DE2621643A1

DE2621643A1 - Federwickelmaschine mit hilfsantrieb und steuerung

Info

Publication number: DE2621643A1
Application number: DE19762621643
Authority: DE
Inventors: Bernard Pierre Lampietti; George Joseph Yagusic
Original assignee: Torin Corp
Current assignee: Torin Corp
Priority date: 1975-05-14
Filing date: 1976-05-13
Publication date: 1976-11-25
Also published as: GB1504255A; FR2310817A1; JPS51137657A; US4026135A

Description

Federwickelmaschine mit Hilfsantrieb und Steuerung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Federwickelmaschinen, bei denen Draht entlang einer Längsbahn absatzweise zugeführt und während des Zuführens mit Hilfe eines Wickelwerkzeuges oder Gegenlagers zur Bildung von Federn aufgewickelt wird, wobei am Ende jedes Drahtzuführ- und Aufwickelvorganges ein Abschneiden stattfindet. Die Erfindung eignet sich besonders, aber nicht unbedingt darauf beschränkt, für Federwickelmaschinen der Art wie sie bekannt sind aus US-PS 2 119 002 (Bergevin and Nigro), US-PS 2 455 863 (E.W.Halvorsen), US-PS 2 820 505 (E.E.Franks et al), US-PS RE 24 345 (C.R.Bergevin), US-PS 2 902 079 (Costello et al), US-PS 2 923 343 (Franks), US-PS 2 925 115 (Franks), US-PS 3 009 505 (Franks), US-PS 3 068 927 (Bergevin), US-PS 3 402 584 (Cavagnero).

Im einzelnen betrifft die vorliegende Erfindung eine Federwicke lma schine des genannten allgemeinen Typs, mit mindestens einem Paar Zuführrollen zum Vorschub von Draht zu einer Wickelstation der Länge nach, mindestens einem Wickelwerk-

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ORlGiNAL INSPECTED

BERLIN: TELEFON (O3O) 8312O88 KABEL: PROPINDUS -TELEX 01 84O57

MÜNCHEN: TELEFON (O8 11) 22 56 85 KABEL: PROPlNDUS -TELEX 05 24 244

zeug an dieser Station, das in den der Länge nach vorgeschobenen Draht eingreift und seine Zuführbewegung hemmt, wodurch er allmählich in Schraubenform gebogen wird, und mit einem Hauptantrieb für die Zuführrollen zum Drehen der Rollen, wobei eine Drahtlänge um ein Zuwachsstück kurzer als für eine Schraubenfeder vorbestimmter Form und Ausmaße erforderlich vorgeschoben wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es allgemein, eine Federwickelmaschine mit schnell ansprechendem Hilfsantrieb und Steuerung zu schaffen, der bei wahlweiser Betätigung mit dem Maschinen-Hauptantrieb die Leistungsfähigkeit einer Federwickelmaschine hinsichtlich der genauen Positionierung des Endes und/oder Schlußstücks und der Bildung von Schraubenfedern vom Torsionstyp bedeutend steigert.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer solchen Federwickelmaschine erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß schnell ansprechende Hilfsantriebseinrichtungen für die Zuführrollen zum Vorschub eines Zuwachsendes Draht für die vorbestimmte Schraubenfeder, Kupplungseinrichtungen zwischen den Zuführrollen und den Haupt- und Hilfsantriebseinrichtungen, um die beiden Antriebseinrichtungen zur Drehung der Zuführrollen während der Bildung der Schraubenfeder wahlweise betätigbar zu machen, sowie eine Hilfsantriebssteuerung mit Einrichtungen vorgesehen sind die auf die Position eines führenden Endes des Drahtes in einer an der Wickelstation geformten Feder anspricht, wobei diese Steuerung betätigbar ist, wenn das führende Ende eine vorbestimmte Position erreicht, um den Draht-Zuführvorgang dieser Hilfsantriebseinrichtung und Zuführrollen zu beenden.

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Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungen der Erfindung werden nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Federwickelmaschine mit Hilfsantrieb und Steuerung entsprechend der vorliegenden Erfindung, wobei End-Positionier-Elemente dargestellt sind,

Fig. 2 eine scheraatische Darstellung der Federwickelmaschine mit Hilfsantrieb und Steuerung, wobei Elemente zur Einstellung des Endstücks und zur Torsionsfederbildung dargestellt sind,

Fig. 3 ein Steuerungsdiagramm zum Betrieb der Endpositionierung der Maschine und des Hilfsantriebs,

Fig. 4 ein Steuerungsdiagramm für die Maschine mit Hilfsantrieb und Steuerung in ihrer Wirkungsweise zum Positionieren ihres Endstücks und zur Bildung der Torsionsfeder.

