DE69715953T2 - Machine for winding coil springs with single or double turns - Google Patents
Machine for winding coil springs with single or double turnsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drahtdreh- oder Biegemaschine, insbesondere zur Herstellung von Spiralfedern mit einfacher oder doppelter Windung.The present invention relates to a wire twisting or bending machine, in particular for producing spiral springs with single or double winding.
Wie bekannt ist, werden gegenwärtig zur Herstellung von Spiralfedern geeignete Spiralfederwickelmaschinen, die sogenannten Dreh - oder Biegepressen verwendet, mit welchen das zur Herstellung der Spiralfeder verwendende Drahtmaterial gegen ein geeignetes Wickelwerkzeug gedrückt wird, wodurch eine fortschreitende Verformung des Drahtmaterials verursacht wird, so dass die Feder mit ihrer herkömmlichen Spiral- oder Schraubenform ausgebildet wird.As is known, suitable spiral spring winding machines, so-called rotary or bending presses, are currently used for the manufacture of spiral springs, with which the wire material used to manufacture the spiral spring is pressed against a suitable winding tool, causing a progressive deformation of the wire material, so that the spring is formed with its conventional spiral or helical shape.
Die bei der Ausbildung der Feder auf den Draht einwirkende Druckkraft wird von einer Drahtträger- oder transporteinheit bereitgestellt, die im Wesentlichen eine Rollenbaugruppe mit einer Mehrzahl von Rollen aufweist, die das Drahtmaterial entlang einer Drahtzufuhrrichtung antreiben und veranlassen, dass das Drahtmaterial durch ein dem Wickelwerkzeug gegenüberliegendes Drahtführungselement hindurchläuft.The compressive force acting on the wire during the formation of the spring is provided by a wire carrier or transport unit, which essentially comprises a roller assembly with a plurality of rollers which drive the wire material along a wire feed direction and cause the Wire material passes through a wire guide element opposite the winding tool.
Die Drahtmaterialtransporteinheit ist insbesondere im Allgemeinen im Verhältnis zu dem die Spindel tragenden Werkzeug ortsfest oder kann entlang einer parallel zu der Drahtzufuhrrichtung verlaufenden Richtung verlagert werden.In particular, the wire material transport unit is generally stationary relative to the tool carrying the spindle or can be displaced along a direction parallel to the wire feed direction.
Daher weisen Spiralfederwickelmaschinen eine vergleichsweise geringe Betriebsflexibilität auf.Therefore, spiral spring winding machines have a comparatively low operational flexibility.
Dementsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Beseitigung des oben erwähnten Problems durch Bereitstellung einer Dreh- oder Biegemaschine insbesondere zur Herstellung von Spiralfedern, die in Abhängigkeit von den Anforderungen die Veränderung des Berührungspunktes des Drahtmaterials und des Wickelwerkzeuges ermöglicht.Accordingly, the object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problem by providing a turning or bending machine, in particular for the production of spiral springs, which enables the contact point of the wire material and the winding tool to be changed depending on the requirements.
Innerhalb des Umfangs der oben erwähnten Aufgabe besteht ein Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Maschine, die das Merkmal einer sehr hohen Betriebsflexibilität aufweist.Within the scope of the above-mentioned task, a main object of the present invention is to provide a machine having the feature of very high operational flexibility.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Maschine, die insbesondere zur Herstellung von Spiralfedern unterschiedlicher Form angepasst ist, ohne dass ein Austausch des Spiralfederwickelwerkzeuges erforderlich ist.Another object of the present invention is to provide a machine which is particularly suitable for the production of spiral springs of different shape without the need to replace the spiral spring winding tool.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Maschine, die sehr zuverlässig und sicher im Betrieb ist.Another object of the present invention is to provide a machine that is very reliable and safe in operation.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die oben erwähnte Aufgabe und die Gegenstände sowie weitere Gegenstände, die nachfolgend offensichtlicher werden, durch eine Dreh- oder Biegemaschine, insbesondere zur Herstellung von Spiralfedern, nach Anspruch 1 erreicht.According to one aspect of the present invention, the above-mentioned object and objects, as well as further objects which will become more apparent hereinafter, are achieved by a turning or bending machine, in particular for producing spiral springs, according to claim 1.
