[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Federherstellungsmaschine mit einem Maschinengestell,
auf dem ein Drahteinzug und eine Drahtführung zur Zuführung eines Drahtes in einer
Zuführrichtung, ferner ein der Drahtführung nachgeschalteter, senkrecht zum zugeführten
Draht sowohl in Höhenrichtung, als auch in Richtung senkrecht zum Maschinengestell
verfahrbarer Dorn und nach diesem ein parallel zur Drahtzuführrichtung sowie in zwei
zueinander und jeweils zur Drahtzuführrichtung senkrechten Richtungen verfahrbares
Umformwerkzeug angebracht sind.
[0002] Zur Herstellung von Druckfedern sind unterschiedliche Arten von entsprechenden Maschinen
bekannt. Dabei unterscheidet man im wesentlichen zwischen Federherstellungsmaschinen
mit 1-Finger-System, d. h. ein bewegbarer Windefinger formt den Draht zu einer Feder,
und Maschinen mit 2-Finger-System (zwei bewegbare Windefinger formen den Draht zu
einer Feder).
[0003] Unter diesen bekannten Maschinen sind die mit dem 1-Finger-System besonders flexibel
einsetzbar und können ein großes Spektrum an Federformen abdecken. Allerdings ist
die Genauigkeit der von solchen Maschinen hergestellten Federn wie auch die Stückleistung
der Maschinen selbst gegenüber den 2-Finger-System-Maschinen meist schlechter.
[0004] Die Maschinen mit 2-Finger-System eignen sich wiederum nur für die Herstellung reiner
Schraubenfedern ohne abgewinkelte Schenkel, da der Draht nach einmaligem Anfahren
stets in den Drahtführungsrillen der Windefinger positioniert bleibt. Mit dem 2-Finger-System
können größere Stückzahlen und genauere Federgeometrien als mit dem 1-Finger-System
hergestellt werden.
[0005] Aus der
US 20080264132 A ist eine Federherstellungsmaschine bekannt, die sowohl für das Arbeiten im 1-Finger-System
wie auch für das im 2-Finger-System einsetzbar ist und entsprechend umgerüstet werden
kann. Die beiden Antriebe des 2-Finger-Systems, die bei dieser Maschine vorhanden
sind, können auch zur Betätigung des 1-Finger-Systems eingesetzt werden. Bei dieser
bekannten Maschine wird der Dorn als üblicher Schneiddom eingesetzt. Wenn die Maschine
im 1-Finger-System arbeitet, ist das Umformwerkzeug nicht senkrecht zur Maschinenwand
bewegbar. Damit ist ein Biegen von Federn nach vorne nicht durchführbar.
[0006] Die aus der
US 4 873 854 bekannte Federherstellungsmaschine arbeitet auf dem Prinzip des 1-Finger-Systems,
wobei das Umformwerkzeug in zwei Richtungen verfahrbar ist. Dabei sind Schnitt, Steigungselement
und Biegeelement senkrecht zur Bewegungsrichtung des Umformwerkzeuges verfahrbar,
eine Biegung nach vom ist allerdings nicht möglich.
[0007] Eine weitere nach dem 1-Finger-System arbeitende Federherstellungsmaschine, bei der
das Windewerkzeug sogar in drei zueinander senkrechten Richtungen verfahrbar ist,
wird in der
US 5 706 687 A beschrieben. Bei dieser bekannten Maschine wird ein getrenntes Werkzeug zum Biegen
eingesetzt, was jedoch zu dem Nachteil führt, daß dieses separate Werkzeug zum Biegen
nach vorne von oben abgesenkt werden muß.
[0008] Es ist noch eine Vielzahl von Federherstellungsmaschinen, die im 1-Finger-System
arbeiten, bekannt, bei denen das Umformwerkzeug in unterschiedlicher Weise betätigt
und bewegt wird (
JP 11285758 A,
JP 2002059233 A,
JP 2004209527 A,
US 7 107 806 B2), die jedoch alle den Nachteil aufweisen, daß mit Ihnen Biegungen nach vorn nicht
hergestellt werden können.
[0009] Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Federwindemaschine,
die normalerweise im 2-Finger-System nur zur Herstellung reiner Schraubenfedern (Druckfedern)
geeignet ist, so zu verbessern, daß sie auch zur Herstellung einfacher Schenkelfedern
im 1-Finger-System eingesetzt werden kann.
[0010] Erfindungsgemäß wird dies bei einer Federherstellungsmaschine der eingangs genannten
Art dadurch erreicht, daß der Dorn einen Drahtführungskanal aufweist, der im Dorn
in einem Abstand von dessen dem Maschinengestell abgewandter äußeren Seitenwand ausgebildet
ist, durch den der zugeführte Draht durch den Dorn zum Umformwerkzeug geführt wird,
und daß der Dorn ferner eine Öffnung zum Einführen des Drahtes in den Drahtführungskanal
umfaßt.
[0011] Dadurch, daß bei der Erfindung der Dorn in einer zur Drahtvorschubrichtung senkrechten
Ebene sowohl in Richtung oben-unten, wie auch in Richtung vorne-hinten verfahrbar
ist, und durch den Einsatz eines in zwei zueinander und jeweils zur Drahtzuführrichtung
senkrechten Richtungen verfahrbares Umformwerkzeug (
"3D-Windefinger") wird neben dem Winden auch das Biegen des Drahtes in jede beliebige Richtung (oben-unten,
vorne-hinten) durchführbar. Damit wird die Herstellung von Schenkelfedern mit nahezu
beliebigen Schenkelstellungen und Schenkelformen möglich. Auch die Herstellung von
nach vorne abgebogenen Schenkeln kann ohne den Einsatz zusätzlicher Werkzeugeinheiten
oder Werkzeugschiebern erfolgen. Gleichzeitig bleibt die Möglichkeit zur Herstellung
hochpräziser Federn mit großer Stückleistung im 2-Finger-Windeverfahren erhalten.
