【発明の詳細な説明】
コイルバネを製造するための方法及び装置
技術分野
本発明は、連結されたポケット入りコイルバネのストリップ又は長さを製造す
るための方法及び装置に関し、特に、迅速な効果的な効率的な及び安価な製品を
形成する連結されたポケット入りコイルバネを製造するための方法及び装置に関
する。
背景技術
マットレス及びクッションのために接続され個別にポケットに入れられたコイ
ルバネのストリップを作るための方法及び装置は多年公知であった。例えば、１
９０１年のマーシャル氏の米国特許第６８５，１６０号を参照。現代の装置及び
方法の記述は、１９８４年のＷａｌｔｅｒ Ｓｔｕｍｐｆ氏の米国特許第４，４
３９，９７７号で見出される。この特許は順に１９２９年及び１９３１年からの
２つの先行米国特許を参照している。他の米国特許は、連結されたポケット入り
コイルバネを作るための装置又は方法の種々の面について描写して発行された。
例えば全てＳｔｕｍｐｆ氏の米国特許第４，２３４，９８３号、第４，５６５，
０４６号、第４，５６６，９２６号、第４，５７８，８３４号および第４，８５
４，０２３号、スミス氏の第５，１８６，４３５号、セント，クレア氏の第５，
４４４，９０５号、Ｔｈｒａｓｈｅｒ氏の第５，４７１，７２５号及びスミス氏
の第５，５０９，８８７号を参照。すべての上記特許の開示は、引用によってこ
こに協働している。
要するに、ポケットに入れられたコイルバネのストリップを作る方法及び装置
は大きい糸巻き（リール）から供給されたワイヤをコイル化し、コイルバネが折
り畳まれた布地に形成された空間に圧縮され、その後合同物が超音波溶接を使用
して封止される機械を含む。その後、圧縮されたバネは、姿勢が変えられて、布
地ポケット内で膨張させられ、従って結合又は接続され個々に包まれたコイルバ
ネのラインが形成される。その後多重ストリップは、例えばストリップが詰め物
を包むマットレスの中央部分を形成するために、接着剤で一緒に接合される。
上記特許によって例示されるように、ポケットに入れられたコイルバネを作る
ための方法及び装置を向上させる弛まない努力が長年の間なされた。これらの努
力は、製品を改善し、効率を求め、コストを減少させ、信頼性又はこれら種々の
協働した目的を増加させるようになされた。注意の一領域はコイルバネのために
使用されたワイヤである。
予想されるように、ワイヤの操作は、特にワイヤがまず望まれた直径に形成さ
れ、ワイヤが再度コイルに形成された時に、ストレス（疲労）を誘発する。代表
的に、小径のワイヤは、大径のワイヤから漸減的な複数の金型を通して加熱しな
がらワイヤを強制することにより形成される。コイルは代表的に、所望の様式で
ワイヤを曲げる金型に対して『冷たい』ワイヤを強制することによって形成され
る。もし望まれるならば、完成したコイルのストレス軽減は、オーブン内で形成
後のバネを一括加熱し、或は各バネを電流源に接続してワイヤを通して電流を流
すことによって達成することができる。これらのプロセスの何れも特に効果的又
は効率的でない。一括加熱は、オーブンの一領域中のバネがオーブンの他の領域
中のバネと異なって加熱され得るので、矛盾した特性を有するバネに帰着する。
電流加熱では、一貫した適切な加熱は、正確な同じ方法で各バネを堅実に接続す
る操作者の能力に依存する。追加的に、電流の使用では、バネの品位を機械的に
劣化させ得る望ましくない電気アークがときどき形成される。
もしバネワイヤを加熱処理するための有効手段が製造プロセス及びコストの制
約を加味して発見できるならば、より良い製品が結果として生じることは、明白
である。
発明の開示
本発明は、連結されたポケット入りコイルバネのストリップを生成するための
従来の方法及び装置の相当な改良を形成する。ここで最初に描写されたものは、
複数のコイルバネに形成するように適合されたワイヤを形成し、各々がコイルバ
ネを収容する複数の空間を材料に形成し、ワイヤ内のストレスを軽減する温度に
ワイヤを加熱し、ワイヤが上昇した温度にある期間中にワイヤをコイルバネに形
成し、バネの意図した変形がワイヤの弾性限界以下にある温度に結果のコイルワ
イヤバネを冷却し、コイルバネを圧縮し、空間を形成するように材料を操作し、
各空間に圧縮されたコイルバネを挿入し、各空間の回りで材料を密封して複数の
連結されたバネ充填ポケットを形成するステップ即ち段階を備えた連結されたポ
ケット入りコイルバネで長さを作るための方法である。
ポケットに入れられたコイルバネの長さを形成するための装置も開示され、こ
の装置は、合同で、コイル化されるワイヤを形成するワイヤ供給装置と、ワイヤ
供給装置に操作的に接続されてワイヤが供給装置からコイル形成装置に通過する
時に誘導加熱する加熱装置と、加熱装置に操作的に接続されてワイヤが上昇した
温度にある間にワイヤを曲げるコイル形成装置と、コイル形成装置に操作的に接
続されてワイヤ供給装置からコイルワイヤバネを分離する切断装置と、コイル形
成装置に操作的に接続されてコイルワイヤバネの温度を減少させる冷却装置と、
コイル形成装置に操作的に接続されて材料の長さを形成する材料供給装置と、材
料供給装置に操作的に接続されて材料供給装置から材料の長さを受け取り、冷却
装置からコイルワイヤバネを受け取るポケット入れ装置とを備え、
各バネが材料の長さによって形成された対応の空間に挿入され、密封装置がポ
ケット入れ装置に操作的に接続されて材料の長さに複数の空間を定義し従ってポ
ケットの接続された長さを完成し、制御手段が冷却装置及び加熱装置に操作的に
接続されてポケットに入れられたコイルバネの形成を制御することを特徴として
いる。
本発明の目的は、金属ワイヤのストレス軽減を考慮に入れ、連結されたポケッ
ト入りバネの長さのコイルバネを形成する方法及び装置を提供することである。
本発明の他の面は、コイルバネがワイヤ内のストレスを軽減又は無くするために
形成されたワイヤの加熱を一体化する連結されたポケット入りコイルバネのスト
リップを作る方法及び装置を提供することである。本発明の更なる目的は、効率
的であり従ってコスト節約を達成した、連結されたポケット入りコイルバネのス
トリップを製造する方法及び装置を提供することである。まだ本発明の他の利点
は、材料の長さに形成された空間へのそれらの挿入以前に形成後のコイルバネを
