專利名稱：包裝螺旋彈簧的調(diào)質(zhì)的制作方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明概括地說是關(guān)于鋪墊即關(guān)于墊用彈簧或箱用彈簧。更準(zhǔn)確點說，本發(fā)明是對螺旋彈簧應(yīng)力消除作處理的，該彈簧被安置在包裝材料中，然后用于墊彈簧或箱用彈簧。
背景技術(shù)：
大家知道，把鋼絲可以做成一個一個的螺旋彈簧，還可把這些螺旋彈簧聯(lián)合起來，構(gòu)成完整的內(nèi)彈性機(jī)構(gòu)，用它做成各種墊彈簧或箱用彈簧。
還知道，單獨制作“包裝好的”螺旋彈簧并把這些包裝好的螺旋彈簧，組合成內(nèi)彈性結(jié)構(gòu)，再成為像各種墊彈簧或箱用彈簧那樣裝飾物。Stumpf的美國專利US4,439,977示出了組裝這種包裝螺旋彈簧的一種方法和設(shè)備，現(xiàn)列此以作參考。為組裝而聯(lián)合許多組的包裝螺旋彈簧，制作成整體式一排排或者一串串的螺旋線的方法及裝置則在美國專利US4,578,834和US4,986,518中介紹，也列此以備參考。
雖然上述方法和裝置，較比以前的裝配方法有不少優(yōu)點，但仍存在一些需改進(jìn)之處。比如，像號碼為4,439,977美國專利中所說，當(dāng)螺旋絲被裝入包裝袋中時，這些螺旋線材就趨于“硬化”，結(jié)果產(chǎn)生高度不能變或承載能力受損的缺陷。還存在其它缺陷如該鋼絲會在加工時呈現(xiàn)殘余應(yīng)力，這有可能導(dǎo)致螺旋彈簧件的損壞。
此外，考慮到工業(yè)中需要的是，制作彈簧不允許造成事故的應(yīng)力的存在，當(dāng)然包括“硬化”狀態(tài)的缺陷。
通常的彈簧熱處理都是公知的，就是說做成“開式螺旋”的內(nèi)彈性結(jié)構(gòu)，隨后送這個開式螺旋內(nèi)彈性結(jié)構(gòu)到一個爐子中，以便消除應(yīng)力。然而，在包裝好螺旋線材內(nèi)彈性結(jié)構(gòu)的實例中，這種結(jié)構(gòu)不能使之進(jìn)入加熱爐，由于，比如，使包裝好螺旋彈簧連接一起的織物袋或粘合劑，在與加熱爐接觸時承受不了高溫。
因此，考慮需要提供改進(jìn)包裝制做及生產(chǎn)出產(chǎn)品螺旋線材和內(nèi)彈性結(jié)構(gòu)的方法和裝置。
發(fā)明的概述本發(fā)明提出了改進(jìn)包裝螺旋線材的方法和制作的內(nèi)彈性結(jié)構(gòu)，其中包裝彈簧鋼絲螺旋彈簧在裝入織物袋前經(jīng)熱處理或者用其它方法調(diào)質(zhì)，使得彈簧鋼絲里的殘余內(nèi)應(yīng)力被降低，能延長螺旋彈簧的壽命和彈力可維持一個相當(dāng)長的時間。特別的是，本發(fā)明是關(guān)于用鋼絲制成螺旋彈簧熱處理的方法和設(shè)備，并在其后把這種螺旋彈簧裝入織物袋，以及由其生產(chǎn)墊簧產(chǎn)品和生產(chǎn)螺旋彈簧。
據(jù)需要和為減少或完全消除螺旋壓簧鋼絲產(chǎn)生的不希望有的殘余應(yīng)力而造成材料的變形，應(yīng)指出，螺旋壓簧鋼絲中的這種殘余應(yīng)力，通常有兩種。即鋼絲拉伸殘余應(yīng)力和螺旋成形殘余應(yīng)力。兩種應(yīng)力都是螺旋彈簧制品冷加工的結(jié)果。
按鋼絲的冷拉伸殘余應(yīng)力，用碳鋼鋼絲制造包裝螺旋彈簧一般用冷拉伸，比方用直徑為7/32″(0.21875″)或1/4″(0.25″)的熱軋高碳1070號鋼條。這些鋼條一般地要經(jīng)過數(shù)個直徑遞減的模直至其直徑減少到0.068″到0.094″之間。由冷加工鋼絲變形(形變)產(chǎn)生實際橫截面尺寸的減小，結(jié)果就造成并保存下來各種類型殘余應(yīng)力，包括縱向應(yīng)力(平行于鋼絲軸線、鋼絲表面的拉應(yīng)力和鋼絲軸向的壓應(yīng)力)、徑向應(yīng)力(基本上垂直于鋼絲軸并壓向軸)、環(huán)向應(yīng)力(按同一方向的縱向應(yīng)力)。
至于螺旋彈簧產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，鋼絲制成螺旋壓簧時加上了某些附加殘余應(yīng)力并認(rèn)為已改變鋼絲冷拔操作后鋼絲殘余應(yīng)力。這些來自額外冷加工的附加線材螺旋成形殘余應(yīng)力，其中冷加工產(chǎn)生了鋼絲不同程度的彈性應(yīng)變(形變)，結(jié)果建立并保留鋼絲中的其它幾種類型的殘余應(yīng)力，包括壓應(yīng)力(線材內(nèi)部，分布在平均螺旋直徑內(nèi)部)、拉應(yīng)力(線材內(nèi)部，分布在平均螺旋直徑外面)和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，它是借助螺旋壓簧成形為螺旋形的卷繞器，把鋼絲裝在制作彈簧卷繞器內(nèi)時產(chǎn)生某種程度的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。
