Vorrichtung zum ausgerichteten Zuführen von gewendelten Federn an eine Arbeitsstation

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.

Gewendelte Federn bzw. Zugfedern, die auch in ihrer speziellen Ausführung als " Schenkelfedern" verwendet werden und zumindest an einem Ende bzw. Schenkel mit einer offenen Öse versehen sind, werden bei der Herstellung von Bauteilen, Geräten usw. auf allen Gebieten der Technik sehr häufig verwendet. Die automatische Verarbeitung bzw. Montage derartiger Federn bereitet auch heute noch große Probleme, und zwar insbesondere dann, wenn diese Federn wahllos in einem Vorrat, d.h. beispielsweise in einer von einem Vibrationstopf gebildeten Aufgabevorrichtung oder -Einrichtung zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt werden. Mit Hilfe einer besonderen Ausbildung der Aufgabeeinrichtung bzw. der an dieser Aufgabeeinrichtung vorgesehenen Führungsbahnen ist es zwar grundsätzlich möglich, die Federn derart auszurichten, daß sie mit ihrer Längserstreckung in Förderrichtung liegend einem Montageautomaten zugeführt werden, wobei durch besondere Maßnahmen auch weitestgehend dafür gesorgt werden kann, daß nur solche Federn an den Montageautomaten gelangen, die nicht ineinander verhängt sind, es sind jedoch bisher keine Vorrichtungen auf dem Markt erhältlich, mit denen ein zuverlässiges Ausrichten von gewendelten Federn oder Schenkelfedern um die Längserstreckung ihrer Federkörper in der Weise möglich wäre, daß sämtliche an die Arbeitsstation eines Montageautomaten geförderte Federn auch bezüglich ihrer Ösen bzw. der diese Ösen bildenden hakenförmigen Abwinklungen eine der weiteren Verarbeitung bzw. der Montage entsprechende jeweils gleichartige Ausrichtung aufweisen, obwohl an sich von der Herstellung der Federn her gewährleistet ist, daß die an den Schenkeln vorgesehenen Ösen bei jeder Feder stets eine genau vorgegebene räumliche Zuordnung zueinander besitzen.

Es wurde bereits eine Vorrichtung zum Vereinzeln und Ausrichten von gewendelten Federn vorgeschlagen, bei der die in einer Führung einer ersten Fördereinrichtung angeordneten Federn jeweils bei Erreichen des Endes einer ersten Fördereinrichtung mit Hilfe eines in die (in Förderrichtung) vordere Öse einschwenkenden schwertartigen Elementes um ihre Längserstreckung derart gedreht werden, daß jede Feder danach mit der offenen Seite der vorderen Öse nach oben weist, so daß die einzelnen Federn im ausgerichteten Zustand von dem Ende der ersten Fördereinrichtung an eine zweite, zangenartig ausgebildete Fördereinrichtung übergeben und an eine Arbeitsstation weitergeleitet werden können. Diese Vorrichtung besitzt allerdings eine relativ aufwendige Konstruktion.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung aufzuzeigen, die bei besonders einfacher Konstruktion ein Ausrichten bzw. ein ausgerichtetes Zuführen von gewendelten Federn, die an wenigstens einem Ende mit einer geöffneten Öse versehen sind, an eine Arbeitsstation zuverlässig ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die über die erste Fördereinrichtung an deren Ende herangeführten Federn an die zweite Fördereinrichtung dadurch übergeben, daß jede Feder, die das Ende der ersten Fördereinrichtung erreicht hat, sich mit einer Teillänge zunehmend über das Ende der ersten Fördereinrichtung hinausbewegt wird und sich dabei mit der in Förderrichtung vorauseilenden offenen Öse über den den Anfang der zweiten Fördereinrichtung bildenden Bereich der Führungsleiste dieser Fördereinrichtung schiebt. Dann, wenn die Feder schließlich soweit über das Ende der ersten Fördereinrichtung frei vorsteht, daß sich auch der Masseschwerpunkt dieser Feder außerhalb der Auflagefläche der ersten Fördereinrichtung befindet, hat die Feder die Tendenz aus der ersten Fördereinrichtung nach unten wegzukippen bzw. herauszufallen. Sofern die in Förderrichtung vorneliegende Öse mit ihrer offenen Seite nach unten weist oder aber aus dieser Idealstellung um ihre Längsachse nicht über einen bestimmten Winkelbetrag verdreht ist, also eine die Übergabe an die zweite Fördereinrichtung ermöglichende Lage (nachfolgend als "Übergabelage" bezeichnet) wird sich die Feder beim Nachuntenkippen mit der in Förderrichtung vorderen offenen Öse an der Führungsleiste der zweiten Fördereinrichtung einhängen, so daß an der Führungsleiste der zweiten Fördereinrichtung in dichter Folge nacheinander, jeweils an einer offenen Öse gehalten und von der Führungsleiste vertikal nach unten hängend Federn angeordnet sind, die hierdurch eine jeweils gleichartige Orientierung aufweisen und in dem so ausgerichteten Zustand einer Arbeitsstation zugeführt werden können. Solche Federn, die bei Erreichen des Endes der ersten Fördereinrichtung nicht die Übergabelage aufweisen, fallen nach dem Erreichen des Endes der ersten Fördereinrichtung nach unten und werden beispielsweise von einer Auffangvorrichtung aufgenommen, aus der sie dann an den Vorrat zurücktransportiert werden können. Durch Einstellung des Abstandes zwischen dem Ende der ersten Fördereinrichtung und dem Anfang der zweiten Fördereinrichtung kann die Vorrichtung auf die Verarbeitung von Federn unterschiedlicher Größe eingestellt werden.

