本发明与盒式磁带带卷压力弹簧有关，诸如通常用于录象机的盒式磁带。本发明具体涉及一种制造带卷压力弹簧的方法，弹簧有恒定的宽度，即有平行侧缘。 这种弹簧在1987年3月5日提交的美国专利申请第030，698号中有叙述和宣称，该案受授人与本案同。其揭示内容在本申请中引用作为参考。
带卷弹簧在盒中安装在带卷轴上旋转。先有技艺领域中之带卷弹簧参见颁发麦哈拉（Maehara）美国专利第4，544，062号，及颁发沙托（Sato）等人的美国专利第4，593，868号。二者的弹簧有大体菱形轮廓，上面挖空或不挖空。典型中将弹簧从连续带形的弹簧材料上冲压制造。用菱形外形金属带材下脚料很多。另一个问题是菱形外轮的冲切材料直线送进尺寸。切线的大直线送进尺寸要求用大型分线模，在一系列工位上将大送进切线分解成为组成总大切线的小切线部分。
图1示带卷弹簧形成的先有技艺方法的一个范例。图1示带形材料在十一工位模具的最后两工位的情况。弹簧10在弹簧材料坯条12上形成。在这图中在每一个工位上制造两个弹簧。弹簧在材上套裁，以提高带材利用率的总百分比。弹簧10A为成品，仅沿中心突片线14未切断。一旦切断便投入一个箱中作进一步加工。投出的弹簧在带材上留下一个空洞，如弹簧10A右侧的工位所示。这图示必须有大量的直线进刀尺寸。整个边缘16在各点上用分级模冲切。
这大量在直线进刀尺寸必须使用模润滑剂。一部分润滑剂难免散布在完成的弹簧上。在作清理将润滑剂除净前无法使用。典型方法为将完成地弹簧放在玉米芯碎渣中摇滚。清理后，需将弹簧理顺，叠放，以备包装。由于弹簧从带材上冲下后，不分先后次序任意叠放，一叠中相邻弹簧的误差变化，也相似不规则。就是一块弹簧可能有最大正公差，而相邻的一块则可能有最大负公差。两个部件都在规格范围内，而处于两个相反的极限上。这便给在带盒中放置单个弹簧的自动装配设备造成困难。只要逐个弹簧的尺寸公差变化渐进而连贯，那么这种设备可在公差范围内，处理弹簧的尺寸变化。但是当弹簧从公差范围的一侧向另一侧突然变化时，装配设备便倾向于不稳定。过去，一叠中相邻弹簧的突然变化，可以目力检查，并用手拣出尺寸与相邻弹簧差别明显的弹簧。这方法既慢，不可靠，又费人力。
先有技艺领域中的弹簧及其制造方法的另一缺点，是要求使用的大模具的制造复杂而昂贵，要求大量的保养工作维持运转。保养时的停机时间是限制制造方法产量的一个重要因素。也就是，多工位模具要求相当大的投资，在模具保养的不生产时间中，便牵制了资金。
先有领域的另一问题，是使用的卷盘的带材供料受限制。当将两个部件一次制造时，多工位模的产量最高，如图1所示。这便要求使用宽弹簧材料带，只能卷成盘形式。在带盘的典型运转中，只能向机器供料45分钟便需换带，而换带需时15分钟。
本发明寻求采用改进的制造带卷压力弹簧的方法，以避免上述的问题。做法是使弹簧只有一个恒定的宽度，而不是宽度有变化的菱形。弹簧材料带用盘送进一个只有两工位的压床，在工位上钻孔，切断，制成完成的弹簧。带材只有一个宽度，和成品弹簧相同，所以不需要沿弹簧的边缘切割。此外，弹簧用首尾相接的方式制造，从带材的端上切下。然后将料坯制造完成的弹簧形式。因此仅有一次的切割是从带材上切断。这样便大为减少了直线进刀量，从而可将弹簧在两工位上形成。并且，最低量进刀可使模具作干式运转，即不用任何润滑剂。由于不用润滑剂，便可省去清洁工序，一旦弹簧从模中排出，便可顺序叠放，立即运输。这样便从根本上创造了控制公差变化的条件，从而使变化为一平稳而连续的曲线。弹簧从模具中排出后即包装，直到能供给自动装配设备前保持叠的原有状态。
