Federkissen

Die Erfindung betrifft ein Federkissen aus kompaktiertem Gewirk.

Derartige Federkissen werden zur elastischen Lagerung von Bauelementen unter gleichzeitiger Schwingungsdämpfung verwendet. Sie bestehen aus einem kompaktierten Gewirk aus Stahldraht. Ein solches Material hat durch die Restelastizität der Stahldrahtschlingen Federeigenschaften, durch Scheuern der gegeneinander gepreßten Stahldrahtschlingen hat es hohe innere Reibung.

Über die Dicke des beim Stricken des Gewirkes verwendeten Stahldrahtes sowie über die Zusammensetzung seines Materiales und auch über das Ausmaß des Kompaktierens lassen sich die Eigenschaften eines solchen herkömmlichen Federkissens modifizieren. Änderungen dieser Parameter stellen aber einen jeweils starken Eingriff in die Kissenstruktur dar, die in zahlreichen aufwendigen Versuchen optimiert ist. Änderungen an diesen Parametern bedingen auch Änderungen an den Produktionseinrichtungen.

Durch die Erfindung soll daher ein Federkissen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß es einfacher und feiner in seinen Eigenschaften modifiziert werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Federkissen mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bei dem erfindungsgemäßen Federkissen hat man ein erstes Material, welches die Grundeigenschaften vorgibt. Ein die Kisseneigenschaften modifizierendes zweite Material stellt eine Art Füllmaterial dar, welches bezüglich des Verstrickens unkritisch ist, die Wechselwirkung in Kontakt befindlicher Maschen des ersten Materiales aber beeinflußt.

Die Modifizierung der Kissen-Grundeigenschaften erfolgt zum einen durch Beeinflussung des Kontaktes zwischen den Maschen des ersten Materiales durch zwischen diesen liegende Anteile des zweitem Materiales zum anderen durch einen Volumeneffekt im zweiten Material bzw. den zweiten Materialien: Bei Verformung des Federkissens werden diejenigen Anteile des zweiten Materiales, welche in zwischen den Drähten verbleibendenden Hohlräumen liegen, auf Kompression belastet.

In der Praxis kann man das zweite Material im Hinblick auf unterschiedliche zusätzlich gewünschte Eigenschaften des Federkissens auswählen:

Durch entsprechende Wahl der Fließeigenschaften und der Dichte des zweiten Materiales kann man z.B. die Dichtheit des Federkissens gegen Strömungsmittel verbessern. Damit kann das Federkissen neben der Federeigenschaft zugleich eine Fluid-Sperrfunktion erfüllen.

Ferner kann man das zweite Material so wählen, daß die Körperschaleigenschaften des Federkissens verbessert sind.

Eine weitere Variante besteht darin, das zweite Material so zu wählen, daß die Korrosionsbeständigkeit des Federkissens verbessert ist.

Auch das Schwingsverhalten des Federkissens kann über entsprechende Wahl des zweiten Materiales beeinflußt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Wird das die Grundeigenschaften des Federkissens modifizierende Material gemäß Anspruch 2 einfach mit dem Basismaterial zusammengestrickt, gestaltet sich die Herstellung des Gewirkes besonders einfach.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 gestattet es, die Modifizierung der Grundeigenschaften des Federkissens in noch feinerer Weise vorzunehmen, je nach dem, in welchem Verhältnis die Anzahl der ersten Reihen zur Anzahl der zweiten Reihen steht.

Durch Verschachtelung der ersten Reihen und zweiten Reihen gemäß Anspruch 4 erhält man besonders einfache Herstellungsbedingungen und gute makroskopische Homogenität des Gewirks und damit des Federkissens.

Gemäß Anspruch 5 kann man unterschiedliche Bereiche des Federkissens in ihren Eigenschaften in unterschiedlicher Weise gegenüber denen eines Ausgangsfederkissens modifizieren, welches nur aus dem Grundmaterial besteht.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 ist im Hinblick auf eine Verbesserung der mechanischen Belastbarkeit des Federkissens von Vorteil.

Ein Federkissen gemäß Ansprucch 7 ist im Hinblick auf seine schwingungsdämpfenden Eigenschaften modifiziert.