[0012] Durch die Erfindung kann eine konventionelle Federwindemaschine, die nach dem 2-Finger-System
arbeitet, unkompliziert auf das 1-Finger-System umgerüstet werden. Dabei läßt sich
durch den Austausch der Umformeinheit, der Domeinheit und ggf. der Schneidmesser sowie
der Drahtführung das auf der Maschine herstellbare Produktspektrum insgesamt ganz
erheblich vergrößern. Der durch die Erfindung erreichte wirtschaftliche Nutzen ist
besonders bemerkenswert.
[0013] Bei der erfindungsgemäßen Federherstellungsmaschine wird ganz besonders bevorzugt
der Drahtführungskanal in Form einer Führungsnut ausgebildet, die, erneut bevorzugt,
eine Nuttiefe hat, die mindestens dem Durchmesser des zugeführten Drahtes entspricht,
so daß dieser beim Durchlauf durch die Führungsnut nicht aus ihr herausragt. Dies
bietet die Möglichkeit, den Drahtzuführungskanal auch mit einem geschlossenen Querschnitt
auszuführen, der zur Ausbildung der Öffnung zum Einführen des Drahtes in geeigneter
Weise geöffnet werden kann.
[0014] Ist der Drahtführungskanal in Form einer Führungsnut mit einem nicht geschlossenem,
sondern einseitig geöffnetem Querschnitt, ausgebildet, ist es von besonderem Vorteil,
wenn die Führungsnut an ihrem vom Maschinengestell abgewandten Seitenschenkel über
eine von dessen Ende aus senkrecht zur Längsmittelebene des Drahtführungskanals und
parallel zur Drahtzuführrichtung verlaufende ebene Begrenzungswand mit der äußeren
Seitenwand des Domes verbunden ist, wobei vorzugsweise diese ebene Begrenzungswand,
senkrecht zur Drahtzuführrichtung, eine Breite aufweist, die größer als der Drahtdurchmesser
ist.
[0015] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht auch darin, daß die
Öffnung zum Einführen des Drahtes in den Drahtführungskanal direkt neben der Begrenzungswand
verläuft und sich über die gesamte Länge des Domes in Drahtzuführrichtung hinweg erstreckt.
Bevorzugt weist dabei diese Öffnung senkrecht zur ebenen Begrenzungswand eine Öffnungsweite
auf, die dem Drahtdurchmesser entspricht oder geringfügig größer als dieser ist, so
daß von der Außenseite her ein leichtes Durchführen des Drahtes durch die Öffnung
und dessen Einführen in den Drahtführungskanal unschwer möglich ist.
[0016] Vorteilhafterweise wird bei der erfindungsgemäßen Federherstellungsmaschine für den
Fall, daß der Drahtführungskanal als Führungsnut ausgebildet ist, deren Ausgestaltung
so vorgenommen, daß die Längsmittelebene der Führungsnut senkrecht zur ebenen Begrenzungswand
verläuft.
[0017] In einer anderen, vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Federherstellungsmaschine
ist der Dorn zweiteilig aufgebaut und umfaßt einen oberen sowie einen unteren Dornabschnitt.
Bevorzugt sind dabei beide Dornabschnitte zur Schaffung der Öffnung zum Einführen
des Drahtes in den Drahtführungskanal aus einer geschlossenen Stellung, in welcher
der in einem der beiden Dornabschnitte ausgebildete und zur Trennfläche zwischen beiden
Dornabschnitten hin offene Drahtführungskanal vom anderen Dornabschnitt vollständig
überdeckt und verschlossen ist, in eine geöffnete Stellung verbringbar, in welcher
der Drahtführungskanal geöffnet ist und die Öffnung zum Einführen des Drahtes in ihn
zwischen beiden Dornabschnitten ausgebildet wird. Bei dieser erfindungsgemäßen zweiteiligen
Ausgestaltung des Domes in zwei Dornabschnitte ist die Möglichkeit geschaffen, die
Öffnung zum Einlegen des Drahtes in den Drahtführungskanal nur dann auszubilden, wenn
der Draht aus dem Drahtführungskanal heraus oder in diesen eingeführt werden soll,
ansonsten aber durch Aufeinanderlegen beider Dornabschnitte für die Drahtführung einen
geschlossenen Kanalquerschnitt zu haben, was der offenen Ausgestaltung des Drahtführungskanals
im Rahmen einer einseitig stets offenen Führungsnut vielfach vorzuziehen ist.
[0018] Bei dieser zweiteiligen Ausgestaltung des Domes besteht eine bevorzugte Ausgestaltung
auch darin, die beiden Dornabschnitte um eine gemeinsame Gelenkstelle zueinander verschwenkbar
und dabei scherenförmig aufklappbar auszubilden, so daß zur Schaffung der Öffnung
zum Einführen (oder Herausführen des Drahtes) die beiden Dornabschnitte aufgeklappt
werden können und damit der gewünschte Zugang zum Drahtführungskanal geschaffen ist.
Nach erfolgtem Einlegen oder Herausführen des Drahtes werden jedoch die beiden Dornabschnitte
wieder verschlossen und damit wieder ein geschlossener Drahtführungskanal erreicht.
[0019] Eine andere bevorzugte Ausgestaltung bei der zweiteiligen Ausbildung des Domes besteht
aber auch darin, daß beide Dornabschnitte zur Einnahme der geöffneten Stellung unter
Beibehaltung ihrer Ausrichtung, somit parallel zueinander ausgerichtet, auseinander
bewegbar sind.
[0020] Vorteilhaft ist bei der zweiteiligen Ausbildung des Domes ferner auch noch, wenn
der Domabschnitt, in dem der Drahtführungskanal in Form einer Führungsnut ausgebildet
ist, in der geschlossenen Stellung des Domes an dessen Außenseite von einer vom anderen
Dornabschnitt vorragenden Nase überdeckt wird, die in der geschlossenen Stellung gegen
die äußere Begrenzungsfläche des den Drahtführungskanal enthaltenden Domabschnittes,
letzteren überdeckend, flächig anliegt. Dadurch wird eine erhöhte Steifigkeit beim
Biegen nach vorne geschaffen.
