專利名稱：由圓形或其他形狀截面的線材制造彈簧的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由圓形或其他形狀截面的線材制造彈簧的方法和裝置，這種彈簧不是直接由未加工的線材制造而成，而是在首先制造出圓柱形彈簧后再次加工而成，其中所述圓柱形彈簧的直徑小于或等于最終想要制成的彈簧的最小直徑，其螺距也小于或等于最終想要制成的彈簧的最小螺距。
背景技術(shù)：
可采用多種方式制造彈簧，這些方式毫無例外都是基于下述方法為了彎曲成彈簧，需要至少在三個點(a，b，c)擠壓線材以便能夠彎曲。在遠(yuǎn)離中心的兩個點(a & c)處沿相同的方向推按線材，而在中間的一點(b)處反方向推按線材(

圖1)。如果彈簧從一側(cè)前進(jìn)通過這三個點，就可以生產(chǎn)出圓形彈簧(9)。彈簧的轉(zhuǎn)動還傾向于使它們以零螺距彼此相切。如果我們在制造出彈簧后在垂直于它自身平面的方向上壓縮所產(chǎn)生的彈簧圈，就能產(chǎn)生類似的螺距。
對非限定性的特定實施方案及其附圖的描述將使現(xiàn)有技術(shù)和按照本發(fā)明的方法和裝置的細(xì)節(jié)變得更加易于理解圖1從概念上描述了按照現(xiàn)有技術(shù)來制造彈簧的方法。
圖2示出了在制造初始彈簧階段的過程中，按照單個元件的位置和運動方式、其使用方法滿足運動學(xué)需要的裝置。
圖3示出了在制造最終彈簧階段的過程中，按照單個元件的位置和運動方式、其使用方法滿足運動學(xué)需要的裝置。
圖4示出了當(dāng)初始彈簧形成恒定的直徑和較小的螺距時，該初始彈簧的側(cè)視圖。
具體實施例方式
采用本申請的方法，需要分兩個階段來制造每一根彈簧。首先，制造出帶有恒定直徑和較小螺距的圓柱形彈簧(6)。這種彈簧也可以具有最小的零螺距(8)。這種初始彈簧(6)不需要具有很多彈簧圈，因為我們是要利用它來形成具有所需彈簧圈直徑和螺距的最終彈簧(7)。
如下所述來制造初始彈簧(6)線材被卷繞在具有選定直徑的、可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動的中心輥(1)周圍。利用位于中心輥(1)周邊的一個或多個輥(2)、(3)、(4)對線材進(jìn)行擠壓。輥(2)、(3)、(4)也能夠運動。因此，可以將強(qiáng)大的拉力作用在通過纏繞而得以加強(qiáng)的線材上。隨著中心輥(1)的旋轉(zhuǎn)和其他輥的壓縮，線材卷繞起來從而形成了彈簧。如此形成了初始彈簧(6)，其直徑小于或等于我們所期望得到的最終彈簧(7)的最小直徑。
這就很容易制造出初始彈簧，這是因為通過其上能夠產(chǎn)生摩擦阻力的旋轉(zhuǎn)輥(1)能夠很容易地拉動線材，相反在制造彈簧的其他方法中，彈簧僅僅在受到輥副約束的位置上受到向前的擠壓。
本發(fā)明的新穎性在于如下所述當(dāng)初始彈簧(6)的第一個彈簧圈形成時，我們可以采用適當(dāng)成形的銷(5)對彈簧圈進(jìn)行擠壓，其中該成形銷圍繞著彈簧圈沿著從彈簧圈中心向外的方向拉動彈簧圈。因此能夠使得彈簧圈增大，并且被彎曲成具有根據(jù)需要的可被調(diào)節(jié)的直徑。同樣地，相同的彈簧圈也在彈簧的縱向上即彈簧圈前進(jìn)的方向上受到擠壓。這樣，線材彎曲同時也產(chǎn)生了規(guī)定的螺距。施加在彈簧圈前進(jìn)方向上的作用力能夠由可形成直徑的相同的銷(5)產(chǎn)生，或者是由另一種適當(dāng)成形的銷產(chǎn)生。這就是與目前現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別。利用這些方法，通過輥子的直線型線材被擠壓穿過了三個轉(zhuǎn)轍機(jī)構(gòu)(pointmechanism)，從而被彎曲并由此得以連續(xù)前進(jìn)以形成彈簧圈和所期望獲得的直徑。沿著從外到內(nèi)的方向來施加用以將直的線材轉(zhuǎn)換成圓形的壓力。在本申請的方法中，能夠以一種完全不同的方式從內(nèi)向外施加這一可產(chǎn)生直徑的壓力，這是因為本申請可不必形成首先被矯直的線材，而是形成了已經(jīng)預(yù)先設(shè)定好的圓柱形彈簧，其中該圓柱形彈簧具有能夠被增大的直徑和螺距。
