CN110730703A - 无胶袋装弹簧单元的自动装配 - Google Patents

Abstract

用于无胶袋装弹簧单元构造的方法和系统。成排的袋装弹簧模块可以自动装载到装配器上，该袋装弹簧模块包含两个以上围绕中心孔的袋装弹簧；袋装弹簧围绕的开口可以自动对准焊接指骨；探针/砧座焊接对可以插入不同排模块的模块中，围绕聚合物口袋织物闭合，并且启动以将成排的模块焊接在一起而无需胶；无需用户手动地将成排的模块装载到装配器上。

Description

无胶袋装弹簧单元的自动装配

交叉引用

本申请是于2017年1月17日提交的美国临时申请号62/446,845的非临时申请，并且要求其优先权，该美国临时申请通过引用并入本文。

背景技术

本申请涉及用于自动无胶构造袋装内部弹簧单元的方法、装置和系统，并且更具体地涉及自动装载、对准和焊接成排的袋装弹簧模块以构造无胶袋装内部弹簧缓冲单元。

注意，以下讨论的这些点可以反映从本公开的发明范围获得的后见之明，并且未必被承认是现有技术。

使用基布层(scrim sheet)将成排的袋装弹簧连接在一起通常引起蹦床似的效果，即在该单元的一部分中压缩弹簧拉动该单元的另一部分。

与通过对聚合物袋状织物的热焊接而达成的连接相比，袋装弹簧之间的胶连接通常为完成的袋装弹簧单元提供了“更脆”的感觉。

发明内容

本发明人已经发现了用于制造用于床垫和其他缓冲组装件中的无胶袋装弹簧缓冲单元的方法、装置和系统的新方式。

袋装弹簧模块包括两个以上袋装弹簧，这些袋装弹簧被焊接在一起以围绕并限定中心开口。缓冲单元使用多排线性连接的袋装弹簧模块来制造，优选地由在交替的成对袋装弹簧之间焊接在一起的多排袋装弹簧来制造。多排模块被装载到缓冲单元装配器上，并且模块开口与多排焊接指骨(类似于手指)对准。然后将焊接指骨插入模块开口中。然后将在不同排模块中的成对模块中插入的成对焊接指骨闭合在一起并启动以形成焊缝。

在优选实施例中，一种用于组装缓冲单元的方法包括以下步骤：使用多个定位杆将所述排模块的所述开口的主轴线与一排焊接指骨中的焊接指骨的主轴线自动对准，所述多个定位杆插入在一排线性连接的所述模块中的所述模块的成对的相邻模块之间；将所述焊接指骨插入对准的所述开口中，并且将另一排焊接指骨插入与所述排模块相邻并且平行的另一排模块的所述开口中；以及将所述排焊接指骨闭合在一起，并且启动所述焊接指骨中的一些焊接指骨，由此将所述多排模块焊接在一起。

在其他优选实施例中，一种用于组装缓冲单元的方法包括以下步骤：a)启动第一排焊接指骨和第二排焊接指骨，所述第一排焊接指骨和所述第二排焊接指骨分别插入第一排模块和另一排模块的所述开口中并且闭合在一起，以将所述第一排模块和另一排模块焊接在一起；b)将第二排模块装载成与所述第一排模块平行且相邻接触；c)在步骤b)之后，分开多排所述焊接指骨并且从所述第一排模块和另一排模块移除所述焊接指骨；d)移动所述第二排模块以使得所述第一排焊接指骨能够插入到所述第二排模块的所述开口中，并且移动所述第一排模块以使得所述第二排焊接指骨能够插入到所述第一排模块的所述开口中；以及e)将所述第一排焊接指骨插入到所述第二排模块的所述开口中，并且将所述第二排焊接指骨插入到所述第一排模块的所述开口中，并且启动所述焊接指骨以将所述第一排模块和第二排模块焊接在一起。

还公开并要求保护许多其他创造性方面。

附图说明

将参考附图来描述本公开的发明范围，这些附图示出了重要的示范性实施例并且通过引用而包含在本说明书中，其中：

图1示意性地示出了用于将成排的袋装弹簧模块彼此焊接的机器的示例。

图2示出了用于将成排的袋装弹簧模块彼此焊接的示范性过程。

图3A示意性地示出了组装缓冲单元的袋装弹簧缓冲单元装配器的示例。

图3B示意性地示出了组装缓冲单元的袋装弹簧缓冲单元装配器的示例。

图3C示意性地示出了组装缓冲单元的袋装弹簧缓冲单元装配器的示例。

图3D示意性地示出了组装缓冲单元的袋装弹簧缓冲单元装配器的特写视图的示例。

图4示意性地示出了用于将成排的袋装弹簧模块彼此焊接的机器的插入框架的示例。

图5示意性地示出了用于将成排的袋装弹簧模块彼此焊接的机器的上对准单元的示例。

图6示意性地示出了用于将成排的袋装弹簧模块彼此焊接的机器的密封头的示例。

图7示意性地示出了用于将成排的袋装弹簧模块彼此焊接的机器的框架和密封头的示例。

具体实施方式

将具体参考当前优选的实施例(作为示例而非限制)来描述本申请的众多创新教导。本申请概括地描述了本发明的范围，并且下面的陈述都不应被认为是对权利要求的一般性限制。

具体地，本发明人已经发现了如何构造一种自动缓冲单元装配器，该自动缓冲单元装配器可以自动地(无需操作员装载或对准袋装弹簧)制造袋装弹簧缓冲单元(总体上，袋装弹簧的矩形阵列)。然后可以用被覆材料填充缓冲单元，并用织物覆盖物包裹缓冲单元，以制造包含袋装弹簧的缓冲结构，例如床垫、沙发或垫子。

袋装弹簧包括在柔性，优选聚合物织物(典型地塑料)的袋中的弹簧。袋装弹簧模块包括焊接在一起以围绕并限定中心开口的两个以上袋装弹簧。缓冲单元是使用成排的线性连接的袋装弹簧模块来制造，优选地由在交替的多对袋装弹簧之间热焊接在一起的成排的袋装弹簧来制造。