Weitere Merkmale und Vorteile der Dreh- und Biegemaschine gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der folgenden detaillierten Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungen der Maschine offensichtlicher, die mittels eines lediglich hinweisgebenden, jedoch nicht begrenzenden Beispiels in den Figuren der dazugehörigen Zeichnungen veranschaulicht sind, wobei:Further features and advantages of the turning and bending machine according to the present invention will become more apparent from the following detailed description of some preferred embodiments of the machine, illustrated by way of purely indicative but non-limiting example in the figures of the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht ist, die eine erste Ausführung der Dreh- und Biegemaschine gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;Fig. 1 is a schematic side view illustrating a first embodiment of the turning and bending machine according to the present invention;
Fig. 2 und 3 schematische Ansichten sind, die die erste Ausführung der Dreh- und Biegemaschine gemäß der vorliegenden Erfindung in Draufsicht darstellen, wobei die Drahttransporteinheit in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen im Verhältnis zu dem Drahtwickelwerkzeug dargestellt ist;Figures 2 and 3 are schematic views showing the first embodiment of the turning and bending machine according to the present invention in plan view, with the wire transport unit shown in two different working positions relative to the wire winding tool;
Fig. 4 eine weitere schematische Seitenansicht und Teilquerschnittsansicht ist, die eine zweite Ausführung der Dreh- und Biegemaschine gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;Fig. 4 is another schematic side view and partial cross-sectional view illustrating a second embodiment of the turning and bending machine according to the present invention;
Fig. 5 und 6 jeweils schematische Draufsichten sind, die die zweite Ausführung der Dreh- und Biegemaschine gemäß der vorliegenden Erfindung in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen im Verhältnis zu dem Drahtwickelwerkzeug veranschaulichen;Figures 5 and 6 are respectively schematic plan views illustrating the second embodiment of the turning and bending machine according to the present invention in two different working positions relative to the wire winding tool;
Fig. 7 eine weitere schematische Seitenansicht und Teilschnittansicht ist, die eine weitere abgeänderte Ausführung der Dreh- und Biegemaschine gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;Fig. 7 is another schematic side view and partially sectional view illustrating another modified embodiment of the turning and bending machine according to the present invention;
Fig. 8 eine Teilquerschnitts-Vorderansicht ist, die die in Fig. 7 dargestellte Dreh- und Biegemaschine veranschaulicht.Fig. 8 is a partial cross-sectional front view illustrating the turning and bending machine shown in Fig. 7.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 weist die Dreh- und Biegemaschine gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung eine Basis 1 auf, die eine Zufuhreinheit 2 zum Zuführen von mittels Verformung zu verarbeitendem Drahtmaterial 3 zur Herstellung von Spiralfedern trägt.Referring to Figs. 1 to 3, the turning and bending machine according to a first embodiment of the present invention comprises a base 1 supporting a feed unit 2 for feeding wire material 3 to be processed by deformation for the manufacture of spiral springs.
Genauer ausgedrückt weist die Transport- oder Trägereinheit 2 eine Rollenbaugruppe 4 auf, wobei die Rollen 4 jeweils um Drehachsen drehbar angetrieben sind und miteinander zusammenwirken, um den Antrieb des Drahtes 3 entlang einer Drahtantriebs- oder -zufuhrrichtung zu veranlassen.More specifically, the transport or carrier unit 2 comprises a roller assembly 4, wherein the rollers 4 are each driven to rotate about axes of rotation and cooperate with one another to cause the drive of the wire 3 along a wire drive or feed direction.
Die Drahttransporteinheit 2 weist darüber hinaus ein mit einem sich parallel zu der Drahtzufuhrrichtung erstreckenden und einem Drahtwickelwerkzeug 6 gegenüberliegenden Drahtdurchgang versehenes Drahtführungselement 5 auf, das in der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführung eine Wickelspindel oder welle mit einer im Wesentlichen senkrechten Achse aufweist, die so um ihre Achse drehbar angetrieben ist, dass der Draht 3 fortschreitend um die Welle oder den Dorn aufgewickelt wird.The wire transport unit 2 also has a wire guide element 5 provided with a wire passage extending parallel to the wire feed direction and opposite a wire winding tool 6, which in the embodiment shown in Figs. 1 to 3 has a winding spindle or shaft with a substantially vertical axis, which is driven to rotate about its axis in such a way that the wire 3 is progressively wound around the shaft or mandrel.
Zwischen dem Drahtführungselement 5 und dem Drahtwickelwerkzeug 6 ist eine insbesondere zum Schneiden des Drahtes 3 am Ende des Federherstellungsvorgangs vorgesehene Schneidklinge 7 angeordnet.A cutting blade 7, intended in particular for cutting the wire 3 at the end of the spring manufacturing process, is arranged between the wire guide element 5 and the wire winding tool 6.
