CN107427135A - 圆柱泡沫体，其使用及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
具有中心腔(9)的圆柱泡沫体(1)，其中所述泡沫体(1)由弯曲的柔性泡沫条带(2)形成，所述柔性泡沫条带的两个相对端部(3)紧固在一起，其中所述泡沫体具有高度(H)，其中所述条带2具有长度(L)、高度(h)和宽度(b)，其中在形成所述泡沫体(1)之后，所述条带2的纵向方向(L)是所述泡沫体(1)的高度方向(H)，其中所述泡沫体(1)具有外部(5)和内部(8)，其特征在于，所述泡沫体(1)在其外部(5)设置有两个或更多个凹槽(7)，所述凹槽在所述泡沫体(1)的高度(H)上延伸，且仅在所述外部(5)和所述内部(8)之间的距离的一部分上切割进入所述泡沫体(1)。
Description
技术领域
本发明涉及一种圆柱泡沫体，其使用和制造这种泡沫体的方法。
更具体地，本发明旨在用作床垫和枕头中的泡沫弹簧。使用基本上圆柱形的弯曲的泡沫条带作为床垫或枕头中的弹簧是公知的，例如在WO2010/121333中。
背景技术
由于更大的耐久性和更好的舒适性，以钢弹簧为代价地，用于床垫和类似物的这种泡沫弹簧的市场份额正在增加。
这种泡沫弹簧通常由柔性聚氨酯泡沫制成，包括冷泡沫和粘弹性泡沫，但有时也包括乳胶泡沫。
最好的泡沫弹簧由从在连续铸造工艺中生产的被称为“块状”块的泡沫块切割而成的条带制成，其中条带被弯曲并且端部胶粘在一起。条带由此在各种地方被切割穿过，使得泡沫弹簧的壁中出现通道。所述弯曲在泡沫弹簧中产生应力，该应力对于良好的弹簧特性来说是必不可少的。
尝试以另一种方式来形成泡沫弹簧，例如，在模具中或通过从泡沫块切割，仅仅取得了有限的成功。对于应用来说，该弹簧承载能力太低，并且这种制造方法昂贵且产生大量的浪费。
然而，在弯曲应力下的已知的泡沫弹簧的缺点是：
-因为泡沫在多个地方被切割穿过，所以其损失了其很多承载能力，必须使用具有相对高密度的泡沫。这是相对昂贵的，且无疑会导致相对重的最终产品；
-特定宽度的泡沫条带产生特定直径的泡沫弹簧，与切口的数量和尺寸无关。这意味着泡沫弹簧的直径只能通过适配泡沫条带的尺寸来调节，这是费力的，且不利于在有限的原材料库存的情况下的简单自动化生产。
在理论上最佳的是，能够将未穿孔的泡沫条带弯曲成泡沫弹簧。然而，其缺点是在泡沫弹簧的部分中产生如此高的内应力。
例如，如果将高度为30mm的且190mm的泡沫条带的端部胶粘在一起，那么其在其外部将必须拉伸约70％。
这意味着所形成的泡沫结构将变形：首先，所述泡沫弹簧的内部可能由于外部的应力以不受控制和不可再现的方式被压缩，从而获得可变的不可再现的结果。
其次，泡沫弹簧不是均匀的：在粘合剂的位置上，其具有与其他地方不同的结构。由于外部上的应力，将获得水滴形的横截面，而不是期望的圆形的横截面。
发明内容
本发明的目的是提供一种解决上述和其他缺点的方案，通过提供具有中心腔的圆柱泡沫体，其中所述泡沫体由弯曲的、从而在弯曲应力下的柔性泡沫条带形成，所述柔性泡沫条带的两个相对端部固定在一起，其中所述泡沫体具有高度，其中所述条带具有长度、高度和宽度，其中在形成所述泡沫体之后，所述条带的纵向方向是所述泡沫体的高度方向，其中所述泡沫体具有外部和内部，其中所述泡沫体在其外部设置有两个或更多个凹槽，所述凹槽在所述泡沫体的高度上延伸，且仅在所述外部和所述内部之间的距离的一部分上切割到所述泡沫体中。
这具有的优点在于，在所述泡沫体的外部仅发生有限的应力，因为所述凹槽开口，并且因此，在所述泡沫体的外部的必需的拉伸减小，使得上述变形不会发生，或仅在有限的程度上发生。
然而，重要的是保留一定的弯曲应力，以便为所述泡沫体提供强度和稳定性。
这样的泡沫体然后可以用作床垫、靠垫和枕头中的泡沫弹簧。
