CN1863617A - 制造螺旋弹簧的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的系统及方法包括一种供应多股金属丝(213)至螺旋弹簧卷制机(212)的进料机构。螺旋弹簧卷制机(212)从金属丝的卷筒(211)接收金属丝(213)并将此金属丝(213)成形为螺旋弹簧(214)。为给螺旋弹簧卷制机(212)进料，所述系统包括金属丝架，该金属丝架沿进料方向供应金属丝(213)至螺旋弹簧卷制机(212)。所述金属丝架被支撑以绕可与进料方向对齐的轴线(219)旋转。因而，在金属丝的卷筒(211)绕其中心轴线(216)旋转时，卷筒(211)也绕第二轴线(219)旋转，该轴线一般与卷筒轴线(216)正交。这样就可以理解，螺旋弹簧卷制机(212)能将金属丝(213)拉离卷筒(211)而不造成扭曲，这种扭曲可使多股金属丝(213)分开或断裂。

Description

制造螺旋弹簧的方法
技术领域
本发明所述系统及方法涉及螺旋弹簧制造。
背景技术
今天，床垫一般由覆盖有一层填料及装饰物的弹簧内芯构成。所述床垫的质量取决于或至少部分取决于所述弹簧内芯的质量。所述弹簧内芯一般是多个弹簧，其中每个弹簧均由钢制成并有足够的弹性以使所述弹簧内芯能共同支撑若干使用者在所述床垫上舒适地休息。所述内弹簧的质量根据若干因素有所不同，所述若干因素包括所述弹簧内芯的设计，如开式螺旋或Marshall螺旋，所述弹簧内芯内采用的螺旋的数量，用在所述弹簧内芯内弹簧的质量，及若干其它因素。
由于床垫的质量部分取决于用在所述芯部的弹簧的质量，设计人员致力于开发改进的弹簧，以使其更能提供支撑和舒适性。设计人员最近开发出一种包括多个多股螺旋的弹簧内芯，这些多股弹簧制作在一起组成弹簧内芯。
这些新型弹簧内芯确保提供了更舒适耐用的床垫。然而，现有的螺旋卷制机器不能用于制造这些螺旋。相应地，需要新型的系统来制造可用于床垫的弹簧内芯内的多股螺旋。
发明内容
在此所述的系统及方法包括用于制造螺旋的系统及制造此类螺旋的技术。
更具体地，在此所述的系统及方法包括为制造一个或多个螺旋弹簧而将多股金属丝供给至卷簧机(coil winder)的机器。在一个实施例中，这些系统包括将所述金属丝成形为螺旋弹簧的螺旋弹簧卷制机(coil-spring winder)。所述螺旋弹簧一般具有多个螺旋并有弹性。所述金属丝一般是钢，但可以是其它任何合适的材料，或多种材料的合成。所述螺旋弹簧卷制机从金属丝架接收金属丝，并将所述金属丝成形为螺旋弹簧。所述金属丝架可包括卷筒或转筒，以便围绕所述卷轴或卷筒放置供料的金属丝。
一般地，但不总是，所述螺旋弹簧卷制机切割所述螺旋弹簧至所需长度，从而将金属丝拉离卷筒而形成多个所述类型的螺旋弹簧，此类弹簧可用于床垫、家具、轿车座椅、工业机器或任何其它适当的应用。为给所述螺旋弹簧卷制机进料，在此所述的系统和方法包括金属丝架，其沿进料方向供应所述金属丝至所述螺旋弹簧卷制机。所述金属丝架被支撑以绕某一轴线旋转，该轴线一般与所述进料方向对齐。这种情况中，所述金属丝架的旋转可与所述螺旋弹簧的螺旋的形成同步。
因而，在一个实施例中，金属丝的卷筒被安装在金属丝架上，所述金属丝架能绕某一轴线旋转，该轴线基本与被供给到所述卷簧机的所述金属丝的进料方向对齐。因而，在金属丝卷筒绕其中心轴线旋转的同时，所述卷筒也绕第二轴线旋转，该轴线一般与所述卷筒轴线正交。这样就可以理解所述螺旋弹簧卷制机能将金属丝拉离所述卷筒而不造成金属丝扭曲，这种扭曲可使所述多股金属丝分开或断裂。
如以下所述，在此所述的系统及方法包括由多股金属丝制造螺旋弹簧的系统，其中所述股可被重叠(overlaid)、编织或沿共同轴线成螺旋形扭曲。所述股横断面的形状可以是圆形、椭圆形、正方形，、长方形、扁平形或任何其它适合的形状。
可选实施例中，所述系统可具有马达，以使所述金属丝架旋转。此类可选实施例也可包括：扭矩传感器，以测量传递至所述金属丝的扭矩；及对所述扭矩做出响应的马达控制器，以控制所述金属丝架的速度或方向。
可选地，所述系统可具有磁粉离合器，以可控制地从马达传输扭矩至金属丝架。在其它实施例中，可使用磁粉制动器，以降低所述金属丝架旋转的速度或使之彻底停止。可选地，可使用传感器和控制器，以便控制磁粉制动器或离合器的运转。
