SK161399A3

SK161399A3 - A method and apparatus for forming a length of connected, pocketed coil springs

Info

Publication number: SK161399A3
Application number: SK1613-99A
Authority: SK
Inventors: Michael W Mauldin; Bernard Kuchel
Original assignee: Simmons Co
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 2000-08-14
Also published as: CN1264327A; PL337209A1; ZA984692B; IL133186A0; HUP0003166A2; PE43399A1; BR9809886A; TW407074B; CA2291822A1; WO1998053933A1; JP2000512914A; EP1015151A1; AU7810498A; AR012893A1; HUP0003166A3; CO4870768A1

Abstract

A method and apparatus for forming a length of connected, pocketed coil springs to be used in mattresses and the like where wire (10) from a supply source is heated (16) to between 450 and 500 degrees Fahrenheit by an induction heater before the wire is coiled. Thereafter, the wire is hot coiled (18), severed (20) and cooled (22) below a temperature where a permanent set might occur fromfurther processing of the spring. Thereafter, the spring is compressed (24) in preparation for its insertion (26) into a space provided by stretchable fabric from a supply reel. The fabric (12) is folded (14) on itself to provide the space. The temperature of the spring must also be sufficiently low to contact the fabric without causing burns or other damage. After insertion of a compressed spring into the space, the fabric is ultrasonically welded (28) to create individual but connected pockets for each spring. Thereafter, the springs are oriented (30) to allow each spring to expand thereby creating the length of connected, pocketed coil springs.

Description

Predmetom tohoto vynálezu je zariadenie na výrobu pásu zapuzdrených, vzájomne spojených špirálových pružín a spôsob rýchlej, efektívnej a lacnej výroby tohoto pásu špirálových pružín.It is an object of the present invention to provide a device for producing a strip of encapsulated, interconnected coil springs, and a method for producing the strip of coil springs quickly, efficiently and cheaply.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Zariadenie na výrobu pásu zapuzdrených, vzájomne spojených špirálových pružín a spôsob výroby tohoto pásu špirálových pružín pre matrace a podušky je známy už veľa rokov Viď napríklad patent USA č. 685 160, autor Marshall z roku 1901. Opis moderného zariadenia a spôsobu výroby je uvedený v patente USA č. 4 439 977, autor Walter Strumpf, z roku 1984. Tento patent ďalej odkazuje na dva predchádzajúce patenty z roku 1929 a 1931. Ďalšie patenty taktiež opisujú rôzne aspekty zariadenia na výrobu vzájomne spojených, zapuzdrených špirálových pružín a spôsobov ich výroby. Viď napríklad patenty USA č 4 234 983, č 4 565 046, č. 4 566 926, č. 4 578 834 a č. 4 854 023, autorom ktorých je Strumpf, patent č. 5 186 435, autor Smith, patent č. 5 444 905, autor St Clair, patent č 5 471 725, autor Thrasher a patent č. 5 509 887, autor Smith. Všetky tieto patenty sú tu uvedené ako odkazy.A device for manufacturing a strip of encapsulated, interconnected coil springs and a method for producing such a strip of spiral springs for mattresses and cushions has been known for many years. No. 685,160 by Marshall of 1901. A description of modern equipment and method of manufacture is disclosed in U.S. Pat. This patent further refers to the two previous patents of 1929 and 1931. Other patents also describe various aspects of an apparatus for producing interconnected, encapsulated coil springs and methods of making them. See, for example, U.S. Patent Nos. 4,234,983, 4,565,046; 4 566 926, no. 4,578,834 and no. No. 4,854,023 to Strumpf, U.S. Pat. No. 5,186,435 to Smith, U.S. Pat. No. 5,444,905 to St Clair; U.S. Patent No. 5,471,725 to Thrasher; No. 5,509,887 to Smith. All of these patents are incorporated herein by reference.

Zariadenie na výrobu pásu zapuzdrených špirálových pružín obsahuje časť, v ktorej sa uskutočňuje stáčanie drôtu, dodávaného z veľkej cievky Špirálová pružina sa vtlačí do priestoru, vytvoreného záhybom tkaniny, do ktorého sa potom uzavrie zvarením ultrazvukom. Následne sa poloha stlačenej pružiny zmení, pružina sa vo vnútri obalu z tkaniny rozvinie, a tak sa vytvára pás vzájomne spojených, individuálne zapuzdrených špirálových pružín. Vnútorná časť matraca sa potom napríklad môže vytvoriť zlepením viacerých pruhov a zakrytím ich horných častí čalúnenímThe apparatus for producing a strip of encapsulated coil springs comprises a portion in which the wire supplied from a large spool is twisted. The coil spring is pressed into the space formed by the fold of the fabric, to which it is then closed by ultrasonic welding. Subsequently, the position of the compressed spring changes, the spring unfolds within the fabric wrapping, thereby forming a web of interconnected, individually encapsulated coil springs. The inner part of the mattress can then be formed, for example, by gluing several strips and covering their upper parts with upholstery

-2Z obsahu vyššie uvedených patentov vyplýva, že existuje dlhoročná snaha o zlepšenie zariadenia na výrobu zapuzdrených špirálových pružín a spôsobu výroby týchto špirálových pružín. Toto úsilie si kladie za cieľ zlepšenie tohoto výrobku, zvýšenie jeho spoľahlivosti a zníženie nákladov na jeho výrobu, alebo dosiahnutie rôznych kombinácii týchto efektov Jedným z objektov, ktorých sa tieto snahy týkajú, je drôt, použitý na výrobu týchto špirálových pružín.It is clear from the contents of the aforementioned patents that there has been a long-term effort to improve the apparatus for manufacturing the encapsulated coil springs and the process for producing these coil springs. These efforts aim to improve this product, increase its reliability and reduce the cost of its production, or achieve various combinations of these effects. One of the objects to which these efforts relate is the wire used to produce these coil springs.

