-
Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung
und ein Verfahren zur Herstellung von gekapselten Schraubenfedern
(Taschenfedern) und Federkernanordnungen.
-
Gekapselte Schraubenfedern, d. h.
Folgen von Federn, die in Textiltaschen eingeschlossen sind, die
an ihren Seitennähten
verbunden sind, werden in der Herstellung von Matratzen, Polstern
und dergleichen sehr viel verwendet.
-
Eine Vorrichtung zur Herstellung
von gekapselten Schraubenfedern kann allgemein als zwei Abschnitte
umfassend betrachtet werden: eine Windeeinheit, in der der Federwickel
gebildet wird, und einen Einkapselungsabschnitt, in dem der Wickel
zwischen zwei Materialschichten eingefügt wird, die dann miteinander
verbunden werden, um eine den Wickel einschließende Kapsel (Tasche) zu bilden.
-
Das Winden des Drahts wird im Allgemeinen durch
die Wechselwirkung von drei Komponenten erreicht: Einzugwalzen,
die den Draht durch die Windemaschine ziehen, einen so genannten „Finger", der den Durchmesser
der Feder bestimmt, während
sie geformt wird, und einen so genannten „Spreizer", der die Steigung bestimmt. Die relativen
Bewegungen dieser Komponenten definieren das Muster der Feder, die
geformt wird.
-
Konventionell wird die Synchronisierung durch
eine komplexe Anordnung von Zahnrädern und Nocken erreicht, die
das Rücksetzen
beim Wechsl zwischen einem Produkt und einem anderen zu einem langwierigen
Vorgang machen, der ein hohes Schulungs- und Erfahrungsniveau erfordert. Folglich
sind wirtschaftliche Losmengen groß und die Reaktion auf spezielle
Kundenerfordernisse langsam. Die Entwicklung neuer Federkonstruktionen
ist schwierig und stützt
sich oft auf die Erzeugung neuer Nockenprofile auf empirisch-praktischer
Basis. Außerdem
ist die maximale Federlänge,
die produziert werden kann, oft stark begrenzt.
-
Der Einkapselungsabschnitt stützt sich
auf das Einfügen
der vollständig
zusammengedrückten Federn
zwischen die Materialblätter,
im häufigsten Fall
ein gefaltetes Textilverbundstoffblatt, das dann zusammengenäht oder
-geschweißt
wird, um die einzelnen gekapselten Federn herzustellen. Die Synchronisierung
dieses Abschnitts hängt
auch von mechanischen Vorrichtungen ab, wie Nocken, Gestängen und
einer Kupplung, die beim Umstellen zwischen Produkten alle mit einem
daraus resultierenden Produktivitätsverlust und hohen Wartungskosten rückgesetzt
werden müssen.
-
US
5.444.905 beschreibt eine Vorrichtung zum Formen von Federn
zur Integration in eine Federkernmatratze. Die Vorrichtung setzt
Wechselgetriebe ein, um die Herstellung von verschiedenen Federkern-Federgrößen zu ermöglichen.
-
WO 96/27461 betrifft eine Vorrichtung
zum Formen eines Federkerns. Die Vorrichtung umfasst eine Federmontagemaschine
und wenigstens eine durch einen Förderer mit der Montagemaschine
verbundene Windemaschine. Die Windemaschine durchläuft eine
Mehrzahl von Zyklen, die jeweils einen Wickel auf das Förderband
zuführen.
Zwischen aufeinanderfolgenden Zyklen bewegt ein Schrittmotor das
Förderband
um einen programmierten Abstand vor, was es möglich macht, dass zwischen Spulen
unterschiedliche Beabstandungen erhältlich sind.
-
Es wurden jetzt Verbesserungen an
Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von gekapselten Schraubenfedern
konzipiert, die die oben erwähnten
Nachteile überwinden
oder weitgehend mildern.
