DE3426191A1

DE3426191A1 - Verfahren zur herstellung von schraubenfedern

Info

Publication number: DE3426191A1
Application number: DE19843426191
Authority: DE
Inventors: Takeji Tokio/Tokyo Matsuoka
Original assignee: MATSUOKA ENGINEERING CO
Current assignee: Canon Machinery Inc
Priority date: 1983-07-15
Filing date: 1984-07-16
Publication date: 1985-01-24
Anticipated expiration: 2004-07-17
Also published as: US4594869A; JPH0356818B2; JPS6021136A; DE3426191C2

Description

MATSUOKA ENGINEERING CO. LTD. M 3748 Lw/nc

28, Kanda-Higashimatsushita-cho
Chiyoda-ku

Tokyo, Japan .

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Verfahren zur Herstellung von Schraubenfedern 10

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Schraubenfeder, bei dem eine Schraubenfeder bei hoher Geschwindigkeit genau gefertigt werden soll.

Schraubenfedern lassen sich grob, entsprechend der aufzubringenden Last, in vier Arten von Federn einteilen, nämlich Druckschraubenfedern, Zugschraubenfedern, Torsionsschraubenfedern und Schraubenfedern, auf die unregelmäßige Lasten, die sich von den obengenannten drei Lastarten unterscheiden, jeweils aufgebracht werden. Die jeweilige Gestalt ist unterschiedlich. Hier wieder ist jedoch die Genauigkeit der Anzahl aktiver Schraubenwicklungen äußerst wichtig für jede Art Schraubenfeder, da diese aktiven Schraubenwicklungen die Belastungsenergie entsprechend der aufgebrachten Last speichern. Es ist also von großer Wichtigkeit, bei der Herstellung von Schraubenfedern die Genauigkeit der aktiven Wicklungen zu steigern, die Fertigungsgeschwindigkeit zu verbessern.

Eine Vorrichtung zur Herstellung von Schraubenfedern läßt sich in die folgenden beiden Gerätearten aufteilen.

1. Eine Vorrichtung zum Herstellen von Schraubenfedern mit einem Kernstangen-Antriebssystem, bei dem ein Drahtmaterial eng oder mit einer Steigung oder einer Teilung um den Umfang der Kernstange gewickelt wird,

während diese parallel bei dem Fortschritt gezogen wird, den die Kernstange mit Vorsprung hat, und die in der Lage ist, das Ende des verwendeten Drahtmaterials zur Bildung einer Schraubenwicklung zu halten, wenn diese hierin eingeführt wird und in Axialrichtung gedreht und bewegt wird; ferner werden die Gesamtwindungen gebildet, indem das Drahtmaterial bei bestimmter zeitlich Abstimmung umgespult oder neu gewickelt wird.

2. Eine Vorrichtung zum Herstellen einer Schraubenfeder mit einem druckbeaufschlagten Gleichlaufwalzenantriebstyp, bei dem die Schraubenfeder Wicklungen insgesamt durch festes Wickelnoder Steigungswickeln des Drahtmaterials geformt werden, indem kontinierlich im spezifizierten Krümmungsradius geformt wird, während das Drahtmaterial druckbeaufschlagt durch Drehung von mehr als einem Satz der unter Druck stehenden Zuführungsgleichlaufrollen gegen eine Biegeform durch eine Drahtführung geschickt wird oder indem die gegenseitige Beziehung der Biegewerkzeuge zum Drahtmaterial verändert wird , indem ein Teilungswerkzeug entsprechend den Notwendigkeiten in Gang gesetzt wird.

Gemäß der obigen Beschreibung besteht eine Schraubenfeder-Herstellungsvorrichtung beliebiger Art aus einem Antriebsmechanismus, der eine Kernstange oder eine druckbeaufschlagte Gleichlaufwalze oder -rolle dreht, um ein Drahtmaterial an einen Schraubenfederwindung bildenden Teil zu liefern, um die Gesamtwicklungen der Schraubenfeder zu formen; vorgesehen ist auch eine Teilungsänderungsvorichtung, um die Kernstange in Axialrichtung zu bewegen oder die rela-' tive Lage der Biegewerkzeuge oder -formen zum Drahtmaterial zu verändern, um die Teilung oder Steigung der aktiven Schraubenwicklungen der Schraubenfeder zu verändern; vorgesehen ist auch eine Einrichtung,

um den Endteil einer Schraubenfeder zu formen, ähnlich den obengenannten Steigungsänderungseinrichtungen, um die Steigung der Entwicklung mit der Entwicklung der Schraubenfeder zu verändern. Vorgesehen ist eine Einrichtung zum Bilden der Öse des Endteils der Schraubenfeder; eine Einrichtung zum Verändern der Querschnittsfläche der aktiven Wicklungen, welche die Lage der Biegewerkzeuge oder -formen verändern, um die Querschnittsfläche der aktiven Wicklungen der Schraubenfeder in dem Fall zu ändern, daß eine Schraubenfeder mit einem Querschnitt, wie eine Tonne, geformt werden soll; eine Schneideinrichtung für das Drahtmaterial (hiernach Formeinrichtung genannt) ist vorgesehen. Die erstgenannte Antriebseinrichtung und die zweitgenannte Antriebseinrichtung für die Formmittel werden sequentiell durch Nocken, sich drehende Wellen, Getrieberäder und Gelenkmechanismen betätigt.