Spracovanie drôtu má obvykle za následok vznik vnútorného napätia, najmä ak sa mení najskôr priemer drôtu a následne sa drôt formuje do závitov pružín. Obvykle sa drôt menšieho priemeru získava ťahaním drôtu s väčším priemerom za tepla sústavou postupne sa zužujúcich prievlakov. Závity špirálovej pružiny sa obyčajne získavajú tvárnením za studená pomocou matrice, ktorá zohýba drôt do požadovaného tvaru. Ak je potrebné, uvoľnenie vnútorného napätia je možné dosiahnuť zahrievaním pružín v peci, alebo pripojením každej pružiny ku zdroju napätia a prechodom elektrického prúdu pružinami Žiaden z týchto postupov nie je príliš účelný ani výkonný. Žíhanie má za následok odlišné vlastnosti pružín v dôsledku rôznych teplôt v rôznych častiach pece. V prípade zahrievania elektrickým prúdom závisí dokonalosť tohoto postupu na schopnostiach obsluhy pripojiť každú pružinu ku zdroju presne rovnakým spôsobom Navyše pri použití elektrického prúdu na zahrievanie pružiny občas vznikne nežiaduci elektrický oblúk, ktorý môže zhoršiť mechanické vlastnosti pružiny.The processing of the wire usually results in an internal stress, especially if the wire diameter first changes, and subsequently the wire is formed into the coils of the springs. Typically, a smaller diameter wire is obtained by hot-drawing a larger diameter wire through a system of gradually tapering dies. The coil spring coils are usually obtained by cold forming using a die that bends the wire to the desired shape. If necessary, releasing the internal voltage can be achieved by heating the springs in the furnace, or by attaching each spring to a voltage source and passing electrical current through the springs. None of these processes is too effective or efficient. Annealing results in different spring properties due to different temperatures in different parts of the furnace. In the case of electric heating, the perfection of this procedure depends on the operator's ability to connect each spring to the power source in exactly the same way. In addition, using an electric current to heat the spring occasionally creates an undesired electric arc that may impair the mechanical properties of the spring.

Ak sa teda podarí zistiť, ako je treba pri zahrievaní použiť efektívnejšie prostriedky, je zrejmé, že okrem obmedzenia nákladov a zjednodušenia výrobného procesu bude mať výsledný produkt lepšie vlastnosti.Thus, if it is possible to find out how to use more efficient means of heating, it is clear that in addition to reducing costs and simplifying the manufacturing process, the resulting product will have better properties.

frďÁift/pbrázkov na výkresefrAbout / images in the drawing

Na obrázku 1 je uvedený diagram, znázorňujúci spôsob výroby pásu vzájomne spojených, zapuzdrených špirálových pružín; na obr. 2 je znázornené zariadenie, určené na výrobu pásu zapuzdrených, vzájomne spojených špirálových pružín.Figure 1 is a diagram showing a method of manufacturing a web of interconnected, encapsulated coil springs; FIG. 2 shows a device for producing a strip of encapsulated, interconnected coil springs.

-3 Podstata vynálezu-3 Summary of the Invention

Tento vynález umožňuje podstatné zlepšenie doterajších zariadení a spôsobov výroby pásov vzájomne spojených zapuzdrených špirálových pružín Najprv je opísaný spôsob výroby pásu vzájomne spojených, zapuzdrených špirálových pružín, ktorého jednotlivými krokmi sú získanie drôtu vhodného na formovanie do špirálových pružín, dodanie materiálu na vytvorenie priestoru pre uloženie jednotlivých špirálových pružín, zahrievanie drôtu na teplotu potrebnú na dostatočné uvoľnenie vnútorného napätia, tvárnenie drôtu do tvaru špirálovej pružiny pri zvýšenej teplote, ochladenie získaných špirálových pružín na teplotu, pri ktorej bude predpokladaná deformácia pružiny pri jej užívaní pod medzou pružnosti drôtu, stlačenie špirálovej pružiny, sformovanie materiálu tak, že sa vytvoria priestory, vkladanie špirálových pružín do týchto priestorov a uzavretie materiálu obklopujúceho tieto priestory takým spôsobom, že vznikne množstvo vzájomne spojených puzdier obsahujúcich pružiny.The present invention makes it possible to substantially improve the prior art apparatuses and methods for producing strips of interconnected, encapsulated coil springs. First, a method for producing a web of interconnected, encapsulated coil springs is described, the steps of which are coil springs, heating the wire to a temperature sufficient to relieve internal tension, forming the coil spring into a coil spring at elevated temperature, cooling the coil springs obtained to a temperature at which the spring is expected to be deformed below the wire elasticity limit, coil compression, material so as to form spaces, inserting coil springs into these spaces, and closing the material surrounding these spaces in such a way, that a plurality of interconnected bushes comprising springs are formed.

