Vorrichtung zum Wickeln von Schraubenfedern

Abstract

 Bei einer Vorrichtung zum Wickeln von Schraubenfedern wird der Federdraht am vorderen Ende des Wickeldoms (14) festgeklemmt. Der Wickeldorn wird rotierend angetrieben, so daß er den Federdraht von der Vorratsspule abzieht und aufwickelt, wobei sich der Wirkeldorn entsprechend der zunehmenden Federlänge axial verschiebt. Um Schraubenfedern (28) mit beliebiger, die Länge des Wickeldorns (14) übertreffender Länge wickeln zu können, ist ein Übernahmekopf (30) vorgesehen, der synchron und koaxial mit dem Dorn rotierend angetrieben wird. Der Übernahmekopf nimmt das am Ende der Axialverschiebung des Wickeldorns (14) von diesem freikommende Ende der Schraubenfeder (28) auf. Rollen (46) des Übernahmekopfes (30) liegen dabei unter Druck radial am vorderen Ende des Wickeldornes (14) an und halten die Schraubenfeder (28) an dem Dorn fest, so daß der Federdraht weiter abgezogen werden kann.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wickeln von Schraubenfedern mit einem rotierend angetriebenen Wickeldorn, der an seinem vorderen Ende einen Radialschlitz zur Aufnahme des Federdrahtes aufweist und mit zunehmender Länge der gewickelten Feder axial aus einer zurückgezogenen Ausgangsstellung in eine vorgeschobene Endstellung verschiebbar ist.

[0002] Bei bekannten Vorrichtung dieser Art (z.B.DE-PS 585 792, US-PS 952 582) wird der Anfang des Federdrahtes in den Radialschlitz am vorderen Ende des Wickeldorn eingelegt und auf diese Weise am Wickeldorn festgeklemmt. Der Wickeldorn wird dann rotierend angetrieben und zieht dabei den Federdraht vom Vorratsdrahtbund ab und wickelt ihn schraubenförmig auf. Entsprechend der zunehmenden Länge des aufgewickelten Drahtes bzw. der gewickelten Schraubenfeder schiebt sich der Wickeldorn axial aus dem Maschinengehäuse, das den Dornantrieb enthält.

[0003] Sobald der Dorn auf seine volle Länge in seine Endstellung herausgeschoben ist, wird beim weiteren Aufwickeln des Drahtes und somit zunehmender Länge der Schraubenfeder das vordere Drahtende axial aus dem Radialschlitz des Dornes herausgeschoben. Die Feder wird dann nicht mehr von dem rotierenden Dorn mitgenommen und der Wickelvorgang ist unterbrochen. Die herkömmlichen Wickelmaschinen können daher nur Federn wickeln, deren Länge die Länge des Wickeldorns nicht überschreitet. Da die Länge des Wickeldorns aus Gründen der mechanischen Stabilität beschränkt ist, ist auch die maximale Länge der Schraubenfedern, die bei herkömmlichen Wickelmaschinen auf einen Dorn gewickelt werden, beschränkt.

[0004] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Wickeln von Schraubenfedern zu schaffen, bei der die Länge der herstellbaren Schraubenfedern nicht durch die Länge des Dorns begrenzt ist, so daß Schraubenfedern beliebiger Länge gewickelt werden können.

[0005] Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Ubernahmekopf an die Endstellung des Dornes anschließend angeordnet ist, daß der Ubernahmekopf einen koaxial zu dem Dorn verlaufenden Führungskanal für die gewickelte Feder und wenigstens eine Rolle aufweist, die unter Druck radial am vorderen Ende des Dornes anliegt, wenn sich dieser in seiner Endstellung befindet, und in einer die Dornachse enthaltenden Ebene drehbar ist, und daß der Ubernahmekopf synchron und koaxial mit dem Dorn ! rotierend antreibbar ist.

[0006] Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben.

[0007] Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es in folgender Weise Schraubenfedern beliebiger Länge zu wickeln.