隨著新彈簧圈的不斷前進(jìn)和銷(5)的連續(xù)運動，形成了具有所期望直徑和螺距的最終彈簧(7)，然后利用一適當(dāng)?shù)那袛鄼C(jī)構(gòu)，在期望的位置處將彈簧切斷，接著再次生產(chǎn)隨后的彈簧。在對所制造的初始彈簧(6)進(jìn)行調(diào)節(jié)時，需要考慮線材的直徑和最終彈簧(7)的最小直徑，以便適當(dāng)?shù)剡x擇中心旋轉(zhuǎn)輥(1)的直徑，從而形成類似的初始圓柱形彈簧(6)。在中心輥(1)的周圍不需要纏繞許多的彈簧圈，這是因為隨著把線材旋轉(zhuǎn)成圓周的一部分，已經(jīng)實現(xiàn)了對應(yīng)于初始彈簧(6)直徑的彎曲。
對于中心輥(1)來說，它可以具有幾毫米的寬度或者至少是與所加工線材的直徑差不多寬。已形成的彈簧圈在每一個剛產(chǎn)生的彈簧圈的推動下從中心輥(1)上沿軸向退離。
圓柱形彈簧還能夠由圍繞在中心輥(1)周圍旋轉(zhuǎn)了幾個180°的線材制成。在這一情形下，第一個彈簧圈離開了位于中心輥(1)和用以擠壓的最終輥(3)之間的壓縮位置，開始準(zhǔn)備接受進(jìn)一步的成形，以便形成所期望的最終直徑，并產(chǎn)生最終所需要的螺距。
當(dāng)形成第一個彈簧圈時，由于剛度，它的直徑要大于其圍繞的中心輥(1)的直徑，因此銷(5)下面產(chǎn)生了用于銷的空間，即銷位于彈簧圈和中心輥(1)之間的空間內(nèi)，并且與彈簧圈的內(nèi)部接觸。
在銷(5)的作用下，可以實現(xiàn)向外側(cè)推動彈簧圈以形成彈簧的直徑，而且彈簧圈沿著彈簧的縱向前進(jìn)，從而形成了螺距。用以形成直徑和彈簧圈螺距的銷(5)的動力源可以位于處在支架(11)適當(dāng)位置上的軸(10)上。
軸(10)借助其一端安裝有適當(dāng)成形的銷(5)的肘形件(12)，能夠從下部到達(dá)所形成的彈簧圈的內(nèi)部空間，從而與彈簧圈內(nèi)側(cè)接觸的銷(5)能夠?qū)υ搹椈扇M(jìn)行壓縮。
因此，當(dāng)我們轉(zhuǎn)動軸(10)時，已經(jīng)擠壓著彈簧圈的銷朝著彈簧成型的方向推動該彈簧圈，由此形成直徑。因此，在軸(10)的沿軸向運動和其轉(zhuǎn)動的結(jié)合作用下，我們需要將直徑與彈簧圈的螺距結(jié)合起來以用于形成所需要的彈簧(7)?；蛘呖梢詫N(5)設(shè)置在一個與軸(10)連接的肘形件(12)的一端，其中所述軸(10)位于支架(14)的適當(dāng)位置上，以實現(xiàn)朝著外側(cè)推動彈簧圈，從而形成彈簧的直徑，而通過一帶有銷的輔助獨立機(jī)構(gòu)可以實現(xiàn)彈簧圈在彈簧縱向前進(jìn)方向上的移動，從而形成螺距，其中所述銷位于一與軸連接的肘形件上，而該軸又位于支架的適當(dāng)位置上。附圖中未示出該輔助機(jī)構(gòu)。
優(yōu)選地，可通過一合適的電子計算機(jī)對輥子的運動和軸(10)的運動進(jìn)行指揮、控制和調(diào)整，其中所述軸可通過肘形件(12)向銷(5)傳遞運動，借此我們能夠輸入關(guān)于所要生產(chǎn)最終彈簧的適當(dāng)?shù)淖兞亢椭笖?shù)，這樣就選定了每個彈簧圈的直徑和螺距，從而能夠直接正確地操作裝置。
本發(fā)明的有益效果通過使用這種很容易生產(chǎn)出來的彈簧，我們能夠?qū)崿F(xiàn)如下所述1.不需要設(shè)置一組或兩組輥子從線軸上拉動線材，使線材前進(jìn)至加工區(qū)域。這些輥子，除了制造起來非常昂貴之外，它們還會損害到線材，這是因為這些輥子僅僅是在一個點的位置上擠壓線材，而線材的旋轉(zhuǎn)和在輥子周圍的纏繞則是簡單易于實現(xiàn)的，因此不會對線材造成損害。