Predmetom tohoto vynálezu je ďalej zariadenie slúžiace na výrobu pásu zapuzdrených špirálových pružín, pozostávajúce zo zariadenia na získanie drôtu vhodného na formovanie špirálových pružín, zo zariadenia slúžiaceho na zahrievanie, ktoré je vhodne pripojené k zariadeniu, v ktorom je získavaný drôt tak, aby bol zabezpečený indukčný ohrev drôtu pri jeho prechode medzi zariadením, v ktorom je získavaný drôt, do zariadenia, slúžiaceho na formovanie drôtu, ďalej zo zariadenia formujúceho drôt do špirály, vhodne pripojeného k zariadeniu slúžiacemu na zahrievanie tak, aby bol drôt formovaný pri zvýšenej teplote, z oddeľovacieho zariadenia, vhodne spojeⁿého so zariadením tvárniacim drôt do špirály, ktoré slúži na oddelenie špirálových pružín od zariadenia, z ktorého je drôt získavaný, z chladiaceho zariadenia, vhodne spojeného so zariadením, v ktorom je formovaný drôt do špirály tak, aby dochádzalo ku zníženiu teploty špirálových pružín, ďalej zo zariadenia dodávajúceho materiál, vhodne spojeného so zariadením formujúcim drôt do špirály tak, aby výsledná kombinácia dodávala pás materiálu, ďalej zo zapuzdrovacieho zariadenia, vhodne spojeného so zariadením dodávajúcim materiál, do ktorého vstupuje pás materiálu zo zariadenia dodávajúceho materiál a špirálové pružiny z chladiaceho zariadenia a kde každá z týchto pružín je vložená do príslušného priestoru, vytvoreného z pásu materiálu, z uzatváracieho zariadenia, vhodne pripojeného k zapuzdrovaciemu zariadeniu, určeného na vymedzenie priestoru v páse materiáluThe present invention further provides a device for producing a strip of encapsulated coil springs, comprising a device for obtaining a wire suitable for forming coil springs from a heating device suitably connected to a device in which the wire is obtained to provide an inductive wire. heating the wire as it passes between the wire forming apparatus to the wire forming apparatus, further from the wire forming apparatus to the spiral, suitably connected to the heating apparatus to form the wire at elevated temperature, from the separating apparatus suitably ⁿ EHO connections with the device the forming wire in a spiral, which serves to separate coil springs from the device from which the wire is obtained from a cooling device operatively associated with the device, which is formed into a spiral wire so as to cause a reduction in temperature of the coil springs, further from the material supplying apparatus suitably coupled to the wire forming apparatus into the spiral so as to result in a combination supplying the web of material, further from an encapsulating apparatus suitably coupled to the material supplying apparatus entering the web of material supplying the coil a spring from a cooling device, and wherein each of these springs is inserted into an appropriate space formed from a web of material, from a closing device suitably connected to an encapsulating device intended to define a space in the web of material

-4 a skompletizovaniu vzájomného spojenia pásov puzdier, a z riadiacich prvkov, vhodne spojených s chladiacim zariadením a so zariadením slúžiacim na ohrev, pomocou ktorých je výroba zapuzdrených špirálových pružín riadená-4 and completing the interconnection of the sleeve strips and the control elements suitably connected to the cooling device and the heating device by which the production of the encapsulated coil springs is controlled

Predmetom tohoto vynálezu je poskytnutie takého zariadenia a spôsobu výroby, ktorý by umožnil zníženie vnútorného napätia kovového drôtu, z ktorého je vytvorený pás vzájomne spojených špirálových pružín. Ďalším predmetom tohoto vynálezu je poskytnutie zariadenia a spôsobu výroby slúžiaceho na výrobu pásu zapuzdrených, vzájomne spojených špirálových pružín, ktorého súčasťou je zariadenie vykonávajúce ohrev drôtu, z ktorého sú špirálové pružiny formované tak, aby bolo odstránené vnútorné napätie drôtu. Ďalším cieľom tohoto vynálezu je poskytnúť také zariadenie a spôsob výroby pásu zapuzdrených, vzájomne spojených špirálových pružín, ktoré účelne obmedzuje náklady na ich výrobu. Výhodou súčasného vynálezu je skutočnosť, že poskytuje spôsob a zariadenie určené na chladenie formovaných špirálových pružín pred ich vkladaním do priestorov vytvorených v páse materiálu.It is an object of the present invention to provide such a device and method of manufacture that would enable a reduction in the internal tension of a metal wire from which a strip of interconnected coil springs is formed. It is a further object of the present invention to provide a device and a manufacturing method for producing a strip of encapsulated, interconnected coil springs comprising a device for heating a wire from which coil springs are formed to remove the internal tension of the wire. It is a further object of the present invention to provide such an apparatus and method for manufacturing a strip of encapsulated, interconnected coil springs that expediently reduces the cost of manufacturing them. An advantage of the present invention is that it provides a method and apparatus for cooling molded coil springs before inserting them into spaces formed in the web of material.

Pre dokonalejšie porozumenie tomuto vynálezu a pochopenie jeho ďalších predmetov, aspektov, cieľov a výhod slúžia nasledujúce príklady preferovaného uskutočnenia v spojení s priloženými výkresmi.For a better understanding of the present invention and other objects, aspects, objects, and advantages thereof, the following examples of preferred embodiments serve in conjunction with the accompanying drawings.

Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Tento vynález umožňuje rôzne modifikácie a alternatívne konštrukcie, sú tu podrobne opísané preferované uskutočnenia, znázornené na obrázkoch. Je samozrejmé, že cieľom nie je obmedzovať predmet vynálezu na opísané uskutočnenia, ale naopak, poskytnúť patentovú ochranu modifikáciám a rovnocenným alternatívnym spôsobom výroby, vyplývajúcim z predmetu a ducha tohoto vynálezu, vyjadreného patentovými nárokmi.The present invention allows for various modifications and alternative constructions, the preferred embodiments shown in the drawings are described in detail herein. It goes without saying that it is not intended to limit the subject matter of the invention to the described embodiments, but rather to grant patent protection to modifications and equivalent alternative manufacturing methods resulting from the subject matter and spirit of the invention as expressed in the claims.