供给模具的带材宽度与成品弹簧宽度相同，还可大大减少废料。废料量和先有技艺领域比较减至最低。并且，带材的相对窄的宽度有利于在卷盘上作横向往复卷绕，也叫摆动卷绕，大为增加一个卷盘上的材料量。在典型运转中，横向往复卷绕卷盘可向机器供给八小时才需换盘。
图1为带材端部的俯视，示先有技术领域中的成形步骤。
图2为按本发明制造的带卷压力弹簧的俯视。
图3为图2中弹簧的侧视。
图4为表示本发明一个方面各步骤的方框图。
图5为本发明另一个方面各步骤的方框图。
图6为带材在本发明第一及第二工位上出现时的概略俯视。
图7为在第一工位上作冲模加工时的端视。
图8为冲模底部俯视。
图9为插入模具图8中之底部的凹模的退模部俯视。
图10在第一工位上的冲模上部的仰视;
图11为第二工位上的成形模前视，其部分拆卸，示下方的各元件。
图12为沿图11，线12-12的剖视。
图13为沿图11，线13-13剖视。
图14为沿图11，线14-14剖视。
图15为沿图11，线15-15剖视。
图16为沿图15，线16-16剖视。
图17为叠垛中相邻弹簧典型公差变化曲线的示意。
图2及3示按本发明的方法制造的带卷弹簧18。从图中可见，弹簧为大致矩形有圆端的长条。弹簧的第一及第二平行边缘20及22在条片的全长上基本平行。弹簧两端为圆端24。弹簧有一个中心基部26，安装弹簧时接触带盒上部的表面。基部上设一对孔28，便于将弹簧向带盒上固定。一对横向折线30决定基部26的范围，并界定弹簧的过渡部32。过渡部伸到基部平面的外面，和基部线34倾斜X角（图3）。在图示的实施方案中角X为10°。有第二组折印线36，决定过渡部32的范围。折线36确定弹簧的端部38，端部38与基部26的平面倾斜，而倾斜的角度Y则较小。在图示的实施方案中，角Y为17°。端部38未端为圆端24。折线30及36给予弹簧总的弧形。最好弹簧用不锈钢制造，厚度约0.012英寸。
图4概略表示用本发明方法制造图2及3中带卷弹簧的工序。在图中第一工序40中，将弹簧材料条送入成形模中。弹簧材料条的宽度等于完成弹簧的宽度。在本文中，“宽度”一词指的是侧缘20和22间的距离。方法的下一工序42是沿材料的宽度完全切断，将一个弹簧料坯从带料端上切断。也就是，在形成压印30及36前，先将弹簧料坯从带材端部上切下。于是，将料坯从带材上鱼贯相连地取下。术语“弹簧料坯”指的是从弹簧带材上切断的部分，在形成压印前，切成适当的长度。在工序44中，将弹簧料坯在压印线处弯折，赋与图2及3中的弧形，制成完成的弹簧。
图4所示的方法的两个重要的方面，是带材有完成弹簧的宽度，以及将弹簧从带料上鱼贯切下。这样便可能大为减少切割材料时必须的直线进刀量。并且，先有技艺领域方法中的下脚料几乎可以完全避免。
图5示本发明方法的另一个方面。第一工序46和上述一样，是将弹簧带材送入成形模具。这工序中，将带料切断成为弹簧料坯，再用成形模将坏料形成图中号48所示的成品弹簧。方法的下一个工序50，是将完成的弹簧从成形模投入一个排出槽。工序52要求将排出槽中的完成弹簧，按在成形模中成形的次序叠放。工序54要求将成叠的完成弹簧包装，保持叠垛的原来状态。包装的理想成式为便于使用塑料袋，在袋的开口端上围捆叠垛。
图5中的方法的一个重要方面，是省略清洁过程，使弹簧按出模的顺序叠放。因此，弹簧可保持其原有的连贯的公差变化。本文中“连贯公差变化”一词，指的是叠垛中相邻弹簧的量度差异，和弹簧规格要求指出的允许公差比较，差异很小。在一般的数学概念中，就是叠垛中的一个弹簧的某一量度的数值，和相邻弹簧的数值近似。
