用于制造弹性单元的装置和方法与流程

在我们的欧洲专利ep1993947b中公开了用于制造例如诸如床垫的弹性单元的方法和装置。该专利描述了通过将弹簧馈送到上下材料片材之间、以及在弹簧之间的位置处、例如通过焊接、将片材连结在一起以形成围绕弹簧的袋来形成袋装弹簧单元。

图1示意性地示出了上述专利中描述的装置的示例。弹簧100通过间隔开的传送带110a和110b在压缩状态下被输送到弹簧插入位置，在该弹簧插入位置处，弹簧受到机械推动器120的推动，机械推动器120由马达130驱动以便以箭头a1所指示的往复运动的形式移动。

推动器120将弹簧推入材料片材130之间的位置，材料片材130自上供应辊140a和下供应辊140b经由导辊150a和150b而馈送。

片材130通过上部焊接工具160a沿箭头a2所示方向的往复动作—这将片材压在一起并使它们在焊接砧座160b上熔合—在弹簧之间的位置处连结起来。当由此形成的弹性单元170沿箭头a3的方向前进时，多排弹簧被封装在袋中。

在所附的独立权利要求中限定了本发明，现应对所述独立权利要求进行参照。此外，在随附于这些独立权利要求的从属权利要求中可以找到优选的特征。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于制造弹性单元的装置，所述装置包括至少第一弹性元件供应站和第二弹性元件供应站以及装袋站，其中第一弹性元件供应站和第二弹性元件供应站布置成分别将至少第一型式的弹性元件和第二型式的弹性元件供应至装袋站，其中第一型式和第二型式在至少一个特征上彼此不同，并且其中装袋站布置成在使用中将弹性元件插入叠置的材料片材之间，并将弹性元件封装在通过至少在弹簧之间的位置处将片材连结起来而形成的袋中。

优选地，供应站布置成将弹性元件以至少一排的形式供应到装袋站。在优选的布置中，该装置布置成将弹性元件、一次一排地、插入片材之间，并且将片材连结在一起，然后使单元前进，并且插入下一排。优选地，该装置布置成将弹性元件以排的形式供应到装袋站，在上述排中第一型式的弹性元件和第二型式的弹性元件相对于彼此偏移。

弹性元件可以、优选地在压缩状态下、从输送机上供应到装袋站，输送机可以包括例如一个或多个传送带，或传送带和压板。

上述型式的弹性元件的至少一个特征可以彼此不同，所述至少一个特征可以包括下述列表中任意特征，该列表包括但不限于以下特征：材料成分、刚度或弹性、高度、宽度、颜色、形状和旋向、即线圈的方向。

可以存在三个或更多个弹性元件供应站，所述弹性元件供应站布置成在使用中相应地供应三种或更多种型式的弹性元件，所述型式的弹性元件的一个或多个特征可以彼此不同。

弹性元件可以以包括多个离散的弹性元件位置的排的形式供应到装袋站。单个元件位置可以由第一型式的弹性元件、或者第二、第三或相继的型式的弹性元件占据，或者可以根本不由弹性元件占据。

因此，弹性单元的阵列可以包括一种或多种型式的弹性元件，并且可以包括其中没有弹性元件的位置，使得该阵列内可以定位有一个或多个空当。

袋可以含有一种或多种不同种类的弹性元件或者可以不含有弹性元件。

弹性元件中的一个、多于一个或全部可以包括弹簧，该弹簧可以是线圈弹簧并且优选地由金属形成。第一型式的弹性元件和第二型式的弹性元件可以包括第一型式的弹簧和第二型式的弹簧，它们在弹簧形状、弹簧特征、刚度、规格、直径和/或其他方面可以彼此不同。

至少一些弹性元件可以包括这样的第一弹簧，该第一弹簧的内侧设有第二弹簧。第二内弹簧优选地本身未单独地装袋/封装。

弹性单元可以包括装有软垫的单元并且/或者可以包括来自以下非详尽列表的物品，该列表包括但不限于：床垫、座椅、桌子、垫子、地板，并且弹性单元可以用于各种应用中，特别是在例如需要弹性以提供舒适性、便利性、支撑性或保护性的情况下。

