DE60015318T2

DE60015318T2 - Verfahren und system zum herstellen einer kette von taschenfedern

Info

Publication number: DE60015318T2
Application number: DE60015318T
Authority: DE
Inventors: Roland Graf; J. Thomas WELLS
Original assignee: Spuehl AG St Gallen; Spuehl AG
Current assignee: Spuehl AG St Gallen; Spuehl AG
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2020-04-01
Also published as: EP1171377B1; BR0009482A; CN1355766A; ES2232431T3; PT1171377E; EP1171377B2; TR200102879T2; ATE280735T1; JP4377074B2; ES2232431T5; GB2358796A; EP1171377A1; DE60015318T3; CA2368852A1; WO2000063113A1; GB2358796B; CN1251959C; GB0108713D0; AU3318900A; CA2368852C

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Federbaugruppen für Matratzen, Polster und dergleichen und insbesondere auf ein Verfahren und ein System zum Herstellen einer Folge von miteinander verbundenen und einzeln in Taschen untergebrachten Spiralfedern, auch als Taschenfedern bezeichnet, für Matratzen, Polster, Federkerne und dergleichen.
Bei Taschenfedern handelt es sich zumeist um eine Marshall-Konstruktion, bei der jede einzelne Spiralfeder in einem eigenen Gewebebeutel bzw. in einer eigenen Gewebetasche untergebracht ist. Der Beutel bzw. die Tasche wird üblicherweise zwischen zwei Lagen eines Gewebestreifens gebildet, der in regelmäßigen Intervallen entlang von Querlinien miteinander verbunden sind, welche entlang dem Streifen in Abständen angeordnet sind. Der zweilagige Gewebestreifen wird allgemein geformt, indem ein doppelt breiter Gewebestreifen entlang einer längs verlaufenden Mittellinie gefaltet wird, so dass die überlappenden Lagen entlang den nicht miteinander verbundenen gegenüberliegenden Rändern des Streifens durch eine Längsnaht miteinander verbunden werden müssen, um die Taschen zu schließen, die zwischen den Querverbindungslinien definiert sind, nachdem die Federn zwischen die Lagen eingeführt wurden.
Zur Heistellung von Taschenfedern wurde eine Vielzahl von Verfahren entwickelt, von denen einige die Schaffung von Taschen innerhalb der Gewebelagen vor der Einführung der Drahtfedern vorsehen, während andere die Einführung von komprimierten Drahffedern zwischen die Lagen des Streifens und die nachfolgende Schaffung der Taschen vorsehen, indem die zwei Lagen entlang von Querlinien zwischen benachbarten Federn miteinander vernäht oder anderweitig verbunden werden. Unabhängig vom verwendeten Verfahren wird das Gewebe dabei um die Feder geschlossen, nachdem die Feder eingeführt wurde, was üblicherweise durch Vernähen oder Verschweißen der zwei Lagen miteinander entlang einer parallelen Linie zu den freien Rändern der Lagen bewerkstelligt wird. In jüngster Zeit wurde die Verbindung der Lagen durch Vernähen zum Großteil durch Verwendung von wärmeempfindlichen Geweben und Ultraschall-Schweißverfahren ersetzt. Beispiele für bekannte Systeme und Verfahren zum Herstellen von Folgen von Taschenfedern sind in den US-Patenten 4.439.977, 4.234.983 und 5.613.287 offenbart.
Insbesondere wird im US-Patent 4.439.977 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von einzeln in Taschen eines langen Gewebestreifens eingeschlossenen Spiralfedern beschrieben, wobei der Gewebestreifen aus zwei übereinander liegenden Lagen besteht, die miteinander thermisch verschweißt werden können. Der Gewebestreifen wird dabei entlang einer Führungsstrecke zugeführt, in deren Verlauf komprimierte Federn zwischen die Lagen eingeführt werden, wobei die Achsen der Federn im Wesentlichen lotrecht oder senkrecht zu den Ebenen der Lagen verlaufen. Anschließend werden die Gewebelagen in Längs- und Querrichtung thermisch miteinander verschweißt, während die Feder im komprimierten Zustand verbleibt, wodurch eine Folge von Taschenfedern entsteht. Im Anschluss an das thermische Verschweißen werden die Taschenfedern durch eine Drehstation geführt, in der die Federn typischerweise um 90° innerhalb der Gewebetaschen in Positionen gedreht werden, in denen die Achsen der Federn quer zum Gewebestreifen verlaufen.
Ein besonderer Nachteil dieses Verfahrens zum Herstellen von Taschenfedern besteht darin, dass es beim Drehprozess zum Verheddern oder Verhaken der Federn kommen kann, wodurch diese nicht die gewünschte Position erhalten. Daher ist zusätzlicher und kostenaufwändiger Arbeitsaufwand vonnöten, um die Federn neu auszurichten und zu entheddern, so dass sie ihre gewünschten Konfigurationen und Positionen erhalten. Selbst wenn sich die Federn nicht verheddern oder verhaken, können Probleme bei der richtigen Ausrichtung der Federn in die gewünschten Positionen auftreten, wenn die Längsachsen der Federn im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und die Quernähte die einzelnen Taschen definieren.