[0008] Zunächst wird wie bei einer herkömmlichen Federwickelmasch: das Ende des Federdrahtes in den Radialschlitz am vorderen Dornende eingelegt. Der Dorn wird angetrieben und zieht den Federdraht ab und wickelt ihn zu einer Schraubenfeder. Mit zunehmender Länge dieser gewickelten Feder schie sich der Dorn vorwärts, bis er axial auf seine volle Länge in seine Endstellung vorgeschoben ist.

[0009] Bevor der Dorn seine Endstellung erreicht, schiebt sich das vordere Dornende in den Ubernahmekopf. Die eine ode mehreren Rollen des Ubernahmekopfes liegen nun unter Dr am Aussenumfang der Schraubenfeder an und drücken diese radial gegen das vordere Dornende. Wird nun beim weiter Wickeln der Anfang des Federdrahtes aus dem Radialschlitz des Wickeldorns herausgeschoben, so wird die Schraubenfeder trotzdem weiter von dem rotierenden Dorn mitgenommen, da die Rollen die Feder radial an dem Dorn festpressen.

[0010] Da die Rollen drehbar sind und der gesamte Übernahmekop synchron mit dem Wickeldorn rotiert, pressen die Roller zwar die Schraubenfeder gegen den Dorn, behindern aber nicht den Vorschub der Feder in Axialrichtung auf dem Dorn. Die Feder kann daher in beliebiger Länge weiter gewickelt werden, wobei der gewickelte Schraubenfederstrang durch den Führungskanal des Übernahmekopfes austritt.

[0011] Damit die Rollen einerseits die Schraubenfeder unter he Druck gegen den Dorn pressen können und andererseits d. axialen Vorschub der Schraubenfeder gegenüber dem Dorn nicht behindern, ist es wichtig, daß die Schraubenfede die Rollen trotz des hohen Anpreßdrucks leicht in Dreh versetzt. Dazu ist zweckmäßigerweise der Umfang der Ro mit einer Zahnung versehen, deren Zahnabstand der Stei der Federwindungen entspricht. Die Zähne greifen somit jeweils zwischen die einzelnen Federwindungen, so daß Rollen bereits durch einen geringen axialen Vorschubdruck der Schraubenfeder gedreht werden.

[0012] Weiter wird ein unbehinderter Vorschub der Schraubenfeder trotz des Anpreßdrucks der Rollen dadurch begünstigt, daß der Dorn konisch ausgebildet ist.

[0013] Schon eine geringe Konizität des Dornes bewirkt eine wesentliche Verbesserung des Vorschubs der Schraubenfeder.

[0014] Die Mitnahme der gewickelten Schraubenfeder auf dem rotierenden Dorn wird noch durch die Eigenschaft der Schraubenfeder begünstigt, sich bei einer Torsion auf dem Dorn selbsttätig festzuklemmen. Die Schraubenfeder wird zunächst nur am vorderen Ende durch die Rollen an dem Dorn festgehalten und mit dem rotierenden Dorn gedreht. Am rückwärtigen Dornende, wo der Federdraht auf den Dorn aufgenommen wird, .wirkt dagegen auf den Federdraht eine Zugkraft in entgegengesetzter Richtung, da der Draht durch den rotierenden Dorn von dem Vorratsdrahtbund abgezogen werden muß. Auf diese Weise wird die Schraubenfeder über die Länge des Wickeldorn . in sich tordiert. Diese Torsion führt zu einer Querschnittsverengung der Schraubenfeder und damit zu einem Festklemmen . der Schraubenfeder über die gesamte konische Länge des Dornes. Dieses selbsttätige Festklemmen der Schraubenfeder auf der gesamten Dornlänge ermöglicht, daß mit einer relativ geringen Klemmkraft der Rollen des Ubernahmekopfes das volle Drehmoment des Wickeldorn als Zugkraft auf den abzuziehenden Federdraht übertragen werden kann.

