彈簧圈組件及製造該組件的系統的製作方法
2023-04-24 00:53:11
專利名稱：彈簧圈組件及製造該組件的系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及彈簧圈組件，更具體地說，涉及製造彈簧圈組件的系統。
背景技術：
彈簧圈組件已知廣泛用於床墊、家具、墊子等。在床墊的情況下，已知使用兩種形式的彈簧圈(coil)來製造彈簧圈組件。工業上通常根據該彈簧圈的末端一圈的位置和方向，將這兩種形式的彈簧圈設定成右向彈簧圈和左向彈簧圈。在這裡和所附權利要求書中所使用的術語「右向彈簧圈」和 「左向彈簧圈」只是作為例子來使用，可以用不同的術語代替。
圖1表示一個典型的現有技術的組件10。該現有技術的組件包括多個基本上相同的相鄰的行R1、R2、R3……。每一行R由交替的右向(在圖1和其他圖中，用RH表示)和左向(用LH表示)組件成。多個相鄰的行形成多個相鄰的列C1、C2、C3…。每一列C完全由所有的左向或所有的左向組件成。為了保持競爭力，製造廠家大規模生產彈簧圈組件，因此，彈簧圈的結構局限於可用自動裝配機得出的結構。結果，已知的由左向彈簧圈和右向彈簧圈構成的彈簧圈組件的結構基本上如圖1所示。
為了改變組件的總體堅固性，可以使用由不同直徑鋼絲製成的彈簧圈，從而改變彈簧特性並使組件更柔軟或更堅固。另外，由於大規模生產的限制，所有的右向彈簧圈都由同一直徑的鋼絲製成，而所有的左向彈簧圈也由同一直徑的鋼絲製成。雖然，左向彈簧圈用的鋼絲直徑可以與右向彈簧圈用的鋼絲直徑不同，但在任何一個彈簧圈組件中，最多只使用兩種鋼絲直徑。由於彈簧圈的結構基本上保持與圖1所示圖形相同，因此，改變鋼絲直徑只允許整個組件的堅固性基本上均勻地變化。
為了改變在組件不同區域的堅固性，必需改變每一行中的彈簧圈之間的間隔。由於用於大規模生產的自動化設備的緣故，這個變化的間隔在該彈簧圈組件的所有行上都是一致的。這表示在各個區段(即，沿著彈簧圈的列)中，較柔軟的區域和較堅固的區域遍布整個彈簧圈組件。
發明內容
本發明提供了一種為了滿足消費者的需求沿著彈簧圈組件的行有變化的床墊或彈簧圈組件的結構。然而，彈簧圈的布置是靈活的，在本發明的範圍內，可以改變或重新配置彈簧圈結構，以形成彈簧圈組件的多個實施例。該多個實施例具有各種不同的特性，並可用於在預定的位置或區域以及在整個組件上，改變大規模生產的彈簧圈組件的堅固性。定做彈簧圈組件超出了對整個彈簧圈組件或被選區段的堅固性進行簡單選擇的範圍，而使消費者可以指定希望較柔軟或較堅固的支承的組件區域。這些區域不需要遍布整個組件，因此可使較柔軟的區域完全被較堅固的區域包圍，反之亦然。
本發明還提供了用於製造和裝配多個彈簧圈組件的裝置的實施例。在一個實施例中，裝置包括沿著軸線輸送多個彈簧圈的主傳送帶；將多個彈簧圈卷繞成彈簧圈組件的裝配器；和將多個彈簧圈從主傳送帶移動至裝配器中的轉移站。該轉移站包括多個推桿臂，每個推桿臂包括握持單個彈簧圈的夾子。轉移站還包括支承該推桿臂的支架，以及用於使該支架在與軸線大致平行的方向上偏移以使夾子臂載送的多個彈簧圈在傳送帶移動方向上移動的裝置。
在另一個實施例中，該裝置包括彈簧圈形成機，其具有鋼絲供給前進機構，並可以隨著該鋼絲供給前進機構帶動的鋼絲的前進而形成彈簧圈。該裝置還包括可編程的控制系統，它可以在一致的前進和非一致的前進之間有選擇地改變由鋼絲供給前進機構帶動的鋼絲前進；在一致前進時，形成彈簧圈並將彈簧圈以預定的一致間隔放置在主傳送帶上，而在非一致前進中，形成彈簧圈並將彈簧圈以預定的非一致間隔放置在主傳送帶上。在本發明的一個方面中，該裝置還包括傳感器元件，它可以產生有選擇地被控制系統解讀的信號，以便當主傳送帶上的彈簧圈的間隔不一致時停止製造彈簧圈組件，或者當主傳送帶上的彈簧圈的間隔不一致時允許製造彈簧圈組件。
本發明還提供了一種在彈簧圈組件中排列彈簧圈的方法，該方法包括在第一行中以間隔開的關係排列第一多個右向彈簧圈；在第一行中以間隔開的關係排列第一多個左向彈簧圈，使第一行中第一多個左向彈簧圈中的每個彈簧圈位於第一行中的相應一對右向彈簧圈之間；在第二行中以間隔開的關係排列第二多個右向彈簧圈；在第二行中以間隔開的關係排列第二多個左向彈簧圈，使第二行中的第二多個左向彈簧圈中的每個彈簧圈位於第二行中相應的一對右向彈簧圈之間；和排列第一行和第二行，使第一行中的第一多個右向彈簧圈與第二行中的第二多個右向彈簧圈的相位不同。
在另一個實施例中，該方法包括提供彈簧圈形成機，該彈簧圈形成機具有鋼絲供給前進機構並可隨著該鋼絲供給前進機構帶動的鋼絲的前進而形成彈簧圈；提供可沿著軸線輸送多個彈簧圈的主傳送帶；和有選擇地在一致前進和非一致前進之間改變由鋼絲供給前進機構帶動的鋼絲的前進；在一致的前進時，形成彈簧圈並將彈簧圈以預定的一致間隔放置在主傳送帶上；而在非一致前進中，形成彈簧圈並將彈簧圈以預定的一致間隔放置在主傳送帶上。