Wie dargestellt, wird die Drahttransporteinheit 2 von der Maschinenbasis 1 mittels zweier Paare von Querführungselementen 8 geführt, wovon jedes ein sich senkrecht zu der Zufuhrrichtung des Drahtes 3 erstreckendes unteres Führungselement 9, ein mittleres Führungselement 10 und ein parallel zu der Zufuhrrichtung des Drahtes 3 angeordnetes oberes Führungselement 11 aufweist, wodurch die Transporteinheit des Drahtes 3 entweder in einer parallel zu der Zufuhrrichtung des Drahtes 3 verlaufenden Richtung oder in einer senkrecht zu der Zufuhrrichtung des Drahtes 3 in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene angetrieben werden kann.As shown, the wire transport unit 2 is guided by the machine base 1 by means of two pairs of transverse guide elements 8, each of which has a lower guide element 9 extending perpendicular to the feed direction of the wire 3, a middle guide element 10 and an upper guide element 11 arranged parallel to the feed direction of the wire 3, whereby the transport unit of the wire 3 can be driven either in a direction parallel to the feed direction of the wire 3 or in a direction perpendicular to the feed direction of the wire 3 in a substantially horizontal plane.
Der Antrieb der Drahttransporteinheit 2 entlang der Führungselemente 8 in einer zu der Zufuhrrichtung des Drahtes 3 parallelen Richtung wird z. B. durch einen Stellmotor 12 erreicht, der über geeignete Übertragungsmittel, die z. B. einen Riemen 13 und eine Schrauben-Schrauben-Muttern-Baugruppe umfassen, die Transporteinheit 2 antreibt.The drive of the wire transport unit 2 along the guide elements 8 in a direction parallel to the feed direction of the wire 3 is achieved, for example, by a servo motor 12 which drives the transport unit 2 via suitable transmission means, which comprise, for example, a belt 13 and a screw-screw-nut assembly.
Die Verlagerung oder der Antrieb der Drahttransporteinheit 2 in einer senkrecht zu der Zufuhrrichtung des Drahtes 3 verlaufenden Richtung kann auf ähnliche Art und Weise durch bekannte Antriebsmittel erreicht werden, die aus Gründen der Einfachheit nicht besonders dargestellt sind.The displacement or drive of the wire transport unit 2 in a direction perpendicular to the feed direction of the wire 3 can be achieved in a similar manner by known drive means which are not specifically shown for reasons of simplicity.
Gemäß einer in Fig. 4 bis 6 dargestellten, veränderten Ausführung ist die Drahttransporteinheit 2 anstatt, dass sie von der Maschinenbasis 1 über Querführungselemente getragen ist, mittels eines Gelenkbolzens 20 auf einer Vertikalachse 20a auf der Maschinenbasis drehbar gelagert, d. h. senkrecht zu der Zufuhrrichtung des Drahtes 3 in der Drahttransporteinheit 2.According to a modified embodiment shown in Fig. 4 to 6, the wire transport unit 2, instead of being supported by the machine base 1 via transverse guide elements, is rotatably mounted on the machine base by means of a hinge pin 20 on a vertical axis 20a, i.e. perpendicular to the feed direction of the wire 3 in the wire transport unit 2.
Bei dieser veränderten Ausführung kann der Antrieb der Transporteinheit 2, d. h. deren Schwenken um die Achse 20a im Verhältnis zu der Maschinenbasis 1, durch einen Stellmotor mit einer im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 21 angegebenen Schrauben- oder Schrauben-Mutter-Übertragung erreicht werden, die so auf die Transporteinheit 2 einwirkt, dass sie die letztere zu einer teilweisen Drehung um die Drehachse 20a veranlasst.In this modified embodiment, the drive of the transport unit 2, i.e. its pivoting about the axis 20a in relation to the machine base 1, can be achieved by a servomotor with a screw or screw-nut transmission, generally indicated by the reference numeral 21, which acts on the transport unit 2 so as to cause the latter to partially rotate about the axis of rotation 20a.