某些实施例中，所述系统可包括止动器，以阻止所述金属丝在不希望的位置处偏离金属丝供料并可能缠乱。此类止动器在所述金属丝架的惯性在金属丝架停止金属丝供给请求后，仍然引起金属丝架继续旋转时起作用。
本发明的其它方面包括由多股金属丝制造螺旋弹簧的方法。在某一实践中，此类方法包括从金属丝架沿进料方向分配金属丝至螺旋弹簧卷制机的步骤，及致使螺旋弹簧卷制机将所述金属丝成形为具有多个螺旋的螺旋弹簧的步骤。所述方法包括使所述金属丝架绕支撑轴线旋转，其中金属丝架的旋转可防止或降低传递至所述金属丝的扭矩。可选地，所述支撑轴线可基本与所述进料方向对齐。所述金属丝的旋转可与螺旋弹簧卷制机内螺旋的形成基本同步。所述方法还可包括提供马达，以使所述金属丝架绕所述支撑轴线旋转。可选地，所述方法可包括一种反馈机构，通过该反馈机构，马达控制器控制转动所述金属丝架的所述马达的旋转方向和/或速度。所述反馈机构可测量作用在所述金属丝上的扭矩。可选地，所述方法可提供制动器，以改变转动所述金属丝架的所述马达的旋转速度。所述方法还可包括提供离合器，以调节从所述马达至所述金属丝架的传输动力。
通过以下对特定实施例的图示和说明可清楚地了解其它实施例。
附图说明
通过以下进一步的说明并参照附图，可更充分地理解本发明的前述目的及其它目的及优点；其中：
图1所示为将卷金属丝成形为螺旋弹簧的现有技术系统；
图2所示为按本发明的系统的第一实施例，用来将多股金属丝成形为螺旋弹簧；
图3所示为将多股金属丝成形为螺旋弹簧的一个实施例；
图4所示为按本发明的将多股金属丝成形为螺旋弹簧的系统的可选实施例；
图5所示为按本发明的将多股金属丝成形为螺旋弹簧的系统的又一可选实施例；
图6所示为按本发明的用于多股金属丝供料的系统的一个实施例；
图7所示为按本发明的用于多股金属丝供料的系统的又一实施例；
具体实施方式
术语释义
为方便起见，在此归纳了本说明书(包括例子及所附权利要求书)采用的特定的术语。除非另有定义，在此所使用的所有技术及科学术语的意思与和与此处所述的系统及方法有关的本领域的技术人员通常应理解的意思相同。
冠词“一个(a)”及“一个(an)”在此指一个或不止一个(即至少一个)冠词的语法对象，除非上下文明显另有所指。举个例子，“一个元件”指一个或多个元件。
在此用术语“包括”意指短语“包括，但不局限于”，并可在用法上与其互换。
在此用术语“或”意指术语“和/或”并可在用法上与其互换，除非上下文明显另有所指。
在此用术语“螺旋弹簧卷制机”意指术语“卷簧机”，并可在用法上与其互换。
在此用术语“转筒”意指术语“卷筒”，并可在用法上与其互换。术语“转筒轴线”在此意指术语“卷筒轴线”，并可在用法上与其互换。
在此用术语“横断面”意指用一个平面相对于某一轴线以非零角度切割某一物体时形成的断面或截面，该角度可以是90度，也可不是90度。例如，金属丝的横断面是一个虚构的或真实的平面以非零的角度切割所述金属丝形成的截面或断面，该角度是相对于毗邻所述平面与金属丝的截面的一段金属丝的纵向轴线而言的。
为提供对本发明全面的理解，现在将用图示的方式描述特定的实践和实施例，包括用多股金属丝制造螺旋弹簧的机具和方法。然而，本领域的一般技术人员应当理解，在此所述的系统及方法能被变化和修改，并为其它应用所采纳，且此类其它的增加、修改及使用将不会偏离本发明的范围。
在此所述的系统及方法提供的其它物体包括能用多股金属丝制造螺旋弹簧的卷簧机。为此目的，所述系统包括一种装置，其在线圈绕制过程中用来释放在多股扭曲金属丝或编织缆绳上积累的旋转扭矩。在一个实施例中，对将所述绞线提供给卷线机的进料卷筒组件进行改进，以允许其有额外的旋转自由度。所述额外的旋转自由度允许所述金属丝响应于施加到所述多股金属丝上的旋转扭矩而旋转。这样就防止或降低了对所述金属丝的损坏。
参看图1，这里绘出了现有技术的卷簧机100，这种类型卷簧机普遍用来将一卷光滑单股钢材成形为螺旋弹簧。更具体地，图1所绘的现有技术卷簧机100包括进料卷筒111、卷簧机构112、单股金属丝供料113以及为进料卷筒111提供机械支撑的固定参考物115。所述系统100对所述单股金属丝113进行加工，将其成形为如图所绘的螺旋弹簧114。如图所示，所述进料卷筒111有一个旋转自由度，该自由度使其能绕其所示的卷筒中心轴线116旋转。这种单一自由度旋转用逆时针圆形箭头118示出。所述现有技术系统100被普遍应用于制作用于床垫、家具、汽车座椅及工业应用类型的螺旋弹簧。