本發明的一個方面中，該方法還包括有選擇地忽略從傳感器發出的信號，該信號是當在主傳送帶上的彈簧圈隔開非一致的間隔時停止製造彈簧圈組件的信號。
技術熟練的人在閱讀了以下的詳細說明、權利要求書和附圖後，對本發明的其他特點和優點將更清楚。
圖1為現有技術的彈簧圈組件的示意性俯視圖；圖2為實現本發明的第一彈簧圈組件的示意性俯視圖；圖3為本發明另一個實施例的第二彈簧圈組件的示意性俯視圖；圖4為本發明另一個實施例的第三彈簧圈組件的示意性俯視圖；圖5為本發明的另一個實施例的第四彈簧圈組件的示意性俯視圖；圖6為可以用於裝配圖2～5所示的彈簧圈組件的實現本發明的一種裝置的示意性俯視圖；圖7為圖6所示裝置的局部的左側視圖；圖8為圖6所示裝置的局部的俯視圖；圖9為表示圖8所示的轉移裝置的一部分的放大俯視圖；圖10為表示圖9所示的轉移站的一部分的放大正視圖；圖11為沿著圖10的11-11線截取的截面圖。
在詳細說明本發明的一個實施例之前，應當理解，本發明的應用不是僅限於在以下說明和附圖中所示的詳細結構和元件布置。本發明還可以有其他的實施例，並可用各種不同的方法實現。還應理解，這裡所用的用語和術語只是為了說明，不是限制性的。「包括」和「由…組成」及其變型是表示包括下面列舉的頂目和與其等價以及附加的項目。
具體實施例方式
圖2表示一個彈簧圈組件20，在這個說明書中有時稱為「標準姿勢的部件(standard posturized unit)」。彈簧圈組件20包括多行R和多列C的右向和左向彈簧圈。製造右向彈簧圈的鋼絲直徑可以與製造左向彈簧圈的鋼絲直徑不同，但這不是本發明的要求。另外，右向彈簧圈和左向彈簧圈的寬度W和深度D基本上相同。
第一行R1包括多個交替的以第一種間隔模式排列的右向和左向彈簧圈。在第一行R1中的相鄰的各對彈簧圈均勻隔開第一距離d1。與第一行R1相鄰的第二行R2包括以與第一行R1的第一種間隔模式不同的第二種間隔模式排列的多個右向彈簧圈和左向彈簧圈。第二行R2中的至少相鄰的一對彈簧圈隔開與第一距離d1不同的第二距離d2。通過在第二行R2中使用至少一個比在第一行R1中所用的彈簧圈小的彈簧圈，可以得到第二行R2中的不同的間隔模式。
參見圖2，優選第二行R2中的右向彈簧圈比左向彈簧圈少。這點可通過從在第一行R1中所用的正常的交替模式中取消至少一個、優選是多個右向彈簧圈來達到。這樣取消右向彈簧圈形成的間隙G2的尺寸基本上等於右向彈簧圈的寬度W。間隙G2使第一行R1和第二行R2之間的彈簧圈組件10的特性改變。更具體地說，間隙G2使組件20的第二行R2比第一行R1更柔軟或堅固性較差。
彈簧圈組件20還包括與第二行R2相鄰的第三行R3。第三行R3包括按第三種間隔模式排列的多個右向和左向彈簧圈，該第三種間隔模式與第一行R1的第一種間隔模式不同並可以與第二行R2的第二種間隔模式不同。第三行R3中至少一對相鄰的彈簧圈隔開與第二距離d2相同的第三距離d3。優選第三行R3中的左向彈簧圈比右向彈簧圈少。這可通過從在第一行R1中所用的正常交替模式中取消至少一個、優選是多個左向彈簧圈達到。這樣取消左向彈簧圈形成的間隙G3的尺寸基本上與左向彈簧圈的寬度W相等。參見圖2，第三行的間隙G3是與第二行的間隙G2相位不同地交替的。在這裡和所附權利要求書中所用的用於說明相鄰行中的彈簧圈和/或間隙的空間關係的術語「不同相位(out ofphase)」，表示在沿著行的任何方向上大致偏移一個彈簧圈的寬度W的距離。
組件20還包括基本與第二行R2相同並靠近第三行R3的第四行R4。第四行R4包括間隙G4，它與第三行的間隙G3不同相位地交替。第五行R5基本上與第一行R1相同，並靠近第四行R4。由於間隙G4的存在，第四行R4比第五行R5較柔軟或堅固性較差。
行R1、R2、R3、R4和R5的排列表示可以定製彈簧圈組件20，使較堅固區域和較柔軟區域不在列C的方向上跨過整個組件20延伸。行R1至R5的較柔軟區域可以位於要求較少支承(如，人的頭部或腳下區域)的床墊區域中。
組件20還包括基本上與第一行R1相同的第六、第七和第八行R6、R7和R8。行R6至R8的排列可形成組件10的較堅固的區域，並可以位於要求更多支承(如，人的軀幹或中部下面區域)的床墊區域中。
組件20還包括分別基本上與行R1、R2、R3、R4和R5相同的第九、第十、第十一、第十二和第十三行R9、R10、R11、R12和R13。如同行R1至R5的排列一樣，行R6至R13可以位於需要較少支承的床墊區域中，如，人的頭部或腳下區域。最後，組件20包括基本上與第一行R1相同的末端行R0和R14。末端行R0和R14提供了圍繞著組件20周邊的相應部分的堅固支承。
