DE19736468A1 - Federherstellungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Federherstellungsvor­ richtung, und insbesondere eine Federherstellungsvorrichtung zum Herstellen beispielsweise von Druckschraubenfedern, Zug­ schraubenfedern, Torsions- bzw. Drehschraubenfedern und der­ gleichen.

Eine herkömmliche Federherstellungsvorrichtung ist aus der japanischen Patentanmeldung Nr. 6-149143, durch die Anmelderin der vorliegenden Erfindung angemeldet, bekannt, und es handelt sich dabei um eine Schraubenfederherstellungsvorrichtung, die gemeinsam verwendet werden kann, um verschiedene Federformen herzustellen. Diese Federherstellungsvorrichtung weist einen Federformgebungsraum auf, wo Werkzeuge zum Biegen, Wickeln oder Schneiden von Draht zum Bilden einer gewünschten Federform in einer radialen Struktur gleitverschiebbar vorgesehen sind, und eine drehbare Drahtführung, die dem Federformgebungsraum einen Draht zuführt, so daß die Vorrichtung für verschiedene Feder­ formen durch einfaches Ändern bzw. Austauschen der Position des Federformbildungsraums verwendet werden kann.

Wenn durch die vorstehend erläuterte Federherstellungsvorrich­ tung eine Feder gebildet wird, weicht jedoch die Richtung des von der Federvorrichtung zugeführten Drahts bei der Formgebung einer Feder aufgrund der Federform ab. Es ist deshalb erforder­ lich, ein Korrekturwerkzeug (beispielsweise ein Luftzylinder) an der Peripherie der Führung vorzusehen, um die Drahtrichtung der Führung zu korrigieren und um die Feder zu bilden, während das Korrekturwerkzeug die Abweichung der Drahtrichtung bei jedem Formgebungsvorgang korrigiert.

Eine weitere Technik zum Korrigieren einer derartigen Draht­ abweichung ist beispielsweise aus der japanischen Patentschrift Nr. 62-148045 bekannt, die eine weitere Federherstellungsvor­ richtung offenbart. Gemäß der Federherstellungsvorrichtung ist ein einen Draht ergreifender Einspannagel zwischen einer Feder­ formgebungsposition und einer Zuführwalze vorgesehen. Der Ein­ spannagel ermöglicht es, während er den Draht ergreift, diesen auf einer Achse entlang der Drahtrichtung zu drehen. Die Feder­ herstellungsvorrichtung kann deshalb eine Feder durch zwangs­ weises Verdrehen des Drahts in Übereinstimmung mit den Positio­ nen des Werkzeugs bilden. Die Federherstellungsvorrichtung kann außerdem gemeinsam zum Bilden einer Feder verwendet werden, die Biegen in mehrfachen Richtungen erfordert, ungeachtet der Posi­ tionen des Werkzeugs, während die Abweichung der Drahtrichtung korrigiert wird.

Darüber hinaus offenbart die japanische Patentoffenlegungs­ schrift Nr. 6-87048 eine Federherstellungsvorrichtung, die in der Lage ist, eine Feder herzustellen, die ein dreidimensiona­ les Biegen erfordert, während die Abweichung der Drahtrichtung korrigiert wird. Diese Federherstellungsvorrichtung weist eine Zuführwalze auf, welche einen Draht dem Federformgebungsraum zuführt. Die Zuführwalze ermöglicht, während sie den Draht ergreift, diesen um eine Achse entlang der Drahtrichtung zu drehen.

Bei jeder vorstehend genannten herkömmlichen Technik ist es bevorzugt, den Draht innerhalb des Bereichs der elastischen Verformung aufzuwickeln und ein großes Torsionsausmaß (Torsionswinkel) anzulegen, um die Flexibilität bei der Feder­ bildung zu verbessern.

Gemäß der in der japanischen Patentschrift 62-148045 offenbar­ ten Technik ist der Abstand zwischen der Federformgebungsposi­ tion und der Drahtaufwickelposition verringert, weil der Ein­ spannagel, der den Draht ergreift, zwischen der Federform­ gebungsposition und der Zuführwalze vorgesehen ist, was es schwierig macht, ein großes Torsionsausmaß sicherzustellen. Da der Mechanismus, der es dem Einspannagel erlaubt, den Draht zu ergreifen und zu drehen, kompliziert und groß ist, muß der Ein­ spannagel in einem weiten bzw. großen Raum angeordnet werden, d. h. zwischen der Federformgebungsposition und der Zuführwalze. Aus diesem Grund verbleibt kein großer Freiraum bei der Aus­ legung, und das Ausbilden der Vorrichtung in kleiner Größe ist schwierig.

Gemäß der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 6-87048 offenbarten Technik kann es vorkommen, daß die Präzision bei der Federbildung, wie etwa das Drahtzuführausmaß und der Biegewinkel und dergleichen, beeinträchtigt ist, da die Zuführ­ walze, die den Draht zuführt, gedreht wird.

Die vorliegende Erfindung ist angesichts der vorstehend genann­ ten Situation gemacht worden, und eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Federherstellungsvorrichtung mit einem Greifermechanismus zum Ergreifen eines Drahts zu schaffen, wobei der Greifermechanismus zusammen mit einer Drahtführung drehbar ist, die den Draht zuführt. Dadurch wird das herkömm­ liche Korrekturwerkzeug oder der Drehmechanismus für den Ein­ spannagel unnötig, so daß es möglich ist, die Flexibilität bei der Auslegung zu verbessern, während ein großes Torsionsausmaß sichergestellt wird, und die Vorrichtung kompakt auszulegen, wodurch die Kosten verringert werden.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Federherstellungsvorrichtung zu schaffen, welche die Prä­ zision bei der Federformgebung verbessern und die Bearbeitungs­ zeit verringern kann. Dies wird durch Einstellen einer Abwei­ chung der Drahtrichtung im vornherein verwirklicht, die bei einem ähnlichen Formgebungsvorgang erzeugt wird. Es ist demnach möglich, die Drahtrichtung der Führung bei jedem Formgebungs­ prozeß einzustellen.