人們已知，綜合前述鋼絲拉伸和螺旋線材變形出現(xiàn)的殘余應(yīng)力，表明有關(guān)螺旋壓簧性能的一些問題，承受負(fù)荷能力、自由高度能否保持、抗變形能力、抗疲勞能力。因而，減少或消除這些不需要的應(yīng)力是很必需的。
為達(dá)到包裝螺旋產(chǎn)品中消除螺旋壓簧應(yīng)力的目的，可有選擇地引入機(jī)械彈性變形以造成應(yīng)力平衡。然而更可取地是采用加熱法，達(dá)到應(yīng)力平衡。這些辦法可后隨冷處理，使得螺旋壓簧可安全裝入織物袋。
殘余應(yīng)力減少到包括完全把這些不需要的應(yīng)力消除，可用許多辦法完成，其中包括但不局限于選取機(jī)械式冷加工，或者針對已成彈簧的鋼絲(比如噴丸處理)超聲波處理、激光加熱、電阻爐加熱、感應(yīng)加熱、電阻升溫、強(qiáng)力熱氣流加熱或者輻射加溫。然而不管采用哪種方法，那些利用熱的方法總應(yīng)優(yōu)于其它的選擇對象。但不管采用哪種方法，欲消除應(yīng)力的彈簧上必須施加一定的規(guī)定的加熱溫度和加熱時間，隨之還必須冷卻到規(guī)定溫度以下，以便在把螺旋彈簧裝入織物袋時，不會對袋本身和袋的材料產(chǎn)生不良的影響。
現(xiàn)在討論消除螺旋彈簧中應(yīng)力的一個較好的時間/溫度流程，應(yīng)指明，這里的時間是指時間間隔，在上述情況下一個單元時間間隔為700到800毫秒。最好是流程中，彈簧的溫度應(yīng)升至華氏420度和1333度，最佳是約在500°-700°的窄范圍內(nèi)，總的說其中一個單元時間間隔不足以完全熱透，也就不能完全消除不希望的應(yīng)力。所以需要一定數(shù)量附加時間間隔。在這種情況下，達(dá)到工藝功能的手段就是用2、3、4、5…N個時間間隔。為施行各個時間間隔而又不降低機(jī)器生產(chǎn)率，只需輔助調(diào)質(zhì)加熱器以及與這些加熱量相適應(yīng)的線上間隔。
達(dá)到冷處理效果可行的辦法包括但不限于循環(huán)油池冷卻、循環(huán)水冷法、氣/水霧混冷法、壓縮氣旋冷法、強(qiáng)致冷空氣冷卻法和壓氣室溫空氣冷卻法。壓氣空冷是較佳的冷卻方法。然而不論選用何種冷卻方法，一定的指定冷卻溫度和時間必須施于需消除應(yīng)力的彈簧上，而且該彈簧必須冷卻到指定的溫度以下，以使把螺旋彈簧裝入織物袋時，不會對袋本身和袋材料產(chǎn)生不良的后果。
冷卻程序用的首選時間/溫度是應(yīng)該把彈簧在單個時間間隔內(nèi)降至華氏0度至730度范圍內(nèi)的一個溫度。若一個時間間隔不足以致冷到要求溫度，就需要適當(dāng)數(shù)量的附加時間間隔。此時，獲取該流程性能的方法就是再用2、3、4、5…N個時間間隔。為施行各個時間間隔而又不降低機(jī)器生產(chǎn)速率，僅需輔助調(diào)質(zhì)器并使線上的間隔數(shù)量與這些調(diào)質(zhì)量相適應(yīng)。
不難理解，接于上述工序之后的是把經(jīng)消除過應(yīng)力并冷卻后的彈簧裝進(jìn)一個織物袋。
由此，本發(fā)明的一個目的，就是推出一種改進(jìn)的包裝螺旋彈簧結(jié)構(gòu)，用于內(nèi)彈簧結(jié)構(gòu)類產(chǎn)品。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的，就是提供用于墊簧或箱用簧的改良型的內(nèi)彈簧結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明再一個目的是提供，一個改進(jìn)了的制作包裝螺旋彈簧的方法和設(shè)備，其中螺旋彈簧在調(diào)質(zhì)處理消除殘余應(yīng)力后裝進(jìn)織物袋。
本發(fā)明的再一個目的是提供一套改良的方法和設(shè)備，使包裝螺旋彈簧的制作在操作，構(gòu)造及維護(hù)方面的成本降低。
本發(fā)明的這些及其它的目的、特點和優(yōu)點，將在看完隨后提供的優(yōu)選實例的詳細(xì)描述，尤其結(jié)合有附圖及附帶的權(quán)利要求，就會明白了。
圖1A-1C是用于本發(fā)明一個具體方案中流程設(shè)備的整體視圖。圖1A是本發(fā)明設(shè)備的頂視圖。圖1B是圖1A設(shè)備的正剖視圖，而圖1C是設(shè)備的側(cè)視圖。
圖2A-2C都是本發(fā)明圖1A-1C中設(shè)備的視圖，進(jìn)一步包括了一個據(jù)本發(fā)明對螺旋彈簧加熱的感應(yīng)加熱工位。
圖3A-3C都是本發(fā)明圖1A-1C設(shè)備的視圖，多了一個據(jù)本發(fā)明為螺旋彈簧加熱的輻射加熱工位。
圖4在圖3介紹的加熱工位中使用輻射加熱成套裝置的橫剖視圖。
圖5A-5C都是圖1A-1C中本發(fā)明設(shè)備中進(jìn)一步包括加熱螺旋彈簧的電阻加熱工位的視圖。
圖6A-6C都是圖1A-1C中本發(fā)明設(shè)備中包括用于加熱螺旋彈簧的強(qiáng)力空氣加熱工位的視圖。