組件20的行R的排列帶動列C的排列。值得注意的是，組件20包括完全由所有的左向彈簧圈或所有的右向組件成的列C。各行中的間隙G也在各列C中形成間隙。如同在相鄰的行中的情況一樣，任何一個相鄰的列中的間隙彼此相位不同。如同這裡和所附權利要求書中所用的用於說明相鄰列中的彈簧圈和/或間隙的空間關係的術語「相位不同」，表示在沿著列的任何方向上大致偏移一個彈簧圈深度D的距離。
指出這點是重要的，即組件20不是僅限於圖2所示的結構。例如，組件20的每個末端可以有兩個或多個末端行。另一種方案是，組件20根本不需要任何末端行。另外應當注意，單個行的長度可以變化，以適應組件20的尺寸要求。
另外，在行R1和R5之間的彈簧圈的相對排列可以包括如同行R2、R3和R4一樣的較少或較多個行。行R2和R3的交替順序也可以調換，以改變間隙G2和G3的布置。如果真是這樣，則希望(但不是必需)調換任何另外的行(如R4)，以繼續使不同相位的間隙順序交替。同樣，行R6和R8之間的排列可以包括較少或較多的行，如R7。
圖3表示本發明的第二實施例的彈簧圈組件30，它在這個說明書中有時稱為「X部件」。組件30包括多個行R和多個列C的右向彈簧圈和左向彈簧圈。製造右向彈簧圈的鋼絲直徑可以與製造左向彈簧圈的鋼絲直徑不同，但這不是本發明的要求。另外，右向彈簧圈和左向彈簧圈的寬度W和深度D基本上相同。
行R由交替的左向和右向彈簧圈構成。參見圖3，第一行R1靠近第二行R2，並且第一行R1中的多個右向彈簧圈與第二行R2中的多個右向彈簧圈相位不同地互相交替。同樣，第一行R1中的多個左向彈簧圈與第二行R2中的多個左向彈簧圈相位不同地互相交替。由於行中的彈簧圈的交替的結構，組件30的列C中的右向和左向彈簧圈也交替排列。與圖1所示的現有技術的組件10不同，圖3所示的組件30的行R和列C中的左向彈簧圈和右向彈簧圈都是交替排列，因此，彈簧圈排列更均勻，這對舒適性和支承是有利的。
圖4表示本發明第三實施例的彈簧圈組件40，它在這個說明書中有時稱為「區域部件」。組件40也包括多個行R和多個列C的右向彈簧圈和左向彈簧圈。製造右向彈簧圈的鋼絲直徑可以與製造左向彈簧圈的鋼絲直徑不同，但這不是本發明的要求。另外，右向彈簧圈和左向彈簧圈的寬度W和深度D基本上相同。
行R也是由左向彈簧圈和右向彈簧圈交替構成的。如圖4所示，最初的四行R1至R4和最後的四行R10至R13排列得如在現有技術的組件10中的行一樣。第五至第九行R5～R9按照以上對如圖3所示的「X部件」彈簧圈組件30所述的方式排列。換句話說，行R4中的多個右向彈簧圈與行R5中的多個右向彈簧圈相位不同地交替排列，而行R5的多個右向彈簧圈又與行R6的多個右向彈簧圈相位不同地交替排列。結果，行R4中的多個左向彈簧圈與行R5中的多個左向彈簧圈相位不同地交替排列，而R5行中的左向彈簧圈又與行R6中的多個左向彈簧圈相位不同地交替排列。這種排列繼續至行R10，以在組件40中形成如以上針對組件30所述的那樣彈簧圈排列更均勻的區域。
應當注意，組件40不是僅限於圖4所示的行的特定結構，而可以包括在組件40內的具有不同數目的行以及多個區域的區域。組件30可以利用下述的裝置60進行裝配。
圖5表示本發明的彈簧圈組件50的第四實施例，它在這個說明書中又稱為「X姿勢的部件」。組件50包括多個行R和多個列C的右向和左向彈簧圈。製造右向彈簧圈的鋼絲直徑可以和製造左向彈簧圈的鋼絲直徑不同，但這不是本發明的要求。另外，右向和左向彈簧圈的寬度W和深度D基本上相同。
組件50將圖2所示的組件20的標準姿勢的排列和圖3所示的X部件組件30的彈簧圈的相位不同的交替排列組合起來。更具體地說，第一行R1包括多個以第一種間隔模式排列的交替的右向彈簧圈和左向彈簧圈。第一行R1中的相鄰的各對彈簧圈均勻地隔開第一距離d1。與第一行R1相鄰的第二行R2包括多個以第二種間隔模式排列的右向彈簧圈和左向彈簧圈，第二種間隔模式與第一行R1的第一種間隔模式不同。第二行R2中的至少一對相鄰的彈簧圈隔開與第一距離d1不同的第二距離d2。第二行R2中的不同的間隔模式是通過在第二行R2中使用至少一個比在第一行R1中所用的彈簧圈小的彈簧圈來達到的。另外，第一行R1中的多個右向彈簧圈與第二行R2中的多個右向彈簧圈相位不同地交替排列。
參見圖5，優選第二行R2中的左向彈簧圈比右向彈簧圈少。這點可通過從第一行R1中所用的正常交替模式中取消至少一個、優選為多個左向彈簧圈來達到。這樣取消左向彈簧圈形成的間隙G2的尺寸基本上與左向彈簧圈的寬度W相等。間隙G2使第一和第二行R1與R2之間的彈簧圈組件50的特性改變。更具體地說，間隙G2使組件50的第二行R2比第一行R1更柔軟或堅固性更差。
彈簧圈組件50還包括靠近第二行R2的第三行R3。第三行R3包括多個以第三種間隔模式排列的右向彈簧圈和左向彈簧圈，第三種間隔模式與第一行R1的第一種間隔模式不同，並可以與第二行R2的第二種間隔模式不同。第三行R3中至少一對相鄰的彈簧圈隔開與第二距離d2相同的第三距離d3。優選第三行R3中的左向彈簧圈數目比右向彈簧圈數目少。這點可通過從第一行R1中所用的正常交替模式中取消至少一個、優選為多個左向彈簧圈達到。這樣取消左向彈簧圈形成的間隙G3的尺寸基本上與左向彈簧圈的寬度W相等。如圖5所示，第三行的間隙G3與第二行的間隙G2相位不同地交替排列。另外，第二行R2中的多個右向彈簧圈與第三行R3中的多個右向彈簧圈相位不同地交替排列。