In Fig. 1 sind Draht-Zuführrollen 10,10 eines gewöhnlich in Federwickeliraschinen gefundenen Typs allgemein dargestellt. Die Zuführrollen arbeiten absatzweise in den aufgezeigten Richtungen, um Federdraht 12 der Länge nach nach links zu einer Wickelstation 14 zu führen. An der Wickelstation ist ein Wickelwerkzeug oder Gegenlager 16 etwa auf der Längslinie des zugeführten Drahtes angebracht, blockiert die Drahtfortbewegung und arbeitet mit einer Welle 18 in üblicher

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Weise zusammen, um zu veranlassen, daß der Draht um die Welle zu einer Spule von vorbestimmter Form und Größe aufgewickelt wird. Nicht dargestellte Werkzeuge für die Steigung und zum Abschneiden sind ebenfalls an der Wickelstation vorgesehen, und wenn eine vorbestimmte Drahtlänge durch die Zuführrollen vorgeschoben und dadurch eine Feder geformt worden ist, wird das Abschneidewerkzeug betätigt, um den Draht und die gefertigte Feder zu trennen. Zum Antreiben der Zuführrollen wird Energie aus einer Hauptantriebseinrichtung 20 zugeführt, und die verschiedenen die Maschine betreibenden Elemente wie für die Steigung, Abschneidewerkzeuge usw. werden in zeitlicher Abstimmung auf den Betrieb der Zuführrolle von einer Hauptnockenwelle in dem Federwickler 22 betätigt. Eine Verbindung zwischen Hauptantrieb und Nockenwelle ist allgemein durch die Linie 24 angedeutet.

Alle Konstruktionselemente und der oben erwähnte Betrieb sind auf dem Gebiet der Federwickler bekannt, und es kann hinsichtlich einer mehr ins Einzelne gehenden Beschreibung von Bauweise und Betrieb auf eines oder mehrere der vorerwähnten Patente Bezug genommen werden. Sowohl Federwickler vom Segmenttyp als auch solche vom Kupplungstyp sind vorbekannt, obwohl die oben genannten Patente sich vorwiegend auf Wickler vom Segmenttyp beziehen. Die vorliegende Erfindung ist in gleicher Weise für beide Wicklertypen anwendbar. Es genügt darauf hinzuweisen, daß beide Federwicklertypen und insbesondere der Segmenttyp einen guten Ruf für Genauigkeit, Dauerhaftigkeit und Zuverlässigkeit bei Verwendung über viele Jahre des Gebrauchs erlangt hat. Bei der Hersteilung bestimmter Arten von Federn jedoch, und

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insbesondere da, wo die Winkelbeziehung der Enden der Feder von Feder zu Feder konstant gehalten werden muß, hat sich herausgestellt, daß derartige bekannte Spulen mangelhaft sind. Wenn Federn hergestellt werden, die ein genaues Verhältnis der Enden erfordern, so ist es allgemein Praxis, daß ein Hilfsschneidvorgang vorgesehen wird, wobei ein Teil eines Endes des Drahtes nach dem Aufwickeln abgeschnitten wird, so daß die erforderliche gleichmäßige Endstellung und -beziehung geschaffen wird. Dieser Verfahrensablauf bedeutet aber eine starke Beschränkung der Produktionsmengen.

Die genaue Steuerung des Endverhältnisses der Endstellung entsprechend der vorliegenden Erfindung umfaßt die Verwendung eines Sensors, der genau die "Endposition" eines vorderen Endteils einer Feder abliest, wenn es in der Federwickelmaschine aufgespult wird. In Fig. 1 verläuft also ein führendes Ende 26 einer Feder 28 an der Wickelstation 14 in einer Spirale im allgemeinen im Uhrzeigersinn, während die Feder 28 durch den nach links verlaufenden Längsvorschub des Drahtes 12 geformt wird. Ein Sensor 30 an der Wickelstation liest die Position des führenden Endes 28 des Drahtes ab und dient dazu, den Drahtzuführvorgang der Rollen lO,10 genau zu beenden, wie im folgenden beschrieben wird. Der Sensor 30 kann in seiner Form sehr unterschiedlich sein und kann von der Art sein, die optisch, auf Nähe, auf Berührung oder anderweitig reagiert. Wie dargestellt, ist ein Sensor des optischen Typs mit einem elektrischen Impulsausgang vorgesehen und so angebracht, daß er durch seine senkrechte Sichtlinie auf den Durchlauf des führenden Drahtendes

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darunter reagiert. Der Sensor kann natürlich auch mit Halteeinrichtungen versehen sein, die in senkrechter und waagerechter Ebene angebracht sind und in senkrechter Ebene in einem Bogen von 360°, um jede gewünschte Winkelstellung des führenden Endes 26 der fertigen Feder ablesen zu können. Sensoren vom optischen Typ werden gegenwärtig für relativ geringe Durchmesser bevorzugt, während Sensoren der Typen, die auf Nähe oder Berührung reagieren, in Fällen bevorzugt werden dürften, bei denen der Draht einen Durchmesser von 3,175 mm oder mehr hat.

