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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Federeinlagen für Matratzen,
Kissen, Polstermöbel od. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Herstellung von Federeinlagen für Matratzen, Kissen Polstermöbel
od. dgl., deren Federn mit ihren Windungen ineinandergeschraubt und an ihren Enden
miteinander verbunden sind, so daß ein wabenartig zusammenhängendes Federnetz entsteht,
dessen Federn ohne zusätzliche -#'erbindungsm.ittel zusammengehalten sind und sich
gegeneinander abstützen. Die Herstellung solcher Federeinlagen erfolgt bisher in
der Weise, daß die einzelnen, meist zylindrischenFedern für sich hergestellt und
an den Enden mit hakenförmigen Verbindungsösen versehen werden. Diese Federn werden
dann von Hand ineinandergeschraubt und an den Enden miteinander verhakt. Das so
gebildete Federgeflecht wird durch eingefügte oder angeklammerte Halterahmen in
der Strecklage gehalten. Es ist bereits der Versuch gemacht worden, die bisher bei
solchen wabenartigen Federeinlagen erforderliche Handarbeit durch Maschinenarbeit
zu ersetzen, ohne daß jedoch b.ish erdiese Versuche zu einem praktisch brauchbaren
Ergebnis geführt hätten. Der Grund für diesen Mißerfolg liegt weniger in der Arbeit
des Ineinanderschraubens der Federn als vielmehr in der Schwierigkeit, die Enden
der ineinandergeschraubten Federn zu verbinden oder zu befestigen. Die Federn sind
ein außerordentlich sperriges Gebilde, bei dem schon geringe Unterschiede in der
:Materialbeschaffenheit ein dauernd gleichförmiges Verarbeiten hindern. Aufgabe
der Erfindung ist es, trotz dieser Schwierigkeiten einen praktisch brauchbaren Weg
zur maschinellen Herstellung der wabenartigen Federeinlagen zu finden.
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Dieses Ziel ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht,
daß die aus Draht gewickelten und beim Winden paarweise ineinander und zugleich
mit ihren etwaigen Nachbarfedern verschraubten Federn an ihren äußersten Verschlingungsstellen
erfaßt, auf Länge abgeschnitten,
hierauf die über die Verschlingungsstellen
hinausragenden freien Federenden zunächst einem radial und anschließend einem konzentrisch
zur Kreuzungsstelle gerichteten Druck ausgesetzt und veröst «-erden. Dabei können
die Federn des Federpaares in gleicher Richtung fortschreitend gewickelt werden.
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Auf diese Weise ist es gelungen, eine sichere I#ülirung der Federn
sowie vor allem eine einwandfreie und zuverlässige Verösung der Federpaare zu gewährleisten.
Statt nur untereinander, können dabei die an den Rand des Federgefechtes zu lieg=en
kommenden Federn auch gleichzeitig mit einem oder mehreren Halterahmen verschraubt
«-erden, so daß ein besonderes Anklammern dieser 1lalterahmen an das Federgeflecht
sich ganz oder ,lach wenigstens zum größten Teil erübrigt.
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Zur Durchführung des Verfahrens kann ertindungsgemäß eine Vorrichtung
benutzt werden, die aus zwei NYindeköpfen für ein Federpaar und zwischen d:n Köpfen
angeordneten, sich gegenüberliegenden Einrichtungen zum Verbinden der Federenden
besteht, deren jede miit einem gabelförmigen, drehbar gelagerten Halter mit radial
einwärts beweglichen Schenkeln versehen ist. Die Windeköpfe liegen vorteilhaft auf
der gleichen Seite des herzustellenden Federgeflechtes nebeneinander und können
in Längs- und/oder Querrichtung verstellbar angerdnet sein. Jede der beiden Einrichtungen
zum Verbinden der Federenden kann erfindungsgemäß aus zwei verschieden weiten gabelartigen
Haltern bestehen, von denen der engere inner; Halter zum I1>ergreifen einer ;fußersten
Verschlingungsstelle des Federpaares und der äußere weitere Halter zum Abbiegen
der freien Federenden dienen, wobei zweckmäßig der äußere um den inriervii Halter
drehbar gelagert ist. Durch die radiale Finwärtsbewegung der äußren Gabelschenkel
und deren Drehung werden die freien Enden zii Üsen abgebogen, und zwar vorteilhaft
in der Weise, daß die Ösenenden die vor der Verschlingungsstelle liegenden Federteile
hintergreifen. Auf diese Weise erhalten die Federn eine in weiten Grenzen bewegliche
Endverbindung, und eine Beschädigung des um die Federeinlage zu spannenden Bezuges
durch vorstehende Federenden wird vermieden. Um jede Beeinträchtigung durch die
miteinander verbundenen Federenden zu verhindern und eine günstige Stellung der
Verbindungsösen zu erreichen, empfiehlt es sich, die Verbindungsstellen vor oder
nach dein äsenanschlagen nach dem Innern der Federeinlage hin abzubiegen, so daß
sie mit dem Bezug überhaupt nicht oder nur in Gemeinschaft mit weiteren tragenden
Federteilen in Berührung kommen. Diese versenkte Anordnung der Verschlingungsstellen
kann z,%i-eclzinäßig durch einen die Federn kurz vor der der Verösungsstelle folgenden
Verschlingungsstelle übergreifenden und drehbar gelagerten Greifer erfolgen.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel
vereinfacht dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine Seitenansicht der Maschine mit
Teilechnitt, Fig. 2 eine Stirnansicht, Fig. 3 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt,
Fig.4 und 5 die Verösungswerkzeuge in größerem Maßstab2 und zwei verschiedenen Arbeitsstellungen,
und zwar vor der Verösung und nach der Verösung, Fig. 6 und 7 eine fertige Federeinlage
in Seitenansicht und Draufsicht.
