СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАТРАЦЕВ Российский патент 1999 года по МПК B68G7/00 B65G35/00 

Изобретение относится в общем к способу и устройству для изготовления матрацев или каркасных пружин. В частности изобретение относится к способу и устройству для передачи пружин от станции навивки к станции укладки спиралей в карманы для дальнейшего помещения в покрытую обивкой конструкцию с внутренними пружинами, например, в матрац или каркасную пружину.

Известный уровень техники насыщен конструкциями с внутренними пружинами, например, матрацами или каркасными пружинами, в которых отдельные пружины формуют и затем объединяют с другими элементами, например, краевой проволокой, деревом или обивкой, для создания матраца или каркасной пружины. Пример каркасной пружинной конструкции, включающей отдельные пружины, показан в патенте США N 4399573 на имя Бэрайта, включенном по ссылке. Пример конструкции матраца с внутренними пружинами приведен в патенте США N 4578834 на имя Штумпфа, приведенном по ссылке, который раскрывает сборку уложенных спиралей, состоящую из нескольких шагов, посредством склеивания "горячим сплавлением".

Известен также способ для создания конструкций матрацев с внутренними пружинами, включающий этапы:
a) формования проволочной пружины на станции формования пружин:
c) направления указанной пружины в пункт сжатия,
d) сжатия указанной пружины при нахождении в указанном пункте сжатия,
e) введение указанной пружины в матерчатый карман для создания ряда уложенных спиралей.

f) включение указанного ряда уложенных спиралей в состав конструкции матраца с внутренними пружинами (патент США N 4439977, кл. B 29 C 27/08, 1984).

Указанное решение принято в качестве ближайшего аналога для объекта - "Способ для создания конструкций матрацев с внутренними пружинами", однако и оно не обеспечивает передачу пружин с высокой скоростью.

Известен способ передачи пружин из первого пункта во второй пункт, включающий этапы: a) помещения указанной пружины на направляющий пруток в указанном первом пункте таким образом, что указанный пруток проходит через центральное отверстие указанной пружины, b) направления указанной пружины по указанному прутку в указанный второй пункт. (Патент США N 5101955, кл. B 65 G 47/24, 1992).

Указанное решение принято в качестве ближайшего аналога для объекта "Способ передачи пружин из первого пункта во второй пункт", однако оно не обеспечивает простоту в эксплуатации и обслуживании.

Известно устройство для передачи пружин из первого пункта во второй пункт, содержащее направляющий пруток, конфигурированный для приемки пружины помещенный на него так, что указанный пруток проходит через центральное отверстие указанной пружины (патент США N 5101955, кл. B 65 G 47/24, 1992). Данное устройство принято в качестве ближайшего аналога для объекта "устройство для передачи пружин из первого пункта во второй пункт", однако это устройство не обеспечивает высокую производительность. Несмотря на то, что вышеперечисленные способы и устройства известного уровня техники имеют много достоинств, существуют и недостатки. Одним из таких недостатков является ограничение на скорость вследствие опоры на силу тяжести и/или давление воздуха для передачи пружин от одной позиции к другой.

Поэтому была выявлена необходимость в усовершенствованном способе и устройстве для изготовления пружин для использования в спальных принадлежностях, которые включают надежный и эффективный по временным показателям способ для передачи пружин от станции изготовления пружин до станции сжатия пружин.