在此所述的系统及方法中，所述卷筒111上的金属丝为多股金属丝。一般地，该金属丝包括多个扭曲的或编织的钢绞线(steel strand)。任一情况下，所述多股金属丝的外表面都有压纹。因此，当所述螺旋弹簧卷制机112将所述多股金属丝113拉离所述卷筒111时，所述金属丝有压纹的外表面在金属丝113被卷进所述螺旋弹簧卷制机112时有将其翻转或扭转金属丝113的倾向。这在所述金属丝上施加了扭转扭矩。所述扭矩可能不断累积，并根据所述扭矩的方向和/或所述多股金属丝的类型，导致所述金属丝磨损或断裂。
为容纳积累在多股扭曲金属丝绞线上的扭转扭矩，在此所述的系统及方法包括具有第二旋转自由度的进料卷筒211。一般地，该第二旋转轴线219与所述卷筒211围绕旋转的轴线216基本垂直或正交。这在图2中用箭头222示意性地表示出来。
如图2所示，同现有技术一样，安装进料卷筒211以允许其绕所述卷筒轴线216旋转。所述进料卷筒211的装配支架217又可绕与所述卷筒轴线216基本垂直的轴线219旋转，该第二旋转在图2用一组双箭头222示出。这通过增加联结装置220完成，该装置220响应于在所述多股金属丝213上的扭转扭矩而按所述扭转扭矩的方向旋转，例如，沿由所述卷筒211上释放的绞线213的切线方向。
在一个实施例中，所述联结装置220包括在所述装配支架217与所述参考固定物215之间形成的滚珠轴承界面。这与超市购物车前轮的装配机构类似，例如，其中所述车轮有两种旋转自由度，一种用来推动所述购物车，另一种用来使所述购物车转向。
特定地，图2图示了在此所述系统的第一实施例，其中所述卷筒211与装配支架217形成金属丝架，该金属丝架支撑一卷多股金属丝。使用联结装置220将所述金属丝架联接到所述参考固定物215上，联结装置220允许所述卷筒211及联结装置217能绕轴线219旋转。可选地，图2所示的轴线219可基本与所述金属丝213的进料方向对齐。如图所示，选择所述轴线219是为了允许作用在所述金属丝213上的扭矩使所述卷筒211及装配支架217旋转，从而阻止所述扭矩损坏所述金属丝213。在此所述的系统可采用任何响应于施加的扭矩使所述卷筒211旋转的轴向，以减轻或消除在所述多股金属丝上的扭转扭矩积累。
在一个实施例中，所述联结装置220包括滚珠轴承连接器，其将所述装配支架217以机械的方式连接到所述参考固定物215上，并容纳绕所述轴线219的旋转。适用于所述系统200的滚珠轴承联结装置的一个此类例子如康涅狄格州托林顿市托林顿公司(TorringtonCompany)出售的一种抗磨座架。在现有技术中公知有其它适合的轴承系统。运转中，金属丝213被进料至所述卷线机212时，可能出现扭转扭矩，其作用在所述金属丝213的任何截面与所述金属丝正交的平面上，所述扭矩围绕由所述金属丝213的局部纵向轴线限定的轴线。当所述扭矩增加时，所述扭矩的作用力可使所述金属丝卷筒211和装配支架217绕所述轴线219旋转。由于所述滚珠轴承联结装置220将不会支撑扭矩，所述卷筒211和装配支架217会继续旋转，甚至可能会与所述螺旋的形成基本同步。该实施例中，所述联结装置220作为一种被动装置，其允许所述卷线机212产生的扭矩使所述金属丝架旋转。
可选实施例中，可采用其它类型的联结机构。例如，所述联结装置220可包括轴、衬套、齿轮传动组件、马达或其它适合装置。任一情况下，所述联结机构220将适于允许所述卷筒211旋转，其旋转的方式可防止扭转力的积累并防止导致所述多股金属丝或绞线213断裂或分开。
从卷筒111拉出来的多股金属丝113可被进料至卷线机，如图1所示现有技术系统的卷线机112。所述卷线机112可将所述多股金属丝成形为螺旋弹簧，该螺旋弹簧可用于床垫、座垫、汽车座垫或用于工业应用。在此所述的系统和方法的描述参考了用于制造在床垫中使用的螺旋弹簧而普遍采用的卷簧机类型，所述床垫包括开式螺旋弹簧床垫、Marshall螺旋弹簧床垫，及其它类型床垫。然而，该技术领域的一般技术人员应该清楚地知道，在此所述的系统及方法并不局限于这样，其可被多个其它应用场合所采用，所述应用场合包括用来制造其它类型的家具，及利用了弹簧的工业应用。