Um die vorstehend genannten Probleme zu überwinden und die vor­ stehend genannten Aufgaben zu lösen, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung den folgenden Aufbau auf.

Demnach ist eine Federherstellungsvorrichtung zum Formen einer Feder aus einem Draht vorgesehen, der ausgehend von einem Ende einer Drahtführung zugeführt wird, und zum zwangsweisen Biegen oder Aufwickeln des Drahts unter Verwendung von Werkzeugen, die gegen den Draht gerichtet sind, um den Draht zu biegen und auf­ zuwickeln, und die gleitend in einer radialen Struktur in Rich­ tung auf einen Federformgebungsraum in der Nähe des Endes der Drahtführung angeordnet sind, wobei die Drahtführung ein Draht­ austragloch zum Zuführen des Drahts zu dem Federformgebungsraum aufweist. Die Vorrichtung weist auf: eine Dreheinrichtung, die im zentralen Bereich des Hauptkörpers der Vorrichtung drehbar vorgesehen ist, wo die geometrischen Gleitverstellungsorte der Werkzeuge sich schneiden, um den Draht um das Drahtaustragloch zu drehen, während sie die Drahtführung trägt, eine erste Antriebseinrichtung zum Übertragen der Drehkraft zu der Dreh­ einrichtung, eine Drahtzuführeinrichtung, die auf der stromauf­ wärtigen Seite eines Drahtzuführpfads entlang einer Drahtrich­ tung der Dreheinrichtung vorgesehen ist, um den Draht dem Federformgebungsraum durch das Drahtaustragloch durch Drehen des Drahts zuzuführen, während der Draht ergriffen ist, eine zweite Antriebseinrichtung zum Antreiben der Drahtzuführein­ richtung, eine Drahtgreifeinrichtung, die in der Drahtführung vorgesehen ist, um den Draht zwischen Innenwänden des Drahtaus­ traglochs zu ergreifen, eine dritte Antriebseinrichtung zum Antreiben der Drahtgreifeinrichtung, um den Draht zu ergreifen, und eine Steuereinrichtung zum Steuern der ersten, zweiten und dritten Antriebseinrichtungen mit einem vorbestimmten Takt, und zum Drehantreiben der Dreheinrichtung, während die Drahtzuführ­ einrichtung und die Drahtgreifeinrichtung den Draht ergreifen, so daß der Draht, der zwischen der Drahtzuführeinrichtung und der Drahtgreifeinrichtung positioniert ist, vorübergehend ver­ dreht wird und eine Richtung des Drahts, der aus dem Drahtaus­ tragloch zugeführt wird, geändert wird.

Weitere Aufgaben und Vorteile neben den vorstehend erläuterten erschließen sich dem Fachmann aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Beschreibung wird auf die bei liegenden Zeichnungen Bezug genom­ men, die einen Teil von ihr bilden und ein Beispiel der Erfin­ dung darstellen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch in kein­ ster Weise auf die verschiedenen Ausführungsformen beschränkt, sondern durch die anliegenden Ansprüche festgelegt, die den Umfang der vorliegenden Erfindung bestimmen.

In den beiliegenden Zeichnungen, die zur Erläuterung der Prin­ zipien der Erfindung dienen, zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Federherstellungsmaschine,

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Federherstel­ lungsmaschine,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Gesamtaufbaus des Drahtführungsmechanismus vom Drehtyp gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine perspektivische Rückseitenansicht des in Fig. 3 gezeigten Drahtführungsmechanismus,

Fig. 5 eine Querschnittsansicht der Linie A-A von Fig. 3,

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 5 gezeigten Abschnitts B,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des Greiferantriebsmecha­ nismus,

Fig. 8 eine Draufsicht auf den Mechanismus von Fig. 7,

Fig. 9 eine Vorderansicht des Mechanismus von Fig. 7,

Fig. 10 eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C von Fig. 9,

Fig. 11 eine Detailansicht des in Fig. 10 gezeigten Abschnitts D,

Fig. 12A eine schematische Vorderansicht eines Führungsbereichs unter Darstellung einer Positionsbeziehung zwischen einem Werk­ zeug, einem Draht und einer Führung, in dem Fall, daß die Drahtrichtung zum Zeitpunkt des Biegeprozesses nicht abweicht, Fig. 12B eine schematische Seitenansicht eines Führungsbereichs unter Darstellung einer Positionsbeziehung zwischen einem Werk­ zeug, einem Draht und einer Führung, in dem Fall, daß die Drahtrichtung zum Zeitpunkt des Biegeprozesses nicht abweicht, Fig. 13A eine erläuternde Ansicht einer Positionsbeziehung zwi­ schen einem Werkzeug, einem Draht und einer Führung, in dem Fall, daß die Drahtrichtung zum Zeitpunkt des Biegeprozesses abweicht,

Fig. 13B eine erläuternde Ansicht einer Positionsbeziehung zwi­ schen dem Werkzeug, dem Draht und der Führung in dem Fall, daß die Abweichung der Drahtrichtung korrigiert wird,

Fig. 14 ein Blockdiagramm einer Steuerung für die Federherstel­ lungsmaschine,

Fig. 15 eine Vorderansicht der Drahtführung, und

Fig. 16 die Form einer Feder mit einem langen Bein.

Zunächst erfolgt eine Erläuterung des Gesamtaufbaus einer Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Federherstellungsvorrich­ tung.

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Federher­ stellungsvorrichtung. Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Federherstellungsvorrichtung.

Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, weist die Federherstellungsvor­ richtung 10 einen kastenförmigen bzw. rechteckig-quaderförmigen Vorrichtungshauptkörper 20 auf, einen Federformgebungstisch 1, der auf der Oberseite des Vorrichtungshauptkörpers 20 angeord­ net ist, und eine Steuerung 200, welche die gesamte Vorrichtung steuert.

