专利名称：包括大致为矩形横截面的边框线材在内的弹簧芯的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及床垫或座垫制品，并且更特别地涉及用于床垫的弹簧芯。
背景技术：
传统上，用于床垫的弹簧芯包括安装于边框线材之间的多行间隔开且平行的成行螺旋弹簧；邻近边框线材的螺旋弹簧经由螺旋绑扎线材、金属板夹具或其它连接件附接到边框线材。相邻螺旋弹簧的上部和下部端匝通常由螺旋绑扎线材连接到彼此。螺旋弹簧布置成纵向延伸的列和横向延伸的行。衬垫和装潢饰面通常固定到弹簧芯的相反的表面，从而形成在行业内已知的可在任一侧上使用的双面床垫。最近，弹簧芯已经被改进成只具有一个边框线材，最外侧螺旋弹簧的端匝被紧固到该边框线材。当将衬垫和/或其它材料放置于弹簧芯(边框线材定位于其内)的上表面之 上后，可围绕弹簧芯和缓冲材料缝合或紧固装潢饰面覆盖物，从而形成在行业内已知的单面或一侧床垫。非打结螺旋弹簧的上部和下部端匝通常制备有在螺旋弹簧邻近彼此放置时相互抵接的部分或腿部。相邻的螺旋弹簧在其端匝处利用螺旋绑扎线材连接到彼此。螺旋弹簧端匝的一条腿部设置于相邻螺旋弹簧端匝的相反腿部的旁边。并排的腿部利用螺旋绑扎线材而绑扎到一起。制造弹簧芯或组件的最大开支是原材料的成本，即制备装配到一起的螺旋弹簧所使用的钢材成本。多年来，制备非打结螺旋弹簧的线材具有不大于290，000磅/平方英寸(psi)的拉伸强度。另外已知为AC&K (Automatic Coiling and Knotting,自动绕结)级别线材的标准线材具有量级为220，000至260，000磅/平方英寸的拉伸强度，且较厚，即具有比高拉伸强度线材(所述线材具有大于265，000磅/平方英寸的拉伸强度)更大的直径。为了获得相同的弹性或回弹性，由标准线规线材制成的螺旋弹簧与由高拉伸线材制成的螺旋弹簧相比必须具有一半的附加匝数。换言之，由高拉伸线材制成的螺旋弹簧的螺距与由标准线材制成的螺旋弹簧相比可以更大。当在一段较长时间内放置于显著负载下时，即在运输过程中，由高拉伸强度线材制成的螺旋弹簧也不会趋于下沉或永久变形。因此，在行业内希望使得螺旋弹簧具有高拉伸强度线材的非打结端匝，因为这样使得每个螺旋弹簧的制备仅需要较少的线材。美国专利No. 7，386，897公开了一种床垫或座垫制品，其具有由高拉伸强度线材制成的弹簧芯。然而，在该专利中所公开的每一弹簧芯具有至少一个具有圆形横截面构造的边框线材。这些和其它已知弹簧芯的边框线材通常是6线规的，具有O. 191英寸的直径。用较小直径的线材(例如具有O. 176英寸直径的7线规线材)来制备具有相同梁强度的边框线材，将会节省材料且因此减少内置弹簧或弹簧芯的最终成本。为了获得相同的梁强度，7线规的边框线材必须从圆形横截面变为或者成形为根据本发明的矩形横截面。因此，本发明使得人们能够在弹簧芯的边框线材中使用7线规线材而不是6线规线材，且因此在不减少任何梁强度的情况下降低线材成本。为了实现成本节约，希望减少弹簧芯的边框线材的横截面面积(通过由具有较小直径的线材来形成边框线材)，且同时保持相同的梁强度或增加梁强度。因此，制造弹簧芯具有至少一个矩形横截面的边框线材，对弹簧芯的制造商而言，将导致成本节约。
发明内容