Predmetom tohoto vynálezu je zariadenie na výrobu špirálových pružín a spôsob výroby pásu vzájomne spojených, zvlášť zapuzdrených špirálových pružín, ktoré sú obyčajne používané v matracoch. Takto usporiadané pásy pružín sú obyčajne známe ako Marshallova konštrukcia.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for manufacturing helical springs and to a method for producing a web of interconnected, particularly encapsulated helical springs, which are commonly used in mattresses. The spring bands thus arranged are commonly known as the Marshall construction.

V tejto konštrukcii je každá pružina zapuzdrená do samostatného textilného puzdra Puzdra sú obyčajne vytvorené medzi dvoma záhybmi pásu tkaniny, vytvorenými ohybom jednej časti tkaniny, ktoré sú po vložení stlačených špirálových pružín do priestoru medzi nimi navzájom pozdĺžne a priečne spojené.In this construction, each spring is encapsulated in a separate textile sleeve. The sleeves are typically formed between two folds of a fabric web formed by the bending of one portion of the fabric that are longitudinally and transversely connected to one another after insertion of the compressed coil springs.

Na obr. 1 je znázornený postupový diagram výroby pásu zapuzdrených, vzájomne spojených špirálových pružín. Tento proces začína dodaním cievky drôtu 10 a vretena tkaninyIn FIG. 1 is a flow chart of manufacturing a strip of encapsulated, interconnected coil springs. This process begins with the supply of a spool of wire 10 and a fabric spindle

12. Z vretena tkaniny postupuje tkanina do zariadenia na vytváranie záhybov tkaniny .14, v ktorom sú vytvárané záhyby tkaniny, vo vnútri ktorých vznikajú priestory, určené na ukladanie stlačených špirálových pružín.12. From the fabric spindle, the fabric advances to the fabric folding device 14, in which fabric folds are formed within which spaces are formed to accommodate the compressed coil springs.

Drôt cievky je zahrievaný 16 za účelom zníženia vnútorného napätia, ktoré vzniklo počas výroby drôtu. Pri zvýšenej teplote je drôt tlačený proti nástroju 18, čo má za následok ohyb drôtu do tvaru špirály. Zahrievanie drôtu spôsobuje zvýšenie jeho ťažnosti, z čoho vyplýva zníženie vnútorného napätia počas formovania špirály Po sformovaní je drôt prerušený 20, čím je špirálová pružina oddelená od zbytku drôtu, vychádzajúceho z cievky. Potom je pružina ochladzovaná 22 v rotujúcom karuseli pred tým, ako je stlačením 24 jej výška zmenšená na 1,27 cm. Je pochopiteľné, že na chladenie pružín môžu byť použité aj iné mechanizmy, ako rotujúci karusel. Napríklad môže byť použitý výmenník tepla. Po stlačení je pružina vložená 26 do priestoru, vytvoreného zloženou tkaninou. Potom je špirála, vložená do tkaniny, zapuzdrená v zariadení, ktoré slúži na uzatváranie puzdier 28, kde sú z tkaniny vytvárané puzdra spojovaním dvoch záhybov tkaniny zváraním ultrazvukom. Spoje sú vytvárané medzi každou pružinou a pozdĺž ich pozdĺžnych koncov, kde sa ohyby pruhov tkaniny stýkajú alebo sa prekrývajú, čím sa vytvára puzdro okolo každej pružiny. Posledným krokom je zmena polohy pružiny v puzdre 30 takým spôsobom, že pružina môže voľne expandovať a tým vytvoriť 32 pás vzájomne spojených, zapuzdrených špirálových pružín.The coil wire is heated 16 to reduce the internal stresses generated during the wire production. At elevated temperature, the wire is pushed against the tool 18, resulting in a spiral bending of the wire. Heating of the wire causes an increase in its elongation, resulting in a reduction in internal stress during spiral formation. After forming, the wire is interrupted 20, thereby separating the coil spring from the rest of the wire coming out of the coil. Then, the spring is cooled 22 in the rotating carousel before its height is reduced to 1.27 cm by pressing 24. It is understood that mechanisms other than the rotating carousel can be used to cool the springs. For example, a heat exchanger may be used. After compression, the spring 26 is inserted into the space formed by the folded fabric. Then, the spiral inserted into the fabric is encapsulated in a device that serves to close the sleeves 28, where the sleeves are formed from the fabric by joining the two pleats of the fabric by ultrasonic welding. The joints are formed between each spring and along its longitudinal ends where the bends of the fabric strips meet or overlap to form a sheath around each spring. The last step is to change the position of the spring in the housing 30 in such a way that the spring can expand freely to form a 32 strip of interconnected, encapsulated coil springs.

