(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に区分長さにわたって可変な材料厚さ（ｄ）を備えた、湾曲したばね帯金区分（１１）を製造する方法において、互いに相接して一体に配置されるばね帯金区分（１１）によって形成されたばね帯金（１０）を、ばね帯金送り方向で見て互いに間隔を置いて配置されかつばね帯金（１０）の両帯面に順次互い違いに接触する３つの当付け箇所（２３，２４，２５）の間で曲げ加工し、次いで、後続の１つの当付け箇所（３２）で、曲げ加工度よりも僅かな曲げ加工度分だけ逆方向に再び曲戻し、次いで、こうして処理されたばね帯金区分（１１）をばね帯金（１０）から分断することを特徴とする、湾曲したばね帯金区分を製造する方法。
【請求項２】
３つの当付け箇所（２３〜２５）でのばね帯金（１０）の曲げ加工度を、ばね帯金区分（１１）の、要求される最終曲率半径よりも、第４の当付け箇所（３２）での曲戻し加工度分だけ大きく設定する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
曲戻し度を経験的に決定する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
曲戻し度を曲げ加工度の１０〜２０％に選択する、請求項１または２記載の方法。
【請求項５】
ばね帯金曲げ加工のための３つの当付け箇所のうちの真ん中の当付け箇所（２４）と、ばね帯金曲戻し加工のための第４の当付け箇所（２４）とをそれぞれ帯厚さ（ｄ）の方向でばね帯金（１０）に対して直角方向に移動可能に構成し、直角方向移動量をばね帯金（１０）に対して相対的に、予め設定されたプログラムに従って制御し、該プログラムが、ばね帯金区分（１１）内の材料厚さの変化を考慮するようになっている、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
ばね帯金曲げ加工のための３つの当付け箇所のうちの最後の当付け箇所（２５）を切断エッジ（３０）として形成し、ばね帯金区分（１１）を分断するために、切断エッジ（３０）に沿って切断ブレード（３１）を案内する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
残りの当付け箇所（２３，２４，３２）を、ロールまたはローラ（２６，２７，３３）の周面によって形成する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
ばね帯金（１０）内で順次続くばね帯金区分（１１）を、ばね帯金（１０）内に設けられたトリガ穴（１２）によってマーキングし、該トリガ穴を、曲げ加工プログラムおよび曲戻し加工プログラムの開始と終了ならびに分断工程のレリースを制御するために使用する、請求項５から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
分断されたばね帯金区分（１１）の少なくとも一部分を光学的に計測し、設定目標値と比較し、目標値からの平均的な偏差を曲げ加工プログラムおよび曲戻し加工プログラムの修正のために使用する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
ばね帯金（１０）の曲げ加工および曲戻し加工を、連続的なばね帯金送りによって行い、該ばね帯金送りを、ばね帯金区分（１１）の分断のためにその都度短時間中断する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
特に区分長さにわたって可変な材料厚さ（ｄ）を備えた、湾曲したばね帯金区分（１１）を製造する装置において、互いに間隔を置いて配置された３つの当付け箇所（２３〜２５）から成る曲げ加工ユニット（２０）が設けられており、該曲げ加工ユニット（２０）を通って、相前後して一体に配置されるばね帯金区分（１１）によって形成されたばね帯金（１０）が案内可能であり、当付け箇所（２３〜２５）が、ばね帯金（１０）の送り方向で見て順次互い違いに一方の帯面と他方の帯面とに接触しており、曲率半径を設定するために、真ん中の当付け箇所（２４）が、ばね帯金（１０）に対して直角方向に調整可能に形成されており、また、ばね帯金（１０）の送り方向で見て、曲げ加工ユニット（２０）に後置された曲戻し加工ユニット（２２）が設けられており、該曲戻し加工ユニットが、曲げ加工ユニット（２０）の真ん中の当付け箇所（２４）と同じばね帯金（１０）の帯面に作用する第４の当付け箇所（３２）を有しており、該当付け箇所が、曲戻し曲率半径を設定するために、ばね帯金（１０）に対して直角方向に調整可能であり、さらに、曲げ加工ユニット（２０）と曲戻し加工ユニット（２２）とを通過するばね帯金区分（１１）をばね帯金（１０）から分断するための分断ユニット（２１）が設けられていることを特徴とする、湾曲したばね帯金区分を製造する装置。
