無膠袋裝型彈簧單元構(gòu)造
【專利說明】無膠袋裝型彈簧單元構(gòu)造
[0001]交叉引用
[0002]要求于2013年I月19日提交的美國臨時申請?zhí)?1/754，529的優(yōu)先權(quán)，其通過參考并入。
[0003]要求于2013年I月25日提交的美國臨時申請61/757，075的優(yōu)先權(quán)，其通過參考并入。
【背景技術(shù)】
[0004]本申請涉及用于袋裝型內(nèi)彈簧單元的無膠合物構(gòu)造的方法以及系統(tǒng)，尤其涉及用于使用超聲加熱來構(gòu)建袋裝型內(nèi)彈簧單元的方法以及系統(tǒng)。
[0005]應該注意的是，以下討論的點可以反映從公開的發(fā)明獲得的啟示，它們不必須視為現(xiàn)有技術(shù)。
[0006]使用布片將各排袋裝型彈簧連接于一起通常引起蹦床狀效應，S卩，單元的一個部分中的壓縮彈簧將拉動單元的另一部分。
[0007]袋裝型彈簧之間的膠合物連接通常比通過超聲焊接實現(xiàn)的連接提供完成的袋裝型彈簧單元以〃易碎〃感覺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種出乎意料的新方案，即用于制造墊子以及其他緩沖組件中使用的無膠袋裝型彈簧緩沖單元的方法以及系統(tǒng)。各排袋裝型彈簧優(yōu)選包括多袋裝型彈簧模塊，彈簧具有統(tǒng)一線圈直徑，所述模塊之一包括焊接于一起以留出中央開口的兩個以上袋裝型彈簧。各排袋裝型彈簧通過銷保持就位，并且傳遞至對應排振動探針以及砧座，對應排振動探針以及砧座將織物層夾于一起并且使用超聲振動能量形成焊接。
【附圖說明】
[0009]將參考附圖描述本公開，附圖示出了重要的示范實施例并且通過參考并入說明書中，其中:
[0010]圖1至12示意地示出了使用具有若干新特征的機器和處理進行的處理的連續(xù)階段，該處理用于組裝緩沖支撐結(jié)構(gòu)，該緩沖支撐結(jié)構(gòu)包括用無膠處理焊接于一起的許多排袋裝型彈簧模塊。
[0011]圖13示意地示出了墊子的例子，其具有由許多袋裝型彈簧單元構(gòu)成的芯，使用像圖1至12示出一樣的處理將許多袋裝型彈簧單元機械地結(jié)合于一起而不用膠合物。
【具體實施方式】
[0012]本申請公開了新方案來構(gòu)建袋裝型彈簧單元。尤其，發(fā)明人開發(fā)了用于袋裝型彈簧單元的非粘結(jié)構(gòu)造的各種系統(tǒng)和方法。
[0013]在各種實施例中，公開的創(chuàng)新方案提供了一個或多個至少以下優(yōu)勢。但是，并非所有這些優(yōu)勢都是來自于公開的每一個創(chuàng)新方案，該列出的優(yōu)勢并不限制要求保護的各個發(fā)明。
[0014].袋裝型彈簧單元構(gòu)造不使用膠合物；
[0015]?袋裝型彈簧單元以及結(jié)合袋裝型彈簧單元的緩沖組件具有更加舒適及奢華的感覺；
[0016].各排袋裝型彈簧的超聲焊接是成本有效的；
[0017].袋裝型彈簧單元中的連接都不是膠合物連接；
[0018].袋裝型彈簧單元構(gòu)造是不貴的；
[0019].各排袋裝型彈簧強之間具有更強的連接；
[0020].袋裝型彈簧單元構(gòu)造具有降低的環(huán)境影響；
[0021].緩沖組件構(gòu)造以及維修具有降低的環(huán)境影響；
[0022].袋裝型彈簧單元的重量降低；
[0023].緩沖組件的重量降低；
[0024].降低了每單位的緩沖組件傳輸成本；
[0025].降低了袋解開的可能性；
[0026].降低了彈簧松動的可能性。
[0027]將尤其參考當前優(yōu)選實施例(作為例子，而非限制)描述本申請的多個創(chuàng)新教導。本申請描述了若干發(fā)明，以下的任一陳述都不應視為通常會限制權(quán)利要求。
[0028]〃緩沖組件〃以及〃緩沖單元〃此處定義為結(jié)合袋裝型彈簧的任何緩沖結(jié)構(gòu)，例如，墊子，沙發(fā)或者底墊。
[0029]在優(yōu)選實施例中，袋是通過將柔性材料層超聲焊接于一起而無膠形成的，柔性材料通常是塑料，諸如紡粘型聚丙烯，每平方碼重1.5盎司。通過形成具有選定長度和寬度織物的選定尺寸的袋，能夠生產(chǎn)各排袋，它們具有選定長度并且定尺寸為用于選定直徑以及長度的彈簧。
