DE2260163A1 - Federkern und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

"Federkern und Verfahren zu* seiner Herstellung"

Die Erfindung betrifft einen Federkern für ein Polster, eine Matratze oder dergleichen mit einer Vielzahl von im Abstand voneinander liegenden Längsstaben und einer Vielzahl von im Abstand voneinander liegenden Querstäben, die miteinander an den Kreuzungsstellen zu einem Gitter aus offenen Feldern' verknüpft sind., wobei die Felder Jeweils von einem Paar der Längs- und Querstäbe eingerahmt sind-und mit einer Vielzahl von den Feldern augeordneten Schrautrenfedern. Matratzen*- federungen mit Schraubenfedern₃ die zu einem Federkern zusammengefaßt sind, beispielsweise für Matratzen in Betten, werden in großer Vielfalt hergestellt und haben jeweils ihre eigenen Herstellungsverfahren. Im allgemeinen haben die Fe der-

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kerne eine Vielzahl von Längssstäben in gleichem Abstand von*..· einander und eine Vielzahl von Querstäben in gleichem Abstand voneinander, die sich in Gitterform kreuzen. An der Gitterform sind nach Schraubenart gewickelte Federn, auch Kegelfedern mit Hilfe von Klammern, Draht oder anderen Befestigungselementen herkömmlicher Art gehalten, die an einander zugeordneten Paaren von Längs- und Querstäben entweder von Hand oder mit Maschinenarbeit befestigt werden_t

V/ahlweise werden Schraubenfedern auch mit Hilfe von zusätzlichen Stäben befestigt, die sich in Längsrichtung und Querrichtung erstrecken und die zwischen den in Längs- und Querrichtung angeordneten Hauptstäben untergebracht werden und durch die geeignete Ausbildung der Enden der Schraubenfedern verknüpft werden, oder diese sonstwie in einer Einheit festhalten.

Andere Ausführungsformen von Federkernen sehen vor, daß eine schraubenförmige Endwicklung jeder der Schraubenfedern sukzessive oberhalb oder unterhalb der zugeordneten Paare von Längs- und Querstäben damit verknüpft werden. Auch sind Federkerne bekannt, deren Längs- und Querstäbe Abkröpfungen oder scharfe Biegungen haben, durch die die entsprechenden Teile der Schraubenfedern durchgeführt sind, um auf diese Weise allgemein gesichert zu werden.

Die bekannten Federkernkonstruktionen sind durchweg kompliziert, sowohl bezüglich des für den Aufbau erforderlichen Materials als auch bezüglich des Vorgehens beim Zusammenbau, wodurch die Federkerne unnötig verteuert werden und rait Schwierigkeiten und unter großem Aufwand von Zeit hergestellt werden müssen. Die bekannten Federkerne werden aus zahlreichen unterschiedlichen Teilen zusammengesetzt und erfordern einen \ erheb'lichen Aufwand an Vorrichtungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Federkern zu schaffen, der sich aus wenigen Einzelteilen zu einem monolithischen Werkstück zusammensetzen läßt, und bei dem in der

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Fertigung ein Teil des herkömmlichen Aufwandes erspart vrird, so daß er zu einem geringen Preis mit Garantie für'eine lange Lebensdauer angeboten werden kann.

Das Verfahren zu seiner Herstellung zeichnet sich von den bekannten Verfahren dadurch aus, daß es bei einer geringen Zahl von Arbeitsgängen schnell, mit gutem Wirkungsgrad und verläßlich durchgeführt -werden kann.

Der Federkern nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Federn in einer Richtung von den Längsstäben und in der entgegengesetzten Richtung von den Querstäben unmittelbar abgestützt sind, und die Stäbe mit den Federn eine Einheit bilden, und zwischen den Stäben gegen Verschiebungen verkeilt und gehalten sind. Der Federkern nach der Erfindung zeichnet sich somit vor .den bekannten .Federkernen:· .'dadurch aus, daßfer außer den Federn und den abstützenden Drähten in dem Rahmen keine weiteren Teile enthält.

