用于通過(guò)繞簧制造螺旋彈簧的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分所述的用于通過(guò)借助于數(shù)字控制的繞簧機(jī)的繞簧來(lái)制造螺旋彈簧的方法，以及涉及一種按照權(quán)利要求10的前序部分所述的用于執(zhí)行所述方法的合適的繞簧機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]螺旋彈簧是在大量的應(yīng)用領(lǐng)域中在大的件數(shù)和不同的設(shè)計(jì)方案中被需要的機(jī)器元件。螺旋彈簧(其也能夠被稱為繞圈的扭簧)通常由簧絲制成并且按照在使用中存在的負(fù)載的不同設(shè)計(jì)為拉簧或壓簧。例如在汽車制造中以較大的量需要壓簧、尤其是閥彈簧、離合器彈簧或承載彈簧。
[0003]螺旋彈簧在當(dāng)今通常通過(guò)借助于數(shù)字控制的繞簧機(jī)的繞簧制成。在此，簧絲(彈簧絲)在通過(guò)NC控制程序的控制下，借助于繞簧機(jī)的成形機(jī)構(gòu)的供給機(jī)構(gòu)供給并且借助于成形機(jī)構(gòu)的工具成形為螺旋彈簧。通常，一個(gè)或多個(gè)在其部位方面能夠設(shè)定的用于固定以及必要時(shí)用于改變彈簧繞圈的直徑的卷繞工具屬于所述工具。偶爾也設(shè)置一個(gè)或多個(gè)螺距工具，通過(guò)該螺距工具在制造過(guò)程的每個(gè)階段中確定彈簧繞圈的局部的螺距。在成形操作結(jié)束之后，完成的螺旋彈簧在通過(guò)NC控制程序的控制下借助于切割機(jī)構(gòu)從所供給的簧絲割斷。
[0004]對(duì)彈簧制造而言，通常切割的類型很重要，這是因?yàn)樵擃愋鸵煌_定了所完成的螺旋彈簧的確定的特性。通常，在三個(gè)頻繁使用的切割方法、即所謂的“直線切割”、“旋轉(zhuǎn)切害Γ以及“扭轉(zhuǎn)切割”的類型中作出區(qū)分。在直線切割中，切割工具在簧絲的割斷的情況下實(shí)施直線形的切割運(yùn)動(dòng)。在旋轉(zhuǎn)切割中，用于割斷簧絲的切割工具的切邊沿著基本上橢圓形的軌道曲線導(dǎo)引。在扭轉(zhuǎn)切割(“twist cutting”)中，簧絲機(jī)械地如此加載，使得它通過(guò)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力基本上在垂直于簧絲軸線的割斷面中割斷下來(lái)。
[0005]盡管在扭轉(zhuǎn)切割中的割斷過(guò)程基本上基于由于旋轉(zhuǎn)或者說(shuō)扭轉(zhuǎn)所導(dǎo)致的簧絲材料的破碎或撕裂并且不基于切割過(guò)程，但是在這里應(yīng)使用通常的表述“扭轉(zhuǎn)切割”和“切割機(jī)構(gòu)”。
[0006]扭轉(zhuǎn)切割首先使用在具有高的強(qiáng)度和/或傾向于脆性斷裂的簧絲材料中。此外，繞圈比D/d也即在彈簧直徑D和彈簧的簧絲直徑d之間的比例不應(yīng)過(guò)大，這是因?yàn)樵谶^(guò)大的繞圈比的情況下，為扭轉(zhuǎn)切割所需的扭轉(zhuǎn)力在彈簧的樞轉(zhuǎn)的情況下不再能夠最佳地在所期望的割斷位置上集中。如果這些條件足夠好地滿足，則能夠通過(guò)扭轉(zhuǎn)切割獲得無(wú)毛刺的切面。在其它的切割類型中，通常在切割面上產(chǎn)生切割毛刺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]任務(wù)和解決方案本發(fā)明所針對(duì)的任務(wù)在于，提供一種用于通過(guò)繞簧制造螺旋彈簧的方法以及一種合適用于執(zhí)行所述方法的繞簧機(jī)，該繞簧機(jī)允許的是，在將所完成的螺旋彈簧從所供給的簧絲割斷的情況下在確定的位置處制造干凈的必要時(shí)無(wú)毛刺的切割面。割斷過(guò)程應(yīng)對(duì)于彈簧機(jī)和環(huán)境而言是經(jīng)濟(jì)的并且并非不利地影響彈簧幾何特征。尤其應(yīng)可能的是，也將帶有比較大的繞圈比的螺旋彈簧借助于扭轉(zhuǎn)切割從簧絲割斷和/或即便在切割困難的簧絲材料的情況下也制造干凈的切割面。