Auf dem Federformgebungstisch 1 sind ein Drahtführungsmechanis­ mus vom Drehtyp (auf den nachfolgend als Führungsmechanismus Bezug genommen wird) 40 und unterschiedliche Werkzeuge zum For­ men eines Drahts W in eine Feder gewünschter Form vorgesehen. Die Werkzeuge 30, die mehrere Werkzeuge umfassen und auf dem Federformgebungstisch 1 vorgesehen sind, sind in radialem Muster bzw. radialer Struktur um ein Federaustragloch des Füh­ rungsmechanismus 40 angeordnet. Der Führungsmechanismus 40 führt die Feder W dem Federformgebungsraum auf dem Federform­ gebungstisch zu. Der Führungsmechanismus 40 ist drehbar mit dem Drahtaustragloch in seiner Mitte vorgesehen und im zentralen Bereich des Federformgebungsraums angeordnet, wo sich die geo­ metrischen Gleitverstellungsorte der Werkzeuge 30 schneiden. Der Federformgebungsraum ist durch die vordere Endfläche bzw. Stirnfläche der Werkzeuge 30 festgelegt, wo sich die Achsen der Werkzeuge 30 schneiden, und den vorderen Endabschnitt und die geneigte Oberfläche einer Drahtführung 70, die nachfolgend erläutert ist. Die Werkzeuge 30 weisen unterschiedliche Arten von Werkzeugen abhängig vom Zweck auf, wie beispielsweise ein Biegewerkzeug zum Biegen eines Drahts, ein Wickelwerkzeug zum Wickeln und Schraubenbilden bzw. Spiralbilden des Drahts, ein Schneidwerkzeug zum Schneiden des Drahts und dergleichen. Die Anordnung der Werkzeuge 30 auf dem Federformgebungstisch 1 ist durch den Drahtdurchmesser und die Form der Feder festgelegt. Eine außermittige Nocke 12 ist gegen den hinteren Endabschnitt von jedem der Werkzeuge 30 gerichtet, die auf dem Federform­ gebungstisch 1 radial angeordnet sind. Die Nocke 12 wird durch eine Antriebskraft in Drehung versetzt, die von einem (nicht gezeigten) Werkzeugantriebsmotor und einem (nicht gezeigten) Getriebe übertragen wird, die auf dem Federformgebungstisch 1 vorgesehen sind. Jedes der Werkzeuge 30 ist in Richtung auf das Drahtaustragloch des Führungsmechanismus 40 verschiebbar bzw. gleitverschiebbar, wenn die außermittige Nocke gedreht wird. Jedes der Werkzeuge 30 bewegt sich und stoppt dann in vorbe­ stimmten Positionen, oder es bewegt sich für eine vorbestimmte Zeitperiode mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit und in einer vorbestimmten Abfolge in Übereinstimmung mit der Form und Phasendifferenz der Nocke 12, damit jedes Werkzeug 30 in einer Gleitbewegung angetrieben wird, ohne daß sie miteinander zusam­ menstoßen.

Der Führungsmechanismus 40 weist ein Führungszahnrad 47a auf (Fig. 5), das durch einen Führungshauptkörper 41 getragen ist, um dieselbe Drehachse wie die Drahtführung 70 aufzuweisen. Die Antriebskraft wird dabei über ein Abtriebszahnrad 19 und Leer­ laufzahnräder 17 und 18 übertragen, die unter einem vorbestimm­ ten Zahnrad- bzw. Getriebeverhältnis angeordnet sind, um den Führungsmechanismus 40 mit einem vorbestimmten Takt synchron zur Bewegung der vorstehend erläuterten Werkzeuge 30 zu drehen. Das Abtriebszahnrad 19 ist über eine Achse angebracht, um den Antriebsmotor 13 zu führen, der im unteren Abschnitt des Feder­ formgebungstisches 1 vorgesehen ist.

Der Draht W wird durch eine Drahtzuführwalze 11 zugeführt, die hinter dem Federformgebungstisch 1 vorgesehen ist, wie in Fig. 2 gezeigt. Der Draht W wird gefördert, während er ausgehend von der Oberseite und vom Boden durch ein Paar von Zuführwalzen 14 und 15 gepreßt wird, und zwar durch den Innenabschnitt des Füh­ rungsmechanismus 40 zu dem Federformgebungstisch 1. Die Zuführ­ walzen 14 und 15 sind hinter dem Federformgebungstisch 1 vorge­ sehen, um den Draht W einzuklemmen. Darüber hinaus werden die Zuführwalzen 14 und 15 durch einen Walzenantriebsmechanismus 16 drehangetrieben, einschließlich einem Motor, einem Getriebe und dergleichen, und zwar mit einem vorbestimmten Takt, um den Draht W zu dem Federformgebungstisch 1 zu fördern.

Die Steuerung 200 weist eine Anzeigeeinheit 204, eine Tastatur 206 und dergleichen auf, damit eine Bedienperson den Typ, die Größe (Durchmesser, Länge und dergleichen) und die Anzahl an Einheiten einer zu formenden Feder einstellen kann.

Als nächstes erfolgt eine detaillierte Erläuterung des Draht­ führungsmechanismus 40 vom Drehtyp, der vorstehend anhand von Fig. 1 und 2 kurz erläutert wurde. Fig. 3 zeigt eine perspek­ tivische Ansicht des gesamten Aufbaus des Drahtführungsmecha­ nismus vom Drehtyp gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Rückseite des Draht­ führungsmechanismus 40, der in Fig. 3 gezeigt ist; Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in Fig. 3 und Fig. 6 zeigt eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 5 gezeigten Abschnitts B.

