УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАВИВКИ И СБОРА ПРУЖИНЫ Российский патент 2001 года по МПК B21F35/00 

Изобретение относится к оборудованию по обработке материалов и может быть использовано для навивки и сбора пружины.

Известно устройство для навивки пружины, состоящее из смонтированных на станине механизмов навивки и протягивания, и из двух пластинчатых ножей для отрезания навитой пружины, расположенных со стороны ее свободного конца (SU 299281 A1, 26.03.1971).

Недостатками известного устройства являются неудобства при удалении навитой пружины от устройства для навивки пружины и невозможность навивки пружины относительно большой длины. Последнее обстоятельство связано с тем, что отсутствует приспособление, способствующее вращательно-поступательному движению свободного конца пружины, выходящего из устройства.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является устройство для навивки и сбора пружины, состоящее из укрепленных на станине механизмов подачи и навивки пружины, и из неподвижной сборной емкости для укладки пружины (SU 1222373 A, 07.04.1986).

Недостаток данного устройства состоит в том, что оно не позволяет навивать пружину относительно большой длины. Это ограничение связано с отсутствием условий для компактной укладки в сборной емкости свободного конца пружины, совершающего вращательно-поступательное движение.

Технический результат, достигаемый в заявленном изобретении, заключается в устранении указанного недостатка, а именно - в обеспечении навивки пружин относительно большой длины.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство первого типа, состоящее из укрепленных на станине механизмов подачи и навивки пружины и сборной емкости для ее укладки, согласно изобретению дополнительно снабжено опорным подшипниковым узлом, промежуточным элементом, втулкой и крепежными деталями, причем втулка установлена вертикально, наружная и внутренняя боковые поверхности опорного подшипникового узла контактируют соответственно со станиной и верхней частью наружной боковой поверхности втулки, нижняя часть наружной боковой поверхности втулки соединена с верхней торцевой частью сборной емкости посредством промежуточного элемента, периферийная часть промежуточного элемента укреплена на верхней торцевой части сборной емкости с помощью крепежных деталей, сборная емкость установлена с зазором по отношению к станине и основанию, размеры сборной емкости выбраны по эмпирическому соотношению
H(d/D)² > ε L,
где H - высота полости сборной емкости, м;
d - внутренний диаметр полости сборной емкости, м;
D - максимальный наружный диаметр пружины, м;
ε - отношение расположенного в полости сборной емкости эффективного объекта пружины, рассчитанного по ее максимальному наружному диаметру к объему полости сборной емкости;
L - длина навиваемой пружины, м.

Указанный технический результат достигается также тем, что устройство второго типа, состоящее из укрепленных на станине механизмов подачи и навивки пружины и сборной емкости для ее укладки, согласно изобретению дополнительно снабжено опорным подшипниковым узлом, осью и опорным элементом, имеющим круглое отверстие, опорный элемент укреплен на основании, ось и круглое отверстие имеют вертикальную ориентацию, верхняя часть оси укреплена в центральной части нижнего основания сборной емкости, наружная и внутренняя боковые поверхности опорного подшипникового узла контактируют соответственно с боковой стенкой круглого отверстия опорного элемента и с нижней частью боковой поверхности оси, а размеры сборной емкости выбраны по эмпирическому соотношению
H(d/D)² > ε L,
где H - высота полости сборной емкости, м;
d - внутренний диаметр полости сборной емкости, м;
D - максимальный наружный диаметр пружины, м;
ε - отношение расположенного в полости сборной емкости эффективного объекта пружины, рассчитанного по ее максимальному наружному диаметру к объему полости сборной емкости;
L - длина пружины, м.

Устройство второго типа дополнительно снабжено промежуточным элементом и втулкой, промежуточный элемент укреплен на верхней торцевой части сборной емкости посредством крепежных деталей, втулка установлена вертикально и укреплена в центре промежуточного элемента. Кроме того, в устройстве для навивки и сбора пружины по первому и второму варианту промежуточный элемент выполнен в виде по меньшей мере одной пластины, боковая поверхность сборной емкости выполнена в виде круглого цилиндра или в виде усеченного круглого конуса, причем большее основание усеченного конуса расположено в его верхней или нижней части.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено продольное осевое сечение устройства первого типа, на фиг. 2 и 3 - продольные осевые сечения устройства второго типа соответственно при отсутствии и наличии промежуточного элемента, на фиг. 4 и 5 - виды сверху на устройства первого или второго типов, у которых промежуточный элемент выполнен в виде кольца или звезды с тремя лучами, на фиг. 6 - поперечное сечение сборной емкости устройства первого и второго типов и принципиальная схема движения пружины в сборной емкости.

Устройство первого типа состоит из укрепленного на станине 1 механизма подачи и навивки 2 пружины 3 и сборной емкости 4 для ее укладки.

Устройство дополнительно снабжено опорным подшипниковым узлом 5, промежуточным элементом 6, втулкой 7 и крепежными деталями 8.

Втулка 7 ориентирована вертикально.

Наружная и внутренняя боковые поверхности опорного подшипникового узла 5 контактируют соответственно со станиной 1 и верхней частью наружной боковой поверхности втулки 7.