[0008]為了解決這種任務(wù)，本發(fā)明提出了帶有權(quán)利要求1的特征的方法以及帶有權(quán)利要求10的特征的繞簧機(jī)。在從屬權(quán)利要求中說(shuō)明了有利的改型方案。全部的權(quán)利要求的字句通過(guò)參照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容作出。
[0009]在一種所屬類型的方法中，該任務(wù)按照要求保護(hù)的本發(fā)明通過(guò)以下方式解決，SP在沿著簧絲至少在簧絲外周的兩個(gè)徑向?qū)χ玫膮^(qū)段處，在定義的割斷位置上割斷之前，在簧絲的表面的區(qū)域中制造線形的弱化部?；旧显诖怪庇诨山z縱向的平面中延伸的弱化線在接下來(lái)的割斷過(guò)程中作為額定破裂部位起作用。因此，設(shè)置用于制造弱化部的組件在本申請(qǐng)中應(yīng)描述為額定破裂部位制造機(jī)構(gòu)的組件。
[0010]在簧絲表面旁側(cè)和附近的線形的弱化部能夠例如通過(guò)以下方式制造，即鑿入、刺入、滾壓入、錘入或劃入簧絲表面。弱化部?jī)?yōu)選地在徑向上并非很深地走向，例如從簧絲表面出發(fā)僅如此程度地，使得簧絲的直徑的至少50%在心部(在簧絲的中心里)的區(qū)域中基本上不受靠近表面的弱化部影響地存留。不受影響的內(nèi)部的區(qū)域也能夠更大并且例如位于直徑的60%直至90%的范圍中，必要時(shí)甚至超過(guò)該范圍。重要的是，制造較重要的表面的弱化部，該弱化部不必深地進(jìn)入簧絲材料中。
[0011]如果在簧絲外周的大部分處置入了狹窄的槽或狹窄的劃痕或諸如此類，則在簧絲的縱向上制造準(zhǔn)確定義的額定破裂部位，在該額定破裂部位的區(qū)域中，為割斷所需的切割力比在存在這樣的弱化部的情況下顯著更大?？拷砻娴娜趸康膮^(qū)域在割斷過(guò)程中形成了撕裂導(dǎo)入的優(yōu)選的區(qū)域，然后其中裂紋從多個(gè)側(cè)面徑向地延續(xù)到簧絲的內(nèi)部中并且產(chǎn)生平整的破裂面。
[0012]通過(guò)這種措施可能的是，與沒(méi)有制造額定破裂部位的系統(tǒng)相比較，降低在割斷時(shí)所需的切割力或者說(shuō)割斷力。由此，能夠設(shè)計(jì)帶有較小的驅(qū)動(dòng)功率和較不堅(jiān)固地設(shè)計(jì)的組件的切割機(jī)構(gòu)。此外可能的是，降低環(huán)境的噪音污染。通過(guò)減小必要的切割力，也能夠相比于沒(méi)有制造額定破裂部位的系統(tǒng)減小割斷過(guò)程對(duì)彈簧幾何特征(例如靠近切割部位的繞圈的彎曲)的機(jī)械的反作用。
[0013]在一些實(shí)施方式中，唯獨(dú)在兩個(gè)徑向?qū)χ玫耐庵軈^(qū)域處相應(yīng)地制造線狀的弱化部，其中位于其間的表面的剩余處能夠不被損壞地存留。尤其，簧絲在彎曲的區(qū)段中能夠借助于能夠數(shù)字控制的刻槽工具同時(shí)在內(nèi)側(cè)以及在徑向?qū)χ玫耐鈧?cè)機(jī)械地挖槽。同樣可能的是，在兩個(gè)以上的側(cè)面處置入線狀的弱化部。
[0014]在一些實(shí)施方式中，為了弱化簧絲，制造在周向上不中斷的環(huán)繞的線形的弱化部，例如以環(huán)形的溝槽或環(huán)形的熔合線為形式。
[0015]如果唯獨(dú)在兩個(gè)徑向?qū)χ玫耐庵軈^(qū)域處或在整個(gè)外周上置入線形的弱化部，則額定破裂部位能夠具有高的對(duì)稱性(例如關(guān)于縱向中心平面鏡像對(duì)稱或者說(shuō)軸對(duì)稱或者關(guān)于簧絲中心的點(diǎn)對(duì)稱(中心對(duì)稱))，從而尤其有利于均勻的割斷面。
[0016]在一些實(shí)施方式中，簧絲借助于能夠數(shù)字控制的刻槽工具同時(shí)從徑向?qū)χ玫膫?cè)面機(jī)械地挖槽。例如，簧絲在彎曲的區(qū)段中能夠同時(shí)在內(nèi)側(cè)以及在徑向?qū)χ玫耐鈧?cè)被機(jī)械地挖槽。