装载和焊接过程的大致概要可以总结如下。参照图1，将成排的模块102在传送带110上从左向右(例如)装载到缓冲单元装配器100上。然后，使模块朝向前向排焊接指骨(welding phalange)122(类似于手指)向前移动(下文中定义)通过缓冲单元装配器100。优选地，缓冲单元包括前向排焊接指骨122和后向排焊接指骨122。通常，当当前正被装载的一排模块102到达前向排焊接指骨122下方时，一排模块102将已经存在于后向排焊接指骨122下方(先前焊接到当前正被制造的缓冲单元)。然后将前向排和后向排焊接指骨122插入到相应成排的模块102的中心开口120中。然后将在不同排模块中的成对模块中插入的成对焊接指骨122闭合在一起并启动以形成热焊缝。对于附加排的模块102可以重复该过程以形成完整的缓冲单元。

通过使用传送带将一排模块装载到该缓冲单元装配器上，并且在该传送带反向运行以分开这些模块(施加张力以将它们拉离彼此)并且扩展这些模块的中心开口时使用相继地插入在相邻成对模块之间的定位杆将该排模块间隔开并且对准，可以自动地定位该排模块以便于焊接。

本发明人还已发现，如果直到新装载的一排模块压靠着刚焊接的成排模块中的一排，焊接指骨才从先前焊接的一对成排的模块中分开和取出，则可以改善焊接强度和可靠性。这给予焊缝时间来冷却，并且在取出焊接指骨时将焊缝保持在一起。

具体的方向(例如，前、后、左和右)仅是示范性的，仅用于帮助理解示范性实施例，并且绝不旨在限制本公开的发明范围。

在各种实施例中，本公开的创新提供了至少以下优点中的一个或多个。然而，并非所有这些优点都是由本公开的每一个创新产生的，并且该优点列表并不限制所要求保护的各种发明范围。

·使用无胶的快速袋装弹簧单元组装件；

·袋装弹簧单元，以及包含袋装弹簧单元的缓冲组装件感觉更舒适和豪华；

·降低了无胶袋装弹簧单元组装件的劳动成本；

·减少了无胶袋装弹簧单元组装件的总成本；

·能够实现无胶袋装弹簧单元组装件的高生产量；

·成本有效地焊接整排袋装弹簧；

·成排的袋装弹簧之间的更强连接；

·减小了未系泊的(unmoored)袋的可能性；

·减小了松动弹簧的可能性；

·减小了袋装弹簧单元构造的环境影响；

·减小了缓冲组装件构造和维护的环境影响；

·成排的袋装弹簧可以在单个焊接事件中完全焊接在一起，具有可控的竖直焊接位置、范围、宽度和强度；

·减轻了袋装弹簧单元的重量；

·减轻了缓冲组装件的重量；

·每单位更低的缓冲组装件运输成本；

·增加的缓冲单元耐久性。

将给出一些示范性参数来展示这些参数与其他参数之间的关系。然而，本领域的普通技术人员将理解，这些值仅仅是示例说明性的，并且将根据对另外的设备代规模改变而修改，并且将被进一步修改以适应不同的材料或架构(若使用)。

本发明人已经发现了用于制造用于床垫和其他缓冲组装件中的无胶袋装弹簧缓冲单元的方法和系统的新方式。用于缓冲单元组装件的快速、有效、容易维护和完全自动化的方法和系统能够通过精确和自动化地装载和定位成排的袋装弹簧模块来实现和支撑。

“缓冲组装件”在本文被定义为包含袋装弹簧的任何缓冲结构，例如床垫、沙发或垫子。“缓冲单元”或“袋装弹簧单元”在本文中定义为用于制造缓冲组装件的袋装弹簧的组装件(例如，通过用被覆材料填充缓冲单元并用织物覆盖物包裹缓冲单元)。

在优选实施例中，通过使用由流过压靠着织物的加热元件的电流实现的焦耳加热来将柔性材料(通常为塑料，比如纺粘聚丙烯(通常为轻质材料，例如1.5盎司/平方码))层焊接在一起，从而无胶地形成口袋。通过在选定长度和宽度的织物上形成选定尺寸的口袋，可以产生成排的口袋，所述口袋具有选定长度并且尺寸适合于选定直径和长度的弹簧。

在优选实施例中，使用了均匀直径的弹簧。通过定制缠绕具有高度均匀形状和厚度的高拉伸强度线可以制造均匀直径的弹簧。

一些实施例使用或包括微螺旋(microcoil)弹簧，这些微螺旋弹簧是适合在包含到例如被覆材料中的袋装弹簧单元中使用的小弹簧。

弹簧被插入口袋中以形成袋装弹簧。弹簧可以通过口袋顶部的接缝水平定向地插入口袋中，然后被拍打直到它们竖直重新定向。通常，这产生袋装弹簧，在完成的缓冲组装件中，该袋装弹簧只能沿单一方向定向。例如，以这种方式制成的床通常称为“单面的”。

优选地，弹簧被竖直定向地插入穿过侧面上的接缝并且被允许膨胀以填充该口袋。中心接缝可以如美国专利号6,131,892中公开的那样形成，并且通过这种接缝的插入可以如美国专利号6,260,331中公开的那样进行，这两件美国专利都通过引用并入本文。

口袋可以被成形为短于未压缩的弹簧，从而使得袋装弹簧始终处于负载下(“预加负载的”)。这通常通过允许弹簧的弹簧常数保持更高、持续更长来增加弹簧的使用寿命。预加负载的弹簧通常被竖直压缩地插入，并且得以竖直膨胀以填充口袋。