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Das Maschinengehäuse besteht aus einem Unterteil 6 und einem Oberteil
7. Im Unterteil ist auf einem Zwiscb,-nboden 8 ein Motor 9 angeordnet,
der über ein ",'orgelege io, z. B, einen Schneckentriel), eine senkrecht im Gehäuse
gelagerte Haupttrieb-welle i i antreibt, die durch ein Übersetzungsgetriebe 55,
56 eine weitere Triebwelle i i' dreht. Im unteren Teil 6 des Gehäuses wird von der
Haupttriebwelle i i über ein Kegelradgetriebe 12, 13 eine Zwischenwelle 14 angetrieben,
die unter Einschaltung eines Schaltgetriebes 15 eine Welle 1.4' bewegt, die ihrerseits
über Kettentriebe 16, 17 Windeköpfe 18, i9 antreibt zur Herstellung eines Federpaares.
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Die Windeköpfe 18, i9 sind, wie aus Fig. 2 lind 3 ersichtlich, nebeneinander
angeordnet und bestehen jeder aus einem Walzenpaar 2o, 2i bzw. 20', 21', von denen
die unteren Walzen 21, 21' zwangsläufig vom Trieb 16, 17 aus bewegt werden. während
die oberen Walzen 20 bZw. 2o' durch Zahnräder 57, 58 mitgenommen werden und nach.-stellbar
sind. Zwischen den Walzen werden von nicht mit dargestellten Rollen ablaufende Drähte
x, x' hindurchgeführt und zwangsläufig durch die Walzen in eine Windebüchse
22, 22 oder gegen Abbiegedorne derart geschoben, daß die Drähte x, x' gleichförmig
je zu einer Feder von gewünschter Steigung gewickelt werden. Die Windewerkzeuge
sind in der Höhe und in der Längsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet. um
den beiden Federn 23, 23' gleichen Gang zu geben. Weiterhin sind die Windeköpfe
in der Querrichtung gegeneinander verstellbar, um sie verschieden weiten oder starken
Federn anpassen zu können.
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Im oberen Teil des Maschinengehäuses 7 ist auf der Triebwelle i i'
eine zweiarmige Kurbel 24. angeordnet, die mit einem schwenkbar bei 25 gelagerten,
federbelasteten Hebel 26 zusammenwirkt, der an seinem freien Ende einen mit einem
Zahnrad 2,^. kämmenden Zahnbogen trägt. Das Zahnrad 27 sitzt am freien Ende einer
Welle 28, die zum Antrieb einer Einrichtung zum Verbinden der Federenden dient,
und zwar erfolgt derAntrieb über zwei auf der Welle 28 festsitzende Zahnräder 29,
30.