Ein weiteres bekanntes Problem bei dieser Art der Herstellung besteht darin, dass es beim Drehen der in den Taschen befindlichen Federn -ganz gleich, ob die Federn sich dabei verheddern oder verhaken oder nicht und ob der Drehprozess erfolgreich ist oder nicht – oft dazu kommt, dass das Gewebe in der Umgebung der Feder zerrissen, durchstochen oder in ähnlicher Weise beschädigt wird. In einer Ausführungsform werden die Federn von paddelförmigen Elementen geschlagen, wie das im US-Patent 4.439.977 offenbart wird, um die Drehung der Federn im Inneren der Taschen zu erreichen. Es leuchtet ein, dass das wiederholte Einschlagen auf die Taschen durch die paddelfförmigen Elemente zu signifikanten Schäden am Gewebematerial führen kann und sich zudem als unzuverlässig zur genauen Positionierung der Feder innerhalb der Gewebetasche erweist. Wenn das auftritt, muss die beschädigte Tasche repariert oder aus der Folge enffernt werden, wodurch der Gesamtprozess unterbrochen wird und ein signifikantes Eingreifen durch das Bedienpersonal erforderlich ist, was eine Ausfallzeit bei der Produktion von Taschenfedern bedeutet.
Daher besteht ein Bedarf an einem Verfahren und einem System zum Herstellen von Folgen von Spiralfedern in Taschen, mit dem die vom Stand der Technik bekannten und oben beschriebenen Nachteile überwunden werden und bei dem kein Drehen der Federn im Inneren der Taschen zur Ausrichtung der Federachsen in einer allgemein parallelen und geordneten Anordnung, kein Eingreifen durch das Bedienpersonal zum Enthaken und Entheddern der Federn und kein Reparieren von beschädigtem Gewebe in der Umgebung der Federn erforderlich ist. Darüber hinaus bestand immer ein Bedarf an kommerziell praktikablen Verfahren und Systemen zum Herstellen von Folgen von Spiralfedern in Taschen, die kosten- und arbeitssparend sind, indem sie nur ein minimales Eingreifen durch Arbeitskräfte und einen minimalen Einsatz der zugehörigen Ressourcen erfordern.
WO98/11015 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von Taschenfedern, bei dem Gewebe zu einem Umschlag verarbeitet und komprimierte Federn in diesen Umschlag eingeführt werden. Die Lasche des Umschlags wird dann umgefaltet und mit Hufe einer Längsnaht befestigt. Einzelne Taschen werden durch Quernähte geschaffen, und die Federn werden in ihren Taschen gedreht, so dass ihre Längsachsen parallel zu den Quernähten verlaufe.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung überwindet die oben beschriebenen sowie andere Nachteile beim bekannten Stand der Technik durch Bereitstellung eines leistungsfähigen und durch minimalen Material- und Arbeitsaufwand zudem kostengünstigen Verfahrens und Systems zum Herstellen von Folgen von Taschenfedern. Durch die Art und Weise, wie bei dieser Erfindung die Federn in das Gewebe eingeführt und die Taschen gebildet werden, entfällt die Notwendigkeit zum Drehen oder Neupositionieren der Federn im Inneren der Taschen, während trotzdem ein effizientes und zuverlässiges Fertigungssystem mit zugehörigem Verfahren zum zuverlässigen Herstellen von kontinuierlich angeordneten Federn im Inneren von unbeschädigten Gewebetaschen bereitgestellt wird.
Die vorliegende Erfindung beginnt vorzugsweise mit der Einführung einer komprimierten Spiralfeder zwischen die obere und die untere Lage eines gefalteten, thermisch verschweißten Gewebes. Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen kontinuierlichen Produktionsprozess, bei dem das Gewebe schrittweise an einer Federeinführstation vorbeigeführt oder vorbeigezogen wird, so dass die komprimierten Federn in regelmäßigen Abständen einzeln zwischen die Lagen des gefalteten Gewebes eingeführt werden, wenn das Gewebe die Federeinführstation passiert. Die Federn verbleiben in einer komprimierten Form zwischen den Lagen des Gewebes, während eine Längsnaht im Gewebe ausgeführt wird, um die freien äußeren Ränder der Gewebelagen gegenüber der Längsfalzlinie des Gewebes miteinander zu verbinden. Da es sich bei dem Gewebe um ein thermisch schweißbares Material handelt, wird die Längsnaht vorzugsweise durch eine Kombination aus Thermoschweißkopf mit zugehörigem Amboss hergestellt. Nachdem die Feder hinter der Längsnaht-Schweißstation angekommen ist, darf sie sich entspannen und sich im Inneren des Gewebes in eine aufrechte Position aufrichten, in der eine Längsachse der Feder allgemein senkrecht zur Längsnaht des Gewebes ausgerichtet ist. Vorzugsweise wird die Entspannung und Ausdehnung der Federn im Inneren des Gewebes entsprechend verschiedenen alternativen Ausführungsformen der Erfindung durch ein Paar rotierende Elemente auf den gegenüberliegenden Seiten der Federn gesteuert. Die rotierenden Elemente in der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform können ein Paar entgegengesetzt rotierende Walzen sein, deren Rotationsachsen allgemein parallel zur Längsachse der Federn verlaufen. Die Walzen weisen eine Mehrzahl von bogenförmigen Aussparungen auf, die in Kombination jede Feder teilweise umgeben. Alternativ können die rotierenden Elemente ein Paar Bänder aufweisen, die jeweils über ein Paar im Abstand zueinander angeordnete Rollen geführt werden. Das Gewebe und die Federn passieren zwischen den Bändern, und ein Trennabstand zwischen den Bändern vergrößert sich in nachgeordneter Richtung, um somit die Ausdehnung der Federn zwischen den Bändern zu steuern. In jeder der beiden Ausführungsformen werden die Federn während ihrer Ausdehnung in aufrechter Position gehalten.
