DE19822838C2

DE19822838C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Taschenfederkernen

Info

Publication number: DE19822838C2
Application number: DE19822838A
Authority: DE
Inventors: Rene Knobel
Original assignee: SPINTEX AG ALTENDORF
Current assignee: L & P Swiss Holding Company Wittenbach Ch
Priority date: 1997-05-23
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 2000-11-02
Anticipated expiration: 2018-05-23
Also published as: WO1998052867A1; DE19822838A1; EP0983207A1; JP2001525708A; DE19822839A1; CA2291036A1

Abstract

Beschrieben werden ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Taschenfederkernen. Der Grundgedanke liegt darin, zunächst die Vliese, die die einzelnen Schlangen des Taschenfederkerns bilden, miteinander zu verbinden und erst danach die Federn einzusetzen.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Taschenfederkernen.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind in einer Vielzahl von unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt geworden. Im wesentlichen werden hierbei zunächst einzelne Schlangen von Taschenfedern gebildet. Diese Schlangen enthalten eine Reihe von Taschen, in jeder Tasche sind eine oder mehrere Federn aufgenommen. Die Taschen sind gegeneinander abgeschlossen, z. B. durch ein Verkleben oder Verschweißen. Die Umhüllung besteht aus einem Vlies oder Stoff, das je nach den Anforderungen unterschiedliche Materialeigenschaften aufweist. Hier kann prinzipiell jedes geeignete Material verwendet werden; der Begriff Vlies ist nicht einschränkend zu verstehen.

Zur Herstellung des Taschenfederkerns wird nach dem Stand der Technik zunächst eine Reihe von Schlangen hergestellt, die anschließend miteinander verbunden werden. Dies geschieht z. B. über ein Verkleben.

So offenbart die DE 44 35 234 C2 einen Mikrofederkern und ein Verfahren zu dessen Herstellung, wobei zunächst aus einem Umhüllungsmaterial ein Schlauch hergestellt wird, in welchem dann nachfolgend eine Reihe von Federn nacheinander eingesetzt wird. Zwischen den Federn wird der Schlauch zur Bildung von einzelnen Federtaschen miteinander verbunden. Erst nachdem eine Vielzahl von Federreihen hergestellt sind, werden die einzelnen Federreihen miteinander zu einem Federkern verbunden.

Hierbei werden also zunächst komplette Federreihen hergestellt, die dann relativ mühsam, teilweise in Handarbeit, ausgerichtet und miteinander verbunden werden müssen. Durch die in den Federreihen bereits enthaltenen Federn ist die seitliche Oberfläche der Federreihen sehr unförmig, so daß eine direkte Verbindung der Federreihen schwierig ist und vor allem nicht diese Geschwindigkeit bei der Verbindung erreicht werden kann, wie sie vergleichsweise beim mit der Erfindung vorliegenden Verfahren erreicht werden kann.

Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen sind also relativ ineffektiv und erfordern einen hohen konstruktiven Aufwand, da die einzelnen Schlangen genau zueinander positioniert werden müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit zu stellen, mit denen rasch, kostengünstig und mit geringem Aufwand Taschenfederkerne in praktisch beliebigen Abmessungen hergestellt werden können.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die technische Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Die Erfindung schlägt einen völlig neuen Weg zur Herstellung von Taschenfederkernen vor. Es werden nun nicht mehr zuerst einzelne Schlangen hergestellt, die mühsam miteinander verbunden werden müssen, sondern es erfolgt zuerst die Verbindung der Umhüllungen bzw. Vliese der einzelnen Schlangen des Taschenfederkerns, welche nachfolgend jeweils zu einem Schlauch geformt werden, und im Anschluß daran werden die Federn in die miteinander verbundenen, durch die Schläuche gebildeten Schlangen 30 eingesetzt. Falls erforderlich, kann das Unterteilen in Taschen nachgeschaltet werden.