Vorzugsweise sind die Druckfedern Kegeldruckfedern, die sich in Richtung von einer größten Windung auf eine kleinste Windung verjüngen. Die größte Windung am einen Ende der Feder bildet zweckmäßigerweise eine geschlossene Schleife, deren Durchmesser größer ist als der Abstand zwischen Paaren von Längs- und Querstäben, die das der Feder zugeordnete Feld bilden.

Das Verfahren zur Fertigung eines Federkerns nach der Erfindung enthält folgende Arbeitsschritte:

Die Längsstäbe werden parallel zueinander in Abständen fest angeordnet, die kleiner sind als die Durchmesser,'. . der großen Endwindung der Federn, die Federn werden mit ihren großen Endwindungen in Abständen voneinander an zumindest- jeweils einem Paar der Längsstäbe alle in der gleichen Richtung angelegt,

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und die Querstäbe werden quer zu den Längsstäben in Abständen voneinander lind parallel zueinander fest angeordnet, so daß sie sich mit den Längsstäben kreuzen und an den großen Endwindungen der Federn an deren anderer Seite anliegen.

Dieser Ablauf des Verfahrens beim Zusammenbau eines Federkernes nach der Erfindung erfordert keine zusätzlichen Befestigungselemente,, da die Federn unmittelbar in den Stäben des Gestells so sicher und fest eingeklemmt sind, daß sie sich auch bei schweren und unterschiedlich gerichteten Beanspruchungen nicht mehr von ihrem Platz lösen.

In der Zeichnung wird das neue Verfahren anhand von Ausführungsbeispielen geschildert. Es sind:

Fig. 1 ein Ausschnitt aus einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, vervollständigt durch die Darstellung der unteren Abstützung,

Fig. 3 das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 von oben gesehen, schräg dargestellt,

Fig. '4, 5 und 6 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in verschiedenen Fertigungsstufen eines ersten Fertigungsverfahrens dargestellt,

Fig. 7 j 8 und 9 ein anderes Ausführungsbeispiel in den

verschiedenen Fertigungsstufen eines anderen Verfahrens dargestellt und,

Fig. 10 eine Draufsicht auf eine v/eitere Ausführungsform.

Der Federkern ist in den Fig. 1 bis 3 und 6 insgesamt mit gekennzeichnet. Er enthält eine Vielzahl von Längsstäben 22, die mit Abstand voneinander und parallel zueinander in einer gemeinsamen Ebene liegen und eine Vielzahl von Querstäben 2*4, die sich in ihrer Lage mit den Längsstäben 22 schneiden, auf ihnen aufliegen und an den Knoten, v;o sie sich kreuzen,

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miteinander verschweißt sind. Die Längsstäbe 22 und die Querstäbe 2*1 sind jeweils an einem Rahmen 28 befestigt,, beispielsweise durch Schweißpunkte 29, wo sie an dem Rahmen anstoßen.

Die Zeichnung stellt dar, daß die Längsstäbe 22 allgemein zusammen in einer gemeinsamen Ebene liegen, während die.Querstäbe 24 in einer zweiten gemeinsamen Ebene liegen, die insgesamt oberhalb der Ebene mit den Längsstäben 22 liegt.

In den Fig. 1 bis 3"sieht man, daß die Langsstäbe 22 und die Querstäbe 24 eine Gitteranordnung mit viereckigen öffnungen darstellen, die jeweils von Paaren der Längsstäbe 22 und der Querstäbe 24 umrahmt sind. Den Öffnungen desGitters sind jeweils •Schraubendruckfedern 30 zugeordnet, die sich von einer großen Endschleife 32 in Richtung auf eine kleine Endschleife am entgegengesetzten freien Ende verjüngen. Die große Endschleife 32 hat ein Wicklungsende 34 (Fig. 3), das mit"herkömmlichen Mitteln an einem Teil der Schleife 32 befestigt oder daran angewicke.lt ist, so daß eine allgemein steife kreisförmige Peripherie* gebildet wird, an der sich die Läng.sstäbe 22 in der einen Richtung ,abstützen und an der die Querstäbe 24 in der entgegengesetzten Richtung anstoßen, so daß die p;roßen Endschleifen der Federn 30 hierdurch eingekeilt und festgehalten werden und nicht von den jeweiligen öffnungen in dem Gitterwerk der Längsstäbe 22 und Querstäbe 24, die einander schneiden, sich entfernen können.