Daher ist durch die oben beschriebenen möglichen Verlagerungen der Drahttransporteinheit 2 im Verhältnis zu dem Drahtwickelwerkzeug 6 sowohl in paralleler Richtung, als auch in senkrechter Richtung zu der Zufuhrrichtung des Drahtes 3 die Veränderung des Berührungspunktes des Drahtes mit dem Wickelwerkzeug 6 möglich, wodurch mit einem einzelnen Wickelwerkzeug in Abhängigkeit von den Anforderungen die Herstellung mehrerer unterschiedlicher Spiralfedern möglich wird.Therefore, the possible displacements of the wire transport unit 2 in relation to the wire winding tool 6 described above, both in a parallel direction and in a perpendicular direction to the feed direction of the wire 3, make it possible to change the point of contact between the wire and the winding tool 6, which makes it possible to produce several different spiral springs with a single winding tool, depending on the requirements.
Fig. 2 und 3 sowie Fig. 5 und 6 zeigen ganz klar diese Mehrfachverlagerung bzw. Antrieb der Drahttransporteinheit 2 im Verhältnis zu dem Drahtwickelwerkzeug zwecks Herstellung von zwei Federn mit entgegengesetzten Wickelrichtungen.Fig. 2 and 3 as well as Fig. 5 and 6 clearly show this multiple displacement or drive of the wire transport unit 2 in relation to the wire winding tool for the purpose of producing two springs with opposite winding directions.
Bei der in Fig. 7 und 8 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführung ist vorgesehen, das den Dorn oder die Spindel 30 tragende Wickelwerkzeug 31 in einer quer zu der Zufuhrrichtung 33 des Drahtes 3 verlaufenden Richtung anzutreiben, wobei der Draht 3 von dem Drahtführungselement 5 der Drahttransporteinheit 2 zugeführt wird.In the embodiment according to the invention shown in Fig. 7 and 8, it is provided that the winding tool 31 carrying the mandrel or spindle 30 is driven in a direction running transversely to the feed direction 33 of the wire 3, the wire 3 being fed from the wire guide element 5 to the wire transport unit 2.
Wie in den oben erwähnten Figuren dargestellt, weist der Dorn oder die Spindel 30 eine sich in einer Vertikalrichtung erstreckende Achse 30a auf und ist durch den Tragrahmen 34 sowohl um die Achse 30a drehbar, als auch parallel zu der Achse 30a gelagert.As shown in the above-mentioned figures, the mandrel or spindle 30 has an axis 30a extending in a vertical direction and is supported by the support frame 34 both rotatable about the axis 30a and parallel to the axis 30a.
Innerhalb des Tragrahmens 34 ist eine Gewindewelle 35 angeordnet, die auch eine Vertikalachse aufweist und mit einem Innengewinde 36 in Eingriff steht, das starr mit einem bewegbaren Block 37 verbunden ist, der die Spindel 30 drehbar trägt, um der Spindel das Drehen um ihre Drehachse 30a zu ermöglichen.Inside the support frame 34 there is arranged a threaded shaft 35, which also has a vertical axis and is engaged with an internal thread 36 which is rigidly connected to a movable block 37 which rotatably supports the spindle 30 to enable the spindle to rotate about its axis of rotation 30a.
Wie dargestellt, kann die Gewindewelle 35 durch einen Elektromotor 38 angetrieben werden, um den Block 37 und dementsprechend die Spindel 30 zum Drehen um die Drehachse 30a zu veranlassen.As shown, the threaded shaft 35 can be driven by an electric motor 38 to move the block 37 and accordingly cause the spindle 30 to rotate about the axis of rotation 30a.
Die Spindel 30 ist insbesondere mittels einer Übertragungsbaugruppe mit Getriebezahnrädern 41 und 42 um ihre Drehachse 30a drehbar antreibbar, wobei deren Getriebezahnräder 41 und 42 innerhalb des Tragrahmens 34 untergebracht sind.The spindle 30 can be driven in particular by means of a transmission assembly with gear wheels 41 and 42 so as to be rotatable about its axis of rotation 30a, the gear wheels 41 and 42 of which are accommodated within the support frame 34.
Der letztere ist verschiebbar auf zwei horizontal angeordneten, und sich senkrecht zu der Zufuhrrichtung 33 des Drahtes 3 erstreckenden Führungen 43a und 43b angebracht.The latter is slidably mounted on two horizontally arranged guides 43a and 43b extending perpendicular to the feed direction 33 of the wire 3.