組件50還包括基本上與第二行R2相同並且靠近第三行R3的第四行R4。第四行R4包括間隙G4，它與第三行的間隙G3相位不同地交替排列。第五行R5基本上與第一行R1相同，並靠近第四行R4。由於間隙G4的存在，第四行R4比第五行R5柔軟或堅固性較差。
行R1、R2、R3、R4和R5的排列說明了可以定製彈簧圈組件50，使較堅固的區域和較柔軟的區域可以在列C的方向上跨過整個組件50延伸。行R1-R5的較柔軟的排列可以放在要求較少支承的床墊區域中，例如在人的頭部或腳下區域。
組件50還包括如同組件30的行一樣排列的第六、第七和第八行R6、R7和R8。行R6～R8的排列可使組件50形成均勻和較堅固的區域，並可位於要求更多支承的床墊區域中，例如，在人的軀幹或中間部分下面的區域。
組件50還包括分別基本上與行R1、R2、R3、R4和R5相同的第九、第十、第十一、第十二和第十三行R9、R10、R11、R12和R13。如同行R1～R5的排列一樣，行R9～R13的排列可以位於要求較少支承的床墊區域中，例如人的頭部或腳下面的區域。最後，組件50包括與行R1相位不同的末端行R0和與行R13相位不同的末端行R14。末端行R0和R14形成圍繞著組件50周邊的相應部分的堅固支承。
組件50的行R的排列帶動列C的排列。行中的間隙G也形成列C中的間隙。如同在相鄰的行中的情況一樣，任何兩個相鄰的列的間隙彼此相位不同。值得注意，組件50包括由交替和連續的左向彈簧圈或右向彈簧圈組成的列C。在兩個連續的行之間沒有間隙存在的列的各個位置上，列中的相鄰的彈簧圈在左向彈簧圈和右向彈簧圈之間交替。在兩個連續的行之間存在間隙的一個列的各個位置上，該列的相鄰的彈簧圈都是同一向的，如圖5所示的右向。
組件50不是僅限於圖5所示的結構。例如，組件50的每個末端可以具有兩個或多個末端行。另一種方案是，組件50可以根本沒有任何末端行。另外，可以改變單個行的長度，以適應組件50的尺寸要求。
另外，行R1和R5之間的彈簧圈的相對排列可以包括較少或較多的行，如行R2、R3和R4。行R2和R3的交替順序還可以調換，以改變間隙G2和G3的布置。如果真是這樣，則希望(但不是必需)調換任何另外的行(如，R4)，以繼續間隙的相位不同的交替順序。同樣，行R6～R8的排列可以包括較少或較多的行。
所有先前所述的彈簧圈組件10、20、30、40和50，都可以利用圖6～11所示的彈簧圈形成和裝配裝置60製造。該裝置60的一般結構和運轉在美國專利第5,950,473號中作了說明。該專利和本發明具有共同受讓人，並在此引用作為參考。參見圖6，該彈簧圈形成和裝配裝置60分別包括第一和第二彈簧圈形成機64和68，它們形成彈簧圈，並將彈簧圈輸送至按增量前進的主傳送帶72。該主傳送帶72將彈簧圈輸送至彈簧圈傳送裝置76，該傳送裝置76又將彈簧圈輸送至彈簧圈裝配裝置80中。該彈簧圈裝配裝置80將彈簧圈裝配成各種上述的彈簧圈組件10、20、30、40和50。
該彈簧圈形成和裝配裝置60還包括控制系統84，根據該控制系統84，該彈簧圈形成機64和68的運轉與主傳送帶72的增量式前進的完成相關，而主傳送帶72的運轉與由彈簧圈形成機64和68中的一臺或者兩臺所充分完成的彈簧圈的完成和輸送相關。如下所述，即使如同在彈簧圈組件中要求間隙的情況那樣，在主傳送帶72上失去一個彈簧圈時，本發明所用的控制系統84也可以編程，使彈簧圈形成機64和68與主傳送帶72運轉。控制系統84還可以區別期望的失去的彈簧圈(即，有意失去以形成間隙的彈簧圈)和不期望的失去的彈簧圈(即，意外地從主傳送帶72上跌落的彈簧圈)，以便確定該彈簧圈形成和裝配裝置60是應斷開或是應繼續運轉。另一方面，在現有技術的彈簧圈形成和裝配機中，沒有彈簧圈就會使彈簧形成機和主傳送帶停止，以更換失去的彈簧圈。
圖7更詳細地表示彈簧圈形成機64和68。彈簧圈形成機64和68基本上是彼此成鏡面圖像，其中，彈簧圈形成機64和68中的一臺形成左向彈簧圈，而彈簧圖形成機64和68中的另一臺形成右向彈簧圈。這種形式的彈簧圈形成機是眾所周知的，不作詳細說明。彈簧圈形成機64由主驅動裝置86驅動，而彈簧圈形成機68由主驅動裝置88驅動。彈簧圈形成機64包括鋼絲供給前進機構94，該機構由鋼絲供給驅動裝置96驅動，而該驅動裝置96可隨著主驅動裝置86的運轉而運轉和通電。同樣，彈簧圈形成機68包括由鋼絲進給驅動裝置104驅動的鋼絲供給前進機構100，該驅動裝置104可隨著主驅動裝置88的運轉而運轉和通電。鋼絲供給前進機構92和100的結構也是眾所周知的。