图3所示为通过在此所述的系统和方法、由多股金属丝332制成并成形为螺旋的一个弹簧的例子。观察图3不难看出，在由一段多股金属丝332形成的弹簧元件绕中心轴线334转动多圈时，就形成了所述多股螺旋弹簧300。图3描绘了所述弹簧300有压纹的表面338。所述弹簧300能用于家具、床垫或汽车座椅。所述弹簧300有时用作床垫弹簧时可为袋状。所述弹簧300可用作床垫的开式螺旋内弹簧。另一结构中，所述弹簧300可以是不对称的，或其可具有不一致的宽度。而另一实施例中，在此所述的系统及方法还可包括一种设备(未图示)，该设备在所述多股金属丝被进料至所述卷簧机时，可将金属丝的编织和/或扭曲股形成为多股金属丝。
在图2所示的实施例中，所述卷线机包括一种剪切设备，该设备能将卷好的多股金属丝213剪切为适当长度的螺旋弹簧。然而，这种剪切设备是任选的，且在其它实施例中，所述卷簧机212能提供从所述多股金属丝213的连续绕圈形成的单个螺旋弹簧，其在随后的操作中能被剪切至适当的尺寸。
参看图4，这里描绘了又一实施例，其中所述装配装置420包括一种机构，其用于控制所述卷筒411及装配支架417绕所述轴线419旋转的速率。为此目的，所述系统400包括扭力传感器444，其安装在用来测量作用在所述绞线413上的扭转力的反馈回路中，并在那响应控制所述卷筒411在418方向旋转的速率。在一个实施例中，所述装配设备420包括电动马达及齿轮传动组件，上述电动马达及齿轮传动组件对所述调节元件442做出响应。所述调节元件442联结所述传感器444，其能可视地通过机械接触或其它装置来监视作用在所述绞线413上的扭转力。美国专利6,564,653中描述了一个用来测量作用在转动绞线上扭矩的装置的例子。如其所述，提供了一种系统，该系统允许用来测量扭转力及生成代表所测力的信号。作为对所测力的响应，所述调节结构442产生所述马达的输入信号，该信号控制所述马达转动所述装配支架417和卷筒411的速率。这样，可更密切地监视所述扭转力，且所述系统420能够调节以便减少作用在所述绞线413上的扭转力。
上述实施例仅代表按该发明的系统及方法。可获得很多可选实施例，且所选实施例的选择取决于或者至少是部分取决于应用的情况。例如，在某些实施例中，可采用进料卷筒511，其包括没有中心轴线的大卷金属丝。该实施例中，所述卷筒511可被装配到支架517上，以使金属丝513能从侧面脱离所述卷筒511。图5描绘了一个这样的可选
实施例。
具体地，图5图示了一个实施例，其中所述金属丝513在被进料至所述螺旋卷制机512时被拉离所述卷筒511。这类似将橡胶软管拉离管架。当所述金属丝513被进料至所述卷制机512时，金属丝513的线圈与所述卷筒511分开。该实施例中，所述金属丝513仍会积累扭矩。从而，所述卷筒511被支架517装配至所述联结装置520，所述联结装置520允许所述卷筒旋转，并从而防止了足够使所述金属丝513磨损或断裂的扭矩的产生。所述联结装置520可为滚珠轴承联结，其能响应于作用在所述金属丝513上的扭矩而旋转。可选地，所述联结装置520可包括扭矩感应极板。所述极板的电阻可以变化，以补偿所述金属丝513施加在其上的扭转扭矩。该这个可选的实施例中，所述系统也可采用传感器444以感应转矩，且所述转矩信息可被传递至调节器442，如图4所示。然后，所述调节器442改变其电阻，以在所述金属丝413或513上保持预设的扭转扭矩。
图6描绘了一个实施例，其中可选的第一马达630驱动支撑着金属丝供料的卷筒(未图示)旋转，该卷筒安装在轴650上，以便沿着譬如618的方向绕卷筒轴线629旋转。可选地，所述第一马达630通过至少一对齿轮631与所述轴650配合。
一个实施例还可包括第一离合器640，其作用是将扭矩从所述第一马达630传输至所述卷筒轴650。可选地，所述第一离合器640可为磁粉离合器。磁粉离合器，如该技术领域所公知，极适用于无冲击启-停动作控制(一般在卷簧过程中，其中所述金属丝架必须间歇地供应金属丝至所述螺旋卷制机)，并适用于沿所述金属丝纵向轴线的张力控制，及通常适用于适合感兴趣的应用场合的用户控制的啮合。
