an ihrer äußeren umlaufenden Oberfläche mit einer Rille 50c versehen, in die ein Teil des Mate­ riales A eingeführt werden kann.
Ein Betätigungsglied 53, welches zum Bewegen der Welle 46 in ihrer axialen Richtung benutzt wird, ist an dem oberen Ende der Welle 46 angekoppelt. Eine hydraulische Zylin­ dereinrichtung mit einer Kolbenstange 53a wird als Betä­ tigungsglied 53 benutzt.
Ein Arm 55 ist an dem mittleren Abschnitt der Welle 46 angebracht und weist innere Zähne 56 auf, die im Eingriff mit den Rillen 47 der Welle 46 stehen. Obwohl die Welle 46 sich zusammen mit dem Arm 55 dreht, können sich diese zwei Teile relativ zueinander in der vertikalen Richtung bewegen. Der teilweise zwischen den Stützen 41 und 42 ge­ haltene Arm 55 kann sich nicht vertikal bewegen.
Der zweite Schlitten 39 weist ein Lager 58 mit einem Loch auf, das parallel zu der Welle 46 ist. Ein zweiter Träger 60 ist drehbar von dem Lager 58 getragen. Ein Lager 61 ist an dem oberen Ende einer Tragwelle 60a angebracht, die sich aufwärts von dem Träger 60 erstreckt. Das Lager 61 weist ein Loch auf, das sich unter einem rechten Win­ kel zu der Welle 60a erstreckt. Ein sich horizontal erstreckender Abschnitt 55a des Armes 55 ist in das Loch des Lagers 61 eingeführt, damit der Träger 60 auf dem Arm 55 horizontal gleiten kann.
Eine drehbare zweite Führungsrolle 63 ist an dem zweiten Träger 60 befestigt. Das Material A wird zu der ersten Führungsrolle 50 durch eine Rille 63c der Rolle 63 geführt (Fig. 6). Alternativ kann die Rolle 63 durch eine Mehrzahl von Rollen 63, 63′ ersetzt werden, wie es in Fig. 7 gezeigt ist.
Die Welle 46 rotiert zusammen mit dem zweiten Träger 60 durch die Vermittlung des Armes 55. Wenn daher die zweite Führungsrolle 63 horizontal um einen Punkt nahe dem Kon­ taktpunkt G zwischen der ersten Führungsrolle 50 und dem Material A schwenkt, wird die Rolle 50 in die gleiche Richtung wie die Rolle 63 orientiert. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, liegt die Rille 50c der Rolle 50 in Ausrich­ tung mit der Rille 63c der Rolle 63.
Der Schlitten 21 ist mit einer Einrichtung 65 zum Aus­ richten der Führungsrollen 50 und 63 versehen. Die Ein­ richtung 65 weist ein Betätigungsglied 66 auf, welches zum Bewegen des Schlittens 39 benutzt wird. Eine hydrau­ lische Zylindereinrichtung mit einer Kolbenstange 66a wird als Betätigungsglied 66 benutzt. Das Betätigungs­ glied 66 ist mit einem Servoventil 67 und einem dritten Sensor 68 zum Bestimmen der Position der zweiten Füh­ rungsrolle 63 versehen. Das Ventil 67 wird durch eine Steuerschaltung 69 gesteuert. Wenn der Schlitten 39 längs der Führungsschienen 36 und 37 bewegt wird, werden die erste und zweite Führungsrolle 50 und 63 simultan wieder ausgerichtet. Die entsprechenden Hübe der Rollen 50 und 63 verlaufen parallel zu dem Wickeldorn 2, wie es durch die strichpunktierten Linien L1 bzw. L2 in Fig. 8 gezeigt ist.
Die Steuerschaltungen 26 und 69 werden durch eine Zen­ traleinheit (CPU) 71 gesteuert, die ein Ausgangssignal von dem ersten Sensor 12 empfängt. Ein Dateneinsteller 72 und eine Datenspeichereinheit 73 sind mit der CPU 71 ver­ bunden. Referenzdaten für die Form der Schraubenfeder werden von dem Einsteller 72 oder der Speichereinheit 73 dem Eingang der CPU 71 zugeführt. Ein Magnetband oder eine Floppy Disc wird als Aufzeichnungsmedium für die Speichereinheit 73 benutzt.