[0017]相應(yīng)的額定破裂部位制造機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)彼此能夠朝向地或者說(shuō)割斷地移動(dòng)的、帶有位于共同的平面中的切割邊的刻槽工具?？滩酃ぞ吣軌蛲瑫r(shí)由對(duì)置的側(cè)面表面地?cái)D入簧絲材料中，其中一個(gè)刻槽工具相應(yīng)地作為另一個(gè)刻槽工具的配合工具起作用。
[0018]在一個(gè)變型方案中(其中切割機(jī)構(gòu)設(shè)定用于扭轉(zhuǎn)切割)，為了制造在刻槽工具之間的弱化部而夾入簧絲，刻槽工具然后保持在與簧絲的作用中并且螺旋彈簧通過(guò)扭轉(zhuǎn)從所夾入的簧絲割斷。所述簧絲因此在割斷部位上保持夾入，但是通過(guò)刻槽工具不完全地分?jǐn)?。這些刻槽工具其實(shí)作為卡夾工具起作用并且將簧絲保持穩(wěn)固，直到該簧絲通過(guò)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力撕裂或者說(shuō)破裂。扭轉(zhuǎn)破裂通過(guò)彈簧體的樞轉(zhuǎn)產(chǎn)生，其中材料割斷在通過(guò)楔工具定義的割斷面中進(jìn)行。能夠尤其產(chǎn)生平滑的割斷面，這是因?yàn)楣┙o的簧絲借助于刻槽工具來(lái)固定。
[0019]在其它的實(shí)施方式中，為了制造弱化部使用至少一個(gè)射線工具。額定破裂部位制造機(jī)構(gòu)的一些實(shí)施方式包含激光系統(tǒng)，從而為了制造弱化部能夠?qū)⒅辽僖粋€(gè)激光射線射入至簧絲表面。所述射入能夠從多個(gè)側(cè)面進(jìn)行。為了借助于僅一個(gè)唯一的激光射線獲得多個(gè)側(cè)面的射入，在一些實(shí)施方式中，激光射線通過(guò)一個(gè)或多個(gè)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)例如平面鏡單次地或多次地如此偏轉(zhuǎn)，使得簧絲的不同的外周區(qū)段利用相同的激光射線被照射并且能夠被表面地刻槽或者說(shuō)熔化。作為替代的射線工具，也能夠使用水射線，必要時(shí)也能夠使用等離子體。
[0020]在在簧絲處在定義的割斷位置處制造額定破裂部位之后，完成的螺旋彈簧能夠借助于切割機(jī)構(gòu)從所供給的簧絲割斷，其中由于額定破裂部位，對(duì)此必要的切割力相比于對(duì)未預(yù)先弱化的簧絲也即沒(méi)有額定破裂部位的簧絲而言能夠顯著更小。
[0021]由于額定破裂部位的產(chǎn)生，扭轉(zhuǎn)切割的使用范圍便例如能夠顯著擴(kuò)展至帶有較大的繞圈比的螺旋彈簧。到目前為止，在扭轉(zhuǎn)切割中的上限典型地位于在3到4的區(qū)域中的繞圈比中。對(duì)借助于額定破裂部位預(yù)先弱化的簧絲而言，現(xiàn)在能夠?qū)в写笥?的繞圈比的螺旋彈簧利用扭轉(zhuǎn)切割過(guò)程可靠地割斷。繞圈比能夠例如位于5和10之間，必要時(shí)也位于直至12的區(qū)域中或者超過(guò)該區(qū)域。相應(yīng)地，在下文具體闡釋實(shí)施例。
[0022]同樣可能的是，獲得在繞簧機(jī)中的更好的切割結(jié)果，該繞簧機(jī)例如設(shè)定用于直線切割或旋轉(zhuǎn)切割，這是因?yàn)樵陬A(yù)先弱化的割斷位置處需要明顯更小的切割力，以便獲得完成的螺旋彈簧從所供給的簧絲的干凈的割斷。參與切割過(guò)程的組件由此較少地經(jīng)受磨損并且能夠在適當(dāng)?shù)某叽缭O(shè)計(jì)中在必要時(shí)也將較難切割的簧絲材料，例如高強(qiáng)度的簧絲借助于直線切割或旋轉(zhuǎn)切割來(lái)割斷。
[0023]除了從權(quán)利要求中也從說(shuō)明書(shū)和附圖中得到這些特征和其它的特征，其中單個(gè)的特征相應(yīng)地獨(dú)自地或幾個(gè)地以子組合的形式在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中和在其它的領(lǐng)域上得到實(shí)現(xiàn)并