圖7是個剖視圖，表示按本發(fā)明的移位和焊接包裝螺旋彈簧的設(shè)備。
圖8是說明按本發(fā)明方法中管成形操作的軸側(cè)投影圖。
圖9是表示據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)向桿運作的側(cè)視圖。
圖10是個示意圖表示，據(jù)本發(fā)明把螺旋彈簧裝入布制袋中，形成一長串的這種包裝螺旋彈簧的一部分，以用作生產(chǎn)一種內(nèi)彈簧結(jié)構(gòu)。
最佳實施例現(xiàn)在要參照附圖，其中類似物件于各圖中采用相同標(biāo)號，圖1A-1C為本發(fā)明的設(shè)備10，包括一個包裝材料送進(jìn)裝置22，包裝料13從滾筒24退繞，人造或天然織品經(jīng)通道25繞過張緊調(diào)節(jié)輥26到一個能調(diào)質(zhì)螺旋線材的傳送轉(zhuǎn)盤40(罩在圖1A-1C中未表示)，它為產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)而裝的，上面有不少溝槽39。傳送轉(zhuǎn)盤40被定位在空槽裝填位41處，以接納來自卷繞機(jī)頭50的未經(jīng)調(diào)質(zhì)的螺旋彈簧12。這些螺旋彈簧被調(diào)質(zhì)，這以后還會討論，經(jīng)調(diào)質(zhì)螺旋彈簧12從溝槽脫出位置42進(jìn)入打包制作部位30。隨后，由這些調(diào)質(zhì)后的螺旋彈簧12形成一串螺旋彈簧12包裝帶。一臺計算機(jī)11用來控制這流程的動作。
不難理解，能螺旋調(diào)質(zhì)的可傳送轉(zhuǎn)盤40，以斷續(xù)方式周期性轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)盤40在每個生產(chǎn)循環(huán)內(nèi)定時地轉(zhuǎn)個角度。圖1A-1C中傳送轉(zhuǎn)盤40示有8個溝槽39，所以轉(zhuǎn)盤在每個全周期內(nèi)，它要轉(zhuǎn)8次或8個“循環(huán)”。圖2A-2C，3A-3C，5A-5C和6A-6C中的傳送轉(zhuǎn)盤示有12個溝槽，所以這些傳送轉(zhuǎn)盤在每個全周期內(nèi)，轉(zhuǎn)動12次或12個“循環(huán)”。如果需要，在調(diào)質(zhì)傳送轉(zhuǎn)盤溝槽39內(nèi)，可襯以熱絕緣材料。
參照圖2A-2C，介紹一個調(diào)質(zhì)螺旋彈簧的裝置60，它含有感應(yīng)加熱需調(diào)質(zhì)彈簧12的設(shè)備。如圖1，未調(diào)質(zhì)的螺旋彈簧12由卷線器50提供。從卷線器50出來經(jīng)通道25到螺旋絲調(diào)質(zhì)傳送轉(zhuǎn)盤40，像圖2A-2C介紹那樣，每個螺旋彈簧12至少要在感應(yīng)加熱工位或加熱室61處停留一個循環(huán)時間。每個加熱室61有個感應(yīng)線圈43，線圈43由一個單獨的電源62供應(yīng)高頻電流。加熱線圈43中的高頻電流產(chǎn)生一個脈動式磁場，在穿過加熱室61傳送的每個螺旋彈簧12中感應(yīng)出電流。感生的電流很快地把每個螺旋彈簧12加熱到需要的溫度范圍，從500°F到700°F，最好是600°F上下。
感應(yīng)加熱后，螺旋彈簧12依次裝進(jìn)調(diào)質(zhì)傳送轉(zhuǎn)盤40，像圖2A-2C表明的還包括一個蓋。冷卻管63是作為空氣出入冷卻站64的通道。以后要詳細(xì)論述，管63能使冷空氣穿過一個或多個傳送轉(zhuǎn)盤40的溝槽39，使各個螺旋彈簧12按傳送轉(zhuǎn)盤40被分度轉(zhuǎn)動中的螺旋彈簧12至少被冷卻一個循環(huán)。像圖2A-2C所示的冷卻為多于一個溝槽的冷卻，那么選作各槽39的冷空氣的走向最好是按圖2C，3C和5C中所示的導(dǎo)管63的環(huán)路或返回形狀。
在每個感應(yīng)加熱器61中，螺旋彈簧12通過一個軸向通道，所以大體上是通過感應(yīng)線圈43中心的。感應(yīng)線圈43被設(shè)置成讓螺旋彈簧12放在其中心而不受任何干擾。所以像圖2A中所示最佳方案是，感應(yīng)線圈43為一個喉經(jīng)約5″，長約8″且纏繞有2至6圈的螺線管。
在感應(yīng)加熱器61里放置螺旋彈簧12的一個方法，是借用一個不傳熱的導(dǎo)向桿71(見圖4和9)，在加熱流程中它們把螺旋彈簧12保持在位。當(dāng)螺旋彈簧沿軸向穿過感應(yīng)線圈43和加熱器61時，導(dǎo)向桿71起到徑向?qū)蜃饔谩］椛浼訜岬那闆r將在以后討論，螺旋彈簧12由吹風(fēng)機(jī)91提供的氣流傳送通過貫穿工位61的通道。
現(xiàn)在參照圖3A-3C，介紹了一個調(diào)質(zhì)螺旋彈簧12的裝置70，利用輻射加熱以調(diào)質(zhì)螺旋彈簧12。