Na obr. 2 je podrobnejšie znázornené zariadenie na výrobu špirálových pružín a spôsob výroby pásu zapuzdrených, vzájomne spojených špirálových pružín. Tento spôsob výroby aj toto zariadenie sú jednoduché a úsporné. Výrobný proces je účelný, spoľahlivý a umožňuje získanie kvalitného výrobku. Drôt, použitý na výrobu pružín, je čalúnický pružinový drôt SAE1065-SAE1075 troch priemerov 1,803 mm, 2,108 mm alebo 2,388 mm. Jeho pevnosť v ťahu, meraná metódou ASTM, je 1584 MPa až 2100 MPa. Je pochopiteľné, že pevnosťIn FIG. 2 shows a spiral spring manufacturing apparatus and a method for manufacturing a strip of encapsulated, interconnected spiral springs. This method of manufacture and the device are simple and economical. The production process is purposeful, reliable and allows to obtain a quality product. The wire used to manufacture the springs is the upholstery spring wire SAE1065-SAE1075 of three diameters of 1.803 mm, 2.108 mm or 2.388 mm. Its tensile strength, measured by the ASTM method, is 1584 MPa to 2100 MPa. It is understandable that the fortress

-6v ťahu je funkciou rozmerov drôtu a materiálu, z ktorého je drôt vyrobený. Drôt je obyčajne navinutý na zásobníku alebo cievke 50 okJo tubulárneho oceľového nosiča v dĺžke 24 078 m, čo zodpovedá hmotnosti 900 kg. Drôt je odvíjaný z nosiča pomocou poháňaných valcov 51, ktoré rotujú takou rýchlosťou, aby sa drôt pohyboval rýchlosťou 1, 62 m s'¹. Vhodný drôt je možné zakúpiť od firmy Instee, Wire Products of Arews, South Carolina.-6 tension is a function of the dimensions of the wire and the material from which the wire is made. The wire is usually wound on a container or coil of 50 mesh tubular steel carrier in a length of 24,078 m, corresponding to a weight of 900 kg. The wire is unwound from the carrier by means of driven rollers 51 which rotate at a speed such that the wire moves at a speed of 1.62 m s ^-1 . A suitable wire is available from Instee, Wire Products of Arews, South Carolina.

Drôt potom prechádza indukčným zariadením, ktoré slúži na ohrev 52. Toto na ohrev slúžiace indukčné zariadenie s príkonom 25 kW je výrobkom firmy Inductoheat, Romeo, Michigan a je vstavané v izolovanom puzdre s rozmermi približne 1,1 mxO, 15 m x 0,15 m Zariadenie, slúžiace na ohrev, zvýši počas 0,63 sek. teplotu drôtu na 232°C až 260°C. Účelom zariadenia, slúžiaceho na ohrev, je tepelné spracovanie alebo odstránenie vnútorného napätia, ktoré v drôte vzniklo pri jeho výrobe, a zároveň zabezpečenie dostatočnej ťažnosti jeho materiálu na výrobu špirály a tým zníženie namáhania, pôsobiaceho pri jeho formovaní. Tepelné spracovanie, rovnako ako celý výrobný proces, sú riadené binárne príkazmi zapnuté/vypnuté. Zariadenie, slúžiace na ohrev, je aktivované len vtedy, ak je drôt v pohybe. Ak sa pohyb drôtu zastaví, na ohrev slúžiace zariadenie sa vypne. To zabezpečuje rovnomerné zahrievanie všetkých úsekov drôtu. Drôt je zahrievaný po úsekoch dĺžky 1,04 m, pričom dĺžka každej pružiny je približne 0,229 mThe wire then passes through an induction device for heating 52. This 25 kW induction heating device is manufactured by Inductoheat, Romeo, Michigan and is embedded in an insulated housing of approximately 1.1 mx0.15 mx 0.15 m The heating device increases for 0.63 sec. wire temperature to 232 ° C to 260 ° C. The purpose of the heating device is to heat treat or eliminate the internal stresses produced by the wire during its manufacture, while at the same time ensuring sufficient ductility of its material to produce the spiral and thereby reducing the stresses in forming it. The heat treatment, like the entire production process, is controlled by binary commands on / off. The heating device is only activated when the wire is in motion. If the wire stops moving, the heating device is switched off. This ensures uniform heating of all wire sections. The wire is heated in sections of 1.04 m in length, each spring being approximately 0.229 m in length

Je známe, že pre Marshallovu konštrukciu boli bezúspešne skúšané aj iné metódy zahrievania. Bolo zistené, že tieto metódy sú drahé, pomalé a že neposkytujú materiál s rovnakými vlastnosťami vo všetkých jeho častiach. Napríklad pri zahrievaní v peci boli rôzne pružiny vystavené rôznym teplotám. Pri odporovom ohreve sú na špirálovú pružinu pripojené elektródy a teplo sa tvorí prechodom elektrického prúdu pružinou. Kvalita tohoto postupu je závislá na reprodukovateľnej kvalite mechanického kontaktu medzi svorkami elektród a pružinou, čo je možné len s ťažkosťami dosiahnuť pri vysokej rýchlosti výrobného procesu. Pri tomto postupe tiež často vznikajú škvrny, drsné okraje a podobne.It is known that other heating methods have also been unsuccessfully tested for the Marshall construction. It has been found that these methods are expensive, slow and do not provide material with the same properties in all its parts. For example, when heated in an oven, different springs were exposed to different temperatures. In resistive heating, electrodes are connected to the coil spring and heat is generated by the electrical current passing through the spring. The quality of this process depends on the reproducible quality of the mechanical contact between the electrode terminals and the spring, which is difficult to achieve at a high production speed. This procedure also often produces stains, rough edges and the like.