Es ergibt sich nun der wesentliche Vorteil, daß bereits von vornherein die gewünschte Anzahl von zu verwendenden Schlangen, die im wesentlichen die Breite des Taschenfederkerns vorgibt, bereitgestellt wird. Die Länge des Taschenfederkerns kann einfach eingestellt werden, als Maß hierfür kann der Verbrauch an Umhüllung bzw. die Anzahl der eingesetzten Federn dienen. Hierdurch ergibt sich ein wesentlich einfacheres und schnelleres Verfahren zur Herstellung von Taschenfederkernen und eine konstruktiv einfache Vorrichtung zur raschen und kostengünstigen Herstellung von Taschenfederkernen.

Es wird bevorzugt, wenn das Umhüllungsmaterial für jede Schlange bereits vorsortiert in den richtigen Abmessungen vorliegt. Die einzelnen Umhüllungen werden dann nebeneinander angeordnet und miteinander verbunden. Hier wird eine Schweißverbindung bevorzugt; selbstverständlich ist aber auch ein Verkleben oder eine andere Verbindung wie ein Vernähen möglich.

Anschließend werden die Umhüllungen zu einem geschlossenen Schlauch umgeformt, indem die freien Enden zur Überlappung gebracht und miteinander verbunden werden. Hier wird wiederum eine Verschweißung bevorzugt, wobei aber auch die anderen oben genannten Verbindungsmöglichkeiten zum Einsatz kommen können.

Um eine gewünschte Form zu erreichen und gleichzeitig auf den Innenraum des so gebildeten Schlauchs zugreifen zu können, wird die Umhüllung bevorzugt um ein Rohr herum geschlungen. Das Rohr ist hierbei in seinen Abmessungen an die zu verarbeitenden Federn angepaßt.

Es werden nun die Federn zugeführt, wobei dies bevorzugt durch ein Einbringen der Federn in den Innenraum des jeweiligen Rohres geschieht; in diesem Innenraum werden die Federn dann in Förderrichtung nach vorne über einen bestimmten Weg oder bis zu einem Anschlag verschoben.

Die Federn müssen nicht zwingend nach dem Formen der Umhüllung zu einem Schlauch eingebracht werden. Es ist ebenfalls möglich, die Federn vorab in dem Rohr zu lagern und dann, nach der Schlauchbildung, einzutakten.

Falls ein Eintaschen vorgesehen ist, wird hinter der bzw. den eingeführten Federn in jeder Schlange eine Abtrennung gebildet. Diese kann aus einer durchgehenden Schweißnaht, aus einer unterbrochenen Schweißnaht oder aus Schweißpunkten bestehen. Im folgenden wird lediglich der Begriff Schweißnaht verwendet, der sämtliche genannten Möglichkeiten umfaßt. Alternativ kann natürlich wiederum ein Verkleben, ein Vernähen oder eine andere Möglichkeit gewählt werden.

Es versteht sich von selbst, daß das die Umhüllung bildende Vlies in Förderrichtung bewegt werden muß. Hierzu können angetriebene Walzen vorgesehen sein, es ist aber ebenfalls möglich, die Bewegung des Vlieses zusammen mit, dem Verschieben der Federn zu bewerkstelligen. Auch eine Kombination ist möglich.

Nach Erreichen der gewünschten Länge des Taschenfederkerns werden zum Abtaschen nicht eine, sondern zwei Schweißnähte angebracht, die einen gewissen, relativ kleinen und von den Umständen abhängenden Abstand zueinander aufweisen. In diesem Bereich zwischen den Schweißnähten wird anschließend der bereit fertiggestellte Taschenfederkern von dem noch herzustellenden getrennt. Es wird hier bevorzugt, wenn eine Heißtrennung, z. B. mittels eines beheizten, verschiebbaren Drahtes erfolgt. Alternativ ist selbstverständlich die Verwendung von Scheren oder anderen mechanischen Trennmitteln möglich.

Der fertiggestellte Taschenfederkern wird über eine geeignete Einrichtung entnommen und gegebenenfalls in gewissem Umfang nachbearbeitet, um eine gleichmäßige Oberfläche zu erreichen.