本发明提供了在线材使用中所希望的成本节约，并且不牺牲床垫或座垫制品的弹簧芯的完整性。在一个实施例中，床垫或座垫制品包括由上部和下部边框线材以及利用螺旋绑扎线材结合到一起的多个螺旋弹簧制成的弹簧芯或弹簧组件。衬垫覆盖弹簧组件，并且织物覆盖物包住衬垫和弹簧组件。在一个实施例中，弹簧组件包括具有两个平行侧边和两个平行端边的大致矩形的上部和下部边框线材。边框线材具有横截面高度大于横截面宽度的大致矩形的横截面构造。弹簧组件还包括多个螺旋弹簧，每一螺旋弹簧由单根线材制成，所述单根线材具有限定 中央弹簧轴线的中央螺旋部分和终止于相反端部处的上部和下部端匝。螺旋弹簧布置成并排的行和列，且在上部和下部端匝处由螺旋绑扎线材连接到彼此。螺旋弹簧的端匝可为非打结或打结(在行业中已知为Bonnell弹簧，邦尼尔弹簧)的。在另一实施例中，弹簧组件包括仅一个具有两个平行侧边和两个平行端边的大致矩形的边框线材。边框线材具有横截面高度大于横截面宽度的大致矩形的横截面构造。弹簧组件还包括多个螺旋弹簧，每一螺旋弹簧由单根线材制成，所述单根线材具有限定中央弹簧轴线的中央螺旋部分和终止于相反端部处的上部和下部端匝。螺旋弹簧布置成并排的行和列，且在上部和下部端匝处由螺旋绑扎线材连接到彼此。螺旋弹簧的端匝可为非打结或打结(在行业中已知为Bonnell弹簧)的。在另一实施例中，弹簧组件包括紧固到一起的多个平行的袋装式弹簧串。每一弹簧串包括一行互连的袋装体，每一袋装体容纳有至少一个被包裹入织物内的螺旋弹簧。该制品还包括具有两个平行侧边和两个平行端边的大致矩形的上部和下部边框线材。边框线材具有横截面高度大于横截面宽度的大致矩形的横截面构造。本发明的每一弹簧组件的每一边框线材具有独特的横截面构造，使得边框线材能由与本领域中迄今为止已知线材相比而言线规较大、直径较小的线材制成，并且不损害边框线材的梁强度(与具有圆形横截面构造的现有技术的边框线材相比)。当从圆形横截面改型成矩形横截面时，较小直径的线材具有与所述线材具有圆形横截面时相比是相同的横截面面积。本发明的一个优势是，其能够使用较少的钢材或其它材料制成具有至少一个边框线材的床垫或座垫弹簧芯或弹簧组件，从而降低了从制备产品到雇用产品装配工的最终成本。除了减少制备在床垫或座垫制品中使用的弹簧芯所必需的线材量之外，本发明边框线材的独特形状提供了在弹簧端匝和边框线材之间的牢固连接。虽然已经描述了几种类型的弹簧芯，但是本发明的边框线材也可用于任意床垫或座垫制品中。例如，可以使用独立的袋装式螺旋弹簧而非传统的螺旋弹簧，所述袋装式螺旋弹簧可被夹固到本发明独特的一个或多个边框线材上。
本发明的目的和特征从下面结合附图进行的详细描述中将变得更加显而易见，其中图I是根据一个实施例的床垫的部分剖开的透视图；图2是示出图I所示床垫一部分的放大透视图；图2A是根据本发明的弹簧芯另一实施例的一部分的放大透视图；图3是沿图2中的线3-3所取的横截面视图；图4是沿图2中的线4-4所取的横截面视图；图5是示出现有技术的横截面视图； 图6是示出本发明边框线材的横截面视图；图7是根据本发明的弹簧芯另一实施例的一部分的放大透视图；以及图8是根据本发明的弹簧芯另一实施例的一部分的放大透视图。
