ES2197195T3 - Unidad de muelle interno y metodo para su fabricacion. - Google Patents
Unidad de muelle interno y metodo para su fabricacion.Info
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Abstract
HAY PROVISTO UN METODO PARA FORMAR UNA UNIDAD DE RESORTES INTERNOS ESPUMADA QUE INCLUYE EL ASEGURAR DE FORMA QUE SE PUEDA SOLTAR UNA PLURALIDAD DE ESPIRALES (20) A UNA PLANTILLA (22), SUMINISTRAR UNA MEZCLA DE REACCION ESPUMABLE (26) A UNA BANDEJA (10 O 10'''') Y SITUAR LA PLANTILLA DE MODO QUE LOS EXTREMOS DE LOS ESPIRALES QUE SE EXTIENDEN MAS ALLA DE LA PLANTILLA ESTEN SEPARADOS DEL EXTREMO DEL ESPIRAL. EL PROCESO SE REPITE MEDIANTE LA LIBERACION DE LA CAPA ESPUMADA ENCAJANDO UN EXTREMO DE LOS ESPIRALES, SUJETANDO DE FORMA QUE SE PUEDA SOLTAR LA PRIMERA CAPA ESPUMADA CON LOS EXTREMOS DE LA MISMA SEPARADAS DE UNA BANDEJA QUE TIENE DICHA MEZCLA DE REACCION ESPUMABLE EN LA MISMA PARA QUE EL SEGUNDO EXTREMO DE LOS ESPIRALES ENCAJE EN UNA SEGUNDA CAPA DE ESPUMA. UN COLCHON FORMADO DE UNA PLURALIDAD DE SECCIONES DE LA UNIDAD DE RESORTES INTERNOS FORMADO DE ACUERDO CON LO ANTERIOR PUEDE COMBINARSE CON UNA CUBIERTA PARA DEFINIR UN COLCHON. SELECCIONANDO LA FIRMEZA DE LOS ESPIRALES DE SECCIONES ADYACENTES, PUEDE PROVEERSE EN EL COLCHON REGIONES DE DIFERENTE FIRMEZA.
Description
Unidad de muelle interno y método para su
fabricación.
La presente invención se refiere a unidades de
muelles internos espumados y, en particular, a un método de
fabricar unidades de muelles internos espumados en el que una
espuma de poliuretano flexible se adhiere directamente al muelle
interno y en el que los muelles adyacentes están libres de
cualquier conexión de soporte entre sí que no sea la espuma.
Tal como se utiliza en la presente memoria, el
término ``unidad de muelles internos espumados'' se pretende que se
interprete en su sentido más amplio. En general, tales unidades de
muelles internos espumados incluyen colchones y somieres. Un colchón
está destinado a proporcionar soporte a una persona que duerma en
él, mientras que un somier proporciona soporte tanto al colchón
como a la persona que duerme en el colchón. Sin embargo, pueden
proporcionarse de acuerdo con la invención otros tipos de ``unidades
de muelles internos espumados'' tales como cojines, asientos de
coche y similares, y no se pretende que el término ``unidad de
muelles internos espumados'' se limite solamente a colchones y
somieres.
Se conocen unidades de muelles internos formados
de una construcción unitaria. La patente U.S. nº 4.811.439
(patente '439) expedida a favor de los inventores de esta solicitud
el 14 de marzo de 1989, describe un método de producir una unidad de
muelles internos espumados en un proceso discontinuo que utiliza
una mezcla de reacción espumable de al menos difenilmetano
diisocianato y un poliol. El proceso comprende las operaciones de
pulverizar la mezcla de reacción espumable en el fondo de una
cavidad de molde o bandeja; cargar una unidad de muelles internos,
cuya unidad tiene espiras interconectadas, dentro de la bandeja
que tiene en ella la mezcla de reacción espumable; y permitir que la
mezcla de reacción espumable suba para formar una espuma y se
adhiera a las espiras interconectadas de la unidad de muelles
internos. Se aplica preferiblemente un agente de desprendimiento a
la bandeja antes de pulverizar la mezcla de reacción espumable
dentro de la bandeja, y se cura la espuma preferiblemente antes de
que se vacíe y se limpie la bandeja.
La unidad de muelles internos cargada dentro de
la mezcla de reacción espumable de la patente '439 es una unidad
de muelles internos bien conocida en la técnica ya que las espiras
de la unidad de muelles internos, que se expone después al proceso
de espumado peculiar, están todas ellas interconectadas entre
sí.
Hasta ahora, se han producido unidades de muelles
internos que tienen espiras que están interconectadas entre sí. Las
unidades de muelles internos se construyen por una diversidad de
métodos, todos ellos destinados a convertir las espiras individuales
en un conjunto de espiras de una forma prescrita y título de
espira. Las espiras se mantienen usualmente juntas mediante
espirales de alambre conocidas como ``sacacorchos'', sujetas entre
sí por trozos de alambre, o se encapsulan en bolsas de tejido que
forman largas tiras que se fijan luego entre sí por costura,
encolado o anillado.
Por consiguiente, el método de formar una unidad
de muelles internos espumados ha sido limitado al uso de una
unidad de muelles internos en que las espiras de los muelles
internos se unieron entre sí con seguridad antes de su exposición a
un proceso de espumado, cuyas unidades de muelles internos
presentan flexibilidad en el diseño de colchón y aumentan el coste
de los colchones. Mediante la formación de una unidad de muelles
internos espumados por empotramiento de los extremos de las espiras
individuales directamente en un material de espuma de manera que
cada espira dentro de la unidad de muelles internos esté libre de
cualquier conexión entre espiras adyacentes que no sea la espuma
para determinar la posición relativa de las espiras, se obtiene por
resultado una producción de colchones mejorada y pueden producirse
un colchón mejorado.
El documento
DE-A-2 304 985 describe un
procedimiento continuo de formación de colchones que incluye
alimentar muelles individuales uno a uno para ser soportados por
un dispositivo de soporte de cinta móvil dispuesto por encima de
otra cinta de soporte sobre la cual es alimentado material de
espuma para aplicarse a los muelles en dicho material de espuma,
tras lo cual son liberados desde el dispositivo de soporte de cinta
móvil y son subsiguientemente alimentados a otra cinta de soporte
sobre la cual se alimenta también material de espuma para
aplicarse a extremos opuestos de los muelles.
Un objetivo de la invención es proporcionar un
método para fabricar una unidad de muelles internos espumados a
bajo coste en un proceso discontinuo utilizando una mezcla de
reacción espumable para formar una unidad de muelles internos que
tiene espiras adyacentes libres de cualquier conexión que no sea la
espuma en sus extremos para controlar su posición relativa.
Otro objetivo de la invención es proporcionar un
método para fabricar un colchón seguro con calidades mejoradas de
comodidad y ortopedia.
Los anteriores objetivos son alcanzados por el
método para formar unidades de muelles internos de acuerdo con la
reivindicación 1, y por el método de formar colchones según la
reivindicación 20.
La presente invención se refiere asimismo a una
unidad de muelles internos de acuerdo con la reivindicación 26 y a
un colchón según la reivindicación 29.
Otro objetivo de la invención es proporcionar una
unidad de muelles internos espumados compuesta de una pluralidad de
secciones de muelles internos espumados para permitir adaptar al
cliente la firmeza de diversos lugares en el colchón.
Todavía otros objetivos y ventajas de la
invención resultarán evidentes a partir de la memoria
descriptiva.
Por consiguiente, la invención comprende las
diversas operaciones y la relación de una o más de tales
operaciones con respecto a cada una de las otras, y los artículos
que poseen las características, las propiedades y la relación de
elementos, que se ilustran en la siguiente descripción detallada,
y el alcance de la invención se indicará en las
reivindicaciones.
