EP0215006A1 - Vorrichtung zum rundbiegen von konischen drähten. - Google Patents

Vorrichtung zum rundbiegen von konischen drähten.

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EP0215006A1
EP0215006A1 EP85905317A EP85905317A EP0215006A1 EP 0215006 A1 EP0215006 A1 EP 0215006A1 EP 85905317 A EP85905317 A EP 85905317A EP 85905317 A EP85905317 A EP 85905317A EP 0215006 A1 EP0215006 A1 EP 0215006A1
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bending
diameter
wire
wires
longitudinal section
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TH Kieserling and Albrecht GmbH and Co
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    • B21D7/08—Bending rods, profiles, or tubes by passing between rollers or through a curved die
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/02—Winding-up or coiling
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    • B21C47/045—Winding-up or coiling on or in reels or drums, without using a moving guide in rotating drums
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D11/00—Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F3/00—Coiling wire into particular forms
    • B21F3/02—Coiling wire into particular forms helically

Definitions

  • the invention relates to a method for the round bending of conical wires acc. the preamble of claim 1 and an apparatus for performing the method according to the preamble of claim 4.
  • Bending devices of the generic type which can also be used for wires.
  • a straight wire is introduced into the device, bent circularly and placed on a turntable, reel or the like and forms a coil of wire there.
  • Such devices fail when the wire does not have a constant cross-section, such as. '' B. is the case for wires for coil springs with progressive or degressive spring characteristic.
  • wire for, for example, coil springs with a progressive spring characteristic which is only later divided into the longitudinal sections required for winding the individual springs.
  • a wire varying between 2 or more longitudinal sections with different cross sections leads to flower-shaped wire structures which are only poorly suited for transport and further processing. This wire with alternately smaller and larger diameters is preferably produced by peeling.
  • the invention has for its object to find a simple solution with which wires with a cross-section varying in length can be wound into annular coils.
  • Deflection and the deflection applicable for the smaller cross section is sufficient to bend a transportable wire bundle.
  • a delay module e.g. a throttle can be provided in the hydraulic system, which stretches the switching process over time. This prevents a kink in the wire.
  • This solution can preferably be used for spring wires for automobiles that have a e.g. have a conical length of no more than 2 m and their coils are less than 3 meters in diameter.
  • the time of switching for the preferably provided single switching point is selected according to claims 2 and 3.
  • the selection of the point in time within the specified ranges depends on whether the wire is conical in the longitudinal section which changes in diameter, or whether the contour of this longitudinal section lies outside or inside the conical contour. With a contour lying essentially outside the conical contour the time of switching is placed in the vicinity of the cylindrical section with the smaller diameter; if the transition area is concave, the larger value is selected from the specified areas.
  • the 30% to 40% range is the preferred range.
  • the limit diameter is the diameter which has the ends of a region of variable diameter under consideration. Only those areas are considered in which the change in diameter does not go through a change of sign.
  • the device for carrying out the method is characterized by at least 2 stops, between which the carriage is moved back and forth with the bending roller.
  • a changeover device ensures the timely changeover between the two positions of the slide with the bending roller, which are characterized by the position of the stops.
  • the end position of the bending roller with the greater deflection of the wire stands for the smaller wire diameter and the end position of the
  • the entire travel range of the slide is regularly larger than the travel range which is determined by the stops and which is matched to a single wire contour with cylindrical longitudinal sections with different diameters.
  • the adjusting drive for the slide with the bending roller is preferably formed in accordance with claim 6.
  • the feature is gem.
  • Claim 7 provided.
  • the measuring device is - ix _
  • the switchover device connected in terms of control to the switchover device and ensures the correct time to be selected for each wire profile for the switchover from the deflection for the smaller wire cross section to the larger one and vice versa. It preferably detects the diameter of the wire arranged between its sensors.
  • the wire On the underside of a machine frame 1, a group of 3 rollers 3, 4, 5 is provided, through which a wire is guided in the direction of arrow 7.
  • the wire consists of three different longitudinal sections.
  • the longitudinal sections 6 and 9 are cylindrical, the section 8 is conical, it is enclosed by the limit diameters 25, 26. Only a part of the endless wire is shown. Cylindrical and conical sections are repeatedly arranged on the wire in an alternating sequence.
  • the wire is bent round into a bundle in the round bending device and placed on a turntable 24 arranged below the round bending device.
