DE1963397A1

DE1963397A1 - Feder fuer einen Federrost

Info

Publication number: DE1963397A1
Application number: DE19691963397
Authority: DE
Inventors: Slominski Walter V
Original assignee: Hoover Ball and Bearing Co
Current assignee: Hoover Universal Inc
Priority date: 1969-01-06
Filing date: 1969-12-18
Publication date: 1970-07-23
Also published as: US3574241A; ES369467A1; FR2027781A1; NL159872B; DE1963397B2; BR6912398D0; GB1236697A; NL6909104A; CH521532A; DE1963397C3; NL159872C; CA922821A

Description

DR.-IN«. OI^L.-ΙΝβ. M. »C. CIPL.-PHYS. OR. ΟΙΡΊ..-ΡΗΥ«. _ HOGER-STELLRECHT-GRIESSBACH-HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTQART 1963397

S 2W

27.II.I969

Hoover Ball and Bearing Company 135 E. Bennett Street

SALINE, Michigan, USA

Feder für einen Federrost

Die Erfindung betrifft eine Feder für einen Federrost, bestehend aus einem Drahtkörper mit"einem Mittelstück, welches wenigstens einen horizontalen und geraden Endabschnitt sowie einen federnden Endteil aufweist.

Die bekannten Federroste bestehen aus einem hölzernen Rahmen, auf dem eine Vielza"nl von Spiralfedern und Randdrähten befestigt sind, wobei weiterhin über den Federn und "den Randdrähten eine Sboffabdeckung und ein Polster angeordnet sind, die mit dem Rahmen verbunden sind. Dieser Federrost ist besonders geeignet

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für Kastenfedern, durch welche die üblichen Spiralfedern ersetzt werden und besitzt im allgemeinen einen Holzrahmen sowie eine Vielzahl von nahezu identischen Hauptfedern, welche sich kreuzweise über den Rahmen erstrecken und mittels ihrer federnden Endteile an diesem befestigt sind. Gleichzeitig sind auch auf dem Rahmen innere Federn befestigt, die mit den Hauptfedern verbunden sind und zwar aus Pestigkeitsgründen zwischen deren Enden. Bei einer bekannten Konstruktion dieser Art (USA-Patentschrift 3 286 28l)

ergibt sich eine abnorme Höhe und eine ungewöhnlich konzentrierte Belastung^ für den Federaufbau bei dessen Bewegung in eine unerwünschte» extreme·Lage, in welcher der Federaufbau auf den Rahmen gelangt. Weiterhin besitzt die bekannte Konstruktion dieser Gattung den Nachteil, daß sie sich im Laufe der Zeit verformt, da die Federbewegung auf eine kleine Anzahl von Torsionsstäben konzentriert ist.

Der Federrost mit den erfindungsgemäßen Federn besteht aus einem rechtwinkligen Rahmen und rechtwinklig sich erstreckenden Querschienen, die auf dem Rahmen befestigt sind. Die federnden Endteile der Hauptfedern sind so mit dem Rahmen verbunden, daß sie normalerweise die Mittelstücke der Federn in einer vorbestimmten ψ Höhe oberhalb des Rahmens halten. Bei Belastung der Federn werden deren federnde Endteile zusammengedrückt, so daß sich die Mittelstücke der Federn in Richtung zum Rahmen bewegen. Jeder Endteil einer Hauptfeder umfaßt ein'Paar aufrechter Abstandshalter (Zwischenstangen), an deren oberen Enden rechtwinklig verlaufende Torsionsstäbe angeordnet sind. Die Torsionsstäbe sind so angebracht, daß sie sich rechtwinklig vom Mittelstück der Feder erstrecken unit zwar in eine direkt unter dem Mittelstück gelegenen . Position. ..Aufgrund, der vollständig zusammengedrückten Lage der Federendteile, begrenzt der Rahmen die nach inten gerichtete Bewegung der Zwischenstangen in einer Position, in welcher die Torsionsstäbe mit ihren oberen Enden in die Mittelstücke der Federn zur Beendigung der nach unten gerichteten Bewegung eingreifen. Als Ergebnis einer ■ maximalen Belastung des .