Para un entendimiento más completo de la
invención, se hace referencia a la siguiente descripción tomada en
unión de los dibujos que se acompañan, en los que:
La figura 1 es un diagrama funcional que muestra
las operaciones de una realización del método de la invención;
La figura 2 es una vista en perspectiva de una
unidad de muelles internos espumados de acuerdo con la
invención;
La figura 3 es una vista en sección transversal
de la unidad de muelles internos espumados tomada a través de la
línea 3-3 de la figura 2;
La figura 4 es una vista en perspectiva de una
realización de una bandeja utilizada para preparar una unidad de
muelles internos espumados de la invención;
La figura 5 es una vista en sección transversal
que muestra una bandeja de espuma utilizada en el método de la
invención como aplicada a la bandeja de la figura 4;
La figura 6 es una vista en perspectiva del
interior de una primera plantilla de acuerdo con la invención
estando retenidos en ella los primeros extremos de las espiras por
imanes;
La figura 7 es una vista en sección transversal
de una realización alternativa de la plantilla de la figura 6, que
muestra los primeros extremos de las espiras retenidos en plano por
imanes, con la plantilla colocada sobre una bandeja que tiene en
ella una mezcla de reacción espumable con los segundos extremos
libres de las espiras por encima de dicha mezcla;
La figura 8 es una vista en sección transversal
de una unidad de muelles internos espumados parcialmente preparada
de acuerdo con la invención, que muestra la espuma subida adherida
a los segundos extremos de las espiras en la bandeja;
La figura 9 es una vista en sección transversal
de una realización de una segunda plantilla que soporta la unidad
de muelles internos parcialmente preparada de la figura 8 con la
plantilla colocada sobre una bandeja que tiene en ella una mezcla de
reacción espumable con los primeros extremos libres de las espiras
por encima de dicha mezcla;
La figura 10 es una vista en perspectiva de una
realización alternativa de la bandeja de acuerdo con la invención
que tiene tabiques que dividen la bandeja en seis secciones;
La figura 11 es una vista en perspectiva de un
colchón de muelles internos espumados hecho a partir de los seis
componentes de muelles internos espumados de acuerdo con la
invención y una cubierta de colchón dividida por tabiques;
La figura 12 es una vista en sección transversal,
fragmentaria, a mayor escala de los componentes de muelles internos
espumados tomada por la línea 12-12 de la figura
11;
La figura 13 es una vista en perspectiva de una
cubierta de una realización alternativa de un colchón de acuerdo
con la invención que tiene seis componentes de muelles internos en
una realización alternativa de una cubierta de colchón dividida por
tabiques;
La figura 14 es una realización alternativa de la
bandeja de acuerdo con la invención;
La figura 15 es una vista en sección transversal
fragmentaria de la realización de la primera plantilla colocada
sobre la realización alternativa de la bandeja de la figura 14 que
tiene muescas y lomos para soportar los extremos de las espiras;
y
La figura 16 es una vista en sección transversal,
fragmentaria, a mayor escala que muestra una realización
alternativa de un colchón de múltiples secciones de acuerdo con la
invención que tiene una cubierta sin tabiques internos.
En la patente '439, que se incorpora en esta
memoria por referencia como si se repitiera en su totalidad aquí,
se describe un ejemplo del proceso básico para formar una unidad
de muelles internos espumados utilizando las unidades de muelles
internos conocidas que tienen espiras interconectadas. Se hace
referencia a la figura 1, en la que el proceso de la patente '439
se indica de manera general, excepto que después de la operación de
``batir la espuma pulverizable'' se dispone a título de ejemplo de
acuerdo con la presente invención un transportador paralelo 1 para
realizar operaciones de carga específicas de manera que se fabrica
un muelle interno que tiene una pluralidad de espiras, estando
espiras adyacentes libres de toda interconexión para posicionamiento
relativo que no sea la espuma en sus extremos. Un transportador
principal 2 puede realizar el proceso de la patente '439 cuando se
ejecute la operación de la unidad de carga demandando un conjunto de
muelles convencional con muelles adyacentes unidos entre sí. El
método puede comprender las operaciones de: montar de manera
desprendible espiras individuales por sus primeros extremos
respectivos sobre una primera plantilla; pulverizar un agente de
desprendimiento dentro de una bandeja; pulverizar una mezcla de
reacción espumable, preferiblemente pero no necesariamente, formada
de al menos difenilmetano diisocianato y un poliol, que producirán
una espuma flexible dentro de la bandeja; colocar la primera
plantilla, que tiene las espiras individualmente montadas por sus
primeros extremos, sobre la bandeja que contiene la mezcla de
reacción espumable de manera que los segundos extremos de las
espiras individuales quedan suspendidos espaciados del fondo de la
bandeja; permitir que suba la mezcla de reacción espumable para
formar una espuma flexible adherida a los segundos extremos de las
espiras; separar la primera plantilla de los primeros extremos de
las espiras; curar la espuma o permitir que se cure la espuma;
retirar de la bandeja el miembro de espuma que tienen los segundos
extremos de las espiras empotrados en él; montar de manera
desprendible el miembro de espuma que tiene los segundos extremos
de las espiras empotradas en él sobre una segunda plantilla; colocar
la segunda plantilla sobre una bandeja que contiene una mezcla de
reacción espumable de manera que los primeros extremos libres de
las espiras quedan suspendidos espaciados del fondo de la bandeja;
permitir que la mezcla de reacción espumable suba para formar una
espuma flexible adherida a los primeros extremos de las espiras;
separar la segunda plantilla del miembro de espuma; curar la
espuma o permitir que se cure la espuma; y retirar de la bandeja el
segundo miembro de espuma que tiene los primeros extremos de las
espiras empotrados en él.
Haciendo referencia a la figura 1, el
procedimiento de esta invención puede utilizarse en unión del
procedimiento descrito en la patente '439 o como alternativa al
mismo. Una segunda cinta transportadora divergente está
representada para ejecutar las operaciones peculiares de la
presente invención, que incluyen montar de manera liberable las
plantillas con las espiras o la unidad parcial de muelles internos y
colocar las plantillas sobre una bandeja que tiene en ella una
mezcla de reacción espumable. La segunda cinta transportadora puede
volverse a juntar entonces a la cinta transportadora principal para
completar el procedimiento descrito en la patente '439. Esta
disposición permite que las unidades de muelles internos libres de
cualesquiera interconexiones entre espiras adyacentes que no sean la
espuma y las unidades de muelles internos como se explica en la
patente '439 tengan muelles internos convencionales en que las
espiras están unidas entre sí para ser reproducidas de manera
alternativa en la misma cadena de producción.
Alternativamente, el procedimiento de esta
invención resulta perfectamente adecuado para tener sus propios
puestos para ``permitir que suba la espuma'', ``curar la espuma'',
``descargar la unidad'' y ``limpiar la bandeja'' de manera que
pueden producirse en un solo transportador unidades de muelles
internos que tienen espiras libres de cualquier interconexión entre
espiras adyacentes que no sea la espuma. Incluso cuando solamente
esté previsto un transportador único, puede preverse producir ambos
tipos de colchones en el transportador único. Una ventaja del
método de acuerdo con la invención es que el método puede aplicarse
sobre una base discontinua. Por tanto, la aplicación de la segunda
capa de espuma a las espiras puede producirse en cualquier
momento.
Haciendo referencia a la figura 1, el
procedimiento básico de acuerdo con la patente '439 puede
ejecutarse en una disposición de transportador mostrada
esquemáticamente con diversas operaciones realizadas en diversos
lugares a lo largo de la disposición de transportador. La primera
operación de la figura 1, precalentar la bandeja, es una operación
opcional utilizada preferiblemente cuando la bandeja está formada
de un metal tal como acero. Sin embargo, la bandeja está formada
preferiblemente de polietileno, en cuyo caso puede no requerirse la
operación de precalentamiento.
Haciendo referencia a las figuras 2 y 3, el
procedimiento de acuerdo con la presente invención produce una
unidad de muelles internos 30 que tiene una pluralidad de espiras
20 conectadas entre sí sólo por los dos miembros de espuma 32 y 34,
que capturan y están asegurados a los respectivos extremos de los
muelles en la región B del miembro de espuma 32 y B' del miembro
de espuma 34. La altura de las regiones A del miembro de espuma 32
y A' del miembro de espuma 34 pueden ser tan pequeñas como de 6,35
mm a 9,52 mm (un cuarto a tres octavos de pulgada) por encima de la
altura de los extremos de las espiras.
En la operación de aplicación de agente
pulverizable de desprendimiento, la bandeja se pulveriza con un
agente de desprendimiento adecuado. Agentes de desprendimiento
adecuados abarcan generalmente ceras de cadena larga disueltas en
disolventes. En particular, tales agentes incluyen, pero no se
limitan a ellos, CHEM-TREND PRC 778, Marca
Registrada, fabricado por Park Chemical Co.,
CHEM-TREND CT 1081, Marca Registrada, y
CHEM-TREND CT 1057, Marca Registrada, todos ellos
fabricados por Chem Trend Corporation, y HR 29, Marca Registrada,
fabricado por Green Chem Products.
Una vez que la bandeja ha sido precalentada (si
fuera necesario) y pulverizada con un agente de desprendimiento,
está lista para recibir una mezcla de reacción espumable. La mezcla
de reacción espumable utilizada de acuerdo con la invención se
prepara utilizando difenilmetano diisocianato y al menos un poliol
sin preparación de un prepolímero.