【請求項１２】
分断ユニット（２１）が、曲げ加工ユニット（２０）と曲戻し加工ユニット（２２）との間に配置されている、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
分断ユニット（２１）が曲げ加工ユニット（２０）に組み込まれており、該曲げ加工ユニット（２０）の、ばね帯金（１０）の送り方向で見て最後の当付け箇所（２５）が、ばね帯金幅にわたって延びる切断エッジ（３０）として形成されており、該切断エッジ（３０）に沿って、ばね帯金（１０）に対して直角方向に運動可能な切断ブレード（３１）が案内されている、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
曲げ加工ユニット（２０）の真ん中の当付け箇所（２４）と、曲戻し加工ユニット（２２）の当付け箇所（３２）との調整運動が、制御ユニット（２９）によってプログラムに従って制御されており、該プログラムが、ばね帯金区分（１１）の、変化する材料厚さおよび場合によっては、領域に関連して予め設定された異なる曲率半径を考慮するようになっている、請求項１１から１３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
ばね帯金（１０）内で順次続くばね帯金区分（１１）が、ばね帯金（１０）内に設けられたトリガ穴（１２）によってマーキングされており、該トリガ穴が、曲げ加工プログラムおよび曲戻し加工プログラムをレリースしかつ終了させる目的でならびに分断ユニット（２１）による分断工程をレリースする目的で制御ユニット（２９）をトリガするために使用される、請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
曲げ加工ユニット（２０）の真ん中の当付け箇所（２４）と、曲戻し加工ユニット（２２）の当付け箇所（３２）との、プログラミングされた移動運動が互いに合わされており、曲げ加工ユニット（２０）で形成された曲げ加工度が、ばね帯金区分（１１）の、予め設定された最終曲げ加工度よりも曲戻し加工度分だけ大きく設定されている、請求項１４または１５記載の装置。
【請求項１７】
曲戻し加工度の量が経験的に決定されている、請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
曲戻し加工度の量が曲げ加工度の１０〜２０％に設定されている、請求項１６記載の装置。
【請求項１９】
ばね帯金（１０）から分断されて最終的に製造されたばね帯金区分（１１）を光学的に計測しかつ設定目標値からの偏差を検出するための撮像システム（３６）と、平均的な目標値偏差に関連して曲げ加工プログラムおよび／または曲戻し加工プログラムを修正するための修正装置（３７）とが設けられている、請求項１４から１８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２０】
ばね帯金（１０）の送り方向で見て、曲げ加工ユニット（２０）の第１の当付け箇所（２３）が、ばね帯金（１０）に対して直角方向で帯厚さの方向に、有利には手によって移動可能に構成されている、請求項１３から１９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２１】
曲げ加工ユニット（２０）の２つの当付け箇所（２３，２４）と、曲戻し加工ユニット（２２）の当付け箇所（３２）とが、ロールまたはローラ（２６，２７；３３）の周面によって形成されている、請求項１３から２０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２２】
ばね帯金（１０）がストック巻体（１５）に巻上げられており、また、ばね帯金（１０）が、該ばね帯金（１０）の、互いに反対の側の帯面に作用する少なくとも２つの駆動式の送りロールまたは送りローラ（３，１４）の間を通って案内されており、該送りローラが、ばね帯金（１０）をストック巻体（１５）から引出しかつ曲げ加工ユニット（２０）に供給する、請求項１１から２１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２３】