Um einem elektrischen Impulssignal auf einer Leitung 32, die sich vom Sensor 30 aus erstreckt, Wirkung zu verleihen und dabei den Betrieb der Zuführrollen 10,10 genau zu beenden, ist ein Hilfs-Antrieb vorgesehen, der eine Ansprechzeit hat, die ausreichend hoch liegt, um die gewünschte Genauigkeit der Endeinstellung oder Endbeziehung zu schaffen. Es wird ein schnell ansprechender, elektrisch betriebener Servomotor mit einem Gleichstrommotor mit entsprechender Energieversorgung, Steuerung und Verstärker verwendet. Es können natürlich verschiedene Motoren und Steuerungs-Verstärker verwendet werden; gegenwärtig wird jedoch die Verwendung eines NC 104B "Solid State D.C. Servo Controller", bevorzugt, hergestellt von der Firma Control Systems Research,Inc., Pittsburgh, Pennsylvania. Diese Einheit kann annähernd lOOO U/min schaffen und hat eine derartige Reaktionszeit auf ein elektrisches Impulssignal vom Sensor 30, daß der Gleichstrommotor innerhalb von 50 Millisekunden aufhört, ein Drehmoment zu liefern. Der Servomotor ist in Fig. 1 schematisch in einem Block 34 dargestellt, die entsprechende Steuerung und der Verstärker in einem Block 36, die Verbindung zwischen diesen durch Leitung 38. Der Servomotor

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ist umkehrbar, und mit ihm ist eine Geschwindigkeit vermindernde Einrichtung verbunden, die ein Schneckengetriebe aufweisen kann und in Block 34 mit dem Servomotor dargestellt ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Geschwindigkeitsverminderung von lOOO U/min auf 50 U/min zur übertragung auf die Zuführrollen 10,10 erreicht.

Der Ausgang aus dem Servomotor und Geschwindigkeitsverminderer 34, der selbstverständlich auch die Form einer geeigneten Antriebswelle haben kann, ist durch eine Linie 40 dargestellt, die sich zu einer einseitig wirkenden Kupplung 42 erstreckt. In gleicher Weise weist der Hauptantrieb 20, der wie angedeutet, vom Segment- oder Kupplungs-Typ sein kann, eine gemeinsame Antriebswelle oder andere Verbindung mit der einseitig wirkenden Kupplung 42 auf, wie durch eine Linie 44 dargestellt ist. Die Kupplung 42 ihrerseits verbindet mit üblichen Antriebselementen für die Zuführrollen 10,10 wobei erstere durch eine Linie 46 dargestellt sind und mehr vollständig in den eingangs genannten Patenten dargestellt und beschrieben sind. ι

Die einseitig wirkende Kupplung 42 kann in ihrer Form variieren,; und zur Verdeutlichung kann beispielsweise angenommen werden, ; daß die Kupplung ein "Formsprag Modell:HPI No. 5OO" aufweist. i Die Kupplung macht den höheren der beiden Eingänge für die Rotationsgeschwindigkeit aus den Linien 40,44 wirksam und kann in umgekehrter Antriebsrichtung nicht betrieben werden. Es ist daher möglich, einen ersten Abschnitt oder Anteil eines DrahtzufUhrVorganges mit der Energie des Haupt-Wicklerantriebs 20 zu betreiben und einen zweiten oder Endabschnitt oder -Anteil des Drahtzuführvorganges unter dem Einfluß des Servomotors und Geschwindigkeitsreduzierers 34, wobei die Kupplung

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42 dazu dient, automatisch den höheren Rotationsgeschwindigke it se ingang aus zuwählen.

In Fig. 3 ist die bekannte harmonische Geschwindigkeitskurve eines Segment-Wicklers mit dem Bezugszeichen 48 versehen. Man sieht, daß der Hauptantrieb 20 betrieben werden kann, um einen Drahtabschnitt um ein Anteilstück vorzuschieben, das kleiner ist als für eine Spiralfeder mit vorherbestimmter Form und Größe erforderlich, wobei das letzte oder Abschlußteilstück vom Servomotor 34 besorgt wird. Die Servo-Antriebsgeschwindigkeit vorwärts von 50 U/min ist bei 50 dargestellt. Wenn der Servoantrieb wie dargestellt arbeitet und mit dem Absinken der Geschwindigkeit des Hauptantriebs 20 wie in Kurve 48 dargestellt, wird ein Kreuzungspunkt bei 52 erreicht, so daß die zusammengesetzte Geschwindigkeit eine Kennlinie 54,56 hat. Auf diese Weise wird der Draht-Zuführvorgang teilweise durch den Haupt-Wicklerantrieb 20 bei 54 ausgeführt, und ein letzter Abschnitt davon wird bei 56 durch den Servomotor 34 ausgeführt. Die Art und Weise, in der ein solch selektiver oder aufeinanderfolgender Betrieb von Haupt- und Hilfsantrieben erreicht wird sowie die Vorteile davon werden nachstehend dargelegt.