具体实施例方式参照附图且特别参照图1，示出根据本发明一个实施例的形式为床垫10的床垫或座垫制品。如图I中所示，床垫10具有纵向尺寸或长度L、横向尺寸或宽度W、以及高度H。虽然示出为长度L大于宽度W，但是它们可以是相同的。床垫10包括弹簧芯或弹簧组件12，其包括利用螺旋绑扎线材16保持在一起的多个对齐的螺旋弹簧14、以及上部和下部边框线材17、18。衬垫20覆盖弹簧组件12，并且织物覆盖物22包住衬垫20和弹簧组件12。图2示出双面弹簧组件12，其具有大致矩形的上部和下部钢制边框线材17、18。每一边框线材具有两个平行的侧边24、24和两个平行的端边26、26。在所示的实施例中，平行的侧边24、24长于平行的端边26、26。然而，它们可以有相同的尺寸。每一螺旋弹簧14由单根线材制成，所述线材具有限定中央弹簧轴线A的中央螺旋部分28和终止于相反端部处的非打结的上部和下部端匝30。螺旋弹簧14布置成并列的行32和列34。螺旋弹簧14通过螺旋绑扎线材16连接到彼此。更特别地，如本领域中公知的那样，螺旋弹簧14的端匝30利用螺旋绑扎线材16结合到一起。虽然螺旋绑扎线材16示出为平行于边框线材17、18的侧边24延伸，但是它们可平行于边框线材的端边26延伸。换言之，在弹簧芯内的螺旋弹簧和螺旋绑扎线材的不同取向在本发明的范围内都是可行的。如图2中所示，弹簧芯12的最外侧螺旋弹簧14的上部端匝30通过夹具36夹固到上部边框线材17。如图3中所示,最外侧螺旋弹簧14的上部端匝30位于上部边框线材17之下。上部边框线材17通过夹具36夹固到最外侧螺旋弹簧的上部端匝30。如图3中所示，夹具36的其中之一在所需的预定位置处包绕最外侧螺旋弹簧14之一的其中一个上部端匝30和上部边框线材17。如图4中所示，最外侧螺旋弹簧14的下部端匝30位于下部边框线材18的之上。夹具36的其中之一在所需的预定位置处包绕最外侧螺旋弹簧14之一的其中一个下部端匝30和下部边框线材18。床垫10的弹簧组件12通常由供应商制备，然后供应商将其运输给装配工。装配工将衬垫20施加到弹簧组件12上，并且用装潢饰面22覆盖各个构件以便形成完整的产品。根据本发明的弹簧组件12和相关的床垫或座垫制品(诸如床垫10)的一个优势是每一边框线材17、18独特地被构造成使得边框线材17、18能够由线规较大、直径较小的线材(与现有边框线材相比)制成，并且不减少任何强度。在图1-4和图6中示出的床垫10和相关弹簧组件12的实施例中，每一边框线材17、18具有矩形横截面构造。尽管图6示出和描述了上部边框线材17，但是在此示出或描述的每一实施例的每一边框线材都可以与上部边框线材17相同。如图6中所示，边框线材17的高度H2大于边框线材17的宽度W2。图5示出由6线规线材制成的现有技术的边框线材40的横截面。该横截面是圆的且具有直径H2 (在6线规线材的情况下为O. 191英寸)。图6示出床垫10的上部边框线材17的矩形横截面。床垫10的下部边框线材18与上部边框线材17是相同。上部边框线材17由具有圆形横截面(在图6中以虚线示出，其具有直径H1，所述直径H1小于图5中示出的6线规线材的直径H2)的7线规线材改型成矩形横截面。在该实例中，H1为O. 176英寸且H2为O. 191英寸。图6中示出的边框线材17的横截面是矩形的，且具有高度H2 (O. 191英寸，与图5中示出的6线规线材的直径相同)和O. 120英寸的宽度。因此，在从具有圆形横截面的6线规线材变换成具有矩形横截面的 7线规线材的过程中，高度没有减少。在将边框线材17的形状从圆形横截面变为矩形横截面的过程中，横截面面积仍然大致相同。具有大致矩形横截面的边框线材具有如图6中所示的倒圆角42。图2A示出了只具有上部边框线材17a而没有下部边框线材的单面弹簧组件12a。边框线材17a的构造和尺寸类似于边框线材17、18。弹簧芯12a的每一螺旋弹簧14a由单根线材制成，所述线材具有限定中央弹簧轴线AA的中央螺旋部分28a和终止于相反端部处的非打结的上部和下部端匝30a。