Поставленная задача решена за счет того, что в способе для создания конструкций матрацев с внутренними пружинами, включающем этапы: a) формования проволочной пружины на станции формования пружин, c) направление указанной пружины в пункт сжатия; d) сжатие указанной пружины при нахождении в указанном пункте сжатия, e) введение указанной пружины в матерчатый карман для создания ряда уложенных спиралей, f) включение указанного ряда уложенных спиралей в состав конструкции матраца с внутренними пружинами, после этапа a) осуществляют этап b), на котором проводят помещение указанной пружины из указанной станции формования пружин на направляющий пруток, имеющий первый конец приблизительно у указанной станции формования пружин и второй удаленный конец приблизительно у станции сжатия пружин таким образом, что указанный направляющий пруток проходит через центральное отверстие указанной пружины, а на этапе c) направление указанной пружины в пункт сжатия осуществляют по указанному прутку за счет использования расположенной вблизи указанного прутка вращающейся щетки, имеющей контактирующие с указанной пружиной щетинки, способные изгибаться.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что в способе для создания конструкций матрацев с внутренними пружинами на этапе "c" указанные спирали направляются вниз за счет контакта с изогнутыми щетинками в течение, по крайней мере, части того времени, когда они находятся в указанном пункте сжатия, указанный дугообразный пруток изгибается в основном направлении так же, как внешний диаметр указанной вращающейся щетки, смежной с указанным прутком, вращение указанной щетки остановлено в течение, по крайней мере, части указанного этапа сжатия, указанная щетка начинает вращаться с остановки после указанного этапа формования пружины "a", вращающаяся щетка включает способные изгибаться щетинки, состоящие из тампико; кроме того, указанный способ дополнительно включает этап "g", являющийся этапом обивки указанной конструкции матраца с внутренними пружинами для создания обитого матраца, указанный дугообразный пруток изгибается в основном направлении так же, как внешний диаметр указанной вращающейся щетки, смежной с указанным прутком, вращение указанной щетки остановлено в течение, по крайней мере, части указанного этапа сжатия "d", указанная щетка начинает вращаться с остановки после указанного этапа формирования пружины "a", вращение указанной щетки остановлено в течение, по крайней мере, части указанного этапа сжатия "d", указанная щетка начинает вращаться с остановки после указанного этапа формования пружины "a".

Кроме того, поставленная задача решена и за счет того, что в способе передачи пружин из первого пункта во второй пункт, включающем этапы: a) помещения указанной пружины на направляющий пруток в указанном первом пункте, таким образом, что указанный пруток проходит через центральное отверстие указанной пружины, b) направления указанной пружины по указанному прутку в указанный второй пункт, этап b) осуществляют за счет использования расположенной вблизи указанного прутка вращающейся щетки, имеющей контактирующие с указанной пружиной щетинки, способные изгибаться, указанный дугообразный пруток изгибается в основном направлении так же как внешний диаметр указанной вращающейся щетки, смежной с указанным прутком, вращающаяся щетка включает способные изгибаться щетинки, состоящие из тампико, вращающаяся щетка включает способные изгибаться щетинки, состоящие из тампико.

Поставленная задача решается также и за счет того, что в устройстве для передачи пружин из первого пункта во второй пункт, содержащем направляющий пруток, конфигурированный для приемки пружины, помещенный на него так, что указанный пруток проходит через центральное отверстие указанной пружины, имеется вращающаяся щетка, имеющая способные изгибаться щетинки для направления указанной пружины по указанному прутку в указанный второй пункт указанными щетинками, контактирующими с указанной пружиной. Кроме того, поставленная задача решена и за счет того, что указанный дугообразный пруток изгибается в основном направлении так же, как внешний диаметр указанной вращающейся щетки, смежной с указанным прутком, вращающаяся щетка включает способные изгибаться щетинки, состоящие из тампико.

Описанное в общих чертах, настоящее изобретение составлено из вращающейся щетки, которая направляет пружины по траектории, определяемой дугообразным прутком, по которому скользят спирали. В более частном случае щетка включает щетинки, способные сгибаться, которые направляют пружины по траектории во время вращения щетки и устанавливают пружины на место как только они попадают в зону сжатия спиралей.

Поэтому предметом настоящего изобретения является обеспечение усовершенствованных способа и устройства для изготовления конструкций с внутренними пружинами, например, матрацев или каркасных пружин.

Еще одним предметом настоящего изобретения является обеспечение усовершенствованных способа и устройства для изготовления пружин, используемых в спальных принадлежностях.

Еще одним предметом настоящего изобретения является обеспечение эффективного по временным характеристикам способа для передачи пружин от станции изготовления пружин к станции сжатия пружин.

Еще одним предметом настоящего изобретения является обеспечение способа и устройства для передачи пружины по дугообразной траектории.

Еще одним предметом настоящего изобретения является обеспечение способа и устройства для передачи пружины по дугообразной траектории, таких, что пружина не стремится изменить свое передвижение вдоль указанной траектории.

Еще одним предметом настоящего изобретения является обеспечение способа и устройства для передачи спиральной пружины по дугообразной траектории, таких, что пружина не стремится зацепиться вследствие трения или "повиснуть" на своей траектории.

Еще одним предметом настоящего изобретения является обеспечение способа и устройства для передачи пружины по траектории с высокой скоростью.

Еще одним предметом настоящего изобретения является обеспечение способа и устройства для передачи пружин по траектории, которые является эффективными в эксплуатации по стоимости характеристикам.