En general, el isocianato es una combinación de
2,4'-difenilmetano- diisocianato y
4,4'-difenilmetano-diisocianato. Los
isocianatos están presentes en una cantidad superior a
aproximadamente el 80% de
4,4'-difenilmetano-diisocianato e
inferior a aproximadamente el 20% de
2,4'-difenilmetano-diisocianato. En
una realización especialmente preferida, la combinación incluye más
de aproximadamente el 90% de 4,4'-difenilmetano-
diisocianato y menos de aproximadamente el 10% de
2,4'-difenilmetano-diisocianato.
La funcionalidad media del isocianato se refiere
al número medio de grupos NCO fijados a cada molécula. En una
realización preferida, la funcionalidad del isocianato se halla
comprendida entre aproximadamente 2 y 2,8. Más preferiblemente, la
funcionalidad del isocianato se halla comprendida entre
aproximadamente 2,1 y 2,3.
El peso equivalente de isocianato se refiere al
peso molecular de una molécula de isocianato dividido por la
funcionalidad media del isocianato. En una realización preferida,
el peso equivalente de isocianato se halla comprendido entre
aproximadamente 130 y 135.
Además, en una realización preferida, la
viscosidad de la mezcla de isocianato se halla comprendida entre
aproximadamente 35 y 100 centipoises a 20ºC. Esta baja viscosidad
es deseable para los fines de la invención.
El poliol es un copolímero terminado en
hidroxilo. En una realización preferida, el copolímero de poliol
contiene entre aproximadamente el 14% y el 20% de óxido de etileno
u óxido de propileno y entre aproximadamente el 80% y el 86% de un
poliéter que tiene un peso molecular de entre aproximadamente
4.000 y 6.000.
Se requiere un agente de insuflado tal como agua
que reacciona con la mezcla de isocianato y proporciona dióxido de
carbono para espumar la mezcla de reacción y ésta deberá ser
proporcionada.
Pueden añadirse también a la mezcla de reacción
espumable catalizadores que aceleran la formación de poliuretano y
opcionalmente productos auxiliares y aditivos que se utilizan
corrientemente para la fabricación de espuma de poliuretano
flexible. Los productos auxiliares y aditivos incluyen, por
ejemplo, materiales tensioactivos, inhibidores de llama,
reguladores de poros, antioxidantes, agentes de protección contra
hidrólisis, colorantes, cargas y otros aditivos.
Catalizadores adecuados para acelerar la reacción
entre los polioles, el agua, y los agentes opcionales de
prolongación de cadena, por una parte, y la mezcla de
poliisocianato, por otra, incluyen aminas terciarias, tales como
dimetilbenzilamina, N,N,N',N'- tetrametildiaminodietil-éter,
bis-(dimetilaminopropil)-urea, N- metil-
o N-etilmorfolina, dimetilpiperazina,
1,2-dimetilimidazol,
1-aza-biciclo-
(3,3,0)-octano, y preferiblemente
trietilenodiamina, sales de metal tales como octoato de plomo,
estaño, di-2-etilhexanoato, y
preferiblemente sales de estaño-(II), y dibutilestaño dilaurato,
así como también particularmente mezclas de aminas terciarias y
sales orgánicas de estaño.
Preferiblemente se utilizan 0,5 a 5 por ciento en
peso de catalizador basado en aminas terciarias y/o 0,01 a 2,5 por
ciento en peso de sales de metal, basado en el peso de poliol.
Otros posibles materiales a utilizar incluyen
sustancias tensioactivas que soportan la homogeneización de las
materias primas y que resultan también adecuadas para regular la
estructura de las células de las espumas de poliuretano flexibles.
Pueden mencionarse como ejemplos siloxanooxialquileno mezclado con
polímero y otros polisiloxanos orgánicos, alquilfenol oxietilado,
alcoholes grasos oxietilados, aceites de parafina, aceite de
ricino o éster ricinoleico y aceite de ricino sulfonado, que se
utilizan en cantidades de 0,2 a 6 partes en peso por 100 partes en
peso de la mezcla de poliisocianato.
A fin de mejorar la resistencia a la llama,
pueden añadirse inhibidores de llama a las espumas de poliuretano
flexibles fabricadas de acuerdo con esta invención. Pueden
mencionarse como ejemplos compuestos que contienen átomos de
fósforo y/o halógeno que pueden reducir también la tendencia a la
fragilidad de los productos y funcionan como plastificantes. Estos
incluyen tricresil-fosfato,
tris-2-cloretil-fosfato,
tris-cloropropil fosfato y tris-
2,3-dibromopropil fosfato, inhibidores inorgánicos
de llama tales como trióxido de antimonio, óxido de arsénico,
fosfato de amonio, sulfato de amonio y otros, y preferiblemente
derivados de ácido ciánico tales como cianamida, diciandiamida,
guanidina, y, en particular, sales de guanidina, biguanidina, y
particularmente, melamina. Se ha demostrado en general que es
ventajoso utilizar 5 a 70 partes en peso, preferiblemente 10 a 50
partes en peso, de los inhibidores de llama anteriormente
referenciados por 100 partes en peso de la mezcla de isocianato.
Datos más detallados relativos a los otros
productos auxiliares y aditivos corrientemente utilizados
anteriormente mencionados se describen en la bibliografía, tal como
en la monografía de J. H. Saunders y K. C. Frisch, ``polímeros de
alto peso molecular'', Volumen XVI, Poliuretanos, Partes 1 y 2,
Interscience Publishers, 1962 y 1964.
El poliol y el isocianato se mezclan en una
operación utilizando un equipo de pulverización adecuado. Un
ejemplo de equipo de pulverización adecuado es la pistola
automática de pulverización de alta presión mecánicamente
autolimpiable Gusmer. En particular, resulta adecuada una pistola
modelo GX7 fabricada por Gusmer Corporation de Lakewood, N. J. La
pistola de pulverización tiene dos lumbreras de entrada, una cámara
de mezcla y una salida. Una de las lumbreras de entrada está
destinada a recibir el poliol, mientras que la otra está destinada
a recibir el isocianato. Un dosificador de alta presión tal como el
dosificador de alta presión modelo H-2000
fabricado también por Gusmer Corporation puede utilizarse para
ajustar la relación de poliol a isocianato que entra por las
lumbreras de entrada. El poliol y el isocianato se mezclan
rápidamente en la cámara de mezclado para formar una mezcla de
reacción espumable. La mezcla de reacción espumable es dispensada a
través de la salida en un patrón apropiado antes del momento en
que la mezcla de reacción comience a espumarse.
El equipo de pulverización utilizado para poner
en práctica el método de la invención se utiliza corrientemente en
la industria de la construcción para fabricar y pulverizar espumas
rígidas, aislamiento de techos, revestimientos de capa delgada y
similares. El equipo es relativamente barato, portátil, fácil de
manipular y transportar y mezcla los componentes de la
pulverización a alta presión. Sin embargo, solamente se encuentra
disponible un ajuste para cada pistola. El equipo convencional de
mezclado de alta o baja presión para mezclar espumas flexibles
tiene generalmente ajustes variables de manera que puede regularse
el peso equivalente de isocianato cuando resulte necesario
cambiando la velocidad de la bomba.
El equipo de pulverización utilizado para poner
en práctica el procedimiento de la invención impone limitaciones
sobre la química. Usualmente, la química MDI prosigue utilizando
aproximadamente una relación 1:1 de isocianato:poliol. Sin embargo,
a fin de impedir la obstrucción de la pistola de pulverización
debido a la formación prematura de espuma, es necesario ajustar la
relación a aproximadamente 1 parte de isocianato por 2 partes de
poliol.
La espuma resultante tiene una densidad de entre
aproximadamente 32-40 kg/m^{3} (2,0 y 2,5
libras/pies^{3}), preferiblemente entre aproximadamente
32-35,2 kg/m^{3} (2,0 y 2,2 libras/pies^{3}).
En contraposición, la espuma preparada utilizando química TDI tiene
una densidad del orden de aproximadamente 19 kg/m^{3} (1,2
libras/pies^{3}). Una espuma que tiene una densidad de entre
aproximadamente 32-40 kg/m^{3} (2,0 y 2,5
libras/pies^{3}) tiene aproximadamente dos veces más de
composición química por pie cúbico de espuma que una espuma que
tenga una densidad de 19 kg/m^{3} (1,2 libras/pies^{3}) y
correspondientemente menos aire en la espuma. Por consiguiente,
las espumas preparadas de acuerdo con la invención son atrayentes
desde el punto de vista del peso y del coste. Una espuma que tenga
una densidad dentro del margen preferido proporcionará un colchón
firme y cómodo. Adicionalmente, las espumas preparadas utilizando
química MDI no tienen películas tenaces, inflexibles en el lado
adyacente a la bandeja.