Nachdem sich die Federn innerhalb des Gewebes ausgedehnt haben, werden einzelne Taschen gebildet, vorzugsweise durch einen Querschweißkopf, der das Gewebe zwischen jeder einzelnen Feder im Wesentlichen parallel zu den Federachsen miteinander verbindet. Die Quernähte werden im Gewebe ausgebildet, um die einzelnen Taschen für die einzelnen Federn zu bilden. Schließlich sorgt ein Paar gegenüberliegender und rotierender Transportrollen für den schrittweisen Weitertransport der Folge von Taschenfedern, wodurch das Gewebe und die darin eingeschlossenen Federn wie beschrieben durch die verschiedenen Stationen geführt werden.
Günstigerweise bleibt die Ausrichtung der Federn während des gesamten Taschenbildungsprozesses im Wesentlichen unverändert, so dass eine Neuausrichtung, Drehung oder dergleichen der Federn innerhalb der Taschen vermieden wird. Darüber hinaus wird die Längsnaht im Gewebe auf einer Seitenfläche der einzelnen Federtaschen in der resultierenden Folge von Taschenfedern ausgeführt, wodurch das beim Stand der Technik als "Fasse Loft" bekannte Problem vermieden wird. Dieses "Fasse Loft" – in etwa als "falscher Speicher" zu übersetzen – tritt auf, wenn die längs versaufende Naht das Abdeckmaterial in einem bestimmten Abstand zum Ende der Federn hält, so dass beim Verkauf der Matratze der Abstand zunächst ziemlich gleichmäßig ist. Nachdem die Matratze bzw. das Polster jedoch eine Weile verwendet wurde, können die längs verlaufendes Nähte oder anderes überschüssiges Material in der Folge von Taschenfedern zusammengequetscht werden, wodurch Bereiche oder Zonen zusammengedrückt bleiben. Mit fortgesetzter Nutzung der Matratze bzw. des Polsters wird die gesamte Stützfläche der Matratze bzw. des Polsters in gleicher Weise zusammengequetscht und wird im Wesentlichen flach erscheinen. Der Anwender kann möglicherweise die Ursache dieses Phänomens nicht erkennen und hält es für einen Defekt der Matratze bzw. des Polsters.
Das "Fasse Loft"-Problem wird in der vorliegenden Erfindung vermieden, indem die Längsnaht der Folge von Taschenfedern an einer Seite der Folge positioniert wird, während gleichzeitig die Notwendigkeit zum Drehen oder Neuorientieren der einzelnen Federn in ihren Taschen und die damit verbundene Beschädigung des Gewebes und andere damit verbundene Probleme vermieden werden.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung, das ebenfalls zur Vermeidung des "Fasse Loft"-Problems und der damit verbundenen Probleme beiträgt, erweist sich insbesondere für tonnenförmige Federn oder andere solche Federn mit nicht-linearem Profil als vorteilhaft. Bei derartigen Federn wird die Quernaht zwischen benachbarten Federn der Federfolge in einer Form ausgeführt, die dem Profil der Federn entsprechen, wodurch eine engere, mehr formgerechte Gewebetasche rund um die Feder entsteht, um eine Bündelung von überschüssigem losem Gewebe rund um die Feder zu vermeiden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ziel und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung verdeutlicht, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, die folgende Bedeutung haben:
1 ist eine Draufsicht zur schematischen Darstellung eines Systems und des zugehörigen Verfahrens entsprechend einer ersten Ausführungsform zum erfindungsgemäßen Herstellen einer Folge von Taschenfedern;
2 ist eine Seitenansicht des Systems und des Verfahrens aus 1;
3 ist eine ähnliche Ansicht wie 1 und zeigt ein zweites gegenwärtig bevorzugtes System und das zugehörige Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine Seitenansicht des Systems und des Verfahrens aus 3;
5 ist eine Perspektivansicht einer Folge von Taschenfedern, die entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde;
6 ist eine Querschnittansicht einer einzelnen, in einer Gewebetasche eingeschlossen Spiralfeder entlang der Linie 6-6 aus 5;
7 ist eine Seitenansicht einer Folge von Taschenfedern, die entsprechend einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde; und
8 ist eine Teilperspektivansicht eines Schweißkopfs, der zum Schweißen einer Quernaht in der Folge aus 7 verwendet wird.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In 1 wird eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform eines Systems 10 und das zugehörige Verfahren zum Herstellen einer Folge 12 von Taschenfedern 14 entsprechend der vorliegenden Erfindung gezeigt. Ein Gewebe 16, vorzugsweise ein in der Technik bekanntes thermisch verschweißbares Material, wird von einer Zufuhrwalze 18 um eine Rolle 20 zugeführt, wie in 1 dargestellt. Alternativ kann es sich beim Gewebe 16 auch um Baumwolle oder ein anderes geeignetes Material handeln. Das Gewebe 16 wird im Wesentlichen in seiner Hälfte längs entlang einer Längsfalzlinie 22 gefaltet, die in etwa mit der Längsmittellinie des Gewebes 16 übereinstimmt. Das Gewebe 16 wird um die Längsfalzlinie 22 gefaltet, um eine erste, obere Lage 24 und eine zweite, untere Lage 26 des Gewebes 16 zu bilden, die jeweils einen freien Rand 28 mit Abstand zur Längsfalzlinie 22 aufweisen. Das gefaltete Gewebe 16 passiert eine obere und eine untere Eingaberolle 30 bzw. 32, bevor es einer Federeinführstation 34 zugeführt wird. Die Rollen 20, 30 und/oder 32 können rotierend angetrieben sein.