Der gesamte Fertigungsvorgang kann kontinuiertlich oder taktweise ablaufen, wobei die taktweise Fertigung bevorzugt wird. Bevorzugt werden hier die drei möglichen Schweißvorgänge gleichzeitig vorgenommen. Anschließend werden die Schweißelemente zurückgezogen und die Umhüllung bewegt. Wie eingangs ausgeführt geschieht dies bevorzugt durch das Einbringen der Federn, die bis an das vordere Ende der jeweiligen Schlange geschoben werden und dann noch um einen vorgegebenen Betrag weiter, der etwa dem Maximaldurchmesser der Feder entspricht. Diese Bewegung kann durch Walzen oder Rollen, die an der Umhüllung angreifen, unterstützt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Dabei zeigt:

Fig. 1: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2: eine Draufsicht gemäß Pfeil II in Fig. 1;

Fig. 3: eine Seitenansicht gemäß Pfeil III in Fig. 1;

Fig. 4: die Einzelheit X aus Fig. 1;

Fig. 5: die Einzelheit Y aus Fig. 1;

Fig. 6: die Einzelheit Z aus Fig. 1;

Fig. 7 bis 9: Ansichten gemäß den Fig. 4 bis 6, in denen das die Umhüllung bildende Vlies dargestellt ist.

Die Fig. 1-3 zeigen schematische Gesamtansichten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt die Vorrichtung 1 einen Ständer 2, auf dem mehrere Rollen 3 angebracht sind. Diese Rollen können wie dargestellt übereinander angeordnet sein und tragen das als Umhüllung 23 dienende Vlies in den erforderlichen Abmessung.

Je nach den Umständen kann es erforderlich sein, diese Rollen 3 übereinander anzuordnen. Jede Rolle 3 ist selbstverständlich so breit wie die Gesamtabmessung des zugeordneten Vlieses 23, so daß bei einem Anbringen der Rollen 3 vollständig nebeneinander eine sehr hohe Breite erzielt werden würde. Um diese Breite zu verringern, können die Rollen wie dargestellt übereinander angebracht werden.

Die Vorrichtung 1 umfaßt weiter eine Form- und Schweißstation 4, eine Eintaschstation 5, eine Trennstation 6 sowie einen Packer bzw. Abtransporteur 7.

Die Form- und Schweißstation umfaßt im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Rohr 8, das an seiner den Rollen 3 zugewandten Seite mit einem Trichter 9 versehen sein kann. Dieser Trichter 9 dient dazu, das Umschlingen des Rohres 8 mit dem Vlies 23 zu erleichtern.

In dem Rohr 8 ist ein Schieber 10 zum Verschieben der Federn 27 angeordnet. Diese Federn 27 werden im gezeigten Ausführungsbeispiel von unten über ein Rohr 11 und einen weiteren Schieber 12 zugeführt.

Die Gesamtzuführung der Federn 27 kann z. B. seitlich, also von oben bzw. unten in Fig. 2 erfolgen.

Zum Erzeugen der jeweiligen Verbindungen sind drei Sonotroden 13, 14, 15 vorhanden, deren genaue Wirkungsweise in den Fig. 4-9 näher dargestellt ist.

Zum Fördern des Vlieses in Förderrichtung 29 können eine oder mehrere Förderstationen 16 mit einer oder mehreren angetriebenen Walzen vorgesehen sein. Es ist selbstverständlich ebenfalls möglich, diese Förderung über den Schieber 10 zu erreichen.

Die Trennstation 6 umfaßt einen Draht 19, der beheizbar und in Pfeilrichtung 20, 21 beweglich ist. Der Draht ist hierbei so ausgebildet und auf eine derartige Temperatur gebracht, daß er ohne Schwierigkeiten das Vlies 23 durchtrennen kann.

Der Packer 7 besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus zwei umlaufenden Bändern 17, 18, zwischen denen der fertiggestellte Taschenfederkern aufgenommen wird. Es wird bevorzugt, wenn der Abstand zwischen den Bändern 17, 18 einstellbar ist, um zum Ausgleichen verschiedener Unebenheiten Druck auf den Taschenfederkern ausüben zu können.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden im wesentlichen drei Verbindungsvorgänge durchgeführt. Wie bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung ausgeführt, wird eine Schweißverbindung gegenüber einer Klebe- oder Nähverbindung bevorzugt. Hauptgrund ist, daß kein zusätzliches Material zugeführt werden muß.