例如，由于磁粉离合器640中的磁粉必须对可能作用于它们的电磁场做出瞬时的响应，所以可以获得很快的响应时间以控制所述卷筒(未在图6中示出)的动作，该卷筒装在卷筒轴650上并支撑金属丝供料(未在图6中示出)；这就形成了沿所述金属丝的纵向张力控制。磁粉离合器的啮合时间可由用户调整，只要认为对感兴趣的应用是适当的；啮合可以是逐渐的或极快速的。如现有技术中所公知，磁粉离合器啮合-分开序列的频率和扭矩主要局限于驱动所述离合器的电子控制电路的容量，且基本不受转差率的约束；如现有技术领域所公知，用户可通过改变所述磁粉离合器的输入电流来改变扭矩，所述电流决定作用在所述离合器中磁粉上的磁场。适用于在此所述系统的磁粉离合器的例子有伊利诺斯州南贝洛伊特华纳电气(Warner Electric ofSouth Beloit，Illinois)制造的Precision Tork牌磁粉离合器。
又一可选的实施例中，在此所述的系统和方法可包括第一制动器641，用于调整所述卷筒轴650的旋转速度，并又调整所述卷筒(未在图6中示出)的旋转速度。可选地，所述第一制动器641可为磁粉制动器。磁粉制动器运转的原理与磁粉离合器运转的原理相似。大体上，磁粉制动器包括四个部分：(a)壳体，(b)柄、盘或轴，(c)线圈，(d)磁性粉末(磁粉)。所述线圈与安装在内部的所述柄、轴或盘一起安装在所述壳体内。含有磁粉(粉末)的气隙将所述轴和所述线圈/壳体分开。当电子控制电路将电流作用到所述磁粉制动器时，产生电磁场，该电磁场将所述磁粉排列成比电流作用前更坚硬的构造。该磁通量(链)随所述电流增加/减少而分别增加/减少，从而产生可调的制动能力及扭矩传输。
某些应用中，其中所述卷筒211及卷筒支撑的金属丝供料213合起来具有大的惯性时，磁粉制动器是有用的。例如，在床垫螺旋弹簧制造中就是这种情况，其中支撑弹簧金属丝213的卷筒211又大又重。鉴于卷筒211承受停止——拉动动作(一种与床垫弹簧制造方法有关的现象，该技术领域公知)，需要对所述卷筒211进行快速而平稳的制动。因此，可为此类应用采用磁粉制动器(如图6所示的641)来控制所述卷筒211的速度(和/或停止)。磁粉制动器的例子有伊利诺斯州南贝洛伊特华纳电气(Warner Electric of South Beloit，Illinois)制造的Precision Tork牌磁粉制动器。
又一实施例中，在此所述的系统及方法可包括与所述装配组件617啮合的第二马达(图6未示)，其使所述装配组件沿着如622的方向绕支撑轴619旋转。在此所述的系统及方法设计采用所述金属丝架及进料组件的这个动作，以控制在卷簧过程中可能积累在所述多股金属丝上的扭转扭矩。所述第二马达可通过与图6所示的轮631类似的齿轮与所述装配组件啮合。可选地，所述第二马达可直接与所述装配支架啮合，例如通过与轴线为619的轴啮合。而另一实施例中，例如使用一种传动装装置使得所述第一马达630与所述装配组件617啮合，以使所述装配组件617绕所述支撑轴619旋转，从而消除使用第二马达来完成相同任务的需要。换言之，一个马达可驱动两种旋转自由度。
又一实施例中，所述第二马达可通过与640相似的磁粉离合器与所述装配组件617啮合，所述第二离合器设计用来可控制地将扭力从所述第二马达传递至所述装配组件617，以使所述装配组件617按方向622旋转。而又一实施例中，在此所述的系统及方法可包括第二磁粉制动器(图6未示)，以控制所述装配组件绕轴线619的旋转速度(和停止)。
在一个实施例中，所述第一马达630、第一磁粉离合器640及第一磁粉制动器641的任何子设备都可被与图4所示及前述类似的反馈控制机构控制。所述反馈控制机构可包括模拟所述扭转扭矩传感器444的传感器；所述传感器可用来测量支撑所述金属丝的卷筒上的旋转扭矩(绕轴线629)，或可选地，沿所述金属丝413的张力，并将测得的扭矩信息发送至与442类似或完全一样的控制器，该控制器又调节所述第一马达630、第一磁粉离合器640、第一磁粉制动器641或其任何组合的运转。
类似地，在包括所述第二马达、第二磁粉离合器及第二磁粉制动器的任何子设备的一个实施例中，可采用模拟图4所述的一种带扭转扭矩传感器444的反馈控制结构，所述传感器444测量作用在所述金属丝413上的扭转扭矩。所测得的扭转扭矩信息然后被传递至模拟442的控制器，该控制器继而调节所述第二马达、第二磁粉离合器及第二磁粉制动器的任何子设备的运转。
类似442的控制装置例子有TCS-200-1手动/模拟型可调扭矩控制器、MCS2000数字型纸幅张力控制器，及MCS-203、MCS-204和MCS-166跳动控制器(dancer control)，以上均为华纳电气(WarnerElectric)所制造。