-
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung
umfasst eine Vorrichtung zur Herstellung von gekapselten Schraubenfedern
einen Windeabschnitt, in dem aus dem Windeabschnitt zugeführtem Draht
ein Wickel geformt wird, wobei der genannte Windeabschnitt Windeelemente
hat, deren Position und/oder Ausrichtung die Form des genannten
Wickels bestimmt, und einen Einkapselungsabschnitt, in dem der Wickel
zwischen nebeneinanderliegenden Materialblättern eingefügt wird,
die miteinander verbunden werden, um eine den Wickel einschließende Kapsel zu
bilden, und wobei die genannte Vorrichtung ferner eine programmierbare
Steuerung umfasst, die funktionell mit den genannten Windeelementen
verbunden ist, um dadurch ihre Position und/oder Ausrichtung zu steuern.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in erster
Linie insofern vorteilhaft, dass die programmierbare Steuerung alle
Abläufe
der Vorrichtung synchronisieren kann, wodurch Wechselgetriebe, Nocken, Kupplungen
usw. ausgeschlossen werden. Die Zeit zur Umstellung zwischen Produkten
wird von Stunden auf Sekunden reduziert, woraus sich Vorteile für Produktivität und Reaktionsfähigkeit,
bessere Qualität,
kleinere Losgrößen und
geringere Bestände
an Halbfabrikaten ergeben. Die Entwicklung neuer Produkte und Erweiterungen
der Produktpalette können viel
leichter erzielt werden ohne einen bedeutenden Zeit- oder Materialverlust.
-
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist
ein Verfahren zum Herstellen von gekapselten Schraubenfedern vorgesehen,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- a) Bereitstellen einer Vorrichtung nach dem ersten Aspekt der
Erfindung,
- b) Einstellen der Positionen und/oder Ausrichtungen von Windeelementen
im Windeabschnitt der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung,
- c) Zuführen
von Draht durch den Windeabschnitt, um einen Wickel zu bilden,
- d) Trennen des genannten Wickels von dem genannten Draht,
- e) Zusammendrücken
des genannten Wickels,
- f) Einsetzen des genannten Wickels zwischen nebeneinanderliegenden
Materialblättern
und
- g) Verbinden der genannten Materialblätter miteinander, um den genannten
Wickel einzukapseln.
-
Die programmierbare Steuerung umfasst vorzugsweise
eine programmierbare Logiksteuerung, mit der die CNC-Steuerung des
Windeabschnitts erreicht wird. Vorzugsweise betätigt die programmierbare Logiksteuerung
eine Antriebsvorrichtung, höchst
vorzugsweise Servomotoren, mit der die Positionen und/oder Ausrichtungen
der Windeelemente geändert
werden können.
-
Höchst
vorzugsweise wird die Steuerung der Windeeinheit von drei Servomotoren
ausgeübt:
einem für
die Drahteinzugswalzen, einem für
ein Windeelement („Finger"), das den Durchmesser
der Feder bestimmt, und einen für
ein Windeelement („Spreizer"), das die Steigung
der Feder bestimmt.
-
Höchst
vorzugsweise speichert die Steuerung eine Anzahl von Datenarrays
oder Tabellen, die für
jedes Federprofil die Position der Finger- und Spreizer-(Neben)Achsen
in Bezug auf die Position der Einzugwalzen-(Haupt-)Achse bestimmen.
Geeignete Tabellen können
von jedem herzustellenden Federtyp erstellt werden und die zutreffende
Tabelle kann vor Beginn der Herstellung eines besonderen Federtyps
ausgewählt
werden.
-
Jede Tabelle kann aus vielen Datenpunkten, z.
B. mehreren tausend Datenpunkten bestehen, was zu einer kompletten
Steuerung und Kontrolle der Feder, die geformt wird, führt. Um
die Erstellung und Modifizierung der Tabellen zu erleichtern, können sie mit
Hilfe einer Computerkalkulationstabelle erstellt werden. Dies ermöglicht auch
das Anzeigen einer graphischen Darstellung der Bewegungen der Achsen
relativ zueinander, bevor die Tabelle zur Logiksteuerung heruntergeladen
wird. Die Verwendung von Kalkulationstabellen erlaubt vollkommene
Flexibilität
bei dem gewünschten
Federprofil, z. B. für
Entwicklungszwecke. Für
bestehende Federkonstruktionen kann es auch einfach angebracht sein,
die gewünschte
Steigung und den/die gewünschten
Durchmesser einzugeben.
-
Zusätzliche Federparameter, z.
B. die Anzahl der Wicklungen oder Durchmesseränderungen, können über ein
Bedienfeld direkt eingegeben werden. Dies erleichtert Umstellungen
und lässt
eine einfache Korrektur von Variationen in Drahteigenschaften usw. zu.