從卷繞器50出來到螺旋彈簧調(diào)質(zhì)傳送轉(zhuǎn)盤40的通道25內(nèi)，螺旋彈簧12至少要進(jìn)入一個輻射加熱器74，它內(nèi)含一個電力陶瓷輻射加熱器72(也見圖4)。加熱器72以某一頻率變電能為輻射能，有效地把熱傳到螺旋彈簧12上?？梢来斡靡粋€或多個輻射加熱器74，以滿足所要求的生產(chǎn)率，其中螺旋彈簧12被加熱到約500°F和約700°F，較好的是約600°F。
如圖4中所介紹，螺旋彈簧12是用輻射加熱器72的輻射熱處理方式調(diào)質(zhì)的?？煽闯?，三個加熱器72每個都包括，細(xì)長的輻射、陶瓷的加熱元件73，都面向它最好是需要加熱彈簧螺線12的縱軸的軸A，元件73的長度約等于預(yù)期加工螺線中的最長者。這里適合使用的加熱器72可以是由Sylvania供應(yīng)的，比如型號為NO.66612。
以與上述有關(guān)螺旋彈簧12感應(yīng)加熱類似的方式，可采用如圖4和9所示的不傳熱導(dǎo)向桿71用以使螺旋彈簧12移動通過加熱器74。還有，如需要，可采用前面討論過的鼓風(fēng)機(jī)91的空氣沖擊式的傳輸設(shè)備。
螺旋彈簧12被加熱后，直接送進(jìn)調(diào)質(zhì)轉(zhuǎn)盤40以保溫均熱處理，冷卻并按順序放進(jìn)編織包裝袋13。
圖5A-5C介紹一個為螺旋彈簧12調(diào)質(zhì)用的設(shè)備80，使用銅或其它金屬制作的接線板83，螺旋彈簧12放置其間加熱調(diào)質(zhì)處理。
在從卷繞器50出來到螺旋彈簧調(diào)質(zhì)傳送轉(zhuǎn)盤40的通道上，每個螺旋彈簧12都要停在電阻加熱器81中，兩個銅接線板83，壓住每個螺旋彈簧12的相應(yīng)端頭。接線板83和螺旋彈簧12一起被接進(jìn)一個低壓，強(qiáng)電流變壓器82的輸出電路。經(jīng)短暫的，一般為200或小于200毫秒的與電源間建立的全接觸的激勵作用。隨后大電流直接流進(jìn)每個螺旋彈簧12，開始升溫直到約500°F和約700°F之間，最合適是約600°F。
如以前討論的，調(diào)質(zhì)完了的螺旋彈簧12隨之要送入傳送轉(zhuǎn)盤40，并再裝進(jìn)織物袋13。
現(xiàn)在參照圖6A-6C，介紹了一個用熱空氣去加熱調(diào)質(zhì)螺旋彈簧12的裝置90。
本發(fā)明的一個具體方案中，螺旋彈簧12離開卷繞器50后，來自鼓風(fēng)機(jī)86的氣體，至少上升到700°F，這是由加熱器85比方是電阻加熱器，處于封閉式的氣流中所造成的。以后該螺旋彈簧12被傳送插入螺旋調(diào)質(zhì)傳送轉(zhuǎn)盤40中。在已介紹的裝置中，熱導(dǎo)管84引導(dǎo)被加熱的空氣由空氣加熱器85，經(jīng)由至少一個傳送轉(zhuǎn)盤40的槽9以加熱螺簧，于該處使其升至約500°F至700°F，而最好為600°F左右。
本發(fā)明較佳方案是螺旋彈簧的“均熱”，指在傳送轉(zhuǎn)盤中剛被加熱完的螺旋一直處在未被冷卻的狀態(tài)。均熱一詞是用于描述從鋼絲的外表皮到它內(nèi)心的熱傳導(dǎo)的，也就是使通過鋼絲橫截面上的溫度梯度的允許量減小。在優(yōu)選實施例中，作為典型方式是讓該螺簧停留在無法與外界進(jìn)行熱傳遞的一個特定槽內(nèi)而得以實現(xiàn)的。比如，圖2A-2C的安排，螺旋彈簧12在冷卻前可均熱多至6個循環(huán)時間。
據(jù)本發(fā)明較好的方案是，螺旋彈簧12一下子就被加熱到一個相當(dāng)高的溫度，可到約400°F到約1300°F的范圍，但一般只到約500和約700°F的范圍。這需要利用圖2-6中介紹過較好的技術(shù)和按本發(fā)明的詳細(xì)說明，螺旋彈簧12必須冷卻到一定的溫度，使螺旋彈簧12被裝進(jìn)包袋13時，不會損害編織結(jié)構(gòu)物。這樣，在本發(fā)明的較好方案中，用天然纖維制作的袋子13時，裝螺旋彈簧12前溫度一般不超過150°F。用某些合成纖維袋子時，彈簧螺絲冷卻溫度可大大高于天然的，范圍可升到700°F左右。
使螺旋彈簧12冷卻可用多種冷卻技術(shù)，包括強(qiáng)力空氣循環(huán)法、循環(huán)油浴、循環(huán)水冷、氣/水霧冷卻法、壓縮氣渦流冷卻、強(qiáng)致冷空氣冷卻及其它類似方法。
例如，把螺旋彈簧12致冷，用較方便地得到環(huán)境空氣例如把空氣加壓到10英寸水柱壓力，然后立即導(dǎo)至螺簧調(diào)質(zhì)傳送轉(zhuǎn)盤40上的一系列腔室去。藉助大容量高速空氣直吹螺旋彈簧絲，再加上螺旋彈簧12的質(zhì)量相對地小(一般30克)，經(jīng)過4個或少于4個腔室就被冷卻下來。機(jī)構(gòu)表示于圖2A-2C，其中空氣直接通過4個單獨的溝槽39，隨之氣流又反向依次進(jìn)入每個溝槽。
現(xiàn)參見圖7和8，即可弄清把螺旋彈簧12裝入編織材料13作的袋子時的設(shè)備和過程。一般容易理解，該過程包括幾個步驟。布107到長編織筒成形，把螺旋彈簧12裝入布筒，圍繞簧12形成袋子123，用例如超聲波焊接來連接布，兩個焊縫108橫切于筒107的縱軸，用在螺旋彈簧12各邊上的一個接縫108把螺旋彈簧12封進(jìn)織物袋123中。在簧12和布料13焊接流程中，用兩副夾子102、103和104、105分別起定位作用，還要使完全包裝好的螺旋彈簧124換位讓路，使之可再重復(fù)該流程。