冷却する方法及び装置を提供することである。
本発明のより完全な理解及び発明の他の目的、面、目的及び利点は、ここに形
成された添付図面に関連して読まれる時に、好ましい実施例の次の記述を考慮し
て得られる。
図面の簡単な説明
図１は、連結されたポケット入りコイルバネでストリップを作るための方法を
説明しているフローチャート図である。
図２は、連結されたポケット入りコイルバネのストリップを製造する装置の概
略図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明が種々の変形及び代わりの構成に開放されているが、好ましい実施例は
図面で示されるように、ここに詳細に記載される。しかしながら、本発明は開示
された特定の形態に制限する意志もないことは理解されることである。それどこ
ろか、意向は、添付の請求の範囲で表現されるように、発明の精神及び視野内に
ある全ての修正、等価及び代替物を網羅することである。
本発明は、マットレスに代表的に使用される連結され個別にポケットに入れら
れたコイルバネのラインを作るための方法及び装置に関する。構造は、マーシャ
ル構成として共通に知られている。この構成において、各バネは独自の布地容器
又はポケット内で包まれる。複数のポケットは、一般に布地のストリップの二つ
折り層間に形成され、布地の一片が他片上に折り畳まれて形成され、その後圧縮
されたコイルバネが層間の空間に挿入された後に、長手方向及び横断方向に相互
に強固に固定される。
今図１を参照して、連結されたポケット入りコイルバネのストリップを製造す
る方法を説明するフローチャート図が示される。一般にプロセスは、ワイヤ（１
０）の糸巻き及び布地材料（１２）の糸巻きの準備で始まる。材料の糸巻きは、
圧縮されたコイルバネを収容する空間を形成するために布地が自分自身折り畳ま
れる折り畳みステーション（１４）に布地ストリップを供給する。
糸巻きからのワイヤは、ワイヤ製造プロセスの間に誘発されたストレスを軽減
する意図によって加熱（１６）される。その後ワイヤは、ワイヤをコイル形状に
湾曲させる上昇した温度での間、工具（１８）に押し付けられる。結果のワイヤ
は、加熱のためにより可塑的で、コイル形成ストレスに減少がある。形成後に、
ワイヤは、切断（２０）されて、糸巻きから生じているワイヤ撚りからコイルバ
ネを自由にさせる。その後バネは、バネを約０．５インチの高さに圧縮する圧縮
ステップ（２４）の前に回転している回転台で冷却（２２）される。回転してい
る回転台のほかに他の機構がバネを冷却するために使用されてもよいことが理解
されるべきである。例えば、コンベアは使用され得る。ワイヤバネは、圧縮後に
折り畳まれた布地で形成された空間に挿入（２６）される。その後合同されたバ
ネ及び布地は、超音波溶接を用いて布地の２つ折りの層を選択的に取り付け（接
着し）て布地が複数のポケットに形成された封止ステーション（２８）に通過さ
れる。取付（接着）は、各バネの間で、布地ストリップ折り目が相互に集まり又
は重複する長手方向の端部に沿って発生する。これは各バネの回りに囲いを形成
する。最終ステップは連結されたポケット入りコイルバネの最終長さを形成（３
２）するために、ポケット内のバネを配向即ち旋回（３０）させ従って充分に膨
張したバネを許容することである。
今図２を参照して、連結されたポケット入りコイルバネの長さを作るための独
創的方法及び独創的装置がより詳細に示される。これらの方法及び装置は単純で
経済的であるものとして認識される。製造プロセスも効率的で信頼でき、優れた
製品に帰着する。バネのために使用されたワイヤは、詰め物バネワイヤ（ＳＡＥ
１０６５〜ＳＡＥ１０７５）であって、３種の直径、０．０７１インチ、０．０
８３インチ又は０．０９４インチの１つである。これらワイヤの引張強度は、約
ＡＳＴＭ２３０，０００〜３０５，０００ｐｓｉである。勿論、引張強度がワイ
ヤ径及び材料の関数であることは理解される。通常ワイヤは、ワイヤが約７９，
０００フィートの長さ又は１８００ポンドの量で管状の鋼鉄製の運搬体の回りに
巻回された供給ロール又は供給リール（５０）で供給される。ワイヤは１分間に
約３２０フィートの速度でワイヤを移動させる１組の被制御電動ローラ（５１）
によって運搬体から引き出される。好適なワイヤは、サウスカロライナ州アンド
ルーズのInsteel Wire Products社から購入され得る。
その後ワイヤは、磁気誘導加熱装置又はステーション（５２）を通過する。加
熱装置は、ミシガン州ロメオのInductoheat社から購入され得る２５ＫＷの誘導
デバイスである。この加熱装置は、約４３インチの長さ、６インチの高さ及び６
インチの幅寸法の絶縁ボックスで形成される。加熱装置は、ワイヤの温度を約０
．６３秒で４５０°Ｆ及び５００°Ｆ間に増加させる。加熱装置の目的は、ワイ
ヤ製造プロセスの間に誘発されたワイヤのそれらのストレスを加熱処理或はスト
レス軽減し、コイル形成のための可塑性材料を形成し、従ってストレスの形成を
減少させることである。加熱プロセスは、全部のプロセスと同様に停止／動作ま
たはオン／オフ仕様で行なわれる。ヒータはワイヤが移動している時にのみ活性
化される。ワイヤの移動が休止している時には、加熱装置の給電が遮断される。
これは各ワイヤ区分の一貫した加熱を保証する。ワイヤは約４１インチの長さで
加熱され、各バネが約９インチの長さである。
他の加熱プロセスがマーシャル構成のために試されたが成功しなかったことは
、注目すべきである。これらは高価で遅くて矛盾するのがわかった。例えば、一
括（バッチ）炉加熱において、幾つかのバネが他のバネより異なる温度に露出さ
れる。電気抵抗加熱と呼ばれる他のプロセスにおいて、各電極が充分に形成され
たバネに留められ、熱がバネに電流を流すことによって発生させられる。この技
術の品質は、高速製造プロセスを達成する困難な妙技、締めつけ電極及びバネ間
の一貫した機械的接点に依存する。この方法も、しばしばホットスポット及びま
くれ等を生成する。
設備に大きい部品を要求するバッチ炉加熱は、高価で追加の取り扱いを必要と
する。電気抵抗加熱によるまくれの創造は、布地ポケットに入れることが製造プ
ロセスにおいて続行される時に、特に有害である。
ワイヤは、加熱された後に、上昇した温度の状態でワイヤがコイル状に形成さ