Еще одним предметом настоящего изобретения является обеспечение способа и устройства для передачи пружины по траектории, которые являются простыми в эксплуатации и обслуживании.

Другие предметы, признака и преимущества настоящего изобретения станут очевидными при чтении следующего подробного описании предпочтительного воплощения изобретения в сочетании с рисунком и прилагаемой формулой изобретения. Краткое описание рисунков.

Фиг. 1 является видом пружины 11 как раз в тот момент, когда она выходит из машины для навивки пружины 10 так, что пружина нанизана на стержень, который проходит продольно через ее центр.

Фиг. 2 является видом пружины как раз в момент, когда она сжата для дальнейшего введения внутрь матерчатого кармана.

Фиг. 3 является поэтапной иллюстрацией процесса производства в соответствии с настоящим изобретением.

Подробное описание предпочтительного воплощения.

Сейчас обратимся к рисункам, на которых во всех нескольких видах одинаковые числа обозначают одинаковые объекты.

Общая конструкция и работа.

Фиг. 1 используется для иллюстрации общей конструкции и работы настоящего изобретения. Как можно видеть, в общих чертах представлено устройство 10 для изготовления пружин, которое превращает непрерывную проволоку, подаваемую с катушки (не показана), в отдельные спиральные пружины 11 на выходе.

После того, как пружины сформованы и отрезаны, они по отдельности подаются с выхода устройства 10 для формования пружин и "нанизываются" на ведущий конец 16 изогнутого или дугообразного прутка 15, имеющего нижний конец 17. Вращающаяся щетинная щетка 20, включающая множество простирающихся в радиальном направлении щетинок 21, установлена рядом с дугообразным прутком 15 таким образом, что щетинки 32 щеточного ролика 30 простираются внутрь траектории спиралей во время их скользящего движения по дугообразному прутку 15.

В это время, как щетка вращается в направлении вращения по часовой стрелке "R" (см. фиг. 1), пружины 11, помещенные на ведущий конец 16 прутка 15, щетинками 21 вращающейся щетки 20, направляются по дугообразной траектории "T", схожей по форме с дугообразным прутком 15, таким образом, что пружины в конце концов останавливаются у нижнего конца 17 прутка 15 и, как подробно описано позже, устанавливаются на место щетинками 21 щетки 20.

Когда пружины 11 находятся на месте, как показано на фиг. 2, они могут быть подвергнуты дальнейшей обработке. Например, они могут быть сжаты на станции сжатия, включающей периодически двигающуюся в вертикальном направлении компрессионную головку 30 и неподвижный элемент основания 32, объединяющиеся для того, чтобы задать зону сжатия "Z". Можно понять, что компрессионная головка 20 определяет в общем плоскую нижнюю поверхность для контакта с пружинами 11, но включает паз, конфигурированный для принятия толщины прутка во время такта сжатия компрессионной головки 20.

Воздействие щетки.

Для целей этого изобретения пружина 11, как показано на фиг. 1, изготовленная из проволоки 13, будет рассматриваться как задающая 3-х мерный "объем пружины" 12, показанный пунктирной линией, который изображен в форме бочки. Объем пружины 12 будет рассматриваться как определяемый витками проволоки.

Как можно видеть на фиг. 2, щетинки 21 щетки 20 взаимодействуют с объемами пружин 12 после выхода пружин из машины для навивки 10 и, таким образом, обеспечивают подгоняющие усилия на витки спирали. Это является важной чертой изобретения, благодаря которой движение пружин по дугообразному прутку происходит со скоростью, более высокой, чем они скользили бы по стержню под действием только силы тяжести и/или давления воздуха.

Как можно также видеть на фиг. 2, щетинки щетки взаимодействуют с объемами спирали 12 тогда, когда спираль помещена для сжатия. Это является важной чертой изобретения, благодаря которой щетинки щетки стремятся удерживать спирали на месте и также стремится предотвратить "выскакивание" пружин из зоны сжатия, что является особой проблемой, с которой сталкиваются в промышленности.

Щетка 15 приводится в движение воздушным двигателем лопастного типа (не показан), укрепленным на редукторе (не показан) таким образом, что щетка вращается вокруг практически горизонтальной оси вращения со скоростью, приближающейся к 60 - 80 об/мин, хотя эту скорость можно изменять. Однако следует заметить, что предпочтительнее, чтобы сжатый воздух приводил в движение концы щетинок щетки со скоростью, более высокой, чем та, с которой пружина передвигалась бы под действием силы тяжести и/или давления воздуха. Поэтому можно понять, что щетка стремится обеспечить направляющее усилие для того, чтобы посредством щетинок взывать движение пружины со скоростью, более высокой, чем это было бы под ее собственным весом.