[0021] Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Federherstellungsmaschine
besteht auch darin, daß am Dorn zusätzlich eine kreisbogenförmige Biegefläche zur
Biegeanlage des zugeführten Drahtes ausgebildet ist, deren Krümmungsachse senkrecht
zur Zuführrichtung des Drahtes liegt, wobei, bevorzugt, die Biegefläche in einer Richtung
senkrecht zur Längsmittelebene des Drahtführungskanals versetzt am Dorn angebracht
ist. Dabei wird vorteilhafterweise die Krümmungsachse der Biegefläche so gelegt, daß
sie entweder senkrecht oder parallel zur Längsmittelebene des Drahtführungskanals
liegt.
[0022] Eine ganz besonders bevorzugte Ausbildung der Erfindung besteht auch darin, daß bei
zweiteiliger Ausbildung des Domes, wenn beide Teile aus einer geschlossenen in eine
geöffnete Stellung (und umgekehrt) verbringbar sind, die Tiefe der Führungsnut etwas
kleiner als der Durchmesser des Drahtes gewählt wird und zudem der die beiden Dornabschnitte
umfassende Dorn auch noch in Zuführrichtung des Drahtes (und in Gegenrichtung) verfahrbar
ist. Damit läßt sich der Dorn gleichzeitig auch noch als Greifer für den Draht verwenden,
der in der geschlossenen Stellung beider Dornabschnitte zwischen diesen verklemmt
festgehalten ist.
[0023] Die Erfindung bezieht sich schließlich auch noch auf einen Dorn mit den weiter oben
beschriebenen Merkmalen zur Verwendung bei einer Federherstellungsmaschine der einleitend
genannten Art.
[0024] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen im Prinzip beispielshalber
noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht (von schräg vorne) auf eine erfindungsgemäße Federherstellungsmaschine
(Federwindemaschine), eingerichtet auf das 1-Finger-System;
Fig.2 einen vergrößerten (perspektivischen) Ausschnitt des Umformbereiches der Federherstellungsmaschine
gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine perspektivische, schematische Darstellung der an der Umformung bei der
Maschine gemäß Fig. 1 beteiligten konstruktiven Elemente (dargestellt mit Zwischenräumen
zwischen den einzelnen Elementen);
Fig. 4 bis 8 Prinzipdarstellungen verschiedener Ausführungsformen des Domes in unterschiedlichen
Ansichten;
Fig. 9 eine stark vergrößerte perspektivische Darstellung (nur) der an der Umformung
beteiligten Elemente (entsprechend Fig. 3) bei Beginn der Herstellung einer Schenkelfeder,
in Drahtzustellrichtung gesehen, von außen und schräg vorne;
Fig. 10 die Darstellung aus Fig. 9, aber, in Drahtzuführrichtung gesehen, von außen
und schräg hinten, sowie
Fig. 11A bis 11K die an der Umformung beteiligten Elemente entsprechend den Fig. 9
und 10 zur Darstellung des Ablaufs bei der Herstellung einer Schenkelfeder, wobei
jedes Stadium in zwei Perspektivansichten entsprechend den Ansichten aus den Fig.
9 und 10 dargestellt ist.
[0025] Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Vorderansicht eine Federherstellungsmaschine
1, die mit dem 1-Finger-System arbeitet. Sie besteht im wesentlichen aus einem (nur
ganz prinzipiell dargestellten) Maschinengestell 2, an dessen Vorderseite (ebenfalls
nur ganz im Prinzip dargestellt) eine Richteinheit 3, ein Drahteinzug 4, eine Drahtführung
5, eine Dorneinheit 6, eine Umformeinheit 7, eine Steigungseinrichtung 8 sowie eine
Schneideinheit 9 angeordnet sind.
[0026] Da der Aufbau und die Funktionsweise der Richteinheit 3 sowie des Drahteinzuges 4
an sich bekannt sind, soll hierauf nur noch ganz kurz eingegangen werden:
Ein Draht 10 (vgl. Fig. 9 und 10) wird vom Drahteinzug 4 über ein oder mehrere Paare
drehbar angetriebener Einzugswalzen 11 von einem nicht dargestellten Drahtvorrat abgezogen,
in der Richteinheit 3 durch mehrere Richtrollen geradegerichtet und durch die den
Einzugswalzen 11 nachgeschaltete Drahtführung 5 der Umformeinheit 7 in Drahtzuführrichtung
s zugeführt.
[0027] Gleichermaßen ist auch die Steigungseinrichtung 8 an sich bekannt; sie ermöglicht
es, durch eine Bewegung nach außen hin (senkrecht zur Drahtachse und senkrecht vom
Maschinengestell 2 weg nach vorne) eine entsprechend gewünschte Steigung zwischen
den einzelnen Windungen der Feder zu erzeugen. Die Wirkungsweise und der Einsatz solcher
Steigungseinrichtungen ist dem Fachmann bekannt, so daß nicht noch weiter hierauf
eingegangen werden muß.
[0028] Am Maschinengestellt 2 sind weiterhin zwei Horizontalschlitten 12, nämlich ein oberer
und ein unterer Horizontalschlitten, angebracht, die unabhängig voneinander parallel
zur Drahtzuführungsrichtung
s in Richtung
tu,
t0 verfahren werden können.