可以如例如美国专利号6,131,892中所示和所述形成成排的袋装弹簧，其中袋装弹簧(例如，通过形成口袋的相同织物)连接到相邻的袋装弹簧。

成排的袋装弹簧可以被成形为成排的多袋“模块”102(包括线性连接的“袋装弹簧模块”106)。各个模块106包括焊接在一起以在中间留下中心开口120(孔)的多于两个(优选为四个)口袋。优选地，成排的模块102通过将两排袋装弹簧焊接在一起形成(例如，一排袋装弹簧对折)，在交替的成对袋装弹簧之间具有焊缝。例如，对于一排袋装弹簧中的连续袋装弹簧1-2-3-4，优选地在袋装弹簧1和2之间存在焊缝，在袋装弹簧2和3之间没有焊缝，并且在袋装弹簧3和4之间存在焊缝。一排模块102的端部优选地终止于焊缝，或者终止于与已经对折(抵靠其自身)的该排袋装弹簧对应的连续织物，将介于该折叠一侧上的成对袋装弹簧之间的织物焊接到介于该折叠另一侧上的成对袋装弹簧之间的织物，以产生该排模块102。

成排的模块102可以焊接在一起(例如，串联地)以形成袋装弹簧单元。成排的袋装弹簧模块102可以如在例如美国专利号6,347,423中示出和描述的那样组装，该美国专利通过引用并入本文。优选地，中心开口120彼此具有均匀的间隔。这可以通过例如模块106中的最近相邻(非对角(catty-corner))弹簧彼此具有均匀间隔并且一排模块102中的模块106彼此具有均匀间隔来实现。

水平相邻的多排袋装弹簧可以连接在一起以形成袋装弹簧缓冲单元。通常，袋装弹簧单元从上方看起来像(通常为矩形)袋装弹簧阵列。

完成的袋装弹簧单元中的弹簧典型地被压缩得非常扁平并且卷制成紧密圆柱体以便于运输。

胶可以用于如在本文公开的制造的缓冲组装件的层中，但优选地在使用热焊接组装的袋装弹簧缓冲单元层中不使用胶。

美国专利号9,221,670(其还公开了使用振动加热、感应加热或欧姆(焦耳)加热)公开了使用插入到模块106中心开口120中的探针和砧座将成排的袋装弹簧模块102焊接在一起，挤压它们之间的口袋织物，并且加热口袋织物以形成聚合物焊缝，该美国专利通过引用并入本文。美国专利号9,427,092公开了使用在探针中的通道中凹进的金属丝(构造用于焦耳加热)，砧座将口袋织物压入该探针中以便进行加热并焊接在一起，该美国专利通过引用并入本文。

如在本文使用的，“自动”优选地意指除了普通安装、初始启动活动和普通维护之外不需要人工干预的过程性能。(在一些实施例中，发生初始启动活动，其包括操作者或技工的人工干预，例如每天、每次轮班和/或每次开/关的装配器动力循环，或装配器调试或其它维护。)

如在本文使用的，缓冲单元装配器100的‘前部’是指缓冲单元装配器100的向其加载成排的模块102的一侧，而缓冲单元装配器100的‘后部’是指缓冲单元装配器100的从其移除完成的缓冲单元的一侧。

图1示意性地示出了袋装弹簧缓冲单元装配器100的示例。多排袋装弹簧模块102一次一排地装载到装配器100上。如图1所示，将一排模块102优选地沿着该排模块102的长轴线104从左到右装载，然后优选地从前到后移动以定位该排模块102用于焊接循环。

对于一排模块102中的各个模块106，进入装配器100的前两个模块108在本文被称为“前模块”108。

优选地，传送带110被用于将该排模块102装载到装配器100上，并且向右移动以便这样做。传送带110例如可以用于将刚完成的一排模块102从袋装弹簧模块装配器(未示出)传送到缓冲单元装配器100。

在到达缓冲单元装配器100之前，一排模块102优选地通过在传送带110的前侧和后侧上的固定屏障(例如，壁或轨道)而被固持在传送带110上。一旦该排模块102到达缓冲单元装配器100，优选地通过一侧上的引导壁112和另一侧上的定位杆114和插入框架116来防止该排模块102向后移动。定位杆114安装在插入框架116上并从插入框架116延伸(插入框架116在图4中示出并参照图4进一步描述)。引导壁112平行于并邻近传送带110，并且开始于竖直定向的位置。引导壁112铰接成平坦放置，即改变到水平定向的位置，以允许该排模块102向后移动以定位用于焊接循环。

定位杆114优选地在其末端上具有多个滚轮以促使该排模块102进入缓冲单元装配器100上。

优选地，存在止挡件140，该止挡件被安装在缓冲单元装配器100上以将该排模块102停止在固定且已知的位置中。止挡件140可以是例如最右侧的定位杆114(如图所示)，或与该排模块102进入缓冲单元装配器100所沿着的轴线正交的板、壁或水平或竖直杆。优选地，止挡件140位于缓冲单元装配器100的右侧，与该排模块102进入的位置相对，并且止挡件140被定位成使该排模块102停止就位以便从插入框架116延伸的第一定位杆118可以直接插入介于前模块108之间的凹陷中(关于图3A进一步描述)。如图所示，当止挡件140是最右侧的定位杆114时，第一定位杆118是从右侧起的第二定位杆114。

一旦该第一定位杆118被插入到介于前模块108之间的间隙中，该传送带110逆转其移动方向以便将张力施加到该排模块102。也就是说，传送带110向右移动以将该排模块102装载到装配器100上；并且传送带110向左移动以向该排模块102施加张力。第一定位杆118足够大，以便其将第一模块106保持就位以进入装配器100。因此，逆转的传送带110向该排模块102(特别是进入装配机100的第二和后续的模块106)施加张力、拉伸该排模块102并增加模块106的中心开口120的孔尺寸。