有关磁粉离合器、磁粉制动器及其电子控制器的基本信息，已在位于伊利诺斯州南贝洛伊特(South Beloit，Illinois)的华纳电气-DANA(Warner Electric-DANA)出版的一本手册中包含；该手册题目是“华纳(WARNER)磁粉离合器及制动器”。
现在参看图7，这里绘出了一个与图6近似的实施例；图7示出了所述卷筒711。足够频繁地，在卷簧过程中，特别是在包括床垫螺旋弹簧制造的应用中，所述金属丝被间歇地拉离所述卷筒711。由于所述卷筒及其所支撑的金属丝供料通常具有大的惯性，所以即使所述卷筒不再收到供应所述金属丝的请求，其仍绕其被驱动旋转的方向继续旋转。所述卷筒这种持续的旋转(如未采用磁性制动器和/或离合器以便控制所述卷筒旋转，特别容易产生这种持续的旋转)能导致所述金属丝脱离所述卷筒的长度超过可接受的距离，因此出现问题，比如同附近组件纠缠在一起。因此需要改善这种状况。图7示出了布置在止动器架760上并连接所述装配组件717的止动器739。所述止动器739的位置与所述卷筒717支撑的金属丝供料足够接近，以阻挡所述金属丝供料(未图示)脱离所述卷筒711超过预设的距离。这可防止所述卷筒由于惯性在所述金属丝不再被拉离它的时候仍继续旋转，使所述金属丝脱离所述卷筒711。所述止动器可是有任何横断面的棒，如圆形、长方形、椭圆形、正方形等等。所述止动器不需要连接至所述装配组件717，但可连接至固定的参考固定物如115，即使其被布置与所述卷筒和/或金属丝供料相当接近或接触以防止一定长度的所述金属丝从所述卷筒产生不希望的脱离。所述卷筒在图6中未示出，图6更清楚地描绘了一个实施例，其具有连接至止动器架660的止动器639；所述止动器639阻挡一定长度的金属丝在不期望的位置脱离所述卷筒(未示出)。
又一实施例中，止动器639可具有易于变动的位置，其中所述位置依赖于所述卷筒中剩余的金属丝供料。例如，可弹簧加载止动器以便挤压所述金属丝供料。所述金属丝被拉离所述卷筒时，所述止动器保持在挤压剩余金属丝供料的位置。当所述金属丝供料减少时，所述止动器接近所述卷筒的中心轴线。该实施例还可包括传感器，以测量所述卷筒上剩余的金属丝供料，上述测量使用了所述止动器易于变动的位置及至少一种所述金属丝的物理特征(如其厚度)。在一个实施例中，所述卷筒上剩余金属丝供料的信息还可用于影响所述实施例所需要的任何马达、磁粉制动器或磁粉离合器的运转。
本领域技术人员仅使用常规试验手段就应该知道或能确定，在此所述的实施例及实践的许多对等物。例如，图示的实施例为减少扭矩而转动所述金属丝卷筒。然而可选地，将金属丝拉进所述卷制机的进料器可旋转，从而防止扭矩传递至所述卷筒。任一情况下，在此所述的系统及方法包括用来减少在金属丝进料至卷制机时积累在金属丝上的扭矩的机构。相应地，应该明白的是，本发明不局限于在此披露的实施例，而应该通过所附权利要求进行理解，所述权利要求在法律允许的最宽下范围内进行解释。

Claims (80)

1.一种用金属丝制造螺旋弹簧的设备，包括：
a.将所述金属丝成形为具有多个螺圈的螺旋弹簧的螺旋弹簧卷制机；以及
b.沿供料方向供应所述金属丝至所述螺旋弹簧卷制机的金属丝架，所述金属丝架被支撑以绕支撑轴旋转，其中所述金属丝架的旋转减少了作用在金属丝横断面上的扭矩。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述支撑轴与所述进料方向基本对齐。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述金属丝架的旋转与所述螺旋弹簧卷制机形成所述螺旋弹簧的螺圈同步。
4.如权利要求1所述的设备，其中所述金属丝包含多股。
5.如权利要求4所述的设备，其中所述股是重叠的。
6.如权利要求4所述的设备，其中所述股是编织的。
7.如权利要求4所述的设备，其中所述股沿共同轴线螺旋扭转。
8.如权利要求4所述的设备，其中所述股中至少有一股的横断面形状选自圆形、椭圆形、正方形、长方形、菱形、多边形及曲边多边形。
9.如权利要求4所述的设备，其中所述股中至少有一股是基本扁平的。
10.如权利要求1所述的设备，其中所述金属丝架还包括支撑金属丝供料的卷筒，所述卷筒能够绕卷筒轴线旋转。
11.如权利要求10所述的设备，其中所述卷筒轴线与所述进料方向基本正交。