In Fig. 1 weist die Wicklernockenwelle 22 einen zugeordneten Sensor 58 auf, der in seiner Form unterschiedlich sein kann, jedoch vorzugsweise vom schnell ansprechenden magnetischen Typ bekannter Bauart ist. Der Sensor spricht auf die winkelige Stellung der Welle an und erzeugt ein Impulsausgangssignal, das zusammen mit der oben genannten Ausgangsleitung 32 aus dem Sensor 30 durch eine sich zu einer bistabilen Einrichtung 62 erstreckenden Leitung übertragen wird. Die bistabile Einrichtung 62 kann von

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üblicher Bauart sein und dient nur dazu, eine Speicherfunktion auszuüben, so daß ein "AN"-Signal zum Vorwärtsbetrieb des Servomotors beibehalten wird, bis von der Leitung 32 her ein "AUS"-Signal empfangen wird. Dann veranlaßt das von der bistabilen Einrichtung 62 über Leitung 64 zum Verstärker 36 und zum Servomotor 34 geleitete "AN"-Signal den Motor, zu einer vorgewählten Zeit während des Maschinenzyklus seinen Vorwärtsbetrieb aufzunehmen. Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 3 kann nun festgestellt werden, daß das "AN"-Signal für den Vorwärtsbetrieb, der Impuls 78, vorzugsweise zum Verstärker und Servomotor übertragen wird ungefähr auf dem Mittelpunkt der Hauptantriebszuführung 48. Das Bezugszeichen 66 zeigt den Beginn des Vorwärtsbetriebes des Servomotors, und seine Beendigung wird bei 68 dargestellt.

Die Beendigung des Vorwärtsantriebs und der Drahtzuführung durch den Servomotor wird in der Hilfsantriebssteuerung durch den Sensor 30, seine Ausgangsleitung 32, die bistabile Einrichtung 62 und den Verstärker 36 bewerkstelligt. Wie erwähnt, hat der Durchlauf des führenden Drahtendes 26 : in einer Feder 28 unterhalb des Sensors 30 und durch seine \ senkrechte Sichtlinie die Übertragung eines "AUS"-Signals, j den Impuls 76, zur Folge durch eine Leitung 32 zur bistabilen ^; Einrichtung 62, die ihrerseits das Vorwärts-Antriebssignal : zum Verstärker 36 und zum Servomotor 34 beendet. Auf diese Weise wird mit dem oben erwähnten hohen Ansprechgrad des Servomotors die exakte Beendigung des DrahtzuführVorganges der Rollen 10,10 mit einem hohen Grad an Wiederholbarkeit und der gewünschten Genauigkeit der Einstellung und Endbeziehung erreicht. Wie oben ausgeführt, ist die einseitig

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wirksame Kupplung 42 in Ruhestellung, um einen umgekehrten Antrieb auf die Zuführrollen 10,10 zu übertragen, und dadurch wird deutlich, daß die Beendigung des Drahtzuführvorganges entweder erreicht werden kann, indem einfach der Vorwärtslauf des Servomotors beendet wird, oder indem dieser umgekehrt wird. Im letzteren Falle besorgt die bistabile Einrichtung 62 eine negative Spannung zum Verstärker 36 und Servomotor 34, und der letztere bleibt nur bis zum nächstfolgenden Vorwärts-Antriebssignal, dem Impuls 78, in Umschaltung wie bei 74.

Fig. 2 zeigt eine Federwickelmaschine mit Hilfsantrieb und Steuerung, die besonders für die Bildung von Schraubenfedern vom Torsionstyp geeignet ist. Solche Federn können geradlinige Drahtlängen oder "Schlußstücke" haben, die sich im allgemeinen tangential von der Spule weg an dem einen oder an beiden Enden der Spule erstrecken. Außerdem kann die Winkelbeziehung zwischen solchen Enden bei bestimmten Anwendungen kritisch sein. Die vorliegende Erfindung sorgt für eine genaue Einstellung eines vorderen oder führenden Endes und damit für die genaue Winkelbeziehung von vorderen oder hinteren Endstücken sowie für genaue Erzeugung von Endstücken gewünschter Länge. Bei der Erzeugung von Endstücken mit genauer Länge ist es erforderlich, daß eine "Index"-Funktion vorgesehen wird, so daß Drahtzuführrollen in eine bestimmte Winkelposition gedreht werden können und eine genaue Länge der Drahtzufuhr derart vorbestimmt werden kann. Durch Schaffung der "Index"-Funktion wird ersichtlich, daß zusätzlich zu den oben genannten Vorwärts- und Rückwärtsantrieben eine ¹¹ HALT"-Lage des Servomotors erforderlich wird und dement-

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sprechend eine zweite bistabile Einrichtung erforderlich, wird. Darüber hinaus wird, wie unten verdeutlicht, eine Steuerung über die Länge des Endstücks durch winkelig verschobene "Index"- und "Hinterende HALT"-Sensoren ausgeübt, die funktionsmäßig mit der zweiten bistabilen Einrichtung verbunden sind.