如圖7和8所示，布13大體上呈平面繞過一個惰輪27(再看圖1B)。隨后布被“收集在成形筒110的外周，用兩個杠桿111撐住再被導(dǎo)口圈或成形環(huán)109包裹起來。布13要拉過筒110而于出口或成形筒110的下游口處形成布筒107，同時又使布重疊的自由邊形成一個平面焊縫108。
圈或者成形環(huán)109連接在成形筒的導(dǎo)引口上并對布13作平穩(wěn)的引導(dǎo)。布13也可能“被收集”經(jīng)過導(dǎo)輥(未表示)匯合并以普通技術(shù)里已知的用釘釘起來或可變形那種類型。
如前述，螺旋彈簧12是在調(diào)質(zhì)轉(zhuǎn)盤40里冷卻的。在圓形轉(zhuǎn)盤40每次旋轉(zhuǎn)換位結(jié)束，總有一個螺旋彈簧12作為重力影響下的落體被自圓形轉(zhuǎn)盤40蓋上的出口120排出。金屬螺旋彈簧12落在磁鐵121上在原位被吸住，屆時一對邊板114同步地壓過來(在圖8上只表示一個)，使螺旋彈簧中心始終停在磁鐵121上。往復(fù)推動元件112以公知技術(shù)中的滾動方式把螺簧推出磁鐵，并進(jìn)入布筒107的喉管，也是成形管110的喉管。
螺旋彈簧12因螺旋彈簧12兩端頭和布13之間的摩擦被保持在成形管110中。布13和成形管110的內(nèi)向垂直側(cè)面113摩擦式接觸。一個特定的螺旋彈簧12在前一螺旋彈簧12剛被沿著布筒107的拉力拉走或轉(zhuǎn)位至下游位置時，被推動元件112推到位。如以后所討論的成形管的下游位置上的夾子102-105由夾緊動作造成這一拉力。
夾子102-105有兩組，一種是前夾一種是后夾，它們同步動作。前夾組有前上夾102和前下夾103，它們是同步運作。后夾組有后上夾104和后下夾105，它們是同步運作。
前位夾子102、103聯(lián)合夾住一個特定螺旋彈簧12，而后位夾子104、105共同夾住另一個螺旋彈簧12，共有若干個彈簧依次排列著(示例中有3個)。
各夾是相似的，其中每個都有右和左邊壁件，裝于“半管”中心的對邊上。如圖7所示的一位置兩個夾子起夾持時，兩“半管”一起合攏而有“抓斗”的效果，把螺旋彈簧置于布袋中。這有利對中作用。后夾子于轉(zhuǎn)位中形成附加的拉力。
在一對螺旋彈簧12像圖7所示的位置被夾子夾住后，包括可向前移動的焊炬99的超聲波焊槍100向上移動，使包裝布13的疊層筒又被“擠緊”在焊炬99和固定地連接在前上夾子102的前沿上的擋板101之間。擋板101被“沖擊”而形成橫向焊接。然后焊炬被超聲波方式加熱，使得焊炬99和擋板101共同形成一種間歇式橫向熱力焊接，焊接重復(fù)時往正成形中的袋123裝螺旋彈簧12，以制成包裝螺旋彈簧產(chǎn)品124，裝著螺旋彈簧12的包裝袋123是按圖10中的介紹而制成的。
焊接工藝過后，超聲波焊槍100接著縮回到其原位如圖7所示。一個來回搬運的裝置(圖未示)其上夾持前后夾102、103、104和105，隨后被一種適宜的裝置如氣缸之類把整個的螺旋彈簧55恰好拉動稍大于其直徑的距離。為重復(fù)該工藝，隨之夾子102-105回復(fù)原狀以便去夾下一個螺旋彈簧。
在一個最佳實施例中，其步驟是a)抓緊，b)焊接，c)換位，d)脫離和e)返回，并按該工序及整體配套好的循環(huán)再運作。
盡管上面所述的是定點焊，但應(yīng)明白，這種焊接可由以樞接方式裝在圖7“P”處的樞銷上的一個滑架，該滑架夾持夾102-105，并裝有一種以“飛行”方式作往復(fù)運動的焊炬99來完成。
參考公開的具體實施例，對本發(fā)明已作詳細(xì)描述，但應(yīng)明白，在本發(fā)明的精神和后附的權(quán)利要求范圍里還可有許多變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)用于內(nèi)彈性結(jié)構(gòu)的包裝螺旋彈簧方法，其特征為，包括在第一溫度下，從彈簧鋼絲制成螺旋彈簧，所說彈簧鋼絲存在殘余內(nèi)應(yīng)力；在第二溫度下對所說螺旋彈簧進(jìn)行調(diào)質(zhì)，大體能夠消除上述螺旋彈簧鋼絲中的殘余內(nèi)應(yīng)力；調(diào)整經(jīng)調(diào)質(zhì)的螺旋彈簧到使所說經(jīng)調(diào)質(zhì)的螺旋彈簧完全能插到織物袋中的第三溫度，并使所說螺旋彈簧插入織物袋。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征為，所說的螺旋彈簧的調(diào)質(zhì)，是從一組加熱技術(shù)中選擇一個來實現(xiàn)，該組包括感應(yīng)加熱、輻射加熱、電阻加熱和強(qiáng)力熱氣加熱。
3.按權(quán)利要求1的方法，其特征為，其中所說的第二溫度，是指在此溫度就能進(jìn)行調(diào)質(zhì)，其范圍是約500°F到約700°F。