Bei der üblichen Schraubenfeder-Herstellungsvorrichtung jedoch arbeitet der Antriebsmechanismus zum Formen der Gesamtheit der Wicklungen der Schraubenfeder als Basisantriebsmechanismusprinzip ein System, bei dem ein Ritzel veranlaßt wird, eine reziproke Bewegung durchzuführen, indem eine reziproke Bewegung einem Segmentzahnrad oder einer Zahnstange durch die Drehung einer Kurbel oder eines Nockens erteilt wird, welche in der Lage ist, eine vergleichsweise große Anzahl von Wicklungen größerer Länge innerhalb der begrenzten Zeitperiode und auch eine wirtschaftlich einfache harmonische Bewegungskurve

3Q herzustellen. Im allgemeinen wird im Falle eines druckbeaufschlagten Gleichlaufrollen-Antriebssystems eine intermittierende Drehung in der einen Richtung auf die Kupplungswelle durch Haupeinwegkupplung und Einwegkupplung für den Rückanschlag übertragen, der mit dem Ritzel verbunden ist, wodurch die reziproke Drehung herbeigeführt wird; darüber hinaus wird ein Drahtmaterial unter Druck der druckbeaufschlagten Gleichlaufrolle durch Drehung der druckbeaufschlagten Zuführungsgleichlaufrollenwellen

mittels einer Vielzahl von Bahnen konjugierter Getrieberäder zugeführt; es ist jedoch auch möglich, komplementär ein Drahtrnaterial unter Druck über eine kurze Periode zuzuführen, indem man für die Hilfszuführung einen Nocken- und Gelenkmechanismus verbindet, der durch die Nocke mit der obengenannten Einwegkupplung für den sog. Backstop betätigt wird. Im Falle eines Kernstangenantriebssystems dagegen wird, wie in den offengelegten japanischen Anmeldungen 1354/1976 und 69562/1979 beschrieben, das genannte Ziel erreicht, indem man viele Getrieberäder und Gelenke und hydraulische Vorrichtungen verwendet; beim Gegenstand dieser Patentanmeldung ergeben sich jedoch die folgenden Nachteile, das sind

1. Ein überlaufen, hervorgerufen durch die Trägheitskraft zugeordneter Gelenkmechanismen, des Getriebes und der Welle macht die genaue Kontrolle schwierig. Eine genaue Kontrolle ist auch schwierig aufgrund des Einflusses des durch die Getrieberäder eingeführten Totgangs. Daher ist die Genauigkeit einer Anzahl von Schraubengängen und der Zuführungslänge des Drahts der hergestellen Schraubenfeder gering.

2. Der Stoppermechanismus oder Bremsmechanismus sowie ein Mechanismus zum Betätigen eines solchen Mechanismus in zeitlich abgestimmter Weise ist notwendig, um eine solche niedrige Genauigkeit zu verbessern. Eine Schraubenfeder-Herstellungsvorrichtung ist daher kompliziert und wird teuer· und erfordert darüber hinaus Wartung und Kontrolle,

3. Viele mechanischen Teile, wie einander zugeordnete Gelenkmechanismen, Getrieberäder und Wellen werden verwendet; es ist dadurch schwierig, schnell einen 3g Hochqeschwindigkeitsantrieb zu starten und die Herstellungskapazität für die Schraubenfeder zu steigern. Erfolgt Antrieb bei hoher Geschwindigkeit, so wird die Trägheitskraft der mechanischen Teile groß; die

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Genauigkeit nimmt erheblich ab; die Ausschußrate steigt mit der Beschädigung an den mechanischen Teilen.

4. Da viele Mechanismen kombiniert werden, sind die Arbeitsverfahren kompliziert und durch Versuch und Fehler

müssen verschiedene reziproke Vorgänge experimentell untersucht werden, um die Anzahl der Schraubenwicklungen und die Zuführungslänge des Drahtes der Schraubenfeder zu verändern.
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5. Die Antriebszeit des Antriebsmechanismus zum Formen der Gesamtwicklungen der Schraubenfeder während einer Umdrehung der Hauptantriebswelle der Maschine ist fest; viele Einschränkungen auf diversifizierte Anwendungsfelder der Schraubenfeder-Herstellungsvorrichtung sind gegeben. Es ist daher schwer, eine Schraubenfeder mit einer großen Anzahl von Schraubenwicklungen und einer großen Drahtzuführungslänge zu formen. Gleichzeitig ist es schwer, eine längere Zeit für den Antrieb der Formvorrichtungen zu nützen und eine Schraubenfeder komplizierter Gestalt in der Endöse oder allgemeiner dem Endtei zu formen.