Una espuma densa del tipo preparado de acuerdo
con la invención volverá a su configuración original o, al menos, a
cerca de su configuración original después de que haya sido
comprimida y se haya retirado la fuerza de compresión, es decir, la
espuma presenta deformación elástica. Esto es una característica
deseable para una espuma utilizada para preparar una unidad de
muelles internos espumados. Espuma menos densas presentan
deformación plástica y esto no es deseable.
La boquilla 16 de la pistola de pulverización
especializada utilizada de acuerdo con la invención pulveriza la
mezcla de reacción espumable en un patrón de abanico en línea
recta como se muestra en la figura 5. La mezcla de reacción
espumable se pulveriza dentro de la bandeja hasta una profundidad
apropiada. La profundidad de la pulverización viene determinada
por la altura a que se le permita subir a la espuma. En general, la
espuma sube hasta aproximadamente cinco veces la altura a la cual
se pulveriza. Alternativamente, el patrón de pulverización puede
ser un patrón ovalado.
En una realización preferida, la pulverización de
abanico tiene una anchura de 60 cm 24 pulgadas. Por consiguiente,
la pistola de pulverización se hace desplazar sobre la bandeja a
fin de llenar la bandeja hasta la profundidad predeterminada. En una
realización alternativa, pueden utilizarse múltiples pistolas de
pulverización y, en todavía otra realización alternativa, la
pistola de pulverización puede mantenerse estacionaria y la bandeja
puede moverse según sea necesario. Ha de hacerse notar que la zona
más difícil de cubrir son los bordes de la bandeja y, por
consiguiente, se requiere una pulverización especialmente fuerte en
estas zonas. Esto puede conseguirse haciendo que una parte del
patrón de espuma choque sobre las paredes laterales de la bandeja
como se muestra en la figura 5.
Como el borde de un colchón es un punto débil, se
disponen usualmente barras de torsión en colchones convencionales
a fin de proporcionar un soporte de borde adicional. Las barras de
torsión se disponen de manera que estén previstas cuatro en cada
lado y una en cada extremo. La presente invención contempla que
los bordes puedan estar constituidos lateralmente de espuma para
formar una pared maciza. Esto producirá un soporte de borde
periférico continuo y evitará la necesidad de barras de
torsión.
En una realización preferida, se requieren cinco
pasadas de la pistola de pulverización para llenar la bandeja para
un colchón de tamaño tipo reina hasta una profundidad de 4,76 mm
(3/16 pulgadas) de grosor de mezcla de reacción espumable.
Adicionalmente, un talud de 4,76 mm (3/16 pulgadas) cuadruplicará
aproximadamente en volumen para producir una capa gruesa de espuma
de 6,35 mm (3/4 de pulgada).
No es necesario proporcionar cantidades excesivas
de espuma. Solamente es necesaria espuma suficiente para formar una
delgada capa por encima de los muelles. Además, sólo es necesario
proporcionar suficiente espuma en los muelles como para que se
adhiera la espuma a los muelles. No es deseable un uso de espuma
excesiva desde el punto de vista de materiales o coste.
En la figura 4 y en sección transversal en las
figuras 5 y 8 se muestra una realización de una bandeja o cavidad
de molde 10 del tipo destinado a ser utilizado para fabricar
unidades de muelles internos espumados de acuerdo con la invención.
La bandeja difiere de la bandeja de la patente '439 en que se
omiten los topes o las muescas para limitar la inserción de los
muelles y guías para centrado. El tamaño y configuración de la
bandeja no son críticos y vienen determinados por el tamaño y la
configuración de la unidad a producir. En general, pueden estar
previstas bandejas para cualquier tipo de unidad de muelles internos
espumados tal como colchones, somieres, asientos de coches, cojines
y similares.
Como se muestra en la figura 4, la bandeja 10
tiene un fondo plano 12 que define un área rectangular. Cuatro
paredes laterales perpendiculares 14 definen los lados de la
bandeja 10. La realización preferida es para pulverizar la mezcla
de reacción espumable dentro de una bandeja 10 que tiene un fondo
plano 12 y espiras de posición 20 por encima de la capa de mezcla
de reacción espumable de manera que la mezcla de reacción espumable
sube y captura los extremos de las espiras. En caso alternativo,
los extremos libres de las espiras pueden insertarse en la mezcla
de reacción espumable a medida que ésta sube y antes de que se
endurezca y cure.
A fin de poner en práctica el procedimiento de la
invención, las espiras 20 tienen que montarse primero de manera
liberable en una primera plantilla 22 como se muestra en la figura
6, que tiene una pared horizontal 23 y paredes laterales 25 que
penden perpendicularmente desde la pared horizontal 23. La
plantilla 22 está formada de un metal que es magnetizable tal como
acero, y una pluralidad de imanes permanentes 24 están asegurados a
la superficie externa de la pared horizontal 23. Una pluralidad de
espiras 20 está mantenida de manera desprendible en las posiciones
prescritas en la superficie interna de la pared horizontal 23 en un
patrón deseado con un primer extremo 20a de las espiras 20 aplicado
contra la pared horizontal 23 y un segundo extremo 20b de las
espiras 20 libre y sobresaliente dentro del espacio entre las
paredes laterales 25.
Se hace referencia a la figura 7, en la que se
muestra la plantilla 22' con las espiras montadas de manera
independiente en la superficie interna de la pared horizontal 23.
Los primeros extremos 20a de las espiras 20 están asegurados de
manera liberable a la superficie interna de la pared horizontal 23
de la plantilla 22' por la atracción magnética de los imanes 24.
El uso de los imanes para asegurar los extremos de las espiras a la
primera plantilla 22' proporciona una gran versatilidad ya que las
espiras 20 pueden maniobrarse fácilmente desde una posición a
otra, y puede formarse una diversidad de patrones de espiras. En la
realización de las figuras 6 y 7, las espiras son alineadas en
filas rectas utilizando los medios de imán. Alternativamente, los
medios de imán pueden utilizarse para situar las espiras en
formaciones escalonadas o en cualquier alineación deseada. Pueden
estar previstos indicadores de colocación en la superficie
interior de la pared horizontal 23 para simplificar la colocación de
las espiras.
En una realización alternativa, la primera
plantilla 22 puede estar provista de miembros de sujeción
mecánicos desprendibles en cada posición de espira (no mostrada)
para asegurar los extremos 20a de las espiras 20 de manera que las
espiras sean sujetadas para montaje y liberadas después de que la
espuma se endurece como una unidad, individualmente y en
grupos.
Las ventajas de utilizar la fuerza magnética para
asegurar las espiras a la primera plantilla incluye la
flexibilidad de la colocación selectiva de las espiras según se
desee. Como se ha hecho notar, puede diseñarse un patrón en la
superficie interna de la pared horizontal 23 de la plantilla 22 de
manera no sólo puedan establecerse posiciones específicas, tales
como formaciones escalonadas o en fila, sino que pueda
predeterminarse también el emplazamiento de las espiras con
diferentes calibres. Como el grosor del alambre de una espira
determina su capacidad para resistir la compresión (grado de
firmeza), pueden asegurarse espiras de diferente calibre a la
primera plantilla en un patrón predeterminado de manera que pueda
producirse, según se desee, un colchón que tenga grados
seleccionados de firmeza en diferentes zonas. Por ejemplo, la
región central (vista longitudinalmente) de un colchón puede ser
de una firmeza mayor para soportar un peso mayor.
A continuación de la fijación desprendible de los
primeros extremos 20a de las espiras 20 a la primer plantilla 22,
se coloca la pared horizontal 23 de la primera plantilla 22 por
encima de la bandeja 10 que contiene la mezcla de reacción espumable
26 de manera que los segundos extremos no fijados 20b de la espira
quedan suspendidos espaciados del fondo de la bandeja que tiene en
ella la mezcla de reacción espumable recientemente pulverizada 26.
Esta alineación se muestra en la figura 7 utilizando una forma
ligeramente diferente de la primera plantilla 22, primera
plantilla 22', como se describe más particularmente en lo que sigue,
pero basándose no obstante en los imanes permanentes 24 para
mantener de manera liberable las espiras 20 en posición. En esta
realización, la altura de la paredes laterales 25 de las primeras
plantillas 22 ó 22' se selecciona para colocar correctamente los
segundos extremos libres 20b de las espiras 20 con relación al
fondo 12 de la bandeja 10 cuando la paredes laterales se apoyen en
la superficie que soporta la bandeja 10. Se permite entonces que la
mezcla de reacción espumable 26 suba y forme una espuma que
empotra los segundos extremos libres 20b de las espiras 20. Los
segundos extremos 20b de las espiras 20 pueden ser introducidos a la
fuerza, en parte, en la mezcla de reacción espumable a medida que
sube o después de que sube. Esto no plantea ningún problema ya que,
en este punto, la mezcla de reacción espumable está en un estado
de gel y agarra efectivamente los extremos de las espiras.