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Federrostes biegen sich die Federmittelstücke zu einer bestimmten Position durch, so daß dadurch die Belastung der Federkomponenten begrenzt wird. Weiterhin ist jeder Endteil einer Feder so gestaltet, daß während der Durchbiegung drei der Torsionsstäbe Über denselben Durchbiegewinkel hinweg bewegt werden, wodurch der Widerstand gegenüber der Belastung gleichmäßig auf die Torsionsstäbe aufgeteilt wird. Dies beschränkt die Belastungskonsentration auf einen oder zwei Torsionsstäbe, und bewirkt ein Verformen der Stäbe, wobei auch die Elastizitätseigenschaften der Feder reduziert werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Feder für einen Federrost der oben genannten Gattung vorzuschlagen, die ein begrenztes Durch- >iegevermOgen und einen besseren Widerstand gegenüber Belastungen aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der federnde Endteil eich von einem Endabschnitt nach unten hin erstreckt und von einer expandierten in die komprimierte Lage überführbar ist, daft der Endabschnitt nach unten in eine expandierte Position bewegbar ist» daß weiterhin der Endteil Zwischenstangen und mit den oberen Enden dieser Stange verbundene Torsionsstäbe aufweist, die sich rechtwinklig und unterhalb von ihm erstrecken, und daft schließlich Verbindungsstäbe zur Verschwenkung des Endteiles von der expandierten in die komprimierte Position vorgesehen sind.

D&e nachstehende Beschreibung einer bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

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Pig. 1 eine Gesamtansicht eines erfind-ungsgemäßen Feder- und Rahmenaufbaues;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teiles einer Hauptfederj

w Pig. 3 eine Gesamtansicht eines in Fig. 2

..dargestellten Federabschnittes;

Pig. 4 eine Schnittansicht entlang'der Linie

k - 4 in Fig. 1, wobei die ausgezogenen Linien die zusanunengedrückte und die · gestrichelten Linien die expandierte Feder darstellen;

Pig· 5 eine Querschnittsansicht der Feder entsprechend Fig. 4 und

_fc Pig. 6 die Draufsicht der in Fig. 5 dargestell-

' ten Feder in ihrer zusammengedrückten Lage.

Zn Fig. 1 ist ein Federrost 10 dargestellt, welcher einen rechteckigen Rahmen 12, der beispielsweise aus Holz gefertigt ist, aufweist, über den Rahmen 12 erstrecken sich.in Längsrichtung eine Vielzahl von Hauptfedern 1Ί, während.eine Vielzahl von Hauptfedern 16 quer über den Rahmen 12 verlaufen. Ein Paar todechienen 18, ein Paar Seitenschienen 20 sowie eine Vielzahl τοπ Querschienen 22, die mit den Schienen 20 verbunden sind, •ind ebenfalls ein Bestandteil des Rahmens 12. Mit den Hauptfedern 14, 16 ist ein Randdraht 24 derart verbunden, daß dieser oberhalb der Schienen 18, 20 angeordnet ist.· Eine Vielzahl von

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Zwischentragfedern 26, von denen in der Zeichnung zwölf dargestellt sind, tragen die Zwischenabschnitte der Hauptfedern 14 und 16 auf den Querschienen 22.

Die Hauptfedern 14, 16 unterscheiden sich nur dadurch, daß die Federn 14 länger sind als die Federn l6. Jede der Hauptfedern 14, 16 besitzt einen langgestreckten Lastträger oder ein Mittelstück 28, welches aus einem nahezu geraden Drahtabschnitt besteht und weist ferner an der linken und rechten Seite Endteile 30 auf, die sich von den Enden der Mittelstücke 28 nach unten erstrecken.

Jeder Endteil 30 der Hauptfedern umfaßt fünf Torsionsstäbe 32, *33 j 34, 35 und 36, sowie einen Verb indungs st ab 38, der sich in der expandierten Position des Endteils 30 (vgl. hierzu Fig. 2) von dem einen Ende des Torsionsstabes 32 nach unten und nach innen erstreckt. Weiterhin ist eine Verbindungsstange 40 vorgesehen, die sich vom einen Ende des Torsionsstabes 34 nach unten und nach außen in Richtung zum einen Ende des Torsionsstabes 35 erstreckt. Die Verbindungsstangen 38, 40 sind in der gleichen vertikalen Ebene angeordnet, deren Bedeutung spatel' noch erläutert werden wird. Die Endteile 30 schließen weiterhin ein Paar aufrechter Zwischenstangen 42 und 44 ein, welche ebenfalls in der gleichen vertikalen Ebene wie die Verbindungsstangen 38, 40, Jedoch im Abstand zu diesen angeordnet sind. Die Zwischenstange 42 erstreckt sich zwischen den Enden der Torsionsstäbe 33 und 34, während die Zwischenstange 44 zwischen den Enden der Torsionsstäbe 35 und 36 vorgesehen ist. Das untere Ende des Endteiles wird durch einen in der Regel L-förmigen Aufbaufuß 46 gebildet, der in einer Ansatzstange' 48 endet, die ihrerseits gegenüber den Torsionsstäben 32 bis 36 geneigt ist.