Die Federeinführstation 34 umfasst einen hin- und hergehenden Einführschieber 36 mit einer becherförmigen Federaufnahme-Stirnseite 38, um darin eine komprimierte Spiralfeder 14 aufzunehmen. Der Schieber 36 wird ausgefahren, um die komprimierte Feder 14 zwischen die Lagen 24 und 26 einzuführen, und wird wieder zurückgezogen, um eine weitere komprimierte Feder 14 zur nachfolgenden Einführung aufzunehmen. Die Formung, Komprimierung und Zuführung der Feder 14 in den Federeinführschieber 36 und die Faltung des Gewebes 16 erfolgt entsprechend einem der zahlreichen zu diesen Zwecken bekannten Systeme und Verfahren. Alternativ kann die Federeinführstation 34 zwei U-förmige Profile aufweisen, welche die Feder im komprimierten Zustand halten und die Federn 14 in das gefaltete Gewebe 16 einführen. Bei diesem Verfahren wird die Feder 14 durch ein Horn (nicht dargestellt) festgehalten, während sich das Profil zurückzieht.
Wenn das Gewebe 16 weiter durch das System 10 geführt wird, verbleiben die zwischen die Lagen 24 und 26 eingeführten Federn in einer komprimierten Konfiguration zwischen der oberen und der untere Halteplatte 40 und 42 auf der Ober- bzw. Unterseite des Gewebes 16, wie das insbesondere aus 1 und 2 hervorgeht. Vorzugsweise werden die Halteplatten 40 und 42 zwischen den freien Rändern 28 und der Längsfalzlinie 22 des Gewebes 16 zentriert, und es kann einen weiteren Abschnitt 44 in der Nähe der Federeinführstation 34 geben, der sich nach unten in einen Abschnitt mit geringerem Abstand 46 zwischen den Platten 40 und 42 verengt, wenn das Gewebe 16 und die Federn 14 durch die nachfolgenden Abschnitte des Systems 10 geführt werden.
Zusätzlich steuern und lenken eine Vielzahl von im Abstand zueinander angeordneten Führungsrollen 48, die rotierend in der Nähe der Längsfalzlinie 22 und der freien Ränder 28 des Gewebes 16 montiert sind, die Bewegung des Gewebes 16 durch das System 10.
Eine Längsnahterzeugungsstation 52 befindet sich nachgeordnet zur Federeinführstation 34 in Nähe zu den freien Rändern 28 des Gewebes 16, wie das aus 1 und 2 hervorgeht. Nachdem die komprimierten Federn 14 zwischen die Lagen 24 und 26 eingeführt wurden, verbindet die Längsnahterzeugungsstation 52 die obere und die untere Lage 24 bzw. 26 des Gewebes 16 in der Nähe ihrer freien Ränder 28 miteinander, wodurch die Federn 14 erstmalig im Gewebe 16 eingeschlossen werden. In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform wird zwischen einem Thermoschweißkopf 56, der sich während des Schweißvorgangs nach oben und unten hin- und herbewegt, und einem Amboss 58, der unter der unteren Lage 26 positioniert ist, eine Längsnaht 54 erzeugt. Der sich hin- und herbewegende Schweißkopf 56 und der Amboss 58 wirken dabei zusammen und erzeugen die Längsnaht 54 im Gewebe 16, indem die beiden Lagen 24 und 26 durch Ultraschallschweißen, Thermoschweißen oder durch ein anderes dem Fachmann bekanntes Verfahren miteinander verschweißt werden. Alternativ kann sich der Amboss 58 hin- und herbewegen, während der Thermoschweißkopf 56 unbeweglich montiert ist. Die Federn 14 verbleiben während der Erzeugung der Längsnaht 54 im komprimierten Zustand und werden mit ihren Längsachsen 60 im Wesentlichen senkrecht zur Längsnaht 54 eingeschweißt. Es muss erwähnt werden, dass auch andere Methoden zum Verbinden der Lagen 24 und 26 durch Erzeugen von Nähten wie Nähen oder Klammerung eingesetzt werden können.
Eine erste Transportstation 62 befindet sich nachgeordnet zur Längsnahterzeugungsstation 52 und weist in einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform vier Transportbänder 64 auf. Jedes Band 64 verläuft über im Abstand zueinander angeordnete Führungs- und Nachlaufrollen 66 und 68, von denen mindestens eine rotierend angetrieben wird. Ein erstes Paar von Bändern 64a an der ersten Transportstation 62 berührt das Gewebe 16 in der Nähe der zwischen ihnen passierenden Längsfalzlinie 22. Ein weiteres Paar 64b von Transportbändern 64 berührt das Gewebe 16 in der Nähe der Längsnaht 54, wie das in 1 und 2 gezeigt wird. Wenn die Bänder 64 um die im Abstand zueinander angeordneten Rollen 66 und 68 im Kontakt mit dem Gewebe 16 geführt werden, wird das Gewebe 16 von der Zufuhrwalze 18 abgezogen, durch die vorgelagerten Stationen gezogen und zu einer nachgeordneten Federexpansionsstation 70 geführt.