一旦传送带110已经拉伸了该排模块102，其余的定位杆114就延伸到介于该排模块102中的其他对模块106之间的间隙中(如在图3B中示出并且参考图3B进一步描述的)。因此，该排模块102中的模块106保持就位(相对于彼此和相对于该排模块102的长轴线104的方向)而具有扩大的中心开口120。优选地，其余的定位杆114从插入框架116连续延伸，以在定位杆114正在延伸的同时保持对该排模块102的张力。也就是说，定位杆114延伸优选地延续，在第一定位杆118左侧紧接(邻近)的定位杆114，以及依次邻近的定位杆114(向左)依次延伸。定位杆114优选地具有与焊接指骨122相同的间距，并且定位成以便当模块106的中心开口120通过定位杆114而保持在相对位置时，中心开口120位于由匹配的成对焊接指骨122(靠近在一起以进行焊接的成对焊接指骨122)限定的平面上。

拉伸该排模块102并且将它们固定在相对位置有助于将该排模块102定位成与焊接指骨122水平对准。扩大模块106的中心开口120在焊接指骨122随后与模块106的中心开口120竖直对准以及将焊接指骨122插入模块106的中心开口120中方面提供更大的公差。扩大的中心开口120使得焊接指骨122更可能会精确地插入中心开口120中并且不会撕裂模块106弹簧口袋织物。

插入框架116被安装在机动导轨124(或其他运输系统)上，这些机动导轨本身被安装在缓冲单元装配器100的框架126上。机动导轨使插入框架116朝向和远离焊接指骨122移动，即分别向后和向前移动。优选地，插入框架116跨越缓冲单元装配器100的宽度(左右)。

一旦定位杆114延伸到介于该排模块102中的模块106之间的凹陷中，引导壁112就处于平坦，即水平，优选地与缓冲单元装配器100的表面平面128齐平。这使得该排模块102能够朝向焊接指骨122移动。

插入框架116(即，例如，插入框架116的面向模块的一侧、安装在插入框架116上的定位杆114，或两者)将该排模块102推向焊接指骨122。在该行进过程中，该排模块102被推动在上引导楔130和下引导楔132之间(上引导楔130和下引导楔132优选地从缓冲单元装配器100的后向端向前向端，以及朝向面向模块的表面或边缘逐渐变细)，其按压在模块106内的相邻袋装弹簧之间，既有助于保持模块106的相对位置，也有助于扩大中心开口120。

该排模块102还被推动到压缩板134下方。表面平面128和压缩板134之间的空间小于该排模块102的未经压缩的高度。于是，当插入框架116将该排模块102推动在压缩板134下方时，压缩板134压缩该排模块102(包括其中的弹簧)。压缩板134优选地具有唇缘，该唇缘在向后方向上倾斜更靠近表面平面128，以使得该排模块102被逐渐压缩，并且防止压缩板134的边缘卡在(并且可能撕裂)口袋织物上。这有助于防止模块106在该排模块102内的相对移动，并且通常防止该排模块102不是由插入框架116的移动引起的移动。

缓冲单元装配器100优选地具有两排焊接指骨122，优选地包括一排探针和一排砧座。焊接指骨122具有插入轴线，即它们进入模块106的中心开口120(或者当焊接指骨122以其他方式被降低时)的路径。焊接指骨122(例如，单个探针或砧座)的插入轴线优选地与焊接指骨122的长轴线相同(或可被认为是该长轴线的线性延伸)。

并非所有的焊接指骨122都需要在焊接循环过程中使用。例如，焊接指骨122可以被配置成使得一些焊接指骨122不被启动以导致形成焊接。而且，一排模块102中的模块106可以少于成排的焊接指骨122中的焊接指骨122。

插入框架116继续将该排模块102推动在压缩板134下方，直到该排模块102接触下一排最新近装载的模块102。

在这点上，如果两排或更多排的模块102先前已经被装载用于构造当前正在制造的缓冲单元，则在两排焊接指骨122下方存在多排的模块102，并且成对的焊接指骨122(例如成对的探针和砧座)闭合在一起，将被热焊接的织物层保持在一起，以便当分开成对的焊接指骨122时，焊缝可以冷却和凝固并且不会拉开。

一旦该排模块102接触下一排最新近装载的模块102，这些成对的焊接指骨122分开并且被提升离开这些中心开口120。然后，插入框架116将该排模块102推动在前向排焊接指骨122下方，以使得该排模块102的中心开口120的长轴线与前向排焊接指骨122的长轴线(插入轴线)对准(如图3C所示并参照图3C进一步描述)。这使得该排模块102推动下一排最新近装载的模块102，以使得下一排最新近装载的模块102的中心开口120的长轴线与后向排焊接指骨122的长轴线(插入轴线)对准。

一旦最新近和下一排最新近装载的模块102因此被对准，则焊接指骨122被插入(降低)到该排模块102中的中心开口120中。焊接指骨122延伸穿过压缩板134中的孔136以插入到模块106的中心开口120中(如在图3D中示出并参考图3D进一步描述)。

然后将这些对焊接指骨122(例如，探针和砧座，优选地包括与一排砧座配对的一排探针)闭合在一起，并且将焊接脉冲施加到这些焊接指骨122上(例如，将电流施加到这些探针上)以便将在这些对焊接指骨122之间按压的口袋织物充分加热以使热焊缝得以形成。优选地，焊接指骨122保持在一起，直到焊缝充分冷却(和凝固)，从而当成对的焊接指骨122分离(打开)时焊缝不会断裂；并且直到新的一排模块102与已焊接的成排的模块102接触，这防止该排模块102因分开焊接指骨122而被拉开。

可以在缓冲单元中对第一排模块102执行相同的过程，但是可以省略焊接循环(例如，如果它在完成的缓冲单元之后)。

重复该过程能够自动制造完整的缓冲单元。

缓冲单元装配器100优选地包括出口台138(例如，大得足以支撑完成的缓冲单元)，该出口台138在已焊接的这些成排的模块102被由插入框架116推进的相继装载的成排模块102相继地推回时支撑这些成排的模块102。