Как можно видеть, траектория пружин отчасти соответствует внешнему диаметру щетинок щеточного ролика. Однако, можно понять, что этим изобретением также подразумеваются другие положения щеточного ролика, с другими такими позициями, находящимися над или рядом с дугообразным прутком. Не является необходимым, чтобы пруток был дугообразным или изогнутым: щетка или множество щеток могли бы быть использованы в сочетании с прямым прутком для проталкивания пружин по нему.

Щетка 20 может вращаться непрерывно, но было найдено предпочтительным вращать щетку периодически для того, чтобы экономить воздух, необходимый для приведения в движение лопастей ее вентиляторного двигателя. Предпочтительной была найдена периодическая работа щетки для приведения ее во вращение (как правило - путем открывания воздушного клапана) одновременно или приблизительно одновременно с отрезанием и происходящим в результате освобождением пружин 11 из устройства для формования пружин 10. После того, как пружины освобождены таким образом, они затем подхватываются щетинками щетки и, посредством этого, приводятся в положение, показанное на фиг. 2. Приблизительно в это время пружины приходят в соприкосновение с неподвижным элементом основания 32 и воздух, приводящий щетку в движение, затем отключается. Щетка стремится остановиться и не является легко перемещаемой благодаря трению и присутствию редуктора скорости. В этой точке щетинки, хотя и неподвижные, стремятся, благодаря способности щетинок щетки изгибаться, установить пружины на место за счет воздействия, аналогичного воздействию пружины. Это является важной частью изобретения, в которой снижается или предотвращается "выскакивание" пружины, которое является неблагоприятным, так как пружины могут выскакивать из зоны сжатия.

Щетинки щеточного ролика в предпочтительном воплощении составлены из тампико, хотя могут быть использованы и другие материалы, такие, как металлическая проволока или синтетический материал. Диаметр щетины составляет приблизительно 0,030 дюйма, хотя могут быть использованы и другие диаметры. Одна предпочтительная щетка выполнена 1/2 дюйма шириной и 10 дюймов по внешнему диаметру. Один предпочтительный воздушный двигатель-редуктор является двигателем, изготовленным фирмой GAST и распределяемым фирмой GRANGER как модель #4Z412.

Обратимся сейчас к фиг. 3, где раскрыт процесс изготовления в соответствии с настоящим изобретением. Машина для навивки 10 делает из проволоки отдельные пружины и передает эти пружины (при помощи щетки 20) на станции сжатия и укладки 50, которая укладывает спирали в непрерывный отрезок уложенных спиралей, которые отрезаются в предпочтительно одинаковые куски с помощью отрезающего устройства 60. Куски или полосы уложенных спиралей уложены рядом и сцепляются вместе ассемблером 70 для создания конструкций с внутренними пружинами. Верхняя и нижняя периферийные краевые проволоки добавляются так, как это известно в технике. Конструкции с внутренними пружинами затем обиваются на станции 80 для создания законеченных матрацев. Устройства 10 и 50, которые могут быть использованы, раскрыты в патенте США N 4439977, включенном по ссылке. Устройство, такое как 60, раскрыто в патенте США N 4491491, включенном по ссылке. Устройство, такое как 70, раскрыто в патенте США N 4566926, включенном по ссылке.

Следовательно, можно видеть, что настоящее изобретение обеспечивает усовершенствованные способ и устройство для обеспечения установки спиральных пружин в конструкции с внутренними пружинами, например, для обеспечения усовершенствованной передачи между станцией формования пружин и станцией сжатия пружин.

Несмотря на то, что это изобретение было описано в характерных подробностях со ссылкой на раскрытые воплощения, следует осознавать, что в духе и масштабе изобретения, как описано в прилагаемой формуле изобретения, могут быть осуществлены многие изменения и модификации.