En general, una reacción química para producir la
espuma termina dentro de 45-90 segundos
dependiendo de la espuma seleccionada. Una vez que se endurece la
espuma, puede sacarse la primera plantilla ya que la atracción
magnética entre las espiras y los medios de imán no es lo bastante
fuerte como para resistir la fuerza de retención de los segundos
extremos 20b de las espiras 20 empotrados en el primer miembro de
espuma 32. Alternativamente, si se utilizaran miembros de sujeción
mecánicos para retener los primeros extremos 20a de las espiras
contra la pared horizontal 23 de la plantilla, se soltarían ahora
los miembros de sujeción. Tal como se utiliza aquí, el término
endurecerse se refiere a al menos un curado parcial suficiente
para permitir la adherencia de la espuma a los extremos de las
espiras.
Se hace ahora referencia a la figura 8 que
muestra los segundos extremos 20b de las espiras 20 empotrados en
el primer miembro de espuma 32 después de que ésta se ha
endurecido. A continuación de la subida de la espuma, se cura
entonces las espiras espumadas a temperatura ambiente o en una
estufa de curado hasta que el miembro de espuma 32 pueda retirarse
fácilmente desde la bandeja.
En el caso de un colchón, la unidad de muelles
internos parcialmente espumados es dada la vuelta y el miembro de
espuma 32, que tiene los segundos extremos de espira 20b empotrados
dentro de él, se monta subsiguientemente en una segunda plantilla de
manera que los primeros extremos 20a de las espiras, que se
fijaron previamente de manera desprendible a la pared horizontal
23 de la primera plantilla 22 por la fuerza magnética o con ayuda de
medios de sujeción, pero que ahora están libres, pueden cargarse,
a su vez, dentro de una bandeja que contiene una mezcla de
reacción espumable.
Se hace ahora referencia a la figura 9 que
muestra una segunda plantilla 28 que está provista de agujas
curvadas 30 de una longitud deseada soldadas a la superficie interna
de la pared horizontal 29 de la segunda plantilla 28. La segunda
plantilla 28 tiene también paredes laterales 31 que se extienden
perpendicularmente desde la superficie interna de la pared
horizontal 29. Las agujas curvadas están previstas para capturar el
primer miembro de espuma 32 que tiene ahora los segundos extremos
20b de las espiras 20 empotrados en él. La parte espumada del
colchón parcialmente hecho está montada sobre las agujas curvadas,
que están centradas en la pared horizontal 29 a través de la
colocación de marcas apropiadas en la superficie interna.
La pared horizontal 29 de la segunda plantilla 28
está situada sobre la bandeja 10 que contiene la mezcla de
reacción espumable recientemente pulverizada 26 de manera que los
primeros extremos 20a de las espiras 20 quedan suspendidos
espaciados del fondo de la bandeja que contiene mezcla de reacción
espumable pulverizada 26. Se permite entonces que la mezcla de
reacción espumable suba para formar un miembro de espuma 34 que
captura y empotra los primeros extremos 20a de las espiras 20. Se
retira la segunda plantilla 28 (siendo insuficiente la fuerza de
retención de las agujas 30 para resistir la fuerza de retención del
miembro de espuma 34 en la bandeja 10) y se cura luego la espuma
como anteriormente y se retira de la bandeja 10. La altura de las
paredes laterales 31 de la segunda plantilla 28 se selecciona
colocando los primeros extremos 20a con relación al fondo de la
bandeja 10 como se muestra en la figura 9.
Alternativamente, en lugar de que la segunda
plantilla esté provista de agujas que se extienden hacia abajo
desde la superficie superior, la segunda plantilla puede tener
miembros de sujeción (no mostrados) que se extiendan hacia adentro
desde las paredes laterales opuestas de la segunda plantilla 28
que sirven para la función de agarrar y centrar el miembro de
espuma 32 por encima de la bandeja 10. En todavía otra realización,
la bandeja 10 puede servir de segunda plantilla ya que retiene de
manera liberable al primer miembro de espuma 32 hasta que es
forzada a soltar el mismo. En tal caso, puede estar previsto un
espaciador adecuado entre las dos bandejas 10 para proporcionar la
colocación apropiada de los extremos 20a de las espiras.
En otra realización alternativa, la primera
plantilla 22' de la figura 7 está adaptada para ser modificada a
fin de realizar la función de la segunda plantilla 28 de la figura
9 de manera que no es necesario disponer de una segunda plantilla
totalmente nueva 28 para la segunda operación de carga.
Específicamente, volviendo ahora a la figura 7, la superficie
superior 23 de la plantilla 22' puede estar provista de hendiduras
longitudinales 23' destinadas a recibir una formación lineal de
agujas curvadas montadas en una placa (no mostrada) para extenderse
a través de las hendiduras 23', y la altura de las paredes
laterales 25 de la primera plantilla 22' puede hacerse regulable
utilizando una pluralidad de patas 27 montadas a pivotamiento por
espigas 33 en las paredes laterales 25 de la primera plantilla 22'.
Las patas son bloqueadas selectivamente en la posición mostrada en
la figura 7 o giradas 180º para ajustar la altura de las paredes
laterales 25 a fin de que se corresponda con la altura de las
paredes laterales 31 de la plantilla 28 de la figura 9. El bloqueo
de las patas en las dos posiciones alternativas puede realizarse
mediante cualquier dispositivo convencional tal como fiadores
cargados por muelle o miembros de sujeción.
Como se muestra en la figura 3, los extremos 20a,
20b de las espiras 20 de la unidad de muelles internos 30 están
empotrados independientemente dentro de las capas de los miembros
de espuma 32 y 34 y, las espiras adyacentes están libres de
cualquier interconexión excepto la espuma. Las ventajas de este
sistema de espiras empotradas de manera independiente incluye la
mejora de la comodidad eliminando las restricciones a la acción de
las espiras individuales que resulta de unidades convencionales de
muelles internos en que las espiras están todas ligadas entre sí.
Como cada espira está libre de cualquier conexión rígida con otra
espira, tal como alambres, las espiras pueden comprimirse
independientemente unas de otras. Otra ventaja incluye comunicar
mejores cualidades ortopédicas al colchón ya que, como se ha hecho
notar anteriormente, el procedimiento permite la colocación de
espiras de diferente calibre en diferentes posiciones y en
diferentes modelos, permitiendo que se haga un colchón que tiene
una distribución diferente de firmeza y suavidad. La construcción de
acuerdo con la invención evita también la mano de obra, el
material y los gastos de unir espiras en unidades antes de la
operación de espumado, proporcionando también un colchón de peso
relativamente más ligero. Por consiguiente, se prepara una unidad
cómoda de muelles internos espumadas 30 utilizando una cantidad
mínima de materiales de espuma, mano de obra y gastos.
Un experimento ha confirmado la durabilidad de un
colchón producido de acuerdo con la invención. El colchón producido
según el procedimiento de esta invención y que tiene dos capas de
espuma con los extremos de las espiras empotrados de manera
independiente dentro de la espuma fue dotado de una cubierta
acolchada. Los paneles superior e inferior de la cubierta fueron
pegados a los miembros de espuma solamente alrededor de su
perímetro, y el material de borde fue cosido a los paneles
superior e inferior utilizando cintas de borde corrientes. Los
muelles internos espumados cubiertos con la cubierta acolchada
fueron expuestos entonces a un dispositivo de ``tortura'', un
rodillo hexagonal que pesaba 112,5 kg (250 libras) que fue hecho
rodar en la dirección de la cabecera a los pies 90 cm (36 pulgadas)
sobre el centro del colchón. El rodillo funcionó durante siete
días, 24 horas por día, para un total de 100.800 pasadas mientras
duró la prueba. A la conclusión de la prueba, se encontró que (1)
ninguna de las espiras estaba cortada a través de la superficie de
la espuma; (2) ninguna de las espiras se aflojó desde la espuma; y
(3) el tacto de la superficie del colchón no cambió notablemente en
el transcurso de la prueba. Aunque al sexto día dos de las espiras
se rompieron en el punto de su convolución más central, no
atravesaron la superficie y tuvieron poco efecto sobre el tacto de
la superficie total del colchón.