鋼絲由鋼絲供給前進機構92和100供給至相應的彈簧圈成形頭部108和112，以形成每個單個的彈簧圈。鋼絲進給驅動裝置96和104根據從控制系統84發出的信號通電。當驅動裝置96和104接收信號時，鋼絲供給前進機構92和100將鋼絲供給至彈簧圈成形頭部108和112，以形成彈簧圈。這些信號以一致的間隔在先前送出，因此，彈簧圈以一致的間隔形成。
為了在彈簧圈組件20和50中形成所希望間隔的間隙，控制系統編程可以改變，以預定的非一致的間隔將通電信號送至鋼絲進給驅動裝置96和104。換句話說，先前一致的通電信號模式可通過取消一個或多個通電信號而變成非一致的。如果驅動裝置96和104沒有接收通電信號，則相應的鋼絲供給前進機構92和100不會使鋼絲前進，不會形成彈簧圈。
同時，其餘的彈簧圈成形、輸送和裝配工作繼續進行，如象彈簧圈以通常一致的方式實際形成一樣。因此，由失去的彈簧圈形成的間隙永遠不會被充滿，而是在整個進行過程中繼續存在。按通常的方式繼續將彈簧圈轉移至主傳送帶72上。結果，由於失去的彈簧圈所產生的間隙的影響，最終基本上與彈簧圈組件20和50的各個行中的彈簧圈的間隔相適應的主傳送帶72上的彈簧圈的間隔是非一致的。利用這種方法，通過有選擇地控制在左向和/或右向彈簧圈形成機64和68上的鋼絲供給前進機構92和100，可以形成所希望的間隔間隙。
當然，間隙也可以其他方法形成，例如在形成彈簧圈後，用手動或自動地去除選擇的彈簧圈而形成間隙。然而，如上所述，有選擇地控制鋼絲供給可以形成間隙，而不會產生必需拋棄的額外的彈簧圈。這可降低製造彈簧圈組件的成本。
當由失去的彈簧圈形成的間隙前進通過各種成形、輸送和裝配站時，可能必需使通常用於檢測失去的彈簧圈的任何檢測裝置不運轉或被忽略。如圖7所示，裝置60包括一個放置在主傳送帶72上面的傳感器116。傳感器116與控制系統84連接，並檢測彈簧圈何時從主傳送帶72上消失。可以使用包括光學傳感器、限位開關、接近傳感器等任何合適的傳感器。另外，傳感器116可以放置在裝置60上的其他地方。
如上所述，為了製造有間隙的彈簧圈組件，可對控制系統84編程，使它知道何時希望有失去的彈簧圈，以便彈簧圈形成和裝配裝置60繼續運轉。然而，如果傳感器116檢測到不希望的失去彈簧圈，則彈簧圈形成和裝配裝置60仍斷開。例如，在間隙是所希望的和彈簧圈是有意失去的情況下，可以改變控制系統的編程，以預測以一定間隔或在增量式位置上的失去的彈簧圈。如果從傳感器116發出的信號指示一個彈簧圈失去，並且這個信號是所期望的，則不斷開運轉操作，而是象正常情況一樣繼續運轉。但如果接收到從傳感器116發出的不期望的失去彈簧圈信號，則運轉仍可斷開。
彈簧圈從彈簧圈形成機64和68轉移至相應的進給傳送帶120和124上。進給傳送帶120和124載送彈簧圈至沿著軸線128移動的主傳送帶72上。彈簧圈被轉移至主傳送帶72上，使主傳送帶72上的彈簧圈按右向和左向彈簧圈均勻隔開的交替順序排列。進給傳送帶在審查中的美國專利申請09/753936號中作了說明，這裡引入該專利以供參考。
參見圖8，進給傳送帶120和124繼續將彈簧圈供給主傳送帶72。主傳送帶72將彈簧圈載送至靠近裝配裝置80的位置，該裝配裝置則運轉，將彈簧圈的R行卷繞成一個彈簧圈組件。轉移裝置76與裝配裝置80相聯繫，轉移裝置可將彈簧圈的一個R行從主傳送帶72移動至裝配組件80。一般地，轉移裝置76和裝配裝置80位於主傳送帶72的相反的側邊上，而裝配裝置80從主傳送帶72垂直向上偏置。主傳送帶72使彈簧圈的第一行R沿著軸線128的運動方向前進至轉移裝置76，進入靠近轉移裝置76和裝配裝置80的加載位置。轉移裝置76從主傳送帶72上取走彈簧圈的第一行R，並將該彈簧圈放入裝配裝置80中。在將彈簧圈的第一行R從主傳送帶72轉移至裝配裝置80上的過程中，主傳送帶72使彈簧圈的第二行R前進至加載位置。
各種結構和配置可以成功地運用於轉移裝置76。在所示的實施例中，轉移裝置76包括多個推桿臂132。每個推桿臂包括一個握持單個彈簧圈的夾子136。在所示的實施例中，技術熟練的人知道，第一推桿臂132(圖8和圖9中所示的最右向的推桿臂)可由作動器138轉動，以轉動末端的彈簧圈，以進行裝配。推桿臂132與推桿支架140連接，該支架由框架82以如下方式支承，使得可以承受幾度自由度的推桿臂132的運動。夾子作動器146安裝在推桿支架140上，並可以已知的方式開閉夾子136。
框架144包括基本上彼此成鏡面圖像的相對的垂直件148。每個垂直框架件148包括一對間隔開的垂直導軌152(在框架144的每個末端只表示了一個導軌)，用於為推桿支架140相對於框架144的垂直運動導向。
