NO325492B1 - Spiralformingsanordning for automatisk fremstilling av spiraler - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en spiralformingsanordning for automatisk fremstilling av spiraler, som angitt i innledningen av det selvstendige krav 1.

Springfjærmontasjer for madrasser, møbler, seter og andre fjærende konstruksjoner ble først montert for hånd ved å anordne spiraler eller fjærer i en matrise og forbinde dem med hverandre med flettende eller snørende tråder. Spiralene er forbundet i varierende punkter langs den aksiale lengden, i overensstemmelse med springfjær-designet. Maskiner som danner spiraler automatisk er blitt tilpasset til forskjellige transportører som leverer spiraler til et monteringspunkt. For eksempel beskrives det i US-patentskrifter 3.386.561 og 4.413.659 apparater som mater fjærer fra en automatisk fjærformer til en fjærkjernemonteringsmaskin. Fjær- eller spiralformer-komponenten er innrettet til å produsere en spesiell spiralutforming. De fleste former for spiraler slutter i hver ende med én eller flere vindinger i ett eneste plan. Dette forenkler automatisert håndtering av spiralene, så som transport til en monterings-anordning. Den spiraldannede maskinen kan ikke på enkel måte tilpasses til fremstilling av spiraler med varierende utforminger, så som spiraler som ikke slutter i et eneste plan.

Videre viser US 3.469.608 en fremgangsmåte og anordning for fremstilling av et springfjærmonteringssystem som består blant annet av en spiraltransportør, en spiraloverføringsmaskin og en spiralfjærmonteringsanordning.

Den tidsinnstilte transport av spiraler fra formeren til monteringsanordningen er alltid problematisk. Automatisert produksjon avbrytes dersom bare en eneste spiral er feilinnstilt i transportøren. Transportørdrivmekanismen må være perfekt tidsinnstilt med drift av spiralformeren og en overføringsmaskin som plukker opp hele rekken av spiraler fra en transportør og laster den inn i springfjærmonteringsanordningen. Springfjærmonteringskomponenten i kjente maskiner er typisk satt opp for å oppta en spesiell type fjær eller spiral. Spiralene holdes inne i maskinen med spiralens basis eller topp tilpasset over stanser eller holdt ved hjelp av klembakker og snørret eller flettet sammen ved hjelp av en skruelinjeformet tråd eller festeringer. Denne løsningen er begrenset til anvendelse sammen med spiraler av det skruelinjeformede flettverket og styreskoene. Slike maskiner kan ikke tilpasses til anvendelse sammen med forskjellige spiralutforminger, særlig spiraler med en endevinding som rager forbi en basis eller ende av spiralen. Dessuten er disse typer maskiner utsatt for sviktende funksjon som følge av det faktumet at to sett klembakker, som har et antall små deler eller ledd som beveger seg hurtig, er nødvendige for toppen og bunnen av hver spiral.

Disse og andre ulemper med kjent teknikk overvinnes med den foreliggende oppfinnelse som frembringer en ny maskin for fullstendig automatisert fremstilling av formede metalltrådspringfjærmontasjer fra metalltrådemner.

Ifølge et aspekt ved oppfinnelsen er det frembrakt en spiralformingsanordning for automatisk fremstilling av spiraler utformet for anbringelse i en springfjærmontasje som har et antall spiraler forbundet med hverandre i en gruppering hvor spiralene har en stort sett skruelinjet spiralkropp, et spiralhode i en ende av spiralkroppen og en endevinding som rager fra spiralhodet bort fra spiralkroppen, og som angitt i den karakteristiske delen av det selvstendige krav 1.

Disse og andre aspekter ved oppfinnelsen vil bli beskrevet spesielt detaljert her under henvisning til de medfølgende tegninger.

Det henvises til tegningene, hvor:

Fig. 1 viser et planriss av en maskin for automatisert fremstilling av formede metalltrådspringfjærmontasjer.

Fig. 2 viser et oppriss av en spiralformingsmaskin ifølge oppfinnelsen.

Fig. 3 viser et delplanriss av en springfjærmontasje som kan fremstilles ved hjelp av maskinen i figur 1.

Fig. 4 viser et deloppriss av springfjærmontasjen i fig. 3.

Fig. 5 viser et profilriss av en spiral i springfjærmontasjen i fig. 3.

Fig. 6 viser et enderiss av en spiral i springfjærmontasjen i fig. 3.