Нижняя часть наружной боковой поверхности втулки 7 соединена с верхней торцевой частью сборной емкости 4 посредством промежуточного элемента 6.

Периферийная часть промежуточного элемента 6 укреплена на верхней торцевой части сборной емкости 4 с помощью крепежных деталей 8.

Сборная емкость 4 установлена с зазором по отношению к станине 1 и основанию 9.

Размеры сборной емкости 4 выбраны по эмпирическому соотношению
H(d/D)² > ε L (1)
где H - высота полости сборной емкости, м;
d - внутренний диаметр полости сборной емкости, м;
D - максимальный наружный диаметр пружины, м;
ε - отношение расположенного в полости сборной емкости эффективного объема пружины, рассчитанного по ее максимальному наружному диаметру, к объему полости сборной емкости;
L - длина навиваемой пружины, м.

Устройство второго типа так же, как и устройство первого типа, состоит из укрепленного на станине 1 механизма подачи и навивки 2 пружины 3 и сборной емкости 4 для ее укладки.

Устройство дополнительно снабжено опорным подшипниковым узлом 5, осью 10 и опорным элементом 11.

Опорный элемент 11 укреплен на основании 9 и имеет круглое отверстие 12, имеющее вертикальную ориентацию.

Ось 10 ориентирована вертикально. Верхняя часть оси 10 укреплена в центральной части нижнего основания 13 сборной емкости 4.

Наружная и внутренняя боковые поверхности опорного подшипникового узла 5 соответственно контактируют с боковой стенкой круглого отверстия 12 опорного элемента 11 и нижней частью боковой поверхности оси 10.

Размеры сборной емкости 4 также выбраны по эмпирическому соотношению (1).

Устройство второго типа может быть дополнительно снабжено промежуточным элементом 6 и втулкой 7 (фиг. 3).

Промежуточный элемент 6 укреплен на верхней торцевой части сборной емкости 4 посредством крепежных деталей 8, а втулка 7 ориентирована вертикально и укреплена в центре промежуточного элемента 6.

В устройствах первого и второго типов промежуточный элемент 6 может быть выполнен в виде кольца (фиг. 4), центр которого расположен на оси симметрии сборной емкости 4, или в виде по меньшей мере одной пластины (фиг. 5).

В устройствах первого и второго типов боковая поверхность сборной емкости и может иметь вид круглого цилиндра или усеченного конуса.

Большее основание усеченного конуса может быть расположено как в его верхней, так и в нижней частях.

Устройства первого и второго типов работают следующим образом.

В механизм подачи и навивки 2 подают проволоку 14. Из механизма подачи и навивки 2 навитая пружина 3 поступает в центральную часть полости сборной емкости 4, попадает на ее нижнее основание 12, совершает вращательно-поступательное движение (см. фиг. 6), приводит в круговое вращение сборную емкость 4. Ее вращение сопровождается круговым вращением втулки 7 (в устройстве первого типа) или оси 10 (в устройстве второго типа) в опорном подшипниковом узле 5. В результате в полости сборной емкости 4 образуется бухта 15 из компактно уложенной пружины 3.

При работе устройств обоих типов выполняется следующее соотношение:
n₁ ≃ n₂ + 10V₁/R (2),
где n₁ - число оборотов сборной емкости, об/мин;
n₂ - число оборотов пружины, об/мин;
V₁ - скорость поступательного движения пружины, м/с;
R - средний радиус бухты пружины, м.

Пример конкретного выполнения устройства
Одно из устройств первого типа, предназначенное для навивки и сбора пружины, имеет следующие конструктивные характеристики: высоту полости сборной емкости - 200 мм; внутренний диаметр полости сборной емкости - 365 мм; вес сборной емкости - 2,6 кг; наружный диаметр втулки - 16 мм.

Это устройство позволяет собирать пружину с наружным диаметром 8 мм, длиной до 50 м и весом 10 кг. Отношение эффективного объема навиваемой пружины к объему полости сборной емкости составляет 0,12. Устройство обеспечивает сбор пружин средним диаметром от 2 мм до 50 мм.