  • rollers 3, 4 are mounted in a stationary manner in the machine frame 1, the bending roller 5 is rotatably mounted on a carriage 2 which can be moved in the machine frame 1 transversely to the direction of travel (arrow 7) of the wire.
  • the movement of the carriage 2 is controlled by means of a hydraulic cylinder 10 carried out.
  • the rollers are driven in rotation, not shown.
  • the direction of movement of the carriage 2 is determined with a switchover device 15 designed as a 2/2 way valve, which is switched over by a control unit 17.
  • a switchover device 15 designed as a 2/2 way valve, which is switched over by a control unit 17.
  • Two stops 11, 12 determine the end positions 22, 23 of the slide.
  • a pump 16 sets the carriage 2 in motion and drives it against one of the two stops 11, 12.
  • the 'cylindrical longitudinal section 9 of the wire is given the correct curvature so that it relaxes from its Radius of curvature fits on the turntable 24.
  • the wire is given the correct curvature for the cylindrical longitudinal section 6 of the wire which is thicker in diameter.
  • the circular bending device initially has the measuring device 21, which detects changes in the diameter of the wire with the aid of two sensing rollers 19, 20 and gives a pulse to the control unit 17 via a toggle switch 18.
  • the round bending device works as follows:
  • the two end positions of the slide 2 are fixed by the stops 11 and 12 for the wire to be bent and its contour, and the switching time or the switching diameter of the wire is determined in the control unit as a function of the contour of section 8.
  • Switching takes place in a diameter range that starts from the smaller one Diameter is 20% to 60%, preferably 30% to 40% of the increase in diameter up to the larger diameter.
  • the contour of section 8 which may deviate from the cone shape, is taken into account.
  • the switchover point With a substantially slimmer contour than the conical longitudinal section 8 shown, the switchover point will be at the upper end of the specified ranges, while with a largely convex contour of this longitudinal section the switchover point will be close to the lower values of the specified ranges.
  • the diameter of the wire is detected by the measuring device and the switching device 15 is set according to the specified diameter. If necessary, so if the wire is inserted with a thick cylindrical longitudinal section, the carriage is moved against the stop 12. As soon as the measuring device determines the diameter value provided for the switchover, because at this moment a conical longitudinal section passes through the measuring device, the slide 2 with the bending roller 5 is moved against the other stop with a delay which is caused by a module in the control unit 17 . This is done by a switching process effected on the switching device, which switches the inflow of
  • Hydraulic fluid diverted from line 13 to line 14 or vice versa Apart from the empirical or arithmetical determination of the switchover point, the switchover does not take into account the contour or length of the longitudinal section 8 connecting the two cylindrical sections 6, 9.

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  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Description

Vorrichtung zum Rundbiegen von konischen Drähten.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Rundbiegen von konischen Drähten gem. dem Oberbegriff von Anspruch 1 und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 4.
Es ist bekannt, Drähte zum Transport oder zur Lagerung zu Bunden aufzuwickeln. Bekannt sind Biegevorrichtungen der gattungsbildenden Art, die auch für Drähte eingesetzt werden können. Ein gerader Draht wird in die Vorrichtung einge¬ führt, kreisrund gebogen und auf einen Drehteller, Haspel oder dergleichen gelegt und bildet dort ein Drahtbund.
Derartige Vorrichtungen versagen, wenn der Draht keinen konstanten Querschnitt hat, wie dies z.'B. bei Drähten für Schraubenfedern mit progressiver oder degressiver Federkennlinie der Fall ist. Gedacht ist an Draht für z.B. Schraubenfedern mit progressiver Federkennlinie, der erst später in die Längsabschnitte zerteilt wird, die zum Wickeln der einzelnen Federn benötigt werden. Bei unveränderter Einstellung der Rundbiegemaschine führt ein zwischen 2 oder mehr Längsabschnitten mit unterschiedlichem Querschnitt variierender Draht zu blütenförmigen Drahtgebilden, die sich zum Transport und zur weiteren Bearbeitung nur noch schlecht eignen. Die Herstellung dieses Drahtes mit abwechselnd kleinerem und größerem Durchmesser erfolgt vorzugsweise durch Schälen.