Como es deseable proporcionar un colchón con
grados variables de firmeza, la presente invención proporciona un
procedimiento eficaz para hacer a medida un colchón que tiene
grados variables de firmeza y suavidad. Como se describe, una manera
en que el procedimiento de esta invención permite la formación de
un colchón que tiene grados variables de firmeza consiste en
diseñar patrones de espiras deseados y montar las espiras de calibre
deseado en la superficie horizontal de la primera plantilla con
ayuda de imán o medios mecánicos de manera que las espiras de
calibre deseado se corresponden con las regiones seleccionadas de
la bandeja y pueden proporcionarse grados variables de firmeza y
suavidad a la cabecera, sección media o región de los pies del
colchón.
Una realización alternativa de esta invención,
que prevé también la fabricación de un colchón con regiones de
grados variables de firmeza, emplea el procedimiento de esta
invención para hacer secciones de unidad de muelles internos
espumados que definen conjuntamente un colchón. Pueden estar
previstas dos a seis secciones, o más, preferiblemente tres, en la
dirección longitudinal del colchón, y si el colchón es para un
tamaño tipo doble, tipo rey o tipo reina, pueden preverse dos
juegos lado a lado de tres secciones. Cada sección puede tener
igual o diferente firmeza respecto de las otras partes.
Previamente, este resultado no fue práctico o
económico debido al uso de unidades de muelles internos espumados
que tenían espiras que estaban interconectadas. El uso de alambres
de borde hizo que la construcción de secciones de colchón de muelles
internos fuera cara. La presente invención proporciona un
procedimiento económico y eficaz para obtener un colchón que tiene
tres a seis componentes de muelles internos, en que los componentes
tienen al menos dos firmezas diferentes. Aunque pueden preverse
bandejas y plantillas dimensionadas para producir secciones, un
tercio de un colchón de tamaño tipo gemelo o un sexto el tamaño de
un colchón tipo doble, tipo rey o tipo reina, dicha disposición no
sería tan eficaz para obtener varias secciones simultáneamente
utilizando bandejas y plantillas regularmente dimensionadas y las
cadenas de producción existentes. Este resultado se consiguió
colocando al menos dos tabiques en la bandeja 10, que se pulverizó
entonces con la mezcla de reacción espumable 26. La primera
plantilla 22 puede estar provista de un patrón en la superficie
interna de la pared horizontal 23 que se corresponde con las
secciones producidas por los tabiques en la bandeja 10 de manera
que las espiras de un calibre seleccionado, que consecuentemente
proporcionan grados variables de firmeza, son cargadas dentro de
cada área de la plantilla 22 que se corresponda con las tres
secciones de la bandeja, que fueron producidas colocando dos
tabiques en la bandeja.
Las espiras 20 deberán estar espaciadas en la
superficie interna de la pared horizontal de las plantillas para
permitir una colocación o emplazamiento apropiado en las
correspondientes secciones de las bandeja, de manera que exista
suficiente espacio entre las espiras en los tabiques. Las bandejas
con tabiques pueden ser pulverizadas con la mezcla de reacción
espumable usando la formación de boquillas utilizada para los
colchones completos, y el procedimiento de la invención es puesto
en práctica como se describe. En la medida en que se produzcan
``rebabas'' en los tabiques de las bandejas después de la
pulverización de las bandejas con espuma, las rebabas pueden ser
simplemente recortadas. Al completarse el procedimiento de la
invención utilizando una bandeja con dos tabiques, se forman tres
componentes separados de muelles internos espumados, teniendo los
tres componentes la misma firmeza o firmeza diferente, dependiendo
del calibre de las espiras cargadas en cada sección.
A título de ejemplo, una bandeja 10 podría estar
provista de dos tabiques que se extendieran transversalmente que
dividirían consecuentemente el colchón en tres secciones iguales,
una sección de cabecera, una sección media y una sección para los
pies. La primera plantilla 22 puede cargarse con espiras 20 que se
corresponden con las tres secciones de la bandeja producidas por
los dos tabiques de manera que se colocan espiras de calibre pesado
en la plantilla para que se correspondan con la sección media de la
bandeja y se colocan espiras más delgadas de menor calibre más
delgadas en la plantilla para que se correspondan con las secciones
de la bandeja que flanquean la parte media, las secciones de
cabecera y de los pies de la bandeja, respectivamente. A
continuación de completarse el procedimiento de la invención, se ha
producido un colchón que tiene tres componentes separados de
muelles internos espumados, en que dos de los componentes son más
blandos que un componente cargado con espiras más gruesas.
En una realización preferida para camas de tamaño
tipo doble, tipo rey y tipo reina, la bandeja está provista de
tres tabiques, dos distribuidos transversalmente en la bandeja y
un tabique extendiéndose longitudinalmente a través del centro de la
bandeja.
Se hace ahora referencia a las figuras 10, 11 y
12 que muestran una bandeja que tiene seis secciones, que se
utiliza en unión de la creación de seis secciones de unidades de
muelles internos espumados, y el colchón acabado hecho de esta
manera, respectivamente. Una bandeja 10' que tiene tabiques 36 que
dividen la bandeja en un total de 6 secciones se muestra en vista
en perspectiva en la figura 10. Como se muestra, la bandeja 10'
tiene el fondo plano preferido 12'. Pueden cargarse espiras de
calibres variables en cada una de las seis secciones de la bandeja
10'.
Las figuras 11 y 12 muestran un colchón indicado
generalmente como 38. El colchón está compuesto de seis secciones
separadas de colchón, tales como seis secciones separadas de
unidades de muelle internos espumados 41 hechas de acuerdo con esta
invención. El colchón se forma colocando las secciones
individuales en compartimentos formados en una cubierta 40. La
cubierta 40 para recibir las secciones de unidades separadas de
muelles internos espumados 41 está provista de capas de cubierta
superior e inferior 42, preferiblemente acolchadas y pegadas en su
periferia a los componentes de muelles internos 41. Un cerco 44 se
une a las capas de cubierta superior e inferior en su periferia
utilizando cinta convencional de muelle que define borde 45. Los
tabiques internos 43 se extienden entre las capas de cubierta
superior e inferior 42, asegurados a la capa de cubierta inferior, a
título de ejemplo, por medio de cola 46 y a la capa de cubierta
superior, a título de ejemplo, mediante una costura 47. Una
cremallera 48 se extiende a todo lo largo de cada uno de los dos
lados del cerco 44.
Los componentes de muelles internos espumados son
cargados en cada lado de la cubierta 40 descorriendo una de las
cremalleras 48 y colocando cada componente 41 dentro de una sección
apropiada. La operación de encolar las cubiertas superior e inferior
puede realizarse en este momento.
Se produce un colchón que tiene seis secciones de
unidades de muelles internos espumados, en que los patrones de
espiras de las secciones en las regiones de cabecera pueden ser
diferentes del patrón de espiras del componente de las regiones
medias y la firmeza de las espiras en la región de cabecera puede
ser diferente de la firmeza de las espiras en la región de los
pies. A título de ejemplo, las espiras 20 en una sección de la
unidad de muelles internos del colchón de la figura 11 se muestran
en un patrón escalonado en lugar de en un patrón alineado. Como se
ve en la figura 12, las espiras 20' en la sección central 41 tienen
un calibre más grueso que las espiras 20'' de la sección de
cabecera 41, produciendo mayor grado de firmeza en el centro. En
un posible ejemplo, el lado izquierdo del colchón puede formarse de
secciones de firmeza suave, firme y media, respectivamente, como se
ve desde la cabecera, mientras que el lado derecho del colchón
puede formarse de secciones de firmeza media, muy firme y firme,
según se ve desde la cabecera. El resultado es un colchón que puede
acomodar a una persona de 112,5 kg (250 libras) y a una persona de
54 kg (120 libras) que duerman lado a lado con plena comodidad y
mínima deformación del colchón. Aunque el grado de firmeza en la
realización de la figura 12 viene determinado por el calibre de las
espiras, puede venir también determinado por la selección de la
espuma.
En otra realización como se muestra en la figura
13, la cubierta de colchón mostrada generalmente como 52 del
colchón 50 está provista de un par de cremalleras 54, 56, cada una
de las cuales se extiende a todo lo largo de la mitad del cerco 52,
58, para permitir un mejor acceso al interior de la cubierta. En
esta realización, los tabiques internos 60 están divididos también
por la mitad, una mitad asegurada a la capa de la cubierta superior
y la otra a la capa de la cubierta inferior. Las secciones de
unidad de muelles internos son cargadas descorriendo la cremallera
de un lado, tendiendo las secciones, encolando y tirando de la
cubierta de manera ajustada sobre las secciones de manera que los
tabiques caigan en el espacio apropiado entre secciones.
La figura 16 muestra otra realización que incluye
las secciones separadas de unidad de muelles internos espumados
dentro de medios de cubierta. En lugar de tener tabiques dentro de
los muelles de cubierta, esta realización de la presente invención
incluye una capa de material de espuma pasada alrededor de la
periferia de cada componente de muelles internos espumados 41'.