Zahrievanie v peci vyžaduje veľké zariadenia, je drahé a vyžaduje dodatočnú úpravu Vznik drsných okrajov pri odporovom ohreve je nežiadúci najmä v tom prípade, ak nasleduje zapuzdrovanie do tkaninyHeating in the furnace requires large equipment, is expensive and requires additional treatment The formation of rough edges in resistance heating is undesirable, especially if encapsulation into the fabric follows

Po zahriatí drôtu prechádza drôt do zariadenia 54, kde je formovaný do špirály pri zvýšenej teplote. To sa dosahuje vtlačením drôtu do nástroja alebo ťahaním drôtu nástrojom TietoAfter heating the wire, the wire passes to the apparatus 54 where it is formed into a spiral at elevated temperature. This is achieved by pushing the wire into the tool or pulling the wire with the Tieto tool

-7 nástroje sú z tvrdenej ocele a sú tvarované tak, aby ohýbali drôt požadovaným spôsobom. Výsledkom tohoto procesu je špirála s priemerom približne 79 mm. Po sformovaní špirálovej pružiny je drôt oddelený pohyblivou čepeľou, ktorá drôt odstrihne tlakom, pôsobiacim proti nepohyblivej čepelí. Význam zahrievania drôtu pred tvárnením spočíva v tom, že umožňuje tvárnenie každej pružiny za tepla. Zahrievaním drôtu pred jeho tvárnením je možné predísť vzniku vnútorného napätia pri formovaní drôtu do požadovaného prierezu a zároveň znížiť vnútorné napätie pri tvárnení drôtu do špirály, pretože drôt je spracovávaný pri zvýšenej teplote a jeho ťažnosť je preto vyššia.The tools are of hardened steel and are shaped to bend the wire in the desired manner. This process results in a spiral of approximately 79 mm diameter. After the coil spring has been formed, the wire is separated by a movable blade, which cuts the wire by pressing against the stationary blade. The importance of heating the wire before forming is that it allows each spring to be hot formed. By heating the wire before it is formed, it is possible to avoid internal stresses when forming the wire to the desired cross-section and at the same time reduce the internal stresses when the wire is spiraled because the wire is processed at elevated temperature and its elongation is therefore higher.

Po zahriatí, tvárnení a oddelení drôtu sú jednotlivé pružiny prepravované do chladiaceho zariadenia 58, kde sú umiestňované na kruhový chladiaci karusel 59, ktorý sa v určitých časových intervaloch postupne pootáča vždy o určitý uhol. Tento karusel obsahuje množstvo priehlbni, ako napríklad priehlbeň 61, určených na umiestnenie pružín.After heating, forming and separating the wire, the individual springs are transported to a cooling device 58 where they are placed on a circular cooling carousel 59, which is gradually rotated by a certain angle at certain time intervals. The carousel comprises a plurality of depressions, such as a depression 61, for receiving the springs.

Doba, počas ktorej pružina zotrváva na karuseli, záleží na požadovanom ochladení pružiny pri rotačnom pohybe karuselu. Karusel je konštruovaný tak, aby bola každá pružina ochladzovaná počas vopred určenej doby. Konštrukcia karuselu zodpovedá rýchlosti výroby, počtu použitých priehlbní a polohe týchto priehlbní pri vstupe a výstupe pružín. Počas doby, kedy je pružina na karuseli, alebo počas časti tejto doby, môže byť pružina vystavená prúdeniu vzduchu z ventilátora 57. Výkon ventilátora, skutočnosť, či je prúd vzduchu ochladzovaný, jeho množstvo, teplota a iné sú okrem iného závislé na vopred definovanej teplote, na ktorú majú byť pružiny ochladené, na rýchlosti rotačného pohybu karuselu, na počiatočnej teplote pružiny, na rozmeroch priehlbní v karuseli a na priemere karuselu. Výkon ventilátora môže byť závislý aj na ďalších faktoroch. Pre vyššie uvedené materiály je cieľová teplota ochladzovania približne 65°C. Potom sa ochladené pružiny premiestnia do stláčacieho zariadenia 60, kde je každá pružina stlačená pneumaticky poháňaným piestom na dĺžku 12,7 mm, aby potom mohla byť vložená do puzdra.The time during which the spring stays on the carousel depends on the desired cooling of the spring as the carousel rotates. The carousel is designed so that each spring is cooled for a predetermined time. The design of the carousel corresponds to the speed of production, the number of depressions used and the position of these depressions at the inlet and outlet of the springs. During the time of the spring on the carousel, or during part of the time, the spring may be exposed to the air flow from the fan 57. The performance of the fan, whether the air flow is cooled, its amount, temperature and others depend inter alia on a predefined temperature. to which the springs are to be cooled, the rotational speed of the carousel, the initial temperature of the spring, the dimensions of the depressions in the carousel and the diameter of the carousel. Fan performance may also depend on other factors. For the above materials, the target cooling temperature is about 65 ° C. Thereafter, the cooled springs are transferred to a compression device 60 where each spring is compressed by a pneumatically driven piston to a length of 12.7 mm so that it can then be inserted into the housing.

Cieľová teplota ochladzovania, ktorá je približne 65°C, je závislá na použitom kove, a mala by byť nižšia ako teplota, pri ktorej dochádza k trvalej deformácii pri stláčaní pružiny. Pretože stlačená pružina je potom vkladaná do textilného puzdra, jej teplota musí byť dostatočne nízka, aby nenastalo poškodenie tkaniny.The target cooling temperature, which is approximately 65 ° C, is dependent on the metal used and should be lower than the temperature at which the spring compresses permanently. Since the compressed spring is then inserted into the textile sleeve, its temperature must be low enough to prevent damage to the fabric.

-8Okrem zariadenia, z ktorého je získavaný drôt, je tu aj zariadenie, z ktorého je získavaná tkanina 62. Pás tkaniny, ktorá je rozťahovateľná v smere jej pohybu, je odvíjaný z veľkej cievky. Tkanina potom postupuje do zariadenia, ktoré slúži na vytvorenie záhybov tkaniny 64, v ktorom je tkanina vedená tak, že vznikajúce záhyby vytvárajú priestory, do ktorých sú následne vkladané stlačené pružiny. Odvíjanie tkaniny zo zariadenia, z ktorého je tkanina získavaná, zabezpečuje dvojica valcov 65.In addition to the device from which the wire is obtained, there is also a device from which the fabric 62 is obtained. The web of fabric that is extensible in the direction of its movement is unwound from a large spool. The fabric is then advanced to a device for forming the folds of the fabric 64 in which the fabric is guided so that the resulting folds form spaces into which the compressed springs are subsequently inserted. Unwinding of the fabric from the device from which the fabric is obtained is provided by a pair of rollers 65.