Den beskrevne maskinen og de beskrevne metoder kan benyttes til fremstilling av springfjærmontasjer 1, som omfatter madrass- eller møbel- eller setespringfjær-montasjer, i en generell form slik som vist i fig. 3 og 4. Springfjærmontasjen 1 omfatter et antall fjærer eller spiraler 2 i en gruppering med spiralenes akser stort sett parallelle og spiralenes ender 3 stort sett ko-planare og danner fjærende støtteflater for springfjærmontasjen 1. Spiralene 2 er "flettet" eller bundet sammen med tråder i grupperingen, for eksempel ved hjelp av skruelinjeformede flettetråder 4 som løper mellom rekker av spiraler og som vikles eller flettes rundt tangentiale eller overlappende segmenter av nabospiraler, slik som vist i fig. 4. Andre måter for spiralfesting kan benyttes innenfor rammen av oppfinnelsen.

Spiralene som utformes av spiralformingskomponenter i maskinen kan ha vilkårlig utforming eller form som kan formes av et ståltrådemne. Typisk har springfjær-spiralene en langstrakt spiralkropp med en stort sett skruelinjeformet utforming og ender i endene med en plan metalltrådform som funksjonerer som en basis eller et hode på spiralen hvorimot belastninger utøves. Andre spiralformer og springfjærmontasjer som ikke er spesifikt uttrykt kan ikke desto mindre fremstilles ved hjelp av den beskrevne maskinen og er innenfor rammen av oppfinnelsen.

Den følgende beskrivelse av maskin og fremgangsmåte er gjort under henvisning til en spesiell madrass-springfjær med en spesiell type spiral 2 som er vist i fig. 5 og 6. Et eksempel på denne type spiral er beskrevet i US-patentskrift 5.013.088. Spiralen 2 har en stort sett skruelinjet, langstrakt spiralkropp 21 som i hver ende ender med et hode 22. Hvert hode 22 omfatter et første utspring 23, et andre utspring 24 og et tredje utspring 25. En stort sett skruelinjet endevinding 26 rager fra det tredje utspring 25 aksialt forbi hodet. En kraftresponsiv gradientarm 27 kan utformes i et segment av den skruelinjede kroppen 21 og fører eller overfører til spiralhodet 22.

Som vist i fig. 6 kan det første utspring 23 omfatte en krone 28 som plasserer utspringet i litt større avstand sideveis fra spiralens lengdeakse. Det andre og det tredje fremspring 24 og 25 er også forskjøvet utover fra spiralens lengdeakse. Som vist i fig. 4 overlapper det første og det tredje utspring 23 og 25 i hver spiral utspringene i tilgrensende spiraler og er flettet sammen ved hjelp av de skruelinjede flettetråder 4, og endevindingene 26 rager forbi (over og under) punktene av flettet festing av spiralhodeutspringene.

Fig. 1 viser hovedkomponentene i det automatiserte springfjærfremstillingssystem 100 ifølge oppfinnelsen. Spiraltrådemne 110 mates fra en spole 200 til én eller flere spiralformingsmaskiner 201, 202, som produserer spiraler, slik som de som er vist i fig. 5, 6, eller vilkårlige andre typer stort sett skruelinjede spiraler eller andre diskrete metalltrådstrukturer. Spiralene 2 lastes inn i én eller flere spiraltransportører 301, 302, som transporterer spiraler til en spiraltransportmaskin 400. Spiraltransport-maskinen 400 laster et antall spiraler inn i en springfjærmontasjemaskin 500, som automatisk monterer spiraler i den beskrevne springfjærgrupperingen ved festing med for eksempel et skruelinjeformet flettetrådemne 510 som mates til monteringsanordningen gjennom en skruelinjetrådformer og mater 511, som også benevnes spiralforbindelsesanordning.

Hver av hovedkomponentene i systemet 100 vil nå bli beskrevet individuelt, etterfulgt av en beskrivelse av systemets drift og den resulterende springfjærmontasje i metalltrådform. Selv om den beskrives under spesiell henvisning til automatisert forming og montering av en spesiell springfjær, vil det forstås at det kan anvendes forskjellige komponenter i oppfinnelsen for å fremstille enhver type metalltrådform.