Die Arbeitsweise der Wickelanlage 1 in der vorstehend be­ schriebenen Ausführungsform wird jetzt im wesentlichen beschrieben.
Das Material A für die Schraubenfeder wird auf eine Tem­ peratur von z. B. 950°C bis 980°C durch eine (nicht ge­ zeigte) Wärmvorrichtung erwärmt und dann zu der zweiten Führungsrolle 63 geführt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Spanneinrichtung 10 offen, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Die erste Führungsrolle 50 wird durch das Betätigungsglied 53 in eine Position hochgezogen, in der sie nicht gegen die Spanneinrichtung 10 stoßen kann, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn das führende bzw. vorlaufende Ende des Materia­ les A die Spanneinrichtung 10 erreicht, wie in Fig. 10 gezeigt ist, wird die Spanneinrichtung 10 durch die Zy­ lindereinrichtung 11 geschlossen. Auf diese Weise wird das Ende des Materiales A an dem Wickeldorn 2 befestigt, wie es in Fig. 11 gezeigt ist.
Wenn die Kupplung 7 eingekuppelt wird, wird die Drehkraft des Motors 8 auf den Wickeldorn 2 über das Untersetzungs­ getriebesystem 5 übertragen. Wenn die Spanneinrichtung 10 durch die Rotation des Wickeldornes 2 in eine Position bewegt ist, in der sie nicht mehr gegen die erste Füh­ rungsrolle 50 stoßen kann, wird sofort die Rolle 50 in die Position des Materiales A durch das Betätigungsglied 53 abgesenkt, wie es in Fig. 12 gezeigt ist. Da die erste und zweite Führungsrolle 50 und 63 immer in die gleiche Richtung orientiert sind, kann ein Teil des Materiales A nur in die Rille 50c der Rolle 50 eingeführt werden, wenn die Rolle 50 auf die vorstehende Weise abgesenkt worden ist. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist weiterhin der Rand 50a der ersten Führungsrolle 50, der auf der Seite der Spanneinrichtung 10 ist, dünner als der zweite Rand 50b, damit verhindert wird, daß er die auf den Wickeldorn 2 gewickelten Wicklungen berührt.
Wenn das Material A beginnt, auf den Wickeldorn 2 aufge­ wickelt zu werden, wird es sofort genau in eine ge­ wünschte Position durch die erste Führungsrolle 50 ge­ führt. Auf diese Weise kann auch der Endabschnitt A1 der Schraubenfeder mit hoher Genauigkeit geformt werden.
Wenn sich der Wickeldorn 2 dreht, erzeugt der erste Sen­ sor 12 einen Impuls, der dem Rotationswinkel des Wickel­ dornes 2 entspricht. Dieser Impuls wird dem Eingang der Zentraleinheit (CPU) 71 zugeführt. Die CPU 71 gibt Aus­ gangssignale zum Steuern der Tätigkeit der Servoventile 24 und 67 nach Maßgabe des Rotationswinkels des Wickel­ dornes 2 und der zuvor eingegebenen Referenzdaten über die Schraubenfeder ab.
Wenn der Schlitten 21 durch das Betätigungsglied 23 be­ wegt wird, bewegen sich die erste und zweite Führungs­ rolle 50 und 63 zusammen in der axialen Richtung des Wickeldornes 2. Somit wird das Material A um den Wickeldorn 2 gewickelt, während es darauf durch die Füh­ rungsrollen 50 und 63 geführt wird in Übereinstimmung mit der gewünschten Steigung der Schraubenfeder. Die Bewe­ gungsgeschwindigkeit des Schlittens 21 wird entsprechend der gewünschten Steigung durch die Rotationsgeschwindig­ keit des Wickeldornes 2 bestimmt.
An dem Punkt, an dem sich der Steigungswinkel der Schrau­ benfeder ändert, wird die Führungsrolle 63 - und mit ihr die Führungsrolle 50 - durch das Betätigungsglied 66 neu orientiert. An dem Punkt, an dem sich der Steigungswinkel von R1 in R2 z. B. ändert, wird der Neigungswinkel der Rolle 63 von R1 in R2 geändert. Die zweite Führungsrolle 63 schwenkt um einen Punkt nahe dem Kontaktpunkt G zwi­ schen der ersten Führungsrolle 50 und dem Material A. Wenn sich die Richtung oder der Neigungswinkel der Rolle 63 ändert, wird die Rolle 50 in die gleiche Richtung wie die Rolle 63 neu orientiert.