[0029] Auf den Horizontalschlitten 12 sind zwei Umformschieber 13 (je einer auf jedem Horizontalschlitten
12) schräg vorgesehen, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist, und jeweils über einen
Kurventrieb 14, unabhängig voneinander, auf ihrer schrägen Bahn in Richtung
u bzw.
v verfahrbar. Dabei sind für die Bewegung der Umformeinheit 7 beliebige Varianten denkbar,
die eine freie Bewegung des Umformwerkzeuges 15 (bzw. der Umformwerkzeuge 15, sofern
auf 2-Finger-Windesystem umgestellt) in der Umformebene ermöglichen. Ebenso besteht
auch die Möglichkeit, eine Kopplung der beiden Horizontalschlitten 12, falls gewünscht,
vorzunehmen.
[0030] Im 2-Finger-System ist jeder Umformschieber 13 an seinem vorderen Ende mit einem
Umformwerkzeug 15 ausgerüstet, während bei der in Fig. 1 dargestellten, auf 1-Finger-System
umgestellten Federherstellungsmaschine 1 nur am unteren Umformschieber 13 ein Umformwerkzeug
15 über eine Adapterplatte 22 angebracht ist. Bei dem Umformwerkzeug handelt es sich
hier um einen 3D-Windefinger 23 (auch
"Schenkelfedereinrichtung" genannt), der hier als Umformeinheit 7 dient. Der 3D-Windefinger 23 weist an seiner
der Domeinheit 6 zugewandten Stirnseite eine Führungsrille 28 zur Aufnahme, Führung
und Umlenkung des Drahtes 10 auf (vgl. Fig. 9 und 10).
[0031] Der bei 1-Finger-Umstellung nicht benötigte (obere) Umformschieber 13 des 2-Finger-Systems
wird bei der Umstellung auf das 1-Finger-System abmontiert oder in eine weggefahrene
Stellung verbracht, in der er verbleibt.
[0032] Der Umformdorn 16 ist in einem Dornkasten 17 befestigt (vgl. die vergrößerte Detaildarstellung
des Umformbereiches in Fig. 2), welcher seinerseits verschiebbar in einen Dornschlitten
18 eingesetzt ist. Der Dornschlitten 18 ist vertikal (senkrecht zum Draht 10) in
w-Richtung verfahrbar, so daß der Umformdorn 16 stets direkt am bereits gewundenen
Draht positioniert werden kann. Der Dornkasten 17 seinerseits ist in
x-Richtung nach vorn und hinten (ebenfalls senkrecht zum Draht 10) verfahrbar, wobei
beide Verfahrrichtungen in Fig. 2 durch Pfeile angegeben sind.
[0033] Am Dornschlitten 18 sind zwei über jeweils eine Kurbelwelle 19 betätigte Schnittschieber
20 angebracht, an welchen jeweils ein Messer 21 zum Abtrennen einer erzeugten Feder
(falls im 2-Finger-System gearbeitet wird) vorgesehen ist. Bei der auf 1-Finger-System
umgestellten Federherstellungsmaschine gemäß Fig. 1 ist nur am oberen Schnittschieber
20 ein Messer 21 eingesetzt, das so ausgeführt ist, daß es den Draht direkt am Auslaß
25 der Drahtführung 5 abtrennt (vgl. Darstellung gemäß Fig. 3). Zur Unterstützung
des Drahtauslasses 25 ist am unteren Schnittschieber 20 ein an die Drahtführung 5
von unten anlegbares Gegenmesser 30 vorgesehen. Alternativ kann der Draht 10 auch
durch die Bewegung der Domeinheit 6 in
w- oder
x-Richtung zwischen Umformdorn 26 und Drahtführung 5 abgetrennt werden, wozu spezielle
Kantengestaltungen am Umformdorn 26 und am Drahtauslaß 25 vorgesehen werden (in den
Figuren nicht dargestellt).
[0034] Der 3D-Windefinger 23 ist im wesentlichen parallel zur Drahtzuführrichtung s ausgerichtet
und kann über die Bewegungen der beiden Horizontalschlitten 12 in Bewegungsrichtung
to,
tu bzw. über die Bewegung des Umformschiebers 13 in Richtung
v in der Windeebene bewegt werden. Über einen zusätzlichen Antrieb 24 (Fig. 1) ist
auch noch eine zusätzliche Bewegung des 3D-Windefingers 23 senkrecht zur Windeebene
in Richtung
y (Verschwenkung) möglich. Damit kann das Umformwerkzeug 15 des 3D-Windefingers 23
beliebig zum Drahtauslaß 25 der Drahtführung 5 positioniert bzw. um einen daraus vorstehenden
Draht 10 herum bewegt werden und an diesen dann von oben, unten, hinten oder vorne
angreifen (vgl. auch Fig. 3).
[0035] Wie aus der Darstellung der Fig. 3 erkennbar, die im prinzipieller Weise alle an
der Umformung beteiligten konstruktiven Elemente in voneinander entfernter Lage darstellt,
ist der Umformdorn 16 zweiteilig ausgebildet:
Er umfaßt einen oberen Dornabschnitt 16a und einen unteren Dornabschnitt 16b, die
längs einer Ebene, welche senkrecht zum Maschinengestell 2 (in Richtung x) sowie parallel zur Drahtzuführungsrichtung s verläuft, aufeinander liegen und aneinander (in geeigneter Weise) befestigt sind.
[0036] Wie Fig. 3 im einzelnen zeigt, worauf ausdrücklich verwiesen wird, ist im unteren
Dornabschnitt 16b eine nach oben offene Führungsnut 27 ausgebildet, die parallel zur
Drahtzuführrichtung
s verläuft und im Querschnitt dem Drahtdurchmesser
d (vgl. Fig. 7 sowie 9) angepaßt ist.
[0037] Durch die Bewegungsmöglichkeiten entlang der Bewegungsachsen
w und
x des Umformdornes 16 kann dieser so zum Draht 10 (Fig. 9 und 10) positioniert werden,
daß letzterer in der Führungsnut 27 oder an irgendeiner beliebigen anderen Stelle
oder Kante des Umformdornes 16 liegt. Durch diese Positioniermöglichkeiten des Umformdornes
16 und durch die Freiheitsgrade
t, v, y des 3D-Windefingers 23 kann der Draht 10 nun fast beliebig umgeformt werden.