也可以没有浪费的情况下生产这样的泡沫体：条带中的所有的、或几乎所有的泡沫都被使用，并且还被有效地使用，以在应用中提供承载能力和弹性。
进一步的优点是，通过调节所述凹槽的数量，以及在较小程度上调节所述凹槽的深度，可以从具有特定尺寸的泡沫条带生产具有不同直径的泡沫体，这使得工业生产更便宜。
通过调节所述凹槽的深度，以及在较小程度上调节所述凹槽的数量，也可以由具有特定规格和特定质量的泡沫条带制成不同硬度的弹簧。
在优选的实施例中，在形成所述泡沫体之前，所述柔性泡沫条带设置有在所述条带的一个长度距离上延伸的切口(换言之割口)，所述一个长度距离对应于所述泡沫体的完全高度，其中，在形成所述泡沫体之后，所述割口形成在所述泡沫体中的凹槽。
以此方式，没有浪费的泡沫形成，这从成本和环境考虑是有吸引力的。使用简单的工具制造切口也很容易。
在另一优选的实施例中，在形成所述泡沫体之前，所述柔性泡沫条带设置有在所述条带的长度距离上延伸的铣削凹槽，所述长度距离对应于所述泡沫体的完全高度，其中，在形成所述泡沫体之后，所述泡沫条带中的凹槽形成所述泡沫体中的凹槽。
这样的优点在于，所述泡沫条带中的凹槽的端部可以是圆化的，并且通常将是圆化的，因为泡沫切割件根本不能被弄薄，或者只有在极其困难的情况下才能被弄薄，使得在这些地方在弯曲期间或之后撕裂萌生的风险减少。
由此确实产生了一些切割残留物，但是这不视为是浪费，因为这是从凹槽之间的齿的角落移除的材料，其中，该材料不会对所述泡沫体的弹性性能提供任何有用的贡献，使得这不能被视为是原材料的浪费。
在进一步优选的实施例中，在形成所述泡沫体之前，所述柔性泡沫条带设置有在所述条带的整个表面上制成的有规律的波状图案，其中，所述波基本上垂直于所述条带的纵向方向延伸，其中，在形成所述泡沫体之后，波谷形成所述泡沫体中的凹槽。
这样的波状图案可以很容易地由在泡沫加工工业中公知的卷绕机来制造，其中，同时生产具有波状图案的两个泡沫条带，使得这从成本的角度来看是非常有利的。
在优选的实施例中，所述泡沫体中的凹槽的数量为六个或更多，且优选地为八个或更多。与较少数量的凹槽相比，这使得能够更好地获得圆柱形状。
在优选的实施例中，所述柔性泡沫条带在其纵向和/或横向方向和/或高度方向上由多于一个的子条带构成，因此由连接在一起的具有可能不同性能的多个泡沫条带构成。
作为结果，弹性行为可以变化。
本发明还涉及根据本发明的泡沫体作为床垫或枕头中的弹簧的使用。由此，使用所述弹簧，其中它们的高度方向在所述床垫或枕头使用期间最大的力施加的方向上，通常是竖直方向。
此外，本发明还涉及制造圆柱泡沫体的方法，其按顺序包括以下步骤：
A：柔性泡沫条带设置有切口、凹槽或波状图案，
B：弯曲所述柔性泡沫条带，并且将所述条带的两个端部连接在一起以固定圆化位置，其中，所述条带弯曲所围绕的轴线与所述切口、凹槽或波状图案完全或基本上平行地延伸。
附图说明
为了更好地示出本发明的特征，以下参考附图、不具有任何限制性地、通过示例的方式描述根据本发明的泡沫体的优选实施例，在所述附图中：
图1示意性地示出了根据本发明的泡沫体的透视图；
图2示出了用于生产图1的泡沫体的初始产品；
图3示意性地示出了根据本发明的替代的泡沫体的透视图；
图4示出了用于生产图3的泡沫体的初始产品；
图5地示出了用于生产图4的初始产品的工具的局部侧视图和局部横截面图；
图6示意性地示出了根据本发明的另一替代的泡沫体的透视图；以及，
图7示出了用于生产图6的泡沫体的初始产品。
具体实施方式
图1的泡沫体由如图2所示的基本上圆柱形弯曲的泡沫条带形成，该泡沫条带的两个端部3胶粘在一起，从而在泡沫体1中形成粘合接缝4。
泡沫体具有约12cm的高度和约10.5cm的直径。壁厚约为2.5cm。
在泡沫体1的外部5上，泡沫体1设置有十三个齿6和凹槽7，在该示例中，凹槽7是V形的并且在整个高度H上平行于高度方向H延伸。
泡沫体1的内部6限定在泡沫体1中的中心腔9。