Die Zeit, die zum Ändern des Neigungswinkels der Füh­ rungsrollen 50 und 63 benötigt wird, hängt von der Emp­ findlichkeit bzw. Schnelligkeit des Betätigungsgliedes 66 ab. Die Betriebszeit der hydraulischen Zylindereinrich­ tung, die als Betätigungsglied 66 verwandt wird, ist sehr kurz, sie liegt im Bereich von 0,05 bis 0,08 Sekunden.
Somit kann das Betätigungsglied 66 zufriedenstellender­ weise sogar auf drastische Änderungen im Steigungwinkel der Feder reagieren.
Das Material A wird auf dem Wickeldorn 2 durch die erste Führungsrolle 50 geführt, bis ihr nachlaufendes oder hin­ teres Ende erreicht ist. Folglich kann auch der nachlau­ fende Abschnitt der Schraubenfeder mit hoher Genauigkeit geformt werden. Fig. 13 zeigt den Unterschied in der Form zwischen dem Endbereich einer Schraubenfeder, die durch eine Wickelanlage nach dem Stand der Technik geformt ist und nur eine Führungsrolle aufweist, und der einer Schraubenfeder, die mit Hilfe der erfindungsgemäßen An­ lage 1 geformt ist. Der Vergleich ist hier auf einen Ab­ schnitt begrenzt, der ungefähr 1,5 Umdrehungen der Schraubenfeder entspricht, wie es in Fig. 14 gezeigt ist. Der Endabschnitt der Schraubenfeder, die durch die Anlage nach dem Stand der Technik geformt ist, ist unregelmäßig aufgewickelt, wie es durch die gestrichelte Linie in Fig. 13 gezeigt ist. Im Gegensatz dazu hat der Endabschnitt der auf der erfindungsgemäßen Anlage 1 gebildeten Schrau­ benfeder eine genaue Form und ist frei von Irregularitä­ ten, wie es durch die durchgezogene Linie in Fig. 13 ge­ zeigt ist.

Claims (5)

1. Schraubenfederwickelanlage zum Herstellen einer Schraubenfeder durch Formen eines erwärmten draht- bzw. stangenförmigen Materials (A) in eine Schraubenfeder, mit
  • - einem drehbaren Wickeldorn (2) mit einer äußeren umlau­ fenden Oberfläche, auf die das Material (A) gewickelt wird,
  • - einer ersten Antriebseinrichtung (3) zum Drehen des Wickeldornes (2) mit einem Motor (8),
  • - einer Spanneinrichtung (10) zum Halten des führenden Endes des draht- bzw. stangenförmigen Materials (A), die an einem Ende des Wickeldornes (2) angeordnet ist und sich mit ihm dreht,
  • - mindestens einer Führungsschiene (16; 17), die sich parallel zu dem Wickeldorn (2) erstreckt,
  • - einem Schlitten (21), der von der Führungsschiene (16; 17) zum Hin- und Herbewegen längs der Führungsschiene (16; 17) getragen ist,
  • - einer zweiten Antriebseinrichtung (22) zum Bewegen des Schlittens (21), die ein erstes Betätigungsglied (23) zum Bewegen des Schlittens (21) mit einer durch die Drehbewegung des Wickeldornes (2) bestimmten Geschwin­ digkeit aufweist,
  • - einem ersten Träger (51), der an dem Schlitten (21) angebracht ist,
  • - einer ersten Führungsrolle (50), die an dem ersten Träger (51) angebracht ist und eine äußere umlaufende, dem Wickeldorn (2) zugewandte Oberfläche mit einer Rille (50c) darin aufweist, in die ein Teil des draht- bzw. stangenförmigen Materials (A) einführbar ist,
  • - einer Trageinrichtung (55, 60), die an dem Schlitten (21) angebracht ist und einen zweiten Träger (60) auf­ weist,
  • - einer zweiten Führungsrolle (63), die an dem zweiten Träger (60) in einem radialen Abstand von der ersten Führungsrolle (50) zum Führen des draht- bzw. stangen­ förmigen Materiales (A) zu der ersten Führungsrolle (50) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der erste Träger (51) durch eine dreh- und verschieb­ bare Welle (46) so an dem Schlitten (21) angebracht ist, daß er durch ein zweites Betätigungsglied (53) in der radialen Richtung des Wickeldornes (2) bewegbar ist und relativ zur Längsachse des Wickeldornes (2) drehbar ist,
  • - der zweite Träger (60) die zweite Führungsrolle (63) derart trägt, daß die zweite Führungsrolle (63) im wesentlichen auf den Punkt (G) des Kontaktes zwischen der ersten Führungsrolle (50) und dem draht- bzw. stan­ genförmigen Material (A) ausrichtbar ist und im wesent­ lichen um den Kontaktpunkt (G) schwenken kann und
  • - ein drittes Betätigungsglied (66) zum Neuorientieren der zweiten Führungsrolle (63) simultan mit der ersten Führungsrolle (50) in Abhängigkeit von der gewünschten Steigung der zu formenden Schraubenfeder vorgesehen ist.
2. Schraubenfederwickelanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung (55, 60) für die zweite Führungs­ rolle (63) einen Arm (55) zum derartigen Koppeln des ersten Trägers (51) und des zweiten Trägers (60) auf­ weist, daß die erste Führungsrolle (50) in die gleiche Richtung wie die zweite Führungsrolle (63) gerichtet ist, wenn die zweite Führungsrolle (63) neuorientiert ist.
3. Schraubenfederwickelanlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
einen ersten Sensor (12) zum Erfassen des Drehwinkels des Wickeldornes (2),
einen zweiten Sensor (25) zum Erfassen der Position des Schlittens (21),
einen dritten Sensor (68) zum Erfassen der Position der zweiten Führungsrolle (63) relativ zu dem Schlitten (21) und
eine Zentraleinheit (CPU) (71), die Befehlssignale zum Steuern des ersten und dritten Betätigungsgliedes (23; 66) abgibt und zuvor mit Referenzdaten über den Stei­ gungswinkel und den Abstand der Schraubenfederwindungen versehen ist und geeignet ist, von dem ersten Sensor (12) ein Signal aufzunehmen, welches dem Drehwinkel des Wickeldornes (2) entspricht, so daß die Zentraleinheit (CPU) (71) das erste und dritte Betätigungsglied (23, 66) nach Maßgabe der Referenzdaten und des Drehwinkelsignales steuert.
4. Schraubenfederwickelanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Betätigungsglied (53) eine erste hydrauli­ sche Zylindereinrichtung (53) mit einer Kolbenstange (53a) aufweist, daß das dritte Betätigungsglied (56) eine zweite hydraulische Zylindereinrichtung (66) mit einer Kolbenstange (66a) aufweist,
daß die verschiebbare Welle (46) an ihrem oberen Ende mit der Kolbenstange (53a) der ersten hydraulischen Zylinder­ einrichtung (53) verbunden ist und mit ihrem unteren Ende an dem ersten Träger (51) befestigt ist,
daß die Trageinrichtung (55, 60) für die zweite Führungs­ rolle (63) einen horizontalen Arm (55) aufweist, der an der dreh- und verschiebbaren Welle (46) derart angebracht ist, daß er mit ihr drehbar ist, daß Führungsschienen (36, 37) an dem Schlitten (21) derart angebracht sind,
daß sie sich parallel zu den Führungsschienen (16, 17) für den Schlitten (21) erstrecken, daß ein zweiter Schlit­ ten (39) verschiebbar von den Führungsschienen (36, 37) am Schlitten (21) getragen und mit der Kolbenstange (66a) der zweiten hydraulischen Zylindereinrichtung (66) ver­ bunden ist, daß der zweite Träger (60) drehbar von dem zweiten Schlitten (39 getragen ist und daß der horizon­ tale Arm (55) in das obere Ende des zweiten Trägers (60) derart eingepaßt ist, daß der zweite Träger (60) auf dem Arm (55) horizontal gleiten kann.
5. Schraubenfederwickelanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Führungsrolle (50) ein Paar von Rändern (50a, 50b) aufweist, von denen ein Rand (50a), der auf der Seite der Spanneinrichtung (10) angebracht ist, dünner ist als der andere Rand (50b).
DE19873713112 1986-04-22 1987-04-16 Schraubenfederwickelanlage Granted DE3713112A1 (de)

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DE3713112A1 DE3713112A1 (de) 1987-10-29
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