无胶袋装型弹簧单元构造
【专利说明】无胶袋装型弹簧单元构造
[0001]交叉引用
[0002]要求于2013年I月19日提交的美国临时申请号61/754，529的优先权，其通过参考并入。
[0003]要求于2013年I月25日提交的美国临时申请61/757，075的优先权，其通过参考并入。
【背景技术】
[0004]本申请涉及用于袋装型内弹簧单元的无胶合物构造的方法以及系统，尤其涉及用于使用超声加热来构建袋装型内弹簧单元的方法以及系统。
[0005]应该注意的是，以下讨论的点可以反映从公开的发明获得的启示，它们不必须视为现有技术。
[0006]使用布片将各排袋装型弹簧连接于一起通常引起蹦床状效应，S卩，单元的一个部分中的压缩弹簧将拉动单元的另一部分。
[0007]袋装型弹簧之间的胶合物连接通常比通过超声焊接实现的连接提供完成的袋装型弹簧单元以〃易碎〃感觉。
【发明内容】
[0008]发明人已经发现了一种出乎意料的新方案，即用于制造垫子以及其他缓冲组件中使用的无胶袋装型弹簧缓冲单元的方法以及系统。各排袋装型弹簧优选包括多袋装型弹簧模块，弹簧具有统一线圈直径，所述模块之一包括焊接于一起以留出中央开口的两个以上袋装型弹簧。各排袋装型弹簧通过销保持就位，并且传递至对应排振动探针以及砧座，对应排振动探针以及砧座将织物层夹于一起并且使用超声振动能量形成焊接。
【附图说明】
[0009]将参考附图描述本公开，附图示出了重要的示范实施例并且通过参考并入说明书中，其中:
[0010]图1至12示意地示出了使用具有若干新特征的机器和处理进行的处理的连续阶段，该处理用于组装缓冲支撑结构，该缓冲支撑结构包括用无胶处理焊接于一起的许多排袋装型弹簧模块。
[0011]图13示意地示出了垫子的例子，其具有由许多袋装型弹簧单元构成的芯，使用像图1至12示出一样的处理将许多袋装型弹簧单元机械地结合于一起而不用胶合物。
【具体实施方式】
[0012]本申请公开了新方案来构建袋装型弹簧单元。尤其，发明人开发了用于袋装型弹簧单元的非粘结构造的各种系统和方法。
[0013]在各种实施例中，公开的创新方案提供了一个或多个至少以下优势。但是，并非所有这些优势都是来自于公开的每一个创新方案，该列出的优势并不限制要求保护的各个发明。
[0014].袋装型弹簧单元构造不使用胶合物；
[0015]?袋装型弹簧单元以及结合袋装型弹簧单元的缓冲组件具有更加舒适及奢华的感觉；
[0016].各排袋装型弹簧的超声焊接是成本有效的；
[0017].袋装型弹簧单元中的连接都不是胶合物连接；
[0018].袋装型弹簧单元构造是不贵的；
[0019].各排袋装型弹簧强之间具有更强的连接；
[0020].袋装型弹簧单元构造具有降低的环境影响；
[0021].缓冲组件构造以及维修具有降低的环境影响；
[0022].袋装型弹簧单元的重量降低；
[0023].缓冲组件的重量降低；
[0024].降低了每单位的缓冲组件传输成本；
[0025].降低了袋解开的可能性；
[0026].降低了弹簧松动的可能性。
[0027]将尤其参考当前优选实施例(作为例子，而非限制)描述本申请的多个创新教导。本申请描述了若干发明，以下的任一陈述都不应视为通常会限制权利要求。
[0028]〃缓冲组件〃以及〃缓冲单元〃此处定义为结合袋装型弹簧的任何缓冲结构，例如，垫子，沙发或者底垫。
[0029]在优选实施例中，袋是通过将柔性材料层超声焊接于一起而无胶形成的，柔性材料通常是塑料，诸如纺粘型聚丙烯，每平方码重1.5盎司。通过形成具有选定长度和宽度织物的选定尺寸的袋，能够生产各排袋，它们具有选定长度并且定尺寸为用于选定直径以及长度的弹簧。
[0030]在优选实施例中，使用均匀直径的弹簧。能够通过定制地缠绕高拉伸强度线以极其均匀的形状和厚度来制造均匀直径的弹簧。