Способ включает этапы формования проволочной пружины на станции формования пружин, помещения указанной пружины из указанной станции формования пружин на направляющий пруток, направления пружины по указанному прутку в пункт сжатия, сжатия пружины при нахождении в указанном пункте сжатия, введения пружины в матерчатый карман и включения указанного ряда уложенных спиралей в состав конструкции матраца с внутренними пружинами. Способ передачи пружин из первого пункта во второй пункт предусматривает помещение пружины на направляющий пруток и направления во второй пункт за счет использования вращающейся щетки, а устройство для передачи пружин из первого пункта во второй пункт включает направляющий пруток, конфигурированный для приемки пружины и вращающуюся щетку для направления пружины по прутку, что обеспечивает высокую скорость передачи пружин от станции изготовления пружин до станции сжатия пружин. 3 с. и 17 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Способ для создания конструкций матрацев с внутренними пружинами, включающий этапы: а) формования проволочной пружины на станции формования пружин, с) направления указанной пружины в пункт сжатия, d) сжатия указанной пружины при нахождении в указанном пункте сжатия, е) введения указанной пружины в матерчатый карман для создания ряда уложенных спиралей, f) включения указанного ряда уложенных спиралей в состав конструкции матраца с внутренними пружинами, отличающийся тем, что после этапа а) осуществляют этап в), на котором проводят помещение указанной пружины из указанной станции формования пружин на направляющий пруток, имеющий первый конец приблизительно у указанной станции формования пружин и второй удаленный конец приблизительно у станции сжатия пружин таким образом, что указанный направляющий пруток проходит через центральное отверстие указанной пружины, а на этапе с) направление указанной пружины в пункт сжатия осуществляют по указанному прутку за счет использования расположенной вблизи указанного прутка вращающейся щетки, имеющей контактирующие с указанной пружиной щетинки, способные изгибаться. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе "с" указанные спирали направляются вниз за счет контакта с изогнутыми щетинками по крайней мере части того времени, когда они находятся в указанном пункте сжатия. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что указанный дугообразный пруток изгибается в основном направлении так же, как внешний диаметр указанной вращающейся щетки, смежной с указанным прутком. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что вращение указанной щетки остановлено в течение по крайней мере части указанного этапа сжатия "d". 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что указанная щетка начинает вращаться с остановки после указанного этапа формования пружины "а". 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что вращающаяся щетка включает способные изгибаться щетинки, состоящие из тампико. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что он дополнительно включает этап "g", являющийся этапом обивки указанной конструкции матраца с внутренними пружинами для создания обитого матраца. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный дугообразный пруток изгибается в основном направлении так же, как внешний диаметр указанной вращающейся щетки, смежной с указанным прутком. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что вращение указанной щетки остановлено в течение по крайней мере части указанного этапа сжатия "d". 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что указанная щетка начинает вращаться с остановки после указанного этапа формирования пружины "а". 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что вращение указанной щетки остановлено в течение по крайней мере части указанного этапа сжатия "d". 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что указанная щетка начинает вращаться с остановки после указанного этапа формования пружины "а". 13. Способ передачи пружин из первого пункта во второй пункт, включающий этапы: а) помещения указанной пружины на направляющий пруток в указанном первом пункте таким образом, что указанный пруток проходит через центральное отверстие указанной пружины, в) направления указанной пружины по указанному прутку в указанный второй пункт, отличающийся тем, что этап "в" осуществляют за счет использования расположенной вблизи указанного прутка вращающейся щетки, имеющей контактирующие с указанной пружиной щетинки, способные изгибаться. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что указанный дугообразный пруток изгибается в основном направлении так же, как внешний диаметр указанной вращающейся щетки, смежной с указанным прутком. 15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что вращающаяся щетка включает способные изгибаться щетинки, состоящие из тампико. 16. Способ по п.13, отличающийся тем, что вращающаяся щетка, включает способные изгибаться щетинки, состоящие из тампико. 17. Устройство для передачи пружин из первого пункта во второй, содержащее направляющий пруток, конфигурированный для приемки пружины, помещенной на него так, что указанный пруток проходит через центральное отверстие указанной пружины, отличающееся тем, что оно содержит вращающуюся щетку, имеющую способные изгибаться щетинки для направления указанной пружины по указанному прутку в указанный второй пункт указанными щетинками, контактирующими с указанной пружиной. 18. Устройство по п. 17, отличающееся тем, что указанный дугообразный пруток изгибается в основном направлении так же, как внешний диаметр указанной вращающейся щетки, смежной с указанным прутком. 19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что вращающаяся щетка включает способные изгибаться щетинки, состоящие из тампико. 20. Устройство по п.17, отличающееся тем, что вращающаяся щетка включает способные изгибаться щетинки, состоящие из тампико.