4.按權(quán)利要求3中的方法，其特征為其中第二溫度約為600°F。
5.按權(quán)利要求1中的方法，其特征為，其中所說的第二溫度，是高于所說的第一溫度和第三溫度，介于所說第一和第二溫度之間。
6.按權(quán)利要求1中的方法，其特征為，其中所說的螺旋彈簧，在調(diào)整到第三溫度以前，需經(jīng)均熱保溫以達(dá)到調(diào)質(zhì)的效果。
7.按權(quán)利要求1中的方法，其特征為，該方法是個連續(xù)的方法。
8.按權(quán)利要求7的方法，其特征為，其中所說的第三溫度，被調(diào)到的時間大致與螺旋彈簧完成調(diào)質(zhì)的時間同時。
9.制作連續(xù)包裝用于內(nèi)彈性結(jié)構(gòu)螺旋彈簧的方法，其特征為，包括以下步驟a)由鋼絲制作螺旋彈簧，而所說螺旋彈簧的那部分處在一個第一溫度上；b)把所說螺旋彈簧部分的溫度升高到高于第一溫度的第二溫度，以減少所說彈簧那部分在步驟“a”時產(chǎn)生的成形應(yīng)力；c)降低所說螺旋彈簧部分的溫度到一個第三溫度，它低于第二溫度而高于第一溫度；d)把所述的螺旋彈簧置入作好織物袋里，組成長的包裝螺旋彈簧長帶；和e)把上述的長彈簧帶聯(lián)結(jié)起來，組成所說的內(nèi)彈性結(jié)構(gòu)。
10.按權(quán)利要求9的方法，其特征為，其中步驟“b”所說的螺旋彈簧是使其通過電激勵的感應(yīng)線圈加熱的。
11.按權(quán)利要求10的方法，其特征為，其中步驟“d”中所說的螺旋彈簧被插入一個編織布筒，用兩個橫穿過彈簧每一頭的熱焊縫封裝，上述熱焊縫大致平行于所說彈簧的縱軸。
12.按權(quán)利要求9的方法，其特征為，其中步驟“b”所說對螺旋彈簧加熱，是讓螺旋彈簧通過靠近至少一個輻射加熱元件而完成的。
13.按權(quán)利要求12的方法，其特征為，其中步驟“b”中是讓螺旋彈簧軸向通過一個大體為直的通道而被加熱的，該通道約在繞其布置的三個加熱件聚焦中心處。
14.按權(quán)利要求13的方法，其特征為，其中步驟“d”把螺旋彈簧插入一個編織布筒，并用兩個橫穿過彈簧每一頭的熱焊縫封裝，上述熱焊縫大致平行于所說彈簧的縱軸。
15.按權(quán)利要求9的方法，其特征為，其中步驟“b”中，對螺旋彈簧的加熱是用在一個高于所說第二溫度的溫度下的空氣沖過上述螺旋彈簧完成的。
16.按權(quán)利要求1 5的方法，其特征為，其中步驟“d”中，把螺旋彈簧插入一個編織布筒，用兩個橫穿過彈簧每一端頭的熱焊縫封裝，上述熱焊縫大致平行于所說彈簧的縱軸。
17.按權(quán)利要求9的方法，其特征為，其中步驟“b”中的螺旋彈簧以一種有選擇地適當(dāng)方式加熱的。
18.按權(quán)利要求17的方法，其特征為，其中步驟“b”中的螺旋彈簧的加熱，是通過選定的彈簧的每個端頭置以一個電接觸盤，并往彈簧本體通電完成的。
19.按權(quán)利要求15的方法，其特征為，其中步驟“d”中的螺旋彈簧的包裝是通過把螺旋彈簧插入一個編織布筒，用兩個橫穿過彈簧每一端頭的熱焊縫封裝，上述熱焊縫大致平行于所說彈簧的縱軸。
20.按權(quán)利要求9的方法，其特征為，其中步驟“d”中的螺旋彈簧的包裝是把螺旋彈簧插入一個編織布筒，用兩個橫穿過彈簧每一端頭的熱焊縫封裝，上述熱焊縫大致平行于所說彈簧的縱軸。
21.按權(quán)利要求9的方法，其特征為，其中步驟“d”中的螺旋彈簧的包裝，是把螺旋彈簧插進(jìn)一個延伸了的布圈里，布又以大概一半長度折疊起來并造成穿越整個覆蓋布的橫焊縫及覆蓋布全長的縱焊縫。
22.一種制造用于內(nèi)彈性結(jié)構(gòu)的連續(xù)包裝螺旋彈簧的方法，其特征為，所包括的步驟如下a)由鋼絲制作螺旋彈簧，使所說彈簧的一部分在一個第一溫度下；b)把所說彈簧的上述部分升溫到一個第二溫度，它比所說的第一溫度高，以消除所說彈簧上述部分在“a”步驟時所產(chǎn)生的應(yīng)力；c)把所說螺旋彈簧放入至少有一個螺旋彈簧接納槽的調(diào)質(zhì)傳送轉(zhuǎn)盤內(nèi)，使所說螺旋彈簧位于該槽內(nèi)；d)降低所述螺旋彈簧的溫度，使處于上述槽中所說彈簧的那部分處于一個第三溫度，它低于第二溫度高于第一溫度；e)從上述槽中排出所說的螺旋鋼絲；f)置所說螺旋彈簧于布袋里，制作出延伸成一條包裝在布中的螺旋彈簧；g)聯(lián)結(jié)上述的長串產(chǎn)品，組成所說的內(nèi)彈性結(jié)構(gòu)。
23.按權(quán)利要求22的方法，其特征為，其中步驟“d”中的溫度低于第二溫度的空氣，被加壓后對螺旋彈簧施行冷卻的。
24.按權(quán)利要求23的方法，其特征為，其中步驟“b”中的螺旋彈簧是可選擇地通電流加熱的。
25.按權(quán)利要求23的方法，其特征為，其中步驟“b”中的螺旋彈簧是使其通過一個電激勵的感應(yīng)線圈而加熱的。
26.按權(quán)利要求23的方法，其特征為，其中步驟“b”中的螺旋彈簧是使其通過鄰近的至少一個輻射加熱元件而加熱的。