In der Federexpansionsstation 70 können sich die komprimierten Federn 14 entspannen und ausdehnen. In einer ersten Ausführungsform wird die Ausdehnung der Feder durch ein Paar gegenüberliegende rotierende Elemente 72 auf den gegenüberliegenden Seiten der Federn 14 gesteuert, wie das in 1 dargestellt ist. Die Rotationsachse 74 jedes der rotierenden Elemente 72 entsprechend der ersten gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform taut 1 liegt im Wesentlichen parallel zu den Längsachsen 60 der Federn 14. Jedes rotierende Element 72 umfasst eine Mehrzahl von bogenförmigen Aussparungen 76, die in Kombination mit gleichartig geformten Aussparungen 76 im korrespondierenden rotierenden Element 72 auf der gegenüberliegenden Seite der Feder 14 jede Feder 14 teilweise umgeben und somit deren Ausdehnung steuert. Außerdem unterstützen die rotierenden Elemente 72 die Annäherung der Federn 14 und des Gewebes 16 an eine Quernahterzeugungsstation 78, die nach der Federexpansionsstation 70 folgt.
In der Quernahterzeugungsstation 78 wird im Gewebe 16 eine Quernaht 80 zwischen jeder benachbarten Feder 14 gebildet, die sich im Inneren des Gewebes 16 aus ihrer komprimierten Konfiguration ausgedehnt haben. Vorzugsweise umfasst die Quernahterzeugungsstation 78 einen Quernahtschweißkopf 82 und einen mit diesem zusammenwirkenden Quernahtamboss 84, die sich auf den gegenüberliegenden Seiten der sich herausbildenden Folge 12 von Taschenfedern 14 befinden, wie das in 1 dargestellt ist. Wenn sich die Federn 14 der Quernahterzeugungsstation 78 annähern und diese durchlaufen, wird das Gewebe 16 zwischen den Federn 14 miteinander verbunden, wodurch einzelne Taschen 86 für jede einzelne Feder 14 fertig gestellt und die Federn 14 vollständig vom Gewebe 16 umschlossen werden. Erneut muss erwähnt werden, dass auch andere Methoden zur Erzeugung der Quernaht 80 wie Nähen oder Klammerung eingesetzt werden können. Während die Quernaht 80 hergestellt wird, wird das Gewebe zusammengedrückt bzw. zusammengerafft. Daher muss die Folge 12 aus Taschenfedern 14 etwas nachgeben bzw. kontrahieren, um den Nahterzeugungsprozess zu ermöglichen. Das kann durch einen aktiven Mechanismus erfolgen – wie beispielsweise ein angetriebenes Transportsystem – oder in passiver Weise – wie beispielsweise durch die Reibung zwischen dem Gewebe 16 und den rotierenden Transportelementen 72.
Die Längsachsen 60 der Federn 14 verbleiben im Wesentlichen parallel zu den Quernähten 80 im Gewebe 16. Allerdings befindet sich die Längsnaht 54, die an den freien Rändern 28 des Gewebes 16 herausgebildet wird, aufgrund der Ausdehnung der Federn 14 im Wesentlichen auf einer Seitenfläche 88 der Folge 12 von Taschenfedern 14 zwischen den oberen und unteren Enden 90 bzw. 92 der Taschenfedern 14, wie das insbesondere aus 5 und 6 hervorgeht. Da die Längsachsen 60 der Federn 14 im Wesentlichen ausgerichtet und parallel zueinander im Inneren der einzelnen Gewebetaschen 86 sind, entfällt bei der vorliegenden Erfindung im Gegensatz zu vielen anderen beim Stand der Technik bekannten Systemen die Notwendigkeit zum Drehen der Federn 14 im Inneren der Gewebetaschen 86.
Wie aus 5 und 6 hervorgeht, wird die Längsnaht 54 vorzugsweise an die Taschen 86 herangezogen, wenn in der Quernahterzeugungsstation 78 die Quernaht 80 erzeugt wird. Daher werden in der Quernahterzeugungsstation 78 im Bereich des Gewebes nahe der Quernaht 80 vier Lagen des Gewebes 16 zusammengeschweißt. Es muss darauf hingewiesen werden, dass es noch andere Verfahren zur Erzeugung der Naht 80 in dieser Weise gibt, zum Beispiel könnte die Längsnaht 54 vor der Einführung in die Quernahterzeugungsstation 78 positioniert werden, selbst wenn sie nicht mit der Quernaht 80 mit der Tasche 86 verschweißt wird. Darüber hinaus kann sich die Längsnaht 54 irgendwo zwischen dem oberen und dem unteren Rand der Folge befinden, obwohl sie in den Zeichnungen ungefähr in ihrer Mitte dargestellt ist.
Eine nachgeordnete oder zweite Transportstation 94 umfasst vorzugsweise ein Paar gegenüberliegende rotierende Walzen 96, deren Rotationsachse 98 jeweils im Wesentlichen parallel zur Längsachse 60 der Federn legt. Eine Mehrzahl von bogenförmigen Aussparungen 100 auf der Peripherie der Transportwalzen 96 wirkt so, dass sie die Taschenfedern 14 zumindest teilweise umgeben und diese von der vorgelagerten Quernahterzeugungsstation 78 entnehmen und der nachfolgenden Verpackung, Lagerung oder Weiterverarbeitung zu Matratzen, Polstern oder Federkernelementen zuführen.
Eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in 3 und 4 gezeigt, und die Komponenten des hier dargestellten Systems 10, die identisch mit denen der ersten Ausführungsform aus 1 und 2 sind, haben in 3 und 4 dieselben Bezugsziffern, und die obige detaillierte Beschreibung der betreffenden Komponenten gilt in gleicher Weise für die in 3 und 4 gezeigte Ausführungsform. Die zweite gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform entsprechend 3 und 4 umfasst divergierende Transportbänder 102, die sich über und unter dem Gewebe 16 und den darin eingeschlossenen Federn 14 an der Federexpansionsstation 70 befinden. Der Transportmechanismus könnte mit Walzen wie in 1 und 2 und/oder mit Transportbändern wie in 3 und 4 ausgeführt werden, die sich je nach Wunsch auf der Oberseite und auf der Unterseite der Folge oder an den Seitenflächen befinden können. Jedes der Transportbänder 102 aus 3 und 4 verläuft über Führungs- und Nachlaufrollen 104 und 106, was insbesondere aus 4 hervorgeht. Außerdem nimmt ein Trennabstand zwischen den Transportbändern 102 in einer nachgeordneten Richtung zu, um dadurch die Ausdehnung der Federn 14 im Inneren des Gewebes 16 zwischen den Transportbändern 102 zu steuern. Die entspannten und ausgedehnten Federn 14 werden dann zur nachgeordneten Quernahterzeugungsstation 78 transportiert, so dass die Quernaht 80 zwischen die benachbarten Federn 14 positioniert wird und damit die einzelnen Gewebetaschen 86 fertig gestellt werden.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung wird in 7 und 8 veranschaulicht und ist insbesondere für die Verwendung zum Herstellen von Folgen 12 von Taschenfedern 14a mit einer tonnenförmigen Konfiguration angepasst, wie das in 7 gezeigt wird. Tonnenförmige Federn 14a sind in der Industrie gut bekannt und weisen ein Profil 108 auf, bei dem die mittleren Windungen 110 der Feder 14a einen größeren Durchmesser aufweisen als die oberste Windung 112 und die unterste Windung 114 der Feder 14a. Zum Beispiel können die oberste und unterste Windung 112 bzw. 114 der tonnenförmigen Feder 14a einen Durchmesser von ungefähr 4,1275 cm und die mittlere Windung 110 einen Durchmesser von ungefähr 6,35 cm aufweisen. Wenn tonnenförmige Federn 14a in der Folge 12 verwendet werden, entspricht die Quernaht 80a unmittelbar neben der Feder 14a dem Profil 108 der Feder 14a, wie das in 7 gezeigt wird. Indem die Quernaht 80a dem Profil 108 der in der Tasche eingeschlossenen Feder 14a entspricht, wird eine engere Tasche mit weniger losem Gewebe 16 in der Folge 12 und ein besseres Gesamtprodukt erzeugt, insbesondere bei Federn 14a mit einem nicht-linearen Profil. Bei tonnenförmigen Federn 14a hat die sich unmittelbar neben diesen befindliche Quernaht 80a eine konkave Form, und da sich die Quernaht 80a zwischen benachbarten tonnenförmigen Federn 14a befindet, kann die Naht 80a aus einem Paar nach außen weisender konkaver Formen bestehen, die ein X bilden oder eine ähnliche Konfiguration haben. Ein Schweißkopf 82a, der zur Erzeugung der Quernaht 80a geeignet ist, wird in 8 gezeigt, bei dem eine Anzahl von Stollen 116 im gezeigten Muster angeordnet ist, so dass benachbarte Stollen 116 in der Nähe des oberen und unteren Rands des Schweißkopfs 82a einen größeren Abstand zueinander aufweisen als die in der Mute, um den Profilen 108 der benachbarten tonnenförmigen Federn 14a zu entsprechen. Obwohl die Quernaht 80a in 7 symmetrisch ist, sind auch andere Konfigurationen denkbar. Darüber hinaus ist dieses Merkmal der vorliegenden Erfindung in einem weiteren Sinn nicht nur für tonnenförmige Federn 14a nützlich, um eine engere, mehr an die Federform angepasste Tasche zu erzeugen, sondern auch für Federn mit einem allgemein nicht-linearen Profil wie tonnenförmige Federn oder sanduhrförmige Federn, bei denen die mittleren Windungen einen geringeren Durchmesser haben als die oberen und unteren Windungen.