Wie oben beschrieben, hat die übliche Schraubenfeder-Herstellungsvorrichtung gewisse Nachteile; diese Nachteile sind zurückzuführen auf ein Antriebssystem, das ein Drahtmaterial, einen Spulenwicklungsformungsteil zuliefert, um die gesamten Wicklungen der Schraubenfeder zu formen. Im Hinblick auf ein Eliminieren der obengenannten Nachteile wurde eine numerisch geregelte Schraubenfeder-Herstellungsvorrichtung entwickelt. Bei einer solchen Vorrichtung wird ein Antriebsmechanismus, der ein Drahtmaterial dem schraubenwicklungsbildenden Teil zuliefert, um die gesamten Schraubenwicklungen der Schraubenfeder zu formen, nicht durch eine Antriebskraft der Hauptantriebswelle einer Maschine durch die jeweiligen Mechanismen angetrieben,
es wird vielmehr durch einen anderen Antriebsmechanismus,

der unabhängig von der Hauptantriebswelle ist, synchron mit dem Antrieb der Formeinrichtungen angetrieben.

Solch eine numerisch geregelte Schraubenfeder-Herstellungsvorrichtung hat jedoch die folgenden praktischen Nachteile, die darin bestehen, daß es schwierig ist, einfach, wirtschaftlich und genau diesen Antriebsmechanismus und die Drehung der Hauptwelle eines Mechanismus zum Antrieb der Formvorrichtungen zu synchronisieren, selbst im Fall, daß die Vorschrift für die herzustellende Schraubenfeder sich ändern würde. Die Produktivität wird ziemlich beeinträchtigt aufgrund des Anstiegs in den Kosten und der niedrigen Antriebsgeschwindigkeit, verglichen mit einem Hochgeschwindigkeitsbetrieb, der Genauigkeit und der Kostenreduktion und dem vielfachen Einsatz der vereinfachten Formvorrichtung bei üblichen Schraubenfeder-Herstellungsvorrichtungen, die hauptsächlich durch die verschiedenen Operationen der Formnocken angetrieben werden, die von einem allgemeinen Vielzweckantriebsmotor angetrieben werden, der kontinuierlich bei konstanter Geschwindigkeit dreht. Solch eine numerisch geregelte Schraubenfeder-Herstellungsvorrichtung ist zur Produktivität in folgender Hinsicht nicht wünschenswert, da bei einem Antrieb durch einen Gleichstrom-Servomotor, wenn eine Impulsreihe, wie Fig. 1 zeigt, eingeführt werden, die Impulse gezählt und durch einen Abweichungszähler des Positionierungsregelkreises gesammelt werden. Es erfolgt dann eine Umformung in eine Gleichstromanalogspannung durch einen Digitalanalogwandler; eine Geschwindigkeitssteuerung durch eine Servoeinheit aufgrund des Regelkreises tritt ein. Hierdurch wird ein Gleichstrom-Servomotor angetrieben. Zur Synchronisation mit solch einem Antrieb erzeugt ein optisches Tachometer, das direkt mit der Motorwelle verbunden ist, Impulse, proportional zu einem Drehwinkel der Motorwelle; hierdurch werden die Impulse im Abweichungskreis substrahiert. Wenn die Konstantsteuerungsimpulse kontinuierlich eingeführt werden, dreht ein Gleichstromservomotor im Beharrungs-

-τι zustand weiter; ein Gleichstromservomotor dreht aber weiter, bis die Impulse im Abweichungszähler zu Null werden, selbst wenn kein Eingang eines Steuerimpulses, wie Fig. 2 zeigt, vorhanden ist. Somit stellt sich eine große Differenz zwischen der Rotation eines Gleichstromservomotors und den Steuerimpulsen ein.