Alle Teile in Fig. 2, die Bezugszeichen mit einem "a"-Zusatz haben, können als im wesentlichen identisch mit entsprechenden Teilen der Fig. 1 angesehen werden. Es sollte jedoch beachtet werden, daß der Sensor 30a umgestellt worden ist, so daß er eine waagerechte Blickrichtung hat und auf den winkeligen oder schwingenden Durchlauf eines führenden Endes 80 einer an der Wickelstation 14a ausgebildeten Torsionsfeder 28a reagiert.

Das bedeutet: Das Ende 80 schwingt während der Bildung der Feder winkelig nach unten und in einer im allgemeinen im Uhrzeigersinn laufenden Richtung an dem Sensor vorbei. Beim Vorbeilauf durch die waagerechte Blickrichtung wird der Sensor betätigt, wodurch Drahtzufuhr übertragen und das. Ende 80 genau in Position gebracht wird.

Bei der Bildung von Schraubenfedern vom Torsionstyp ist zur Bildung der Wicklung und der Endabschnitte der Federn ein Wickelwerkzeug 16a zwischen aktiven bzw. inaktiven Stellungen bewegbar. Wie schematisch dargestellt, ist das Wicke !werkzeug 16a um einen Drehpunkt 82 schwenkbar und mittels einer Linie 84 mit der Nockenwelle verbunden; Die Linie 84 stellt einen Mechanismus dar, der von der Nockenwelle aus betrieben wird und das Wickelwerkzeug zwischen

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aktiven und inaktiven Stellungen in geeigneter zeitlicher Beziehung zu den übrigen Maschinenelementen schwenkt. Ein solcher Mechanismus ist bekannt, und insbesondere hinsichtlich der gesamten Beschreibung von Konstruktion und Betriebsweise kann auf die US-PS 2 820 505 Bezug genommen werden. Hilfsantrieb und Steuerung entsprechend der vorliegenden Erfindung können zur Bildung eines einzigen Endes oder zur Bildung sowohl des Anfangs- als auch des Schlußstücks verwendet werden, und durch den in dem genannten Patent beschriebenen Mechanismus können eines oder mehrere dieser Enden gebildet werden. Auf diese Weise sind sowohl eine Kombination eines führenden oder vorderen Endes entsprechend dem bekannten Mechanismus und eines hinteren Endes entsprechend der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung als auch zahlreiche weitere Kombinationen möglich.

Mit der Nockenwelle 22a arbeiten zusätzliche Sensoren 86 und 88 zusammen, die auf die.Winkelposition der Welle ansprechen und jeweils als "vorderer Schlußstart" bzw. "hinterer Schlußstart" bezeichnet werden und verbundene Ausgangsleitungen 90 und 92 haben. Die Leitungen 90 und erstrecken sich wie die Leitung 60a von dem Sensor 58a für den "Endstellung Start" zu einem OR-Tor 94. Eine Leitung erstreckt sich von dem OR-Tor 94, das von bekannter Bauart sein kann, zu einer bistabilen "Vorwärts-Antrieb"-Einrichtung 62a zur alternativen Antriebsbetätigung des Servomotors durch die drei Sensoren 58a, 86 und 88. Die oben genannte Leitung 32a vom Sensor 30a erstreckt sich zu einem zweiten OR-Tor 98, das ebenfalls von bekannter Bauart sein kann, und eine

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Ausgangsleitung loo vom OR-Tor 98 erstreckt sich zu dem "AUS"-Eingang der bistabilen Einrichtung 62a. Außerdem verläuft eine Leitung 102 von einem Anschluß 104 mit der Leitung 32a zu einem dritten OR-Tor 106, das ebenfalls eine Ausgangsleitung 108 zu einem "AN"-Eingang einer zweiten oder bistabilen "Rückwärts-Antrieb"-Einrichtung 110 umfaßt, die im wesentlichen identisch mit den oben genannten Einrichtungen 62, 62a sein kann, die dazu dienen, eine "AN¹'-Bedingung aufrechtzuerhalten, bis ein "AUS"-Signal empfangen wird und umgekehrt. Eine Ausgangsleitung 112 aus der bistabilen Einrichtung 110 erstreckt sich zu dem Verstärker 36a.