Eine Anpassung der Einstellung der Rundbiegemaschine an den jeweiligen Querschnitt und dessen Trägheitsmoment, sowie an die Streckgrenze des jeweils zu biegenden Drahtmaterials ist rechnerisch sehr schwierig und verlangt einen hohen elektronischen Aufwand. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Lösung zu finden, mit der Drähte mit auf ihrer Länge variierendem Querschnitt zu ringförmigen Bunden aufgewickelt werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 4 wiedergegeben. Die Lösung beruht auf der Erkenntnis, daß ein Umschaltvorgang, theore¬ tisch eine Sprungfunktion, also ein schlagartiger Wechsel zwischen der für den größeren Querschnitt zutreffenden
Durchbiegung und der für den kleineren Querschnitt zutref¬ fenden Durchbiegung ausreicht, ein transportfähiges Draht¬ bund zu biegen. Bei sehr weit auseinanderliegenden Durchmes¬ sern aufeinanderfolgender zylindrischer Drahtabschnitte kann vorgesehen sein, die Durchbiegung in zwei Stufen von dem kleineren auf den größeren Durchmesser zu schalten.
Es kann ein Verzögerungsbaustein, z.B. eine Drossel in der Hydraulik vorgesehen sein, der den Umschaltvorgang zeitlich streckt. Damit wird vermieden, daß ein Knick im Draht entsteht.
Diese Lösung kann vorzugsweise bei Federdrähten für Automobile eingesetzt werden, die eine, z.B. konische Länge von nicht mehr als 2 m haben und deren Coils im Durchmesser unter 3 Meter liegen.
Der Zeitpunkt des Umschaltens für den bevorzugt vorge¬ sehenen einzigen Umschaltpunkt wird gemäß den Ansprüchen 2 und 3 ausgewählt. Dabei hängt die Auswahl des Zeitpunktes innerhalb der angegebenen Bereiche davon ab, ob der Draht in dem sich im Durchmesser verändernden Längsabschnitt konisch ausgebildet ist, oder ob die Kontur dieses Längsabschnittes außerhalb oder innerhalb der konischen Kontur liegt. Bei im wesentlichen außerhalb der konischen Kontur liegender Kontur wird der Umschaltzeitpunkt in die Nähe des zylindrischen Abschnittes mit dem kleineren Durchmesser gelegt, bei konkaver Ausbildung des Ubergangsbereichs wählt man den größeren Wert aus den angegebenen Bereichen. Der Bereich von 30% bis 40% ist der bevorzugte Bereich. Als Grenzdurchmesser werden die Durchmesser bezeichnet, die die Enden eines betrachteten Bereichs mit veränderlichem Durchmesser aufweisen. Es werden stets nur solche Bereiche betrachtet, in denen die Veränderung des Durchmessers keinen VorZeichenwechsel durchmacht.
Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens durch mindestens 2 Anschläge gekennzeichnet, zwischen denen der Schlitten mit der Biegerolle hin- und hergefahren wird. Eine Umschaltvorrichtung besorgt das rechtzeitige Umschalten zwischen den beiden durch die Lage der Anschläge gekennzeichneten Stellungen des Schlittens mit der Biegerolle. Die Endstellung der Biegerolle mit der stärkeren Durchbiegung des Drahtes steht dabei für den kleineren Drahtdurchmesser und die Endstellung des
Schlittens mit der Biegerolle für die kleinere Durchbiegung für den größeren Drahtdurchmesser.
Entsprechend der bevorzugt vorgesehenen Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 ist der gesamte Verfahrbereich des Schlittens regelmäßig größer als der Verfahrbereich, der durch die Anschläge bestimmt ist und der auf eine einzige Drahtkontur mit zylindrischen Längsabschnitten mit unter¬ schiedlichen Durchmessern abgestimmt ist.
Der Versteilantrieb für den Schlitten mit der Biegerolle ist vorzugsweise entsprechend Anspruch 6 ausge¬ bildet.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Merkmal gem. Anspruch 7 vorgesehen. Die Meßeinrichtung ist - ix _
steuerungsmäßig mit der Umschaltvorrichtung verbunden und stellt den richtigen für jedes Drahtprofil auszuwählenden Zeitpunkt für das Umschalten von der Durchbiegung für den kleineren Drahtquerschnitt auf den größeren und umgekehrt sicher. Sie erfaßt vorzugsweise den Durchmesser des zwischen ihren Meßfühlern angeordneten Drahtes.
Die Erfindung wird im einzelnen anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1: eine Seitenansicht der Rundbiegevorrichtung,
Fig. 2: eine Unteransicht der Rundbiegevorrichtung gem. Linie II-II.