[0038] Gemäß Fig. 3, ist die Führungsnut 27 auf ihrer vom Maschinengestell 2 abgewandten
Seite von der dortigen Außenfläche 31 des unteren Dornabschnittes 16b durch eine Nase
29 getrennt, die z. B. das Herstellen eines nach vorn abgebogenen Schenkels einer
Feder ermöglicht (vgl. auch die Darstellung der Fig. 9 und 10 oder der Fig. 11A bis
11K). Auf der Oberseite dieser Nase 29 ist, senkrecht zur Längsmittelebene
M-M (vgl. Fig. 7) der Führungsnut 27 und parallel zur Drahtzuführrichtung
s eine ebene Begrenzungswand 32 ausgebildet, welche die obere Begrenzungsfläche der
Nase 29 ausmacht und das obere Ende des äußeren Seitenschenkels der Führungsnut 27
mit der Außenfläche 31 des unteren Dornabschnittes 16b verbindet.
[0039] Die Breite
B der oberen Begrenzungswand 32 ist, wie gut aus Fig. 6 (linke Darstellung) erkennbar,
größer als der Durchmesser des Drahtes. Die Tiefe
T der Führungsnut 27 ist etwas größer als der Durchmesser des Drahtes.
[0040] Wie Fig. 3 weiter zeigt, überragt die untere Fläche des oberen Dornabschnittes 16a
die Führungsnut 27 im unteren Dornabschnitt 16b, indem sie über die obere Fläche des
letzteren in Richtung nach vorne hin übersteht.
[0041] An seinem vorderen Ende ist der obere Dornabschnitt 16a außerdem mit einem abgerundeten,
insbesondere kreisbogenförmig gekrümmten Abschnitt 35 versehen, mit dem der zugeführte
Draht 10 in einer entsprechenden Ebene gebogen werden kann.
[0042] Die hier eingesetzte kreisbogenförmige Biegefläche 35 könnte am Umformdorn 16 aber
auch in einer anderen Ausrichtung angebracht sein, etwa so, daß die Krümmungsachse
A der Biegefläche 35 in der Längsmittelebene
M-M (vgl. Fig. 7) der Führungsnut 27 oder parallel zu dieser versetzt liegt.
[0043] Bei der Ausführung der Umformdornes 16, wie sie in den Figuren gezeigt ist, liegt
die Biegeachse
A der Krümmungsfläche 35 senkrecht zur Drahtzuführungsrichtung
s und senkrecht zum Maschinengestell 2 (also parallel zur Achse
x).
[0044] Bei der gezeigten Ausführungsform der Biegefläche 35 erstreckt sich diese, wie Fig.
3 zeigt, kreisförmig über etwa einen Viertelquadranten hinweg, läuft also fast über
die gesamte Länge
L des Urnformdornes 16, in Drahtzuführrichtung
s gesehen, und zwar ganz am vorderen Endabschnitt des oberen Dornabschnittes 16a, wie
dies auch in Fig. 6 gezeigt ist.
[0045] Es besteht jedoch durchaus auch die Möglichkeit zu einer anderen Ausrichtung und
Anordnung, wie eine solche z. B. aus den Fig. 5 oder 8 hervorgeht, auf die weiter
unten noch näher eingegangen wird.
[0046] Bei dem in Fig. 3 sowie in den Fig. 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispiel wird
an dem nach außen (vorne) gerichteten Ende des Urnformdornes 16 zwischen der Begrenzungsfläche
32 am unteren Dornabschnitt 16b und der Biegefläche 35 am oberen Dornabschnitt 16a
eine von der Außenseite der Anordnung zugängliche Öffnung 46 geschaffen, deren Weite
h (senkrecht zur Begrenzungswand) in Drahtzuführrichtung
s laufend zunimmt (siehe Fig. 3).
[0047] Diese Öffnung 46, die sich über die gesamte Länge
L des Umformdornes 16 (in Drahtzuführrichtung
s gesehen) erstreckt, hat an ihrem engsten Querschnitt, der zu Beginn der Länge
L direkt neben dem Auslaß 25 der Drahtführung 5 liegt, eine Weite
h, die so groß ist, daß der angeförderte Draht 10 unter Berücksichtigung seines Durchmessers
d von außen in sie eingeführt und dann in die Führungsnut 27 eingebracht werden kann,
wobei alle hierfür erforderlichen Relativbewegungen durch die Bewegung des Umformdornes
16 in die Richtungen
w bzw.
x des Domes 16 relativ zum Draht 10 ausgeführt werden können.
[0048] Die Fig. 4 bis 8 zeigen, in schematischer Ansicht von der Vorderseite des Umformdornes
16 her entgegen der Drahtzuführrichtung
s gesehen, Darstellungen unterschiedlicher Ausführungsformen für den Umformdorn 16.
Dabei sind mit strichpunktierten Linien mögliche Positionen des Drahtes 10 zum Biegen
und mit Pfeilen mögliche Biegerichtungen angedeutet.
[0049] In Fig. 4 ist eine einteilige Ausführung des Urnformdornes 16 gezeigt, in den ein
L-förmiger Kanal 33 eingelassen ist, der an der Außenseite des Umformdornes 16 in
der Öffnung 46 mündet, durch die ein Draht eingeführt und in den hier nach oben gerichteten,
die Führungsnut 27 ausbildenden Schenkel des Kanals 33 eingebracht werden kann. Strichpunktiert
sind verschiedene Positionen eines in den Kanal 33 eingeführten Drahtes gezeigt, wobei
für jede dieser verschiedenen Drahtpositionen durch kleine Pfeile die möglichen Biegerichtungen
angedeutet sind.