12.如权利要求10所述的设备，还包括设置在所述金属丝架上的止动器，所述止动器基本与所述卷筒轴线对齐，并阻止一段所述金属丝从所述卷筒上的金属丝供料脱离的距离超过预定距离。
13.如权利要求12所述的设备，还包括同所述止动器以可操作方式配合的供料传感器，以检测所述止动器相对于所述卷筒轴线的位置。
14.如权利要求13所述的设备，其中所述供料传感器还基于所述止动器的位置及所述金属丝的至少一种物理特性计算所述卷筒上剩余金属丝的长度。
15.如权利要求12所述的设备，其中所述止动器为圆柱形滚轮。
16.如权利要求12所述的设备，其中所述止动器装有弹簧，以通过弹力挤压所述供料的金属丝。
17.如权利要求10所述的设备，还包括马达，以便用来使所述卷筒绕所述卷筒轴线旋转，并用于从所述金属丝架沿所述进料方向分配所述金属丝。
18.如权利要求17所述的设备，还包括与所述马达和卷筒以可操作方式配合的离合器，以将所述马达的旋转传递为所述卷筒围绕其轴线的旋转。
19.如权利要求18所述的设备，其中所述第一离合器包含磁粉离合器。
20.如权利要求10所述的设备，还包括与所述卷筒以可操作方式配合的制动器，以控制所述卷筒的旋转速度。
21.如权利要求20所述的设备，其中所述制动器包含磁粉制动器。
22.如权利要求17所述的设备，还包括张力传感器，用以测量沿所述金属丝的纵向张力。
23.如权利要求22所述的设备，还包括马达控制器，所述马达控制器对所述张力传感器所测得的纵向张力做出响应，并与所述马达以可操作方式配合，以调节所述马达的旋转速度或方向。
24.如权利要求18所述的设备，还包括张力传感器，用以测量沿所述金属丝的纵向张力。
25.如权利要求24所述的设备，还包括离合器控制器，所述离合器控制器对所述张力传感器所测得的纵向张力做出响应，并用于调节所述离合器的动作。
26.如权利要求20所述的设备，还包括张力传感器，以测量沿所述金属丝的纵向张力。
27.如权利要求26所述的设备，还包括制动器控制器，所述制动器控制器对所述张力传感器测得的纵向张力做出响应，并用于调节所述制动器的动作。
28.如权利要求1所述的设备，还包括马达，以使所述金属丝架绕所述支撑轴旋转。
29.如权利要求28所述的设备，还包括与所述马达及金属丝架以可操作方式配合的离合器，以将所述马达的旋转转换成所述金属丝架绕所述支撑轴的旋转。
30.如权利要求29所述的设备，其中所述离合器包括磁粉离合器。
31.如权利要求1所述的设备，还包括与所述金属丝架以可操作方式配合的制动器，以控制所述金属丝架绕所述支撑轴旋转的速度。
32.如权利要求31所述的设备，其中所述制动器包括磁粉制动器。
33.如权利要求28所述的设备，还包括扭矩传感器，以测量作用在金属丝横断面上的扭矩。
34.如权利要求33所述的设备，还包括马达控制器，其对所述扭矩传感器测得的扭矩做出响应，所述马达控制器与马达以可操作方式配合，以调节所述马达的旋转速度或方向。
35.如权利要求29所述的设备，还包括扭矩传感器，以测量作用在所述金属丝横断面上的扭矩。
36.如权利要求35所述的设备，还包括离合器控制器，其对所述扭矩传感器测得的扭矩做出响应，以调节所述离合器的动作。
37.如权利要求31所述的设备，还包括扭矩传感器，以测量作用在所述金属丝横断面上的扭矩。
38.如权利要求37所述的设备，还包括制动器控制器，其对所述扭矩传感器测得的扭矩做出响应，以调节所述制动器的动作。
39.一种由金属丝制造螺旋弹簧的方法，包括以下步骤：
c.用金属丝架支撑所述金属丝；
d.从所述金属丝架沿进料方向分配所述金属丝至螺旋弹簧卷制机；
e.用所述螺旋弹簧卷制机将所述金属丝成形为具有多个螺圈的螺旋弹簧；以及
f.使所述金属丝架绕支撑轴旋转，以降低作用在所述金属丝横断面上的扭矩。
40.如权利要求39所述的方法，还包括使所述支撑轴与所述进料方向基本对齐。
41.如权利要求39所述的方法，还包括使所述金属丝架的旋转与所述螺旋弹簧卷制机形成所述螺旋弹簧的螺圈同步。
42.如权利要求39所述的方法，其中所述金属丝包括多股。
43.如权利要求42所述的方法，其中所述多股是重叠的。
44.如权利要求42所述的方法，其中所述多股是编织的。
45.如权利要求42所述的方法，其中所述多股沿共同轴线成螺旋形扭转。
46.如权利要求42所述的方法，其中所述多股中至少有一股的横断面形状选自圆形、椭圆形、正方形、长方形、菱形、多边形及曲边多边形。