Устройство относится к оборудованию по обработке материалов и может быть использовано для навивки и сбора пружины. Устройство по первому варианту состоит из укрепленных на станине механизмов подачи и навивки пружины и из сборной емкости для ее укладки. Оно дополнительно снабжено опорным подшипниковым узлом, промежуточным элементом, втулкой и крепежными деталями. Втулка установлена вертикально, наружная и внутренняя боковые поверхности опорного подшипникового узла контактируют соответственно со станиной и верхней частью наружной боковой поверхности втулки. Нижняя часть наружной боковой поверхности втулки соединена с верхней торцевой частью сборной емкости посредством промежуточного элемента, периферийная часть которого укреплена на верхней торцевой части сборной емкости с помощью крепежных деталей. Сборная емкость установлена с зазором по отношению к станине и основанию, а ее размеры выбраны по эмпирическому соотношению H (d/D)² > εL, где H - высота полости сборной емкости, м; d - внутренний диаметр полости сборной емкости, м; D - максимальный наружный диаметр пружины, м; ε - отношение расположенного в полости сборной емкости эффективного объема пружины, рассчитанного по ее максимальному наружному диаметру, к объему полости сборной емкости; L - длина навиваемой пружины, м. Устройство по второму варианту дополнительно снабжено опорным подшипниковым узлом, осью и опорным элементом, укрепленным на основании и имеющим круглое отверстие, причем ось и круглое отверстие имеют вертикальную ориентацию. Верхняя часть оси укреплена в центральной части нижнего основания сборной емкости, наружная и внутренняя боковые поверхности опорного подшипникового узла контактируют соответственно с боковой стенкой круглого отверстия опорного элемента и с нижней частью боковой поверхности оси. Размеры сборной емкости выбраны по эмпирическому соотношению с учетом эффективного объема пружины и объема сборной емкости. Данное устройство обеспечивает навивку пружин относительно большой длины. 2 с. и 13 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для навивки и сбора пружины, состоящее из укрепленных на станине механизмов подачи и навивки пружины и из сборной емкости для ее укладки, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено опорным подшипниковым узлом, промежуточным элементом, втулкой и крепежными деталями, причем втулка установлена вертикально, наружная и внутренняя боковые поверхности опорного подшипникового узла контактируют соответственно со станиной и верхней частью наружной боковой поверхности втулки, нижняя часть наружной боковой поверхности втулки соединена с верхней торцевой частью сборной емкости посредством промежуточного элемента, периферийная часть которого укреплена на верхней торцевой части сборной емкости с помощью крепежных деталей, сборная емкость установлена с зазором по отношению к станине и основанию, а ее размеры выбраны по эмпирическому соотношению
H(d/D)² > εL,
где Н - высота полости сборной емкости, м;
d - внутренний диаметр полости сборной емкости, м;
D - максимальный наружный диаметр пружины, м;
ε - отношение расположенного в полости сборной емкости эффективного объема пружины, рассчитанного по ее максимальному наружному диаметру, к объему полости сборной емкости;
L - длина навиваемой пружины, м. 2. Устройство для навивки и сбора пружины по п.1, отличающееся тем, что промежуточный элемент выполнен в виде кольца, центр которого расположен на оси симметрии сборной емкости. 3. Устройство для навивки и сбора пружины по п.1, отличающееся тем, что промежуточный элемент выполнен в виде по меньшей мере одной пластины. 4. Устройство для навивки и сбора пружины по п.1, отличающееся тем, что боковая поверхность сборной емкости выполнена в виде круглого цилиндра. 5. Устройство для навивки и сбора пружины по п.1, отличающееся тем, что боковая поверхность сборной емкости выполнена в виде усеченного круглого конуса. 6. Устройство для навивки и сбора пружины по п.5, отличающееся тем, что большее основание усеченного конуса расположено в его верхней части. 7. Устройство для навивки и сбора пружины по п.5, отличающееся тем, что большее основание усеченного конуса расположено в его нижней части. 8. Устройство для навивки и сбора пружины, состоящее из укрепленных на станине механизмов подачи и навивки пружины и из сборной емкости для ее укладки, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено опорным подшипниковым узлом, осью и опорным элементом, укрепленным на основании и имеющим круглое отверстие, причем ось и круглое отверстие имеют вертикальную ориентацию, верхняя часть оси укреплена в центральной части нижнего основания сборной емкости, наружная и внутренняя боковые поверхности опорного подшипникового узла контактируют соответственно с боковой стенкой круглого отверстия опорного элемента и с нижней частью боковой поверхности оси, а размеры сборной емкости выбраны по эмпирическому соотношению
H(d/D)² > εL,
где Н - высота полости сборной емкости, м;
d - внутренний диаметр полости сборной емкости, м;
D - максимальный наружный диаметр пружины, м;
ε - отношение расположенного в полости сборной емкости эффективного объема пружины, рассчитанного по ее максимальному наружному диаметру, к объему полости сборной емкости;
L - длина пружины, м. 9. Устройство для навивки и сбора пружины по п.8, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено промежуточным элементом и втулкой, причем промежуточный элемент укреплен на верхней торцевой части сборной емкости посредством крепежных деталей, втулка установлена вертикально и укреплена в центре промежуточного элемента. 10. Устройство для навивки и сбора пружины по п.8, отличающееся тем, что промежуточный элемент выполнен в виде кольца, центр которого расположен на оси симметрии сборной емкости. 11. Устройство для навивки и сбора пружины по п.8, отличающееся тем, что промежуточный элемент выполнен в виде по меньшей мере одной пластины. 12. Устройство для навивки и сбора пружины по п.8, отличающееся тем, что боковая поверхность сборной емкости выполнена в виде круглого цилиндра. 13. Устройство для навивки и сбора пружины по п.8, отличающееся тем, что боковая поверхность сборной емкости выполнена в виде усеченного круглого конуса. 14. Устройство для навивки и сбора пружины по п.13, отличающееся тем, что большее основание усеченного конуса расположено в его верхней части. 15. Устройство для навивки и сбора пружины по п.13, отличающееся тем, что большее основание усеченного конуса расположено в его нижней части.