Die Fig. 4 und 7 zeigen die Verbindung einzelner Vliese 23 und damit die Verbindung der einzelnen Schlangen. Hierbei ist jedes zweite Rohr 8 mit einer Ausnehmung 22 versehen, in die eine erste Sonotrode 13 eingreift. Wie in Fig. 7 dargestellt, ist diese Sonotrode 13 beweglich, um ein Anpassen an unterschiedliche Randbedingungen zu ermöglichen. Die Sonotrode 13 erzeugt im gezeigten Ausführungsbeispiel drei Schweißpunkte 24, die übereinander, nebeneinander oder auch schräg angebracht sein können. Der Abstand zwischen einzelnen Schweißpunkten kann hierbei im wesentlichen frei gewählt werden. Auch der Abstand zwischen den einzelnen Verbindungen, also in Fig. 7 von den Schweißpunkten 24 bis zur Sonotrode 13, kann im wesentlichen frei gewählt werden.

Die Fig. 5 und 8 zeigen das nachfolgende Formen des Vlieses 23 zu einem geschlossenen Schlauch. Hierzu werden, wie in Fig. 8 schematisch dargestellt, die überstehenden Enden des Vlieses 23 eingeklappt, so daß sie einander überlappen. In diesem Überlappungsbereich wird mittels der Sonotrode 14 eine Schweißnaht 25 angebracht. Auch die Sonotrode 14 kann beweglich ausgebildet sein.

Die Fig. 6 und 9 zeigen das Eintaschen. Voraussetzung für das Eintaschen ist, daß zunächst die geschlossenen Schläuche, also die Schlangen ohne Federn, an ihrem vorderen Ende verschlossen werden. Anschließend wird in jeder Schlange eine Feder 27 über die Rohre 8, 11 und die Schieber 10, 12 bis nach vorne an diese nicht dargestellte Naht herangeführt.

Sämtliche Schlangen 30 werden dann um einen bestimmten, vorgegebenen Abstand nach vorne bewegt. Dies kann entweder durch den Schieber 10 oder durch die Förderstation 16 oder durch eine Kombination erreicht werden.

Es ist selbstverständlich, daß für die entsprechende Bewegung die vorgesehenen Sonotroden 15 nach unten verfahren werden. Sobald nun die erste aufgenommene Feder 27 die Sonotroden 15 passiert hat, fahren diese wieder nach oben und erzeugen eine Schweißnaht 26, so daß eine Tasche 28 gebildet wird. Die Schweißnaht 26 kann hierbei, wie dargestellt, unterbrochen sein. Selbstverständlich ist es ebenso möglich, eine durchgehende Schweißnaht oder lediglich einen oder mehrere Schweißpunkte anzubringen.

Anschließend verfahren die Sonotroden 15 wieder nach unten, es wird die nächste Feder 27 eingetascht, die Schlangen 30 bewegen sich in Förderrichtung 29. Die Sonotroden 15 fahren nach oben, erzeugen die nächste Scheißnaht, und so fort.

Sobald eine bestimmte Anzahl von Federn 27 verarbeitet worden oder eine bestimmte Länge von Vlies 23 zugeführt worden ist, bringen die Sonotroden 15 zwei Schweißnähte 26 mit geringem Abstand zueinander an. Zwischen den Schweißnähten wird dann mittels des Drahtes 19 durch die Trennstation getrennt.

Der fertiggestellte Taschenfederkern wird von dem Packer 7 aufgenommen, gegebenenfalls etwas ausgeglichen und anschließend weiter verarbeitet bzw. einem Lager zugeführt.

Die Reihenfolge bzw. Art der zu verarbeitenden Federn kann hierbei variiert werden. Für jede Schlange kann ein eigener Federtypus verwendet werden; es können auch je Schlange mehrere unterschiedliche Federn verwendet werden. Dies ist insbesondere bei der Herstellung von Taschenfederkernen wichtig, da diese üblicherweise in Bereiche unterschiedlicher Anforderungen, insbesondere unterschiedlicher Gewichtsbelastungen eingeteilt sind. Mit der vorliegenden Erfindung ist es ohne weiteres möglich, bestimmte Abfolgen von Federn vorzuprogrammieren und anschließend zuzuführen.