れた形成装置又はステーション（５４）に移動する。これは、ワイヤを工具に対
して強制又は押すことによって行なわれる。工具は、堅い鋼鉄であり、連続及び
予め決定された方法でそれに押し付けられたワイヤを曲げる形状を持っている。
結果は、コイル直径約２．６２５インチのコイルである。コイルバネが形成され
た後に、ワイヤは、固定刃に対して強制してワイヤを剪断する可動切断刃によっ
て切断される。コイル化する前にワイヤを加熱することは、各バネの「ホット」
形成を許容することを注目すべきである。コイル形成ステップの前にワイヤを加
熱することは、ワイヤの直径が減少させられるワイヤ製造操作の間に誘発される
ストレスを軽減するものと信じられ、加熱ステップは、ワイヤがより引伸ばせる
（可塑性）状態にある上昇した温度で「動作」しているので、コイル形成ステッ
プを少ない誘発ストレスで達成できる。
このバネは、加熱、コイル形成及び切断の後に、各コイルバネが計時的、指標
的（一定時間毎、一定角毎）様式で回転するように取付けられた円形の冷却回転
台（５９）に配置された冷却装置又はステーション（５８）に移動している。回
転台には、バネを収容するための開口（６１）のような多くのスロット又は開口
がある。
各バネは、回転台が予め決定された時間の間回転させられる時に回転台に載せ
られる。各バネが回転台で過ごす時間量は必要とされる温度降下の関数である。
回転台は、予め決定された時間の間各バネを支持するようになっている。回転台
の仕様は、製造速度、使用されるスロットの数及びバネが回転台で収容され排出
される時の回転台スロットの位置の関数である。バネは、バネが回転台によって
運搬されている時間或はその時間の一部の間に、送風装置（５７）から冷却空気
を受け得る。例えば、送風装置の能力、空気の冷凍の有無、空気の移動量、空気
の温度及び他のそのようなファクタは、到達すべき予め決定された冷却温度、回
転台の速度、バネの開始温度、回転台の開口又はスロットの寸法及び回転台の直
径の関数である。他のファクタも関連し得る。上述された材料用の所望の「冷却
された」温度は、約１５０°Ｆである。その後冷却されたバネは、ポケットへの
挿入に備えて、空気で操作されるピストンが降下して、各コイルバネを約０．５
インチに圧縮する圧縮装置又はステーション（６０）に移動する。
約１５０°Ｆの冷却されたバネ温度は、使用された金属の関数であり、バネが
圧縮される時に永久的な変形セットが発生するその温度以下であるべきである。
その後圧縮されたバネは、布地ポケットに挿入される。それ故温度も、布地を焦
がさないために十分に低くなければならない。
ワイヤ供給装置に加えて、布地材料供給装置又はステーション（６２）が設け
られている。布地材料の大きい糸巻きは、布地の移動方向に平行な方向に引き出
せる布地の長さを形成する。その後布地は、圧縮されたバネで後に占有される空
間を形成するために、布地が自身で折り畳まれた状態に自動的に案内される折り
畳み装置又はステーション（６４）に進行する。１組のローラ（６５）は供給ス
テーションから布地を引っ張る駆動力を供給する。
その後布地は、今冷却され圧縮されたコイルバネの移動方向と交差するポケッ
ト入り即ち挿入装置又はステーシヨン（６６）に移動する。そこで、カバー板が
バネを圧縮させ続け、その間押込機構が各圧縮されたバネを折り畳まれた布地に
形成された空間に滑らせる。次に、圧縮されたバネを含む布地が密封装置又はス
テーション（６８）に移動する。そこで、超音波溶接機構は、降下し、２つ折り
された部分の布地を選択的に（布地の走行ラインに平行な方向及び布地の移動方
向に直交するラインで）相互接続することによって密封されたポケットの構成を
完了する。これは、一つのバネをその隣接バネから線形的に隔離する。他組の駆
動ローラ（６９）は、バネを含む布地を密封ステーションから引き出す。
バネが充填された布地は、次に部分的に膨張したポケット入りバネが約９０度
回転（配向）されて約６．７５インチに充分に膨張できる配向装置即ち転回装置
又はステーション（７０）に移動する。回転及びフル膨張は、ストリップが鎖ド
ライブ（７１）によって引き出された時にポケットを打つ一連の回転ヒレによっ
て達成される。最終の結果は、布地シリンダの接続された列の通常の構築を持つ
連結されたポケット入りコイルバネの完了された長さである。
工程及び製造装置は、各々がワイヤ或いは布地で操作を実施すべき時の適切な
ステーションに信号を送るように機能する制御装置（７４）で制御される。この
様式において、上述された発明は１分間に約７２個のコイルバネの製造速度を許
容する。制御装置も、全部のプロセスの停止／動作またはオン／オフのため、或
は指標された移動用に形成される。
本発明の方法及び装置は多くの利点を形成する。第１に、ワイヤ形成段階の期
間中にワイヤに加えられたストレスは減少させられ、コイル形成の期間中に誘発
されたストレスが最小化にされる。第２に、このようなストレスの最小化は、バ
ネの性能特性を大いに改善する。ワイヤの望まない及び好ましくない変形は劇的
に減少し、バネの耐久性が高められる。
第３に、バネの望ましくない変形が減少或は除去された時には、ワイヤは長持
ちするコイルバネを生成することを要求されない。材料は約１０〜２５％の範囲
でコスト節約をしている。ストレス軽減プロセスは、他のコスト節約のより低い
引張強度ワイヤを使用でき得る。
最終的に本発明は、インライン製造操作に合致した熱処理操作を形成する。加
熱は、迅速で非接触で、ワイヤの状態に依存しない。結果は、１つから次に一貫
したバネである。さらに現存する製造操作にどんな遅れも導入しない。
本明細書は、発明の２つの実施例を詳細に記述した。他の修正及び変形は、ド
クトリン等価下で次の請求の範囲内にある。例えば、種々のステーション又は装
置の変形は等価と見なす。ワイヤ材料変更の故の温度変更は等価と見なす。明ら
かに、新技術又は他の変形も、どんな点でもドクトリン等価の出願を制限するど
んな意図もないので、等価である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Method and apparatus for manufacturing a coil spring
Technical field