优选地，压缩板134可以使用曲柄402来升高或降低以容纳不同尺寸的弹簧(不同的弹簧长度)。这使得压缩板134对于各种弹簧尺寸都能够对在成排模块102内的模块106保持足够的力，以防止所述模块106相对于彼此和相对于焊接指骨122移动。

图2示出了用于将多排袋装弹簧模块彼此焊接的示例性方法。如图2所示，装载和焊接循环包括将单排模块102装载到缓冲单元装配器100上，然后焊接到一排或多排先前装载的(并且，在缓冲单元中的先前焊接的前两排模块102之后)模块102上，开始于在步骤202中将一排模块102在传送带110上装载到缓冲单元装配器100上。然后在步骤204中，使第一定位杆118从插入框架116延伸到介于前模块108之间的空间中。然后在步骤206中通过逆转传送带110的方向将张力施加到模块106，从而将该排模块102中的模块106分开并扩大它们的中心开口120。当传送带110反向(向左)运行时，在步骤208中，剩余的定位杆114从插入框架116延伸到介于该排模块102中的其它成对的相邻模块106之间的凹陷中。

然后在步骤210中(通过插入框架116)将该排模块102推动在上引导楔130与下引导楔132之间并且在压缩板134下方(以便该排模块102被压缩板134压缩)，直到该排模块102接触下一排最新近装载的模块102。当在步骤212中将焊接指骨122分开并提升出刚焊接的成排模块102中的中心开口120时，这种接触有助于将刚形成的焊缝保持在一起。然后在步骤214中，(通过插入框架116)推动该排模块102，以使得该排模块102的中心开口120的长轴线与前向排焊接指骨122的长轴线对准。这还导致下一排最新近装载的模块102的中心开口120的长轴线与后向排焊接指骨122的长轴线对准。

然后在步骤216中将成排的焊接指骨122插入到当前对准的成排的模块102的中心开口120中并且闭合在一起(在优选实施例中，这致使砧座将来自两排当前对准的模块102中的模块106的织物按压到探针的通道中)，在步骤218中，将焊接脉冲施加到焊接指骨122(例如，在优选实施例中，将电流施加到探针通道中的金属丝，以使得金属丝加热邻近(压入通道中)的袋状织物以形成焊缝)。

如果在步骤214(或在一些实施例中，步骤212)之后，这些先前焊接的成排的模块102包括完成的缓冲单元(步骤220)，则在步骤222中将该完成的缓冲单元从该缓冲单元装配器100移除，并且该过程返回到步骤202(跳过步骤216和218-即，焊接循环-相对于刚刚装载的成排模块102，其现在单独在缓冲单元装配器100上)。

在一些实施例中，移除完成的缓冲单元(步骤222)是在第二排模块102经受装载和焊接过程例如经过步骤214之后执行的。这可能是有利的，例如，允许将完成的缓冲单元从压缩板134下方推出和/或从上引导楔130与下引导楔132之间推出。

图3A示意性地示出了组装缓冲单元的袋装弹簧缓冲单元装配器100的示例。如图3A所示，一排模块102已经进入装配器100在传送带110上，并且已经被从插入框架116延伸的止挡件140挡住。

图3B示意性地示出了组装缓冲单元的袋装弹簧缓冲单元装配器100的示例。如图3B所示，在图3A之后，在第一定位杆118延伸在前模块108之间而将最右侧的模块保持在适当位置之后，传送带110逆转以拉伸该排模块102，并且其余定位杆118相继地延伸以将模块106保持在相对位置并且将中心开口120与焊接指骨122对准。

图3C示意性地示出了组装缓冲单元的袋装弹簧缓冲单元装配器100的示例。在图3C中，使压缩板134不可见以揭示该排模块102的进展，且仅展示最新近插入的一排模块102。如图3C所示，在图3B之后，在引导壁112放平之后，插入框架116将该排模块102推动在上引导楔130和下引导楔132之间并且在压缩板134下方，以使得该排模块102的中心开口120与一排焊接指骨122竖直对准。

图3D示意性地示出了组装缓冲单元的袋装弹簧缓冲单元装配器100的特写视图的示例。如图3D所示，在图3C之后，焊接指骨122插入到该排模块102和先前插入的一排模块102的中心开口120中。随后，焊接指骨122将闭合以将多排模块102焊接在一起。

图4示意性地示出了插入框架116的示例。插入框架优选地包括：一排可延伸(例如，使用液压致动器)定位杆114；第一定位杆118，其要被插入到介于成排模块的前模块106之间的空间中；以及机动导轨124以便于朝向焊接指骨122(向后)移动插入框架和安装在其上的定位杆114。

图5示意性地示出了来自缓冲单元装配器100的上对准单元500的示例。上对准单元500包括上引导楔130，上引导楔130被塑形和定位成有助于引导袋装弹簧包围的模块106的中心开口120的主轴线(在所示的实施例中通常为竖直轴线)与一排焊接指骨122中的焊接指骨122对准，以使得焊接指骨122能够插入(优选地使用线性竖直移动)到中心开口120中。焊接指骨122穿过压缩板134中的孔136插入。压缩板134压缩模块106中的弹簧，并利用所产生的摩擦将模块106相对于相同排模块102中的其它模块106以及相对于焊接指骨122保持在相对位置。压缩板134可以使用手柄502来升高或降低以适应不同尺寸的弹簧。

图6示意性地示出了用于将多排袋装弹簧模块102彼此焊接在一起的密封头600的示例。焊接指骨122优选地被组织成双排探针/砧座对，该双排探针/砧座对被配置成使用导轨(或其他动力)系统插入模块开口120中，焊接指骨122附接至该导轨(或其他动力)系统。成对的焊接指骨122被配置成当焊接脉冲通过焊接指骨122中的一个或两个时与其间的袋状织物按压在一起，并使聚合物焊缝得以形成(引起例如声学、感应或欧姆/焦耳加热)。焊接指骨122安装在电源上，优选为可被移除的模块化电源，以便于容易、快速、便宜的维护。