Ein Servogleichstrommotor kann die Rotationsgeschwindigkeit nicht schnell erreichen, die proportional zu einer Frequenz des Steuerimpulses aufgrund der Trägheitskraft des rotierenden Teils des Servomotors und der von anzutreibenden Einrichtungen ist; darüber hinaus erfolgt eine Verzögerung, die so groß ist, wie der im Deviationszähler gesammelte Inhalt. Solch eine Inhaltsgröße, nämlich Rotationsverzögerung, wird groß, wenn der Steuerfrequenzimpuls hoch liegt; anders ausgedrückt, die Drehzahl des Servomotors wird hoch. Dies führt dazu, daß es für die Schraubenfeder-Herstellungsvorrichtung unmöglich wird, den Antriebsmechanismus zu synchronisieren, der ein Drahtmaterial an den die Schraubenwicklung bildenden Teil liefert, um die Gesamtwicklungen der Schraubenfeder zu formen oder den Antriebsmechanismus der Formvorrichtungen zu synchronisieren. Es wird jedoch möglich, einen Gleichstromservomotor zu synchronisieren, um ein Drahtmaterial an den Schraubenwicklungs-Formungsteil und die Formvorrichtungen zu liefern, indem man die Steuerimpulsfrequenzfolge erhöht oder vermindert und dabei einen Computer mit sehr hoher Geschwindigkeit verwendet; andererseits ist dies nicht wünschenswert, da die Verwendung eines solchen Hochgeschwindigkeitscomputers die Vorrichtung erheblich verteuert.

Erfindungsgemäß ist nicht beabsichtigt, NC einzusetzen, was zu einer Steigerung der Kosten und einer niedrigen Arbeitsgeschwindigkeit führt. Vielmehr ergibt sich eine Verbesserung für den Antriebsmechanismus, der ein Drahtmaterial an den Schraubenwicklungsbildungsteil liefert, um die Gesamtschraubenwicklugen der Schraubenfeder zu formen. Es wird also keinerlei kompliziertes NC-System,

welches von der Schraubenfeder-Herstellungsvorrichtung isoliert ist, verwendet; entwickelt wurde ein wirtschaftliches NC gesteuertes Schraubenfeder-Herstellungssystem, welches direkt Charakteristiken, wie beispielsweise Hochgeschwindigkeitsbetrieb, hohe Genauigkeit, Kostenverminderung und Vielfalt der vereinfachten Formvorrichtungen bei der in weitern Umfang verwendeten üblichen Schraubenfeder-Herstellungsvorrichtung verwendet, die hauptsächlich durch Vorgänge verschiedener Formnocken angetrieben ist, welche von einem Vielzweckantriebsmotor angetrieben sind, der kontinuierlich bei konstanter Geschwindigkeit dreht. Der Mechanismus ist vereinfacht, durch den immer ein großer Bereich von Drehgeschwindigkeiten von sehr niedriger Rotation mit unregelmäßiger Geschwindkeit von Hand, was erforderlich ist, um die Anzahl der Schraubenwicklungen oder die Zuführungslänge eines Schraubenfederdrahts zu verändern, bis zu einer Rotationsgeschwindigkeit zu synchronisieren, die so hoch wie beispielsweise 350 UpM liegen kann.

Die Erfindung gibt ein Verfahren zum Herstellen einer Schraubenfeder an, bei der eine Taumelgröße bzw. die Größe der Taumelbewegung eines Verbindungskörpers, der mit einem in Taumelbewegung zu versetzenden Taumelkörper verbunden ist, dies über eine Nocke oder eine Kurbel geschieht, die von einer Antriebswelle angetrieben werden, welche bei konstanter Geschwindigkeit dreht, um wenigstens eine oder mehrere Einrichtungen anzutreiben, die dazu dienen, die Schraubensteigung aktiver Wendeln oder Schraubenabschnitte zu verändern, der Endteil gebildet wird, die Gestalt des Querschnitts der aktiven Schraubenabschnitte verändert wird und Drahtmaterial geschnitten wird,

in ein Impulssignal umgewandelt wird und dann bei der Herstellung einer Schraubenfeder gemessen wird; ein Gleichstromservomotor, der eine Kernstange oder eine druckbeaufschlagte Gleichlaufwalze in Drehung versetzt, die ein Drahtmaterial dem Schraubenbildungsteil zuliefert, wird durch solch ein Impulssignal

	Fig.	1
10	Fig.	2
	Fig.	3
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angetrieben, um eine Gesamtheit von Schraubengängen einer Schraubenfeder zu formen.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in

das Antriebssystem für einen Gleichstromservomotor bekannter Art; die Antriebsbedingungen eines Gleichstromservomotors nach dem Stand der Technik;

eine Frontansicht des Hauptteils einer Ausführungsform nach der Erfindung, wobei eine Kurbel als Mittel verwendet wird, um einen Taumelkörper in Taumelbewegungen zu versetzen;

Fig. 4 eine um 90° zu Fig. 3 ausgeführte

Ansicht;

20 Fig. 5 die Frontansicht des Hauptteils einer

Ausführungsform nach der Erfindung, wobei eine Nocke als Mittel für die Taumelbewegung eines Taumelkörpers Verwendung findet;

25 Fig. 6 eine bezüglich Fig. 5 um 90° geklappte

Ansicht;

Fig. 7 ein Antriebssystem eines Gleichstron--

servomotors nach der Erfindung;

Fig. 8 die Darstellung eines Hauptteils einer

30 Ausführungsform nach der Erfindung,

wobei ein Verbindungskabel, bestehend aus einem Zahnriemen der Kurbel als Mittel für die Taumelbewegung des Taumelkörpers verwendet wird;

35 Fig. 9 einen Querschnitt längs der Linie A-A

der Fig. 8;

Fig. 10 einen Querschnitt längs der Linie B-B

in Fig. 8; und

-KT-

Fig. 11 einen Querschnitt längs der Linie C-C

in Fig. 8.