27.按權(quán)利要求22的方法，其特征為，其中步驟“b”中的螺旋彈簧是可選擇地通電流加熱的。
28.按權(quán)利要求22的方法，其特征為，其中步驟“b”中的螺旋彈簧是使其通過一個電激勵的感應(yīng)線圈而加熱的。
29.按權(quán)利要求22的方法，其特征為，其中步驟“b”中的螺旋彈簧是使其通過鄰近的至少一個輻射加熱元件而被加熱的。
30.一種制作連續(xù)包裝用于內(nèi)彈性結(jié)構(gòu)螺旋彈簧的方法，其特征為包括步驟a)從鋼絲制作螺旋彈簧，讓所說螺旋彈簧的一部分，處在第一溫度下；b)把所說螺旋彈簧的一部分的溫度升高到高于所說第一溫度的一個第二溫度，以消除該彈簧那部分在步驟“a”時所產(chǎn)生的應(yīng)力；c)把所說螺旋彈簧裝入至少有一個螺旋絲接納槽的調(diào)質(zhì)傳送轉(zhuǎn)盤，使所說的螺旋彈簧置位于上述槽中；d)降低上述槽中螺旋彈簧那部分的溫度到一個第三溫度，它低于上述第二溫度但高于第一溫度；e)從上述槽中排出所說螺旋絲；f)置所說螺旋彈簧于織物袋里，制成用布包好了的螺旋彈簧長帶；g)聯(lián)結(jié)上述長帶產(chǎn)品組成所說的內(nèi)彈性結(jié)構(gòu)。
31.一種制作連續(xù)包裝用于內(nèi)彈性結(jié)構(gòu)螺旋彈簧的方法，其特征為，包括循環(huán)的各步驟為a)在每一循環(huán)一個的速率下，從鋼絲制成螺旋彈簧以使所說螺旋彈簧的一部分處在第一溫度；b)以每周期一個的速率把螺旋彈簧放入至少有一個螺旋彈簧接納槽的調(diào)質(zhì)傳送轉(zhuǎn)盤上，使所說螺旋彈簧置位于所說槽內(nèi)；c)提供上述槽中的螺旋彈簧那部分螺旋彈簧的溫度到高于所說第一溫度的第二溫度，以消除所說彈簧那部分在步驟“a”時產(chǎn)生的成形應(yīng)力。d)封閉上述槽，使所說螺旋彈簧留在槽內(nèi)并均熱至少一個循環(huán)；e)開啟上述槽，并降低槽內(nèi)的螺旋彈簧那部分的螺旋彈簧溫度到低于所說第二溫度但高于所說第一溫度的第三溫度；f)按每循環(huán)一個的速率從槽中排出所說的螺旋彈簧；g)置所說螺旋彈簧在一個織物袋內(nèi)，以制作用布包裝的螺旋彈簧長帶；h)聯(lián)結(jié)上述長帶產(chǎn)品，組成所說的內(nèi)彈性結(jié)構(gòu)。
32.按權(quán)利要求31的方法，其特征為，其中所說的螺旋彈簧是在步驟“e”里，被強(qiáng)氣流冷卻的。
33.按權(quán)利要求31的方法，其特征為，其中所說螺旋彈簧是在步驟“c”中，被強(qiáng)力氣流加熱的。
34.一種制作連續(xù)包裝用于內(nèi)彈性結(jié)構(gòu)的螺旋彈簧的方法，其特征為，循環(huán)的各步驟包括a)在每周期一個的速率下，從鋼絲制成螺旋彈簧，使其一部分處于第一溫度下；b)升高所說槽中螺旋彈簧那部分螺旋彈簧的溫度到高于所說第一溫度的第二溫度，以減少所說那部分螺旋彈簧在步驟“a”中產(chǎn)生的成形應(yīng)力；c)在每周期一個的速率下，把所說螺旋彈簧裝入至少有一個螺旋彈簧接納槽的調(diào)質(zhì)傳送轉(zhuǎn)盤內(nèi)，以使所說的螺旋彈簧置位于上述槽內(nèi)；d)封閉所說的槽，使上述螺旋彈簧留在槽中受到至少一個循環(huán)周期的保溫均熱；e)開啟上述槽，降低所說螺旋彈簧那部分的螺旋彈簧溫度，到低于第二溫度高于第一溫度的第三溫度；e)在每周期一個的速率下使螺旋彈簧從上述槽中脫離；f)置所說的螺旋彈簧到織物袋中，以形成用布包裝螺旋彈簧的長帶；和g)聯(lián)結(jié)上述長帶產(chǎn)品，以構(gòu)成所說的內(nèi)彈性結(jié)構(gòu)。
35.按權(quán)利要求34的方法，其特征為，其中，螺旋彈簧是在步驟“e”中，經(jīng)強(qiáng)氣流冷卻的。
36.按權(quán)利要求34的方法，其特征為，其中螺旋彈簧在步驟“b”時，被強(qiáng)氣流加熱的。
37.一種制作包裝螺旋彈簧長帶的方法，其特征為，其步驟包括a)制作一個編織布筒；b)把螺旋彈簧裝進(jìn)上述筒中；c)用夾子器件夾住所說的螺旋彈簧和布；d)橫越所說的布筒焊一個橫焊縫，用所說的布專門制成一個袋，把所說的螺旋彈簧裝進(jìn)；e)改換所說夾子的位置，以使所說的彈簧和布同時換位；f)釋放夾子離開彈簧和布。
38.按權(quán)利要求37的方法，其特征為，其中步驟“d”中說的焊接，是在夾布過程中完成，其間有超聲焊槍和一個擋板，擋板附著于所說的夾子上，屆時使超聲波焊槍作用，隨即在上述的布上形成一道熱力焊縫。
39.按權(quán)利要求38的方法，其特征為，其中步驟“d”是圍繞著所說彈簧焊接成一個袋子。
40.按權(quán)利要求37的方法，其特征為，其中步驟“d”是圍繞著所說彈簧焊接成一個袋子。
41.一種制作包裝螺旋彈簧長帶的方法，其特征為，包括下列步驟a)在一個基本為剛性的成形管內(nèi)形成一個柔性布筒；b)在相對該成形管為靜止位置上，把第一螺簧裝進(jìn)成形管內(nèi)的所述布筒，這樣該螺簧兩對端各靠住布層，而布層則靠住成形管的相應(yīng)壁部；c)順著下游方向拉所說第一彈簧布，以使所說螺旋彈簧和布在筒里一起變換位置；d)在相對該成形管為靜止位置上，把第二螺旋彈簧裝進(jìn)成形管內(nèi)的該布筒，這樣該第二螺簧的兩對端各靠于布層，而布層再靠于相應(yīng)的成形管壁部；