Weiterhin ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch möglich, asymmetrische Schenkelfedern, d.h. Schenkelfedern, die unterschiedlich lange Schenkel an ihren Enden aufweisen, so auszurichten, daß die ausgerichteten Schenkelfedern an der zweiten Fördereinrichtung beispielsweise jeweils mit ihrem längeren Schenkel nach oben weisen.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

• Fig. 1 in schematischer Darstellung und in Seitenansicht eine Vorrichtung gemäß der Erfindung;
• Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Draufsicht;
• Fig. 3a und 3b in vergrößerter Detaildarstellung und in Seitenansicht den Anfang der zweiten Fördereinrichtung der Vorrichtung gemäß Fig. 1, zusammen mit einer an das Ende der ersten Fördereinrichtung geförderten Schenkelfeder, jedoch bei unterschiedlicher Lage dieser Feder;
• Fig. 4 bis 6 verschiedene im Bereich der zweiten Fördereinrichtung vorgesehene Maßnahmen zum Lösen verhängten Schenkelfedern.

In den Figuren sind mit 1 als Zugfedern ausgebildete und in üblicherweise aus Federdraht hergestellte gewendelte Federn in Form von Schenkelfedern bezeichnet, die jeweils einen gewendelten Federkörper 2 sowie an jedem Ende einen, sich in Längsrichtung des Federkörpers 2 erstreckenden Schenkel 3 bzw. 4 aufweisen, von denen jeder an seinem freien Ende zu einer offenen Öse 5 bzw. 6 umgebogen ist.

Da bei der dargestellten Ausführung der Schenkel 4 jeweils eine größere Länge als der Schenkel 3 besitzt, können die Schenkelfedern 1 auch als "asymmetrische Schenkelfedern" bezeichnet werden.

Die Schenkelfedern 1 werden aus einem nicht näher dargestellten Federvorrat (z.B. Vorratsbehälter) über eine erste Fördereinrichtung 7 bei der für die Figuren 1 und 2 gewählten Darstellung von links nach rechts an das rechte Ende 8 dieser Fördereinrichtung gefördert, und zwar entsprechend der durch den Pfeil A angegebenen Förderrichtung. Die Fördereinrichtung 7 ist bei der dargestellten Ausführungsform ein als Linearförderer (Linearschiene) ausgebildeter Vibrationsförderer. Unabhängig von der speziellen Ausgestaltung der Fördereinrichtung 7 werden die Schenkelfedern 1 an das Ende 8 derart gefördert, daß sie zumindest im Bereich dieses Endes mit ihrer Längserstreckung in Förderrichtung A der Fördereinrichtung 7 liegen. Bei der dargestellten Ausführungsform verläuft die Förderrichtung A zumindest am Ende 8 in horizontaler Richtung. Es versteht sich, daß die Schenkelfedern 1 in Reihe nacheinander an das Ende 8 gefördert werden.

Die Fördereinrichtung 7 besteht im wesentlichen aus einem schienenartigen Element 9, welches mit der zur Erzielung der Förderwirkung notwendigen Vibration bzw. Bewegung beaufschlagt ist und zur Führung der Schenkelfedern 1 an seiner Oberseite eine hier und auch am Ende 8 offene Führungsnut 10 aufweist, die an den in Förderrichtung A verlaufenden Seiten sowie am Boden geschlossen ist.