根据本发明的第二方面，提供了一种制造弹性单元的方法，上述单元包括由弹性元件形成的阵列，所述弹性元件位于形成在叠置的材料片材之间的袋中，上述装置包括：将至少第一型式的弹性元件和第二型式的弹性元件从至少第一供应站和第二供应站供应到装袋站，其中第一型式和第二型式在至少一个特征上彼此不同，以及在装袋站处将弹性元件插入叠置的材料片材之间，以将弹性元件封装在通过至少在弹簧之间的位置处将片材连结起来而形成的袋中。

该方法优选地包括将弹性元件以至少一排的形式供应到装袋站。优选地，该方法包括将弹性元件、一次一排地、插入到片材之间，并且将片材连结在一起，然后使单元前进，并且插入下一排。弹性元件可以以排的形式供应到装袋站，在上述排中第一型式的弹性元件和第二型式的弹性元件相对于彼此偏移。

该方法可以包括将弹性元件、优选地在压缩状态下、从输送机上供应到装袋站，该输送机可以包括一个或多个传送带，或者传送带和压板。

该方法可以包括将弹性元件以包括多个离散的弹性元件位置的排的形式供应到装袋站。单个元件位置可以由第一型式的弹性元件、或者第二、第三或相继的型式的弹性元件占据，或者可以根本不由弹性元件占据。

因此，根据该方法制成的弹性单元的阵列可以包括一种或多种型式的弹性元件，并且可以包括其中没有弹性元件的位置，使得该阵列内可以定位有一个或多个空当。

该方法可以包括将弹性单元中的弹性元件布置成使得形成一个或多个区域，上述区域中的弹性元件具有不同的特征。该方法可以包括将弹性单元中的弹性元件布置成使得在弹性单元中形成图案，所述图案能够提供视觉、美学或结构效果。

在另一方面中，本发明提供了一种计算机可读介质上的计算机程序产品，其包括指令，所述指令在由计算机执行时使得计算机执行制造弹性单元的方法，上述单元包括由弹性元件形成的阵列，所述弹性元件位于形成在叠置的材料片材之间的袋中，上述装置包括：将至少第一型式的弹性元件和第二型式的弹性元件从至少第一供应站和第二供应站供应到装袋站，其中第一型式和第二型式在至少一个特征上彼此不同，以及在装袋站处将弹性元件插入叠置的材料片材之间，以将弹性元件封装在通过至少在弹簧之间的位置处将片材连结起来而形成的袋中。

本发明还包括一种用于使设备执行制造弹性单元的方法的程序，上述单元包括由弹性元件形成的阵列，所述弹性元件位于形成在叠置的材料片材之间的袋中，上述装置包括：将至少第一型式的弹性元件和第二型式的弹性元件从至少第一供应站和第二供应站供应到装袋站，其中第一型式和第二型式在至少一个特征上彼此不同，以及在装袋站处将弹性元件插入叠置的材料片材之间，以将弹性元件封装在通过至少在弹簧之间的位置处将片材连结起来而形成的袋中。

本发明还包括由本文描述的装置或根据本文描述的方法制造的弹性单元。

根据本发明的另一方面，提供了一种弹性单元，该弹性单元包括由第一弹簧形成的阵列，该第一弹簧位于形成在叠置的材料片材之间的离散的袋中，所述叠置的材料片材至少在弹簧之间的位置处连结起来，其中第一弹簧中的至少一些的内侧定位有第二、内部的、非袋装弹簧。