-
Nachdem jede Feder geformt worden
ist, wird der Servomotor der Einzugwalzenachse vorzugsweise vollständig abgestellt,
damit der Draht z. B. von einer pneumatischen Schneidvorrichtung durchgetrennt
werden kann. Dies steht im Gegensatz zu einer traditionellen Windemaschine,
bei der wegen der Trägheit
im System die Drahtbewegung pausiert wird, indem die Walzen auseinander
bewegt werden, während
sie sich weiterdrehen. Dies erfordert beträchtlich mehr bewegte Teile,
die für
mechanischen Ausfall anfällig
sind.
-
Die Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung macht es möglich,
höhere
Produktionsgeschwindigkeiten zu erreichen als mit einer konventionellen
Windemaschine. Beim Produzieren langer Federn kann diese höhere Geschwindigkeit
beim Formen zu Instabilität
in der Feder führen,
was Maschinenausfälle
bewirken kann. Dieses Problem kann durch Dämpfen übermäßiger Schwingungen der Federn
reduziert oder beseitigt werden. Dies kann durch Bereitstellen magnetischer
Vorrichtungen am Ausgang der Windeeinheit erreicht werden. Die Magnetvorrichtung
erfasst die Feder, wenn sie die Windeeinheit verlässt, wodurch
die Schwingungen der Feder gedämpft
werden und Federn größerer Länge produziert
werden können.
Dies wiederum ermöglicht
die Herstellung von Federkernen größerer Tiefe mit größerem Komfort
für Benutzer
von Matratzen oder dergleichen, die derartige Anordnungen enthalten.
-
Vorzugsweise hat die Magnetvorrichtung
einen oder mehrere Elektromagneten und vorzugsweise wird die Feder
beim Befördern
zum Einkapselungsabschnitt mechanisch von der genannten Magnetvorrichtung
weggezogen.
-
Die Erfindung ermöglicht die Produktion längerer Federn
und somit tieferer Federkernanordnungen als bisher möglich war.
Es wird somit nach einem weiteren Aspekt der Erfindung eine Anordnung
gekapselter Federn mit einer Tiefe von 20 cm oder mehr vorgesehen.
Die Tiefe der Taschen konnte in einigen Anwendungen sogar 30 cm
oder mehr betragen, wobei typische Tiefen ungefähr 21 cm, 24 cm und 25 cm sind.
Weil die Federn in derartigen Federanordnungen in einem etwas zusammengedrückten Zustand in
den Taschen eingeschlossen sind, ist die Länge der Feder selbst, in einem
nichtzusammengedrückten
Zustand, etwas größer als
die Taschentiefe. Eine Feder zur Verwendung in einer 21 cm tiefen
Tasche könnte
beispielsweise eine nichtzusammengedrückte Tiefe von ungefähr 25 cm
haben.
-
Vorzugsweise ist die programmierbare
Steuerung auch funktionell mit dem Einkapselungsabschnitt verknüpft, um
die Bewegung von Material durch diese Einheit hindurch zu steuern.
Höchst
vorzugsweise steuert ein weiterer Servomotor die Bewegung des Materials,
wobei das Inkrement dieses Motors der gewünschten Taschenbreite entspricht,
die dadurch automatisch passend zu dem Federdurchmesser eingestellt
werden kann.
-
Die Vorrichtung, mit der die Federn
zur Einkapselungseinheit übertragen
werden und zwischen die Materialblätter eingefügt werden, kann im Allgemeinen
konventionell sein. Vorzugsweise werden die Federn auf aufeinander
folgende radiale Arme eines rotierenden Rades geladen. Die Federn
werden vorzugsweise mechanisch zusammengedrückt, während sie zum Einkapselungsabschnitt
befördert
werden, damit sie im Wesentlichen völlig zusammengedrückt sind,
wenn sie zwischen die Materialblätter eingefügt werden.
Höchst
vorzugsweise wird die zusammengedrückte Feder auf eine hin- und
hergehenden Kassette übertragen,
in der sie zum Einkapselungsabschnitt transportiert wird.
-
Das Material, in dem die Taschen
gebildet werden, kann jedwede geeignete Form haben. Beispielsweise
kann das Material ein Textilverbundstoff oder ein Webstoff sein.