Tkanina je potom vedená do zapuzdrovacieho zariadenia 66, pričom pretína dráhu ochladených stlačených špirálových pružín. V tomto zariadení sú pružiny udržiavané vrchnou doskou v stlačenom stave, a každá z nich je vtlačená do jedného z priestorov, vytvorených zloženou tkaninou. Potom je tkanina obsahujúca stlačené pružiny premiestnená do uzatváracieho zariadenia 68. Tam je puzdro zvarené ultrazvukom a uzavretie puzdra je dokončené vzájomným spojením tkaniny dvoch preložených časti ako v smere pohybu tkaniny, tak aj v smere kolmom na smer pohybu tkaniny. Tým je zabezpečené vzájomné oddelenie dvoch susediacich pružín Ďalšou sústavou valcov 69 je tkanina obsahujúca pružiny vyťahovaná z uzatváracieho priestoru.The fabric is then guided to the encapsulating device 66, intersecting the path of the cooled compressed coil springs. In this device, the springs are maintained by the top plate in a compressed state, and each of them is pressed into one of the spaces formed by the folded fabric. Then, the fabric containing the compressed springs is transferred to the closure device 68. There the sleeve is ultrasonically welded and the closure of the sleeve is completed by interlocking the fabric of the two folded portions both in the direction of movement of the fabric and in a direction perpendicular to the direction of movement of the fabric. This provides for the separation of two adjacent springs. Another set of rollers 69 is a fabric containing springs pulled out of the closing space.

Tkanina obsahujúca pružiny pokračuje do usmerňovacieho zariadenia 70, kde sú zapuzdrené pružiny, ktoré už čiastočne expandovali, pootočené približne o 90° a ponechané, aby úplne expandovali až na dĺžku 171 mm. Pootočenie a plná expanzia sa dosiahuje sústavou rotujúcich lopatiek, ktoré narážajú do puzdier pri pohybe pásu puzdier, ktorý je ťahaný reťazovým pohonom 71. Konečným výsledkom je pás zapuzdrených, vzájomne spojených špirálových pružín, ktoré majú obvyklý tvar radu spojených valcov, potiahnutých textíliou.The spring-containing web continues to the deflector 70 where the encapsulated springs that have already partially expanded are rotated by approximately 90 ° and allowed to fully expand to a length of 171 mm. Rotation and full expansion is achieved by a set of rotating blades that impact the housings as the sleeve belt is pulled by the chain drive 71 as a result.

Na riadenie tohoto výrobného zariadenia slúži riadiace zariadenie 74, ktoré uvádza do chodu jednotlivé zariadenia, spracovávajúce drôt alebo tkaninu. Tento spôsob uskutočnenia vynálezu umožňuje výrobu približne 72 kusov špirálových pružín za minútu. Riadiace zariadenie umožňuje zabezpečiť binárny priebeh celého procesu pomocou príkazov zapni/vypni.A control device 74 is provided to control this production apparatus, which actuates individual wire or fabric processing devices. This embodiment of the invention allows the production of approximately 72 spiral springs per minute. The control device allows to ensure binary flow of the whole process by using the on / off commands.

Spôsob výroby zariadenia a zariadenie podľa tohoto vynálezu má veľký počet výhod. Po prvé je na nevyhnuté minimum redukovaný vznik vnútorného napätia počas ťahania a tvárnenia drôtu do špirály. Po druhé má minimalizácia tohoto napätia kladný vplyv na vlastnosti pružín Nežiadúce deformácie drôtu sú znížené a je zvýšená trvanlivosť pružín.The method of manufacturing the apparatus and apparatus of the present invention has a number of advantages. First, internal stresses during wire drawing and spiral forming are reduced to an unavoidable minimum. Secondly, minimizing this stress has a positive effect on the properties of the springs. Undesirable wire deformations are reduced and the durability of the springs is increased.

-9Po tretie je v dôsledku zníženia nežiaducich deformácii drôtu výrazne znížená spotreba drôtu, potrebného na výrobu trvanlivých špirálových pružín Zníženie nákladov na materiál činí 10 až 25 %. Vďaka procesu znižovania vnútorného napätia je možné použiť drôt s nižšou medzou pevnosti, čo predstavuje d'alšiu úsporu.Third, due to the reduction of unwanted wire deformation, the consumption of wire required to produce durable spiral springs is greatly reduced. Material cost reduction is 10 to 25%. Due to the internal stress reduction process, it is possible to use a wire with a lower breaking strength, which represents further savings.

Súčasný vynález konečne poskytuje takú možnosť zahrievania, ktorá je podriadená výrobe na výrobnej linke. Zahrievanie je rýchle, bezkontaktné a nezávislé na stave drôtu. Výsledkom sú pružiny s rovnakými vlastnosťami Ďalšou výhodou je, že nedochádza k žiadnemu zdržaniu pri výrobe.Finally, the present invention provides a heating option that is subordinate to production on a production line. The heating is fast, contactless and independent of the wire condition. The result is springs with the same characteristics. Another advantage is that there is no delay in production.