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In den Fig. 2 und 3 ist ein gerader Endabschnitt 49 eines Mittelstückes 28 einer Feder dargestellt, der sich zwischen den zuvor genannten vertikalen Ebenen erstreckt. Mit anderen Worten heißt dies, daß der Endabschnitt 49 zwischen den vertikalen Ebenen angeordnet ist, die einerseits von den Verbindungsstäben 38, 40 und andererseits von den Zwischenstangen 42, 44 gebildet werden. Da sich die Torsionsstäbe 33 bis 35 ebenfalls zwischen diesen Ebenen erstrecken, stehen sie mit dem Endabschnitt 49 in Verbindung, wodurch dessen nach unten gerichtete Bewegung begrenzt wird.

In dem von den Hauptfedern 14, 16 mit dem Rahmen 12 gebildeten Aufbau sind die Federn 14 so positioniert, daß ihre Endteile 30 von den Endschienen 18 getragen werden. Wie aus Fig. 1 ersichtlich,werden gewöhnliche Krampen 50 verwendet, um die Ansatzstange 48 mit den Endschienen 18 zu verbinden. Die Hauptfedern erstrecken sich quer zu den Hauptfedern 14 und sind so positioniert, daß ihre Endteile 30 von den Querschienen 22 getragen sind. Wie weiterhin aus Fig. 1 ersichtlich, sind* die Mittelstücke 28 einer jeder Hauptfeder 16 so angeordnet, daß sie völlig vertikal mit dem einen Ende der Querschiene 22 ausgerichtet sind. Dadurch ist der Anbaufuß 46 zwischen den Enden der Querschiene 22 lokalisiert und es wird vermieden, daß sich die Ansatzstange 48 über beide Enden der Querschiene 22 hinwegerstreckt. Die reduzierte Länge der Ansatzstange 48 in Bezug auf die Torsionsstäbe / 33 bis 36 erleichtert diese Anordnung.

Die Torsionsstäbe 32 in den Haupt federn 14, 16 sind durch Federklammern 52 mit. dem Randdraht 24 verbunden, der einen kontinuierlichen., rechtwinkligen Querschnitt, entsprechend der Form des Rahmens 12, aufweist. Die Mittelstücke 28 der Haupt federn 14, l6 sind mittels Federklammern 54 mit den Zwischentragfedern 26 verbunden. Q₀₉SiO/11 3G

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Bei der Verwendung eines solchen Federrostes 10, ist zunächst EU beachten, daß dieser Aufbau nicht belastet ist. In einem solchen Falle sind alle Endteile 30 der Federn in ihrer nach oben gedehnten oder expandierten Position, wie es in den Fig. 4 und 5 durch gestrichelte Linien dargestellt ist, wobei die Endteile 30 die Hittelstücke 28 der Federn in einer vorbestimmten Höhe Oberhalb des Rahmens 12 halten. In dieser expandierten Position / der Endteile 30 sind die Verbindungsstäbe 38, 40 relativ zueinander geneigt, wfihrend die Zwischenstangen 42, 44 vollständig aufrecht stehen. Der Höhenabstand der Mitte'lstücke 28 der Federn in Bezug auf den Rahmen 12 kann leicht auf die gewünschte Höhe durch Verformung der Endteile 30 der Federn mit den, die erforderliche •Länge aufweisenden Zwischenstangen 42, 44 erhalten werden.

Wenn der Federrost 10 belastet wird, bewegen sich die Mittelstücke 28 nach unten in Richtung auf den Rahmen 12 zu, wie es durch die ausgezogenen Linien in Fig. 4 dargestellt ist. Während einer solchen Bewegung muß sich der Randdraht 24 gerade nach unten bewegen. Dabei ist es wichtig, daß die Torsionsstäbe 32, und 35 den gleichen Torsionswinkel aufweisen. Das heißt also, daß die Torsionsstäbe 32, 33 und 35 so zusammenwirken, daß sie den gleichen Widerstand gegen die das Zusammenpressen der Endteile 30 bewirkende Belastung aufweisen. Dadurch wird eine überbeanspruchung der Federkomponente verhindert und weiterhin ver-Bieden, daß sich die Feder als Ergebnis einer wiederholten Belastung verformt.