Der Führungsmechanismus 40 weist einen Führungshauptkörper 41, eine Abdeckung bzw. einen Deckel 43 und einen Drehabschnitt 47 auf, wie in Fig. 3 bis 6 gezeigt. Der Führungshauptkörper 41 ist in vier Positionen auf dem Federformgebungstisch 1 mit Fixierbolzen 42 fixiert. Wie in Fig. 5 gezeigt, weist der Füh­ rungshauptkörper 41 außerdem eine Konfiguration so auf, daß zylindrische vorstehende Abschnitte 41a und 41b von beiden Oberflächen eines im wesentlichen quadratischen Plattenmate­ rials vorstehen. Im inneren Abschnitt des Führungshauptkörpers 41 ist ein Durchgangsloch gebildet, um durch das Zentrum des Hauptkörpers hindurchzutreten. Innerhalb des Durchgangslochs ist ein Buchseneinführelement 46 so vorgesehen, daß es gegen­ über dem Hauptkörper 41 gleitverstellbar ist. Außerdem ist ein Durchgangsloch vorgesehen, das durch das Zentrum des Buchsen­ einführelements 46 hindurchverläuft, und innerhalb dieses Durchgangslochs ist eine Buchse 80 gleitverstellbar gegenüber dem Buchseneinführelement 46 so vorgesehen, daß der Draht W, gefördert durch die Zuführwalzen 14 und 15 der Führung 70 zuge­ führt wird.

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist der vordere Endabschnitt des Buch­ seneinführelements 46 auf der Seite des vorstehenden Abschnitts 41b am Vorderende verjüngt, um mit dem Umfang der Zuführwalzen 14, 15 zusammenzupassen. An dem Endabschnitt des zylindrischen vorstehenden Abschnitts 41a (Fig. 5) ist ein Lagerstoppelement 45 vorgesehen. Am vorderen Endabschnitt des Futtereinführele­ ments 46 auf der Seite des vorstehenden Abschnitts 41a ist ein kreisförmiger Greifpreßblock 61 (dessen Wirkung nachfolgend erläutert ist) auf dem Umfang des vorderen Endabschnitts vorge­ sehen. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist außerdem auf dem Umfang des Buchseneinführelements 46, das am hinteren Ende des Führungs­ hauptkörpers 41 angebracht ist, ein Buchseneinführelement-Preß­ block 62 (dessen Wirkung nachfolgend erläutert ist) in Kreis­ form vorgesehen.

Das Zentrum bzw. die Mitte des Deckels 43 weist eine Öffnung in Übereinstimmung mit der Umrißform des Drehabschnitts 47 so auf, daß das Führungszahnrad 47a, das in dem Drehabschnitt 47 vorge­ sehen ist, von dem äußeren Abschnitt geschützt ist. Der Deckel 43 ist an dem Führungshauptkörper 41 mit Befestigungsbolzen 44 befestigt.

Der Drehabschnitt 47 hohler zylindrischer Form weist ein Füh­ rungszahnrad 47a zum Drehen der Führung 70 auf dem Umfangsrand der Öffnung an einem Ende des Drehabschnitts auf. In dem Öff­ nungsabschnitt des anderen Endes des Drehabschnitts ist ein halbkreisförmiger Führungsfixierungsblock 48, der vorgesehen ist, um die Führung 70 zu fixieren, mit Befestigungsbolzen 49 befestigt. Der Drehabschnitt 47 ist so aufgebaut, daß sein Innenabschnitt teilweise freiliegt. Der Drehabschnitt 47 befin­ det sich über Lager 52 und 53 im Eingriff mit dem zylindrischen vorspringenden Abschnitt 41b des Führungshauptkörpers 41 der­ art, daß der Drehabschnitt 47 in bezug auf den Führungshaupt­ körper 41 drehbar ist.

Der Führungsfixierungsblock 48 weist einen vorspringenden Abschnitt 50 auf, dessen Querschnitt konkav ist, und der in der Drahtrichtung vorspringt. Die Drahtführung 70 ist mit einem Positionierungsstift 51 positioniert und an dem konkaven Abschnitt befestigt.

Die Drahtführung 70 ist drehbar derart ausgelegt, daß der Federformgebungsraum geändert werden kann, indem der Raum auf der Seite der Drahtführung mit geneigter Oberfläche geändert wird, wodurch es möglich ist, eine Feder gewünschter Form unge­ achtet der Position der Werkzeuge 30 zu bilden.

Als nächstes wird der Drahtgreifermechanismus erläutert.

Wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, weist der Führungsmechanismus 40 einen Drahtgreifermechanismus 60 auf, der den Draht W in dem Drahtaustragloch der Drahtführung 70 ergreift und den Draht W durch Drehung des Führungsmechanismus 40 vorübergehend ver­ dreht. Der Drahtgreifermechanismus 60 weist ein Greiferelement 64 auf, das innerhalb der Drahtführung 70 vorgesehen ist, den kreisförmigen Greifpreßblock 61, der auf dem Umfang des Vorder­ endes des vorspringenden Abschnitts 41a des Buchseneinführele­ ments 46 vorgesehen ist, und den Buchseneinführelement-Preß­ block 62 in Kreisform, der auf dem Umfang des Buchseneinführ­ elements 46 vorgesehen ist, das benachbart zum hinteren Ende des Führungshauptkörpers 41 vorgesehen ist. Das Greiferelement 64 besteht aus zementiertem Carbid mit hoher Verschleißfestig­ keit und es ist auf einer Tragwelle 63 um einen vorbestimmten Winkel im hinteren Ende der Drahtführung 70 drehbar. Das Greif­ erelement 64 ist, während es durch die Tragwelle 63 drehbar getragen ist, in einem Gehäuse 65 angeordnet, das am hinteren Ende des Innenabschnitts der Drahtführung 70 gebildet ist (d. h. dem Vorderende des Buchseneinführelements 46).