An der Unterseite eines Maschinengestells 1 ist eine Gruppe von 3 Rollen 3, 4, 5 vorgesehen, durch die ein Draht in Richtung des Pfeiles 7 geführt wird. Der Draht besteht aus drei unterschiedlichen Längsabschnitten. Die Längsabschnitte 6 und 9 sind zylindrisch, der Abschnitt 8 ist konisch, er wird von den Grenzdurchmessern 25, 26 eingeschlossen. Es ist nur ein Teilstück von dem an sich endlosen Draht gezeigt. Auf dem Draht sind in wechselnder Folge immer wieder zylindrische und konische Abschnitte angeordnet. Der Draht wird in der Rundbiegevorrichtung zu einem Bund rundgebogen und auf einen unterhalb der Rundbiegevorrichtung angeordne¬ ten Drehtisch 24 abgelegt.
Die Rollen 3, 4 sind ortsfest im Maschinengestell 1 gelagert, die Biegerolle 5 ist auf einem im Maschinengestell 1 quer zur Durchlaufrichtung (Pfeil 7) des Drahtes verfahr¬ baren Schlitten 2 drehbar gelagert. Die Bewegung des Schlit¬ tens 2 wird mittels eines Hydraulikzylinders 10 durchgeführt. Die Rollen sind in nicht gezeigter Art drehangetrieben.
Mit einer als 2/2 Wegeventil ausgebildeten Umschaltvor¬ richtung 15, die von einer Steuereinheit 17 umgeschaltet wird, wird die Bewegungsrichtung des Schlittens 2 bestimmt. Zwei Anschläge 11, 12 bestimmen die Endlagen 22, 23 des Schlittens. Eine Pumpe 16 setzt den Schlitten 2 in Bewegung und fährt ihn gegen einen der beiden Anschläge 11, 12. Wenn der Schlitten 2 am Anschlag 11 anliegt, erhält der ' zylindrische Längsabschnitt 9 des Drahtes die richtige Krümmung, so daß er im entspannten Zustand von seinem Krümmungsradius her auf den Drehtisch 24 paßt. Wenn der Schlitten 2 am Anschlag 12 anliegt, stellt sich am Draht die richtige Krümmung für den im Durchmesser dickeren zylindrischen Längsabschnitt 6 des Drahtes ein. Mit dem Schlitten 2, der Umschaltvorrichtung 15 und der Meßvorrichtung 21 und der Steuereinrichtung 17, die die Umschaltung einleiten, wird der Schlitten von einer Endstellung 23 in die andere Endstellung 22 geschoben. Die Rundbiegevorrichtung weist eingangs die Meßeinrich¬ tung 21 auf, die Änderungen im Durchmesser des Drahtes mit Hilfe zweier Tastrollen 19, 20 feststellt und einen Impuls über einen Kippschalter 18 an die Steuereinheit 17 gibt.
Die Rundbiegevorrichtung funktioniert wie folgt:
Zur Einstellung der Rundbiegevorrichtung werden für den zu biegenden Draht und dessen Kontur die beiden Endstellungen des Schlittens 2 durch die Anschläge 11 und 12 fixiert und in der Steuereinheit der Umschaltzeitpunkt bzw. der Um¬ schaltdurchmesser des Drahtes in Abhängigkeit von der Kontur des Abschnittes 8 festgelegt. Die Umschaltung erfolgt in einem Durchmesserbereich, der, ausgehend von dem kleineren Durchmesser bei 20% bis 60%, vorzugsweise 30% bis 40% des Durchmesserzuwachses bis zum größeren Durchmesser liegt. Bei diesem rechnerisch festzulegenden Durchmesser wird die eventuell von der Konusform abweichende Kontur des Abschnit- tes 8 berücksichtigt. Bei einer im wesentlichen schlankeren Kontur als dem gezeigten konischen Längsabschnitt 8 wird der Umschaltpunkt am oberen Ende der angegebenen Bereiche liegen, während bei einer weitgehend konvexen Kontur dieses Längsabschnittes der Umschaltpunkt in der Nähe der unteren Werte der angegebenen Bereiche liegt.