Gemäß Anspruch 8 kann man einem Federkissen bessere elektrische Eigenschaften verleihen als sie ein herkömmliches Federkissen aufweist.

Bei einem Federkissen gemäß Anspruch 9 kann man durch Fließen des die Eigenschaften modifizierenden Materiales einen effektiveren Reibschluß zwischen den Schlaufen des Grundmateriales herbeiführen.

Gemäß Anspruch 10 läßt sich die Beständigkeit des Federkissens gegen Umweltbedingungen verbessern.

Ein Federkissen gemäß Anspruch 11 hat hohe Grundfestigkeit.

Die im Anspruch 12 angegebenen modifizierenden Materialien haben sich für die gleichzeitige Modifizierung mehrerer Eigenschaften (Schwingungsdämpfung, mechanische Festigkeit, elektrische Eigenschaften) besonders bewährt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Figur 1:

eine Aufsicht auf eine doppellagige Gewirkbahn;

Figur 2:

eine axiale Aufsicht auf einen Gewirkwickel, der als Zwischenschritt bei der Herstellung eines hülsenförmigen Federkissens erhalten wird;

Figur 3:

eine seitliche Ansicht des in Figur 2 gezeigten Gewirkwickels, teilweise geschnitten;

Figur 4:

eine seitliche Ansicht des Gewirkwickels nach Figur 3 nach Kompaktierung zu einem hülsenförmigen Federkissen;

Figur 5:

eine vergrößerte Aufsicht auf einen Ausschnitt der einen Lage der doppellagigen Gewirkbahn nach Figur 1;

Figuren 6 bis 9:

schematische Darstellungen abgewandelter Gewirkbahnen; und

Figur 10:

eine ähnliche Ansicht wie Figur 1, in welche jedoch eine abgewandelte Gewirkbahn dargestellt ist.

Figur 1 zeigt eine insgesamt mit 10 bezeichnete doppellagige Gewirkbahn, welche eine untere Gewirklage 12 sowie eine obere Gewirklage 14 aufweist. Die Gewirkbahn 10 ist durch Zusammenlegen eines zylindrischen Gewirkschlauches erhalten, der auf eine Rundstrickmaschine aus Federstahl gestrickt wurde.

Zur Herstellung von Federkissen wird von der in Figur 1 gezeigten Gewirkbahn 10 ein Stück vorgegebener Länge abgeschnitten und (vergleiche Figur 2) auf einen Wickeldorn 16 zu einem Wickel 18 aufgewickelt. Das Ende der Gewirkbahn wird durch eine Schweißung 20 mit der darunterliegenden Lage verbunden. Der so erhaltene hülsenförmige Wickel entspricht im Außendurchmesser und Innendurchmesser einem gewünschten Federkissen. Durch axiales Kompaktieren in einer nicht dargestellten Form wird der Wickel 18 zu dem in Figur 4 fertigen Federkissen zusammengestaucht.

Wie aus Figur 5 ersichtlich, bestehen die einzelnen Lagen der Gewirkbahn 10 aus einem aus Federstahl hergestellten Gestrick mit ineinandergreifenden Drahtschlaufen 24, die durch ausgezogene Linien wiedergegeben sind. Mit dem Federstahldraht, der das Grundmaterial des Federkissens darstellt, ist ein Draht oder Faden mitgestrickt, dessen Schlaufen 28 zur leichten Unterscheidbarkeit schematisch trapezförmig und gestrichelt angedeutet sind.

Der zur Modifizeriung der Eigenschaften des Federkissens mitgestrickte Draht oder Faden kann z.B. ein Kupferdraht eine Kupferlitze, ein Aluminiumdraht, ein Bronzedraht oder ein anderer Metalldraht sein, welcher aufgrund seiner elektrischen Eigenschaften dem fertigen Federkissen 22 eine gute elektrische Leitfähigkeit verleiht.

Auf diese Weise kann ein Federkissen nicht nur der elastischen und schwingungsdämpfenden Lagerung von Geräten dienen, sondern zugleich auch eine Stromzuführung oder eine Erdung bewerkstelligen.