[0030]在優(yōu)選實施例中，使用均勻直徑的彈簧。能夠通過定制地纏繞高拉伸強度線以極其均勻的形狀和厚度來制造均勻直徑的彈簧。
[0031]—些實施例使用或者包括微線圈彈簧，其是小彈簧，適合于使用在結(jié)合入例如襯墊物中的袋裝型彈簧單元中。
[0032]彈簧插入袋中以形成袋裝型彈簧。彈簧能夠插入袋中，定向成水平地通過袋頂部的接縫，然后擊打直到它們再次豎直地定向。通常，這導致完整的緩沖組件中的袋裝型彈簧僅能夠定向于單個方向。例如，以該方式制成的床典型地稱為〃 一側(cè)式〃。
[0033]彈簧還能夠以豎直定向的方式插入通過一側(cè)的接縫，并且允許膨脹以填充袋。
[0034]袋能夠設(shè)計成短于未壓縮的彈簧，使得袋裝型彈簧恒定受到負荷(〃預加載〃)。通過允許其彈簧系數(shù)在很長時間內(nèi)仍很高，這通常增加了彈簧的使用壽命。預加載彈簧通常以豎直壓縮的方式插入，并且允許其豎直地膨脹以填充袋。
[0035]—排袋裝型彈簧，能夠例如如美國專利6，260, 331中示出和描述地那樣形成，其中袋裝型彈簧連接至相鄰的袋裝型彈簧(例如，通過形成袋的相同織物)。
[0036]各排袋裝型彈簧能夠設(shè)計為各排多袋〃模塊〃，包括兩個以上(通常，四個)袋，這些袋焊接于一起以在中間留出開口(孔)。各排模塊然后能夠超聲焊接于一起，并且這些排然后能夠彼此焊接以形成袋裝型彈簧單元。袋裝型彈簧模塊能夠例如如美國專利6，347，423所示出和描述的那樣組裝。優(yōu)選地，模塊中的最近相鄰(不在對角拐角處)的彈簧彼此具有統(tǒng)一的間距。
[0037]多個水平相鄰排袋裝型彈簧能夠一起連接以形成袋裝型彈簧緩沖單元。通常，袋裝型彈簧單元從上方看起來像是袋裝型彈簧的陣列。
[0038]完整的袋裝型彈簧單元中的彈簧被壓縮得非常扁平，并且卷成緊密的柱體以用于輸運。
[0039]膠合物能夠使用在如此處公開所制造的緩沖組件層中，而不是所發(fā)明的袋裝型彈簧緩沖單元層中。
[0040]圖1示意地示出了機器100，其用于將各排袋裝型彈簧模塊200超聲焊接至彼此。在圖1中，該機器處于初始位置，而不具有袋裝型彈簧模塊200。兩排向上面向的豎直定位釘102布置成貫穿提升臺106中的孔104，附接至提升臺106下方的穩(wěn)定表面108，并且構(gòu)造為將兩排袋裝型彈簧模塊200保持就位(例如，見圖2)。各排釘102對準成使得通過一排釘102的線垂直于兩個不同排中的兩個最近釘102之間的線。(附圖中的最左排釘102和最左排袋裝型彈簧模塊200此處將稱為〃前〃排，最右排的將稱為“后”排)。
[0041]如圖1所示，前排向下面向的指狀件是振動探針110 (還稱為觸腳)，最后排向下面向的指狀件是砧座112。有利地，探針110和砧座112與向上面向的釘102隔開約相同間隔，并且定位成使得當它們(例如，在如示出的軌道系統(tǒng)114上)向前移動至它們的最前位置時，它們豎直對準釘102。
[0042]振動探針110的最底(大約)英寸(〃主動區(qū)域〃)構(gòu)造為以適合于將袋的塑料織物壓縮和加熱至適合于將所述塑料織物的多個層(基本上兩個以上層)焊接于一起的壓力和溫度的頻率振動。(焊接能夠在例如四個層上執(zhí)行，諸如如果模塊200由焊接于一起的各排袋裝型彈簧對形成，并且各排袋裝型彈簧袋被裝在由沿寬度方向雙面的單個長織物片形成的袋中)。
[0043]優(yōu)選地，振動探針110的主動區(qū)域位于其一側(cè)，即，水平面向邊緣(在振動探針110擠壓砧座112的部分處，或者包括振動探針110擠壓砧座112的地方)。這簡化了振動探針110以及砧座112插入各模塊200的中央開口中以及一起擠壓的機械操作，彈簧袋織物位于它們之間，使得接觸區(qū)域和主動區(qū)域重疊，從而允許在接觸區(qū)域中焊接。