47.如权利要求42所述的方法，其中所述多股中至少有一股是基本扁平的。
48.如权利要求39所述的方法，还包括采用马达，以使所述金属丝架绕所述支撑轴旋转。
49.如权利要求48所述的方法，还包括测量作用在所述金属丝横断面上的扭矩，并响应于所述扭矩而控制所述金属丝架的旋转。
50.如权利要求48所述的方法，还提供马达控制器，以控制旋转所述金属丝架的所述马达的速度或者方向。
51.一种沿进料方向将多股金属丝进料至螺旋弹簧卷制机的设备，其包括被支撑以绕支撑轴旋转的金属丝架，其中绕所述支撑轴的旋转降低了作用在所述金属丝横断面上的扭矩。
52.如权利要求51所述的设备，其中所述金属丝架还包括支撑所述金属丝供料的卷筒，所述卷筒能够绕卷筒轴线旋转。
53.如权利要求52所述的设备，其中所述卷筒轴线与所述进料方向基本正交。
54.如权利要求52所述的设备，还包括设置在所述金属丝架上的止动器，其与所述卷筒轴线基本对齐，并阻挡一段所述金属丝从所述卷筒上的金属丝供料脱离的距离超过预设值。
55.如权利要求54所述的设备，还包括与所述止动器以可操作方式配合的供料传感器，以检测所述止动器相对于所述卷筒轴线的位置。
56.如权利要求55所述的设备，其中所述供料传感器包括基于所述止动器的位置及所述金属丝的至少一种物理特征计算所述卷筒上剩余金属丝长度的装置。
57.如权利要求54所述的设备，其中所述止动器包括基本是圆筒形的滚轮。
58.如权利要求54所述的设备，其中所述止动器装有弹簧，以通过弹力挤压所述供料的金属丝。
59.如权利要求52所述的设备，还包括使所述卷筒绕其轴线旋转的马达，以从所述金属丝架沿所述进料方向分配所述金属丝。
60.如权利要求59所述的设备，还包括与所述马达及所述卷筒以可操作方式配合的离合器，以将旋转扭矩从所述马达传递至所述卷筒。
61.如权利要求60所述的设备，其中所述离合器为磁粉离合器。
62.如权利要求52所述的设备，还包括与所述卷筒以可操作方式配合的制动器，以控制所述卷筒的旋转速度。
63.如权利要求62所述的设备，其中所述制动器包括磁粉制动器。
64.如权利要求59所述的设备，其中包括张力传感器，以测量沿所述金属丝的张力。
65.如权利要求64所述的设备，还包括马达控制器，其对所述张力传感器测得的纵向张力做出响应，并与所述马达以可操作方式配合，以调节所述马达的旋转速度或方向。
66.如权利要求60所述的设备，还包括张力传感器，以测量沿所述金属丝的纵向张力。
67.如权利要求66所述的设备，还包括离合器控制器，其对所述张力传感器测得的张力做出响应，并调节所述离合器的动作。
68.如权利要求62所述的装置，还包括张力传感器，以测量沿所述金属丝的纵向张力。
69.如权利要求68所述的设备，还包括制动器控制器，其对所述张力传感器所测得的纵向张力做出响应，并调节所述制动器的动作。
70.如权利要求51所述的装置，还包括马达，以使金属丝架绕所述支撑轴旋转。
71.如权利要求70所述的装置，还包括与所述马达及所述金属丝架以可操作方式配合的离合器，以将所述马达的旋转传递为所述金属丝绕所述支撑轴的旋转。
72.如权利要求71所述的设备，其中所述离合器为磁粉离合器。
73.如权利要求51所述的设备，还包括与所述金属丝架以可操作方式配合的制动器，以控制所述金属丝架绕所述支撑轴的旋转速度。
74.如权利要求73所述的设备，其中所述制动器为磁粉制动器。
75.如权利要求70所述的设备，还包括扭矩传感器，以测量作用在所述金属丝横断面上的扭矩。
76.如权利要求75所述的设备，还包括马达控制器，其对所述扭矩传感器所测得的扭矩做出响应，并与所述马达以可操作方式配合，以调节所述马达的旋转速度或方向。
77.如权利要求71所述的设备，还包括扭矩传感器，以测量作用在金属丝横断面上的扭矩。
78.如权利要求77所述的设备，还包括离合器控制器，其对所述扭矩传感器测得的扭矩做出响应，以调节所述离合器的动作。
79.如权利要求73所述的设备，还包括扭矩传感器，以测量作用在所述金属丝横断面上的扭矩。
80.如权利要求79所述的设备，还包括制动器控制器，其对所述扭矩传感器所测得的扭矩做出响应，以调节所述制动器的动作。
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