本发明的方法可用诸如比勒可变滑轨冲床（Bihler Vari-slide press或其类似冲床进行。用这类机器工作速度可达到每分钟325行程。冲床设置的加工分成两个阶段或工位。第一工位中包括一个冲模，在弹簧上冲两个安装孔。第二工位包括一个成形模，从带料上切取一个弹簧料坯，形成完成的弹簧。在第二工位上设有将置，将完成的弹簧投入排出槽。加工细节在下面作图示和叙述。
图6为带料56在第一及第二工位上的带料56状况的简示。带料用传统设备按所示方向送进第一工位。一个可随意取舍的特点是设一个拭擦器，在将带料送入第一工位前，将带料抹净。将带材在第一工位上钻孔形成安装孔28。然后将带料推入第二工位，夹紧并从带的端部切下。切断方法是冲去一个砂漏形部分58。弧形切割线60形成第二工位的弹簧料坯62的后缘，和将进入第二工位的带料56的前缘。可以理解到砂漏形部分58为本行制造方法中仅有的废料。
现参看进行本发明的方法的具体加工步骤，冲模总体在图7-10中用号64标志。冲模64形成第一工位。冲模有上下模瓦66及68，安装在一个冲床上由冲床作动，在正常运转中使上模瓦66，相对于静止下模瓦68垂直往复。一个凸模压板70用螺丝71固定在上模瓦66上。凸模压板70上安装形式为穿孔冲头的冲眼工具72。这些冲头形成弹性材料带56上的安装孔28。冲眼工具和一块抗磨板74上的孔73配合，抗磨板用夹具76安装在退模板75的上部。退模板在下侧上有一个浅槽77，当冲眼工具后退时引导带料并将其下压。退模板75插在下模瓦的凹模78中，而在凹模中的横座板79的上方。退模板75和模座板79，在下模瓦上用螺丝拧入孔80固定。一个第二抗磨垫81上有孔82，接受冲眼工具72。上下模瓦用安装在下模瓦68上的导柱形83，和上模瓦66上形成的导套84调直。
图11-116示第二工位的成模86。图11是第二工位的朝向操作者的前视，有一部分拆卸。第一工位位于第二工位的右方。因此带料从模具86右侧进料。将料坯形成完成的弹簧18，然后向前（即向操作者）投掷，进入排出槽，在槽中按制造先后叠放。
模具86有一个背板88，固定在冲床机架构件90上。抗磨板92插在背板的前侧，在带料送进成形模的高度上。背板上安装四个静止成形工具94，96，98及100。静止工具由定位杆102及104限制其垂直活动。背板88还有静止导向件106及108，和一个静止上夹持件110。上夹持件110放在定位杆102，104及静止工具96及98形成的槽中。
现参看成形模86的活动部分，图15示一个由有枢轴114的驱动臂112驱动的上排出引导器172。有一个连杆116连接驱动臂112和排出引导器172。一个驱动杆118将驱动臂112和滑动件120连接。滑动件由冲床驱动，给予排出引导器略微上下活动需要的动作。
上夹持器110的对应元件是Y形的下夹持器122。下夹持器122和驱动臂124连接。驱动连杆126将臂124和驱动滑动件128连接。冲床用滑动件128作动驱动臂124，将下夹持件122上下活动。上下夹持件配合，夹持带料，将带夹紧，以便进行切带和成形作业。弹簧完成时，将下夹持件向下移，将弹簧放入排出槽，方式在下文中解说。
一旦夹持器将带料端夹持，一个剪切冲头将料端切下。剪切冲头用夹件131固定在上工具架132上，上工具架由一个滑动件134驱动上下活动。剪切冲头130在引导件108和静止工具100形成的槽中滑动。剪切冲头和安装在模具架138上的模具配合（图12）。将废料，诸如砂漏形块58，从固定在背面88上的静止块142的排出槽140引出排出槽。