The present invention manufactures strips or lengths of connected pocketed coil springs.
Method and apparatus, in particular for the efficient, efficient and inexpensive production of fast,
A method and apparatus for manufacturing a formed coupled pocketed coil spring
I do.
Background art
Individually pocketed carp connected for mattress and cushion
Methods and apparatus for making strips of lubane have been known for many years. For example, 1
See U.S. Patent No. 6,851,160 to Marshall, 901. Modern equipment and
A description of the method can be found in Walter Stumpf, U.S. Pat.
39,977. This patent is from 1929 and 1931
Reference is made to two prior US patents. Other U.S. Patents have linked pockets
Published and described various aspects of an apparatus or method for making a coil spring.
For example, U.S. Pat. Nos. 4,234,983 and 4,565, all of Stumpf.
Nos. 046, 4,566,926, 4,578,834 and 4,85.
No. 4,023, Smith No. 5,186,435, St. Clair No. 5,
No. 444,905, Thrasher's 5,471,725 and Smith
No. 5,509,887. The disclosures of all above patents are hereby incorporated by reference.
I'm working here.
In short, a method and apparatus for making pocketed coil spring strips
Turns the wire supplied from the large reel into a coil, and the coil spring
Compressed into the space formed in the folded fabric, then the joint uses ultrasonic welding
Including machines that are sealed. Then, the compressed spring is repositioned,
Individually wrapped coil bars that are inflated in the ground pocket and are thus joined or connected
Ne lines are formed. Then multiple strips are filled, for example
Are bonded together with an adhesive to form a central portion of the mattress that encases the mattress.
Making pocketed coil springs as exemplified by the above patents
Efforts have been made over the years to improve the methods and apparatus for the purpose. These efforts
Forces improve products, seek efficiency, reduce costs, improve reliability or these various
It was designed to increase collaborative objectives. One area of caution is for coil springs
Used wire.
As expected, manipulation of the wire is particularly important when the wire is first formed to the desired diameter.
This causes stress (fatigue) when the wire is formed again in the coil. representative
In general, a small diameter wire should not be heated from a large diameter wire through progressively decreasing molds.
It is formed by forcing the wire. The coil will typically be in the desired manner
Formed by forcing a "cold" wire against a mold that bends the wire
You. If desired, the stress relief of the finished coil is formed in an oven
Collectively heat the subsequent springs, or connect each spring to a current source to allow current to flow through the wire.