[0031]—些实施例使用或者包括微线圈弹簧，其是小弹簧，适合于使用在结合入例如衬垫物中的袋装型弹簧单元中。
[0032]弹簧插入袋中以形成袋装型弹簧。弹簧能够插入袋中，定向成水平地通过袋顶部的接缝，然后击打直到它们再次竖直地定向。通常，这导致完整的缓冲组件中的袋装型弹簧仅能够定向于单个方向。例如，以该方式制成的床典型地称为〃 一侧式〃。
[0033]弹簧还能够以竖直定向的方式插入通过一侧的接缝，并且允许膨胀以填充袋。
[0034]袋能够设计成短于未压缩的弹簧，使得袋装型弹簧恒定受到负荷(〃预加载〃)。通过允许其弹簧系数在很长时间内仍很高，这通常增加了弹簧的使用寿命。预加载弹簧通常以竖直压缩的方式插入，并且允许其竖直地膨胀以填充袋。
[0035]—排袋装型弹簧，能够例如如美国专利6，260, 331中示出和描述地那样形成，其中袋装型弹簧连接至相邻的袋装型弹簧(例如，通过形成袋的相同织物)。
[0036]各排袋装型弹簧能够设计为各排多袋〃模块〃，包括两个以上(通常，四个)袋，这些袋焊接于一起以在中间留出开口(孔)。各排模块然后能够超声焊接于一起，并且这些排然后能够彼此焊接以形成袋装型弹簧单元。袋装型弹簧模块能够例如如美国专利6，347，423所示出和描述的那样组装。优选地，模块中的最近相邻(不在对角拐角处)的弹簧彼此具有统一的间距。
[0037]多个水平相邻排袋装型弹簧能够一起连接以形成袋装型弹簧缓冲单元。通常，袋装型弹簧单元从上方看起来像是袋装型弹簧的阵列。
[0038]完整的袋装型弹簧单元中的弹簧被压缩得非常扁平，并且卷成紧密的柱体以用于输运。
[0039]胶合物能够使用在如此处公开所制造的缓冲组件层中，而不是所发明的袋装型弹簧缓冲单元层中。
[0040]图1示意地示出了机器100，其用于将各排袋装型弹簧模块200超声焊接至彼此。在图1中，该机器处于初始位置，而不具有袋装型弹簧模块200。两排向上面向的竖直定位钉102布置成贯穿提升台106中的孔104，附接至提升台106下方的稳定表面108，并且构造为将两排袋装型弹簧模块200保持就位(例如，见图2)。各排钉102对准成使得通过一排钉102的线垂直于两个不同排中的两个最近钉102之间的线。(附图中的最左排钉102和最左排袋装型弹簧模块200此处将称为〃前〃排，最右排的将称为“后”排)。
[0041]如图1所示，前排向下面向的指状件是振动探针110 (还称为触脚)，最后排向下面向的指状件是砧座112。有利地，探针110和砧座112与向上面向的钉102隔开约相同间隔，并且定位成使得当它们(例如，在如示出的轨道系统114上)向前移动至它们的最前位置时，它们竖直对准钉102。
[0042]振动探针110的最底(大约)英寸(〃主动区域〃)构造为以适合于将袋的塑料织物压缩和加热至适合于将所述塑料织物的多个层(基本上两个以上层)焊接于一起的压力和温度的频率振动。(焊接能够在例如四个层上执行，诸如如果模块200由焊接于一起的各排袋装型弹簧对形成，并且各排袋装型弹簧袋被装在由沿宽度方向双面的单个长织物片形成的袋中)。
[0043]优选地，振动探针110的主动区域位于其一侧，即，水平面向边缘(在振动探针110挤压砧座112的部分处，或者包括振动探针110挤压砧座112的地方)。这简化了振动探针110以及砧座112插入各模块200的中央开口中以及一起挤压的机械操作，弹簧袋织物位于它们之间，使得接触区域和主动区域重叠，从而允许在接触区域中焊接。