Drei gleiche Sensoren 114, 116 und 118 sorgen für die Einstellung auf "HALT-Vorderende", "HALT-Hinterende¹¹ und "INDEX" Die Sensoren 114, 116 und 118 sprechen auf den Ausgang des Servomotors und Geschwindigkeitsreduzierers 34a an und können vom oben in Verbindung mit den Sensoren 58a, 86 und 88 erwähnten magnetischen Typ sein. Eine sich von dem Sensor 114 aus erstreckende Leitung 120 führt zu dem OR-Netzwerk 98, während der Sensor 116 eine Ausgangsleitung 122 zu einem Anschluß 124 und dann zu dem OR-Netzwerk 98 aufweist. Eine zweite Leitung 126 vom Anschluß 124 führt zum OR-Tor 106 und dann zu der "AN"-Seite der bistabilen Einrichtung 110 über die Leitung 108. Die Ausgangsleitung 128 vom Sensor 118 erstreckt sich für die Beendigung des umgekehrten Antriebsvorganges zur "AUS"-Seite der bistabilen Einrichtung 110.

Das Steuerungsdiagramm der Fig. 4 lässt erkennen, wie ein führendes oder vorderes Ende einer Torsionsfeder durch Servomotor-Zuführung geformt werden kann, die durch den Sensor 86 eingeleitet wird, wobei das Signal von dort über

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Leitung 90, QR-Tor 94 und Leitung 96 zur "AN"-Verbindung der bistabilen "Vorwärts-Antrieb"-Einrichtung und dann über die Leitung 64a zum Verstärker 36a und den Servomotor 34a übertragen werden kann. Die Dauer eines Drahtzuführvorganges 130 für das vordere Ende wird natürlich durch die relative Einstellung des Sensors 86 und des Haltsensors 114 für das vordere Ende am Ausgang des Servomotors und Geschwindigkeitsreduzierers 34a bestimmt. Es ist einleuchtend, daß der Sensor 114 durch seine Ausgangsleitung 120, OR-Tor 98 und Leitung lOO wirkt, um ein "AUS"-Signal in die bistabile Einrichtung 62a einzuleiten, wenn die gewünschte Drahtlänge zur Bildung des vorderen Endes zugeführt worden ist. Während der Zuführung zur Bildung des vorderen Endes wird das Wickelwerkzeug 16a natürlich durch den oben genannten Werkzeug-Einstellmechanismus unter Steuerung der Nockenwelle 22a in inaktiver Stellung gehalten.

Nachdem die Bildung des vorderen Endes vollendet ist, wird das Wickelwerkzeug in seine dargestellte aktive Stellung verbracht, damit die Bildung des Hauptkörpers der Feder begonnen werden kann. Die harmonische Geschwindigkeitskurve 54 wird durch den Hauptantrieb 20a geschaffen, und etwa am Mittelpunkt des Hauptzufuhr-Vorganges wird der Sensor 58a betätigt, um den Servomotorbetrieb über die Leitung 60a, OR-Tor 94, Leitung 96 und die bistabile Einrichtung 62a in Gang zu setzen. Wenn die Geschwindigkeit des Hauptwicklerantriebs wie am Anschluß 52a abfällt, übernimmt der Servomotor wie oben beschrieben,und die Servomotor-Tätigkeit wird durch den Sensor 30a, die Leitung 32a, OR-Tor 98, Leitung lOO und die bistabile Einrichtung 62a beendet. In überein-

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Stimmung damit wird das Signal aus dem Sensor 30a über die Leitung 102 zum OR-Tor 106 und über die Leitung 108 zum "AN"-Eingang in der bistabilen Einrichtung 110 übertragen, ! wodurch die umgekehrte Antriebskraft des Servomotors eingeleitet und der Motor auf eine gewünschte "Null"- oder "Start"-Stellung gestellt wird. Wenn die gewünschte Winkelposition des Servomotors erreicht ist, wirkt der Indexsensor 118 über die Leitung 128 und die bistabile Einrichtung 110, um die umgekehrte Antriebsbetätigung des Motors zu beenden. Mit der genauen Beendigung der Servomotorzufuhr ist das vordere Ende 80 mit Genauigkeit positioniert', und dann kann die Bildung des hinteren Endstücks beginnen. Das Wickelwerkzeug wird in seine inaktive Stellung verbracht, und der Sensor dient dazu, über seine Ausgangsleitung 92, das OR-Tor 94, Leitung 96 und die bistabile Einrichtung 62a die Bildung des hinteren Endes signalisiert der Sensor 116 über seine Ausgangsleitung 122, OR-Tor 98 und Leitung 100 der bistabilen Einrichtung 62a, daß d.er Vorwärtsantrieb beendet werden soll. Gleichzeitig wird über Leitung 126 und OR-Tor 106 der bistabilen Einrichtung 100 zusignalisiert, daß ein umgekehrter Antrieb für einen zweiten Index-Vorgang eingeleitet werden soll. Wenn die Indizierung vollständig ist, überträgt der Sensor 118 über Leitung 128 ein "AUS"-Signal an die bistabile Einrichtung 110, wodurch ein Arbeitszyklus vollendet wird und die Maschine und Hilfsantrieb und Steuerung für einen anschließenden Arbeitszyklus vorbereitet werden. Nach der Betätigung des Abschneidewerkzeugs durch Impuls 132, wie dargestellt, entsteht ein solcher nachfolgender Arbeitszyklus.