42.一種制作成串包裝螺旋彈簧的方法，其特征為，包括如下步驟a)形成布筒；b)把螺旋彈簧裝進(jìn)筒；c)在上述彈簧的一側(cè)，焊第一個橫焊縫；d)沿著所說筒的長度方向變換位置，采用順著布筒向下游側(cè)拉的方法；和e)在所說螺旋彈簧的另一側(cè)，焊上第二個橫焊縫。
43.一種制作用于內(nèi)彈性結(jié)構(gòu)包裝螺旋彈簧的設(shè)備，其特征為，它包括在第一溫度下，從鋼絲制作螺旋彈簧的設(shè)備，所說彈簧絲有殘余內(nèi)應(yīng)力；在第二溫度下，對所說螺旋彈簧進(jìn)行調(diào)質(zhì)的設(shè)備，它大致能消除所說螺旋彈簧絲中的殘余內(nèi)應(yīng)力；把調(diào)質(zhì)螺旋彈簧溫度調(diào)整到第三溫度，足以把所說的調(diào)質(zhì)過螺旋彈簧裝進(jìn)布袋的設(shè)備；和把所說螺旋彈簧裝進(jìn)布袋的設(shè)備。
44.按權(quán)利要求43的設(shè)備，其特征為，其中所說螺旋彈簧的調(diào)質(zhì)設(shè)備，包括以一種加熱方式對所說螺旋彈簧加熱的裝置，該方式選自下列之一，感應(yīng)加熱，輻射加熱，電阻加熱和強(qiáng)力氣流加熱。
45.按權(quán)利要求43的設(shè)備，其特征為，其中所說螺旋彈簧的調(diào)質(zhì)設(shè)備，包括一個為加熱所說螺旋彈簧到第二溫度的加熱裝置，所說第二溫度是在約500°F到約700°F。
46.按權(quán)利要求44的設(shè)備，其特征為，其中該調(diào)整已調(diào)質(zhì)螺旋彈簧的溫度到第三溫度的裝置，包括一個冷卻裝置。
47.按權(quán)利要求45的設(shè)置，其特征為，其中調(diào)整已調(diào)質(zhì)螺旋彈簧溫度到第三溫度的裝置，包括一個冷卻裝置。
48.按權(quán)利要求43的設(shè)備，其特征為，其中包括了使螺簧于其溫度被調(diào)至該第三溫度之前，使其均熱保溫施行調(diào)質(zhì)用的裝置。
49.按權(quán)利要求43的設(shè)備，其特征為，其中所述調(diào)制經(jīng)調(diào)質(zhì)螺簧溫度至第三溫度的裝置為這樣一種結(jié)構(gòu)的裝置，它使對第三溫度的調(diào)制與該螺簧完成調(diào)質(zhì)能大體同時。
50.一種用于內(nèi)彈性結(jié)構(gòu)的包裝螺旋彈簧，其特征為，它包括在第一溫度下從彈簧鋼絲制成螺旋彈簧。所說彈簧鋼絲具有殘余內(nèi)應(yīng)力；所說螺旋彈簧在第二溫度下調(diào)質(zhì)，足以在它的彈簧鋼絲中消除上述殘余內(nèi)應(yīng)力；已調(diào)質(zhì)彈簧的溫度調(diào)整到第三溫度，使之能把調(diào)質(zhì)彈簧裝進(jìn)布袋；并把所說的螺旋彈簧裝進(jìn)布袋。
51.按權(quán)利要求50的包裝螺旋彈簧，其特征為，其中所說的螺旋彈簧是經(jīng)在一組加熱技術(shù)中選出的一種加熱而調(diào)質(zhì)的，包括感應(yīng)加熱、輻射加熱、電阻加熱和氣流強(qiáng)力加熱。
52.按權(quán)利要求50的包裝螺旋彈簧，其特征為，其中所說的第二溫度的溫度值在約500°F到700°F，在此溫度所說螺旋彈簧被調(diào)質(zhì)。
53.按權(quán)利要求51的包裝螺旋彈簧，其特征為，其中所說的經(jīng)調(diào)質(zhì)螺簧溫度是由冷卻裝置調(diào)整到第三溫度的。
54.按權(quán)利要求50的包裝螺旋彈簧，其特征為，其中所說的螺旋彈簧是在調(diào)質(zhì)后，在溫度被調(diào)整到第三溫度之前進(jìn)行均溫的。
55.按權(quán)利要求50的包裝螺旋彈簧，其特征為，其中所說的第二溫度是高于所說的第一溫度而第三溫度是介于所說第一和第二溫度之間。
56.按權(quán)利要求50的包裝螺旋彈簧，其特征為，其中所說的第三溫度的調(diào)整到差不多與完成對所說螺旋彈簧的調(diào)質(zhì)同時。
全文摘要
一種制造彈簧墊的方法及裝置，包括由線材制成螺旋彈簧(12)；調(diào)質(zhì)該螺旋彈簧(12)以消除其內(nèi)應(yīng)力，將螺旋彈簧(12)放進(jìn)袋(123)內(nèi)形成包裝的螺旋彈簧(124)串長帶(55)，聯(lián)結(jié)該長帶(55)以形成內(nèi)彈簧結(jié)構(gòu)等步驟。
文檔編號A47C23/053GK1164215SQ94195182
公開日1997年11月5日 申請日期1994年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月15日
發(fā)明者A·R·圣克拉爾, P·H·布蘭諾克 申請人:西蒙斯公司