优选地，弹簧在袋中保持处于压缩状态。

在优选的布置中，第二弹簧比第一弹簧更高/更长。这可以允许第二弹簧由袋的织物保持，从而限制其在第一弹簧内侧的运动，并因此抑制第一弹簧与第二弹簧之间的接触。

在特别优选的布置中，第一弹簧可以、相较其高而言、较宽。第二弹簧可以、相较其宽而言、较高。

优选地，第一弹簧由具有第一规格的弹簧丝形成，第二弹簧由具有不同的第二规格的弹簧丝形成。

优选地，第一规格比第二规格更大、即更厚。换句话说，制成第一弹簧的弹簧丝的平均直径大于制成第二弹簧的弹簧丝的平均直径。

制成第一型式的弹簧和第二型式的弹簧中的至少一者的弹簧丝的平均直径可以小于1mm。

在优选的布置中，第一弹簧的弹簧丝的平均直径在0.5mm至1.0mm的范围内。第二型式的弹簧的弹簧丝的平均直径可以在0.5mm至0.7mm的范围内。

本发明可以包括本文提及的特征或限制的任意组合，除非这些特征的组合是相互排斥的或者相互不一致的。

现在将参照附图仅通过示例的方式描述本发明的优选实施例，其中：

图1以侧视示意图示出了以前考虑的用于形成弹性单元的装置；

图2示意性地示出了根据本发明的实施例的弹簧供应站和装袋站的布置；

图3至图7示意性地示出了使用图1和图2的装置制造的弹性单元的变型的示例；以及

图8a和图8b示出了根据本发明的实施例的替代性的弹簧组合的示例。

转到图2，该图以200示意性地示出了用于形成弹性单元的装置。该装置包括输送机210以及第一弹簧供应站212和第二弹簧供应站214，第一弹簧供应站212和第二弹簧供应站214布置成在使用中分别将处于压缩状态的第一型式的弹簧216和第二型式的弹簧218放置在输送机上。输送机布置成在使用中以排的形式沿箭头a4所示的方向朝向装袋站220输送弹簧216、218。输送机可以根据使得能够可靠地运送弹簧、优选地使得能够在压缩状态下运送弹簧的任何合适的设计而定。例如，可以使用一对叠置的传送带或与固定板相对的单个传送带。

在装袋站220处，弹簧通过多个插入器装置226从输送机被推入上片材222与下片材224之间的位置，所述多个插入器装置226沿箭头a5的方向以往复方式一起移动，然后撤回到所示的位置。

每将一排弹簧插入片材222之间之后，上部计算机控制的焊接工具(未示出)和下部计算机控制的焊接工具(未示出)在弹簧之间的位置p处接触在一起，以将片材连结在一起，从而形成袋，弹簧被封装在该袋中。在每次焊接事件之后，弹性单元通过计算机控制的驱动装置(未示出)沿箭头a6的方向向前转位(index)等于一个袋宽度的距离。然后将下一排弹簧输送到准备用于插入到材料片材之间的位置，并重复该过程。

两个弹簧供应站布置成供应在至少一个特征上彼此不同的弹簧。在这种情况下，弹簧216的直径比弹簧218更小并且弹簧216比弹簧218更高且更硬。结果得到这样的弹性单元，其中与其间隔的弹簧比其最邻近的弹簧更高且更硬。这种类型的单元由于其外观有时被称为“高-低(hi-lo)”单元。

图3至图7描绘了通过使用图2的装置可以获得的不同样式的弹性单元的一些示例。特别地，通过使用双供应站，可以构成用于插入的排，其中多个限定的弹簧位置中的每一者均由第一类弹簧、第二类弹簧中任一者占据、或者不由弹簧占据-即弹簧缺失(当其中一个供应站在一个周期内暂停其弹簧放置时)。

图3的示例是弹性单元300仅由一类弹簧构成使得一个供应站在各排的每个位置均提供特定种类的弹簧的示例。

图4示出了这样的示例，其中弹性单元包括由第一类弹簧组成的主要部分310，其边界由第二类弹簧320组成。例如，可以使边界包括具有更硬的特征的弹簧。

图5是这样的示例，其中弹性单元由具有不同弹簧的交替区域330、340构成，从而提供不同的特征、诸如刚度。

图6使用来自一个供应部的第一类的弹簧，并且没有来自第二供应部的弹簧，使得空间看起来形成锯齿形的视觉图案。

图7示出了弹性单元300，其中一种型式的弹簧与缺失弹簧组合，以降低单元300中的弹簧密度。

对于读者来说显而易见的是，通过使用多种型式的弹簧的组合或弹簧的缺失、包括在一个或多个特征方面彼此不同的弹簧、可以出于美学目的和功能目的而提供具有各种不同样式的弹性单元。此外，该装置不必受限于仅两个弹簧供应站。使用三个或更多个供应站可使更复杂样式的可能性范围进一步扩大。