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Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, ist für relativ einfachen und doch hochwirksamen Hilfsantrieb mit Steuerung gesorgt. Durch ihn wird eine genaue Endposxtionierung die zu einem hohen Maß an Genauigkeit bei der Endbeziehung führt, eine genaue Schlußstückpositionierung,eine genaue Winkelbeziehung zwischen führendem und hinterem Ende in einer Schraubenfeder vom Torsionstyp und ein hoher Grad an Genauigkeit bei der Erzeugung solcher Enden erreicht.

Patentansprüche;

Se/MP -25 935

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Claims

Patentansprüche

ί 1.JFederwickelmaschine mit mindestens einem Paar Zuführrollen ^-^ zum Vorschub von Draht zu einer Wickel station der Länge nach, mindestens einem Wickelwerkzeug an dieser Station, das in den der Länge nach vorgeschobenen Draht eingreift und seine Zuführbewegung hemmt, wodurch er allmählich in Schraubenform gebogen wird, und mit einem Hauptantrieb für die Zuführrollen zum Drehen der Rollen, wobei eine Drahtlänge um ein Zuwachsstück kürzer als für eine Schraubenfeder vorbestimmter Form und Ausmaße erforderlich vorgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß schnell ansprechende Hilfsantrxebseinrichtungen für die Zuführrollen zum Vorschub eines Zuwachsendes Draht für die vorbestimmte Schraubenfeder, Kupplungseinrichtung zwischen den Zuführrollen und den Haupt- und Hilfsantrxebseinrichtungen, um die beiden Antriebseinrichtungen zur Drehung der Zuführrollen während der Bildung der Schraubenfeder wahlweise betätigbar zu machen, sowie eine Hilfsantriebssteuerung mit Einrichtungen vorgesehen sind, die auf die Position eines führenden Endes des Drahtes in einer an der Wickelstation geformten Feder anspricht, wobei diese Steuerung betätigbar ist, wenn das führende Ende eine vorbestimmte Position erreicht, um den Draht-Zuführvorgang dieser Hilfsantriebseinrxchtung und Zuführrollen zu beenden.

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2. Federwickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß die Hilfsantriebseinrichtung eine elektrisch betreibbare Servomotor- und Geschwindigkeitsreduzier-Einrichtung aufweist, die zwischen den Motor und die Kupplungseinrichtung geschaltet ist.
3. Federwickelmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsantriebssteuerung eine Einrichtung aufweist, die während der Drehung der Zuführrollen durch den Hauptantrieb betätigbar ist, um den Servomotor zu betreiben, und daß die Kupplungseinrichtung arbeitet, um die höhere von zwei Eingangs-Drehgeschwindigkeiten aus dem Haupt- und dem Hilfsantrieb wirksam zu machen, wobei letzterer Antrieb die Zuführrollen dreht, um das Draht-Zuwachsendstück zuzuführen, wenn die Drehgeschwindigkeit des Hauptantriebs unter die des Hilfsantriebs abfällt.
4. Federwickelmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie vom zyklisch betreibbaren Typ und der Hauptantrieb vom Segmenttyp sind mit einer harmonischen Geschwindigkeitskurve während jeder seiner Draht-Zuführbewegungen, und daß Servomotor und Geschwindigkeitsreduzierer eine im wesentlichen konstante Geschwindigkeitskurve aufweisen in einer Größe, die etwas unter der durch den Hauptantrieb vom Segmenttyp erreichten Maximalgeschwindigkeit liegt, wobei die Kupplungseinrichtung während einer Abfallphase in der

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Geschwindigkeit jeder Bewegung zur Zuführung eines Draht-Segments betätigt wird, um diese unwirksam und den Servomotor wirksam zu machen, so daß die Zuführrollen für ein Zuwachsendstück an Drahtzuführung gedreht werden.
5. Federwickelmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Federwickler vom zyklisch betätigbaren Typ ist mit einem einzigen Hauptantriebs- und einem einzigen Hilfsantriebs-Drahtzuführ-Vorgang während jedes Zyklus des Maschinenbetriebs, wobei die Steuerung des Hilfsantriebs Einrichtungen zum Starten des Servomotors einmal während jedes Zyklus des Maschinenbetriebs aufweist und diese letztgenannte Einrichtung betätigbar ist, wenn die Drehgeschwindigkeit des Segments, die an der Kupplungseinrichtung erreicht wird, größer ist als die verringerte Drehgeschwindigkeit des Servomotors.
6."Federwickelmäschine nach Anspruch 4, dadurch gekennze ichnet, daß der Federwickler eine Nockenwelle aufweist, die in zeitlicher Beziehung zu dem Segment-Antrieb arbeitet, wobei die Einrichtung zum Starten des Servomotors die Form eines Sensors annimmt, der auf die Winkelposition der Nockenwelle und des Segments anspricht und betätigbar ist, um den Startvorgang des Servomotors auszulösen, wenn eine Drahtzuführbewegung des Segments nahezu zur Hälfte ausgeführt worden ist.