图7示意性地示出了缓冲单元装配器100的框架和密封头的示例。传送带110用于将多排模块102装载到缓冲单元装配器上。当定位杆114延伸到介于模块106之间的空间中时，引导壁112将一排模块102保持就位，并且当该排模块102朝向焊接指骨122移动时，引导壁112平放。下引导楔132帮助引导一排模块102与一排焊接指骨122对准，并且可用于防止在插入和使用焊接指骨122焊接期间模块102的相对移动。出口台138用于在多排模块102已有两排模块102焊接到其上之后支撑多排模块102(并且通常用于支撑已经完成装载和焊接过程的缓冲单元的部分)。

修改和变型

如本领域技术人员将认识到的，在本申请中描述的创新构思可以在巨大的应用范围内修改和变化，并且因此本专利主题的范围不限于所给出的任何具体示范性教导。旨在涵盖落入所附权利要求书的精神和宽范围内的所有这些替换、修改和变型。

在一些实施例中，成排的模块以不同于从左到右的方向装载到装配器上。在一些实施例中，一排模块通过装配器的移动定向成非水平的。

在一些实施例中，使用不同于传送带的运输(例如，夹持臂、推动臂或拉动臂、重力进给，或插入模块开口中并且沿着导轨移动的多个栓钉中的一个或多个)来将成排的模块装载到装配器上。在一些实施例中，夹持臂、插入中心开口中的一个或多个栓钉，或向一排模块施加张力的其他装置用于使模块开口与焊接指骨对准(拉伸该排模块并扩大中心开口)和/或准备该排模块以便插入定位杆。工业机器的机械工程领域的普通技术人员将理解，可以使用其它传送和施加张力的装置来装载和拉伸一排模块(例如，以能够适当地放置定位杆)。

在一些实施例中，压缩板平行于缓冲单元装配器的表面平面。在一些实施例中，当压缩板接近焊接指骨时，压缩板变得更靠近表面平面。在一些实施例中，压缩板继续通过一个或两个焊接指骨更靠近表面平面。

在一些实施例中，一对焊接指骨中的两个都移动以将该对焊接指骨闭合在一起。在一些实施例中，一对焊接指骨中仅有一个移动以将该对焊接指骨闭合在一起。

在一些实施例中，在这些焊接指骨分开之后分开的焊缝可以例如使用手持式聚合物焊接工具，或便携式或单独安装的一对焊接指骨来修复。

在一些实施例中，成对焊接在一起的多排模块可以在焊接循环之前和/或之中和/或之后被夹紧在一起，以便给予焊缝额外的时间来冷却和凝固。

在一些实施例中，一旦引导壁平放，该引导壁就保持平放直到插入框架返回到其初始位置。

在一些实施例中，第一定位杆延伸到介于不在该排模块的一端处的一对相邻模块之间的空间中，并且在两个方向上(同时或相继地)施加张力以将该排模块拉伸就位以便于插入其余定位杆。

在一些实施例中，上引导楔突出穿过该压缩板并且一旦该排模块被该压缩板压缩就继续协助定位该排模块。

在一些实施例中，可以调节由缓冲单元装配器支撑的线圈直径和/或模块尺寸。

在一些实施例中，相邻上引导楔之间的距离是可调节的。在一些实施例中，相邻下引导楔或保持凸起之间的距离是可调节的。

在一些实施例中，一排模块被装载到预定停止点，以使得该排模块中的第一装载模块与下一装载模块之间的间隙与第一定位杆对准。在一些实施例中，可以例如针对不同尺寸的模块和/或针对模块之间的不同间隔来调整预定停止点。

在一些实施例中，通过以下中的一个或多个来使一排模块暂停在预定停止点处：使用定时、感测该排模块的位置(例如，使用压力、光学传感器，或因该排模块通过而触动的开关)、传送带(或其他运输)上的结构，例如，在弹簧中心处接触或插入口袋织物的中心开口或凹陷中的定位器插脚(locator prong)或凸起，或使用定位杆和传送带上的压力传感器。工业机器的机械工程领域的普通技术人员将理解，可以使用其它定位方法。

在一些实施例中，可以调整相邻定位杆之间的间距。在一些实施例中，可以调节一排焊接指骨中的相邻焊接指骨之间的间距。

尽管以上描述的实施例使用了压缩板，但是工业机器的机械工程领域的普通技术人员将理解，可以使用其他形状(例如，与这些模块的移动轴线平行的网格或指状物)来向成排的模块施加摩擦和/或压力，以便在装载和焊接过程中维持模块的相对间隔。

在一些实施例中，一排模块中的最后装载的模块(例如，通过定位杆)被固持在位；传送带向前移动(在与将该排模块装载到缓冲单元装配器上的方向相同的方向上)以向该排模块施加张力；并且剩余的定位杆以与它们进入缓冲单元装配器的顺序相反的顺序插入在成对的相邻模块之间。

在一些实施例中，定位杆基本上同时插入模块之间，并且然后移动分开以定位模块。

制造机械的机械工程领域的普通技术人员将理解，可以使用定位杆和传送带的其他排布和组合来保持、推动、拉伸以及向模块施加张力从而将(在一排模块中)模块的开口移动成与一排探针和/或砧座(焊接指骨)的构件的对应轴线对准，或使它们能够移动(例如，由推进器板推动)成与一排探针和/或砧座的构件的对应轴线对准。

在一些实施例中，可以使用机动滚动杆来代替传送带。

在一些实施例中，多排模块搁置在其上的台可以被配置成提升以致使焊接指骨插入中心开口中。

在一些实施例中，定位杆被插入介于一排模块中的相邻每对模块之间。在一些实施例中，定位杆插入在一排模块中的多对但不是所有的相邻对模块之间。

在一些实施例中，使用超声振动来引起口袋织物的焊接。在一些实施例中，感应加热可用于提供对由探针和砧座保持在一起的两层柔性材料的局部点加热，并因此在压力下提供焊接。在一些实施例中，探针和砧座可用作简单欧姆加热的导体。在一些实施例中，探针和砧座之间已经夹紧两层柔性材料的位置可以被分析为金属-绝缘体-金属(MIM)电容器，并且可以执行表面改性以在探针和/或砧座的接触区域处产生局部欧姆加热。