Hiermit ist nach der vorliegenden Erfindung für eine, genaue geometrische Verknüpfung zwischen einander geometrisch zugeordneten Strukturen gesorgt. Hierzu zeigt jede der öffnungen des Gitters, die von jeweils Paaren der Längsstäbe 22 und Querstäbe 24 gebildet wird, allgemein rechteckige Form, die auf die allgemein kreisförmige Form der großen Endschleifen 32 jeder der Schraubenfedern 30 abgestimmt ist. Der Durchmesser der großen Endschleife 32 ist etwas größer als die Ausdehnung jeder der Seiten der rechteckigen öffnung, die von jeweils

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einander schneidenden Längsstäben 22 und Querstäben 2k gebildet wird, aber von kleinerer Ausdehnung, als die Diagonale über die gegenüberliegenden Ecken solcher rechteckigen öffnungen, die von den sich gegenseitig überschneidenden Teilen der Längsstäbe 22 und Quersteibe 2k, die miteinander verschweißt r,sind, gebildet werden.

So bietet jede Endschleife einen Umfängsteil, mit dem sie sich an dem jeweiligen Paar von Längsstäben 22 abstützt und einen gegenüberliegenden Umfangsteil, mit dem sie sich in entgegengesetzter Richtung an ein jeweiliges Paar von Querstäben 2k anlegt, wodurch eine Beziehung zwischen einer kreisförmigen geometrischen Figur und einer rechteckigen geometrischen Figur geschaffen wird, die man als Verkeilung bezeichnen kann, in der die allgemein kreisförmigen Figuren fest gegen Verschiebung gehalten sind. Die kreisförmige'geometrische Figur wird gegen Rotation, seitliche Verschiebung und axiale Verschiebung bezüglich der rechteckigen geometrischen Figur, in der sie verkeilt ist, festgehalten.

Wie schon erv/ähnt, endet jede der Schraubenfedern 30 in einer freien kleinen Elndschleife 33 > die alle allgemein von gleicher Ausdehnung sind, und es ist für einen gegenüberliegenden Rahmen des Federkerns 36 (Fig. 2) Sorge getragen, der Knicke 38 hat, die die örtliche Lage der Federn bestimmen, so daß jede Schraubenfeder 30 zu allen anderen Schraubenfedern parallel ausgerichtet ist, wenn dagegen ein Druck ausgeübt wird.

Die Fig. k bis 6 dienen dazu, das Verfahren bei dem Zusammenbau des Federkerns 20 nach der vorliegenden Erfindung in der Aufeinanderfolge von Arbeitsschritten zu schildern. Das Verfahren beim Zusammenbau sieht als erstes die Herstellung einer festen Anordnung von metallischen Längsstäben 22 vor, die an einem Außenrahmen 28 durch Schweißen an den Stoßstellen 29 gehalten sind (Fig. k). Hierauf wird (Fig. 5) die geometrische Beziehung zwischen den Einzelteilen hergestellt, indem die große Schleife 32 der Federn 30 allgemein in gleichem Abstand

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entlang jeweiligen Paaren von Längsstäben 22 angelegt wird, so daß die Stäbe 22 die Schleifen 32 allgemein in Richtung nach· oben berühren, so daß die Federn frei daran angelegt bleiben oder zweitweise daran mit geeigneten Mitteln festgehalten werden.