This can be achieved by: Any of these processes are particularly effective or
Is not efficient. Batch heating means that the springs in one area of the oven
Because it can be heated differently than the spring in it, it results in a spring with inconsistent properties.
With current heating, consistent and proper heating ensures that each spring is securely connected in exactly the same way.
Depends on the ability of the operator. In addition, the use of electric current can
Undesirable electric arcs that can degrade are sometimes formed.
If the effective means for heat treatment of the spring wire is a manufacturing process and cost control.
It is clear that a better product will result if it can be found with an approximation.
It is.
Disclosure of the invention
The present invention is directed to producing strips of connected pocketed coil springs.
It forms a considerable improvement over conventional methods and apparatus. The first thing described here is
Forming wires adapted to form a plurality of coil springs, each of which is a coil bar;
Forming multiple spaces for accommodating the wire and reducing the temperature inside the wire
Heats the wire and forms it into a coil spring while the wire is at elevated temperature
At a temperature where the intended deformation of the spring is below the elastic limit of the wire.
Cooling the ear spring, compressing the coil spring, manipulating the material to form a space,
Insert a compressed coil spring into each space, seal the material around each space, and
Connected ports with steps to form connected spring-filled pockets
This is a method for making a length with a coiled coil spring.
An apparatus for forming the length of a coiled spring in a pocket is also disclosed.
A wire feeder for forming a wire to be coiled jointly;
Wire is operatively connected to the feeder and passes from the feeder to the coil former
Sometimes a heating device that performs induction heating, and the wire rises as it is operatively connected to the heating device
A coil former that bends the wire while at temperature, and
A cutting device for separating the coil wire spring from the wire supply device, and a coil type
A cooling device operatively connected to the forming device to reduce the temperature of the coil wire spring;
A material supply device operatively connected to the coil forming device to form a length of the material;
Operatively connected to the feeder to receive the length of material from the feeder and cool
A pocketing device for receiving a coil wire spring from the device,
Each spring is inserted into a corresponding space defined by the length of the material and the sealing device is
It is operatively connected to the wallet to define multiple spaces in the length of the material and therefore
To complete the connected length of the ket, the control means operatively connect to the cooling and heating devices.
Characterized by controlling the formation of connected and pocketed coil springs
I have.
An object of the present invention is to reduce the stress of metal wires,
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for forming a coil spring having a spring length.
Another aspect of the invention is that coil springs can reduce or eliminate stress in the wire.
Connected pocketed coil spring strikes that integrate the heating of the formed wire
A method and apparatus for making a lip. A further object of the invention is the efficiency
Of connected and coiled coiled springs
A method and apparatus for manufacturing a trip. Still other advantages of the present invention
, Coil springs formed before their insertion into the space formed to the length of the material
It is to provide a method and apparatus for cooling.
A more complete understanding of the present invention and other objects, aspects, objects, and advantages of the invention are set forth in the following description.
When read in conjunction with the accompanying drawings made, the following description of the preferred embodiment will be considered.
Obtained.
BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
FIG. 1 illustrates a method for making a strip with connected pocketed coil springs.
FIG. 9 is a flowchart diagram explaining the operation.
FIG. 2 is a schematic view of an apparatus for producing a strip of connected pocketed coil springs.
It is a schematic diagram.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Although the invention is open to various modifications and alternative constructions, the preferred embodiment is
It will now be described in detail as shown in the drawings. However, the present invention discloses
It is to be understood that there is no intention to limit the particular form performed. Where it
On the contrary, the intention is to come within the spirit and scope of the invention as expressed in the appended claims.
It is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives.
The present invention relates to mated and individually pocketed, typically used for mattresses.
The present invention relates to a method and an apparatus for making a line of a coiled spring. The structure is Masha
It is commonly known as a configuration. In this configuration, each spring has its own fabric container
Or wrapped in a pocket. Multiple pockets, generally two of a strip of fabric
Formed between fold layers, one piece of fabric is formed by folding over the other, then compressed
After the inserted coil spring is inserted into the space between the layers,
Firmly fixed to
Referring now to FIG. 1, a strip of connected pocketed coil springs is manufactured.
A flowchart illustrating the method is shown. Generally, the process consists of a wire (1
It starts with the winding of 0) and the winding of the textile material (12). The spool of material is
The fabric folds itself to create a space to accommodate the compressed coil spring.
The fabric strip is supplied to a folding station (14) to be installed.
Wire from pincushion reduces stress induced during the wire manufacturing process
It is heated (16) according to the intention to perform. The wire then turns the wire into a coil shape
During the elevated temperature to bend, it is pressed against the tool (18). Resulting wire
Are more plastic due to heating and have a reduced coiling stress. After formation,
The wire is cut (20) and coiled from the wire twist resulting from the winding.
Makes you free. The spring then compresses to compress the spring to a height of about 0.5 inches
Before the step (24), it is cooled (22) by the rotating turntable. Rotating
It is understood that other mechanisms besides the turntable may be used to cool the spring
It should be. For example, a conveyor can be used. Wire spring after compression
It is inserted (26) into the space formed by the folded fabric. After that,
The fabric and the fabric are selectively attached to the two fold layers of the fabric using ultrasonic welding.
The fabric is passed through a sealing station (28) formed in a plurality of pockets.
It is. Attachment (adhesion) is such that between each spring, the fabric strip folds gather together and
Occur along overlapping longitudinal ends. This forms an enclosure around each spring
I do. The final step forms the final length of the connected pocketed coil spring (3
2) Orient or pivot (30) the spring in the pocket so that it fully expands.