由于其处于弯曲应力下的事实，这样的泡沫体1非常适合用作泡沫弹簧以适应垂直方向上的力。
例如，可以通过将数十个至数百个泡沫体1彼此相邻放置并设置覆盖层来形成床垫。
这样的泡沫体1可以通过采用如图2所示的高度h为2.5cm、宽度b为18cm、长度L为12cm的柔性聚氨酯泡沫的矩形条带2来非常容易地制造，并且该矩形条带2设置有彼此相距有规律的距离的十三个切口10，每个切口10在整个长度L上延伸，其具有距离顶表面11的15cm的深度A，且不会切割穿过条带2向下到底表面12。
这样的切口10可以使用例如旋转刀片来制造。
由此为了防止混淆，应当注意，在该示例中被指示为宽度b的条带2的尺寸大于被指示为长度L的尺寸。
然后将条带2在箭头P所指示的纵向方向L上弯曲，之后将条带2的两个端部3胶粘在一起。
这里，条带2中的切口10被拉开成为凹槽7，从而形成泡沫体1。作为结果，它们使得能够在该泡沫不在内部8上被显著压缩的情况下，且粘合接缝4不导致泡沫体1的显著变形的情况下，形成泡沫体1。
替代地，可以通过以下连续地生产这样的泡沫体1：展开在横向方向b上卷起的泡沫条带2，然后引导其通过切割装置，在所述切割装置中，该条带2在纵向方向L上被设置有切口10，然后引导其通过弯曲装置和胶粘装置，在所述弯曲装置和胶粘装置中，条带2在纵向方向L上弯曲，并且侧面被胶粘在一起以形成管结构，最终可以从该管结构切割掉对应于泡沫体1的所需高度H的件。
图3示出的替代的泡沫体1和图4示出的泡沫条带与图1和图2的实施例的不同之处在于，该条带设置有凹槽13而不是切口10。这些凹槽13具有圆化端部14。由此，凹槽14的数量为十个。
当被弯曲成为泡沫体时，泡沫条带2中的凹槽13变得基本上更宽，直到它们形成泡沫体1中的凹槽7。凹槽7的圆化端部14减少了撕裂形成的风险，在形成的泡沫体1中这个位置，所述撕裂形成的风险是最大的。
这样的泡沫条2可以容易地通过在泡沫切割件15下方引导未加工的泡沫条带来生产，所述泡沫切割件15在箭头Q的方向上旋转，如图5所示。
图6示出的替代的泡沫体1和图7示出的泡沫条带2，与图1和图2的实施例的不同之处在于，条带2设置有由卷绕机制成的波状图案。
在这样的机器中，泡沫在压缩泡沫的齿状辊之间或者不取决于位置地被引导，并且在纵向方向上在该位置处被切割，使得泡沫的在被切割时被压缩的部分与在被切割时未被压缩的部分之间出现高度上的差异。
在该示例中，波状图案中的波谷16的数量为9。
当被弯曲成泡沫体1时，泡沫条带中的波谷16基本上变得更宽，直到它们形成泡沫体1中的凹槽16。
为了获得具有与上述两个实施例相等的直径D的泡沫弹簧，在该实施例中，条带2的长度L必须大于10％至20％。
很明显，当然不仅可以通过调节泡沫的性质，而且还可以通过调节深度A，切口10、凹槽13和波谷16的数量和形式，来容易地调节泡沫体1的弹性性能。
本发明决不限于作为示例描述的和在附图中示出的实施例，而是可以在不脱离本发明的范围的情况下，以各种形式和尺寸来实现根据本发明的泡沫体。
Claims (14)
1.一种具有中心腔(9)的圆柱泡沫体(1)，其中，所述泡沫体(1)由弯曲的柔性泡沫条带(2)形成，所述柔性泡沫条带的两个相对端部(3)固定在一起，其中，所述泡沫体具有高度(H)，其中，所述条带2具有长度(L)、高度(h)和宽度(b)，其中，在形成所述泡沫体(1)之后，所述条带2的纵向方向(L)是所述泡沫体(1)的高度方向(H)，其中，所述泡沫体(1)具有外部(5)和内部(8)，其特征在于，所述泡沫体(1)在其外部(5)设置有两个或更多个凹槽(7)，所述凹槽(7)在所述泡沫体(1)的高度(H)上延伸，且仅在所述外部(5)和所述内部(8)之间的距离的一部分上切割到所述泡沫体(1)中。