[0050] Fig. 5 zeigt einen ähnlichen Umformdorn 16, der hier jedoch zweiteilig mit einem
oberen Dornabschnitt 16a und einem unteren Dornabschnitt 16b ausgebildet ist. Die
obere Darstellung zeigt eine Ansicht wie die in Fig. 1, die untere Darstellung zeigt
eine Draufsicht auf den unteren Dornabschnitt 16b von oben (bei entferntem oberen
Dornabschnitt 16a). Die beiden Dornabschnitte 16a und 16b bilden gemeinsam wiederum
einen L-förmigen Kanal 33, bei dem diesmal aber der die Führungsnut 27 ausbildende
Schenkel des L-förmigen Kanals 33 nach unten läuft. Der Führungsnut 27 ist, in Einführrichtung
des Drahtes gesehen, ein gerundeter Abschnitt 35' als eine Biegefläche vorgeschaltet,
deren Biegeachse parallel zur Längsmittelebene
M-M (vgl. Fig. 7) der Führungsnut 27 liegt und der das Winden von Federkörpern vereinfacht.
[0051] Fig. 6 zeigt ebenfalls einen zweiteiligen Umformdorn 16 mit einem oberen Dornabschnitt
16a und einem unteren Dornabschnitt 16b. Bei dieser Ausgestaltung handelt es sich
um dieselbe, wie sie in den Fig. 1 bis 3 sowie 9 bis 11 K dargestellt ist. Der Biegeabschnitt
mit der kreisförmigen Biegefläche 35 ist nach oben gerundet, wie dies aus Fig. 3 oder
den Fig. 9 und 10 gut ersichtlich ist, wobei die rechte Darstellung der Fig. 6 die
Vorderansicht des oberen Umformdornabschnittes 16a (Blickrichtung von links in der
linken Darstellung) zeigt.
[0052] Die in den Figuren geschilderten Beispiele zeigen die Herstellung rechtsgewundener
Federn. Selbstverständlich besteht bei Verwendung der Erfindung gleichermaßen auch
die Möglichkeit zur Herstellung linksgewundener Federn, auch wenn dies nicht in den
Figuren gezeigt ist. Um linksgewundene Federn herzustellen, ist es dann nur erforderlich,
den Umformdorn 16 und die Drahtführung 5 durch einen neuen Umformdorn und eine neue
Drahtführung zu ersetzen, wobei jedes dieser Elemente in einer zu den in den Figuren
gezeigten Darstellungen um eine senkrecht zur Längsmittelebene
M-M und durch die Längsmittelachse des Drahtführungskanals (Führungsnut 27) verlaufende
Ebene gespiegelten Anordnung ausgeführt ist.
[0053] Die Fig. 7 und 8 zeigen nun jeweils zweiteilige Umformdorne 16 mit Schließfunktion:
[0054] Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 sind der obere Dornabschnitt 16a und der untere
Dornabschnitt 16b um eine Drehachse 36 (über einen nicht gezeigten Mechanismus bzw.
Antrieb) scherenförmig zueinander verschwenkbar. In der geschlossenen Stellung (linke
Darstellung der Fig. 7) liegt der Draht in einem Drahtführungskanal 27 mit einem geschlossenen
Querschnitt, so daß der Draht in dieser geschlossenen Position des Umformdornes 16
beim Durchlauf durch diesen vollständig umschlossen ist.
[0055] In dieser geschlossenen Position überdeckt der obere Dornabschnitt 16a an seiner
Außenseite (in Fig. 7: links) mit einer nach unten ragenden Nase 37 die äußere Fläche
31 des unteren Dornabschnittes 16b, in dem der Führungskanal 27 ausgebildet ist.
[0056] Aus der geschlossenen Position der linken Darstellung in Fig. 7 läßt sich die Dorneinheit
6 durch scherenartiges Aufklappen um die Drehachse 36 in eine geöffnete Position überführen,
wie sie in der rechten Darstellung der Fig. 7 gezeigt ist. Nunmehr wird zwischen der
nach unten ragenden vorderen Nase 37 des oberen Dornabschnittes 16a und der Begrenzungswand
32 eine Öffnung 46 gebildet, durch welche ein Draht 10 von außen in die Führungsnut
27 hinein- oder aus dieser herausgeführt werden kann.
[0057] Die Nasen 37 und 29 stützen sich in der geschlossenen Stellung des Umformdornes 16
gegenseitig nach außen hin ab, wodurch eine erhöhte Steifigkeit beim Biegen nach vorn
(also nach links in Fig. 7) erreicht wird.
[0058] In Fig. 8 ist schließlich eine weitere Ausführungsform eines zweiteiligen Umformdornes
16 dargestellt, wieder links in der geschlossenen und rechts in der geöffneten Position.
[0059] Hierbei sind der obere Dornabschnitt 16a und der untere Dornabschnitt 16b in der
geöffneten Position (rechte Darstellung in Fig. 8) nicht mehr miteinander verbunden.
Vielmehr sind zur Schaffung der Öffnung 46 für einen Zugang in die Führungsnut 27
die beiden Dornabschnitte 16a und 16b parallel, in ungeänderter relativer Ausrichtung
zueinander, auseinandergefahren, was ebenfalls durch einfache Mechanismen (wie Kniehebel,
Spreizelemente oder eine Kurvensteuerung, aber auch durch motorische Antriebe, alles
in der Figur nicht dargestellt) erfolgen kann und dem Fachmann ein hierfür geeigneter
Mechanismus bzw. Antrieb geläufig ist.
[0060] Zusätzlich ist bei dieser Ausführungsform der obere Dornabschnitt 16a aus zwei miteinander
verbundenen Elementen 38 (Dornteil 1) sowie 39 (Dornteil 2) zusammengesetzt. Damit
kann z. B. eine abgerundete Biegefläche 35" o. ä. auch in einem Mittelstück des Umformdornes
16 realisiert werden.