2.不需要像其他方法那樣對線材進(jìn)行矯直，這種矯直通常難以實現(xiàn)并且生產(chǎn)成本昂貴。
3.由于是圍繞著輥子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，因為線軸自身材料的重量惰性，拉動線材的阻力將來自于圍繞著輥子的線材摩擦力。
4.在利用輥子使線材前進(jìn)以直接從直的線材形成彈簧直徑的方法中，較沉的線軸所引起的交變阻力將會使產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生問題，但這并不會在本發(fā)明的方法中發(fā)生。在現(xiàn)有的方法中，需要采用特種馬達(dá)來控制線材的有效負(fù)載位置。這就產(chǎn)生了額外的費用。而在本發(fā)明的方法中，強(qiáng)大的拉力以及彈簧的品質(zhì)不受各類阻力的影響，因此可解決這一問題。
5.由于在初始彈簧中已經(jīng)產(chǎn)生了第一恒定直徑，因此對于隨后要形成的彈簧直徑只需要消耗較小的摩擦阻力和較少的能量。
6.由于取消了矯直裝置的拉力輥和線材有效負(fù)載位置的旋轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)，因此極大地節(jié)約了空間。而且本發(fā)明的方法最適于生產(chǎn)多頭機(jī)械設(shè)備(multi-head mechanical complexes)。
圖3示出了構(gòu)成所述方法的特定實施方案的裝置。
本發(fā)明不受如前所述并出現(xiàn)在附圖中的實施方案的限制，而且在不脫離本發(fā)明所授予的保護(hù)權(quán)利的范圍內(nèi)，能夠以多種形式和尺寸來實現(xiàn)本發(fā)明。在本發(fā)明的實施方案中，所采用的材料和單個機(jī)構(gòu)元件的尺寸應(yīng)能夠適應(yīng)單件結(jié)構(gòu)設(shè)計的需要。
在每個權(quán)利要求中都包括所出現(xiàn)的技術(shù)特征，這些技術(shù)特征之后可被其他權(quán)利要求引用，所述的這些技術(shù)特征不但能夠用以加強(qiáng)對權(quán)利要求的理解，而且也不會影響對通過在實施例中所認(rèn)識的要素的審查。
權(quán)利要求
1.一種由圓形或其他形狀截面的線材制造彈簧的方法，其特征在于先由線材制成初始圓柱形彈簧(6)，該圓柱形彈簧的直徑和螺距分別等于或小于最終彈簧(7)的最小直徑或螺距，其中對于已經(jīng)具有選定直徑的初始圓柱形彈簧(6)來說，它的每個彈簧圈都借助一適合的裝置被可控制地從內(nèi)側(cè)向外側(cè)推動，同時沿著彈簧前進(jìn)的縱軸方向被推進(jìn)，因此能夠使初始直徑擴(kuò)大以獲得最終彈簧(7)的彈簧圈的選定直徑，同時在彈簧前進(jìn)方向上施加給同一彈簧圈的控制力使得該彈簧圈適當(dāng)?shù)貜澢瑥亩玫阶罱K彈簧(7)的彈簧圈的選定螺距，借此通過連續(xù)調(diào)節(jié)已制造出的初始彈簧(6)的每一個新的彈簧圈可生產(chǎn)出最終彈簧(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在線材已經(jīng)形成對應(yīng)于初始彈簧(6)直徑的永久性彎曲之后，最快地在它完成之前再對初始彈簧(6)的彈簧圈進(jìn)一步加工。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在通過拉動線材以及將線材纏繞在適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)中心輥(1)周圍來制造初始圓柱形彈簧(6)的過程中，首先要利用一個以上的輥子(2)，(3)，(4)將線材擠壓在中心輥上。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于通過將線材纏繞在旋轉(zhuǎn)輥(1)上，同時利用輥子(2)，(3)，(4)的適當(dāng)?shù)膲毫⒕€材擠壓在該旋轉(zhuǎn)輥上，如此制造出圓柱形的彈簧，使線材彎曲之外還產(chǎn)生類似的功能以便能夠確保強(qiáng)大的推力來推動線材。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于能夠通過獨立運動相繼形成最終彈簧(7)的每個彈簧圈的螺距和直徑。