推桿支架140包括用於支承推桿臂132的基本水平的推桿件156。該水平推桿件156支承在相對的垂直支承組件160之間(圖10中只表示了一個)。支承組件160基本是彼此成鏡面圖像，下面將只詳細說明一個組件。每個支承組件160包括支承一對上輥子168和一對下輥子172(只表示了每一對輥子中的一個輥子)的一個基本垂直的基座板164。上輥子168和下輥子172與相應的垂直導軌152接合，以便在垂直方向為推桿支架140的運動導向。當然可以使用其他導向裝置，如齒條和小齒輪裝置杆、滑塊裝置等。
垂直作動器176連接在基礎板164和框架支承148之間，使基座板164和整個推桿支架140作垂直運動。在所示的實施例中，該垂直作動器176為活塞/氣缸式作動器，其氣缸177固定在框架支承148上，而活塞件178則通過連接件179固定在基座板164上。當然可以使用其他的安裝結構和作動器。
另外，一個L字形支承件180安裝在基座板164上(參見圖10和11)。支承件180的臂從基座板164伸出，並支承導向組件184(參見圖10)。導向組件184為水平推桿件156在縱向方向和橫向方向的運動進行導向。為了說明，術語「縱向方向」是指與軸線128和主傳送帶72移動的方向大致平行的方向；而術語「橫向方向」是指與軸線128和主傳送帶72的移動方向大致垂直的方向。
參見圖11，導向組件184包括一個支承在支承件180上的L字形件188。橫向作動器組件192安裝在L字形件188上，用於在橫向方向使推桿支架140運動。在所示實施例中，橫向作動器組件192包括一個沒有活塞杆的氣缸196，該氣缸196在橫向方向延伸。無活塞杆的氣缸是技術熟練的人們知道的。在所示的實施例中，氣缸196包括從形成在氣缸196的頂部的槽(未示出)突出出來的一個活塞件200。該槽在橫向方向延伸，並由不鏽鋼帶(未示出)保持關閉。當活塞件200橫向運動時，該不鏽鋼帶與活塞件200一起運動。活塞件200與一塊導向板204連接，當活塞件200在氣缸196中運動時，該導向板沿著導軌208作橫向運動。應當注意，可以用其他形式的作動器和作動器裝置來代替圖示的橫向作動器組件192。
導向組件184還包括隔片板212，它固定在導向板204上，與板204一起運動。為了得到與導向板204的必需的垂直間隔，可以包括多於一個的隔片板212。由低摩擦的耐磨損材料(優選為塑料)製成的一塊滑動板216安裝在該隔片板212上。滑動板216的目的將在下面說明。
導向組件184還包括安裝在滑動板216上的U形套管220。該U形套管220包括相對的垂直件224和一個頂部件228。該頂部件228包括一個大小可容納銷子236的小孔232(見圖8和9)。優選一個剛性的帶240覆蓋該小孔232，使銷子236不能向上運動至小孔232外面。銷子236的作用將在下面說明。
一個擋塊件244安裝在相對的垂直件224中的一個上，並與傳感器(未示出)配合，用以控制推桿支架140向著主傳送帶72橫向運動的範圍。為了控制離開主傳送帶72的橫向運動範圍，傳感器245與U形套管220的頂部件228配合運轉。從圖11可以清楚地看出，傳感器245安裝在與L字形件1 88連接的一個L字形件246上。
如圖8～11所示，推桿件156包括可以滑動地放在相應的U形套管220中的相對的末端部分248。每個末端部分248的尺寸使它可在相對的垂直件224之間，在縱向方向作滑動運動。末端部分248的底部由滑動板216支承，該滑動板形成一個摩擦小、耐磨損的表面，以便末端部分248的滑動。在所示的實施例中，末端部分248為與推桿件156連接的單獨的件；然而，末端件248可以與推桿件156製成一個整體。
每個末端部分248包括可放置銷子236的一個槽252。槽252和銷子236配合，可將末端部分248和U形套管220之間的相應的滑動運動限制在縱向方向。縱向滑動運動的範圍由該槽在縱向方向的長度限制。在所示實施例中，槽252的形成可使末端部分248也就是使推桿件156和夾子臂132在縱向偏移一個彈簧圈的位置(向著圖8和圖9所示的左端或右端)。
縱向作動器256使推桿件156作縱向偏移。在所示實施例中，縱向作動器256為一個活塞/氣缸作動器，它具有一個氣缸260，在該氣缸260內部的一個活塞(未示出)和與活塞連接並從氣缸260伸出的活塞杆264。活塞杆264與安裝件268上的推桿件156連接。氣缸260通過一個L形件272固定在U形套管220上。因此，當作動器256起動(用氣動、液壓或基他方法)時，活塞杆264相對於氣缸260和U形套管220伸出或縮回，以在縱向使推桿件156運動。當然，可以使用其他安裝結構和作動器。
圖9和10表示處在一個縱向極端位置的推桿件156。從圖9和10中可看出，銷子136靠緊槽252的最左側，這表示推桿件156運動儘可能遠地向右運動。為了下面討論的目的，將這個位置稱為「起始」位置。圖8表示處在另一個縱向極端位置的推桿件156。從圖8可看出，銷子136靠緊相應槽252的最右側，這表示推桿件156儘可能遠地移動至左向。為了下面討論的目的，這個位置將稱為「偏移」位置。注意，在圖8中的縱向作動器256的活塞杆264伸出比圖9和圖10中的遠。