[0015] Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich Schraubenfedersträngebeliebiger Länge herstellen. Die Länge der herzustellenden Schraubenfedern ist somit nicht mehr durch die Länge des Wickeldorns beschränkt. Auch für die Herstellung kürzerer Schraubenfedern, deren Länge die Dornlänge nicht überschreitet, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft verwendet werden, da die kurzen Federlängen von dem kontinuierlich hergestellten langen Federstrang in einem anschließenden Arbeitsschritt abgetrennt werden können. Auf diese Weise werden Stillstandzeiten der Wickelmaschine vermieden.

[0016] , Auch bei der Herstellung von Schraubenfedern mit Vorspannung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft eingesetzt werden. Das Abtrennen kürzerer Federn von einem kontinuierliche Feder-strang hat in diesem Falle noch den zusätzlichen Vorteil, daß die eingewickelte Vorspannung auch vollständig bis in die Enden der abgetrennten Feder-langen vorhanden ist.

[0017] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 - eine Vorrichtung zum Wickeln von Schraubenfedern gem. der Erfindung in Seitenansicht,

Fig. 2 - einen Axialschnitt dieser Vorrichtung in einem Zustand, bevor der Dorn in den Übernahmekopf eintritt,

Fig. 3 - einen Axialschnitt in einem Zustand, in dem die gewickelte Schraubenfeder von dem Übernahmekopf übernommen ist und

Fig. 4 - eine Frontansicht des Ubernahmekopfes dieser Vorrichtung.

[0018] Die Vorrichtung besteht aus einem Maschinengestell 1₀, das ein Gehäuse 12 trägt, in welchem ein Wickeldorn 14 gelagert ist. Der Wickeldorn 14 ist mittels einer Schiebehülse 16 in dem Gehäuse 12 gelagert, so daß er einerseits um seine Längsachse rotieren kann und andererseits axial aus dem Gehäuse 12 herausschiebbar ist. Ein Antriebsmotor 18 versetzt über Zahnräder 2o und 22 die Schiebehülse 16 und damit den Dorn 14 in Drehung. Ein Handrad 24 dient dazu, den Dorn 14 von Hand zu drehen.

[0019] An seinem vorderen, aus dem Gehäuse 12 herausragenden Ende weist der Dorn 14 einen Radialschlitz 26 auf. Dieser _Radi- alschlitz 26 dient dazu, zu Beginn des Wickelvorgangs den Anfang des Federdrahtes festzuhalten, so daß der Draht bei der Drehung des Dorns 14 mitgenommen wird.

[0020] Soweit die Vorrichtung bisher beschrieben wurde, stimmt sie mit einer herkömmlichen Wickelmaschine überein. Die Arbeitsweise entspricht ebenfalls der einer herkömmlichen Wickelmaschine.

[0021] Zu Beginn des Wickelvorgangs befindet sich der Dorn 14 in seiner vollständig in das Gehäuse 12 zurückgezogenen Ausgangsstellung. Lediglich die durch den Radialschlitz 26 gebildete Aufnahme ragt aus dem Gehäuse. Der von einem Vorratsbund zugeführte Federdraht wird in den Radialschlitz 26 eingelegt und einige Umdrehungen des Dorns 14 mit Hilfe des Handrades 24 bewirken, daß der Draht auf dem Dorn 14 festgehalten wird.

[0022] Mittels des Motors 18 wird nun der Dorn 14 in Drehung versetzt, wobei der Federdraht von dem angetriebenen Dorn 14 abgezogen und zu einer Schraubenfeder 28 auf den Dorn 14 gewickelt wird. Mit zunehmender Länge dieser auf den Dorn gewickelten Schraubenfeder 28 schiebt sich der Dorn 14 axial aus dem Gehäuse 12 heraus, wie Fig. 2 zeigt.

[0023] Sobald der Dorn 14 seine in Fig. 3 dargestellte vollständig aus dem Gehäuse 12 vorgeschobene Endstellung erreicht hat, wird bei der weiteren Drehung des Dorns die länger werdende Schraubenfeder 28 nach vorn von dem Dorn abgeschoben, wobei das vordere Ende des Federdrahtes aus dem Radialschlitz ₂₆ herausgeschoben wird. Bei einer herkömmlichen Wickelmaschine kann dann der rotierende Dorn die Schraubenfeder 28 nicht mehr mitnehmen, so daß der Wickelvorgang abgebrochen wird.