Hiernach (Fig. 6) wird eine entsprechende Zahl von metallischen Querstäben 24 quer über die Längsstäbe 22 gelegt, so daß sie sich allgemein damit kreuzen und daß sie sich an den großen Schleifen .32 der Federn 30 jeweils in allgemein entgegengesetzter Richtung abstützen. Die Längsstäbe 22 und die Querstäbe 24 werden an den Punkten der gegenseitigen Überschneidung zusammengeschweißt, wobei sich aus dem Vorgang des Anschweißens eine leichte Krümmung 4O (Fig. 1 oder Fig. 10) ergibt, wobei die Krümmung 40 der Querstäbe 2¹I nach unten als Abstützung gegen die große Endschleife- 32 der jeweiligen Feder 30 wirksam ist, während die Längsstäbe 22 nach oben gegen die große Schleife 32 der Federn 30 drücken.

Das Vorgehen, das anhand der Fig. 5 bis 7 geschildert ist;, Bei einem minimalen Aufwand an Material und bei einer minimalen Anzahl von Arbeitsvorgängen schnell ab und führt zum Entstehen eines allgemein monolithischen Federkernes 22, indem es weder Klammern noch sonstige Befestigungsmittel für das Endnrodukt gibt. Der Draht der Federn hat eine Dicke, die etwas größer ist als die der Längsstäbe 22 und Querstäbe 24, und es kann damit die gewünschte Druckkraft ausgeübt werden, da die Punkte· 26, an denen sich die Stäbe 22 und 24 kreuzen, miteinander verschweißt sind und öo. eine gitterförmige Anordnung ergeben, in die die Federn 30 eingekeilt sind.

Ein anderes Vorgehen beim Zusammenbau eines Federkernes nach der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 7 bis 9 dargestellt. Aufeinanderfolgende Arbeitsschritte führen in gleicher Weise zur Erstellung eines Federkerns 20 und tragen dem zuvor schon erwähnten geometrischen Grundkonzept Rechnung. Der Rahmen 28 wird von vorne herein dazu vorbereitet, eine Vielzahl von Paaren von Längsstäben 22 aufzunehmen, die mit ihm durch Sclweis-

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sen oder dergleichen an den Punkten 29 verbunden sind, ebenso wie eine Vielzahl von metallischen Querstäben 24a,' von denen jeweils nur ein Querstab 24a einer der zuvor erwähnten Paare von Querstäben 24 ist. Die Stäbe 2²Ja sind an den Punkten 26 der Überschneidung mit den Paaren von Längsstäben 22 verschweißt.

Hiernach wird (Fig. 8) d,ie große Endschleife 32 abwärts in Richtung auf die Längsstäbe 22 aufgelegt,, so daß sie oberhalb auf ihnen aufliegt und zum Teil unterhalb der bereits angeschweißten Quorstäbe 24a zum Anliegen kommt, entweder frei oder zweitweise festgehalten, und dort zum Teil abgebogen verbleibt.

Der andere Querstab 24b jedes der Paare von Querstäben 24 (Fig.9) wird hiernach quer über die Längsstäbe 22 und allgemein parallel zu den ursprünglich aufgeschweißten Querstäben 24a aufgelegt, so daß er über den Längsstäben 22 liegt und an der großen Endschleife 32 der jeweiligen Federn 30 anliegt und damit die Endschleife 32 einkeilt, v/enn die sich gegenseitig überschneidenden Teile der Querstäbe 24b und der Längsstäbe jeweils bei 26 verschweißt werden. Auch Hieraus ergibt sich wieder eine leichte Deformation oder Krümmung der Paare von Querstäben 24a und 24b nach oben bezüglich der jeweiligen Längsstäbe 22.

In jedem Fall, sowohl bei dem Vorgehen nach den Fig. 4 bis 6 oder nach dem Vorgehen der Fig. 7 bis 9» ist das Resultat eine Verriegelung von zwei geometrischen Strukturen untereinander. Eine allgemein steife kreisförmige oder geschlossene Schleife wird monolithisch innerhalb einer allgemein steifen und rechteckigen Figur verkeilt, welche beispielsweise durch Verschweißung verstärkt wird.

Der Fachmann hat noch andere Möglichkeiten, die erfinderische Idee, die anhand von Ausführungsbeispielen geschildert worden ist, durchzuführen.

