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V O R R I C H T U N G Z U M R I N G F Ö R M I G E N B I E G E N
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UND VERSCHLIESSEN V O N ZYLINDRISCHEN S C H R A U B E N F E D E R
N Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum ringförmigen Biegen und V'rschliessen
von zylindrischen Schraubenfedern, insbesondere Schraubendruckiedern für Kolbenringe,
wobei die Federenden mittels eines in diese einfiihrbaren, ringsegmentformig gebogener
und m:t einem Federende kraftschlüssig zu verbindenden Drahtstiftes arretiert werden.
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in Brennkraftmaschinen werden vielfach Öiabstreif - Kolbenringe eingebaut,
die aus einem äußeren Olabstreifring mit einem in dessen Innenumfang in einer Nut
angeordneten Schraubenfederring bestehen. Die getrennt hergestellten Olabstreifringe
und Schraubenfederringe werden Kolbenring - Hersteller als Einbaueinheit zusammengefügt,
um später auf den Kolben ablagezogen werden zu können.
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Dazu muß der Olabstreifring zusammen mit der Feder auf den Außendurchmesser
des Kolbens geweitet werden. Zur Arretierung der Federenden sowohl während der Ringmontage
als ajch im späteren Betriebszustand werden D rahts ifte ver wendet, die entsprechend
der Ringform der Schraubenfeder vorge .ogen sich in beide Enden des Federstoßes
erstrecken.
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Um ein Verschieben des Drahtstiftes gegenüber dem Federstoß in Umfangsrichtung
zu vermeiden, sind beispielsweise durch die US - PS 3.099.455 verschiedene Maßnahmen
bekannt, die teilweise fertigungstechnisch schwer realisierbar sind.
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Insbesondere müßte der vielfach angewandte Drahtstift mit einer an
einem Ende angebogenen, sich zwischen zwei Federwindungen erstreckenden Nase ein7eln
vorgefertigt und manuell in ein Federende einged reht werden, um dann die Feder
in Ringform biegen und verschließen zu konnen. Durch die DT - AS 24 29 390 wurde
eine besonders einfach Art der ßeiestigung des Drahtstiftes durch Fest -klemmen
desselben in einem Federende vorgeschlagen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist cs, @ eine Vorrichtung zu schaffen,
die ein
Vorrichtung zu@@ ringförmigen Biegen und Verschließen von
zylindrischen Schraubenfeder ( 1610 ) selbsttatiges Biegen in Ringform und Verschließen
einer zylindrisch gewickeiten Schraubenfeder unter Zuhilfenahme eines in ein Federende
einklerr.mbaren Drahi -stiftes ermögliht.
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Erfindungsgemäß besteht die Vorrichtung aus einer Siftzuführung mit
einer Federhalterung zur Aufnahme und lageorientierten Weitergabe einer zylindrischen
Schraubenfeder in eine Federschließstation, in welche die Schraubenfeder tangential
einsciliebba- und ringförmig biegbar is. Eine derart konzipierte Vcrrichtung gestattet
die Aufnahme einer zylindrischen Schraubenfeder in einer Federhalterung derart,
uaß ein Federende frei zugänglich bleibt. in dieses ist der bereits ringförmig vorgebogene
Drahtstift mittels der Stiftzuführung teilweise einführbar. Wesentlich ist, daß
die Schraubenfeder dann mit dem an einem Ende herausragenden, gekrümmten Drahtstift
lageorientiert der Federschließstation zugeführt werden kann. Durch den hervorstehenden,
ringförmig vorgebogenen Drahtstift ist es möglich, durch Schieben der Schraubenfeder
in Längsrichtung diese in tangentialer Richtung in eine ringförmige Führungsbahn
der Federschließ station einzuführen, so daß die Schraubenfeder zu einem Federring
gebogen wird, wobei das freie Drahtstiftende in das weite Federende einfiinrhar
und o@@@ die Schraubenfeder derart verschließbar ist, daß die nach dem Herausnehmen
aus der Federschließstation ihre Ringform beibehält.