Im folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung einer Schraubenfeder nach der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genauer erläutert.

In den Zeichnungen ist mit 1 die Antriebshauptwelle bezeichnet, die bei konstanter Geschwindigkeit dreht, im vorliegenden Fall bei der Herstellung einer Schraubenfeder, um wenigstens eine der Einrichtungen in Drehung zu versetzen, durch die Schraubensteigung oder -teilung aktiver Schraubenwindungen einer Schraubenfeder (nicht dargestellt) verändert wird. Weiterhin vorgesehen sind: eine Einrichtung zum Formen des Hakenteils am Ende der Schraubenfeder, eine Einrichtung zum Verändern, -in der Querschnittsdarstellung, der aktiven Schraubengänge einer Schraubenfeder (nicht gezeigt) sowie eine Einrichtung zum Schneiden des Endteils des Drahtmaterials (nicht gezeigt).

Die Antriebshauptwelle 1 wird durch einen Vielzweckmotor in Drehung versetzt, der gewöhnlich bei konstanter Geschwindigkeit dreht. 2 ist eine am Kurbelende der Hauptwelle 1 feste Kurbel. Diese Kurbel 2 ist mit einem Kurbelstift 3 versehen, der exzentrisch in der angegebenen Lage zum Antrieb der Kurbelhauptwelle 1 positioniert ist. Bei 4 handelt es sich um einen Taumel- oder Schwenkkörper, der in Taumelbewegung um die Mittelwelle 5 geführt ist, die an dem Schraubenfeder-Herstellungskörper befestigt ist. Der Taumelkörper 4 ist mit einer langen Nut 4a versehen. Da diese lange Nut 4a gleitverschieblich in einen Kurbelstift 3 greift, wenn die Kurbel 2 bei konstanter Geschwindigkeit durch die Antriebshauptwelle 1 dreht, bewegt sich der Kurbelstift 3 auf einem Kreis um die Antriebshauptwelle 1. Das Ergebnis ist, daß der Taumelkörper 4, mit dem der Kurbelstift 3 an der langen Nut 4a in Eingriff kommt, veranlaßt wird, um die Hauptwelle 5 zu verschwenken. 6 ist eine am Wellenende der Antriebshauptwelle 1 befestigte Nocke. 7 ein Nockenstößel, der eine

Drehbelastung an einer festen Welle 4b, die vom Taumelkörper 4 vorsteht, erfährt. Dieser Taumelkörper 4 wird veranlaßt, eine Taumelbewegung um die mittlere Welle 5 genauso wie die Kurbel 2 auszuführen, solange die Nockenfläche der Nocke 6 durch die Hauptantriebswelle 1 in Drehung versetzt wird und in Kontakt mit dem Nockenstößel 7 steht. 8 ist eine Einstellschraube, die eine Führungsnut beaufschlagt (die eine T-förmige Querschnittsfläche siehe Fig. 5 und 6) aufweist, und am Taumelkörper 4 vorgesehen ist. 9 ist ein Gleitkörper, der längs der Führungsnut 4c gleitet und in Eingriff mit der Stellschraube 8 steht. 10 ist ein Verbindungskörper einer Struktur, derart, daß ein Ende mit einer Verbindungswelle 9a verbunden ist, die vom Gleitkörper absteht, wie die Fig. 3 bis 6 zeigen, während das andere Ende mit einer Zahnstange 10a oder der Struktur eines Zahnriemens versehen ist, dessen Zähne 10b an der Kontaktfläche außen am Zahnrad 16 vorgesehen sind, wie Fig. 10 erkennen läßt. 11 ist eine Drehcodiervorrichtung, die eine Taumelgröße des Verbindungskörpers in ein Impulssignal für die Messung umwandelt. 12 ist ein Zahnrad, das an der Welle 11a einer Drehcodiervorrichtung 11 befestigt ist und in Eingriff mit der Zahnstange 10a oder den am Verbindungskörper 10 vorgesehenen Zähnen 10b steht. 13 ist eine Führungsrolle, die die Zahnstange 10a des Verbindungskörpers 10 in Kombination mit dem Ritzel 12 hält, so daß der Eingriff zwischen dem Ritzel und der Zahnstange 10a des Verbindungskörpers 10 für den Fall sichergestellt ist, daß das Ritzel 12 und die Zahnstange 10a miteinander in Eingriff stehen. Bei 14 handelt es sich um einen Gleitkörper, der längs der Führungsnut gleitet, die an der Federfertigungsvorrichtung vorgesehen ist und von einer Stellschraube 15 erfaßt ist. 16 ist ein an der Drehwelle 14a festes Ritzel, das den Gleitkörper 14 beaufschlagt.