現在來說明轉移裝置76的運轉。只是為了說明的目的，假設將彈簧圈放在主傳送帶72上，使一個完整的行R以在第一位置P1的右向彈簧圈開始，而終止於最後位置P17(見圖8和9)的右向彈簧圈。因為彈簧圈是成對地放置在主傳送帶72上的，因此位置P18也存在，但對於一個完整的行R不使用它。如果希望的話，在位置P18上可有一個間隙，因為對於完整的行R不使用該彈簧圈。在位置P1和P18之間，彈簧圈在左向彈簧圈和右向彈簧圈之間交替排列，使左向彈簧圈在位置P2和P18。如上所述，交替的彈簧圈行可以包括有意缺少彈簧圈的間隙。
當推桿件156在起始位置(如圖9所示)時，彈簧圈的第一行R沿著主傳送帶72前進。橫向作動器組件192起動，使該推桿件156在橫向方向上向著主傳動帶72運動，使夾子136可以握持彈簧圈。夾子作動器146起動，使夾子136可以握持彈簧圈。最右向的夾子136從位置P1握持右向彈簧圈，而最左向的夾子136從位置P17握持右向彈簧圈。然後，作動器138起動，將從位置P1拾起的彈簧圈轉動，以便在裝配裝置80上進行裝配。當夾子136牢固地夾住彈簧圈的行R時，推桿支架140運動，使夾子136可將彈簧圈的行R放置在裝配裝置80中。需要時，垂直作動器176和橫向作動器組件192使推桿支架140運動，直至彈簧圈的行R可以放置在裝配裝置80中為止，如圖8所示那樣。然後，推桿件156返回至起始位置。
當製造每一列C都完全由左向彈簧圈或右向彈簧圈組成的彈簧圈組件10和20時，轉移裝置76的運轉可以如上所述簡單地重複。轉移裝置76將每一行R轉移至裝配裝置80中，使得第一列C1和最後一列C17分別地總是由右向彈簧圈組成。
然而，當製造列C由交替的左向和右向彈簧圈組成的彈簧圈組件30、40和50時，轉移裝置76使用縱向作動器256，將推桿件156移動至偏移位置。這可使相鄰行R中的彈簧圈的相對位置偏移，使得相鄰行中的右向和左向彈簧圈的相位不同。如圖8所示，當使推桿件156移動至偏移位置時，最右向的夾子136將握持在位置P2的左向彈簧圈，而最左向的夾子136將握持在位置P18的左向彈簧圈。在圖8中，在主傳送帶72上沒有在位置P1的彈簧圈，因為對於這個偏移行R，不使用位置P1。如上所述，位置P1上的彈簧圈是有意從主傳送帶72上失去的。
當夾子136牢固地夾住彈簧圈的偏移行R時，推桿支架140運動，使得夾子136可以將彈簧圈的偏移行R放置在裝配裝置80中。需要時，推桿支架140由垂直作動器176、橫向作動器組件192和縱向作動器256帶動運動，直至彈簧圈的偏移行R可以放置在裝配裝置80中為止，如圖8所示。然後，使推桿件156返回至起始位置。通過在每個其他循環過程中，在縱向使推桿件156偏移，則可以如形成彈簧圈組件30、40和50所要求的那樣，轉移裝置76將彈簧圈的連續的相位偏移的行輸送至裝配裝置80。
作動器146、176、192和256優選利用數控或其他相似的可偏移控制器(未示出)驅動。只要夾子136可以從主傳送帶72上握持彈簧圈的行和將該行放置在裝配裝置80中，則如同形成所希望的彈簧圈組件那樣，對於本發明，由作動器176、192和256引起的特定的運動順序不是關鍵性的。
在下列的權利要求書中提出了本發明的各種特點。
權利要求
1.一種彈簧圈組件，包括以第一種間隔模式排列的彈簧圈的第一行；和與第一行相鄰的並以與第一種間隔模式不同的第二種間隔模式排列的彈簧圈的第二行。
2.如權利要求1所述的彈簧圈組件，其中第二種間隔模式是通過在第二行中使用至少一個比在第一行中使用的較小的彈簧圈而達到的。
3.如權利要求1所述的彈簧圈組件，其中第一行是由相鄰的多對彈簧圈形成的，第一行中的相鄰的多對彈簧圈中的每一對彈簧圈都均勻地隔開第一距離；其中第二行是由相鄰的多對彈簧圈形成的，在第二行中的相鄰的多對彈簧圈中的至少一對彈簧圈隔開與第一距離不同的第二距離。
4.如權利要求1所述的彈簧圈組件，還包括以第一種列的間隔模式排列的彈簧圈的第一列；和與第一列相鄰的並以與第一種列的間隔模式不同的第二種列的間隔模式排列的彈簧圈的第二列。
5.如權利要求1所述的彈簧圈組件，其中第二種列的間隔模式是通過在第二列中使用至少一個比在第一列中所用的彈簧圈小的彈簧圈來達到的。
6.如權利要求4所述的彈簧圈組件，其中第一列是由相鄰的多對彈簧圈形成的，在第一列中的相鄰的多對彈簧圈中的每一對彈簧圈都均勻地隔開第一列彈簧圈距離；其中第二列是由相鄰的多對彈簧圈形成的，第二列中的相鄰的多對彈簧圈中的至少一對彈簧圈隔開與第一列彈簧圈距離不同的第二列彈簧圈距離。
7.如權利要求4所述的彈簧圈組件，其中第一列中的彈簧圈為左向彈簧圈，而第二列中的彈簧圈為右向彈簧圈。