Beim Einführen des Drahtes gem. Pfeil 7 wird der Durchmesser des Drahtes von der Meßeinrichtung erfaßt und die Umschaltvorrichtung 15 entsprechend dem angegebenen Durchmesser gestellt. Sofern erforderlich, wenn also der Draht mit einem dicken zylindrischen Längsabschnitt eingeführt wird, wird der Schlitten gegen den Anschlag 12 gefahren. Sobald die Meßeinrichtung den für die Umschaltung vorgesehenen Durchmesserwert feststellt, weil in diesem Augenblick ein konischer Längsabschnitt die Meßeinrichtung passiert, wird mit einer Verzögerung, die durch einen Baustein in der Steuereinheit 17 bewirkt wird, der Schlitten 2 mit der Biegerolle 5 gegen den anderen Anschlag gefahren. Dies geschieht durch einen an der Umschaltvorrichtung bewirkten Schaltvorgang, der den Zulauf der
Hydraulikflüssigkeit von der Leitung 13 auf die Leitung 14 oder umgekehrt umleitet. Abgesehen von der empirischen oder rechnerischen Bestimmung des Umschaltpunktes, erfolgt beim Umschalten keine Berücksichtigung der Kontur oder Länge des die beiden zylindrischen Abschnitte 6, 9 verbindenden Längsabschnittes 8.

Claims

Patentansprüche:
1.) Verfahren zum Rundbiegen und Wickeln von Drähten mit mindestens einem sich über die Länge des Drahtes ändernden Längsabschnitt, das die folgenden Merkmale aufweist: a) der Draht wird in an sich bekannter Weise zwischen mindestens 3 Rollen gebogen, b) der Draht wird im Bereich von zylindrischen Längs¬ abschnitten mit etwa gleicher Krümmung gebogen,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
c) die Durchbiegung des Drahtes wird im Bereich der Längsabschnitte mit sich vergrößerndem bzw. verklei¬ nerndem Querschnitt verändert, d) die Veränderung erfolgt auf dem Längsabschnitt mit dem sich änderndem Durchmesser durch ein Umschalten von einer für einen kleinen Durchmesser geeigneten Krümmung auf eine für einen größeren Durchmesser geeignete Krümmung oder umgekehrt,
2.) Verfahren zum Biegen und Wickeln von Drähten nach An¬ spruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal: e) der Umschaltvorgang erfolgt an einer Stelle an der der Durchmesser zwischen 20% und 60% des Durchmesserunterschiedes zwischen den benachbarten Grenzdurchmessern über dem kleineren Grenzdurchmesser liegt. 3.) Verfahren zum Biegen und Wickeln von Drähten nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch das Merkmal: f) der Umschaltvorgang erfolgt an einer Stelle, an der der Durchmesser zwischen 30% und 40% des Durchmesserunterschiedes zwischen den benachbarten Grenzdurchmessern über dem kleineren Grenzdurchmesser liegt.
4.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den
Ansprüchen 1 bis 3, die die folgenden Merkmale aufweist: g) ein Maschinengestell (1) , h) mindestens drei am Maschinengestell (1) gelagerte Rollen (3, 4, 5) i) eine Rolle, die Biegerolle (5) , ist auf einem am
Maschinengestell geführten Schlitten (2) gelagert, k) einen maschinellen'Antrieb (16) für den Schlit¬ ten (2) , gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
1) eine Umschaltvorrichtung (*15) für den Schlittenan¬ trieb ) eine Wegbegrenzung des Schlittens (2) durch zwei
Anschläge (11, 12) , die beide Endstellungen (22, 23) des Schlittens festlegen,
5.) Vorrichtung zum Rundbiegen von konischen Drähten nach
Anspruch 4 , gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: n) beide Anschläge (11, 12) sind verstellbar, o) beide Anschläge liegen im Bereich bestimmungsgemäßer Durchbiegungen der Vorrichtung,
6.) Vorrichtung zum Rundbiegen von konischen Drähten nach Anspruch 4 , gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: p) der Antrieb ist hydraulisch (10, 16) , 7.) Vorrichtung zum Rundbiegen von konischen Drähten nach
Anspruch 4 , gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: q) Einlaufseitig der Biegerolle (5) ist eine Meßvorrich¬ tung (21) vorgesehen,
Positionsziffernliste
Maschinengestell 31
Schlitten 32
Rolle 33
Rolle 34
Biegerolle 35
Längsabschnitt 36
Pfeil/Vorschub 37
Längsabschnitt, konisch 38
Längsabschnitt, zylindr. 39
10 Hy-Zyl. 40
11 Anschlag 41
12 Anschlag 42
13 Leitung 43
14 Leitung 44
15 Umschaltvorrichtung 45
16. Pumpe 46
17 Steuereinheit 47
18 Kippschalter 48
19 Tastrolle 49
Tastrolle 50
Meßvorrichtung 51
Endstellung 52
Endstellung 53
Drehtisch 54
57
58
59
60
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EP0215006A1 true EP0215006A1 (de) 1987-03-25
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