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In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird worgeschlagen, daß
die Siftzuführung aus einer Drahtführung, einem Trennmesser, einer Biegerolle und
einer auf ein Ende der Schraubenfcder aufsetzbaren Stiftführurg bcsteht. Damit ist
es möglich, ohne eine Vorfertigung einzelner Drahtstifte und deren schwierige Handnabur.
g aen Drant direkt von der Rolle durch eine Drahtführung zu schieben, wobei der
aus der Drahtführung hervortretende Draht mittels einer Biegcrolie in die gewünschte
kingforin gebracht und mittels der Stiitfuhrung in das Federende eingeführt werden
kann. Erst danach erfolgt das Abtrennen des Drahtstiftes durch das Trennmesser,
Zur verbesserten Verankerung des Drahtstiftes in dem Federende ist es von Vorteil,
weni das @ das Federende einzuschiebendc Teil des Drahtstiftes mittels
Vrorichtung
zum ringformigen Biegen und Verschließen von zylindrischen Schraubenfedern ( 1610
) eines Prägewerkzeugtes aufgerauht wird. Insbesondere lassen sich damit Querrillen
in die Drahtoberfläche einprägen, so daß sich nach dem Klemmen des Drahtstiftes
eine mehr formschlüssige Verbindung zwischen Drahtstift und den Windungen der Schraubenfeder
ergibt. Das Prägewerkzeug ist vorzugsweise airekt hinter der Drahtzuführung angeordnet.
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Um ein sicheres Einführen des vorgebogenen Drahtstiftes in das Federende
zu ermöglichen, sollte d,( Stiftführung eine Bohrung mit einem Axialanschlag für
das Federende und as f der dem Federende abgewandten Seite eine etwa konische Ausnehmung
aufweisen. Außerdem sollte die Stiftffihrung teilbar sei i', um sit nach dem Einführen
des Drahtstiftes juseinanderfahren zu können.
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Das kraftschlüsslge Verbinden des in das Federende eingeführten Drahtstiftes
erfolgt mittels einer Klemmvorrichtunv, die vorzugsweise auf der denn Federende
zugewandten Seite unmittelbar netzen der Stiftführung vorgesehen ist und aus zwei
über ein Kniehebelsystem miteinander verbundenen Klemmbacken besteht.
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Die Federhalterung sollte um eine parallel zur rederachse verlaufende
Achse schwenkbar sein, um die Schraubenfeder unmittelbar nach dem Einführen des
Drahtstiftes der Federschließstation lageorientiert zuführen zu können, ohne daß
die Schraubenfeder neu arretiert werden muß. Vorzugsweise weist die Federnalterung
mindestens zwei diametral angeordnete Federaufnahmen auf, die von zwei Armenpaaren
mit axialem Abstand gebildet werden. Dadurch können gleichzeitig jeweils eine Schrauhenfeder
zum Einführen des Drahtstiftes und zum ringförmigen Biegen bereitgehalten werden.
Zwischen den Federaufnahmen ist je eine Magnetleiste mit einer Längsrille stationär
vorgesehen, in welcher die Schraubenfeder sicher geführt und gehalten werden kann.
Eine vorzugsweise zentral betätigbare Fede rklemmeinrichtung wirkt gleichzeitig
auf beide Schraubenfedern and ve hin -dert ein Verschieben derselben in Längsrichtung
beim Einführen des Drahtstiftes sowie ein Verdrehen der Schraubenfeder beim Schwenken
der Federhalterung .ur Fede rs chließstation.
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Die Fcderschließstation weist eine ringförmige, mit einem tangentialen
is1nluß
Vorrichtung zum ringförmigen Biegen und Verschließen von
zyiindrischen Schraubenfedern i6lO versehene Federführung uf, deren Umfangslänge
veränderbar ist. Dadurch testeht die Möglichkeit, die zylindrische Schraubenfeder
aus der Federhalterung in die Federführung tangential einzuschieben, wobei die Schraubenfeder
dann, der Krümmung der Federführung folgena, zu einem Ring mit zunächst größerem
Durchmesser biegbar ist. Erst wenn beide Federenden innerhalb der ringförmigen Federführung
positioniert sind, lassen sch durch Verringerung der Umfangszange der Federiührung
die Federenden zusammenbringen, indem der gekrümmte Drahtstift des einen Federendes
in das wander Federende eingeführt wird und die Schraubenfeder dabei ihren Solldurchmesser
annimmt. Um die Umfangslänge der Federführung vcrändern zu können, wird vorgeschlagen,
daß diese zumindest teilweise aus einem vorzugsweise zwischen den Planfiächen zweier
Scheiben angeordneten Spannband besteht. Zwecks Vermeidung einer reibenden Relati;bewegung
zwischen Spannband und Schraubenfeder beim Verkürzen des mit der Schraubenfeder
in Berührung stehenden Spannbandfanges sollte das in Einschubrichtung der Feder
t rste Spannbandende fest arretiert und das andere Spannbandende etwa tangential
verschiebbar angcordnet sein.