根据一些但不一定是所有实施例，提供了：一种用于组装缓冲单元的方法，该方法包括以下步骤：其中各个袋装弹簧模块包括多于两个袋装弹簧，这些袋装弹簧一起围绕开口，a)使用多个定位杆自动地将所述排模块的所述开口的主轴线与一排焊接指骨中的焊接指骨的主轴线对准，所述多个定位杆插入在一排线性连接的所述模块中的所述模块中的成对的相邻模块之间；b)将所述焊接指骨插入所述对准的开口中，并且将另一排焊接指骨插入与所述排模块相邻并且平行的另一排模块的所述开口中；以及c)将所述排焊接指骨闭合在一起，并且启动所述焊接指骨中的一些焊接指骨，由此将所述排模块焊接在一起。

根据一些但不一定是所有实施例，提供了：一种用于组装缓冲单元的方法，该方法包括以下步骤：其中各个袋装弹簧模块包括多于两个袋装弹簧，这些袋装弹簧一起围绕开口，a)将第一定位杆插入在一排线性连接的所述模块中的所述模块中的一对相邻模块之间；b)向所述排模块施加张力，并且在所述排模块中的所述模块中的其他多对相邻模块之间插入定位杆；c)移动所述排模块，而不从所述相邻对模块之间移除所述定位杆，以使所述开口的主轴线与一排焊接指骨的焊接指骨的主轴线对准；d)将所述排焊接指骨插入所述对准的开口中，并且将另一排焊接指骨插入与所述排模块相邻并且平行的另一排模块的所述开口中；以及e)将所述排焊接指骨移动在一起并且向所述焊接指骨中的一些焊接指骨施加焊接脉冲，由此将所述排模块焊接在一起；以及f)重复步骤a)至e)以形成完成的缓冲单元。

根据一些但不一定是所有实施例，提供了：一种用于组装缓冲单元的方法，该方法包括以下步骤：其中各个袋装弹簧模块包括多于两个袋装弹簧，这些袋装弹簧一起围绕并限定开口，a)启动第一排焊接指骨和第二排焊接指骨，这些焊接指骨分别插入在第一排模块和另一排模块中的所述开口中并且闭合在一起，将所述第一排模块和另一排模块焊接在一起；b)将第二排模块装载成与所述第一排模块平行且相邻接触；c)在步骤b)之后，分开所述排焊接指骨并且从所述第一排模块和另一排模块移除所述焊接指骨；d)移动所述第二排模块以使得所述第一排焊接指骨能够插入到所述第二排模块的所述开口中，并且移动所述第一排模块以使得所述第二排焊接指骨能够插入到所述第一排模块的所述开口中；以及e)将所述第一排焊接指骨插入到所述第二排模块的所述开口中，并且将所述第二排焊接指骨插入到所述第一排模块的所述开口中，并且启动所述焊接指骨以将所述第一排模块和第二排模块焊接在一起。

根据一些但不一定是所有实施例，提供了：一种缓冲单元装配器，包括：其中各个袋装弹簧模块包括多于两个袋装弹簧，这些袋装弹簧一起围绕并且限定开口；模块传送器，该模块传送器被配置成将一排线性连接的所述模块装载到该装配器上并且在一个或多个所述模块被固定在位的情况下向所述排模块施加张力；插入框架，其上安装有多个定位杆，所述定位杆被配置成延伸到介于相邻对模块之间的空间中，所述插入框架被配置成将所述排模块移动到位以便于焊接指骨插入到所述排模块的所述开口中；至少两排所述焊接指骨被配置成插入相应多排模块的所述开口中，相邻成对的所述排焊接指骨被配置成插入所述开口中，以闭合在一起，并且当如此插入和闭合时，被启动以将所述相应多排模块焊接在一起。

有助于展示变体和实现方式的另外的一般背景可以在以下公开文件中找到，所有这些公开文件通过引用并入本文：美国专利号4,401,501；美国专利号6,131,892；美国专利号6,260,331；美国专利号6,347,423；美国专利号9,221,670；和美国专利号9,427,092。

本申请中的描述都不应被理解为暗示任何特定元件、步骤或功能是必须包括在权利要求范围中的必要要素：本专利主题的范围仅由授权的权利要求限定。此外，这些权利要求绝非意在援引35USC§112的第六段，除非确切的词语“用于…的装置”后面跟着分词。

所提交的权利要求旨在尽可能全面，并且无意舍弃、捐献或放弃任何主题。

Claims (27)

1.一种用于组装缓冲单元的方法，包含以下步骤：

其中各个袋装弹簧模块包含多于两个一起围绕开口的袋装弹簧，

a)使用多个定位杆自动地将所述排模块的所述开口的主轴线与一排焊接指骨中的焊接指骨的主轴线对准，所述多个定位杆插入在一排线性连接的所述模块中的所述模块中的成对的相邻模块之间；b)将所述焊接指骨插入所述对准的开口中，并且将另一排焊接指骨插入与所述排模块相邻并且平行的另一排模块的所述开口中；以及c)将所述排焊接指骨闭合在一起，并且启动所述焊接指骨中的一些焊接指骨，由此将所述排模块焊接在一起。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包含d)分开所述焊接指骨并且将它们从所述排模块移除；以及e)使所述开口的所述主轴线与所述另一排焊接指骨中的焊接指骨的主轴线自动对准。

3.如权利要求2所述的方法，进一步包含重复步骤a)至e)以形成完成的缓冲单元。

4.如权利要求3所述的方法，其中仅对于所述缓冲单元中的第一排模块，跳过步骤b)和c)。

5.如权利要求3所述的方法，其中执行步骤a)直接导致执行步骤e)。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述焊接指骨包括探针对和砧座对，所述对中的每一对的一个构件在所述排焊接指骨中的每一排中。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述另一排焊接指骨平行于并且靠近所述排焊接指骨。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述排焊接指骨使用焦耳加热、感应加热和振动加热中的至少一种引起所述焊接。