17 ein Stift, der exzentrisch für die Drehwelle 14a des Ritzels 16 angebracht ist und gleitbeweglich in die lange Nut 4a, die am Taumelkörper 4 vorgesehen ist, greift.

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Wenn bei dieser Struktur die Antriebshauptwelle 1 eine einzige Umdrehung macht,macht auch die Kurbel 2 oder die am Wellenende festeNoche 6 der. Antriebshauptwelle 1 eine einzige Umdrehung. Was die Kurbel 2 angeht, so wird der Taumelkörper 4 veranlaßt, um die Mittelwelle 5 durch den Kurbelstift 3 die Taumelbewegung auszuführen, während im Fall der Nocke 6 der Taumelkörper 4 veranlaßt wird, vermittels des Nockenstößels 7 eine Taumelbewegung auszuführen. Die Taumelbewegung dieses Taumelkörpers 4 wird auf eine Drehcodiervorrichtung 11 durch den Verbindungskörper 10 übertragen, der direkt oder indirekt mit dem Taumelkörper 4 verbunden ist, und wird dann wieder in ein Impulssignal hierin umgewandelt. In diesem Fall läßt sich ein Taumelwinkel des Ritzels 16 verändern, indem die Verbindungsstellung des Verbindungskörpers 10 bezüglich des Taumelkörpers 4 verändert wird oder indem der Gleitkörper 14 bewegt, wie gestrichelt in Fig. 10 mit Bezug auf die Wirkungsweise der Stellschraube 15 angegeben, indem der Gleitkörper 9 nach vorne oder hinten gleitet und den Taumelkörper 4 sowie den Verbindungskörper 10 längs der Führungsnut 4c infolge der Wirkung der Stellschraube 8 verbindet. Die Größe der Taumelbewegung und die Taumelgeschwindigkeit des Verbindungskörpers 10 lassen sich ändern. Die Größe der Taumelbewegung des Verbindungskörpers läßt sich auf den gewünschten Wert innerhalb des Bereiches einstellen, innerhalb dessen die Hauptantriebswelle 1 um den spezifizierten Winkel dreht. Eine Drehung der Hauptantriebswelle 1 wird auf die oben beschriebene Drehcodiervorrichtung übertragen und als Impulssignal gemessen und wird als Steuerpulsfolge bzw. als Impulszug zum Antrieb eines Gleichstromservomotors verwendet, der die Kernstange oder die druckbeaufschlagte Zuführungsgleichlaufwalze antreibt, die ein Drahtmaterial dem Schraubenfederbildungsteil zuführt, um die Gesamtschraubenwindungen der Schraubenfeder zu formen. Wenn in diesem Falle eine druckbeaufschlagte Zuführungsgleichlaufwalze verwendet wird (feed co-roller), und zwar als Mittel, um ein Drahtmaterial an den Schraubenfederbildungsteil zu

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liefern, so ist es nicht mehr notwendig, das Drahtmaterial von dem Schraubenfederbildungsteil zu wickeln. Ein während der Rückwärtsdrehung der Welle 11a der Drehcodiervorrichtung 11 durch den elektrischen Kreis erzeugte Impuls, der an der Drehcodiervorrichtung 11 anliegt, wird nicht als Steuerimpuls geliefert. Für den Fall, daß eine Kernstange als Mittel zur Lieferung eines Drahtmaterials an den Schraubenfederbildungsteil verwendet wird, ist es notwendig, das Drahtmaterial aufzuwickeln, indem man umgekehrt das Drahtmaterial durch die gleiche Anzahl von Windungen wickelt, nachdem der Draht längs des Umfangs der Kernstange gewickelt wurde. Ein durch den elektrischen Kreis erzeugter Impuls, der an der Drehcodiervorrichtung 11 auftritt, wird als Steuerimpuls sowohl für normale, wie Rückwärtsdrehung der Welle 11a dieser Drehcodiervorrichtung 11 verwendet.