[0061] Der Aufbau des Umformdornes 16 in mehrteiliger Form vereinfacht die Herstellung der
einzelnen Dornteile 16a, 16b, 38 bzw. 39 und ermöglicht eine Veränderung der Form
des Kanals 33 bzw. der Formflächen 28 und 35 durch den Austausch eines der Dornabschnitte
16a, 16b oder eines Dornteiles 38 bzw. 39.
[0062] Durch den Einsatz beweglicher Dornabschnitte kann der Umformdorn 16 aus den Fig.
7 und 8 auch als Greifer ausgeführt werden, der den Draht 10, einen Schenkel oder
den Federkörper greifen und positionieren kann, was sich als eine weitere Möglichkeit
der Benutzung einer solchen Dorneinheit ergibt. Hierfür wird der Umformdorn 16 auch
in Zuführrichtung s des Drahtes beweglich ausgeführt und die Tiefe
T der Führungsnut 27 etwas kleiner als der Drahtdurchmesser
d gewählt, um in der geschlossenen Stellung beider Dornabschnitte 16a und 16b ein Festhalten
des Drahtes zwischen ihnen zu erreichen.
[0063] Die Einbaurichtung des Führungskanals 27, nämlich z. B. nach oben (wie in Fig. 4)
oder nach unten (wie in Fig. 5 und 6), ist beliebig und je nach Anwendung bzw. gewünschter
Federform individuell wählbar.
[0064] Neben der aufgezeigten Ausführung mit einem abgerundeten Dornabschnitt 35 bzw. 35'
bzw. 35" sind auch viele weitere, mögliche Abwandlungen denkbar. So hat es sich als
günstig herausgestellt, wenn z. B. die Stirnfläche des Domes 16 zusätzlich abgeschliffen
wird, um für den Draht keinerlei Hindernis darzustellen. Die Stirnfläche ist dabei
meist als entsprechende Freiformfläche ohne genaue geometrische Definition ausgeführt.
[0065] Die Fig. 9 und 10 zeigen die Umformelemente aus Fig. 3 in einem Zustand des Abbiegens
eines nach vorne gerichteten Schenkels 40 aus zwei unterschiedlichen Perspektiven:
Fig. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht von schräg vorne, während Fig. 10 eine perspektivische
Ansicht der Anordnung schräg von hinten darstellt.
[0066] Dabei läuft der Draht 10 in der Führungsnut 27 und wird über eine entsprechende Aussparung
41 am Umformwerkzeug 15 bei einer Bewegung desselben nach vorne an der Nase 29 abgebogen.
[0067] Am Ende der Führungsnut 27 ist der Übergang von dieser in die Biegerichtung nach
außen hin durch eine an der Nase 29 angebrachte Abrundung 42 begünstigt.
[0068] Schließlich sind in perspektivischen Prinzipdarstellungen der verschiedenen Umformelemente
in den Fig. 11A bis 11K verschiedene Stadien bei der Herstellung einer Feder 43 mit
abgewinkelten Schenkeln 44 dargestellt. Dabei zeigen die jeweils links und rechts
nebeneinander dargestellten Zeichnungen denselben Arbeitsschritt, jedoch aus zwei
unterschiedlichen Perspektiven, wobei zudem in den linken Darstellungen auch noch
durch Pfeile die Bewegungsabfolgen der einzelnen Werkzeuge angegeben sind.
[0069] Die Fig. 11A und 11B zeigen einen Zustand, in dem der Draht 10 durch die Drahtführung
5 und die Führungsnut des unteren Dornabschnittes 16b über den Umformdorn 16 hinaustransportiert
wurde. Durch eine Bewegung des Umformwerkzeuges 15 in Richtung auf den Umformdorn
16 und von oben nach unten (Bewegungen entlang der Bewegungsachsen
t und v) wird der Draht 10 an der hinteren Kante des Umformdornes 16 (und zwar an dessen
unterem Dornabschnitt 16b) abgebogen und damit ein erster abgewinkelter Schenkel 44
hergestellt.
[0070] Anschließend wird das Umformwerkzeug 15 nach rechts vom Draht 10 weggefahren, hinten
um diesen herumgeführt, abgesenkt und von unten wieder an dem Draht 10 angelegt. Gleichzeitig
wurde der Draht 10 um ein weiteres Stück vortransportiert, der Umformdorn 16 abgesenkt
und ein Stück nach hinten versetzt, um die abgerundete Biegefläche 35 an den Draht
10 anzulegen (Stellung gemäß den Fig. 11C und 11D).
[0071] Sodann wird durch ein Anheben des Umformwerkzeuges 15 und durch Aktivierung des Drahtvorschubs
ein Federkörper 47 durch Winden erzeugt. Die Steigungseinrichtung 8 kann zur Erzeugung
des Abstandes zwischen den einzelnen Windungen senkrecht zum Draht +10 bewegt werden.
Dieser Zustand ist in den Fig. 11E und 11F gezeigt.
[0072] Nach Fertigstellung des Federkörpers 47 wird das Umformwerkzeug 15 vom Draht 10 weggefahren,
hinten um diesen herumgeführt und von hinten im Inneren des Federkörpers 47 positioniert.
Nun wird der zweite Schenkel 44 durch Aktivierung des Drahtvorschubes und anschließendes
Absenken des Umformwerkzeuges 15 abgebogen. Diese Abbiegung kann entweder erneut (wie
zu Beginn) in der Führungsnut 27 des Umformdornes 16 oder aber auf der Nase 29 erfolgen
(vgl. Fig. 11G und 11H).
[0073] Schließlich wird, wie in den Fig. 11J und 11K gezeigt, durch Zurückfahren des Umformdornes
16 und des Umformwerkzeuges 15 die Feder 43 freigegeben. Durch Vorschieben des Drahtes
10 wird die entsprechende Schenkellänge hergestellt und die fertige Feder 43 durch
Anheben des Gegenmessers 30 und durch Absenken des Messers 21 abgetrennt.
[0074] Anschließend kann der Prozeß zur Herstellung einer neuen Feder wieder beginnen.