9.一种用于组装缓冲单元的方法，包括以下步骤：其中各个袋装弹簧模块包括一起围绕开口的多于两个袋装弹簧，

a)将第一定位杆插入在一排线性连接的所述模块中的所述模块中的一对相邻模块之间；

b)向所述排模块施加张力，并且在所述排模块中的所述模块中的其他多对相邻模块之间插入定位杆；

c)移动所述排模块，而不从所述相邻对模块之间移除所述定位杆，以使所述开口的主轴线与一排焊接指骨的焊接指骨的主轴线对准；

d)将所述排焊接指骨插入对准的所述开口中，并且将另一排焊接指骨插入与所述排模块相邻并且平行的另一排模块的所述开口中；以及

e)将所述排焊接指骨移动在一起并且向所述焊接指骨中的一些焊接指骨施加焊接脉冲，由此将所述排模块焊接在一起；以及

f)重复步骤a)至e)，以形成完成的缓冲单元。

10.如权利要求9所述的方法，其中在步骤c)期间，将所述排模块移动在平行于所述移动方向定向的引导楔下方，所述引导楔中的一些引导楔的边缘由所述排模块中的模块的相邻对弹簧之间的所述移动推动，并防止所述模块的横向移动。

11.如权利要求9所述的方法，其中在步骤c)期间，所述移动使得所述排模块被推到压缩板之下并被压缩板压缩，并且其中所述压缩板防止所述排模块在步骤c)和d)期间横向移动。

12.如权利要求9所述的方法，在步骤e)与f)之间进一步包含：分开所述焊接指骨并且将它们从所述排模块移除；以及移动所述排模块，以使所述开口的所述主轴线与所述另一排焊接指骨中的焊接指骨的主轴线对准。

13.如权利要求9所述的方法，其中仅对于所述缓冲单元中的第一排模块，跳过步骤d)和e)。

14.如权利要求9所述的方法，其中所述排焊接指骨使用焦耳加热、感应加热和振动加热中的至少一种引起所述焊接。

15.一种用于组装缓冲单元的方法，包括以下步骤：其中各个袋装弹簧模块包括多于两个袋装弹簧，所述袋装弹簧一起围绕并限定开口，

a)启动第一排焊接指骨和第二排焊接指骨，所述焊接指骨分别插入在第一排模块和另一排模块中的所述开口中并且闭合在一起，以将所述第一排模块和另一排模块焊接在一起；

b)将第二排模块装载成与所述第一排模块平行且相邻接触；

c)在步骤b)之后，分开所述排焊接指骨并且从所述第一排模块和另一排模块移除所述焊接指骨；

d)移动所述第二排模块以使得所述第一排焊接指骨能够插入到所述第二排模块中的所述开口中，并且移动所述第一排模块以使得所述第二排焊接指骨能够插入到所述第一排模块中的所述开口中；以及

e)将所述第一排焊接指骨插入到所述第二排模块中的所述开口中，并且将所述第二排焊接指骨插入到所述第一排模块的所述开口中，并且启动所述焊接指骨以将所述第一排模块和第二排模块焊接在一起。

16.如权利要求15所述的方法，进一步包含重复步骤a)至e)以形成完成的缓冲单元。

17.如权利要求15所述的方法，其中仅对于所述缓冲单元中的初始两排模块，跳过步骤a)和c)。

18.如权利要求15所述的方法，其中所述焊接指骨包含探针和砧座对，所述对中的每一对的一个构件在所述排焊接指骨中的每一排中。

19.如权利要求15所述的方法，其中所述另一排焊接指骨平行并靠近所述排焊接指骨。

20.如权利要求15所述的方法，其中所述排焊接指骨使用焦耳加热、感应加热和振动加热中的至少一种引起所述焊接。

21.一种缓冲单元装配器，包含：

其中各个袋装弹簧模块包括多于两个袋装弹簧，所述袋装弹簧一起围绕并且限定开口，

模块传送器，所述模块传送器被配置成将一排线性连接的所述模块装载到所述装配器上并且在一个或多个所述模块被固定在位的情况下向所述排模块施加张力；

插入框架，其上安装有多个定位杆，所述定位杆被配置成延伸到介于相邻对模块之间的空间中，所述插入框架被配置成将所述排模块移动到位以便焊接指骨插入到所述排模块的所述开口中；

至少两排所述焊接指骨被配置成插入相应多排模块的所述开口中，相邻成对的所述排焊接指骨被配置成插入所述开口中，以闭合在一起，并且当如此插入和闭合时，被启动以将所述相应多排模块焊接在一起。

22.如权利要求21所述的缓冲单元装配器，进一步包含止挡件，所述止挡件被定位成使一排模块的行进停止在位，所述行进是由所述传送器所致，从而一个或多个所述定位杆可以立即延伸到所述空间中。

23.如权利要求21所述的缓冲单元装配器，其中相邻的所述定位杆具有与相邻的所述焊接指骨相同的间隔。

24.如权利要求21所述的缓冲单元装配器，所述传送器和所述定位杆被配置成以便，当第一定位杆延伸到所述空间中的一个对应空间中时，所述传送器启动以向所述排模块施加张力，并且所述定位杆中的其他定位杆延伸到所述空间中的其他对应空间中。

25.如权利要求21所述的缓冲单元装配器，其中所述传送器是传送带。

26.如权利要求21所述的缓冲单元装配器，其中所述焊接指骨包括探针和砧座，所述探针具有其中设置有金属丝的通道，所述砧座配置成将模块的袋状织物压入所述通道中。

27.如权利要求21所述的缓冲单元装配器，其中所述焊接指骨被配置成使用焦耳加热、感应加热或振动加热将所述模块焊接在一起。

Images