An das Ende 8 der Fördereinrichtung 7 schließt sich eine weitere Fördereinrichtung 11 an, die bei der dargestellten Ausführungsform ebenfalls als Vibrationsförderer ausgebildet ist und mit der die Schenkelfedern nach ihrer, weiter unten noch näher erläuterten Übergabe und Ausrichtung an der offenen Öse 6 hängend, d.h. mit ihrer Längserstreckung in vertikaler Richtung nebeneinander aufgereiht in Richtung der durch den Pfeil B gekennzeichneten Hauptförderrichtung , d.h. bei der für die Figuren 1 und 2 gewählten Darstellung von links nach rechts an eine in diesen Figuren nicht dargestellte, am rechten Ende der Fördereinrichtung 11 vorgesehene Arbeitsstation gefördert werden.

Die Fördereinrichtung 11 besteht bei der dargestellten Ausführungsform wieder aus einem schienenartigen Element 12, welches durch eine nicht näher dargestellte Antriebseinrichtung mit der zur Erzielung der Förderwirkung erforderlichen Bewegung bzw. Vibrationsbewegung beaufschlagt wird. Die obere Kante des schienenartigen Elementes 12 ist als Führungsleiste 13 derart ausgebildet, daß sich die Schenkelfedern 1 mit ihrer offenen Öse 6 an dieser Führungsleiste 13 einhängen können bzw. an der Fördereinrichtung 11 hängend, d.h. mit ihrer Längserstreckung in vertikaler Richtung liegend gehalten sind.

Wie insbesondere die Fig. 2 zeigt, steht die bei der dargestellten Ausführungsform die sich in horizontaler Richtung erstreckende Führungsleiste über das der Fördereinrichtung 7 zugewendete Ende des Elementes 12 vor und bildet mit diesem vorstehenden stangen- oder stabförmigen Bereich 13', der ebenfalls in einer horizontalen Ebene liegt, eine Art Auffädeldorn, an welchem sich die an das Ende 8 der Fördereinrichtung 7 geförderten Schenkelfedern 1 mit ihrer offenen Öse 6 einhängen können.

Wie insbesondere die Fig. 2 weiterhin zeigt, weist der Bereich 13' einen solchen Verlauf auf, daß er in seinem dem Ende 8 der Fördereinrichtung 7 unmittelbar gegenüberliegenden Abschnitt in Förderrichtung A einen horizontalen Abstand x aufweist, der durch Bewegen wenigsten einer der beiden Fördereinrichtungen 7 bzw. 11 relativ zu der anderen Fördereinrichtung in seiner Größe einstellbar ist.

Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Führungsleiste 13 im Bereich 13' einen kreisförmigen Querschnitt auf, der kleiner ist als die Öffnung der Ösen, d.h. der Ösen 6, mit denen sich die Schenkelfedern 1 an der Führungsleiste 13 bzw. an dessen Bereich 13" einhängen sollen.

Wie die Fig. 1 zeigt, ist die Fördereinrichtung 11 bezogen auf die Fördereinrichtung 7 weiterhin so angeordnet, daß die obere Kante der Führungsleiste 13 bzw. des Bereiches 13" dieser Führungsleiste in etwa niveaugleich mit, vorzugsweise jedoch etwas tiefer als die Bodenfläche der Führungsnut 10 liegt, auf der die an das Ende 8 der Fördereinrichtung 7 geförderten Schenkelfedern 1 mit ihrem Federkörper 2 aufliegen.

Die Arbeitsweise der dargestellten Vorrichtung läßt sich, wie folgt, beschreiben:

• In der Fördereinrichtung 7 bzw. bei der Übergabe an diese Fördereinrichtung sind die Schenkelfedern 1 bereits soweit ausgerichtet, daß jede an das Ende 8 der Fördereinrichtung 7

Mit der dargestellten Vorrichtung ist nun beabsichtigt, die Schenkelfedern 1 so an die Fördereirichtung 11 zu übergeben, daß sie dort mit den Ösen 6 an der Führungsleiste 13 gehalten von dieser in vertikaler Richtung herunterhängen, so daß damit sämtliche Schenkelfedern 1 an der Fördereinrichtung 11 zwangsläufig die gleiche Orientierung aufweisen, d.h. in gleichem Sinne ausgerichtet sind und in diesem Zustand an die auf die Fördereinrichtung 11 folgende Arbeitsstation übergeben werden können.

Hierfür ist der Abstand x so eingestellt, daß er größer ist als der Abstand, den der kürzere Schenkel 3 der gleichartig ausgebildeten Schenkelfedern 1 jeweils vom Masseschwerpunkt dieser Federn aufweist, jedoch kleiner ist als der Abstand des größeren Schenkels 4 von diesem Masseschwerpunkt. Der Masseschwerpunkt der Schenkelfedern 1 befindet sich in etwa in der Mitte des Federkörpers 2.