1. Federherstellungsmaschine (1) mit einem Maschinengestell (2), auf dem ein Drahteinzug
(4) und eine Drahtführung (5) zur Zuführung eines Drahtes (10) in einer Zuführrichtung
(s), ferner ein der Drahtführung (5) nachgeschalteter, senkrecht zum zugeführten Draht
(10) sowohl in Höhenrichtung (w), als auch in Richtung (x) senkrecht zum Maschinengestell
(2) verfahrbarer Dorn (16) und nach diesem ein parallel (t) zur Drahtzuführrichtung
(s) sowie in zwei zueinander und jeweils zur Drahtzuführrichtung (s) senkrechten Richtungen
(y, v) verfahrbares Umformwerkzeug (15) angebracht sind,
dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (16) einen Drahtführungskanal (27) aufweist, der im Dorn (16) in einem Abstand
von dessen vom Maschinengestell (2) abgewandter äußeren Seitenwand (31) ausgebildet
ist, durch den der zugeführte Draht (10) durch den Dorn (16) zum Umformwerkzeug (15)
führbar und ferner über eine Öffnung (46) des Domes (16) in den Drahtführungskanal
(27) einführbar ist.
2. Federherstellungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtführungskanal in Form einer Führungsnut (27) ausgebildet ist.
3. Federherstellungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnut (27) eine Nuttiefe (T) hat, die mindestens dem Durchmesser (d) des
Drahtes (10) entspricht.
4. Federherstellungsmaschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnut (27) an ihrem vom Maschinengestell (2) abgewandten Seitenschenkel
über eine senkrecht zur Längsmittelebene (M-M) des Drahtführungskanals (27) und parallel
(t) zur Drahtzuführrichtung (s) verlaufende ebene Begrenzungswand (32) mit der äußeren
Seitenwand (31) des Domes (16) verbunden ist.
5. Federherstellungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Begrenzungswand (32), senkrecht zur Drahtzuführrichtung (s), eine Breite
(B) aufweist, die größer als der Drahtdurchmesser (d) ist.
6. Federherstellungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (46) zum Einführen des Drahtes (10) in den Drahtführungskanal (27) direkt
neben der Begrenzungswand (32) verläuft und sich über die gesamte Länge (L) des Domes
(16) in Drahtzuführrichtung (s) hinweg erstreckt.
7. Federherstellungsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (46) zum Einführen des Drahtes (10) in den Drahtführungskanal (27) senkrecht
zur ebenen Begrenzungswand (32) eine Öffnungsweite (h) aufweist, die mindestens dem
Drahtdurchmesser (d) entspricht.
8. Federherstellungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (16) zweiteilig aufgebaut ist und einen oberen (16a) sowie einen unteren
(16b) Dornabschnitt umfaßt.
9. Federherstellungsmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Dornabschnitte (16a, 16b) zur Schaffung der Öffnung (46) zum Einführen des
Drahtes (10) in den Drahtführungskanal (27) aus einer geschlossenen Stellung, in welcher
der in einem der beiden Dornabschnitte (16b) ausgebildete und zur Trennfläche zwischen
beiden Dornabschnitten (16a, 16b) hin offene Drahtführungskanal (27) vom anderen Dornabschnitt
(16a) vollständig überdeckt und verschlossen ist, in eine geöffnete Stellung verbringbar
sind, in welcher der Drahtführungskanal (27) geöffnet ist und die Öffnung (46) zum
Einführen des Drahtes (10) in ihn zwischen beiden Dornabschnitten (16a, 16b) geschaffen
wird.
10. Federherstellungsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dornabschnitte (16a, 16b) um eine gemeinsame Gelenkstelle (36) zueinander
verschwenkbar und dabei scherenförmig aufklappbar sind.
11. Federherstellungsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß beide Dornabschnitte (16a, 16b) zur Einnahme der geöffneten Stellung unter Beibehaltung
ihrer Ausrichtung auseinander bewegbar sind.
12. Federherstellungsmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dornabschnitt (16b), in dem der Drahtführungskanal (27) ausgebildet ist, in der
geschlossenen Stellung des Domes (16) an dessen Außenseite von einer vom anderen Dornabschnitt
(16b) vorragenden Nase (37) überdeckt wird, die in der geschlossenen Stellung gegen
die äußere Begrenzungsfläche (31) des den Drahtführungskanal (27) enthaltenden Dornabschnittes
(16b), diesen überdeckend, flächig anliegt.
13. Federherstellungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß am Dorn (16) zusätzlich eine kreisbogenförmige Biegefläche (35; 35'; 35") zur Biegeanlage
des zugeführten Drahtes (10) ausgebildet ist, wobei die Krümmungsachse (A) der Biegefläche
(35; 35'; 35") senkrecht zur Zuführrichtung (s) des Drahtes (10) liegt.
14. Federherstellungsmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegefläche (35; 35'; 35") in einer Richtung senkrecht zur Längsmittelebene (M-M)
des Drahtführungskanals (27) versetzt am Dorn (16) angebracht ist.
15. Federherstellungsmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsachse (A) der Biegefläche (35; 35") senkrecht zur Längsmittelebene (M-M)
des Drahtführungskanals (27) liegt.
16. Federherstellungsmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsachse (A) der Biegefläche (35") parallel zur Längsmittelebene (M-M)
des Drahtführungskanals (27) liegt.
17. Federherstellungsmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 12 oder einem der Ansprüche
13 bis 16, soweit diese auf einen der Ansprüche 9 bis 12 rückbezogen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe (T) der Führungsnut (27) kleiner als der Durchmesser (d) des Drahtes (10)
ist und der Dorn (16) auch noch in Zuführrichtung (s) des Drahtes (10) verfahrbar
ist.
18. Dorn (16) mit den kennzeichnenden Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 17 zur
Verwendung bei einer Federherstellungsmaschine (1) gemäß Oberbegriff von Anspruch
1.