Aus der obigen Offenbarung der allgemeinen Prinzipien der vorliegenden Erfindung und aus der erfolgten detaillierten Beschreibung von zumindest einer bevorzugten Ausführungsform können Fachleute problemlos die verschiedenen Modifikationen ableiten, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung zulässig sind.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Folge von Spiralfedern in Taschen, umfassend das Zuführen eines Vorrats von Gewebe (16), um erste und zweite allgemein parallele Gewebelagen (24, 26) zu bilden, Einführen einer Reihe von axial komprimierten Federn (14, 14a) zwischen die erste und die zweite Lage (24, 26), Verbinden der ersten und der zweiten Lage miteinander durch Erzeugen einer Längsnaht (54) in der Nähe der freien Ränder (28) der ersten und der zweiten Lage (24, 26), wobei die Lagen an den den freien Rändern (28) gegenüberliegenden Rändern miteinander verbunden werden, Zulassen, dass die Federn (14, 14a) wenigstens teilweise axial in dem Gewebe in derselben Ausrichtung expandieren, in der sie zwischen die Lagen (24, 26) eingeführt wurden, so dass die Längsachse (60) jeder der Federn allgemein lotrecht zur Längsnaht (54) verläuft, und Erzeugen einer Quernaht (80, 80a) in dem Gewebe zwischen benachbarten Federn (14, 14a), um dadurch jede der Federn in einer Gewebetasche (86) einzuschließen, dadurch gekennzeichnet, dass zugelassen wird, dass die Federn (14, 14a) nach dem Verbinden der ersten und der zweiten Lage (24, 26) durch Erzeugen der Längsnaht (54) wenigstens teilweise expandieren, und dadurch, dass die Quernähte (80, 80a) allgemein parallel zu den Längsachsen (60) der wenigstens teilweise expandierten Federn (14, 14a) erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei zugelassen wird, dass die Federn (14, 14a) wenigstens teilweise vor dem Erzeugen der Quernähte (80, 80a) expandieren.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei zugelassen wird, dass die Federn (14, 14a) entlang ihrer Längsachsen (60) expandieren.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei zugelassen wird, dass die Federn (14, 14a) in derselben Ausrichtung expandieren, in der sie zwischen die Lagen (24, 26) eingeführt wurden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Ausrichtung der Längsachsen (60) der Federn (14, 14a) während des gesamten Prozesses allgemein unverändert bleibt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Expansion der Federn (14, 14a) durch ein Paar rotierender Elemente (72, 102) auf gegenüberliegenden Seiten der Federn in dem Gewebe gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Rotationsachsen der rotierenden Elemente (72) allgemein parallel zu den Längsachsen (60) der Federn sind und jedes rotierende Element (72) eine Mehrzahl von bogenförmigen Aussparungen (76) umfasst, die in Kombination jede Feder teilweise umgeben.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Rotationsachsen der rotierenden Elemente allgemein lotrecht zu den Längsachsen (60) der Federn sind und jedes rotierende Element ein Band (102) umfasst, das über beabstandete Rollen (104, 106) passiert, wobei ein Trennabstand zwischen den Bändern (102) in einer Abwärtsrichtung zunimmt, um dadurch die Expansion der Federn (14, 14a) zwischen den Bändern zu steuern.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend das Ziehen des Gewebes zwischen einem Paar rotierender Transportelemente (96), die auf gegenüberliegenden Seiten des Gewebes beabstandet sind und sich unterhalb von einer Position befinden, in der die Quernähte (80, 80a) gebildet sind, wobei die rotierenden Transportelemente (96) eine Mehrzahl von bogenförmigen Aussparungen (100) umfassen, die in Kombination jede Feder teilweise umgeben.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Ziehens des Gewebes nach dem Erzeugen der Quernähte (80, 80a) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Einführen ferner das Einführen von komprimierten Federn (14a) umfasst, die ein allgemein nichtlineares gestaltetes Profil neben der Quernaht aufweisen, und das Bilden der Quernaht ferner das Bilden der Quernaht (80a) auf eine solche Weise umfasst, dass sie allgemein wenigstens einem Teil des Profils der benachbarten Federn (14a) entspricht. 12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die eingeführten Federn (14a) zylinderförmig sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Einführen ferner das Einführen von komprimierten zylinderförmigen Federn (14a) umfasst und das Erzeugen der Quernaht ferner das Erzeugen der Quernaht (80a) auf eine solche Weise umfasst, dass sie eine allgemein konkave Konfiguration neben den zylinderförmigen Federn (14a) hat.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Gewebe ein thermoschweißbares Gewebe (16) ist und die Verbindungs- und Erzeugungsschritte durch Verschweißen des Gewebes miteinander durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Schritt des Zuführens des Gewebes das Falten des Gewebes (16) entlang einer Längsfalzlinie (22) zu der ersten und der zweiten Lage (24, 26) umfasst, so dass die gegenüberliegenden Enden durch die Falzlinie (22) verbunden werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Längsnaht (54) allgemein auf der Seite der Federn (14, 14a) neben deren oberem und unterem Ende in der hergestellten Folge (12) von Spiralfedern in Taschen positioniert ist.
System zum Bilden einer Folge (12) von Spiralfedern in Taschen, wobei jede der Federn (14, 14a) in einer aus Gewebe gebildeten Tasche (86) eingeschlossen ist, wobei das System Folgendes umfasst: eine Gewebezufuhrstation zum Erzeugen einer ersten und einer zweiten allgemein parallelen Gewebelage (24, 26), eine Federeinführstation (34), in der axial komprimierte Federn (14, 14a) individuell zwischen die erste und die zweite Lage (24, 26) eingeführt werden, eine Längsnahterzeugungsstation (52), die sich unterhalb der Federeinführstation (34) befindet, wobei in der Längsnahterzeugungsstation (52) die erste und die zweite Lage (24, 26) des Gewebes miteinander verbunden werden, um eine Längsnaht (52) in der Nähe der freien Ränder (28) der ersten und der zweiten Lage zu bilden, wobei die Lagen an den den freien Rändern gegenüberliegenden Rändern verbunden werden, eine Federexpansionsstation (70), in der die Federn (14, 14a) wenigstens teilweise zwischen der ersten und der zweiten Lage (24, 26) in derselben Ausrichtung expandieren können, in der sie zwischen die Lagen (24, 26) eingeführt wurden, so dass die Längsachse (60) jeder Feder allgemein lotrecht zur Längsnaht (54) ist, eine Quernahterzeugungsstation (78) zum Bilden einer Quernaht (80, 80a) in dem Gewebe, um jedes Paar benachbarter Federn (14, 14a) zu trennen und dadurch jede der Federn nach dem Einführen in einer Gewebetasche (86) einzuschließen, und eine Transportstation (62, 94), die das Gewebe (16) und die darin enthaltenen Federn (14, 14a) durch die jeweiligen Stationen bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Federexpansionsstation unterhalb der Längsnahterzeugungsstation befindet, und dadurch, dass die Quernahterzeugungsstation (78) die Quernähte (80, 80a) allgemein parallel zu den Längsachsen (60) der wenigstens teilweise expandierten Federn bildet.