Ist der mitgestrickte Faden aus aus einem duktilen Material hergestellt, so werden seine Schlaufen 28 beim Kompaktieren des Wickels 18 dünn zwischen die Schlaufen 24 gepreßt, wodurch deren Reibschluß modifiziert werden kann. Insbesondere können die breitgedrückten Schlaufen 28 den ansonsten nur linienförmigen Kontakt zwischen den Schlaufen 24 verbreitern. Auf diese Weise erhält man eine Verstärkung der inneren Reibung und damit der Schwingungsdämpfung des fertigen Federkissens. Geeignete duktile Materialien sind z.B. Aluminium oder Kupfer, aber auch Kunststoffe, soweit diese unter den vorgesehenen Einsatztemperaturen des Federkissens ausreichend stabil sind.

Als Modifizierungsmaterial dienende Kunststoffe können ggf. auch so gewählt werden, daß die Reibung zwischen den einzelnen Schlaufen 24 herabgesetzt ist.

Sind die mitgestrickten Fäden flauschig oder werden mehrere derartige Fäden zusammen mit einem Stahldraht gestrickt, so kann das mitgestrickte Material das Volumen zwischen den Schlaufen 24 sogar im wesentlichen ausfüllen. Man kann auf diese Weise die Sperrwirkung des Federkissens gegen Fluids verbessern und bei geeigneter Materialwahl auch seine Beständigkeit gegenüber korrosiven Umweltbedingungen heraufsetzen.

Bei dem in Figur 5 gezeigten Gewirk ist für jede Maschenreihe der aus Federstahl bestehenden Schlaufen 24 eine Maschenreihe der aus Modifizierungsmaterial bestehenden Schlaufen 28 mitgestrickt.

In Figur 6 sind Maschenreihen aus dem die Grundeigenschaften des Federkissens 22 bestimmenden Material durch ausgezogene Linien 30, Maschenreihen eines zweiten, modifizierenden Materiales durch gestrichelte Linien 32 angedeutet.

Diese Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen nach Figur 5 dadurch, daß auf zwei Reihen, die nur aus dem Grundmaterial bestehen, jeweils eine Reihe folgt, die aus dem modifizierenden Material besteht.

Beim abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Figur 7 folgt jeweils auf eine Reihe 30 aus dem Grundmaterial eine andere Reihe 32 aus dem modifizierenden Material.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 8 hat man Maschenreihen 30, die nur aus dem Grundmaterial bestehen, zwischen denen Maschenreihen 32 aus Grundmaterial 32-1 und mitgestricktem Modifizierungsmaterial 32-2 liegen.

In Figur 9 ist gezeigt, daß man Maschenreihen 30, die nur aus Grundmaterial bestehen (wieder durch ausgezogene Linien dargestellt), Maschenreihen 32, die aus einem zweiten Material bestehen (gestrichelte Linien), Maschenreihen 34, die aus einem dritten Material (strichpunktierte Linie) bestehen und weitere Maschenreihen 36, die aus einem vierten Material bestehen (doppelt strichpunktierte Linie) bestehen nacheinander abstricken kann, wobei jedes dieser Materialien ein reines Material oder ein Material mit einem mitgestrickten anderen Material sein kann. So könnten z.B. die ausgezogenen Linien dem Stahldraht entsprechen, die gestrichelten Linien Stahldraht mit begleitendem PTFE-Faden, die strichpunktierten Linien Stahldraht mit begleitendem Kohlefaser-Faden und die doppelt strichpunktierten Linien Stahldraht mit begleitendem Kupferdraht.

Gemäß Figur 10 braucht die Gewirkbahn nicht makroskopisch homogen zu sein. In Figur 10 ist ein Stück 38 einer abgewandelten Gewirkbahn gezeigt, bei welcher ein Abschnitt 40 z.B. aus Federstahldraht mit mitgestricktem Kupferdraht (=Grundmaterial) besteht, um die elektrische Leitfähigkeit des Federkissens zu verbessern. Der Abschnitt 40 stellt den größten Teil des später ein Federkissen bildenden Gewirkstückes dar. Ein Abschnitt 42 des gezeigten Gewirkstückes entspricht den äußeren Lagen des aus dem Gewirkstückes hergestellten Wickels 18. Dieser Abschnitt des Gewirkstückes kann z.B. aus Federstahldraht mit mitgestricktem Kunststoffdraht (=Modifizierungsmaterial) bestehen, um eine Sperre gegen Umwelteinflüsse zu bilden.