[0044]當振動探針110和砧座112 —起移動時進行焊接，振動探針110的主動區(qū)域以及對應砧座112的面向表面彼此齊平擠壓，其中織物層將焊接在它們之間。然后用焊接脈沖激活振動探針110，焊接脈沖具有的(I)頻率、(2)能量水平以及(3)抵靠砧座112的擠壓量是可調(diào)節(jié)的以焊接袋的塑料織物的特定密度和厚度。振動探針110以及砧座112能夠通過例如軌道系統(tǒng)116(如圖1所示，軌道系統(tǒng)116使用獨立于軌道系統(tǒng)114的空氣致動器，軌道系統(tǒng)114將振動探針110以及砧座112 —起向前和向后移動)被一起推動。振動能夠由集成至機構(gòu)中的變換器118提供，變換器如圖1所示位于振動探針110之上。通常，豎直定向的探針110的振動將主要是沿水平的。
[0045]釘102、振動探針110以及砧座112的間距能夠調(diào)節(jié)成對應于模塊200的直徑以及孔104的布置。
[0046]穿過其供布置釘102的臺106包括提升機構(gòu)120以向上推動提升臺106 ;向上移動的臺106將向上推動布置在釘102上的任意排袋裝型彈簧模塊200。圖1示出的提升機構(gòu)120包括伺服馬達122。臺106還包括提取板124，將參考圖8和圖10更詳細地描述。
[0047]圖2示意地示出了用于將各排袋裝型彈簧模塊200超聲焊接至彼此的機器100。在如圖2所示的實施例中，各排袋裝型彈簧模塊200布置在釘102上并且在空間上對準釘
102。此處，袋裝型彈簧模塊200包括四個袋裝型彈簧。優(yōu)選地，在將該模塊加載至機器100上之前，兩排袋裝型彈簧焊接于一起以形成模塊200，從而允許整排模塊作為單個獨立的單元被處理。
[0048]模塊孔202對準釘102，各排模塊200被降至對應的各排釘102上或者被推動到對應的各排釘102上。有利地，袋內(nèi)的彈簧是統(tǒng)一尺寸，模塊200彼此隔開統(tǒng)一的距離。通過使用由具有均勻厚度以及一致形狀的高拉伸線制成的彈簧以及通過使用基本相同的長度線以形成每個線圈，能夠有利地增強統(tǒng)一定尺寸。
[0049]圖3示意地示出了用于將各排袋裝型彈簧模塊200超聲焊接至彼此的機器100。如圖3所示，振動探針110以及砧座112 —起向左移動以豎直地對準釘102，因而還對準孔202，孔202是由袋裝型彈簧模塊200的中央描述的。
[0050]圖4示意地示出了用于將各排袋裝型彈簧模塊200超聲焊接至彼此的機器100。如圖4所示，臺106向上推動各排模塊200，使其局部離開釘102并且(對應地)局部到達位于其上方的振動探針110以及砧座112上，并且豎直地對準釘102。
[0051]圖5示意地示出了用于將各排袋裝型彈簧模塊200超聲焊接至彼此的機器100。如圖5所示，振動探針110以及砧座112 —起推動它們之間的織物以及不同排袋裝型彈簧模塊200中的兩個對應袋裝型彈簧對之間的織物。當已經(jīng)實現(xiàn)合適的壓力時，通過振動探針110發(fā)送振動的焊接脈沖，從而將織物加熱至使由相應振動探針110以及砧座112壓縮的織物層一起熔化的點。振動探針110的主動區(qū)域的豎直位置在焊接期間對應于焊接的豎直位置。
[0052]圖6示意地示出了用于將各排袋裝型彈簧模塊200超聲焊接至彼此的機器。如圖6所示，振動探針110以及砧座112已經(jīng)分離開到達如圖4所示的它們的水平位置，并且提升臺106已經(jīng)升得更高(相比圖5)，從而將各排袋裝型彈簧模塊200幾乎整個推動到對應振動探針110以及砧座112上并且離開釘102。
[0053]圖7示意地示出了用于將各排袋裝型彈簧模塊200超聲焊接至彼此的機器100。如圖7所示，振動探針110以及砧座112被再次一起推動以執(zhí)行如圖5所描述的另一焊接。袋裝型彈簧模塊200在該程序部分期間能夠保持大致對準釘102。
[0054]焊接能夠重疊，例如，用于更大強度。通常，振動探針以及砧座能夠?qū)⒑附硬贾迷谘刂椢锷系呢Q直線的任何地方。此外，能夠通過控制焊接脈沖(I)頻率、(2)能量水平以及(3)振動探針擠壓對應砧座的量來調(diào)節(jié)所述焊接的強度。還能夠使用焊接位置的不同數(shù)量及豎直布置來控制使用特性，諸如形成的緩沖單元的堅固性。
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