2.根据权利要求1所述的泡沫体，其特征在于，在形成所述泡沫体(1)之前，所述柔性泡沫条带(2)设置有在所述条带(2)的长度距离(L)上延伸的切口(13)，所述长度距离(L)对应于所述泡沫体(1)的高度(H)，其中，在形成所述泡沫体(1)之后，所述切口(13)形成所述泡沫体(1)中的所述凹槽(7)。
3.根据权利要求1或2所述的泡沫体，其特征在于，在形成所述泡沫体之前，所述柔性泡沫条带(2)设置有在所述条带(2)的长度距离(L)上延伸的铣削的凹槽(13)，所述长度距离(L)对应于所述泡沫体(1)的高度(H)，其中，在形成所述泡沫体(1)之后，所述泡沫条带(2)中的凹槽(13)形成所述泡沫体(1)中的所述凹槽(7)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫体，其特征在于，在形成所述泡沫体(1)之前，所述柔性泡沫条带(2)设置有在所述条带的整个表面(11)上制成的有规律的波状图案，其中，所述波状图案的波基本上垂直于所述条带(2)的纵向方向(L)延伸，其中，在形成所述泡沫体(1)之后，波谷(16)形成所述泡沫体(1)中的所述凹槽(7)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫体，其特征在于，所述泡沫体中的所述凹槽(7)的数量为六个或更多个。
6.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫体，其特征在于，所述泡沫体(1)中的凹槽(7)与所述泡沫弹簧(1)的高度方向(H)平行地延伸。
7.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫体，其特征在于，所述柔性泡沫条带(2)在其纵向方向(L)上由多于一个的子条带构成。
8.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫体，其特征在于，所述柔性泡沫条带(2)在其横向方向(b)上由多于一个的子条带构成。
9.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫体，其特征在于，所述柔性泡沫条带(2)在其高度方向(h)上由多于一个的子条带构成。
10.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫体(1)作为床垫或枕头中的泡沫弹簧的使用。
11.一种制造圆柱泡沫体(1)的方法，其特征在于，其按顺序包括以下步骤：
A：柔性泡沫条带(2)设置有不桥接所述条带(2)的顶表面(11)和底表面(12)之间的距离的切口(5)、凹槽(13)或波状图案，
B：弯曲所述条带(2)，并且将所述条带(2)的两个端部(3)连接在一起以固定圆化的位置，其中，所述条带(2)弯曲所围绕的轴线与所述切口(5)、凹槽(13)或波状图案完全或基本上平行地延伸。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，其是生产根据权利要求1至9中任一项所述的泡沫体(1)的方法。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，紧接着步骤B之后，弯曲的条带(2)具有大于所述泡沫体(1)的所需高度(H)的长度(L)，其中，在步骤B之后，从弯曲的柔性泡沫条带切割具有所需高度(H)的所述泡沫体(1)。
14.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，在步骤B之前，所述柔性泡沫条带(2)具有对应于所述泡沫体(1)的所需高度(H)的长度(L)，其中，所述切口或凹槽在所述条带(2)的整个长度(L)上延伸，或者其中，所述波状图案在所述条带的整个表面(11)上延伸。
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