Die Taschen in dem Stoff können
mit jedweden geeigneten Mitteln gebildet werden. Zu derartigen Mittel
zählt das
Nähen,
es wird aber bevorzugt, dass die Taschen durch Verschweißen der
zwei Materialblätter
gebildet werden. Aus diesem Grund wird es bevorzugt, dass das Material ein
Stoff ist, der thermoplastisch ist, und im Besonderen, dass es ein
thermoplastisches Textilverbundstoffmaterial ist. Ein geeignetes
Material ist ein Textilverbundstoff aus Polypropylen. Höchst vorzugsweise werden
die zwei Materialblätter
durch Falten eines einzelnen Blattes mit einer Breite gebildet,
die ungefähr
doppelt so groß wie
die gewünschte
Tiefe der Taschen ist. In einem solchen Fall wird jede Tasche zwischen
zwei Querschweißungen
und einer Längsschweißung definiert,
die das offene Ende der Tasche schließt, durch das die Feder eingefügt wurde.
-
Das Verschweißen der zwei Materialblätter kann
auf jedwede geeignete Weise durchgeführt werden. Vorzugsweise wird
aber Ultraschallschweißen verwendet.
Die Schweißungen
sind vorzugsweise unterbrochen anstatt kontinuierlich und werden
daher höchst
vorzugsweise mit Hilfe von Ultraschallschweißhörnern mit geeignetermaßen geformten,
z. B. kronierten, unteren Rändern
gebildet.
-
Es wird besonders bevorzugt, dass
jede Querschweißung
von einer Mehrzahl von kronierten Schweißhörnern, höchst vorzugsweise einem Paar, und
im Besonderen von einer Mehrzahl von nebeneinander, d. h. mit kolinear
angeordneten unteren Rändern,
angeordneten Schweißhörnern gebildet
wird. Diese Anordnung ermöglicht
die Produktion bedeutend tieferer Tascheneinheiten, während die
Gemeinschaftlichkeit von Ersatzteilen erhalten bleibt. Sollte es
eine durch falsch ausgerichtete Federn verursachte Abnutzung der
Schweißhörner geben,
ist dies darüber
hinaus auf die angrenzenden Enden der zwei Hörner beschränkt, die mit der Zeit um 180° gedreht werden
können,
was die Notwendigkeit vermeidet, sie nachschleifen zu müssen.
-
Die Querschweißungen müssen an einer Trennung von
der Mitte der Federn beim Einführen
in den Einkapselungsabschnitt gebildet werden, was gleich einer
ganzen Zahl von Taschenbreiten plus einer halben Taschenbreite ist.
Da die Taschenbreite geändert
werden kann, um einem anderen Federtyp zu entsprechen, wird bevorzugt,
dass die Position der Schweißungen
einstellbar ist, um diese Bedingung zu erfüllen. Es wird daher vorzugsweise
eine Vorrichtung zum Ändern
der Position der Querschweißvorrichtung
relativ zu dem Einfügungspunkt
der Federn in die Einkapselungseinheit bereitgestellt. Im Allgemeinen,
wenn die Schweißungen
in einem Abstand von (n + 0,5) mal der Taschenbreite (wobei n eine ganze
Zahl ist) zu bilden sind, dann muss die Position der Schweißvorrichtung
in einem Bereich von (n + 0,5) mal der Differenz zwischen der kleinsten
und der größten Taschenbreite,
die zu formen sind, verstellbar sein. Wenn beispielsweise die Taschenbreite
zwischen 8 cm und 10 cm variiert und die Schweißungen 2,5 Taschenbreiten vom
Punkt der Einkapselung der Federn gebildet werden, dann müssen die
Schweißvorrichtungen über einen
Bereich von wenigstens 5 cm versetzbar sein.
-
Die Schweißvorrichtungen können auf
geeigneten Führungsschienen
verschiebbar montiert sein und von einem geeigneten Zahnstangenmechanismus
oder dergleichen angetrieben werden. Die erforderliche Position
der Schweißvorrichtungen
kann von der Steuerung automatisch berechnet werden und die Position
der Schweißvorrichtungen
kann automatisch geändert
werden oder die erforderliche Position kann angezeigt und die Schweißvorrichtung manuell
positioniert werden.