弹簧可以在一个或多个特征方面彼此不同，诸如来自包括但不限于下述特征的列表中的特征：刚度、长度、直径、形状、颜色和旋向性-即线圈的方向。

此外，弹簧供应站可以将一个以上的弹簧放置在输送机上的相同位置，例如通过将一对弹簧放置在一位置，其中一个弹簧基本上同轴地位于另一个弹簧内。

因此，在组装完成的弹性单元中，至少一些袋装弹簧可以结合第二弹簧，该第二弹簧未封装在其自身的袋中-即其本身没有被单独装袋。

图8a和图8b示出了如上所述的封装在由两个叠置的材料片材222a和222b形成的袋内的弹簧对400的示例。在每种情况下，上述对包括外弹簧410和内弹簧420。在图8a中，外弹簧410高于内弹簧。在图8b中，内弹簧420更高，使得其略微突出到外弹簧上方。不同的弹簧组合可以提供精密调整的弹性特征。理想地，内弹簧至少与外弹簧一样高，并且更优选地高于外弹簧。

在一个优选实施例中，内弹簧的高度尺寸可以比其宽度尺寸更大-即其长度大于其最大直径。外弹簧的高度尺寸可以比其宽度尺寸更小-即其高度/长度小于其最大直径。

如果内弹簧高于外弹簧、如图8b所示，并且在袋中保持处于压缩状态，其端部将压靠袋的材料或织物并由袋的材料或织物保持。这种优选的布置意味着内弹簧将不太可能在袋内移动，因此不太可能接触外弹簧，接触外弹簧将导致不希望的噪音。

可以用来使弹簧摩擦弹簧的不希望的噪音最小化的另一种措施是使内弹簧和外弹簧具有不同的旋向性-即，当从端部观察时，它们的线圈方向相反，一个是左旋，一个是右旋。这也减少了基本上同轴的弹簧啮合或卡在一起的可能性。

内弹簧比外弹簧高还影响弹性单元的压缩特征，因为在压缩的第一阶段，该单元的压缩的阻力将仅来自内弹簧，然后进一步压缩还遇到来自外弹簧的阻力。这种双重张紧的微型弹簧提供所谓的“软启动”压缩特征，这通常是期望的、例如在床垫中。

内弹簧和外弹簧可以具有不同的基本型式或形状。例如，弹簧的可能形状包括但不限于圆柱形、圆锥形、桶形以及混合型、诸如在我们的英国专利申请no.2495499中所描述的。

弹簧中使用的弹簧丝的规格的选择是重要的。其中一个弹簧-优选地内弹簧-应当具有较小规格，即它应当由具有较小平均直径的弹簧丝形成。这有助于降低成对的弹簧在压缩或松弛过程中、彼此接触时产生不希望的噪音的可能性。至少一个弹簧的弹簧丝、优选地内弹簧和外弹簧二者的弹簧丝应当具有小于或等于1.0mm的直径。在优选的布置中，内弹簧的弹簧丝的直径应当在0.5mm至0.7mm的范围内，外弹簧应当由直径在0.5mm至1.0mm的范围内的弹簧丝形成。

阵列中的至少一些相邻的弹簧、或通过在弹簧内布置弹簧而形成的弹簧对优选地布置成具有不同的旋向性-即沿不同的方向盘绕-以对抗由于弹簧全部沿相同的方向盘绕而使弹性单元变得扭曲的任何趋势。优选地，弹簧以交替的旋向布置。

虽然在前述说明书中致力于提请注意被认为是本发明的特别重要的那些特征，但是应当理解的是，申请人要求保护涉及本文提及的和/或附图中示出的任何可专利的特征或特征的组合，无论是否对其特别强调。