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Um ein sicheres Einführen des Drahtstiftes in das andere Federende
bein Schlies sen des Federringes zu gewährleisten, sind im Bereich der tangentialen
Einschub-Offnung in die Federschließstation je eine am Außen - und Innenumfang des
Fcderringes bzw. gebogenen Drahtstiftes zur Anlage bringbare, radial zustellbare
Stiftleiteinrichtung mit Führungsrillen vorgesehen. Die Stiftleiteinrichtungen sind
vor -zugsweise federnd gelagert, um den Durchmesserunterschied zwischen Drahtstift
und Schraubenfeder ausgleichen zu können. Die Anordnung eines weiteren, radial ebenfalls
zustellbaren Federhalters ist zum Lagesichern des Federendes gegen übei- einem feststehenden
und als Federführung ausgebildeten Gegenhalter zweckdienlich.
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Schließlich bleibt zu erw.ihnen, daß die Federschließvorrichtung vorzugsweise
auf einem verschiebbaren Schlitten montiert sein sollte. um nach dem Finschieben
der Schraubenfeder aus der Federhalterung in die Federschließstation letztere aus
dem Funktionsbereich der Federhalterung herausfahren zu können, so daß ins besondere
das Spannen des Spannbandes erleichtert wird.
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Vorrichtung zum ringformigen Biegen und Verschließen von zviindrischen
Schraubenfedern ( ól0 j Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung
der gesamten Vorrichtung Figur 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung der Stiftführung
Figur 3 eine Seitenansicht des Klemmbacken -Mechanismus Figuren 4 und 5 die Federschließstation
mit verschiedener.
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Positionen des Biege - und Schließvorganges der Schraubenfeder Die
Zuführung der zylindrisch gewickelten Schraubenfedern 1 erfolgt bei dt r Verrichtung
nach Figur 1 von links gemäP Pfeil 2 aus einem nicht weiter dargestellter Vorratsbehälter.
Durch ein Führungsstück 3 läßt sich die Schraubendruckfeder in die aus zwei diametral
angeordneten Doppelarmen 4,5 bestehende Federhalterung einführen und mittels einer
zentral zur Schwenkachse 6 in die Federhalterung eingebauten Federklemmeinrichtung
arretieren. Letztere besteht aus einem hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren
Zylinder 7, der gegen den Druck einer Rückstellfeder 8 eine Schubstange 9 mit Schrägflächen
10 betätigt und mittels Stößel 11, 12 die Schraubenfeder 1 verspannt. Darüberhinaus
ist zwischen den Armen 4,5 bzw. 4', 5' der schwenkbaren Federhalterung je eine Magnctleiste
13, 14 mit je einer Längsrille 15, 16 zur Aufnahme und Ausrichtung bzw. Führung
der Schraubenfeder stationär vorgesehen.
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Zum Einführen des Drahtstiftes 17 in das Fcderende Ib' wird von einer
nicht dargestellten Vorratsrolle der Draht 19 durch cine Drahtführung 20, durch
ein Prågewerkzeug 21, vorbei an einem Trennrnesser 22 einer aus Rolle 23 und Gegenhalter
24 bestehenden Biegeeinrichtung zugeführt. Das mit Hilfe des Prägewerkzeuge.
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Vorrichtung zum ringförmigen Biegen und Verschließen von zylindrischen
Schraubenfedern (1610) 21 mit Querrillen in der Oberfläche versehene Drahtstiftende
25 des ringförmig gebogenen Drahtstiftes 17 läßt sich durch eine Stiitführung 26,27
in das Federende 18 einschieben und mittels der Klemmbacken 28,29 einer Klemmvorrichtung
festklemmen bzw. formschlüssig verbinden.