螺旋弹簧14a布置成并列的行32a和列34a。螺旋弹簧14a通过螺旋绑扎线材16a连接到彼此。更特别地，如本领域中公知的那样，螺旋弹簧14a的端匝30a利用螺旋绑扎线材16a结合到一起。虽然螺旋绑扎线材16a示出为平行于边框线材17a的端边26a延伸，但是它们可平行于边框线材的侧边24a延伸。换言之，在弹簧芯12a内的螺旋弹簧和螺旋绑扎线材的不同取向在本发明的范围内都是可行的。如图2A所示，弹簧芯12a的最外侧螺旋弹簧14a的上部端匝30a通过夹具36a夹固到上部边框线材17a。图7示出具有上部边框线材17b和下部边框线材18b的双面弹簧组件12b的另一实施例，每一边框线材的构造和尺寸类似于边框线材17、18。弹簧芯12b的每一螺旋弹簧14b由单根线材制成，所述线材具有限定中央弹簧轴线AAA的中央螺旋部分28b和终止于相反端部处的打结的上部和下部端匝30b。螺旋弹簧14b布置成并列的行32b和列34b。螺旋弹簧14b通过螺旋绑扎线材16b连接到彼此。更具体地，如本领域中公知的那样，螺旋弹簧14b的端匝30b利用螺旋绑扎线材16b结合到一起。虽然螺旋绑扎线材16b示出为平行于边框线材17b、18b的侧边24b延伸，但是它们可平行于边框线材的端边26b延伸。换言之，在弹簧芯12b内的螺旋弹簧和螺旋绑扎线材的不同取向会在本发明的范围内。如图7所示，弹簧芯12b的最外侧螺旋弹簧14b的上部和下部端匝30b通过夹具36b夹固到边框线材17b、18b，如在此所述的那样。图8示出具有上部边框线材17c和下部边框线材18c的双面弹簧组件12c的另一实施例，每一边框线材的构造和尺寸类似于边框线材17、18。弹簧组件12c是袋装式(packeted)弹簧组件，其包括结合到彼此的多个平行的弹簧串46。如本领域中公知的那样，弹簧芯12c的弹簧串46包括一行独立的袋装式弹簧。虽然多个弹簧串46示出为平行于边框线材17c、18c的侧边24c延伸，但是它们可平行于边框线材的端边26c延伸。换言之，在袋装式弹簧芯内的弹簧串的不同取向都会在本发明的范围内。此外，任意类型的弹簧都可置于独立的袋装体内。如图8中所示，弹簧芯12c的袋装式弹簧14c的上部和下部端匝30c通过弯拱环夹(hog ring)48夹固到边框线材17c、18c上,如在袋装式弹簧领域内已知的那样。本技术领域的普通技术人员将容易地认识到，在此所示的床垫10的备选实施例 仅仅是在本发明范围内容易实现的各种备选构造的示例性实例。从对本发明通常原理的上述公开以及前面对至少一个优选实施例的详细描述，本领域内的技术人员将容易地领会到本发明易于进行的各种变型。因此，我们希望本发明的范围仅由下述权利要求及其等同物来限定。
权利要求
1.一种床垫或座垫制品，包括 由上部和下部边框线材以及多个螺旋弹簧制成的弹簧芯，其中每一边框线材具有大致矩形的横截面构造，每一螺旋弹簧由单根线材制成，所述单根线材具有限定中央弹簧轴线的中央螺旋部分，并且在相反端部处终止于上部和下部端匝；螺旋弹簧布置成并排的行和列，且在上部和下部端匝处由螺旋绑扎线材连接到彼此； 覆盖着弹簧组件的衬垫； 包住衬垫和弹簧组件的织物覆盖物。
2.一种床垫或座垫制品，包括 由上部和下部边框线材以及多个螺旋弹簧制成的弹簧芯，其中每一边框线材具有大致矩形的横截面构造，每一螺旋弹簧由单根线材制成，所述单根线材具有限定中央弹簧轴线的中央螺旋部分，并且在相反端部处终止于打结的上部和下部端匝；螺旋弹簧布置成并排的行和列，且在上部和下部端匝处由螺旋绑扎线材连接到彼此。