Der Antrieb des Tragrahmens 34 und dementsprechend der Spindel oder des Dornes 30 in einer Horizontalrichtung, oder der Antrieb der Führungselemente 43a und 43b wird auf ähnliche Art und Weise wie oben beschrieben mittels einer in einem starr mit dem Tragrahmen 34 verbunden Innengewinde in Eingriff stehenden Gewindewelle 44 erreicht.The drive of the support frame 34 and accordingly the spindle or mandrel 30 in a horizontal direction, or the drive of the guide elements 43a and 43b is achieved in a similar manner as described above by means of a threaded shaft 44 engaging in an internal thread rigidly connected to the support frame 34.
Daher kann die Spindel 30 sowohl vertikal d. h. in einer zu deren Drehachse 30a parallel verlaufenden Richtung, und dementsprechend senkrecht zu der Drahtzufuhrrichtung 33 vorzugsweise in Horizontalrichtung, als auch parallel zu den sich ebenfalls horizontal erstreckenden Führungselementen 43a und 43b, jedoch senkrecht zu der Drahtzufuhrrichtung 33 angetrieben werden, um in Abhängigkeit von den Anforderungen die Berührungspunkte des von dem Drahtführungselement 5 und dem Wickelwerkzeug 31 zugeführten Drahtes zu verändern.Therefore, the spindle 30 can be driven both vertically, ie in a direction parallel to its axis of rotation 30a, and accordingly perpendicular to the wire feed direction 33, preferably in the horizontal direction, as well as parallel to the guide elements 43a and 43b, which also extend horizontally, but perpendicular to the wire feed direction 33, in order to achieve the To change the contact points of the wire fed from the wire guide element 5 and the winding tool 31.
Das Wickelwerkzeug 31 ist insbesondere durch die Spindel oder den Dorn 30 über ein Werkzeughalterelement 45 getragen, das, wie in Fig. 7 dargestellt, auf an sich bekannte Art und Weise um seine sich parallel zu der Drahtzufuhrrichtung 33 erstreckende, oder sogar damit übereinstimmende Drehachse gedreht werden kann.The winding tool 31 is in particular supported by the spindle or mandrel 30 via a tool holder element 45 which, as shown in Fig. 7, can be rotated in a manner known per se about its axis of rotation extending parallel to the wire feed direction 33 or even coinciding therewith.
In diesem Zusammenhang sollte hervorgehoben werden, dass das Drahtführungselement 5 entweder feststehend sein, oder sich um seine mit der Achse des Drahtes 3 übereinstimmende Drehachse drehen kann, wobei das Drahtführungselement darüber hinaus auch mit Drahtgreifermitteln zum Ergreifen des Drahtes während dessen Drehung versehen sein kann, um die Arbeitskapazitäten der Dreh- und Biegemaschine gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhöhen.In this context, it should be emphasized that the wire guide element 5 can either be fixed or rotate about its axis of rotation coinciding with the axis of the wire 3, and the wire guide element can also be provided with wire gripping means for gripping the wire during its rotation in order to increase the working capacities of the turning and bending machine according to the present invention.
Anhand der obigen Offenbarung und der Figuren der dazugehörigen Zeichnungen sollte offensichtlich sein, dass die Erfindung das beabsichtigte Ziel und die Gegenstände vollständig erreicht.From the above disclosure and the figures of the accompanying drawings, it should be apparent that the invention fully achieves the intended aim and objects.
Es ist insbesondere die Tatsache hervorzuheben, dass eine Drahtdreh- und -biegemaschine bereitgestellt wurde, die aufgrund der Möglichkeit der Veränderung des Berührungspunktes des Drahtmaterials und des Drahtwickelwerkzeuges eine sehr flexible Betriebsweise ermöglicht, die so angepasst ist, dass sie alle Verarbeitungsanforderungen zur Herstellung von Spiralfedern erfüllt.It is particularly worth highlighting the fact that a wire twisting and bending machine was provided, which, due to the possibility of changing the contact point of the wire material and the wire winding tool enables a very flexible mode of operation that is adapted to meet all processing requirements for the production of spiral springs.
Die Erfindung, so wie sie offenbart wurde, kann mehreren Abänderungen und Veränderungen unterzogen werden, die alle in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.The invention as disclosed is susceptible to several modifications and variations, all of which fall within the scope of the appended claims.
Darüber hinaus können alle Details durch andere technisch gleichwertige Elemente ersetzt werden.In addition, all details can be replaced by other technically equivalent elements.
Bei der praktischen Ausführung der Erfindung kann es sich in Abhängigkeit von den Anforderungen bei den verwendeten Materialien sowie bei der möglichen Größe und den Formen um beliebige handeln.In the practical implementation of the invention, the materials used as well as the possible sizes and shapes can be any, depending on the requirements.
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