Wie in Fig. 6 gezeigt, ist der vorspringende Abschnitt 64a am hinteren Ende des Greiferelements 64 gebildet. Wenn der Draht W nicht ergriffen ist (auf diesen Zustand wird nachfolgend als "Greiffreigabeposition" Bezug genommen), ist der vorspringende Abschnitt 64a von dem Greifpreßblock 61 um einen Abstand t1 (ungefähr 0,1 mm) beabstandet. Wenn das Buchseneinführelement 46 in Richtung auf die Führung für den Abstand t1 entlang der Drahtzuführrichtung gleitverstellt wird, preßt der Greifpreß­ block 61 den vorspringenden Abschnitt 64a derart, daß das Greiferelement 64 um die Tragwelle 63 geringfügig gedreht wird, wodurch das Greiferelement 64 in die Lage versetzt wird, den Draht zu ergreifen (auf diesen Zustand wird nachfolgend als "Greifposition" Bezug genommen.

Wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, sind dieselben Bestandteile, die oben erläutert wurden, mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, und ihre Erläuterung erübrigt sich.

Wie vorstehend erläutert, ist es durch die Drahtführung 70 und den Drahtgreifermechanismus 60, der bzw. die auf dem drehbaren Führungsmechanismus vorgesehen ist bzw. sind, möglich, einen Verdrehvorgang des Drahts durch den Drahtgreifermechanismus zu verwirklichen, indem aus der Drehung des Führungsmechanismus 40 Vorteil gezogen wird.

Dadurch, daß das Greiferelement 64 im inneren Abschnitt der Drahtführung 70 vorgesehen ist, ist es außerdem möglich, einen großen Abstand zwischen den Zuführwalzen 14 und 15 und der Drahtführung 70 sicherzustellen, wodurch ein großes Verdreh- bzw. Torsionsausmaß für den Draht gewährleistet wird.

Als nächstes erfolgt eine Erläuterung des Greiferantriebsmecha­ nismus, der den vorstehend genannten Drahtgreifermechanismus in Richtung auf die Greifposition oder die Greiffreigabeposition antreibt. Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht des Grei­ ferantriebsmechanismus, Fig. 8 zeigt eine Draufsicht des Mecha­ nismus von Fig. 7, Fig. 9 zeigt eine Vorderansicht des Mecha­ nismus von Fig. 7, Fig. 10 zeigt eine Querschnittsansicht ent­ lang der Linie C-C von Fig. 9, und Fig. 11 zeigt eine Detail­ ansicht des in Fig. 10 gezeigten Abschnitts D.

Wie in Fig. 7 bis 11 gezeigt, ist ein Greiferantriebsmechanis­ mus 90, der auf der Rückseite des Federformgebungstisch vorge­ sehen ist, benachbart zu den Zuführwalzen 14 und 15 angeordnet. Der Greiferantriebsmechanismus 90 weist einen Greiferantriebs­ zylinder 91, einen Gleitstift 92, einen Dreharm 93, eine Dreh­ welle 94, einen Blockpreßarm 95 und einen Tragrahmen 96 auf. Der Greiferantriebszylinder 91, beispielsweise ein Luftzylin­ der, ist auf dem Tragrahmen 96 befestigt, der an der Rückseite des Federformgebungstisch 1 befestigt ist. Der Gleitstift 92 ist an der Abtriebsachse des Greiferantriebszylinders 91 befe­ stigt, und ein Ende des Dreharms 93 ist am Gleitstift 92 befe­ stigt. Das oberen Ende der Drehwelle 94 ist am anderen Ende des Dreharms 93 befestigt, während das untere Ende der Drehwelle 94 auf dem Blockpreßarm 95 befestigt ist. Die Drehwelle 94 ist durch eine Achse des Tragrahmens 96 drehbar getragen. Der Blockpreßarm 95 ist benachbart zu den Zuführwalzen 14 und 15 derart vorgesehen, daß er einen Teil des Umfangs des Buchsen­ einführelements 46 umgibt, und er ist in Gegenüberlage zu dem Buchseneinführelement-Preßblock 62 angeordnet.

Wenn das Greiferelement 64 in die Greifposition angetrieben wird, wird die Abtriebsachse des Greiferantriebszylinders 91 in Vorwärtsrichtung gleitverstellt, um das eine Ende des Dreharms 93 über den Gleitstift 92 zu schieben bzw. zu stoßen. Da das andere Ende des Dreharms 93 am oberen Ende der Drehwelle 94 befestigt ist, wird die Drehwelle 94 in Fig. 8 im Uhrzeigersinn gedreht, wenn der Dreharm 93 verschoben wird. Da der Blockpreß­ raum 95 am unteren Ende der Drehwelle 94 befestigt ist, wird der Blockpreßarm 95 in Übereinstimmung mit der Drehung der Drehwelle 94 in derselben Richtung wie die Drehrichtung der Drehwelle 94 gedreht, wodurch der Buchseneinführelement-Preß­ block 62 gepreßt wird. Da der Buchseneinführelement-Preßblock 62 am Buchseneinführelement 46 befestigt ist, wird das Buchsen­ einführelement 46 in Vorwärtsrichtung gleitverstellt, wenn der Blockpreßarm 95 gepreßt wird, und das Greiferelement 64 wird in die Greifposition über den Greifpreßblock 61 gedreht.

Wenn andererseits das Greiferelement 64 in die Greiferfreigabe­ position bewegt wird, ist es nicht erforderlich, den Vorgang umgekehrt zum vorstehend erläuterten Vorgang durchzuführen. Um den Greifer freizugeben, wird der Druck freigegeben, der dem Dreharm 93 durch die Antriebsachse des Greiferantriebszylinders 91 übermittelt wurde. Da der Abstand t1 (beispielsweise 0,1 mm), der vorgesehen ist, damit das Futtereinführelement 46 gleiten kann, klein ist, kehrt der Draht problemlos in seinen Ursprungszustand aufgrund des Federvermögens des Drahts W zurück, wenn die Preßkraft freigegeben wird, die durch das Buchseneinführelement 46 an das Greiferelement 64 angelegt ist. Infolge davon kehrt das Greiferelement 64 in seine normale Position aufgrund der Rückstellkraft des Drahts W zurück.