-
Der feste Amboss, auf den das oder
jedes Schweißhorn
das Material presst, ist vorzugsweise mit einer Oberflächenbeschichtung
versehen, die als ein Polster für
das Schweißhorn
wirkt, was zu einer einheitlicheren Schweißung führt und die Verwendung leichterer
Stoffe ermöglicht
als sonst der Fall ist. Die Oberflächenbeschichtung ist vorzugsweise
ein auf der Oberfläche
des Ambosses angebrachtes Band. Das Band ist vorzugsweise ein Polytetrafluorethylenband
(PTFE-Band).
-
Die Taschen werden vorzugsweise durch Längsschweißungen vervollständigt, die
von einem Schweißhorn
gebildet werden, das parallel zu der Bewegungsrichtung des Stoffes
angeordnet ist.
-
Höchst
vorzugsweise wird das Material mit Hilfe von Walzen durch den Einkapselungsabschnitt gezogen.
Es wird bevorzugt, dass das Material zwischen einem Paar horizontal
angeordneter Walzen hindurch läuft,
von denen eine von einem Servomotor angetrieben wird, der von der
Steuerung gesteuert wird. Derartige Walzen sind vorzugsweise der Schweißvorrichtung
nachgeschaltet angeordnet. Höchst
vorzugsweise haben die Walzen gummibezogene Oberflächen, um
das Angreifen des Stoffes durch die Walzen zu verbessern.
-
Andere den Schweißhörnern nachgeschaltete Komponenten
der Vorrichtung können
allgemein konventionell sein. Zu derartigen Komponenten kann ein
Schneckengetriebe gehören,
das sich quer zur Bewegungsrichtung der fertigen Taschen dreht und zum
Ausrichten der Federn beim Ausdehnen innerhalb der Taschen dient.
-
Im Folgenden wird die Erfindung nur
beispielhaft unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen ausführlicher
beschrieben. Dabei zeigt:
-
1 eine
schematische Darstellung einer Windeeinheit, die Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
bildet;
-
2 eine
schematische Darstellung der Windeeinheit und Federübergabebaugruppe,
die Teil der Vorrichtung bilden;
-
3 eine
detaillierte Abschnittsdarstellung an der Linie III in 2;
-
4 eine
schematische Darstellung eines Einkapselungsabschnitts, der Teil
der Vorrichtung bildet;
-
5 eine
schematische Vorderansicht einer Ultraschall-Querschweißanordnung,
die Teil des Einkapselungsabschnitts von 4 bildet, und
-
6 eine
teilweise perspektivische Ansicht einer Federkernanordnung.
-
Eine Windeeinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird in 1, auf die zuerst
Bezug genommen wird, schematisch dargestellt und weist drei Komponenten
auf die die Form des Wickels bestimmen, der aus der Einheit mit
konventionellen Mitteln zugeführtem
Draht 1 hergestellt wird. Diese drei Komponenten sind ein
Paar Einzugwalzen 2, 3, ein Windefinger 4 und
ein so genannter Spreizer 5. Die Einzugwalzen 2, 3 bestimmen
die Achse, entlang der der Draht dem Finger 4 und dem Spreicher 5 zugeführt wird.
Das ist die Hauptachse, im Verhältnis
zu der die Ausrichtungsachsen (Nebenachsen) des Fingers 4 und
des Spreizers 5 eingestellt werden. Die Ausrichtung des
Fingers 4 und des Spreizers 5 wird von Servomotoren 6, 7 geregelt,
die von der programmierbaren Logiksteuerung (SPS) 8 gesteuert werden.
Die SPS 8 ist wiederum mit einem Computerbedienfeld 9 verbunden.
Die Verbindung des Bedienfeldes 9 mit der SPS 8 ist
eventuell nur einige Zeit notwendig, z. B. zum Herunterladen von
Daten zu der SPS 8 oder zum Überwachen des Betriebs der
SPS 8. Ansonsten, z. B. während des normalen Betriebs, ist
eine solche Verbindung eventuell unnötig.