Wie mit Bezug auf die Fig. 3 bis 6 beschrieben ist, ist die Größe der Taumelbewegung des Verbindungskörpers 10, der direkt mit dem Taumelkörper 14 verbunden ist, der durch die Nocke in Taumelbewegung versetzbar ist oder durch die von der Hauptantriebswelle 1 von der Kurbel angetrieben wird, leicht einer einfachen harmonischen Bewegungskurve angenähert. Eine Änderung in der Beschleunigung zum Zeitpunkt des Beginns oder Endes der Drehung tritt auf, ist jedoch, wenn überhaupt, sehr gering; außerdem verläuft eine solche Änderung sehr glatt, während die Taumelbewegung ausgeführt wird; diese Charakteristik ist äußerst, geeignet für die Regelung eines Gleichstromservomotors. Weiterhin läßt sich nicht nur die Konstruktion zur Erzeugung des Steuerimpulses, der für den Antrieb eines solchen Gleichstromservomotors geeignet ist, einfach und wirtschaftlich aufbauen; auch die Synchronisierung mit der Drehung der Hauptantriebswelle 1 ist sichergestellt._ Somit läßt sich die Maßnahme nach der Erfindung wirksam für Einstellungen in einem Fall einsetzen, wo die Nennwerte der Schraubenfeder durch Drehung der Antriebswelle 1 von Hand verändert werden.

Durch die Maßnahme nach der Erfindung ergibt sich auch der Vorteil, daß, da Totgang zwischen den Zähnen der Zahnrädr-r 12 und 16 und den Zähnen 10b des Verbindungskörj-ers 10 fast eliminierbar sind, indem eine Struktur verv/endfit wird, bei der der Verbindungskörper 10 mit dem Taume!körper 4 verbunden ist und der Verbindungskörper der ^,ahnr iemenkonslruktion verwendet wird, dessen zähne lob an ier Kontaktfläche außen gegenüber dem Ritzel 16 belastet ?.ird_f derart, daß die Taumelbewegung durch den Taurnelku'rper erfolgt, der von der Hauptantriebswelle 1 angetrieben wird; das Ritzel 12 ist an der Welle 11a des Drehoodiergeräts 11, wie die Fig. 8 bis 11 zeigen, fest; die Größe der Taumelbewegung des Verbindungskörpers 10 wird direkt auf die Drehcodiervorrichtung 11 übertragen; diese Charakteristik, die fast die gleiche wie die einfache harmonische Bewegungskurve ist, kann erhalten werden; gleichzeitig läßt sich die Vorrichtung hinsichtlich Größe vermindern und kann glatt durch Gewichtsverminderung betätig werden, indem eine Aluminiumlegierung für die Ritzel 12 und 16 Verwendung findet.

Ein \ntricbssystem des Gleichstromservomotors nach der Erfindung unterscheidet sich nicht vom üblichen Antriebssystem des Gleichstromservomotors, wie Fig. 7 zeigt; die Steuerpulsfolge läßt sich jedoch der idealen einfachen harmonischen Bewegungskurve annähern, wo das Intervall der Steuerimpulsfolge breit wird, unmittelbar bevor der Gleichstromservomotor angelassen wird oder der Vorgang abgeschlossen wird und wird eng für die Zwischenperiode,

gQ wo dor Einfluß einer Trägheitskraft des sich drehenden Teil.-; des Gleichstromservomotors und der anzutreibenden Einrichtung verschwindet. Nur ein geringer Anteil der Impulse wird im Abweichungszähler im Positionssteuerkreis gesammelt; hierdurch kann eine ausgezeichnete Synchroni-·

gg sation zwischen dem Antriebsmechanismus ,

der ein Drahtinaterial dem Schraubenwindungbildungsteil zuführt und dem Antriebsmechanismus dieser Form-lebunyseinrichtungen sichergestellt werden.

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Ein Verfahren zum Herstellen einer Schraubenfeder nach der Erfindung der oben beschriebenen Art zeitigt verschiedene unten aufgeführte Vorteile und ist vom industriellen Standpunkt äußerst wirkungsvoll.

(1) Eine Einrichtung zum Liefern eines Drahtmaterials an den Schraubenfederbildungsteil zur Bildung der Gesamtheit von Windungen der Schraubenfeder ist nicht direkt durch eine Antriebskraft einer Hauptantriebswelle der Schraubenfeder-Herstellungsvorrichtung angetrieben und verwendet eine Struktur, wo die Kernstange oder die druckbeaufschlagte Zuführungsgleichlaufwalze direkt von einem Gleichstromservomotor angetrieben wird, der gegenüber der Hauptantriebswelle isoliert ist. Die Struktur der Einrichtungen zum Liefern eines Drahtmaterials an den Schraubenfederbildungsteil ist daher vereinfacht und im Gewicht reduziert; der Einfluß der Trägheit der Vorrichtung fällt also fast fort; die Genauigkeit beim Formen der Schraubenfeder kann stark verbessert werden.

(2) Eine Einrichtung zum Zuführen eines Drahtmaterials an den Schraubenfederbildungsteil mit Gewichtsverminderung, wie oben beschrieben, synchronisiert mit der Drehung der Antriebshauptwelle der Schraubenfeder-Herstellungsvorrichtung. Ein steuerimpuls, dessen Frequenz sich glatt längs der einfachen harmonischen Bewegungskurve verändert, deren Beschleunigung sich glatt ändert, ist geeignet, den Einfluß der Trägheit des sich drehenden Teils des Gleichstromservomotors auf ein Minimum zu bringen; eine Ansammlung der Impulse im Differentialzähler läßt sich wirtschaftlich mit dieser vereinfachten Konstruktion erhalten.