曲げ加工ユニット（２０）に、複数の案内ローラ（１６〜１９）および／または案内レールが前置されており、該案内ローラ（１６〜１９）および／または案内レールが、ばね帯金（１０）の、互いに反対の側の帯面に対になってばね帯金に接触する、請求項１１から２２までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背景技術
本発明は、区分長さにわたって可変な材料厚さを備えた、湾曲したばね帯金区分を製造する方法および装置に関する。
【０００２】
国際公開第第９４／１７９３２号パンフレットに基づき、可変な材料厚さを備えた金属ストリップを製造する方法および装置が公知である。この場合、一定の厚さと幅とを有する帯金材料が、互いに向かい合って位置する１対のロールを通じて引っ張られる。この場合、ロールの間隔は、全長にわたって異なる厚さを備えた帯材料を成形するために変えられ、次いで熱処理が施される。
【０００３】
発明の利点
湾曲したばね帯金区分を製造するための、請求項１の特徴部に記載した特徴を備えた本発明による方法ならびに請求項１１の特徴部に記載した特徴を備えた本発明による装置は、製造装置の１回通過に相当する１回の処理工程で、１つの帯金素材から、可変な材料厚さを備えた複数のばね帯金区分が最終的に製造されるという利点を有している。この場合、曲げ加工と曲戻し加工とは、ばね帯金を連続的に送りながら行われるのに対して、ばね帯金区分を分断するために、その都度短い搬送停止が挿入される。最終的に製造されたばね帯金区分は、予め設定された曲率半径でトレランス正しく製造されていて、曲戻し加工によって絶対的な形状安定性を有している。有利にはローラとして形成された、曲げ加工ユニットの真ん中の当付け箇所と、送り量がばね帯金に関連して数値制御されている曲戻し加工ユニットの当付け箇所との移動可能性によって、種々異なる材料厚さが考慮される。また、ばね帯金は全ての領域で均一に塑性変形される。同時に、種々異なる曲率半径が１つのばね帯金区分内において実現されてもよい。数値制御は、予め設定されたプログラムに従って行われる。このプログラムは、ばね帯金の、送りに関連して変化する材料厚さおよび材料幅、ばね帯金区分の、所望される曲率半径ならびに、帯金硬度、ばね帯金の事前の整直、ストックリールでのばね帯金の巻き方向などのような、製造結果に影響を与えるその他のパラメータを考慮している。
【０００４】
従属請求項に記載された手段によって、請求項１に記載された方法もしくは請求項１１に記載された装置の有利な構成と改良形とが可能である。
【０００５】
本発明の有利な構成では、分断ユニットが曲げ加工ユニットに組み込まれている。これは、ばね帯金送り方向で見て、曲げ加工ユニットの最後の当付け箇所が、最大のばね帯金幅にわたって延びる切断エッジとして形成されており、この切断エッジに沿って、ばね帯金に対して直角方向もしくは垂直方向に運動可能な切断ブレードが案内されていることによって実現される。分断ユニットと曲げ加工ユニットとのこのような一体化によって構成エレメントが節約されると同時に、製造装置が製造技術的に廉価にかつコンパクトになる。
【０００６】
本発明の有利な構成では、曲げ加工、曲戻し加工およびばね帯金からのばね帯金区分の分断のためのプログラミングは、いわゆるトリガ穴によって行われている。このトリガ穴は、ばね帯金内の個々のばね帯金区分の間に設けられている。曲げ加工ユニットへのトリガ穴の進入が検出され、これによって、数値制御ユニットがトリガされることになる。しかし、トリガ穴の代わりに、規定された帯厚さの検知に関連して数値制御ユニットをトリガする帯厚さ測定部が設けられてもよい。
【０００７】
最高の製造トレランスを維持するために、本発明の有利な構成では、撮像システムに組み合わされた修正装置が設けられている。この修正装置は、曲げ加工ユニットおよび／または曲戻し加工ユニットの数値制御プログラムを目標値偏差に関連して修正する。目標値偏差は、最終的に製造されたばね帯金区分の少なくとも一部分を光学的に計測しかつ目標値と比較する撮像システムによって検出される。
【０００８】