[0024] Erfindungsgemäß wird dagegen die Schraubenfeder, bevor der Dorn 14 in seiner vorgeschobenen Endstellung ist, von einem Übernahmekopf 30 aufgenommen.

[0025] Der Ubernahmekopf 3o ist mittels eines Lagers 32 drehbar im Maschinengestell 1o gelagert. Über eine Welle 34 und Zahnräder 36 und 38 wird der Übernahmekopf 3o von dem Motor 18 synchron mit dem Dorn 14 angetrieben.

[0026] Der Übernahmekopf 3o weist einen inneren, axial durchgehenden Führungskanal 4o auf. Der Führungskanal 4o verläuft koaxial fluchtend zu dem Dorn 14 und die Drehung des Übernahmekopfes 3o erfolgt um die Mittelachse dieses Führungskanals 4₀.

[0027] Das dem Dorn 14 zugewandte Ende des Übernahmekopfes 3o und damit die Eintrittsöffnung des Führungskanals 4o befinden sich axial in einem geringen Abstand von dem vorderen Ende des Dorns 14, wenn sich dieser in seiner vorgeschobenen Endstellung befindet.

[0028] Am Außenumfang dieses dem Dorn 14 zugewandten Endes des Führungskopfes 3o ragen vier jeweils um 9₀⁰gegeneinander versetzte U-förmige Bügel 42 radial nach außen. Zwischen den Schenkeln dieser Bügel 42 ist jeweils ein zweiarmiger Hebel 44 schwenkbar gelagert.

[0029] An dem vorderen Ende des dem Dorn 14 zugewandten Armes dieser Bügel 44 ist jeweils drehbar eine Rolle 46 gelagert. Die Rollen 46 drehen sich jeweils in einer die Mittelachse des Dorns 14 und des Übernahmekopfes 3o enthaltenden Ebene.

[0030] Der zweite, von dem Dorn 14 abgewandte Arm der Hebel 44 weist eine im wesentlichen radial auf den Ubernahmekopf zu gerichtete Bohrung 48 auf, die gegen den Übernahmekopf 3o hin durch einen nach innen gerichteten Kragen verengt ist. In dieser Bohrung 48 sitzt ein Stift 5₀, der von einer Druckfeder 52 umschlossen ist. Die Druckfeder 52 stützt sich einerends an einem Bund des Stiftes 5o ab, der zur Begrenzung der Längsbewegung des Stiftes . 5o in der Bohrung 48 mit dem verengten Kragen dieser Bohrung 48 zum Anschlag kommt. Anderenends stützt sich die, Druckfeder 52 an einer Gewindebuchse 54 ab, die in das vom Ubernahmekopf 30 abgewandte Ende der Bohrung 48 einschraubbar ist und in einer zentralen Bohrung den Stift 50 axialverschieblich aufnimmt.

[0031] Die Rollen 46 sind an ihrem Umfang mit einer Zahnung 56 versehen, Zahnform und Zahnabstand der Zahnung 56 entspricht dem Durchmesser des Federdrahtes und der Steigung der Schraubenfeder 28. Der Grund der Zahnung 56 kann daher genau über die Rundung der Drahtwindungen der Feder 28 greifen.

[0032] Die Rollen 46 befinden sich vor dem dem Dorn 14 zugewandten Ende des Übernahmekopfes 30, so daß sie bei vollständig vorgeschobenen Dorn 14 das vordere Dornende übergreifen und am Außenumfang des Dornes anliegen, wie in Figur 3 zu erkennen ist. Der Dorn ist leicht konisch zulaufend ausgebildet.

[0033] Bevor der Dorn 14 bei dem oben beschriebenen Wickelvorgang in seine vollständig aus dem Gehäuse 12 vorgeschobene Endstellung kommt, wie in Figur 3 gezeigt ist, schiebt sich der konische Dorn mit der daraufgewickelten Schraubenfeder 28 zwischen die vier Rollen 46. Die Rollen 46 übergreifen dann den Dorn und liegen außen an der Schraubenfeder 28 an.