Als nächstes wird die Wirkung des Greifermechanismus erläutert.

Fig. 12A zeigt eine schematische Vorderansicht des Führungs­ bereichs unter Darstellung der Positionsbeziehung zwischen dem Werkzeug, dem Draht und der Führung in dem Fall, daß die Draht­ richtung zum Zeitpunkt des Biegeprozesses nicht abweicht, und Fig. 12B zeigt eine schematische Seitenansicht eines Führungs­ bereichs unter Darstellung der Positionsbeziehung zwischen dem Werkzeug, dem Draht und der Führung in dem Fall, daß die Draht­ richtung zum Zeitpunkt des Biegeprozesses nicht abweicht. Fig. 13A zeigt die Positionsbeziehung zwischen dem Werkzeug, dem Draht und der Führung in dem Fall, daß die Drahtrichtung zum Zeitpunkt des Biegeprozesses abweicht, und Fig. 13B zeigt die Positionsbeziehung zwischen dem Werkzeug, dem Draht und der Führung in dem Fall, daß die Abweichung der Drahtrichtung kor­ rigiert wird.

Wie in Fig. 12A und 12B gezeigt, wird das Biegewerkzeug 30 orthogonal zu einer Achsenlinie Z gleitverstellt, bei der es sich um die Längsrichtung des Drahts W handelt, um diesen zu biegen. Von dieser Bedingung bzw. diesem Zustand wird angenom­ men, daß es sich um den Zustand handelt, bei dem die Drahtrich­ tung nicht abweicht. In dem in Fig. 13A gezeigten Zustand weicht die Achsenlinie Z′, bei der es sich um die Längsrichtung des Drahts W handelt, um einen Winkel α von der nicht-abwei­ chenden Achsenlinie Z ab. Um die Abweichung der Drahtrichtung zu korrigieren, ergreift der Greifermechanismus den Draht W in dem in Fig. 13A gezeigten Zustand, dreht den Draht 70 daraufhin um den Abweichungswinkel α nach links, um den Draht W vorüber­ gehend zu verdrehen, wie in Fig. 13B gezeigt. Infolge davon wird die der Abweichung entsprechende Achsenlinie Z′ des Drahts W zugunsten der nicht abweichenden Achsenlinie Z korrigiert. Wenn das Biegewerkzeug 30 den Draht in dem in Fig. 13B gezeig­ ten Zustand biegt, wird der Biegevorgang unter derselben Bedin­ gung verwirklicht, wie in Fig. 12A und 12B gezeigt, ohne die Position des Werkzeugs 30 zu ändern. Der Verdrehwinkel des Greifermechanismus, d. h. der Winkelbereich, wo die Abweichung der Drahtrichtung korrigiert werden kann, beträgt bevorzugt - 30° α 30° innerhalb des Bereichs der elastischen Verformung des Drahts, gemessen im Uhrzeigersinn, ausgehend von der Ach­ senlinie Z. Es wird bemerkt, daß der Bereich vom Drahtdurchmes­ ser und den Eigenschaften der Vorrichtung abhängt.

Wie vorstehend erläutert, kann der Drahtgreifermechanismus 60 angewendet werden, um die Abweichung der Drahtrichtung zu kor­ rigieren. Der Drahtgreifermechanismus 60 ist außerdem für den Fall anwendbar, daß der Draht unter einem geringen Winkel gebo­ gen ist.

Falls der Greifermechanismus 60 den Draht W ergreift, wird bemerkt, daß die Drehung der Zuführwalzen 14 und 15 gestoppt wird, so daß der Draht W nicht zugeführt wird.

Selbst dann, wenn der Führungsmechanismus 40 gedreht wird, wäh­ rend der Draht ergriffen ist, ergreifen die Zuführwalzen 14 und 15 und der Greifermechanismus 60 den Draht W mit einem derarti­ gen Druck, daß der Draht in Richtung einer Achse entlang der Buchse 80 nicht gleitet oder sich dreht.

Da, wie vorstehend erläutert, der Greifermechanismus zum Ergreifen des Drahts W drehbar in Übereinstimmung mit der Drahtführung 70 angeordnet ist, die vorgesehen ist, um den Draht W zuzuführen, ist es nicht länger erforderlich, den her­ kömmlichen Drehmechanismus vorzusehen, beispielsweise Korrek­ turwerkzeuge, einen Einspannagel und dergleichen.

Da das Greiferelement innerhalb der Drahtführung 70 vorgesehen ist, ist es möglich, einen großen Abstand zwischen den Zuführ­ walzen 14 und 15 und der Drahtführung 70 sicherzustellen, um ein großes Torsionsausmaß zu gewährleisten. Da der zusätzliche Drehmechanismus und dergleichen nicht erforderlich sind, ist es außerdem möglich, die Flexibilität bei der Auslegung zu verbes­ sern und die Kosten durch eine kleiner ausgelegte bzw. miniatu­ risierte Vorrichtung zu verringern.

Durch Einstellen einer Abweichung der Drahtrichtung, die bei einer ähnlichen Formgebungsvorgang oder von einem vorbestimmten Biegewinkel erzeugt ist, ist es außerdem möglich, die Richtung des Drahts W automatisch einzustellen, der durch die Drahtfüh­ rung 70 zugeführt wird, und zwar bei jedem Formgebungsprozeß in Übereinstimmung mit der Position des Werkzeugs 30. Die Präzi­ sion bei der Federformgebung ist dadurch verbessert und die Verarbeitungszeit verringert.

Als nächstes folgt eine Erläuterung eines Steuerblocks für die Wiederherstellungsmaschine 10 gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 14 zeigt ein Blockdiagramm der Steuerung 200 für die Federherstellungsmaschine.