8.如權利要求4所述的彈簧圈組件，其中第一列中的彈簧圈為右向彈簧圈，而第二列中的彈簧圈為左向彈簧圈。
9.如權利要求4所述的彈簧圈組件，其中第一列包括多個左向彈簧圈和多個右向彈簧圈，並且第二列包括多個左向彈簧圈和多個右向彈簧圈；其中第一列中的多個左向彈簧圈與第二列中的多個左向彈簧圈相位不同，第一列中的多個右向彈簧圈與第二列中的多個右向彈簧圈相位不同。
10.一種裝配彈簧圈組件的裝置，該裝置包括沿著軸線輸送多個彈簧圈的主傳送帶；將多個彈簧圈卷繞成彈簧圈組件的裝配器；和將多個彈簧圈從主傳送帶移動至裝配器中的轉移站，該轉移站包括多個推桿臂，每個推桿臂包括握持單個彈簧圈的夾子；支承該推桿臂的支架；和作動器，其用於使該支架在與軸線大致平行的方向上偏移，以使夾子臂載送的多個彈簧圈可在傳送帶移動方向上移動。
11.一種用於裝配彈簧圈組件的裝置，該裝置包括彈簧圈形成機，其具有鋼絲供給前進機構並可以隨著該鋼絲供給前進機構帶動的鋼絲的前進而形成彈簧圈；主傳送帶，用於沿著軸線輸送多個彈簧圈；和可編程的控制系統，它可在一致的前進和非一致的前進之間有選擇地改變由鋼絲供給前進機構帶動的鋼絲前進；在一致前進時，形成彈簧圈並將彈簧圈以預定的一致間隔放置在主傳送帶上；而在非一致前進中，形成彈簧圈並將彈簧圈以預定的非一致間隔放置在主傳送帶上。
12.如權利要求11所述的裝置，還包括傳感器，其產生信號，該信號有選擇地被控制系統解讀，以便當主傳送帶上的彈簧圈間隔不一致時停止製造彈簧圈組件，或者當主傳送帶上的彈簧圈間隔不一致時允許製造彈簧圈組件。
13.一種在彈簧圈組件中排列彈簧圈的方法，包括在第一行中以間隔開的關係排列第一多個右向彈簧圈；在第一行中以間隔開的關係排列第一多個左向彈簧圈，使第一行中第一多個左向彈簧圈中的每個彈簧圈位於第一行中的相應一對右向彈簧圈之間；在第二行中以間隔開的關係排列第二多個右向彈簧圈；在第二行中以間隔開的關係排列第二多個左向彈簧圈，使第二行中的第二多個左向彈簧圈中的每個彈簧圈位於第二行中相應的一對右向彈簧圈之間；和排列第一行和第二行，使第一行中的第一多個右向彈簧圈與第二行中的第二多個右向彈簧圈的相位不同。
14.一種製造彈簧圈組件的方法，該方法包括提供彈簧圈形成機，該彈簧圈形成機具有鋼絲供給前進機構並可隨著該鋼絲供給前進機構帶動的鋼絲的前進而形成彈簧圈；提供可沿著軸線輸送多個彈簧圈的主傳送帶；和有選擇地在一致前進和非一致前進之間改變由鋼絲供給前進機構帶動的鋼絲的前進；在一致的前進時，形成彈簧圈並將彈簧圈以預定的一致間隔放置在主傳送帶上；而在非一致前進中，形成彈簧圈並將彈簧圈以預定的一致間隔放置在主傳送帶上。
15.如權利要求14所述的方法，還包括有選擇地忽略從傳感器發出的信號，該信號是當在主傳送帶上的彈簧圈隔開非一致的間隔時停止製造彈簧圈組件的信號。
16.如權利要求14所述的方法，還包括當在主傳送帶上的彈簧圈間隔開非一致的間隔時，有選擇地使產生停止製造彈簧圈組件的信號的傳感器不能工作。
17.一種用於裝配彈簧圈組件的裝置，該裝置包括輸送多個彈簧圈的進給傳送帶；沿著軸線輸送多個彈簧圈的主傳送帶；將彈簧圈從進給傳送帶轉移至主傳送帶的主傳送帶轉移站；將多個彈簧圈卷繞成彈簧圈組件的裝配器；和將多個彈簧圈從主傳送帶移動至裝配器的轉移站，該轉移站包括多個推桿臂，每個推桿臂包括握持單個彈簧圈的夾子；支承夾子臂的推桿件；支承該推桿件的支架；支承該支架的垂直導軌；帶有支架的用於使該支架沿著垂直導軌運動的垂直作動器；橫嚮導軌，其支承該支架，用於在與主傳送帶的軸線大致垂直的水平方向上相對於主傳送帶作有選擇的運動；橫向作動器，其帶有支架用於使該支架沿著橫嚮導軌運動；導向組件，其在該支架上並支承推桿件，用於在與主傳送帶的軸線大致平行的水平方向上相對於該導向組件作有選擇的運動；和縱向作動器，它用於在與該軸線大致平行的方向上使推桿件偏移，以使由夾子載送的多個彈簧圈可以在傳送帶移動方向上移動。
全文摘要
一種彈簧圈組件，具有以第一種間隔模式排列的第一行彈簧圈，和相鄰第一行的以與第一種間隔模式不同的第二種間隔模式排列的第二行彈簧圈。該彈簧圈組件可以利用一種裝置進行裝配，該裝置包括沿著軸線輸送多個彈簧圈的主傳送帶；將多個彈簧圈卷繞成一個彈簧圈組件的裝配器；和將多個彈簧圈從主傳送帶移動至裝配器中的轉移站。該轉移站包括多個推桿臂，每個推桿臂包括可以握持單個彈簧圈的夾子；支承該夾子臂的支架；和相對於軸線使支架沿軸向偏移以使由夾子臂載送的多個彈簧圈在傳送帶移動方向上移動的裝置。
文檔編號A47C27/06GK1525826SQ02813874
公開日2004年9月1日 申請日期2002年6月20日 優先權日2001年6月20日
發明者戴維·S·韋爾斯, 喬治·M·切貝卡瑟裡, 麥可·A·安德烈亞, A 安德烈亞, M 切貝卡瑟裡, 戴維 S 韋爾斯 申請人:弗蘭克·L·韋爾斯公司, 弗蘭克 L 韋爾斯公司