在剪切冲头形成弹簧料坯后，若干成形指杆将弹簧料坯弯成完成弹簧的形状。成形指杆安装在由滑动件146驱动的下工具架144上。一个在工具架144上固定的安装座148（图4）安装内成形指杆150及152。内成形指杆被弹簧154向上推。安装座148的上方有垫156，保持内成形指杆下部之间的适当距离。一个外成形指杆158在工具架144上固定，并在引导件106和内指杆150形成的槽中滑动。一个第二外指杆160也相似，在内指杆152，静止块142及模具架138形成的槽中滑动。成形指杆150，152，158及160和静止工具94，96，98，100配合，形成完成弹簧的压印和弯折的部分。由于在内形指杆上有弹簧加载，内指杆先和弹簧料坯接触，形成第一组压印30，然后由外成形指杆接触，形成第二组压印36。图11示刚完成的弹簧18A。
图13，15及16示将完成的弹簧18A从成形模具86中投出的机构。这机构有一个顶杆162安装在轴164上。轴由冲床驱动向前后移动。排出臂166用枢轴安装在顶杆上，由弹簧168将其在时针方向上驱动（见图15）。排出臂穿过背板88上的孔170，并在Y形下夹持件122的上端部之间延伸。弹簧168将臂偏压，接触固定在连杆116的上排出引导件172的下侧。下排出引导件174有槽孔176，当排出臂166向前移时供臂伸入。下排出引导件174又形成排出槽178。一个填塞件180用图中未示的元件和上工具架132连接。排出指杆182及184（图11，13及16）和顶杆162连接。指杆从背板88，抗磨板92和静止工具94，100上的孔中穿过。
再看图15，可见完成弹簧排出的步骤顺序。弹簧刚在位置18A上完成。这时顶杆162向前推，而下夹持件向下移，释放弹簧。排出指杆接触弹簧的外部，并从弹簧向前移18A，达到18B所示的位置。在这动作中排出臂166的上表面作支持，直到达到与下引导件174相对的位置。在上引导件172上的突片186，和上排出臂的鼻突部187接触，将其放置到弹簧位置18B的平面以外，于是当顶杆162后退时，排出臂不与弹簧接触。在机器的下一行程中，当排出臂向前时，排出臂166的鼻突部187和弹簧18B的后缘接触。于是推送弹簧和排出槽178对正。然后堵塞件180向下进入排出槽，将弹簧推到位置18C上。于是弹簧落到先已制成的弹簧的叠垛上，以制造的先后为顺序。可以理解到排出槽178伸到一个适当的叠放器（未示），在叠放器中将叠放的弹簧包装，方式为保持原来的叠放状态。可用适当尺寸的塑料袋包装。
图17示上述方法的一个优点是有连贯的公差变化。曲线188代表叠垛中相邻弹簧的某一实际量度（具体量度并非关键）。弹簧的规格包括一个标称值和量度的正负公差。叠中弹簧有公差范围内的实际量度的某种公布。按本发明形成的弹簧，其本质将形成公差变化的平稳而连贯的曲线，如图中之188。公差变化并不一定为图示的正弦波形，具体的周期或波幅也不重要。要点为曲线不出现不连贯现象，而在要求对弹簧作清洁的先有领域的方法中则有不连贯现象出现。例如在过去的方法中，将弹簧完全任意叠放，于是可能有图17中弧段A，B及C量度的弹簧在叠垛中互相相邻放置。这种宽幅度的公差变化，对完成带盒中的弹簧组装用的自动化装配设备，可能选成可能。在本发明的方法中，图示的部分，例如在B中，相邻部分的量度必然和部分B近似。这就是所谓的连贯公差变化。
虽然所示及所述都是本发明的理想形式，但可理解到可作变化而脱离权利要求书中之范围。