V tomto opise sú podrobne opísané dve uskutočnenia vynálezu. Ďalšie modifikácie a variácie vynálezu sú v súlade s Doctrine of Equivalents chránené nasledujúcimi patentovými nárokmi. Tak je napríklad potrebné považovať zmeny rôznych zariadení, ktoré sú súčasťou výrobnej linky, za zhodné riešenia. Taktiež zmeny teplôt v dôsledku použitia rôznych typov drôtov je treba považovať za zhodné riešenia. Samozrejme budú aj zmeny a obmeny technologického procesu taktiež chápané ako zhoda v súlade s plným uplatnením ustanovenia Doctrine of Equivalents.Two embodiments of the invention are described in detail herein. Further modifications and variations of the invention are protected in accordance with the Doctrine of Equivalents by the following claims. Thus, for example, changes to the various equipment that are part of a production line need to be considered as consistent solutions. Also, temperature variations due to the use of different types of wires should be considered as consistent solutions. Of course, changes and variations to the technological process will also be understood as compliance in accordance with the full application of the Doctrine of Equivalents.

Claims

A method for manufacturing a web of interconnected, encapsulated coil springs, comprising the steps of:

supplying a wire with a certain elastic limit that can be formed into a plurality of coil springs;

supplying the fabric needed to create spaces intended to accommodate coil springs;

heating the wire by passing the magnetic induction heating device to a temperature sufficient to remove the internal voltage in the wire; forming the wire into a spiral shape at elevated temperature;

cooling the formed coil spring to a temperature at which the spring is expected to deform below the elastic limit of the wire; compression of the coil spring;

forming the material in such a way as to form spaces intended to accommodate helical springs;

placing compressed coil springs in said spaces; and enclosing the material around each of said spaces to form a plurality of interconnected bushes comprising springs.

The method according to claim 1, characterized in that the temperature when heating the wire is raised to a temperature in the range 232 ° C to 260 ° C.

The method of claim 1, further comprising the step of supplying a wire bending tool.

Method according to claim 2, characterized in that in the step in which the wire is supplied, a wire of 1.803 mm, 2.108 mm and 2.388 mm diameter is supplied.

- 11 - / T 1043-

Λ

Production method according to claim 2, characterized in that in the cooling step, after the wire has been formed, it is cooled to 65 ° C.

The method of claim 4, wherein the method comprises producing encapsulated springs at a rate of 72 pieces per minute.

7. The method of claim 6, wherein providing the wire at 1.62 m s' ^first

Method according to claim 1, characterized in that it comprises. separating the wire after the step of forming the helical springs; squeezing the wire after the step of forming the coil springs; and repositioning the springs after completion of the step in which they are enclosed in the housings.

9. Apparatus for producing a belt of encapsulated coil springs, characterized in that the components are:

an apparatus for obtaining a wire suitable for forming into spiral springs; a magnetic induction heating device, suitably connected to a wire acquisition device, in which the wire is heated by magnetic induction heating as it passes between the wire acquisition device and the wire forming device;

a spiral wire forming apparatus suitably connected to a magnetic induction heating device in which the wire is bent at an elevated temperature; a separating device suitably connected to the spiral wire forming device for separating the spiral springs from the wire retractor; a cooling device suitably coupled to a spiral wire forming device for lowering the temperature of the spiral springs;

a fabric supplying device, suitably coupled to a spiral wire forming device, supplying a web of fabric;

Five Mi A /

An encapsulating device, suitably coupled to the fabric supplying apparatus, into which the web of fabric enters from the fabric supplying apparatus, and further coiled by coil springs from a cooling apparatus for storing said springs in appropriate spaces formed from the web of fabric;

a closure device suitably coupled to the encapsulation device serving to delimit the space in the web of material and thereby terminate the embodiment of the web of interconnected housings;

and control elements, suitably connected to a cooling device and to an induction magnetic heating device for controlling the production of encapsulated coil springs

10. The apparatus of claim 9, further comprising:

a compression device, suitably coupled to a cooling device into which coil springs advance from the cooling device and which serves to compress the springs before placing them in the spaces formed in the material;

a material folding apparatus suitably connected to the fabric supplying apparatus into which the fabric enters from the fabric supplying apparatus and which serves to form spaces intended to accommodate helical springs;

a device in which the position of the springs, suitably associated with the closure device, is used to rotate the springs in the spaces formed by the fabric;

Device according to claim 10, characterized in that the device for heating the wire raises the temperature of said wire to a temperature in the range of 232 ° C to 260 ° C.

Device according to claim 11, characterized in that the cooling device reduces the temperature of said wire to 65 ° C.

Device according to claim 12, characterized in that the control elements allow the production of 72 encapsulated, interconnected springs per minute / V

Λ /

- 13

14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the device supplying the wire, the wire supplying speed of 1.62 m s' ¹

Device according to claim 9, characterized in that the cooling device is a rotating carousel into which the springs from the wire forming device enter the coil springs.

Device according to claim 9, characterized in that the cooling device cools the coil springs to a temperature at which the deformation of the springs is considered below the elastic limit of the wire.

Apparatus according to claim 10, characterized in that the cooling device cools the coil springs to a temperature at which the deformation of the springs is considered below the elastic limit of the wire.

Apparatus according to claim 15, characterized in that the cooling device cools the coil springs to a temperature at which the deformation of the springs is considered below the elastic limit of the wire.

The apparatus of claim 17, wherein the magnetic induction heating device raises the wire temperature to a temperature in the range of 232 ° C to 260 ° C.

The apparatus of claim 19, wherein the cooling apparatus is a rotating carousel to which the springs are supplied from the wire forming apparatus to the spiral.