Puede utilizarse también para este fin una capa de tela pesada. La
envuelta periférica se encola a los lados de las secciones de
espuma 32 y 34. Los componentes envueltos se insertan en una
cubierta 62 formada sin tabiques. La cubierta se encola
preferiblemente a la secciones en su periferia. Esta construcción
permite el uso de una cubierta sin tabiques separados para recibir
los componentes individuales de los muelles internos espumados. Los
componentes envueltos de esta manera permanecerían seguros dentro de
los medios de cubierta debido a la fricción entre las capas
periféricas envueltas alrededor de los componentes de muelles
internos colocados de manera adyacente. Asimismo, la envuelta
periférica impide que una sección se desplace verticalmente con
relación a otra de manera que el borde de un miembro de espuma de
una sección entra en el espacio libre entre los miembros de espuma
de una sección adyacente.
La figura 16 muestra también todavía otra
realización alternativa de la invención, en la que se tiende una
malla de poco peso 64 sobre el extremo libre de las espiras cuando
la plantilla está en la posición de la figura 6 y se asegura por
medio de cuerdas u otros medios a una pluralidad de espiras
suficiente para impedir que la malla se combe cuando se dé la vuelta
a la plantilla a la posición de las figuras 7 y 9. La malla puede
ser una malla tejida o una malla que haya sido extruida y estirada
en estado fundido. Preferiblemente, la malla está formada de nilón
o polipropileno. La malla sirve de aislador. En realidad, la malla
proporciona resistencia adicional a los miembros de espuma 32, 34,
pero no sirve para retener las espiras en sus respectivas
posiciones. Esa función es realizada por la espuma.
Haciendo ahora referencia a las figuras 14 y 15,
se representa una realización alternativa de la bandeja 10''. En
la realización de las figuras 14 y 15, el fondo 12'' de la bandeja
10'' no es plano, sino que está formado con una serie de muescas o
lomos alargados 15 que sobresalen en el interior de la bandeja. Los
lomos están situados para recibir los extremos libres 20b de las
espiras 20 retenidas por fuerza magnética dentro de la plantilla 22.
Con esta disposición, la altura de las paredes laterales 25 de la
plantilla 22 se hace menos crítica.
La construcción de la unidad de muelles internos
según la invención ofrece ventajas sustanciales sobre las
construcciones de unidades de muelles internos de la técnica
anterior, tanto en gasto y material de producción reducidos como en
ventajas funcionales sustanciales. Entre las ventajas funcionales
no sólo está la provisión de un colchón, en el que las espiras
individuales pueden funcionar de manera más independiente que en un
colchón convencional en el que las espiras están unidas entre sí
por alambres o similares, sino que permite también la producción
de un colchón en secciones. Como se ha señalado en lo que antecede,
el colchón en secciones ofrece al consumidor flexibilidad en la
elaboración a medida del diseño de un colchón. Otra posibilidad
permitida por la construcción en secciones de acuerdo con la
invención es la posibilidad de vender colchones por correo o por
paquete postal. Resulta difícil transportar un colchón completo
por estos medios. Sería más práctico transportar las secciones de
colchón y una cubierta hasta el consumidor con instrucciones sobre
la manera de ensamblar las secciones de colchón. La construcción
de acuerdo con la invención resulta particularmente adecuada para
producir secciones de muelle eficaces a un coste razonable.
Por tanto, se verá que los objetos señalados en
lo que antecede, entre los que resultan evidentes, a partir de la
siguiente descripción, son logrados eficazmente y, como pueden
hacerse ciertos cambios en las anteriores construcciones sin
apartarse del alcance de la invención como se define en las
reivindicaciones adjuntas, se pretende que toda la materia
contenida en la anterior descripción o mostrada en los dibujos que
se acompañan se interprete como ilustrativa y no en sentido
limitativo.
Claims (37)
1. Método para formar una unidad de muelles
internos espumados (30) que tiene una pluralidad de espiras (20),
que comprende:
asegurar de manera liberable una pluralidad de
espiras independientes (20) a una primera plantilla (22), teniendo
cada espira un primer extremo (20a) y un segundo extremos (20b),
siendo aseguradas de manera liberable las espiras a la primera
plantilla en sus primeros extremos y siendo libre en sus segundos
extremos de manera que cada espira está suspendida de manera
independiente de la primera plantilla, estando, por lo demás,
dichas espiras independientes libres de interconexión entre
ellas;
distribuir una mezcla de reacción espumable (26)
que proporcionará una espuma flexible dentro de una bandeja (10)
para formar una capa de mezcla de reacción espumable del grosor
deseado en la bandeja;
colocar la plantilla por encima de la bandeja de
manera que los segundos extremos de las espiras suspendidas se
sitúen en relación espaciada con el fondo de la bandeja; permitir
que la mezcla de reacción espumable suba para formar una primera
capa de espuma (32) que empotra las espiras suspendidas de manera
independiente en sus segundos extremos; y
separar la primera plantilla de los primeros
extremos de las espiras y retirar la primera plantilla de manera
que las espiras independientes están exentas de interconexión entre
ellas excepto para la primera capa de espuma que empotra el segunda
extremo de cada espira; y liberar la primera capa de espuma
respecto de la bandeja.
2. Método según la reivindicación 1, que incluye
las operaciones adicionales de
asegurar de manera liberable dicha primera capa
de espuma (32) que tiene los segundos extremos (20b) de las espiras
empotrados en ella a una segunda plantilla (28);
distribuir una mezcla de reacción espumable (26)
que proporcionará una espuma flexible dentro de una bandeja (10)
para formar una capa de mezcla de reacción espumable del grosor
deseado en la bandeja;
colocar la segunda plantilla por encima de la
bandeja de manera que los primeros extremos (20a) de las espiras
suspendidas estén situados en relación espaciada con el fondo de la
bandeja; y
permitir que la mezcla de reacción espumable suba
para formar una segunda capa de espuma (34) que empotra las
espiras suspendidas de manera independiente en sus primeros
extremos.
3. Método según la reivindicación 1, que incluye
una primera plantilla con una pared de soporte de espiras (23) y
medios (25) que se extienden desde la pared de soporte de espiras
para definir el espaciamiento entre los segundos extremos de las
espiras y el fondo de la bandeja.
4. Método según la reivindicación 1, que incluye
asegurar de manera liberable los primeros extremos de las espiras
a la primera plantilla mediante fuerza magnética (24).
5. Método según la reivindicación 1, que incluye
dotar a la bandeja con una pluralidad de muescas (15) que
sobresalen desde el fondo de la bandeja y que se extienden por el
interior de la bandeja para soportar los segundos extremos de las
espiras.
6. Método según la reivindicación 1, en el que la
mezcla de reacción espumable se aplica por pulverización (16) y
utiliza difenilmetano-diisocianato y al menos un
poliol.
7. Método según la reivindicación 6, en el que la
mezcla de reacción espumable proporciona una espuma que tiene una
densidad de al menos 32 kg/m^{3} (2,0 libras/pies^{3}).
8. Método según la reivindicación 6, que
comprende además pulverizar un agente de desprendimiento dentro de
la bandeja antes de pulverizar la mezcla de reacción espumable
dentro de la bandeja.
9. Método según la reivindicación 2, que incluye
dotar a la segunda plantilla con una primera pared de soporte de
capa de espuma (29) y medios (31) que se extienden desde la primera
pared de soporte de capa de espuma para definir el espaciamiento
entre el primer extremo de la espira y el fondo de la bandeja.
10. Método según la reivindicación 1, que
comprende:
dotar a una segunda plantilla (28) con una
primera pared de soporte de capa de espuma (29) y medios (31) que
se extienden desde la primera pared de soporte de capa de espuma
para definir el espaciamiento entre el primer extremo de la espira y
el fondo de la bandeja y una superficie horizontal y una
pluralidad de agujas (30) que se extienden hacia abajo desde la
superficie horizontal;
asegurar de manera liberable a la segunda
plantilla dicha primera capa de espuma que tiene los segundos
extremos de las espiras empotrados en ella; distribuir una segunda
mezcla de reacción espumable (26) que proporcionará una espuma
flexible dentro de una bandeja (10) para formar una capa de mezcla
de reacción espumable del grosor deseado en la bandeja;
colocar la segunda plantilla por encima de la
bandeja de manera que los primeros extremos de las espiras
suspendidas estén situados en relación espaciada con el fondo de
la bandeja; y
permitir que la mezcla de reacción espumable suba
para formar una segunda capa de espuma (34) que empotra las espiras
suspendidas de manera independiente en sus primeros extremos; y
recibir de manera liberable la primera capa de espuma mediante dicha
pluralidad de agujas.