6.一種利用圓形截面或其他形狀截面的線材制造彈簧的裝置，其特征在于它由下列部件組成，即在其圓周上與一個以上的輥子產(chǎn)生壓力接觸的中心旋轉(zhuǎn)輥(1)，其中所述輥子用以擠壓、拉動和彎曲線材，以使其成為初始彈簧(6)；以及其一端帶有適當(dāng)?shù)匿N(5)的肘形件(12)，該肘形件可從所形成的彈簧圈的內(nèi)底側(cè)對彈簧圈進(jìn)行擠壓，肘形件(12)還與一位于適當(dāng)支架(11)上的軸(10)相連，該軸能夠繞其軸線可控制地旋轉(zhuǎn)，借此使帶有銷(5)的肘形件向著外側(cè)移動，并且還能夠同時沿著彈簧軸線的方向可控制地移動。
7.如權(quán)利要求6所述利用圓形截面或其他形狀截面的線材制造彈簧的裝置，其特征在于能夠設(shè)置兩個在其端部分別與銷和適當(dāng)?shù)闹С休S相連的肘形件，其中每個軸都被設(shè)計成能夠壓縮初始彈簧(6)的彈簧圈，并且沿著從彈簧圈內(nèi)側(cè)向外側(cè)的方向擠壓使彈簧圈移動，以形成最終彈簧(7)的經(jīng)過選定的彈簧圈直徑，而且第二個銷還被設(shè)計成能夠壓縮初始彈簧(6)的彈簧圈，并且能夠使彈簧圈沿著彈簧前進(jìn)的縱軸方向移動，以形成最終彈簧(7)的經(jīng)過選定的彈簧圈螺距。
8.如權(quán)利要求6所述利用圓形截面和其他形狀截面的線材制造彈簧的裝置，其特征在于根據(jù)線材的橫截面，可設(shè)置一個以上的輥子(2)，(3)，(4)與中心輥(1)接觸，優(yōu)選為3個。
9.如權(quán)利要求6所述利用圓形截面和其他形狀截面的線材制造彈簧的裝置，其特征在于除了使主輥(1)可以運動外，還可以令其他輥子(2)，(3)，(4)有選擇地運動。
10.如權(quán)利要求6所述利用圓形截面和其他形狀截面的線材制造彈簧的裝置，其特征在于可通過一合適的電機(jī)計算機(jī)對可移動的輥子(1)，(2)，(3)，(4)的運動以及對能夠通過肘形件(12)使銷(5)移動的軸(10)的運動進(jìn)行指揮、控制和調(diào)整，我們可以通過向電子計算機(jī)輸入所加工的最終彈簧(7)的必要的指數(shù)來選定每個彈簧圈的直徑和螺距。
全文摘要
本發(fā)明涉及由圓形截面或其他形狀截面的線材制造彈簧的方法，首先形成第一彈簧(6)，該第一彈簧具有小于或等于最終彈簧(7)直徑的恒定直徑，以及小于或等于最終彈簧(7)的最小螺距的恒定螺距，之后通過以可控制的方式沿著從內(nèi)到外的方向以及從底側(cè)向著螺旋的方向擠壓初始彈簧(6)的彈簧圈，以形成具有選定螺距和直徑的最終彈簧(7)。本發(fā)明還涉及一種裝置，它包括在其圓周上與可動輥(2)，(3)，(4)產(chǎn)生接觸的主輥(1)，以及位于肘形件(12)上的銷(5)，該肘形件與位于支架(11)適當(dāng)位置上的軸(10)連接，所述軸能夠沿著其縱向軸的方向移動，還可以繞其軸線旋轉(zhuǎn)，并通過肘形件(12)將運動傳遞給銷(5)，以便形成最終彈簧(7)的直徑和螺距。
文檔編號B21F3/02GK1863618SQ200480028702
公開日2006年11月15日 申請日期2004年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月2日
發(fā)明者帕納約蒂斯·阿納格諾斯托波洛斯, 安東尼·阿納格諾斯托波洛斯 申請人:帕納約蒂斯·阿納格諾斯托波洛斯, 安東尼·阿納格諾斯托波洛斯