[0034] Dabei werden die Rollen 46 nach außen gedrückt und die Hebel 44 verschwenkt. Wie ein Vergleich der Figuren 2 und 3 zeigt, hat dieses Verschwenken der Hebel 44 zur Folge, daß die sich am Außenumfang des Ubernahmekopfes 3o abstützenden Stifte 5o gegen die Kraft der Druckfedern 52 axial in den Bohrungen 48 verschoben werden. Der Druck der Federn 52 bewirkt somit, daß die Rollen 46 unter Druck gegen die Schraubenfeder 28 gepreßt werden. Die Stärke dieses Drucks ist mittels der Gewindebuchse 54 einstellbar.

[0035] Die Rollen 46 pressen die Schraubenfeder 28 radial gegen das vordere Ende des Dorns 14 und verhindern somit eine Drehung der Feder 28 gegenüber diesem vorderen Dornende. Eine axiale Verschiebung der Schraubenfeder 28 gegenüber dem Dorn 14 wird durch die Rollen 46 jedoch nicht verhindert, da die Rollen in dieser axialen Richtung drehbar sind und außerdem der Dorn sich konisch verjüngt.

[0036] Das Festklemmen der Schraubenfeder 28 an dem vorderen Ende des Dorns 14 bewirkt zusammen mit dem oben beschriebenen selbsttätigen Festklemmen der Schrauberfeder 28 infolge ihrer Torsion, daß die Schraubenfeder 28 von dem Dorn 14 mitgene mmen wird, auch wenn der Anfang des Federdrahtes axial aus dem Radialschlitz 26 des Dornes 14 herausgeschoben ist.

[0037] Der Federstrang 28 kann daher beliebig über die Länge des Dorns 14 hinaus gewickelt werden und wandert durch den Führungskanal 40, wie Fig. 3 zeigt. Der aus dem von dem Dorn abgewandten Ende des Führungskanals 4o austretende Federstrang 28 (vgl. Fig. 1) kann durch eine nachgeschaltete Federtrennvorrichtung in beliebig lange Schraubenfederabschnitte unterteilt werden, ohne daß dazu der kontinuierliche Wickelvorgang unterbrochen werden muß.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Wickeln von Schraubenfedern mit einem rotierend angetriebenen Wickeldorn, der an seinem vorderen Ende einen Radialschlitz zur Aufnahme des Federdrahtes aufweist und mit zunehmender Länge der gewickelten Feder axial aus einer zurückgezogenen Ausgangsstellung in eine vorgeschobene Endstellung verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Übernahmekopf (3o) an die Endstellung des Dornes (14) anschließend angeordnet ist, daß der übernahmekopf einen koaxial zu dem Dorn verlaufenden Führungskanal (40) für die gewickelte Feder (28) und wenigstens eine Rolle (46) aufweist, die unter Druck radial am vorderen Ende des Dornes anliegt, wenn sich dieser in seiner Endstellung befindet, und in einer die Dornachse enthaltenden Ebene drehbar ist,und daß der Übernahmekopf synchron und koaxial mit dem Dorn rotierend antreibbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übernahmekopf (30) mehrere, vorzugsweise vier in gleichem Winkelabstand gegeneinander versetzte Rollen(46) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Aussenumfang der Rollen (46) eine der Steigung der gewickelten Feder (28) entsprechende Zahnung (56) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aussenumfang der Rollen (46) stark reibend ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (14) leicht konisch ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (46) mittels federbelasteter Hebel (44) schwenkbar an dem Übernahmekopf (30) angebracht sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (44) zweiarmige Hebel sind, an deren einem Arm die jeweilige Rolle (46) gelagert ist und deren anderer Arm sich mit einstellbarem Federdruck an dem Ubernahmekopf 3o abstützt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Übernahmekopf (30) mittels _dines Getriebes (36, 38) durch den Antrieb (18) de, Dornes (14) antreibbar ist.

Zeichnung