Die gesamte Konstruktion und der Verfahrensablauf sind darüber hinaus sehr flüssig und ermöglichen eine rasche und kostengünstige Herstellung.

ZEICHNUNGSLEGENDE

1

Vorrichtung

2

Ständer

3

Rolle

4

Form- und Schweißstation

5

Eintaschstation

6

Trennstation

7

Packer/Abtransport

8

Rohr

9

Trichter

10

Schieber

11

Rohr

12

Schieber

13

Sonotrode

14

Sonotrode

15

Sonotrode

16

Förderstation

17

Band

18

Band

19

Draht

20

Pfeilrichtung

21

Pfeilrichtung

22

Ausnehmung

23

Umhüllung, Vlies

24

Schweißpunkt

25

Schweißnaht

26

Schweißnaht

27

Feder

28

Tasche

29

Förderrichtung

30

Schlange

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Taschenfederkernen, bei dem aus einem Umhüllungsmaterial mehrere miteinander verbundene, Federn enthaltende Schlangen gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die Umhüllungen (23) für die einzelnen Schlangen (30) des Taschenfederkerns miteinander verbunden und nachfolgend jeweils zu einem Schlauch geformt werden, und schließlich die Federn (27) in die miteinander verbundenen durch die Schläuche gebildeten Schlangen (30) eingesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Umhüllungen (23) zur Bildung der Schlangen (30) miteinander verschweißt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zur Formung der Schläuche (30) die sich überlappenden Enden der einzelnen Umhüllungen (23) miteinander verbunden werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach dem Einsetzen der Federn (27) in die Schlangen (30) zwischen einzelnen Federn (27) eine Schweißnaht (26) angebracht wird, die gegenüberliegende Seiten der jeweiligen Umhüllung (23) miteinander verbindet, und so eine Tasche (28) gebildet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Ultraschallschweißen zur Herstellung der einzelnen Schweißnähte (25, 26) oder Schweißpunkte (24) verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzahl der nebeneinander liegenden, gleichzeitig hergestellten Schlangen (30) veränderbar ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach Erreichen einer bestimmten Länge der Schlangen (30) bzw. nach Verarbeiten einer bestimmten Anzahl von Federn (27) zwei Schweißnähte (26) nebeneinander mit geringem Abstand angebracht werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei zur Erzeugung des Taschenfederkerns im Bereich zwischen den Schweißnähten (26) eine Trennung erfolgt.

9. Vorrichtung zur Erzeugung von Taschenfederkernen, die aus einzelnen, miteinander verbundenen Schlangen (30) mit eingesetzten Federn bestehen, die umfaßt:

- eine Einrichtung (2, 3) zum Bereitstellen von Umhüllungsmaterial (23),
- eine Anzahl von Rohren (8), die von den Abmessungen her an die zu verarbeitenden Federn (27) angepaßt sind, und
- mindestens eine, teilweise in einzelne der Rohre (8) eingreifende Verbindungseinrichtung (13; 14; 15) zum Verbinden der Umhüllungen (23), um miteinander verbundene Schlangen (30) zu erzeugen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, die weiter eine Einrichtung (10, 11, 12) zum Einbringen vom Federn (27) in die gebildeten Schlangen umfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, die weiter eine Einrichtung (6) zum Trennen der Umhüllung (23) umfaßt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-11, wobei jedes Rohr (8) mit einem Trichter (9) versehen ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei jedem Rohr (8) ein im wesentlichen senkrecht dazu verlaufendes Rohr (11) zugeordnet ist und in den Rohren (8; 11) eine Einrichtung (10; 12) zum Verschieben von Federn (27) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11-13, wobei die Einrichtung (6) als beheizter, beweglicher Draht (19) ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-14, wobei drei als Schweißeinrichtungen (13, 14, 15) ausgebildete Verbindungseinrichtungen vorgesehen sind.