Auf diese Weise können grundsätzlich nur solche, über die Fördereinrichtung 7 herangeführte Schenkelfedern 1, deren längerer Schenkel 4 in Förderrichtung vorne liegt, am offenen Ende 8 der Fördereinrichtung 7 bzw. der Führungsnut 10 schließlich so weit über dieses Ende vorstehen, daß sich die Öse 6 über dem Bereich 13' der Führungsleiste 13 vorbei bzw. hinwegbewegt hat, bevor die über das Ende 8 vorstehende Schenkelfeder 1 bei einer weiteren Bewegung in Förderrichtung A, d.h. bei Überschreiten des Endes 8 durch den Masseschwerpunkt mit dem vorderen Ende aus der Führungsnut 10 nach unten abkippen könnte. D.h. solche Schenkelfedern 1, die sich mit dem längeren Schenkel 4 voraus über das Ende 8 der Fördereinrichtung 7 hinausbewegen und bei denen die Öffnung der Öse 6 nach unten weist, bleiben mit der Öse 6 an dem Bereich 13' der Führungsleiste 13 der Fördereinrichtung 11 hängen und werden in diesem Zustand zunächst in Richtung des Pfeiles B' und anschließend in Förderrichtung B der Arbeitsstation zugeführt. Da der Bereich 13' einen Querschnitt aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser der Öffnung der Öse 6, bleiben an dem Bereich 13" auch solche Schenkelfedern 1 hängen, bei denen der Schenkel 4 in Förderrichtung vorne liegt, die offene Seite der Öse 6 jedoch nicht genau senkrecht nach unten weist, sondern die Ebene der Öse 6 gegenüber der Vertikalen geneigt ist, die jedoch noch die Übergabelage besitzen.

Solche, mit ihrem Schenkel 4 vorauseilende Schenkelfedern 1, bei denen die Ebene der Öse 6 über die Übergabelage hinaus gegenüber der Vertikalen geneigt ist bzw. bei denen die offene Seite dieser Öse insbesondere nach oben oder schräg nach oben weist, können nicht am Bereich 13' hängenbleiben bzw. in der beschriebenen Weise von der Fördereinrichtung 7 an die Fördereinrichtung 11 übergeben werden, sondern fallen ebenso wie alle Schenkelfedern 1, die mit dem kürzeren Schenkel 3 an das Ende 8 der Fördereinrichtung 7 gelangen, auf eine unter dem Bereich 13' bzw. unter dem Ende 8 vorgesehene Auffangvorrichtung 14 und werden beispielsweise über eine nicht näher dargestellte Fördereinrichtung an den Vorrat für die Schenkelfedern 1 zurückgeführt.

Da die Fördereinrichtung 11 als Vibrationsförderer ausgebildet ist, d.h. das Element 12 dieser Einrichtung eine Vibrationsbewegung bzw. hin- und hergehende Bewegung entsprechend der Förderrichtung B (Hauptförderrichtung) ausführt, die parallel zur Förderrichtung A der Fördereinrichtung 7 verläuft, ist es bei der dargestellten Ausführungsform wesentlich, daß der Bereich 13' in seinem dem Ende 8 gegenüberliegenden Abschnitt einen zur Förderrichtung A schrägen Verlauf in der Weise aufweist, daß die Förderrichtung A und die Förderrichtung B' des Abschnittes 13' einen spitzen Winkel a, d.h. einen Winkel kleiner als 90° miteinander einschließen, der sich zu der der Fördereinrichtung 7 abgewendeten Seite des Bereiches 13' hin öffnet, um so einen Federstau bei der Übergabe zu vermeiden bzw. um sicherzustellen, daß die Schenkelfedern 1 nach der Übergabe an den Bereich 13^* dort jeweils ohne Verzögerung in Richtung B' weggeführt werden.

Die beschriebene Vorrichtung kann selbstverständlich auch zum ausgerichteten Zuführen von symmetrischen Schenkelfedern 1 an eine Arbeitsstation dienen, d.h. zum Ausrichten von Schenkelfedern, deren Schenkel 3 und 4 die gleiche Länge aufweisen. In diesem Fall spielt dann die Orientierung der an das Ende 8 der Fördereinrichtung 7 geförderten Schenkelfedern in Achsrichtung keine Rolle mehr, d.h. alle Schenkelfedern 1 werden an dem Bereich 13' übergeben bzw. können sich dort mit einer ihrer offenen Ösen 5 bzw. 6 einhängen, die die Übergabelage aufweisen.