Spiralformerne 201, 202 kan for eksempel være en kjent metalltrådformingsmaskin eller -spiraldanner, så som spiraldanneren Spuhl LFK fremstilt av Spuhl AG, St. Gallen, Sveits. Som vist skjematisk i fig. 2 mater spiraldannerne 201, 202 metalltrådemne 110 gjennom en rekke ruller for å bøye metalltråden i en stort sett skruelinjeform til dannelse av individuelle spiraler. Krumningsradiusen i spiralene bestemmes av formene på kammer (ikke vist) i rullende kontakt med en kamfølgerarm 204. Spiraltrådemnet 110 mates til spiraldanneren av materuller 206 i en formingsblokk 208. Etter hvert som metalltråden føres fremover gjennom et styrehull i formingsblokken 208 kommer den i kontakt med et spiralradiusformings-hjul 210 som er festet til en ende av kamfølgerarmen 204. Formingshjulet 210 beveges i forhold til formingsblokken 208 avhengig av formene på kammene som armen 204 følger. På denne måten fastlegges metalltrådemnets krumningsradius etter hvert som metalltråden kommer ut av formingsblokken.

En skruelinje dannes i metalltrådemnet etter at det passerer formingshjulet 210 ved hjelp av en skruelinjestyretapp 214, som beveger seg i en stort sett rettlinjet bane, vanligvis vinkelrett på styrehullet i formingsblokken 208, for å føre metalltråden fremover i en skruelinjet bane bort fra formingshjulet 210.

Etter at tilstrekkelig mengde metalltråd er blitt matet gjennom formingsblokken 208, forbi formingshjulet 210 og skruelinjestyretappen 214 til dannelse av en komplett spiral, føres et kutteverktøy 212 an mot formingsblokken 208 for å skille spiralen fra metalltrådemnet. Den fraskilte spiralen føres deretter ved hjelp av en intermittent roterende anordning 220 til etterfølgende formings- og bearbeidingsstasjoner slik som beskrevet videre nedenfor.

Som vist i fig. 6 har spiralen 2 atskillige, forskjellige krumningsradier i den skruelinjeformede spiralkropp. Spesielt er endevindingens radius eller totale diameter betydelig mindre enn for hovedspiralkroppen 21. Dessuten ender metalltråden og må fraskilles i hver ende av endevindingen 26. Denne spesielle spiralkonstruksjon oppviser et problem når det gjelder formingsblokken 208, som må være spesielt utformet for å oppta endevindingen 26, gjøre det mulig for spiralkroppens større diameter å beveges fremover over formingsblokken og gjør det mulig for kutte-verktøyet 212 å kutte metalltråden.

Følgelig er som vist i fig. 2 formingsblokken 208 ifølge oppfinnelsen utstyrt med et hulrom 218 som er dimensjonert for å oppta en endevinding av spiralen. Kutte-verktøyet 212 befinner seg nær hulrommet 218 i formingsblokken 208 for å kutte metalltråden i endevindingen.

En intermittent roterende anordning 220 med for eksempel seks armer 222 er montert roterbart nær fronten av spiraldanneren. Hver arm 222 bærer en griper 224 som er innrettet til å gripe en spiral når denne er kuttet fra den kontinuerlige metalltrådmatingen i formingsblokken 208. Den roterende anordning flyttes roterende og fører frem hver spiral fra spiraldannerens formingsblokk til en første spiralhodeformingsstasjon 230. Pneumatisk drevne stanseverktøyer 232 er montert i et vinkelarrangement om den første spiralhodeformingsstasjon 230 for å danne spiralutspringene 23-25, den kraftresponsive gradientarm 27 eller vilkårlige andre konturer eller bøyer i spiralhodet i enden av spiralkroppen. Ovennevnte intermittent roterende anordning fører deretter spiralen til en andre spiralhodeformingsstasjon 240 som samtidig former et spiralhode ved hjelp av stansene 232 i motstående ende av spiralen. Den roterende anordning fører deretter spiralen til en herdingsstasjon 250 hvor elektrisk strøm ledes gjennom spiralen for å herde ståltråden. Den neste fremoverføring av roterende anordning fører spiralen inn i en transportør 301 eller 302, som bærer spiralene til en spiraloverføringsmaskin slik som beskrevet nedenfor. Som vist i fig. 1 kan én eller flere spiralformingsmaskiner anvendes samtidig for å levere spiraler inn i springfjærmontasjesystemet.