This is to allow a tensioned spring.
Referring now to FIG. 2, a self-contained pocket spring length is created.
The inventive method and the inventive device are shown in more detail. These methods and devices are simple
Recognized as being economical. The manufacturing process is also efficient, reliable and excellent
Return to the product. The wire used for the spring was a padded spring wire (SAE)
1065-SAE1075), with three diameters, 0.071 inch, 0.0
One of 83 inches or 0.094 inches. The tensile strength of these wires is about
ASTM 230,000-305,000 psi. Of course, the tensile strength
It is understood that this is a function of the diameter and the material. Usually, the wire is about 79,
Around a tubular steel carrier with a length of 000 feet or an amount of 1800 pounds
It is supplied by a wound supply roll or supply reel (50). Wire in one minute
A set of controlled electric rollers (51) that move the wire at a speed of about 320 feet
Withdrawn from the carrier. Suitable wires are from Andorra, South Carolina
Can be purchased from Loose Insteel Wire Products.
The wire then passes through a magnetic induction heating device or station (52). Addition
The thermal device is a 25KW induction that can be purchased from Inductoheat, Romeo, Michigan
Device. This heating device is approximately 43 inches long, 6 inches high and 6 inches high.
It is formed of an insulating box with a width of inches. The heating device reduces the temperature of the wire to about 0
. Increase between 450 ° F and 500 ° F in 63 seconds. The purpose of the heating device is
Heat treatment or storage of those stresses on the wires induced during the manufacturing process
To form a plastic material for coil formation, thus reducing the formation of stress
It is to decrease. The heating process, like all processes, can be stopped / operated.
Or on / off specification. Heater is active only when wire is moving
Be transformed into When the movement of the wire is paused, the power supply to the heating device is cut off.
This ensures consistent heating of each wire section. The wire is about 41 inches long
Heated, each spring is about 9 inches long.
Other heating processes have been tried for marshal construction but have not been successful
It is noteworthy. These turned out to be expensive, slow and inconsistent. For example, one
During batch furnace heating, some springs are exposed to different temperatures than others.
It is. In another process called electrical resistance heating, each electrode is fully formed
The heat is generated by passing current through the spring. This technique
The quality of the operation depends on the difficult feat to achieve the high-speed manufacturing process,
Relies on consistent mechanical contacts. This method is also often a hot spot and
Generate kure etc.
Batch furnace heating, which requires large parts for equipment, is expensive and requires additional handling
I do. The creation of curling by electric resistance heating can be achieved by putting it in a fabric pocket.
Particularly harmful when continued in the process.
After the wire is heated, it forms a coil at elevated temperatures.
To the formed forming device or station (54). It connects the wire to the tool
This is done by forcing or pushing. The tool is hard steel, continuous and
It has a shape that bends the wire pressed against it in a predetermined manner.
The result is a coil with a coil diameter of about 2.625 inches. Coil spring is formed
After the wire is moved, the movable cutting blade forces the fixed blade to shear the wire.
Be cut off. Heating the wire before coiling is a "hot" for each spring
It should be noted that the formation is allowed. Add wire before coiling step
Heating is induced during wire manufacturing operations where the diameter of the wire is reduced
Believed to reduce stress, the heating step makes the wire more stretchable
(Operating) at the elevated temperature in the (plastic) state, the coil forming step
Can be achieved with less induced stress.
After heating, coil formation and cutting, each coil spring is timed, indexed
Circular cooling rotation mounted to rotate in a targeted (every fixed time, every fixed angle) manner
It has moved to a cooling device or station (58) located on the platform (59). Times
The turntable has a number of slots or openings, such as an opening (61) for receiving a spring.
There is.
Each spring rests on the turntable when the turntable is rotated for a predetermined time.
Can be The amount of time each spring spends on the turntable is a function of the required temperature drop.
The turntable supports each spring for a predetermined time. Turntable
The specifications are: production speed, number of slots used and springs housed on a turntable and ejected
Is a function of the position of the pan-tilt slot when it is performed. The spring is turned by the turntable
The cooling air is supplied from the blower (57) during the transportation time or a part of the transportation time.
Can receive. For example, the capacity of the blower, whether or not air is frozen, the amount of air movement,
Temperature and other such factors depend on the predetermined cooling temperature,
Turntable speed, spring starting temperature, turntable opening or slot dimensions and turntable
It is a function of the diameter. Other factors may be relevant. The desired "cooling" for the materials described above
The "run" temperature is about 150F. Then the cooled spring goes into the pocket
In preparation for insertion, the pneumatically operated piston descends, causing each coil spring to
Move to compression device or station (60) to compress to inches.
The cooled spring temperature of about 150 ° F. is a function of the metal used,
It should be below that temperature where a permanent deformation set occurs when compressed.
The compressed spring is then inserted into the fabric pocket. Therefore, the temperature also
Must be low enough not to lose.
In addition to the wire feeder, a fabric feeder or station (62) is provided.
Have been. Large spools of fabric material can be pulled out in a direction parallel to the direction of fabric movement.
The length of the fabric to be formed. Then the fabric is emptied later by the compressed spring
Folds that automatically guide the fabric into its own folded state to form a gap
Proceed to a folding device or station (64). One set of rollers (65) is
Supply the driving force to pull the fabric from the station.