本発明の有利な構成では、ばね帯金の供給は、ばね帯金の両面に互いに向かい合って位置する駆動式の２本の送りロールまたは送りローラによって行われる。両送りローラは、ストック巻体からばね帯金を引き出しかつ曲げ加工ユニットに供給する。この場合、ばね帯金のつぶれを回避するために、本発明の別の有利な構成では、送りローラと曲げ加工ユニットとの間で狭幅の帯金案内が、複数の案内ロールまたは案内ローラおよび／または案内レールによって保証されている。
【０００９】
実施例の説明
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１０】
図１に概略的な側面図で示した、湾曲したばね帯金区分を製造するための装置（以下、製造装置と呼ぶ）には、図２で部分的にかつ拡大して概略的に示したようなばね帯金１０が供給される。このばね帯金１０では、同じ形式の個々のばね帯金区分１１が相前後して連続的に規定されている。このばね帯金区分１１の始端と終端は、いわゆるトリガ穴１２によってばね帯金１０にマーキングされている。各ばね帯金区分１１内では、帯金１０の材料厚さまたはばね帯厚さｄが、図２に示したように変化している。この場合、実際の実施例では、帯厚さｄは、最大値１．２ｍｍと最小値０．４ｍｍとの間で変動する。この場合、帯厚さｄはばね帯金区分の中心から区分端部へ向かって減少している。
【００１１】
製造装置は、ばね帯金通し方向またはばね帯金送り方向で見て相前後して配置された、ばね帯金１０の、互いに反対の側の帯面に作用する１対または２対の送りローラ１３，１４と、複数の（本実施例では４つ、場合によっては６つの）案内ローラ１６，１７，１８，１９と、曲げ加工ユニット２０と、分断ユニット２１と、曲戻し加工ユニット２２とを有している。この場合、送りローラ１３，１４は、モータ駆動式であると共に数値制御されていて、ばね帯金１０をストック巻体１５から引き出すようになっており、案内ローラ１６〜１９は、ばね帯金１０の、互いに反対の側の帯面に対になって作用するものの非駆動式である。ばね帯金１０の上面に作用する両案内ローラ１６，１８は、鉛直方向、つまり、ばね帯金１０に対して直角方向に移動可能に形成されていて、つぶれもしくは崩壊を生ぜしめることなしにばね帯金１０の狭幅の案内を保証するために手で調整され得る。案内ローラ１６〜１９の代わりにまたはこれらの案内ローラ１６〜１９に対して付加的に、やはりばね帯金１０の、互いに反対の側の帯面に対になって位置する案内レールが設けられてもよい。
【００１２】
曲げ加工ユニット２０は、互いに間隔を置いて配置された３つの当付け箇所２３，２４，２５を有している。これらの当付け箇所は、ばね帯金１０の通し方向で見て順次続くように一方の帯面と他方の帯面とに交互に接触している。ばね帯金１０の送り方向で見て第１の当付け箇所２３と第２の当付け箇所２４はそれぞれ１つのロールまたはローラ２６，２７の周面によって形成される。これらのローラの軸は、帯厚さｄの方向でばね帯金１０に対して直角方向もしくは垂直方向に移動可能に形成されている。この場合、第１ローラ２６は手で調整可能であるのに対して、第２ローラ２７（以下、曲げローラ２７と呼ぶ）は、数値制御ユニット２９によって制御される調整モータ２８によって調整される。曲げ加工ユニット２０の第３の当付け箇所２５は切断エッジ３０によって形成される。この切断エッジ３０は、ばね帯金１０の幅よりも大きく形成されていて、ばね帯金区分１１を分断するために切断ブレード３１と協働するようになっている。この切断ブレード３１は、鉛直方向に、つまり、ばね帯金１０に対して直角方向に運動しかつ切断エッジ３０に沿って案内される。切断エッジ３０と切断ブレード３１とは分断ユニット２１を形成している。したがって、この分断ユニット２１は、曲げ加工ユニット２０の終端部に配置されていて、第３の当付け箇所２５を切断エッジ３０として設計することによって曲げ加工ユニット２０内に組み込まれている。
【００１３】
分断ユニット２１に後置された曲戻し加工ユニット２２は、曲げ加工ユニット２０の中央（第２）の当付け箇所２４、つまり曲げローラ２７と同じばね帯金１０の帯面に作用する第４の当付け箇所３２から成っている。この場合、この第４の当付け箇所も同様に１つのロールまたはローラの周面、いわゆる曲戻しローラ３３の周面によって形成されている。この曲戻しローラ３３のローラ軸も同じく、帯厚さｄの方向でばね帯金１０に対して直角方向もしくは垂直方向に移動可能に形成されている。この曲戻しローラ３３の移動、いわゆる送りもやはり、数値制御ユニット２９により制御される調整モータ３４によって行われる。