-
2 zeigt
einen Übergabemechanismus, von
dem in der Windeeinheit (in 2 allgemein
mit der Nummer 10 bezeichnet) hergestellte Wickel einem
unten beschriebenen Einkapselungsabschnitt zugeführt werden. Der Übergabemechanismus
weist ein sich gegen den Uhrlauf drehendes Rad 11 mit acht
sich radial erstreckenden Armen 12 auf. Die Drehung des
Rades 11 ist mit dem Betrieb der Windeeinheit 10 so
synchronisiert, dass in der Windeeinheit 10 produzierte
Federn 20 automatisch auf die Arme 12 geschoben
werden, wenn die Arme 12 den Ausgang von der Windeeinheit 10 passieren.
-
Beim Weiterdrehen des Rades 11 passieren die
die Federn 20 tragenden Arme 12 an Längsschlitzen
in einem Paar Druckplatten 13, 14 entlang, wobei der
Zwischenraum zwischen diesen allmählich kleiner wird, was das
Zusammendrücken
der Federn 20 bewirkt. Die Endteile der Druckplatten 13, 14 sind
parallel und horizontal angeordnet, um eine Austragsrinne zu bilden,
aus der die zusammengedrückten Federn 20 zu
einer hin- und hergehenden Kassette 15 befördert werden,
die sich wie von dem Doppelpfeil angezeigt bewegt. Die Kassette 15 transferiert die
Federn 20 zu der Einkapselungseinheit und im Besonderen
zu dem Zwischenraum zwischen den beiden Klappen eines gefalteten
Blattes aus Textilverbundstoff 25 (in gestrichelter Linie
dargestellt). Wenn sich die Kassette 15 zwischen den Klappen von
Stoff 25 befindet, wird eine pneumatisch angetriebene Stange
angehoben und durch die untere Klappe und einen Schlitz im Boden
der Kassette 15 mit der Feder 20 in Eingriff gebracht.
Diese Stange halt die Feder 20 in ihrer Position, wenn
die Kassette 15 aus dem Stoff 25 herausgezogen
wird.
-
Übermäßige Schwingungen
der Federn 20, wenn sie die Windeeinheit 10 verlassen
und auf die Arme 12 befördert
werden, werden durch ein Paar Elektromagnete 27 (siehe 3) verhindert, die an den
obersten Teilen der oberen Druckplatte 13 auf beiden Seiten
des Längsschlitzes 28,
der durch die Mitte dieser Druckplatte 13 hinunter verläuft, montiert sind.
Die Elektromagneten 27 halten jede Feder 20, wenn
sie die Windeeinheit 10 verlässt, bis der entsprechende
Arm 12 des Rades 11 die Feder 20 wegtransportiert.
-
4 zeigt
die Einkapselungseinheit, deren Betriebsachse senkrecht zu der der
Windeeinheit 10 angeordnet ist. Das Stoffblatt 25 wird
mit einer konventionellen Vorrichtung (nicht gezeigt) gefaltet und, wie
in 4 gezeigt, von rechts
nach links und schrittweise durch die Einkapselungseinheit vorgeschoben.
Das Blatt 25 läuft
erst zwischen einem Paar Führungswalzen 41 hindurch.
Eine feststehende Trennführung
(nicht gezeigt) trennt dann die zwei Klappen des Blattes 25 weit
genug, dass eine Feder 20 wie oben beschrieben zwischen
ihnen eingefügt werden
kann. Das Blatt 25 wird dann einen Schritt weiter transportiert,
sodass die nächste
Feder 20 von dem nächsten
Arm 12 des Rades 11 in den Zwischenraum zwischen
den Klappen des Blattes 25 befördert werden kann.
-
Die Feder 20 wird von einer
Abdeckplatte 42 in einem zusammengedrückten Zustand gehalten, die
zusammen mit dem Bett der Einkapselungseinheit eine Rinne definiert,
durch die die gekapselten Federn 20 transportiert werden.
-
Nach der schrittweisen Bewegung des
Blattes 25 werden die beiden Klappen des Blattes 25 durch
Querschweißungen
verbunden, die von einer ersten Pendelschweißhornanordnung 43 gebildet werden,
die unten ausführlicher
beschrieben wird. Ein weiteres Schweißhorn 44 bildet eine
Längsschweißung, die
die Einkapselung der Federn 20 vervollständigt.