Der Endteil 30 ist so konstruiert, daß er eine Durchbiegung des Mittelstückes 28, in der in Fig. 5 dargestellten Weise begrenzt. Die Zwischenstange 42 greift an der Querschiene 22 an, wenn der Endteil 30 vollständig zusammengedrückt ist. In dieser Position, in welcher also die Zwischenstange 42 und die Querschiene 22 miteinander in Verbindung stehen; sind die Torsionsstäbe 33 und 35 unmittelbar unterhalb des Endabschnittes 49 des Mittelstückes

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und gelangen mit diesem in Verbindung, so daß die nach unten gerichtete Bewegung des Mittelstückes 28 begrenzt ist. Diese Anordnung oder Lokalisierung der Torsionsstäbe 33 und 35 wird durch die Konstruktion der Endteile 30 erhalten, da der Torsionsstab 32 in Bezug auf die Torsionsstäbe 33 bis 36 eine reduzierte Länge, wie aus Fig. 3 ersichtlich, besitzt. Hieraus resultiert, daß das Mittelstück 28 nicht über den Endteil 30 schnappen kann, wobei ebenfalls eine weitere nach unten in Richtung zum Rahmen 12 verlaufende Bewegung verhindert ist. Die Gestaltung der Endteile 30 begrenzt somit effekt'iy die Durchbiegung der Hauptfedern I¹I und 16.

Die Torsionsstäbe 32, 33 und 35 wurden alle über den gleichen •Winkel gedreht, so daß dadurch die auf dem Federrost 10 vorhandene Belastung gleichmäßig auf die Torsionsstäbe aufgeteilt wird. Dies wird durch Schrägstellung des Verbindungsstabes 38 unter einem Winkel in der Größenordnung von etwa H5° bezüglich der ■Horizontalen und durch Feststellung des Verbindungsstabes kO bewerkstelligt, so daß der Verbindungsstab 38 sich über einen Winkelbereich von nahezu k5° zwischen seiner expandierten und zusammengedrückten Position bewegt, wie es in Fig. 5 durch die gestrichelten bzw. vollgezeichneten Linien dargestellt ist. Das Ergebnis ist eine gleichmäßige Verdrehung der Torsionsstäbe 32, 33 und 35. Es ist selbstverständlich, daß der von den Verbindungsstäben 38, 40 durchquerte Winkelbereich nicht auf die Größe von k5 beschränkt ist, da ein Verdrehungswinkel, der um mehrere Grade größer oder kleiner als H5° ist, die Belastungsaufteilung auf die Torsionsstäbe 32 nicht beeinträchtigt.

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Während des Zusammendrücken der Endteile 30 wird der Anbaufuß 46 fest nach unten gegen die Querschiene 22 bewegt. Die Schrägstellung der Ansatzstange 48 vermittelt dem Anbaufuß 46 verbesserte Widerstandseigenschaften gegenüber einer Verdrehung der Endteile 30, wodurch.ein verbesserter Angriffsbereich für die Feder erhalten wird. Weiterhin wird durch die Schrägstellung der Ans at 25 stange 4 8 erreicht, daß diese in Bezug auf die Torsionsstäbe 33 bis 36 mit einer reduzierten Länge ausgebildet sein kann. Somit ergeben sich aufgrund der reduzierten Längen der Torsionsstäbe 32 und der Ansatzstange 48 im Endteil 30 ökonomische Vorteile in der Fertigung des Federrostes 10.

Aus der Beschreibung ist ersichtlich, daß die Erfindung einen Federrost 10 vermittelt, bei dem die Torsionsstäbe 32, 33 und 35_a aufgrund der Gestaltung der Endteile 30, zusammenwirken, um dabei den Federbelastungen derart zu widerstehen, so daß eine Verformung der Endteile 30 bei wiederholten Belastungen verhindert ist. Weiterhin besitzt der Endteil 30, aufgrund der reduzierten Länge des Torsionsstabes 32 und deren Zusammenwirken mit den Zwischenstangen 42, 44 eine die Durchbiegung begrenzende Charakteristik, webhe für die Erhöhung der Lebensdauer der erfindungsgemäßen Federn erforderlich ist. Die schräggestellte Ansatzstange 48 vermittelt eine zusätzliche Festigkeit für die Befestigung auf dem Federrost 10, wobei all diese genannten charakteristischen Eigenschaften so zusammenwirken, daß ein Federrost 10 erhalten wird, der in seiner Herstellung wirtschaftlich ist und eine lange Lebensdauer aufweist.