【００１４】
曲げローラ２７と曲戻しローラ３３との調整モータ２８，３４を制御する数値制御ユニット２９は、予め設定されたプログラムに従って作動する。このプログラムでは、ばね帯金区分１１の、変化する材料厚さ（帯厚さｄ）と材料幅とが考慮されているだけでなく、ばね帯金区分１１を異なった曲率半径で曲げ加工したい場合には、ばね帯金区分１１の、領域に関連した所望される種々の曲率半径も考慮されている。例えば、このようなばね帯金区分１１は、中央の１つの大きな曲率半径と、区分端部の近傍に配置されたより小さな２つの曲率半径とを、逆の曲げ方向で有していてよい。ばね帯金区分１１に適用されるこのプログラムは、ばね帯金１０の、個々のばね帯金区分１１の間に位置するトリガ穴１２によって呼び出される。このトリガ穴１２は、案内ローラ１６〜１９の前方に配置された、光源３８と協働する光学的なセンサ３５によって認識される。次いで、このセンサ３５は、トリガ信号を数値制御ユニット２９へ供給し、これによって、プログラム経過を呼び出す。この場合、曲げローラ２７の送り運動は、ばね帯金区分１１の、所望される曲率半径のために必要なる量よりも大きな分だけ行われる。次いで、この分だけばね帯金区分１１は、曲戻し加工ユニット２２で曲戻しローラ３３の相応の送りによって逆向きに曲げ戻される。湾曲したばね帯金区分１１の形状安定性を保証するために必要となる曲戻し加工度は実験によって検出される。ばね帯金１０の特性に応じて、曲戻し加工度が、曲げ加工ユニット２０で獲得された曲げ加工度の１０〜２０％であると有利であるということが分かった。最終的に製造されたばね帯金区分１１の曲率半径は予め設定されているので、したがって、曲げローラ２７の送り運動は、ばね帯金区分１１の、曲戻し加工度分だけ大きな曲げ加工度が曲げ加工ユニット２０で生ぜしめられるようにプログラミングされている。ばね帯金１０における個々のばね帯金区分１１の曲げ加工と曲戻し加工とは、ばね帯金１０の、連続的な送り運動のままで行われる。最終的に製造されたばね帯金区分１１を、やはり数値制御ユニット２９によって制御される分断ユニット２１によってばね帯金１０から分断するために、帯金搬送は短時間停止させられる。
【００１５】
僅かな製造誤差を達成するために、撮像システム３６が設けられている。この撮像システム３６によって、最終的に製造されたばね帯金区分１１の少なくとも一部分が光学的に測定されると共に設定目標値からの偏差が検出される。平均的な目標値偏差が修正装置３７に供給される。この修正装置は、数値制御ユニット２９のプログラムにおける相応のパラメータを変化させるので、曲げ加工度を修正するための制御回路が形成される。数値制御ユニット２９に記憶された曲げ加工プログラムおよび曲戻し加工プログラムは、可変な材料厚さおよび場合によっては、領域に関連して種々に設定された曲率半径の他に、帯金幅、帯金硬度、場合によっては事前に行われるばね帯金の整直、ストック巻体１５でのばね帯金１０の巻き方向などのような、曲げ加工結果に影響を与える別のパラメータも考慮する。記憶されたプログラムは、最終的に製造されたばね帯金区分１１の、規定された形状に合わせられていて、ばね帯金区分１１の、変化した形状のために、新たに作成されるかもしくは相応に修正されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  湾曲したばね帯金区分を製造するための装置の側面図である。
【図２】  湾曲したばね帯金区分を製造するために使用された、可変な材料厚さを備えたばね帯金部分の、拡大された側面図を部分的に示す図である。
【符号の説明】
１０  ばね帯金、１１  ばね帯金区分、１２  トリガ穴、１３，１４  送りローラ、１５  ストック巻体、１６，１７，１８，１９  案内ローラ、２０  曲げ加工ユニット、２１  分断ユニット、２２  曲戻し加工ユニット、２３，２４，２５  当付け箇所、２６  第１ローラ、２７  第２ローラまたは曲げローラ、２８  調整モータ、２９  数値制御ユニット、３０  切断エッジ、３１  切断ブレード、３２  当付け箇所、３３  曲戻しローラ、３４  調整モータ、３５  センサ、３６  撮像システム、３７  修正装置、３８  光源、ｄ  帯厚さ
【図１】
0004309580.tif 000002
【図２】
0004309580.tif 000003