[0044]当振动探针110和砧座112 —起移动时进行焊接，振动探针110的主动区域以及对应砧座112的面向表面彼此齐平挤压，其中织物层将焊接在它们之间。然后用焊接脉冲激活振动探针110，焊接脉冲具有的(I)频率、(2)能量水平以及(3)抵靠砧座112的挤压量是可调节的以焊接袋的塑料织物的特定密度和厚度。振动探针110以及砧座112能够通过例如轨道系统116(如图1所示，轨道系统116使用独立于轨道系统114的空气致动器，轨道系统114将振动探针110以及砧座112 —起向前和向后移动)被一起推动。振动能够由集成至机构中的变换器118提供，变换器如图1所示位于振动探针110之上。通常，竖直定向的探针110的振动将主要是沿水平的。
[0045]钉102、振动探针110以及砧座112的间距能够调节成对应于模块200的直径以及孔104的布置。
[0046]穿过其供布置钉102的台106包括提升机构120以向上推动提升台106 ;向上移动的台106将向上推动布置在钉102上的任意排袋装型弹簧模块200。图1示出的提升机构120包括伺服马达122。台106还包括提取板124，将参考图8和图10更详细地描述。
[0047]图2示意地示出了用于将各排袋装型弹簧模块200超声焊接至彼此的机器100。在如图2所示的实施例中，各排袋装型弹簧模块200布置在钉102上并且在空间上对准钉
102。此处，袋装型弹簧模块200包括四个袋装型弹簧。优选地，在将该模块加载至机器100上之前，两排袋装型弹簧焊接于一起以形成模块200，从而允许整排模块作为单个独立的单元被处理。
[0048]模块孔202对准钉102，各排模块200被降至对应的各排钉102上或者被推动到对应的各排钉102上。有利地，袋内的弹簧是统一尺寸，模块200彼此隔开统一的距离。通过使用由具有均匀厚度以及一致形状的高拉伸线制成的弹簧以及通过使用基本相同的长度线以形成每个线圈，能够有利地增强统一定尺寸。
[0049]图3示意地示出了用于将各排袋装型弹簧模块200超声焊接至彼此的机器100。如图3所示，振动探针110以及砧座112 —起向左移动以竖直地对准钉102，因而还对准孔202，孔202是由袋装型弹簧模块200的中央描述的。
[0050]图4示意地示出了用于将各排袋装型弹簧模块200超声焊接至彼此的机器100。如图4所示，台106向上推动各排模块200，使其局部离开钉102并且(对应地)局部到达位于其上方的振动探针110以及砧座112上，并且竖直地对准钉102。
[0051]图5示意地示出了用于将各排袋装型弹簧模块200超声焊接至彼此的机器100。如图5所示，振动探针110以及砧座112 —起推动它们之间的织物以及不同排袋装型弹簧模块200中的两个对应袋装型弹簧对之间的织物。当已经实现合适的压力时，通过振动探针110发送振动的焊接脉冲，从而将织物加热至使由相应振动探针110以及砧座112压缩的织物层一起熔化的点。振动探针110的主动区域的竖直位置在焊接期间对应于焊接的竖直位置。
[0052]图6示意地示出了用于将各排袋装型弹簧模块200超声焊接至彼此的机器。如图6所示，振动探针110以及砧座112已经分离开到达如图4所示的它们的水平位置，并且提升台106已经升得更高(相比图5)，从而将各排袋装型弹簧模块200几乎整个推动到对应振动探针110以及砧座112上并且离开钉102。
[0053]图7示意地示出了用于将各排袋装型弹簧模块200超声焊接至彼此的机器100。如图7所示，振动探针110以及砧座112被再次一起推动以执行如图5所描述的另一焊接。袋装型弹簧模块200在该程序部分期间能够保持大致对准钉102。
[0054]焊接能够重叠，例如，用于更大强度。通常，振动探针以及砧座能够将焊接布置在沿着袋织物上的竖直线的任何地方。此外，能够通过控制焊接脉冲(I)频率、(2)能量水平以及(3)振动探针挤压对应砧座的量来调节所述焊接的强度。还能够使用焊接位置的不同数量及竖直布置来控制使用特性，诸如形成的缓冲单元的坚固性。
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