System nach Anspruch 17, wobei sich die Quernahterzeugungsstation (78) unterhalb der Federexpansionsstation (70) befindet.
System nach Anspruch 17 oder Anspruch 18, wobei die Federexpansionsstation (70) es zulässt, dass die Federn entlang ihrer Längsachsen (60) expandieren.
System nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei zugelassen wird, dass die Federn (14, 14a) in derselben Ausrichtung expandieren, in der sie zwischen die Lagen (24, 26) eingeführt wurden.
System nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei die Ausrichtung der Längsachsen (60) der Federn (14, 14a) von der Federeinführstation (34) durch die Herstellung der Folge (12) von Spiralfedern in Taschen allgemein unverändert bleibt.
System nach einem der Ansprüche 17 bis 21, wobei die Transportstation (62, 94) ferner ein Paar von rotierenden Transportelementen (96) umfasst, die auf gegenüberliegenden Seiten des Gewebes beabstandet sind und sich unterhalb der Federexpansionsstation (70) befinden, wobei die rotierenden Transportelemente (96) eine Mehrzahl von bogenförmigen Aussparungen (100) umfassen, die in Kombination jede Feder (14, 14a) und das umgebende Gewebe teilweise umgeben, um dadurch das Gewebe und die darin enthaltenen Federn durch die jeweiligen Stationen zu ziehen.
System nach einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei die Federexpansionsstation (70) ferner ein Paar rotierender Elemente (72, 102) auf gegenüberliegenden Seiten der Federn (14, 14a) in dem Gewebe umfasst.
System nach Anspruch 23, wobei die Rotationsachsen der rotierenden Elemente (72) allgemein parallel zu den Längsachsen (60) der Federn liegen und jedes rotierende Element (72) eine Mehrzahl von bogenförmigen Aussparungen (76) umfasst, die in Kombination jede Feder teilweise umgeben.
System nach Anspruch 24, wobei die Rotationsachsen der rotierenden Elemente (102) allgemein lotrecht zu den Längsachsen (60) der Federn sind und jedes rotierende Element ein Band (102) umfasst, das über beabstandete rotational montierte Rollen (104, 106) passiert, wobei ein Trennabstand zwischen den Bändern (102) in einer Abwärtsrichtung zunimmt, um die Expansion der Federn zwischen den Bändern (102) dadurch zu steuern.
System nach einem der Ansprüche 17 bis 25, wobei die Quernahterzeugungsstation (78) eine Quernaht (80a) bildet, die einem nichtlinearen Profil der benachbarten Feder (14a) entspricht.
System nach einem der Ansprüche 17 bis 26, wobei die Längsnahterzeugungsstation (52) und die Quernahterzeugungsstation (78) jeweils einen Thermoschweißkopf und einen Amboss (56, 58, 82, 84) umfassen, die zum Bilden von Thermoschweißnähten in dem Gewebe zusammenwirken.
Folge (12) von Spiralfedern in Taschen, umfassend zwei längliche Gewebelagen (24, 26), die durch eine Längsnaht (54) in der Nähe der freien Ränder (28) der Lagen miteinander verbunden werden, wobei die Lagen (24, 26) an den den freien Rändern gegenüberliegenden Rändern verbunden sind, und mit Quernähten (80, 80a) zum Bilden von Taschen (86), und Federn (14, 14a), von denen jeweils eine in jeder Tasche steckt, und mit einer Längsachse (60) allgemein lotrecht zu der Längsnaht (54), wobei die Längsnaht (54) auf der Seite der Federn zwischen deren Enden positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe zwischen dem freien Rand (28) jeder Lage und der Längsnaht (54) so gefaltet ist, dass es die andere überlappt, um einen zweilagigen Streifen in Kontakt mit den Taschen (86) zu bilden, und der Streifen durch die Längsnähte (80, 81a) mit den Taschen (86) verbunden ist.
Folge nach Anspruch 28, wobei die Längsnaht (54) etwa in der Mitte zwischen den Enden der Federn (14, 14a) positioniert ist.
Folge nach Anspruch 28 oder Anspruch 29, wobei das Gewebe (16) thermogeschweißt ist und die Nähte (54, 80, 80a) Thermoschweißnähte sind.
Folge nach einem der Ansprüche 28 bis 30, wobei die gegenüberliegenden Ränder der Falten (24, 26) integral sind.
Folge nach einem der Ansprüche 28 bis 31, wobei jede der Federn (14a) ein nichtlineares Profil zwischen einer Ober- und einer Unterseite davon hat und die Quernähte (80a) ein nichtlineares Profil haben, das dem der Federn entspricht.