Wie in Fig. 14 gezeigt, steuert eine CPU 201 die gesamte Steue­ rung 200. Ein ROM 202 speichert den Inhalt (Programme) von Bearbeitungsprozessen der CPU 201 sowie verschiedene Fontdaten. Ein RAM 203 wird als Arbeitsbereich der CPU 201 verwendet. Eine Anzeigeeinheit 204 ist für verschiedene Einstellungen vorgese­ hen oder zum Anzeigen eines Herstellungsvorgangs oder derglei­ chen in Kurvenform. Eine externe Speichereinheit 205, wie etwa ein Floppy-Disk-Antrieb oder dergleichen wird verwendet, um Programme von einer externen Einheit zuzuführen, oder um ver­ schiedene Einstellinhalte für die Federformgebung zu speichern. Wenn Parameter für bestimmte Formgebungsprozesse (beispielsweise im Fall der Formgebung einer Feder, die freie Höhe oder der Durchmesser der Feder) in einer Floppy-Disk oder dergleichen abgespeichert sind, ist es möglich, eine Feder mit derselben Form jederzeit herzustellen, indem auf die Floppy-Disk zurückgegriffen wird.

Die Tastatur 206 ist vorgesehen, um verschiedene Parameter ein­ zustellen. Eine Sensorgruppe 209 ist vorgesehen, um das Draht­ zuführausmaß und die freie Höhe der Feder zu ermitteln.

Jeder von Motoren 208-1 bis 208-n bezeichnet den vorstehend erläuterten Rollenantriebsmotor (nicht gezeigt), den Führungs­ antriebsmotor 13, den Greiferzylinder 91 und den Werkzeug­ antriebsmotor (nicht gezeigt) . Jeder der Motoren 208-1 bis 208-n wird durch jeweilige Motortreiber 207-1 bis 207-n angetrie­ ben.

In dem vorstehend genannten Steuerblock führt die CPU 201 die Steuerung beispielsweise zum unabhängigen Antreiben unter­ schiedlicher Werkzeugmotoren durch, steuert Ein/Ausgabe-Vor­ gänge mit externen Speichereinheiten und steuert die Anzeige­ einheit 204 in Übereinstimmung mit einem von der Tastatur 206 eingegebenen Befehl.

Als nächstes werden Eigenschaften der Form der Drahtführung erläutert. Fig. 15 zeigt eine Vorderansicht der Drahtführung.

Wie in Fig. 15 gezeigt, ist die Drahtführung 70 durch ein lin­ kes Führungsteil 70a und ein rechtes Führungsteil 70b gebildet, das symmetrisch zu dem linken Führungsteil 70a ist. Das Grei­ ferelement 64 ist entweder durch das Gehäuse des linken Füh­ rungsteils 70a oder das Gehäuse des rechten Führungsteils 70b durch die Tragwelle 63 getragen. Die Oberseiten des linken Füh­ rungsteils 70a und des rechten Führungsteils 70b bilden geneigte Oberflächen 72a und 72b mit vorbestimmtem Neigungswin­ kel. Das linke Führungsteil wirkt mit dem rechten Führungsteil zusammen, um ein Drahtausgabeloch 73 zu bilden, dessen Quer­ schnitt rund ist. Die geneigten Abschnitte 72a und 72b erstrec­ ken sich auswärts mit einem vorbestimmten abwärtsgerichteten Neigungswinkel θ, der ungefähr auf 10° eingestellt ist. Durch Drehen des vorstehend genannten Führungsmechanismus 40 ändern die geneigten Oberflächen 72a und 72b der Drahtführung 70 mit anderen Worten den Federformgebungsraum, der durch die geneig­ ten Oberflächen 72a und 72b beschrieben bzw. festgelegt ist.

Durch Konstruieren der Führung 70 mit dem linken Führungsteil 70a und dem rechten Führungsteil 70b, von denen beide symmetri­ sche Form aufweisen, ist es möglich, das Greiferelement 64 im Innenabschnitt der Drahtführung 70 einzubauen und ein beschä­ digtes Teil des Greiferelements 64 problemlos auszutauschen.

Die Drahtführung 70 weist außerdem Flügelabschnitte 71a und 71b auf, die von jeder geneigten Oberfläche 72a und 72b aus verlau­ fen. Durch die sich ausbreitenden Flügelabschnitte 71a und 71b wird eine große Fläche bzw. ein großer Bereich der geneigten Oberflächen 72a und 72b sichergestellt, und darüber hinaus wer­ den die Seiten der geneigten Oberflächen 72a und 72b abgesenkt bzw. verringert. Wenn eine Feder mit einem langen Bein, wie in Fig. 16 gezeigt, gebildet wird, kann deshalb der Endabschnitt des Beins zu den geneigten Oberflächen 72a und 72b zum Zeit­ punkt des Biegevorgangs für das Bein gleichmäßig geführt wer­ den.

Es wird bemerkt, daß die vorliegende Erfindung auf ein modifi­ ziertes Beispiel der vorstehend erläuterten Ausführungsform im Umfang der Erfindung angewendet werden kann, die durch die Ansprüche festgelegt ist.

Beispielsweise kann anstelle des Greiferelements 64 im Innen­ abschnitt der Drahtführung 70 das Greiferelement 64 in einem anderen Abschnitt (beispielsweise im Führungsfixierungsblock 48 in der Nähe des Endes der Drahtführung 70) des Führungsmecha­ nismus 40 zusammen mit dem Greiferantriebsmechanismus 90 einge­ baut bzw. enthalten sein.

Wie vorstehend ausgeführt, sind durch den Drahtgreifermechanis­ mus zum Ergreifen eines Drahts, der in Übereinstimmung mit der Drahtführung gedreht wird, die zum Zuführen des Drahts vorgese­ hen ist, der herkömmliche Drehmechanismus, wie Korrekturwerk­ zeuge und ein Einspannagel, nicht länger erforderlich. Es ist deshalb möglich, ein großes Torsionsausmaß bzw. -moment sicher­ zustellen. Die Flexibilität der Auslegung zu verbessern und die Vorrichtung kleiner auszulegen, wodurch die Kosten verringert werden.