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Figu 2 zeigt vergrößert einen Querschnitt durch die Stiftführung,
die aus zwei auseinander fahrbaren Hälften 26 und 27 besteht. Die Stiftführung umschließt
das Federende 18 mittels der Bohrung 30, an welche sich ein Axialanschlag 31 anschließt,
gegen welchcn die Schraubenfeder @ beim Einschieben in die Federhalterung stößt.
Die dem Drahtstift 17 zugewandte Seite der Stiftführung weist eine etwa konische
Ausnehmung 32 auf, die das Einführen des Drahtstiftes 17 in das Federende 18 erleichtert.
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Aus Figur 3 ist die Klemmvorrichtung ersichtlich. Diese besteht aus
den beiden Klemmbacken 28,29, welche über Hebelarme 33 34 um die Drehpunkte 35,36
schwenkbar und mittels einer Kurbelschwinge 37 utEer ein Kniehebelsystem 3S, 39
betätigbar sind.
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Naci dem Einführen und Festklemmen des Drahtstiftes 17 im Federnde
18 läßt 0 sich die Federhalterung um ihre Achse 6 um 180 schwenken, wobei die Schraubenfeder
1 durch die Federklemmeinrichtung in ihrer Position gehalten und iageorientiert
mit dem ringförmig gebogenen Drahtstift in die Federschließstation 40 eingelegt
wird. Letzere weist eine ringförmige Federführung auf, die zur Hälfte aus einem
Spannband 41 und aus fest mit einer Basisscheibe 42 verbundenen Führungsteilen 43
und 44 besteht. Die Federführung ist derart angeordnet, daß die Schraubenfeder 1
tangential in diese einführbar und entsprechend dem Verlauf der Federführung ringförmig
biegbar ist. Zum Einführen der Schraubenfeder dient eine Schubstange 45. Nach derl,
Einführen der Schraubenfeder 1 läßt sich die auf einem Schlitten 57 montierte Federschließstation
aus dem Bereich der Federhalterung herausführen, um entsprechende Bewegungsfreiheit
für die na clifoigen -den Arbeitsschritte sicherzustellen.
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Die Funktion der Federschließstation ist anhand der Figuren 4 und
5 zu erkennen.
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Vorrichtung zum ringförmigen Biegen und Verschließen von zylindrischen
Schraubenfedern ( 1610 ) Das zwischen den Planflächen einer unteren Scheibe 42 und
einer oberen, im Bereich des Spannbandes 41 die Federführung abdeckenden Scheibenhälfte
45 in seiner wirksamen Umfangslänge veränderbare Spannband 41 biegt beim Einschie-Den
der Schraubenfeder 1 diese zunächst mit eincrn derart größeren Durchmessevor, daß
der Drahtstift 17 von dem freien Federende 46 zu liegen kommt (vgl.
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Figur 4 ). Danach fahren die äußeren und die inneren Stiftleiteinrichtung
47 und 48 radial gegen den Drahtstift 17, um diesen ger.au vor dem Federende 46
zu positionieren. Letzteres wird mittels des ebenfalls radial verstellbaren Federhalters
49 über eine Gummiauflage 50 gegen den als Führungsteil 44 ausgebildeten Gegenhalter
gedrückt. Durch die Führungsrillen il, 52 in den Stiftleiteinrichtungen 47,48 ist
das Ende des Drahtstiftes 17 genau ausgerichtet, so daß durch Verkürzen der an der
Schraubenfeder 1 anliegenden Spannbandlänge die Feder geschlossen und dabei der
Drahtstift 17 in das Federende 46 eingeführt werden kann.
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Zum Verkürzen des Spannbandes 41 wird der mit dem Spannbandende .S5
gekoppelte Befestigungsbolzcn 53 tangential verschobeii, während der mit dem anderen
Spannbandende 56 gekoppelte Befestigungsbolzen 54 fest mit der unteren Scheibe 42
erbundes ist ( vgl. Figur 5 ). Beim Einschieben des Drahtstiftes 17 in das Federende
46 lassen sich die Stiftleiteinrichtungen 47,48 federnd um das Differenzmaß zwischen
Drahtdurchmesser und äußerem Wickeldurchmesser zurückdrücken.
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Die so geschlossene Feder kann schließlich mittels eines nicht weiter
dargesteltten Auswerfers aus der Federschließstation ausgestoßen werden.