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Die Einrichtung zum Verbinden der Federenden besteht aus zwei einander
gegenüberliegenden, sonst aber gleich ausgebildeten Köpfen 31, 32. Jeder dieser
Köpfe hat ein frei drehbar gelagertes Zahnrad 33, dessen Verzahnung breiter als
die der Antriebsräder 2c9, 30 gehalten ist, so daß sie sich diesen gegenüber verschieben
lassen, ohne
außer Eingriff zu kommen. Auf ihren einander zugekehrten
vorspringenden Naben 34 sind die Räder 33 geschlitzt. In den Schlitzen sind je zwei
radial angeordnete und gegeneinander bewegliche Backen 35 gelagert, die mit festen
Gegenmessern 6o (Fig.3) zusammenwirken, auf ihrem Umfange abgeschrägt sind und am
inneren Ende Stifte 36 tragen. Die Backen mit den Stiften werden durch Federn 59
nach außen gedrückt. Die Lagerung der Räder 33 erfolgt auf ihren Bohrungen entsprechend
abgesetzten Zapfen 37, die im Scheitel an V-förmigen Haltern 38, 38' befestigt sind
und an ihren einander zugekehrten Flächen einen zwischen die Stiftpaare 36 greifenden,
an seinem vorderen Ende gegabelten Dorn 39 aufweisen. Die Halter 38, 38' sind an
ihren gespreizten Enden auf parallelen Achsen 40, 41 angeordnet, und zwar der Halter
38 fest, der Halter 38' dagegen verschiebbar. Zwischen den auf den Achsen 40, 41
befestigten Enden der Halter 38, 38' ist je eine die Achsen umgebende Druckfeder
42 angeordnet. Die Achsen 40, 41 sind in verschiebbaren und an ihrem rückwärtigen
Ende durch eine Brücke 43' verbundenen Büchsen 43 gelagert, die ihrerseits in festen
Lagern 45 des Gehäuses 7 ruhen. Die rückwärtigen Enden der Stangen 40, 41 sind durch
ein Joch 44 verbunden. Zwischen die Brücke 43' und das Joch ,.4. greift ein am oberen
Ende der Triebwelle i i' befestigter zweiarmiger Flügel 46, durch dessen Drehung
die Brücke 43' und 'das Joch 44 auseinanderbewegt werden.
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An einem vorstehenden Teil 47 des oberen Maschinengehäuses 7 sind
zwei in ihrem gegenseitigen Abstande zueinander einstellbare Arme 48, 49 gegeneinander
beweglich gehalten, die in ihrem unteren Teil kegelige Löcher 5o aufweisen, deren
Wandung mit entsprechend abgeschrägten Außenkanten der Messer 35 zusammenwirken.
An der vorderen Stirnfläche des unteren Maschinen# gehäuseteiles 6 ist ein waagerecht
verschiebbarer Schlitten 51 vorgesehen, der einen Halterahmen oder Rost 52 für die
Federn 23, 23' oder das Federgeflecht trägt und durch eine nicht mit dargestellte
Steuerung entsprechend dem Wachsen des Federgeflechtes gesteuert wird.
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Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende: Vor Ingangsetzen der Maschine
wird das Schaltgetriebe 15 auf die Länge der herzustellenden Feder eingestellt.
Wird nun der Motor g eingeschaltet, so wird die Haupttriebwelle i i langsam gedreht.
Dabei werden zunächst die Windeköpfe 18 und i9 in. Gang gesetzt, die die von Vorratsrollen
ablaufenden Drähte x, x' gegen die Windewerkzeuge 22, 22' führen und zylindrische
Federn 23, 23' der gewünschten Länge winden, die dabei zugleich in der Mitte zwischen
den Windeköpfen auf ihrer ganzen Länge verschraubt werden. Die Federn laufen dabei
durch den gegabelten Teil des feststehenden, auf der Windekopfseite der Maschine
liegenden Stiftes 39. Sobald die eingestellte Federlänge erreicht ist, werden die
Windeköpfe vom Schaltgetriebe 15 aus .stillgesetzt. In diesem Augenblick befinden
sich die äußersten Verschlingungsstellen des Federpaares 23, 23' in den gegabelten
Enden der beiderseitigen Dorne 39. Nunmehr kommt der am obersten Ende der Triebwelle
i i' sitzende Flügel 46 in die in Fig. 3 gezeichnete Stellung. Dadurch werden die
Brücken 43' und 44 auseinander- und dementsprechend die Arme 38, 38' gegeneinander
bewegt, Dabei trennen zunächst die Backen 35 die Federn von den Drähten
x, x'; dann werden die Backen mit den Stiften 36 an den Schrägflächen 5o
der Halter 48, 49 radial nach einwärts bewegt, wodurch die hinter der äußersten
Federverschlingungs-stelle 53 (vgl. Fig.4 und 5) liegenden freien Enden 54 der Federn
23, 23' nach einwärts gebogen werden, wobei die Gabel 39 als Widerlager dient. Nach
der durch die radiale Einwärtsbew egung der Stifte 36 erzielten Verbiegung tritt
die auf der Triebwelle i i' sitzende Kurbel 24 in Tätigkeit und schwenkt den Zahnbogen
26 entgegen einer nicht mit dargestellten Feder, wodurch die Räder 27, 29 und 30
und mit ihnen die Räder 33 und über diese die an den Backen 35 sitzenden Stifte
36 um einen entsprechenden Winkelbetrag gedreht werden, so daß die freien Enden
54 der Federn in die aus Fig. 5 ersichtliche Stellung gebracht werden, bei der sie
die vor den äußersten Verschlingungsstellen 53 liegenden Federteile untergreifen.
