УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ СПИРАЛИ Российский патент 2005 года по МПК B21F3/04 

Изобретение относится к оборудованию для навивки спиралей и может быть использовано для изготовления спиралей для производства пружинных матрацев, мягкой мебели.

Известны устройства для навивки спиралей с использованием оправок (см. описания изобретений к патентам РФ №2016689, B 21 F 3/04, Механизм зажима проволоки к устройству для навивки пружин, публ. 30.07.94, заявка 5046731 [1], №2010652, B 21 F 3/04, Устройство для навивки пружин преимущественно с малым индексом, публ. 15.04.94, заявка 4885544 [2], №2166399, B 21 F 35/00, Устройство для навивки пружин, публ. 10.05.2001, заявка 2000120235 [3]).

В [1] устройство навивки содержит цилиндрическую консольную приводную оправку, один конец которой закреплен в шпинделе станка. В оправке выполнены кольцевой, тангенциальный, радиальный пазы, а также внутреннее отверстие. В последнем выполнен подпружиненный плунжер, на котором закреплен прижимной элемент, расположенный в радиальном пазу оправки. На корпусе установлен с возможностью периодического взаимодействия с пружинным элементом копирный кулачок с выталкивателем, который расположен в кольцевом пазу оправки. Конец проволоки через фильеру подается в тангенциальный паз оправки и вставляется в цилиндрическое отверстие прижимного элемента. При включении электродвигателя оправка приводится во вращение, проволока за счет перегиба на входе в цилиндрическое отверстие заклинивается и происходит закручивание проволоки вокруг оправки. При этом прижимной элемент, взаимодействуя с торцевой винтовой поверхностью кулачка, перемещается по винтовой линии, последовательно подводя проволоку под формообразующие ролики, формируя начальный виток пружины. При дальнейшем перемещении оправки торец проволоки упирается в выталкиватель, и проволока выталкивается последним из цилиндрического отверстия прижимного элемента, обеспечивая свободный сход начального витка пружины с оправки, и за счет прижима проволоки формообразующими роликами к приводной оправке производят навивку бесконечной пружины в виде бесконечной спирали. Недостатком этого устройства является невозможность регулировки шага пружины.

В [2] оправка выполнена цилиндрической приводной. Предварительно участок проволоки навивают на ручном приспособлении, и этот участок пружины укладывают в паз упора, устанавливают прижим, конец пружины и оправку зажимают цанговым патроном, установленным в шпиндельном узле; другой конец оправки закрепляют в подшипнике задней бабки. При включении электродвигателя оправка, вращаясь, навивает на себя проволоку, проходящую через фильеру, при помощи прижима и упора. Шагозадающий механизм связан с кареткой, совершающей поступательное перемещение от вращения оправки, и состоит из поводка, путевых датчиков и левых и правых упорных винтов с контргайками. Недостатком данного устройства является сложность конструкции шагозадающего механизма, его изготовления, что не всегда оправдано, недостаточная надежность работы.

В [3] оправка для пружины выполнена также цилиндрической консольной приводной; один конец оправки закреплен жестко на валу электродвигателя. Этот конец оправки снабжен поперечным кольцевым буртиком. Перед навивкой пружины часть ее наматывают вручную и одевают на оправку. Боковой поверхностью ограничительного ролика спираль прижимают к оправке и включают электродвигатель. Вращение оправки вызывает намотку на нее проволоки и формирование пружины. Вращение навиваемой пружины с оправкой вызывает вращение ограничительного ролика относительно его периферийной оси. Навиваемая пружина далее, вне оправки, проходит к прижимным роликам и после контакта с ними через центральную втулку собирается в бухту. Центральная втулка выполняет функцию ориентации, направляющей для навитой пружины вне оправки перед ее укладкой в бухту. Автоматический съем пружины с конца оправки осуществляется за счет кольцевого выступа на ограничительном ролике. Шаг пружины регулируют степенью поджатия соседних витков пружины путем изменения положения прижимных роликов относительно продольной оси цилиндрической оправки с помощью прижимных винтов и другими средствами. Это устройство является наиболее близким аналогом. В данном устройстве ограничение наружного диаметра пружины осуществляется и ограничительным, и прижимным роликами, а также в определенной степени центральной втулкой, которая выполняет функцию направляющей для спирали. Однако это устройство также сложно в своей конструкции, в кинематической схеме, в изготовлении ее узлов, деталей, в их сборке и настройке, и, как следствие, недостаточно надежно в эксплуатации. Расположение центральной втулки на достаточно большом расстоянии от конца оправки может вызвать застревание пружины в ней, что приведет к сбою работы устройства.

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства формирования спирали, в частности его шагорегулирующего механизма, его сборки, настройки, повышение надежности его работы.

Задача решается конструкцией устройства формирования спирали, которое содержит цилиндрическую оправку, консольно жестко закрепленную, механизм регулировки шага, установленный после оправки, цилиндрическую втулку ориентации навитой спирали, установленную на одной оси с оправкой. Отличием изобретения от прототипа является выполнение втулки ориентации навитой спирали с внутренним диаметром, равным внешнему диаметру спирали, установка втулки ориентации непосредственно у выходной части оправки, где спираль начинает сходить с оправки под действием сил подачи проволоки, жесткое закрепление втулки ориентации на корпусе устройства с возможностью поворота ее относительно своей оси (оси оправки), выполнение оправки с канавкой на ее цилиндрической поверхности, выполненной по винтовой спирали с минимально заданным шагом спирали, а также форма выполнения механизма регулировки шага, который выполнен в виде штыря, жестко установленного во втулке ориентации поперек ее оси, преимущественно перпендикулярно этой оси. Необходимость выполнения оправки с заданием минимального шага спирали из всего диапазона возможного изменения шага диктуется необходимостью выполнения простого и надежного механизма регулировки шага, предложенная конструкция которого позволяет изменять шаг только в сторону его увеличения.