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Claims

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Patentansprüche :

Feder für einen Federrost, bestehend aus einem Drahtkörper mit einem Mittelstück, welches wenigstens einen horizontalen ψ und geraden Endabschnitt sowie einen federnden Endteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der federnde Endteil (30) sich von einem Endabschnitt (49) nach unten hin erstreckt und von einer expandierten in die komprimierte Lage derart überführbar ist, daß der Endabschnitt (49) nach unten in eine expandierte Position bewegbar ist, daß weiterhin der Endteil (30) Zwischenstangen (42, 44) und mit den oberen Enden dieser Stange verbundene Torsionsstäbe (33, 35) aufweist, die sich rechtwinklig und unterhalb von ihm erstrecken, und daß schließlich Verbindungsstäbe (38, 40) zur Verschwenkung des Endteiles (30) von der expandierten in die komprimierte Position vorgesehen sind.

P 2. Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endteil (30) mit seinem unteren Ende in eine, gegenüber den Torsionsstäben (33* 35) geneigte, waagrechte Ansatzstange (48) übergeht.

3.'Feder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des Endteiles (30) ein weiterer Torsionsstab (32)' vorgesehen ist, und daß der Verb indungs stab (38) nach unten und innen gerichtet ist und in einem Winkel von etwa 45° vom oberen Ende des Torsionsstabes (32) in die expandierte Position des Endteiles (30) sich erstreckt, daß weiterhin eine ,Zwischenstange (42) am unteren Ende des einen Verbindungsstabes (38) vorgesehen ist und der andere Verbindungsstab (40)

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eich vom unteren Ende der Zwischenstange (42) hinweg erstreckt, und daß schließlich die Zwischenstange (44) am äußeren Ende des VerbindungsStabes (40) angeordnet ist.

4. Feder nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsstäbe (32- 36) in vertikalem· Abstand angeordnet sind und der oberste Torsionsstab (32) kürzer ist als die anderen, am Ende des Endabschnittes (49) vorgesehenen Torsionsstäbe (33-36).

5. Peder nach einem der voranstellenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstäbe (38,40) in einer geneinsamen vertikalen Ebene liegen, die im Abstand von einer gleichfalls vertikalen, die Zwischenstangen (42,44) aufweisenden Ebene vorgesehen ist, und daß beide Ebenen an den gegenüberliegenden Seiten des Endabschnittes (49) festgelegt sind.

6. Feder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Endteil (30) derart gestaltet ist, daß der Verbindungsstab (38) sich nach unten und innen sowie unterhalb des Mittelstückes (28) erstreckt, daß weiterhin der Verbindungsstab (40) unterhalb des Verbindungsstabes (38) angeordnet ist und ein Torsionsstab (33, 34) an den inneren Enden der VerBindungsstäbe (38, 40) vorgesehen ist, und daß die Zwischenstange (42) mit den Torsionsstäben (33, 34) verbunden ist und sich zwischen diesen erstreckt.

7. Feder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Federrost (10) der Torsionsstab (36) am unteren Ende des Endteiles (30) mit dem Rahmen (12) in Verbindung steht, daß ferner ein winkelförmiger Anbaufuß (46)

- einstückig mit dem Torsionsstab (36) verbunden ist und in einer in Bezug auf den Torsionsstab (36) geneigten Ansatzstange (48) endet.

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8. Feder nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionsstab (32) einstückig mit dem Mittelstück (28) verbunden ist und von diesem rechtwinklig absteht.

r 9· Feder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn-" zeichnet, daß das Mittelstück (28) gerade ist und die Zwischenstangen (42,44). im Abstand und parallel zur Längsrichtung des Mittelstückes (28) angeordnet sind.

10. Feder nach einem, der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsstab (38) sich von einem Ende des kurzen Torsionsstabes (32) nach unten und nach innen erstreckt, daß der Torsionsstab (33) sich quer vom inneren Ende des Verbindungsstabes (38) und die Zwischenstange (42) am anderen Ende des Verbindungsstabes (38) sich nach unten erstrecken, daß ferner der Torsionsstab (34) vom unteren Ende der Zwischenstange (M2) beginnend, parallel zum Torsionsstab fe (33) verläuft, daß weiterhin der Verbindungsstab (40) vom Torsionsstab (34) und eine der Zwischenstangen (44) vom äußeren Ende des anderen Verbindungsstabes (40) hinweg nach unten gerichtet sind. "V _V'I /

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