Es versteht sich, daß der Abstand x in Abhängigkeit von der Größe der Schenkelfedern 1 bzw. in Abhängigkeit von der Länge des Federkörpers 2 sowie der Schenkel 3 bzw. 4 so eingestellt wird, daß ein möglichst großer Teil der über die Fördereinrichtung 7 herangeführten Federn in der gewünschten Orientierung an die Fördereinrichtung 11 übergeben wird bzw. an der Führungsleiste 13 in der beschriebenen Weise hängenbleibt.

In den Figuren 3a und 3b ist nochmals verdeutlicht, daß eine Übergabe der Schenkelfedern 1 von der Fördereinrichtung 7 an die Fördereinrichtung 11 nicht nur bei senkrecht nach unten weisendem offenen Ösenende (Fig. 3a), sondern auch bei schrägliegender Öse (Fig. 3b) dann möglich ist, wenn beispielsweise die Öse 6 bei asymmetrischen Schenkelfedern 1 nur soweit geneigt ist, daß sie mit ihrem offenen Ende den einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Bereich 13' (im ersten Moment der Übergabe) noch unterhalb der horizontalen Mittelebene M dieses Bereiches hintergreifen kann. Dies bedeutet, daß die maximale Schrägstellung der Öse 6, bei der noch eine Übergabe möglich ist, im wesentlichen auch von dem Querschnitt des Bereiches 13' abhängig ist.

Da nicht auszuschließen ist, daß von der Fördereinrichtung 7 an die Fördereinrichtung 11 auch Schenkelfedern 1 übergeben werden, die an ihren Enden miteinander verhakt sind, so daß dann an der unteren Öse 5 einzelner, an der Führungsleiste 13 hängender Schenkelfedern 1 eine weitere Schenkelfeder 1' eingehängt ist, sind im Bereich der Fördereinrichtung 11 noch Maßnahmen vorgesehen, um die an das Ösen 5 hängenden Schenkelfedern 1' zu entfernen.

Bei entsprechender Orientierung der Ösen 5 bezüglich der Ösen 6 können diese Maßnahmen entsprechend der Fig. 4 beispielsweise darin bestehen, daß die Schenkelfedern 1 bei ihrer Bewegung entlang der Fördereinrichtung 11 um die an der Führungsleiste 13 eingehängte Öse 6 entsprechend dem Pfeil C der Fig. 4 soweit zur Seite geschwenkt werden, daß die an der unteren Öse 5 ev. eingehängten Schenkelfedern 1' freikommen und abfällen. Das Schwenken der von der Führungsleiste 13 herunterhängenden Schenkelfedern 1 wird dadurch erreicht, daß diese Federn auf eine sich über eine Teillänge der Fördereinrichtung 11 erstreckende Führungsschiene 16 auflaufen, die entweder Teil des Elementes 12 oder aber ein zusätzliches Konstruktionselement ist sowie eine Führungsfläche 16 aufweist, die in Förderrichtung B einen zunehmenden seitlichen Abstand von einer die Führungsleiste 13 einschließenden vertikalen Ebene besitzt. Um beim Schwenken der Schenkelfedern 1 ein Aushaken dieser Federn an der Führungsleiste 13 zu verhindern, ist über dieser Führungsleiste und in einem geringen Abstand von der Oberkante dieser Leiste eine Sicherungsleiste 17 vorgesehen, die sich zumindest über den Bereich der Förderstrecke 11 erstreckt, in dem das Schwenken der Schenkelfedern 1 erfolgt. Entsprechend Fig. 5 ist es grundsätzlich auch möglich, zum Entfernen der eingehängten Schenkelfedern 1' für diese ein Führungselement 18 vorzusehen, welches entsprechend dem Führungselement 15 wirkt, allerdings die eingehängten Schenkelfedern l" entsprechend dem Pfeil D soweit zur Seite schwenkt, daß die Schenkelfeder 1' von den an der Führungsleiste 13 eingehängten Schenkelfedern 1 freikommen.

Eine dritte Möglichkeit ist in der Fig. 6 dargestellt. Hier ist unter einem Teilbereich der Förderbahn des Förderelementes 11 ein beispielsweise plattenförmiger Auswerfer 19 vorgesehen, der unter Verwendung eines entsprechenden Antriebs eine auf- und abwärts gerichtete Bewegung (Doppelpfeil E), ggf. auch in Verbindung mit einer zusätzlichen seitlichen Bewegung ausführt und der mit seiner Oberseite gegen die unteren Enden der eingehängten Schenkelfedern 1' zur Anlage kommt und diese dadurch von dem an der Führungsleiste 13 geführten Schenkelfedern 1 löst, welche auch hier wiederum durch die Sicherungsleiste 17 gegen Lösen von der Führungsleiste 13 gesichert sind.