The fabric is then moved to a pocket that intersects the direction of travel of the now cooled and compressed coil spring.
To the insertion or insertion device or station (66). So, the cover plate
Continue to compress the springs, during which the pushing mechanism pushes each compressed spring onto the folded fabric
Slide into the formed space. Next, the fabric, including the compressed springs, is sealed or sealed
Move to the station (68). Then, the ultrasonic welding mechanism descends and folds
Select the fabric of the selected part (in the direction parallel to the travel line of the fabric and
The configuration of sealed pockets by interconnecting
Complete. This linearly isolates one spring from its adjacent spring. Other set
A moving roller (69) pulls the fabric including the spring from the sealing station.
The spring-filled fabric then has a partially expanded pocketed spring about 90 degrees
An orienting device that can be rotated (oriented) and expanded sufficiently to about 6.75 inches
Or move to station (70). Rotation and full expansion will cause the strip to
A series of rotating fins that hit a pocket when pulled out by live (71)
Achieved. The end result has the usual construction of a connected row of fabric cylinders
The completed length of the connected pocketed coil spring.
Process and manufacturing equipment should be suitable for each time operations are to be performed on wire or fabric.
Controlled by a controller (74) that functions to send signals to the station. this
In mode, the above described invention allows a production rate of about 72 coil springs per minute.
Accept. The control device is also used to stop / activate or turn on / off all processes, or
Is formed for the indicated movement.
The method and apparatus of the present invention form a number of advantages. First, during the wire formation stage
The stress applied to the wire during the period is reduced and induced during the coil formation
The applied stress is minimized. Second, minimizing such stresses is
Greatly improve the performance characteristics of Unwanted and undesirable deformation of wire is dramatic
And the durability of the spring is increased.
Third, when undesired deformation of the spring is reduced or eliminated, the wire will last longer.
It is not required to generate a coil spring. Materials range from about 10-25%
Cost savings. Stress reduction process is lower than other cost savings
A tensile strength wire could be used.
Ultimately, the present invention forms a heat treatment operation that is consistent with the in-line manufacturing operation. Addition
Heat is rapid, non-contact and independent of wire condition. Results are consistent from one to the next
It is a spring. Furthermore, it does not introduce any delays into existing manufacturing operations.
This specification describes two embodiments of the invention in detail. Other modifications and variations are
Within the scope of the following claims under the equivalent of culin. For example, various stations or equipment
Are considered equivalent. Temperature changes due to wire material changes are considered equivalent. joy
Any new technology or other modification that in any way limits the application of doctrine equivalents
Since there is no intention, it is equivalent.
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項
【提出日】平成１１年５月１０日（１９９９．５．１０）
【補正内容】
請求の範囲
１．複数のコイルバネに形成するように適合されたワイヤを形成し、前記ワイ
ヤが弾性限界を持ち、
各々がコイルバネを収容する複数の空間を布地に形成し、
前記ワイヤを磁気誘導加熱装置に通して、前記ワイヤ内のストレスを軽減する
に十分な温度に前記ワイヤを磁気誘導加熱によって加熱し、
前記ワイヤが上昇した温度にある間に前記ワイヤをコイル状に形成し、
前記バネの意図した変形がワイヤの弾性限界以下にある温度に結果のコイルワ
イヤバネを冷却し、
前記コイルバネを圧縮し、
前記コイルバネ用の前記空間を形成するように前記布地を操作し、
前記各空間に圧縮されたコイルバネを挿入し、
前記各空間の回りで前記材料を密封して複数の連結されたバネ充填ポケットを
形成するステップを備えた、連結されたポケット入りコイルバネの長さを作るた
めの方法。
２．前記加熱ステップは、約４５０°Ｆ〜５００°Ｆの範囲に前記ワイヤの温
度を増加させることを含む請求項１記載の方法。
３．前記ワイヤを曲げさせるための工具を形成するステップを含む請求項１記
載の方法。
４．前記ワイヤ形成ステップは、０．０７１、０．０８３及び０．０９４イン
チのワイヤ直径サイズ間からワイヤを形成することを含む請求項２記載の方法。
５．前記冷却段階は、形成後の前記ワイヤを約１５０°Ｆに冷却することを含
む請求項２記載の方法。
６．１分間に約７２個の速度で連結されたポケット入りバネを生成するステッ
プを含む請求項４記載の方法。
７．１分間に約３２０フィートの割合で前記ワイヤを形成する請求項６記載の
方法。
８．前記コイルバネ形成ステップの後に前記ワイヤを切断し、前記コイルバネ
形成ステップの後に前記ワイヤを圧縮し、前記密封ステップの後に前記バネを配
向させることを含む請求項１記載の方法。
９．コイル化されるワイヤを形成するワイヤ供給装置と、
前記ワイヤ供給装置に操作的に接続されて前記ワイヤが前記供給装置からコイ
ル形成装置に通過する時に前記ワイヤを磁気誘導加熱する磁気誘導加熱装置と、
前記磁気誘導加熱装置に操作的に接続されて前記ワイヤが上昇した温度にある
間に前記ワイヤを曲げる前記コイル形成装置と、
前記コイル形成装置に操作的に接続されて前記ワイヤ供給装置からコイルワイ
ヤバネを分離する切断装置と、
前記コイル形成装置に操作的に接続されて前記コイルワイヤバネの温度を減少
させる冷却装置と、
前記コイル形成装置に操作的に接続されて布地の長さを形成する布地供給装置
と、
前記布地供給装置に操作的に接続されて前記布地供給装置から布地の前記長さ
を受け取り、前記冷却装置から前記コイルワイヤバネを受け取るポケット入れ装
置とを合同で備え、
前記各バネが布地の前記長さによって形成された対応の空間に挿入され、
密封装置が前記ポケット入れ装置に操作的に接続されて布地の前記長さに複数
の空間を定義し従ってポケットの接続された長さを完成し、
制御手段が前記冷却装置及び前記磁気誘導加熱装置に操作的に接続されて前記
ポケットに入れられたコイルバネの形成を制御することを特徴とする、ポケット
に入れられたコイルバネの長さを形成するための装置。
１０．前記冷却装置に操作的に接続されて、前記バネが前記布地に形成された
前記空間に挿入される前に、前記冷却装置から前記コイルバネを受け取り前記バ
ネを圧縮する圧縮装置と、
前記布地供給装置に操作的に接続されて、前記布地供給装置から布地を受け取
り前記コイルバネを収容する前記空間を形成する折り畳み装置と、