Установка втулки ориентации навитой пружины непосредственно у выхода втулки позволяет более надежно "принять" навитую спираль и направить ее от узла навивки, что повышает надежность работы устройства формирования спирали, устраняя возможные сбои в работе на начальном ее этапе, а также выполнить на базе этой втулки простой механизм регулировки шага спирали. Предложенная конструкция механизма регулировки шага спирали и устройства формирования спирали в целом отличается простотой и надежностью.

На фиг.1 показан общий вид устройства формирования спирали, на фиг.2 - его фронтальный вид, на фиг.3 - сечение его фронтального вида.

Устройство формирования спирали содержит оправку 1 (на фиг.1 условно показана пунктиром), консольно закрепленную в корпусе 2, втулку 3 ориентации навитой спирали, закрепленную на выступах 4 корпуса 2 с помощью болтового соединения (не показано). Втулка 3 ориентации установлена в непосредственной близости у выходного конца оправки 1 на одной оси с ней и выполнена с внутренним диаметром, равным внешнему диаметру навиваемой спирали. На цилиндрической поверхности оправки 1 выполнена канавка, состоящая из трех частей: из винтовой части 5, выполненной в виде 1/3-2 витков спирали с параметрами навиваемой спирали, с минимально необходимым шагом спирали, расположенной в выходной части оправки, части 6, выполненной по цилиндрической образующей и расположенной на входной части оправки, и части 7, выполненной по линии сопряжения частей 5, 6. Количество витков винтовой части 5 канавки зависит от минимально необходимой формы витка канавки, достаточной для образования спирали необходимого качества и уменьшения сил трения, имеющих место между проволокой и канавкой оправки 1. Глубина канавки равна диаметру используемой проволоки или чуть больше него. Втулка 3 снабжена штырем 8, установленным предпочтительно перпендикулярно ее оси и жестко закрепленным в ней. Установка штыря 8 во втулке 3 возможна и под другим углом, но более технологично делать отверстие под штырь на цилиндрической втулке перпендикулярно ее оси.

Устройство работает следующим образом.

При включении электродвигателя (не показано) начинает работать устройство протяжки проволоки (не показано), подавая ее далее в часть 6 канавки, выполненной по цилиндрической образующей оправки 1. За счет усилий подачи проволоки устройства протяжки проволока, ориентированная в канавке оправки 1, повторяя ее форму, на участке сопряжения 7 и далее на винтовом участке 5 оправки формируется в спираль с параметрами, определенными параметрами канавки, а именно ее выходной винтовой части 5. Форма канавки с участками 6, 7, 5 обеспечивает плавный переход проволоки из обычного состояния в спираль. Втулка 3, установленная по оси с оправкой 1, ориентирует навитую спираль в сторону от оправки, обеспечивая бесперебойность работы устройства и стабильность внешнего диаметра спирали. При необходимости увеличения шага спирали вручную, ослабив болтовым соединением жесткость закрепления втулки 3 на выступе 4 корпуса 2, можно повернуть втулку 3 относительно оси оправки 1, тем самым изменив положение штыря относительно витка спирали, воздействуя на виток усилием подвижки вдоль оси, что вызывает изменение шага навитой спирали. Устройство простое и надежное в работе.

Источники информации

1. Описание изобретения к патенту РФ №2016689, B 21 F 3/04, Механизм зажима проволоки к устройству для навивки пружин, публ. 30.07.94, заявка 5046731.

2. Описание изобретения к патенту РФ №2010652, B 21 F 3/04, Устройство для навивки пружин преимущественно с малым индексом, публ. 15.04.94, заявка 4885544.

3. Описание изобретения к патенту РФ №2166399, B 21 F 35/00, Устройство для навивки пружин, публ. 10.05.2001, заявка 2000120235 - прототип.

Изобретение относится к оборудованию для навивки спиралей и может быть использовано при изготовлении спиралей, предназначенных для пружинных матрацев, мягкой мебели. Устройство содержит консольно закрепленную цилиндрическую оправку, механизм регулировки шага, установленный после оправки, и цилиндрическую втулку ориентации навитой спирали. Указанная втулка размещена соосно оправке непосредственно у ее выходной части и выполнена с внутренним диаметром, равным внешнему диаметру спирали. Кроме того, втулка имеет возможность поворота относительно оси оправки. Последняя оснащена канавкой, расположенной на цилиндрической поверхности оправки по винтовой спирали с минимально заданным шагом спирали. Механизм регулировки шага выполнен в виде штыря, жестко установленного во втулке ориентации поперек ее оси. В результате обеспечивается упрощение конструкции устройства, его сборки и настройки, а также повышение надежности его работы. 3 ил.

Устройство формирования спирали, содержащее цилиндрическую оправку, консольно жестко закрепленную, механизм регулировки шага, установленный после оправки, цилиндрическую втулку ориентации навитой спирали, установленную на одной оси с оправкой, отличающееся тем, что втулка ориентации навитой спирали выполнена с внутренним диаметром, равным внешнему диаметру спирали, установлена непосредственно у выходной части оправки и жестко закреплена на корпусе устройства с возможностью поворота ее относительно оси оправки, оправка выполнена с канавкой на ее цилиндрической поверхности по винтовой спирали с минимально заданным шагом спирали, механизм регулировки шага выполнен в виде штыря, жестко установленного во втулке ориентации поперек ее оси.