Durch Drehen des Drahtmechanismus, während die Zuführwalzen und der Drahtgreifermechanismus einen Draht ergreifen, wird außer­ dem der Draht, der zwischen den Zuführwalzen und dem Drahtgrei­ fermechanismus positioniert ist, vorübergehend so verdreht, daß die Richtung des Drahts, der aus dem Drahtaustragloch zugeführt wird, geändert wird. Wenn eine Abweichung der Drahtrichtung, die in einem ähnlichen Formgebungsvorgang erzeugt ist, im vorn­ herein eingestellt ist, ist es möglich, die Richtung des Drahts einzustellen, der durch die Drahtführung zugeführt wird, und zwar bei jedem Formgebungsprozeß in Übereinstimmung mit der Position des Werkzeugs. Die Präzision bei der Federformgebung ist damit verbessert und die Bearbeitungszeit verringert.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend ange­ führten Ausführungsformen beschränkt, sondern vielmehr unter­ schiedlichen Abwandlungen und Modifikationen im Umfang der vor­ liegenden Erfindung zugänglich, die durch die nachfolgenden Ansprüche festgelegt ist.

Claims (8)

1. Federherstellungsvorrichtung zum Formen einer Feder aus einem Draht (W), der ausgehend von einem Ende einer Draht­ führung (70) zugeführt wird, und zum zwangsweisen Biegen oder Aufwickeln des Drahts (W) unter Verwendung von Werk­ zeugen (30), die gegen den Draht (30) gerichtet sind, um den Draht zu biegen und aufzuwickeln, und die gleitend in einer radialen Struktur in Richtung auf einen Federform­ gebungsraum in der Nähe des Endes der Drahtführung (70) angeordnet sind, wobei die Drahtführung (70) ein Drahtaus­ tragloch (73) zum Zuführen des Drahts (W) zu dem Feder­ formgebungsraum aufweist, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Dreheinrichtung (40), die im zentralen Bereich des Hauptkörpers der Vorrichtung drehbar vorgesehen ist, wo die geometrischen Gleitverstellungsorte der Werkzeuge (30) sich schneiden, um den Draht (70) um das Drahtaustragloch (73) zu drehen, während sie die Drahtführung (70) trägt, eine erste Antriebseinrichtung (17, 18, 19) zum Übertragen der Drehkraft zu der Dreheinrichtung (40),
eine Drahtzuführeinrichtung (14, 15), die auf der strom­ aufwärtigen Seite eines Drahtzuführpfads entlang einer Drahtrichtung der Dreheinrichtung (40) vorgesehen ist, um den Draht (W) dem Federformgebungsraum durch das Draht­ austragloch (73) durch Drehen des Drahts (W) zuzuführen, während der Draht ergriffen ist,
eine zweite Antriebseinrichtung (16) zum Antreiben der Drahtzuführeinrichtung (14, 15),
eine Drahtgreifeinrichtung (60), die in der Drahtführung (70) vorgesehen ist, um den Draht (W) zwischen Innenwänden des Drahtaustraglochs (73) zu ergreifen,
eine dritte Antriebseinrichtung (90) zum Antreiben der Drahtgreifeinrichtung (60), um den Draht (W) zu ergreifen, und
eine Steuereinrichtung (200) zum Steuern der ersten, zwei­ ten und dritten Antriebseinrichtungen (17 bis 19, 16, 90) mit einem vorbestimmten Takt, und zum Drehantreiben der Dreheinrichtung (40), während die Drahtzuführeinrichtung (14, 15) und die Drahtgreifeinrichtung (60) den Draht ergreifen, so daß der Draht (W), der zwischen der Drahtzu­ führeinrichtung (14, 15) und der Drahtgreifeinrichtung (60) positioniert ist, vorübergehend verdreht wird und eine Richtung des Drahts, der aus dem Drahtaustragloch (73) zugeführt wird, geändert wird.

2. Federherstellungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Drahtgreifeinrichtung (60) in einem Innenabschnitt der Drahtführung (70) angeordnet und in der Nähe des hinteren Endes des Drahtaustraglochs (73) vorgesehen ist.

3. Federherstellungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinrichtung (200) die Drahtzuführeinrichtung (14, 15) daran hindert, den Draht (W) zuzuführen, wenn die Drahtgreifeinrichtung (60) den Draht (W) ergreift.

4. Federherstellungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei selbst dann, wenn die Dreheinrichtung (40) gedreht ist, während der Draht (W) ergriffen wird, die Drahtzuführeinrichtung (14, 15) und die Drahtgreifeinrich­ tung (60) den Draht (W) mit einem derartigen Druck ergrei­ fen, daß der Draht (W) in dem Drahtaustragloch (73) nicht gleitet oder sich verdreht.

5. Federherstellungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Draht (W) innerhalb eines Bereichs der elastischen Verformung des Drahts (W) verdreht wird.

6. Federherstellungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuereinrichtung (200) die Richtung des Drahts (W) in Übereinstimmung mit einer relativen Posi­ tionsbeziehung zwischen den Werkzeugen (30), die entspre­ chend einer gewünschten Form der Feder vorgesehen sind, und den Draht (W) ändert.

7. Federherstellungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Drahtführung (70) eine erste Führungs­ blockhälfte (70a) und eine zweite Führungsblockhälfte (70b) aufweist, die voneinander trennbar sind, und die Drahtgreifeinrichtung (60) durch eine dieser Führungs­ blockhälften (70a, 70b) getragen ist.

8. Federherstellungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die ersten und zweiten Führungsblockhälften (70a, 70b) zuein­ ander symmetrisch sind und jede Hälfte eine vorbestimmte geneigte Oberfläche (72a, 72b) aufweist.