前記密封装置に操作的に接続されて、前記布地によって形成された複数の空間
内で前記バネを回転させる配向装置とを含む請求項９記載の装置。
１１．前記加熱装置は、約４５０°Ｆ〜５００°Ｆの範囲に前記ワイヤの温度
を増加させる請求項１０記載の装置。
１２．前記冷却装置は、上昇した温度の前記バネの温度を約１５０°Ｆに減少
させる請求項１１記載の装置。
１３．前記制御手段は、１分間に約７２個の連結されたポケット入りバネの製
造のために形成される請求項１２記載の装置。
１４．前記ワイヤ供給装置は、１分間に約３２０フィートのワイヤを供給する
請求項１３記載の装置。[Procedure of Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act
[Submission Date] May 10, 1999 (May 10, 1999)
[Correction contents]
The scope of the claims
1. Forming a wire adapted to form a plurality of coil springs;
Ya has an elastic limit,
Forming a plurality of spaces in the fabric, each accommodating a coil spring,
Passing the wire through a magnetic induction heating device to reduce stress in the wire
Heating said wire by magnetic induction heating to a temperature sufficient to
Forming the wire into a coil while the wire is at an elevated temperature;
The resulting coil wire is at a temperature where the intended deformation of the spring is below the elastic limit of the wire.
Cool the ear buds,
Compressing the coil spring,
Manipulating the fabric to form the space for the coil spring;
Insert the compressed coil spring into each space,
Sealing the material around each space to form a plurality of connected spring-filled pockets.
To create the length of the connected pocketed coil spring with the step of forming
Way.
2. The heating step includes heating the wire to a temperature in the range of about 450 ° F to 500 ° F.
The method of claim 1, comprising increasing the degree.
3. The method of claim 1 including forming a tool for bending the wire.
The method described.
4. The wire forming step includes 0.071, 0.083 and 0.094 in.
3. The method of claim 2 including forming the wire from between the wire diameter sizes of the h.
5. The cooling step includes cooling the formed wire to about 150 ° F.
The method according to claim 2.
6. A step that creates a pocketed spring connected at about 72 speeds per minute.
5. The method of claim 4, comprising a step.
7. The wire of claim 6, wherein the wire is formed at a rate of about 320 feet per minute.
Method.
8. Cutting the wire after the coil spring forming step;
Compressing the wire after the forming step and disposing the spring after the sealing step
The method of claim 1, comprising directing.
9. A wire feeder for forming a coiled wire;
The wire is operatively connected to the wire feeder so that the wire is coiled from the feeder.
A magnetic induction heating device that magnetically heats the wire when passing through the wire forming device;
The wire is at an elevated temperature when operatively connected to the magnetic induction heating device
The coil forming device for bending the wire in between,
A coil wire is operatively connected to the coil forming device and is
A cutting device for separating the yabane,
Operationally connected to the coil forming device to reduce the temperature of the coil wire spring
A cooling device,
A fabric supply device operatively connected to the coil forming device to form a fabric length
When,
The length of fabric from the fabric supply operatively connected to the fabric supply;
Pocket receiving device for receiving the coil wire spring from the cooling device.
Together with the device,
Each said spring is inserted into a corresponding space formed by said length of fabric;
A sealing device is operatively connected to the pocketing device to extend the length of the fabric.
And thus define the connected length of the pocket,
Control means operatively connected to said cooling device and said magnetic induction heating device,
A pocket characterized by controlling the formation of a coiled spring in the pocket
For forming the length of the coil spring encased in the housing.
10. Operatively connected to the cooling device, the spring is formed in the fabric
Before the coil spring is inserted into the space, the coil spring is received from the cooling device.
A compression device for compressing
Operatively connected to the fabric supply device to receive fabric from the fabric supply device;
A folding device for forming the space accommodating the coil spring;
A plurality of spaces formed by the fabric operatively connected to the sealing device;
An orientation device for rotating the spring therein.
11. The heating device provides a temperature of the wire in the range of about 450 ° F to 500 ° F.
11. The device of claim 10, wherein the value is increased.
12. The cooling device reduces the temperature of the spring at an elevated temperature to about 150 ° F
The apparatus of claim 11, wherein
13. The control means comprises about 72 connected pocketed springs per minute.
13. The device of claim 12, wherein the device is formed for fabrication.
14． The wire feeder feeds about 320 feet of wire per minute
An apparatus according to claim 13.
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フロントページの続き
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