-
Eine zweite Abdeckplatte 45 erstreckt
sich von dem Bereich der ersten Schweißhornanordnung 43 an
dem weiteren Schweißhorn 44 vorbei
und auch an einer Antriebswalzenanordnung 46, 47 vorbei,
die auf das gefaltete Stoffblatt 25 einwirkt, um das Blatt 25 schrittweise
durch die Einkapselungseinheit 40 zu ziehen. Die Antriebswalzenanordnung 46, 47 weist eine
angetriebene Walze 46 auf, die auf die Unterseite des Blattes 25 wirkt,
und eine zweite Walze 47, die mit pneumatischem Druck an
die Oberseite des Blattes 25 angedrückt wird. Beide Walzen 46, 47 haben gummibezogene
Oberflächen,
wobei die gummibezogene Oberfläche
der oberen Walze 47 teilweise ausgespart ist, um der zweiten
Abdeckplatte 45 gerecht zu werden.
-
Wenn die eingekapselten Federn 20 aus
der Rinne zwischen der zweiten Abdeckplatte 45 und dem
Bett der Einkapselungseinheit herauskommen, dehnen sie sich aus
und werden von einer rotierenden Schnecke 48 in die gewünschte Ausrichtung
gedreht, in der die Federachse quer zu den Taschen liegt. Das fertige
Produkt hat die Form einer Folge von Federn, die in in dem Textilverbundstoff
gebildeten Taschen eingeschlossen sind, wobei die Taschen an den
Schweißlinien
verbunden sind, die die Seiten der Taschen definieren.
-
Die auf- und abgehende Bewegung der
ersten Schweißanordnung 43 und
des weiteren Schweißhorns 44 ist
mit der schrittweisen Betätigung der
Antriebswalzenanordnung 46, 47 ebenfalls unter der
Kontrolle der SPS 8 synchronisiert.
-
Wie in 5 gezeigt,
weist die erste Schweißanordnung 43 ein
Paar nebeneinander angeordneter Ultraschallschweißhörner 51, 52 auf.
Die Hörner 51, 52 gehen
auf einer vertikalen Achse auf und ab und pressen an dem tiefsten
Punkt ihrer Bewegung das Stoffblatt 25 auf ein entsprechendes Paar
Ambosse 53, 54. Das gefaltete Stoffblatt 25 mit einer
zwischen den zwei Klappen des Blattes 25 eingefügten Feder 20 wird
zwischen die Ambosse 53, 54 und die Hörner 51, 52 bewegt,
wenn die Hörner 51, 52 angehoben
sind.
-
Indem zwei Schweißhörner 51, 52 verwendet
werden, ist es möglich,
eine größere Schweißungslänge zu erreichen
als mit nur einem Horn möglich
wäre, und
somit können
tiefere Taschen, die längere
Federn enthalten, gebildet werden.
-
Der untere Rand jedes Horns 51, 52 ist
kroniert. Nach jeder schrittweisen Bewegung des Blatts 25 werden
die Hörner 51, 52 gesenkt
und drücken
die zwei Klappen des Blattes 25 zusammen und verbinden
die zwei Klappen in einer Schweißung. Auf Grund der kronierten
Form des unteren Rands jedes Horns 51, 52 hat
die Schweißung
die Form einer unterbrochenen anstatt einer kontinuierlichen Linie.
Es wurde festgestellt, dass dies der fertigen Folge gekapselter
Federn größere Zugfestigkeit
verleiht.
-
Die Oberseite jedes der Ambosse 53, 54 trägt einen
Streifen Polytetrafluorethylenband 55, 56. Dieser
dämpft
den Kontakt der Schweißhörner 51, 52 mit
dem Stoff 25 und führt
zu einer einheitlicheren Schweißungsbildung
und ermöglicht
die Verwendung von Stoffen leichteren Gewichts als sonst der Fall
wäre.
-
Schließlich weist, unter Bezugnahme
auf 6, ein Federkern 60 zum
Bilden einer allgemein rechteckigen Anordnung nebeneinander angeordnete
und aneinander befestigte Folgen von gekapselten Federn auf, wie
sie aus der Einkapselungseinheit herauskommen. Die Federfolgen können mit
geeigneten Mitteln, z. B. Kleben, Nähen oder mechanischen Befestigungselementen,
aneinander befestigt werden. Die Tiefe d der Anordnung 60 kann
bedeutend größer sein
als die konventioneller Federkerne.