11. Método según la reivindicación 2, que incluye
dotar a la primera plantilla con medios ajustables (27, 33) para
ajustar el espaciamiento entre su pared horizontal y la pared
inferior de la bandeja entre al menos dos posiciones para definir la
segunda plantilla en una posición de los medios ajustables.
12. Método según la reivindicación 2, en el que
la mezcla de reacción espumable se aplica por pulverización (16) y
utiliza difenilmetano-diisocionato y al menos un
poliol.
13. Método según la reivindicación 12, en el que
la mezcla de reacción espumable proporciona una espuma que tiene
una densidad de al menos 32 kg/m^{3} (2,0 libras/pies^{3}).
14. Método según la reivindicación 1, que incluye
dotar a la bandeja con tabiques (36) que dividen dicha bandeja, y,
por tanto, dicha primera capa de espuma, en secciones.
15. Método según la reivindicación 14, que
incluye seleccionar las espiras (20') asociadas con una de dichas
secciones para que tengan una firmeza diferente de las espiras
(20'') de otra de dichas secciones.
16. Método según la reivindicación 14, en el que
dicha mezcla de reacción espumable se pulveriza dentro de la
bandeja dividida por tabiques desplazando relativamente al menos
una boquilla (16) y la bandeja para formar una capa del grosor
deseado en la bandeja.
17. Método según la reivindicación 1, en el que
dichas espiras se seleccionan para incluir espiras (20', 20'') de
al menos dos grados diferentes de firmeza, siendo situadas
selectivamente dichas espiras en dicha primera plantilla para
definir una unidad de muelles internos que tiene regiones de
grados diferentes de firmeza.
18. Método según la reivindicación 1, que incluye
proporcionar una capa de material de aislamiento (64) que recubre
los segundos extremos de al menos una parte de las espiras para
conseguir una resistencia incrementada a la espuma, antes de colocar
la primera plantilla con relación a la bandeja.
19. Método según la reivindicación 2, que incluye
proporcionar una capa de material de aislamiento (64) que recubre
los primeros extremos de al menos una parte de las espiras para
proporcionar resistencia aumentada a la espuma, antes de colocar la
segunda plantilla con relación a la bandeja.
20. Método para formar un colchón (38, 50), que
comprende formar una pluralidad de unidades de muelles internos no
interconectados (41) formadas de acuerdo con una cualquiera o más
de las reivindicaciones 2, 9 a 13 y 19, y que comprende cada una una
pluralidad de espiras empotradas cada una en un primer extremo
(20a) en una primera capa de espuma (32) y en un segundo extremo
(20b) en una segunda capa de espuma (34), estando determinada la
posición relativa de espiras adyacentes (20) por dicha espuma;
disponer medios de cubierta (40, 52, 62) dimensionados para
retener una pluralidad de dichas unidades de muelles internos
espumados; e insertar la pluralidad de unidades de muelles internos
espumados en dichos medios de cubierta.
21. Método según la reivindicación 20, que
incluye la operación de formar dichas unidades de muelles internos
(41) de manera que sean de grados diferentes de firmeza, y colocar
selectivamente las secciones de las unidades de muelles internos
dentro de dichos medios de cubierta para definir un colchón que
tiene regiones de firmezas diferentes como se determina por la
colocación de las secciones de las unidades de muelles internos.
22. Método según la reivindicación 20, que
incluye proporcionar tabiques (43, 60) formados en dichos medios
de cubierta para separar secciones adyacentes de las unidades de
muelles internos.
23. Método según la reivindicación 22, que
incluye proporcionar una capa de material alrededor de la periferia
de cada sección de las unidades de muelles internos (41), para
reducir el desplazamiento relativo de las secciones de las unidades
de muelles internos mientras se encuentran en dichos medios de
cubierta.
24. Método según la reivindicación 22,
seleccionándose dichas espiras (20', 20'') para ser de al menos
dos grados de firmeza, y que incluye seis secciones de unidad de
muelles internos (41) alineadas en dos grupos lado a lado de tres
secciones de unidad de muelles internos, un par adyacente de
secciones de unidad de muelles internos en la dirección
longitudinal del colchón y un par adyacente de secciones de unidad
de muelles internos en la dirección de la anchura del colchón,
cada uno de los cuales incluye secciones de unidad de muelles
internos de diferentes grados de firmeza.
25. Método según la reivindicación 20, que
incluye la operación de proporcionar espiras (20) que están libres
de interconexión entre ellas que no sea por la primera capa de
espuma que empotra el primer extremo de cada espira y la segunda
capa de espuma que empotra el segundo extremo de cada espira.
26. Unidad de muelles internos espumados (30)
formada según una cualquiera o más de las reivindicaciones 2, 9 a
13 y 19, que comprende:
una primera capa moldeada de espuma (32);
una segunda capa moldeada de espuma (34), y
una pluralidad de espiras (20), cada una de las
cuales tiene un primer extremo (20a) y un segundo extremo (20b) y
dispuestas entre las capas primera y segunda de espuma con sus
primeros extremos empotrados en la primera capa de espuma y sus
segundos extremos empotrados en la segunda capa de espuma, estando
por lo demás las espiras adyacentes libres de cualquier
interconexión entre ellas para establecer las posiciones relativas
de las mismas, que no sea la espuma.
27. Unidad de muelles internos espumados según la
reivindicación 26, en la que la espuma está formada de una espuma
química MDI.
28. Unidad de muelles internos espumados según la
reivindicación 27, que incluye una capa de aislamiento (64) junto
a por lo menos uno de dichos extremos primeros y segundos de al
menos una parte de dichas espiras para proporcionar resistencia
adicional a la capa de espuma dentro de la cual se encuentra al
tiempo que no se determinan las posiciones relativas de las
espiras en las capas de espuma primera y segunda.
29. Elemento de colchón espumado (38, 50) formado
por un método según la reivindicación 20, que comprende:
unos medios de cubierta (40, 52, 62); y
una pluralidad de unidades de muelles internos
(41) según una cualquiera o más de las reivindicaciones 26 a 28,
estando situadas unas segundas unidades dentro de los medios de
cubierta en relación de lado a lado, seleccionándose al menos dos
unidades adyacentes de muelles internos de manera que sean de
diferente firmeza, en que cada una de dichas unidades de muelles
internos incluye una pluralidad de espiras (20), cada una de las
cuales tiene un primer extremo (20a) y un segundo extremo (20b),
teniendo una primera capa de espuma (32) los primeros extremos de
dichas espiras empotrados en ella y teniendo una segunda capa de
espuma (34) los segundos extremos de dichas espiras empotrados en
ella.
30. Elemento de colchón espumado (38, 50) según
la reivindicación 29, en el que una de dichas unidades de muelles
internos incluye al menos una espira (20') que tiene un primer
grado de firmeza y en que otra de dichas unidades de muelles
internos incluye al menos una espira (20'') que tiene un segundo
grado de firmeza.
31. Elemento de colchón espumado de la
reivindicación 30, en el que las espiras (20', 20'') de al menos
dos unidades adyacentes de muelles internos presentan diferentes
grados de firmeza para definir regiones de diferente firmeza dentro
de la unidad de muelles internos.
32. Elemento de colchón espumado según la
reivindicación 29, en el que están previstas al menos seis
unidades de muelles internos (41) dispuestas dentro de los medios de
cubierta, estando distribuidas tres unidades longitudinalmente y
teniendo al menos dos grados diferentes de firmeza y estando
distribuidas tres segundas unidades longitudinalmente junto a las
tres primeras unidades, teniendo dos de las unidades adyacentes en
la dirección transversal al menos dos grados diferentes de
firmeza.
33. Elemento de colchón espumado según la
reivindicación 29, en el que los medios de cubierta tienen una
pluralidad de tabiques internos (43, 60) para definir cámaras
separadas para recibir unidades separadas de muelles internos.
34. Elemento de colchón espumado según la
reivindicación 30, que incluye medios que se extienden alrededor
de la periferia de cada una de las unidades de muelles
internos.
35. Elemento de colchón espumado según la
reivindicación 29, en el que la espuma está formada de una espuma
de química MDI.
36. Elemento de colchón espumado según la
reivindicación 30, en el que las espiras (20) están libres de
conexión aparte de dicha espuma.
37. Elemento de colchón espumado según la
reivindicación 30, que incluye una capa de aislamiento (64) junto a
por lo menos uno de dichos extremos primeros y segundos de por lo
menos una parte de dichas espiras para proporcionar resistencia
adicional a la capa de espuma dentro de la cual se encuentra, al
tiempo que no se determinan las posiciones relativas de las
espiras en las capas de espuma primera y segunda.
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