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7. Federwickelmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennze i c h η e t, daß die auf die Position ansprechende Einrichtung in der Hilfsantriebssteuerung die Form eines Sensors vom optischen Typ hat, der so gestaltet ist, daß er eine vorgewählte Winkelposition eines führenden Endes einer Schraubenfeder feststellt, wenn dieses Ende während der Bildung der Feder einem kreisförmigen Weg folgt.
8. Federwickelmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Position ansprechende Einrichtung in der Hilfsantriebssteuerung die Form eines Sensors vom optischen Typ hat, der so gestaltet ist, daß er ein vorderes Ende einer Torsions-Schraubenfeder feststellt, wenn das Ende während der Bildung der Feder winkelig aufgedreht wird.
9. Federwickelmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung einseitig wirksam ist, und daß die auf die Position ansprechende Einrichtung in der Hilfsantriebssteuerung wirksam wird, um den Servomotor umzukehren.
10. Federwickelmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsantriebssteuerung eine bistabile Einrichtung aufweist, um ein "AN"-Signal zu dem Servomotor von der Startvorrichtung aus aufrechtzuerhalten, bis die auf die Position ansprechende Einrichtung ein "AUS"-Signal darauf überträgt.

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11. Federwickelmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickelwerkzeug zum Aufwickeln und Bilden von Torsionsfeder-Enden während des Drahtvorschubs der Länge nach zwischen aktiven bzw. inaktiven Stellungen bewegbar ist, und daß die Hilfsantriebssteuerung eine Einrichtung zum Starten und Anhalten des Servomotors mit dem Wickelwerkzeug in inaktiver Stellung aufweist, wodurch mindestens ein Ende auf einer Torsionsschraubenfeder geformt wird.
12. Federwickelmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennze lehnet, daß der Federwickler eine Nockenwelle aufweist, die in zeitlicher Beziehung mit dem Hauptantrieb arbeitet, und daß die Einrichtung zum Starten des Servomotors bei inaktivem Wickelwerkzeug die Form eines Sensors hat, der auf die Winkelposition der Nockenwelle anspricht.
13. Federwickelmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennze ich net, daß die Einrichtung zum Anhalten des Servomotors bei Bildung eines Endes einer Torsionsschraubenfeder die Form eines Sensors hat, der auf den Ausgang des Servomotors und Geschwindigkeitsreduzierers anspricht.
14. Federwickelmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung in der Hilfsantriebssteuerung zum Indizieren des Servomotors auf eine "NULL"- oder "START"-Stellung vorgesehen ist.

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15. Federwickelmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennze ichnet, daß die Hilfsantriebssteuerung erste und zweite bistabile Einrichtungen aufweist, die jeweils betätigbar sind, um "AN"-Signale aufrechtzuerhalten, bis "AUS"-Signale empfangen werden und entsprechend wirksam werden, um den Vorwärts- und Rückwärtsantriebsbetrieb des Servomotors auszulösen, und daß die Indiziereinrichtung den Sensor umfaßt, der auf den Ausgang des Servomotors und Geschwindigkeitsreduzierers anspricht, sowie einen Indizier-Sensor, der ebenfalls auf den Ausgang des Servomotors und Geschwindigkeitsreduzierers anspricht, wobei die bistabile Einrichtung zum umgekehrten Antrieb mit den beiden Sensoren verbunden ist und von ihnen regelmäßig betätigt wird, wodurch der Servomotor auf die "NULL·"- oder ¹¹START"-Stellung umgekehrt wird.
16.Federwickelmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Position eines führenden Endabschnitts des Drahtes in einer Feder an der Wickelstation ansprechende Einrichtung mit jeder der bistabilen Einrichtungen verbunden ist, um jeweils die Vorwärts- und Rückwärtsantriebs-Einrichtung anzuhalten und zu starten, und daß der Indizier-Sensor dazu dient, den umgekehrten Antriebs vor gang an der ¹¹NULL"- oder "START"-Stellung des Servomotors anzuhalten.
17.Federwickelmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennze ichnet, daß die Start- und Halteinrichtungen zur Bildung von Enden jeweils ein Paar Sensoren aufweist, wobei die beiden Startsensoren auf

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der Nockenwelle jeweils mit der bistabilen Vorwärtsantriebs-Einrichtung verbunden sind, um den Servomotor zu starten und entsprechend zur Bildung von vorderen und hinteren Enden geeignet sind, und die beiden auf den Servomotor und Geschwindigkeitsreduzierer-Ausgang ansprechenden Sensoren jeweils mit der bistabilen Vorwärtsantriebs-Einrichtung verbunden sind, um den Servomotor anzuhalten und entsprechend zur Bildung von vorderen und hinteren Enden geeignet sind.

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