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Claims (11)

1. Pat ent ansorü'che

   Ij Federkern mit einer Vielzahl von im Abstand voneinander liegenden Längsstäben und einer Vielzahl von im Abstand voneinander liegenden Querstäben, die miteinander an den Kreuzungsstellen zu einem Gitter aus offenen Feldern verknüpft sind, wobei die Felder jeweils von einem Paar der Längs- und Querstäbe eingerahmt sind und mit einer Vielzahl von den Feldern zugeordneten Schraubenfedern, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Federn (30) in einer Richtung von den Längsstäben(22) und in der entgegengesetzten Richtung von den Querstäben {?J\, 2ⁱ!a,b)unmittelbar abgestützt sind, und die Stäbe mit den Federn .eine Einheit bilden und die Federn zwischen den Stäben).gegen Verschiebungen verkeilt und gehalten sind.
2. 2. Federkern nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfedern kegelige Schraubendruckfedern (30) sind. " , ·
3. 3. Federkern nach Anspruch 2, d ad urch gekennzeichnet, daß sich die Kegeldruckfedern (30) in Richtung von einer größten Windung (32) auf eine kleinste Windung (33) verjüngen. "
4. h. Federkern nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die größte Windung am einen Ende der Feder (30) eine geschlossene Schleife (32) bildet, deren Durchmesser größer ist als der Abstand zwischen Paaren von Längs- und Querstäben (22; 2k, 2¹Ja,^) die das der Feder zugeordnete Feld bilden.
5. 5. Federkern nach Anspruch '!,dadurch g e k e η n-

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   zeichnet, daß an dem Umfang der großen Schleife (32)

   I \

   auf der einen Seite die Längsstäbe (22) und auf der gegenüberliegenden Seite die Querstäbe (24, 2^a) anliegen.
6. 6. Federkern nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (22, 24, 24a,bprähte sind, die an den Kreuzungsstellen miteinander verschweißt sind.
7. 7. Federkern nach Anspruch 6,dadurch g-ekennzeichnet, daß die Dicke des Drahtes der Federn (30) größer ist als die Dicke des Drahtes der Längs- und Querstäbe (22, 24, 24a,b).
8. 8. Verfahren zur Fertigung eines Federkerns nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch die folgenden Arbeitsschritte:

   Die Längssstäbe (22) werden parallel zueinander in Abständen angeordnet, die kleiner sind als die Durchmesser der großen Endwindungen (32) der Federn (30), die Federn (30) werden mit ihren großen Endwindungen in Abständen voneinander an zumindest jeweils einem Paar der Längsstäbe (22) alle in der gleichen Richtung angelegt, und die Querstäbe (24) werden quer zu den Längsstäben in Abständen voneinander und parallel zueinander fest angeordnet, so daß sie sich mit den'Längsstäben kreuzen und an den großen Endwindungen (32) der Federn (30) an deren anderer Seite anliegen.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 8,gekennzeichnet durch das Verschweißen der Längsstfibe (22) mit den Querstäben (24) an den Kreuzungsstellen.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 9,gekennzeichnet durch die Ausbildung der großen Endwindung der Federn (30) als geschlossene Schleife (32).

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11. 11. Verfahren nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet, daß'vor dem-Anlegen der großen Endschleife (32) jeder Feder (3O¹) an einem Paar von Längsstärben (22) einer aus einem Paar zugeordneter Querstäbe (2*Ja) fest auf das Paar der Längsstäbe aufgelegt und an den Kreuzungspunkten damit verschweißt.: wird,

    daß alsdann die große Endschleife (32) der Endwindung der zugeordneten Feder (30) so angebracht wird, daß sie zum Anliegen an der Oberseite der Längsstäbe (22) und an der Unterseite des aufgeschweißten Quertabes (2*la) kommt, wobei, eine Abkrümmungj (i|0) vorgenommen wird, und '". \

    daß hierauf der andere Querstab (24b.) quer über die Längsstäbe (22) aufgelegt und mit ihnen versehweißt wird, so daß er über · die Schleife (32) der Feder (30) zu liegen kommt und die-Schleife drückt. . . · .

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