Ist diese Stellung erreicht, dann werden die Stangen 40, 41 durch die Feder 42 und
der Zahnbogen 26 durch seine Feder entsprechend der Freigabe durch die Flüge146
bzw. der Doppelkurbel 24 in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt. Zugleich wird das
fertige Federpaar 23,23' durch den Halter 52 aus dem Bereich der Windeköpfe
18, 19 und der Verösungsköpfe 32 so weit entfernt, daß das im Anschluß daran herzustellende
erneute Federpaar sich mit dem bereits hergestellten verschlingt.
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Nach selbsttätigem Wiedereinschalten des Schaltgetriebes 15 wiederholt
sich das vorbeschriebene Spiel, bis ein gewünschtes Federgeflecht, das zwischen
Streckrahmen 55 gehalten ist, wie es die Fig. 6 und 7 zeigen, fertiggestellt ist.
Hierbei tritt der Steckrahmen 55 an die Stelle des waagerecht verschiebbaren Rostes
52. Die Verösung hat gegenüber anderen Verbindungsarten, wie Verdrillung oder Verklammerung,
den Vorteil, daß die Federn gelenkartig verbunden sind und sich dadurch dem auf
der Einlage ruhenden Körper besser anstellen können.
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Wie schon erwähnt, ist die dargestellte Ausführung nur eine beispielsweise
Verwirklichung der Erfindung und diese nicht darauf beschränkt, vielmehr sind auch
mancherlei andere Ausführungen und Anwendungen möglich. Statt daß das Federpaar,
wie dargestellt, von der @gleichen Seite her gewickelt wird, können seine Federn
auch, wie an sich bekannt, von entgegengesetzten Seiten her gewickelt und ineinandergeschraubt
werden. In diesem Falle ist jedem der Verösungsköpfe 32 ein Windekopf i8 bzw. i9
zuzuordnen. Ferner könnten die Verösungsköpfe statt aus zwei zweizinkigen Gabeln
gebildet zu sein, auch aus nur einer drehbar gelagerten dreizinkigen Gabel bestehen,
wobei
der mittlere Zinken in die äußerste Verschlingungsstelle eingreift,
während die beiden äußeren zum Abbiegen der freien Federenden dienen. Gegebenenfalls
könnte die Gabel sogar nur zweizinkig sein. Dabei wären dann beide Zinken in der
Weise umeinander drehbar anzuordnen, daß zunächst der eine stillsteht und als Gegenhalt
dient, während der andere sich darum dreht und ein Federende abbiegt, um dann selbst
stillzustehen und als Widerlager für den ersten sich dann drehenden Zinken zu dienen.
In diesem Falle werden dann allerdings beide Ösen zeitlich nacheinander hergestellt.
Ferner empfiehlt es sich, die äußersten Verschlingungsstellen des Federpaares vor
oder nach der Verösung z. B. durch weitere Gegeneinanderbewegung der Verösungsköpfe
und kurz vor der der Verösungsstelle folgenden Verschlingungsstelle auf die Federn
:diese übergreifende, :drehbare Greifer oder Gegenhalter zur Einwirkung gelangen
zu lassen und gegen feste Widerstände nach der Mitte der Federn abzubiegen, so daß
die fertige Verbindungsstelle mit dem um die Federeinlage zu spannenden Bezug nicht
in Berührung kommt oder gegenüber diesem doch so weit versenkt zu liegen kommt,
daß der Bezug außer von den Verbindungsstellen auch noch von den diesen benachbarten
Federverschlingun:gsstellen mit unterstützt wird. Das Abbiegen der Enden könnte
auch durch zusätzliche oder geschlitzte Greifer erfolgen, die im Abstande beidseitig
der äußersten Verschlingungsstellen drehbar gelagert sind und selbständig gesteuert
werden und durch die die Federn beim Winden geführt «-erden. Sollen bei der fertigen
Federeinlage die Verbindungsstellen der Federpaare reihenweise gegeneinander versetzt
angeordnet werden, so sind entweder in jeder Federreihe eine oder in jeder zweiten
Federreihe zwei Randfedern nachträglich noch einzu-schrauben, was gegebenenfalls
von Hand, unter Umständen, d. h. bei entsprechender Maschinensteuerung, aber auch
maschinell erfolgen kann. Dieses kann insbesondere dann geschehen, wenn die Einrichtung
zur maschinellen Herstellung der Federeinlagen statt nur mit zwei Wind--köpfen mit
einer Mehrzahl, insbesondere mit wenigstens einer der in einer Reihe der fertigen
Federeinlage zu stehen kommenden Federn entsprechenden Anzahl von Windeköpfen ausgerüstet
wird.