Som vist i fig. 1 transporteres spiraler 2 på en måte med en eneste bane fra hver av spiralformingsmaskinene 201, 202 ved hjelp av respektive tilsvarende konstruerte spiraltransportører 301, 302 til en spiraltransportmaskin 400. Selv om de beskrives som spiraltransportører i forbindelse med et springfjærfremstillingssystem vil det forstås at transportsystemene lettvint kan tilpasses til enhver type installasjon eller system hvor transport av en vilkårlig type gjenstander er nødvendig.

Nevnte spiraltransportøren kan også dannes av visse alternative mekanismer.

Som vist i fig. 1 posisjonerer hver transportør 301, 302 en rekke spiraler i flukt med en spiraloverføringsmaskin 400. Spiraloverføringsmaskinen omfatter en ramme montert på ruller på spor for å beveges lineært mot og bort fra transportørene 301, 302 og springfjærmonteringsanordningen 500.

Springfjærmonteringsanordningens 500 primære funksjoner er å:

(1) gripe og posisjonere minst to parallelle rekker av spiraler i et parallelt arrangement. (2) forbinde de parallelle rekker av spiraler med hverandre ved festing av festeinnretningen, så som en skruelinjet flettetråd, til nabospiraler, samt (3) føre frem de sammenbundne rekker av spiraler for å muliggjøre innføring av en ytterligere rekke av spiraler som skal festes til de tidligere festede rekker av spiraler og gjenta prosessen inntil et tilstrekkelig antall spiraler er blitt festet under dannelse av en komplett springfjærmontasje.

Spiraldannerne, transportørene, spiraloverføringsmaskinen og springfjærmonteringsanordningen drives samtidig og synkront styrt av et statistisk prosesskontrollsystem, så som et Allen-Bradley SLC-504, som er programmert til å koordinere avgivelsen av spiraler fra den intermittent roterende anordning til transportørene, hastigheten og start/stoppoperasjonen for transportørene, grenseflaten mellom armene i spiral-overføringsmaskinen med spiraler på transportørene, og den tidsinnstilte presentasjon av rekker av spiraler for springfjærmonteringsanordningen, samt driften av springfjærmonteringsanordningen.

Claims (1)

1. Spiralformingsanordning for automatisk fremstilling av spiraler utformet for anbringelse i en springfjærmontasje som har et antall spiraler forbundet med hverandre i en gruppering hvor spiralene har en stort sett skruelinjet spiralkropp, et spiralhode i en ende av spiralkroppen og en endevinding som rager fra spiralhodet bort fra spiralkroppen, hvor formingsanordningen omfatter - en spiralformingsblokk (208) som metalltrådemne blir trukket inn i ved hjelp av ruller (206), idet formingsblokken har et skruelinjeformet hjul ved formingsblokken innrettet til å utøve trykk på metalltrådemnet når dette kommer ut av formingsblokken, og en skruelinjevinkelstyretapp (214) som er innrettet til å utøve trykk mot metalltrådemnet for å innstille en vinkel på spiralens skruelinjeform, - en herdestasjon (250) som er innrettet til å lede en elektrisk strøm gjennom spiralen, og - en intermittent roterende anordning (220) som har flere armer (222) som rager radikalt fra en roterbar spindel, idet hver arm har en gripemekanisme (224) som er innrettet til å gripe en spiral når denne kommer ut av spiralformingsblokk, hvorved spiralene blir ført fra spiralformingsblokken til spiralhodeformingsstasjonen, til herdestasjonen og til en spiraltransportør (301, 302) ved dreining av nevnte intermittent roterende anordning på spindelen, karakterisert ved at spiralformingsanordningen omfatter: - en formingsblokk (208) som er spesielt utstyrt med et hulrom (218), som er dimensjonert for å oppta endevinding (26) av spiralen, som har betydelig mindre radius enn radius til hovedspiralkroppen (21) slik at spiralkroppens større diameter beveges fremover over formingsblokken og gjør det mulig for kutteverktøyet (212) å kutte metalltråden, - en første spiralhodeformingsstasjon (230) for å forme spiralhode ved hjelp av stanseverktøy (232), som er montert i vinkelarrangement for å danne spiralutspringene (23,25), som ikke har en skrulinjeform, og - en andre spiralformingsanordning (240) som former et spiralhode ved hjelp av stanseverktøy (232) for å danne ikke-skruelinjeform i en del av spiralen mellom spiralkroppen og endevindingen, spiralutspringene (23,25) i motstående ende av spiralen.