3.根据权利要求2所述的床垫或座垫制品，其特征在于每一所述边框线材的横截面具有高度和宽度，其中高度大于宽度。
4.根据权利要求2所述的床垫或座垫制品，其特征在于每一所述边框线材由7线规线材制成。
5.根据权利要求2所述的床垫或座垫制品，其特征在于每一所述边框线材的横截面具有倒圆角。
6.根据权利要求2所述的床垫或座垫制品，其特征在于最外侧螺旋弹簧的端匝通过夹具被夹固到边框线材上。
7.根据权利要求6所述的床垫或座垫制品，其特征在于最外侧螺旋弹簧的下部端匝定位于下部边框线材之下，所述夹具包绕着下部边框线材和最外侧螺旋弹簧的下部端匝。
8.根据权利要求2所述的床垫或座垫制品，其特征在于螺旋弹簧的端匝是非打结的。
9.根据权利要求2所述的床垫或座垫制品，其特征在于螺旋弹簧的端匝是打结的。
10.一种床垫或座垫制品，其包括 由仅仅一个边框线材以及多个螺旋弹簧制成的弹簧芯，其中边框线材具有大致矩形的横截面构造，每一螺旋弹簧由单根线材制成，所述单根线材具有限定中央弹簧轴线的中央螺旋部分，并且在相反端部处终止于未打结的上部和下部端匝；螺旋弹簧布置成并排的行和列，且在上部和下部端匝处由螺旋绑扎线材连接到彼此。
11.根据权利要求10所述的床垫或座垫制品，其特征在于所述边框线材的横截面具有高度和宽度，其中高度大于宽度。
12.根据权利要求10所述的床垫或座垫制品，其特征在于所述边框线材由7线规线材制成。
13.根据权利要求10所述的床垫或座垫制品，其特征在于所述边框线材的横截面具有倒圆角。
14.根据权利要求10所述的床垫或座垫制品，其特征在于最外侧螺旋弹簧的端匝通过夹具被紧固到边框线材上。
15.根据权利要求14所述的床垫或座垫制品，其特征在于最外侧螺旋弹簧的端匝定位于边框线材之下，夹具包绕着边框线材和最外侧螺旋弹簧的端匝。
16.一种床垫或座垫制品，包括 袋装式弹簧芯，其包括彼此进行结合的多个平行的弹簧串，每一弹簧串包括一行互连的袋装体，每一袋装体容纳有被包裹入织物内的至少一个螺旋弹簧；以及上部和下部边框线材,其中每一边框线材具有大致矩形的横截面构造。
17.根据权利要求16所述的床垫或座垫制品，其特征在于每一所述边框线材的横截面具有高度和宽度，其中高度大于宽度。
18.根据权利要求16所述的床垫或座垫制品，其特征在于每一所述边框线材由7线规线材制成。
19.根据权利要求16所述的床垫或座垫制品，其特征在于每一所述边框线材的横截面具有倒圆角。
20.根据权利要求16所述的床垫或座垫制品，其特征在于最外侧螺旋弹簧的端匝通过弯拱环夹被紧固到边框线材上。
全文摘要
床垫或座垫制品(10)包括弹簧芯(12)，其包括至少一个边框线材(17，18)和多个螺旋弹簧(14)。每一边框线材(17，18)具有大致矩形的横截面以便降低线材成本而不影响边框线材的梁强度。每一螺旋弹簧(14)可由单根线材制成，所述线材具有限定中央弹簧轴线(A)的中央螺旋部分(28)和终止于相反端部处的上部和下部端匝(30)。螺旋弹簧(14)布置成并排的行(32)和列(34)且在上部和下部端匝处由螺旋绑扎线材(16)连接到彼此。
文档编号A47C23/04GK102802468SQ201180014733
公开日2012年11月28日 申请日期2011年6月17日 优先权日2010年6月23日
发明者D·S·哈夫纳, J·E·赫尔, S·M·蒙塔古, D·A·里士满, T·W·韦尔斯 申请人:L&P产权管理公司