(3) Ein Positionierungsregelkreis kann leicht und wirt- · schaftlich ausgelegt werden, da ein Steuerimpuls, dessen Frequenz sich glatt mit der einfachen harmonischen Bewegungskurve ändert, als der zum Antrieb des Gleichstromservomotors geforderte Steuerimpuls angelegt werden kann.

-ΜΙ Darüber hinaus bestätigt sich eine höchstgenaue Synchronisation, und zwar bis innerhalb 5° während einer einzigen Drehung der Antriebshauptwelle, verglichen mit der Drehung von Hand, selbst für den Fall, daß eine Drehgeschwindigkei^f der Antriebshauptwelle von 300 UpM eingehalten wird, wob"i die Start/Stopfrequenz bei 300 UpM und die maximale Drehgeschwindigkeit des Gleichstromservomotors bei 300 UpM liegt. Somit läßt sich eine äußerst wirksame Fertigung der Schraubenfeder innerhalb des zulässigen Her-Stellungsbereichs der Schraubenfeder erreichen.

(4) Im allgemeinen erfordert ein Positionierungsregelkreis einen größeren Strom für eine größere Veränderung der Frequenz der Steueriinpulsfolge, die durch einen Gleichstromservomotor erzeugt wurde. Da jedoch eine Steueriinpulsfolge, deren Frequenz sich etwas längs der Ratf.' der einfachen harmonischen ßewegungskurve ändert, verwendet wird, liegt der Stromverbrauch sehr niedrig, selbst wenn ein Gleichstromservomotor bei sehr hoher Geschwindigkeit angetrieben wird und daher mit hoher Folgefrequenz für das Arbeiten in der Start/Stopmode ausgelegt werden kann. Dieser Vorteil ist besonders zweckmäßig bei der Herstellung einer Schraubendruckfeder; durch die Maßnahme nach der Erfindung ist es möglich geworden, eine sehr genaue Schraubendruckfeder bei einer Hochgeschwindigkeitsdrehung der Hauptantriebswelle von beispielsweise 350 UpM zu fertigen.

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Claims

European Patent Attorneys" *'" : """ : Deutedle Patentanwälte Dr. W. MüUer-Bore t Dr. Paul Deufel Dipl.-Chem., Dipl.-Wirtsch.-Ing. Dr. Alfred Schön Dr. Müller-Bore uad Partner · POB 26 02 47 · D-BOOO Manchen 26 _. , . - Dipl.-Chem. Werner Hertel MATSUOKA ENGINEERING CO. LTD. Dipl.-Phys. 28, Kanda-Higashimatsushita-cho DietrichLewald Chiyoda-ku Dipi.-ing. Tokyo, Japan Dr.-Ing. Dieter Otto Dipl.-Ing. Brit. Chartered Patent Agent B. David P. Wetters M. A. (Oxon) Ch. Chem. M. R. S. C. M 3748 Lw/nc Verfahren zur Herstellung von Schraubenfedern Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen einer Schraubenfeder, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe einer Taumel- oder Schwenkbewegung eines mit einem Taumelkörper verbundenen Verbindungskörpers, der durch eine Nocke oder Kurbel in Taumelbewegung versetzbar ist, wobei letztere von einer Antriebswelle angetrieben ist, die bei konstanter Geschwindigkeit dreht, derart, daß wenigstens eine oder mehrere Einrichtungen, die die Teilung oder Wendelsteigung aktiver Wendeln verändern, den Endteil formen, die Gestalt des Querschnittes der aktiven Schraubenabschnitte verändern und das Drahtmaterial schneiden,

D-8000 München 2 POB 26 02 47 Kabel: Telefon Telecopier Infotec 6400 B Telex

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in ein Impulssignal umgewandelt wird und dann bei der Herstellung einer Schraubenfeder gemessen wird; und daß ein Gleichstrom-Servomotor, der eine Kernstange oder eine druckbeaufschlagte Gleichlaufwalze in Drehung versetzt, die ein Drahtmaterial dem Schraubenbildungsteil zuführen, von einem Impulssignal angetrieben wird, um sämtliche Schraubengänge einer Schraubenfeder zu bilden.

2. Verfahren zur Herstellung einer Schraubenfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelgröße eines Verbindungskorpers dadurch veränderbar ist, daß die Verbindung mit einer Struktur hergestellt wird, die in der Lage ist, eine Verbindungslage eines Verbindungskorpers mit einem Taumelkörper zu verändern. 15