DE69426892T2

DE69426892T2 - Konditionierung von taschenspiralfedern

Info

Publication number: DE69426892T2
Application number: DE69426892T
Authority: DE
Inventors: Henry Brannock; Ronald St. Clair
Original assignee: Simmons USA Corp
Current assignee: Dreamwell Ltd
Priority date: 1994-08-15
Filing date: 1994-12-30
Publication date: 2001-07-26
Anticipated expiration: 2014-12-31
Also published as: EP0772547A4; HK1053093A1; DK0772547T3; DE69426892D1; WO1996005109A1; ATE199691T1; HK1010358A1; CZ46197A3; CA2197647A1; AU1596395A; PL318645A1; CZ296320B6; EP0772547B1; JP3659972B2; HUT78091A; EP0772547A1; US5553443A; CN1403344A; CN1076298C; AU718564B2

Description

Hinterrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Auflageflächen, nämlich Matratzen und Boxspring-Betten. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung Spannungsentlastungsbehandlungen von Spiralfedern zum Plazieren in Einsteckmaterial zur nachfolgenden Verwendung in Matratzen oder Boxspring-Betten. Speziell betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Taschenspiralfedern zur Verwendung in Federeinlagenkonstruktionen für Matratzen, das umfaßt: Formen von Spiralfedern aus Federdraht bei einer ersten Temperatur, wobei der Federdraht inhärente Restspannungen aufweist; und Legen der Spiralfedern in ein Heizelement, das gestaltet ist, um die Temperatur der Spiralfedern schlagartig auf eine zweite höhere Temperatur anzuheben, wobei die zweite Temperatur ausreicht, um die Spiralfedern durch wesentliches Verringern der inhärenten Restspannungen in dem Federdraht der Spiralfedern zu konditionieren.

Beschreibung der verwandten Technik

Es ist bekannt, Draht zu einzelne Spiralfedern zu formen und derartige Spiralfedern in einer einzigen Federeinlageneinheit zu kombinieren, die als Matratze oder als ein Boxspring-Bett verwendet werden kann.
Es ist auch bekannt, individuell "eingesteckte" Spiralfedern bereitzustellen und derartige Taschenspiralfedern in Federeinlagenkonstruktionen für eine spätere Polsterung in Matratzen oder Boxspring-Betten zusammenzubauen. Ein Beispiel eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Zusammenbauen derartiger Taschenspiralfedern ist in dem US-Patent 4,439,977 von Stumpf gezeigt, dessen Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird. Verfahren und Vorrichtungen zum Kombinieren von Gruppen von Taschenspiralfedern in einer einheitlichen Kette bzw. einem einheitlichen Feld von Spiralfedern zum Einbau als Federeinlageneinheiten innerhalb eines Matratzenaufbaus, wie sie in den US-Patenten Nr. 4,578,834 und 4,986,518 beschrieben sind, werden hierin auch durch Bezugnahme aufgenommen.
Obwohl die obigen Systeme mehrere Vorteile gegenüber Konstruktionen im Stand der Technik liefern, besteht weiterhin ein Bedarf an Verbesserungen. Wenn beispielsweise Spiralfedern zum Einsetzen in Taschen, wie es in dem US-Patent, 4,439,977 gezeigt ist, zusammengedrückt werden, neigen die Spiralfedern dazu, sich zu "setzen", was zu einem nachteiligen dauerhaften Höhen- bzw. Belastbarkeitsverlust führt. Es besteht auch der Nachteil, indem der Draht dazu neigt, gewissen Spannungen während des Formens zu unterliegen, die zurückbleibende Fehler in den Spiralfedern verursachen können.
Demzufolge ist in der Industrie die Notwendigkeit erkannt worden, Federn bereitzustellen, die nicht spannungsindizierte Probleme einschließlich nachteiliger "Setz"-Zustände zeigen. Eine allgemeine Wärmebehandlung von Spiralfedern ist bekannt. Zum Beispiel ist es bekannt, Federeinlagenkonstruktionen mit "offenen Spiralfedern" bereitzustellen und dann diese Federeinlagenkonstruktionen mit offenen Spiralfedern in einem Ofen zur Spannungsentlastung zu plazieren. Im Falle von Federeinlagenkonstruktionen von Taschenspiralfedern eignen sich jedoch derartige Konstruktionen selbst nicht zum Ofenheizen, da z. B. der Taschenstoff oder der Leim, der die Taschenspiralfedern zusammenhält, zersetzt wird, wenn er hohen Temperaturen ausgesetzt ist, wie sie mit Ofenheizen verbunden sein werden.
Das US-Patent Nr. 3,312,453 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Taschenspiralfedern zur Verwendung in Federeinlagenkonstruktionen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Entsprechend diesem Verfahren werden die Spiralfedern in eine Anordnung von offenen Taschen eingesetzt und spiralförmig auf eine Spüle gewickelt, wobei die Spiralfedern in diesen Taschen zeitweilig gehalten werden, bis die Spule abgewickelt ist, und die Spiralfedern aus den Taschen entfernt werden, bevor sie in einer Matratze montiert werden. Die gegenwärtige Erfindung ist darauf gerichtet, dauerhaft in Taschen untergebrachte Spiralfedern bereitzustellen. US-Patent 1,867,872 beschreibt ein Verfahren zum Unterbringen von Spiralfedern in Taschen, bei dem die Taschen geheftet werden.
Somit ist die Notwendigkeit erkannt worden, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen von verbesserten Taschenspiralfedern und daraus hergestellten Federeinlagenkonstruktionen und dadurch hergestellte Produkte bereitzustellen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung liefert verbesserte Taschenspiralfedern und daraus hergestellte Federeinlagenkonstruktionen, bei denen Metalltaschenspiralfedern aus Federdraht vor deren Einsetzen in Einsteckstoff in der Weise wärmebehandelt oder auf andere Weise konditioniert werden, daß inhärente Restspannungen in dem Federdraht verringert werden, um die Beständigkeit und Elastizität der Spiralfedern über eine längere Zeitdauer aufrechthalten zu können. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren und Vorrichtungen zur Wärmebehandlung von aus Draht geformten Spiralfedern und zum nachfolgenden Einsetzen derartiger Spiralfedern in Einsteckstoff sowie daraus hergestellte Matratzenprodukte und dadurch hergestellte Spiralfedern.
In Bezug auf die Anforderungen und Materialumwandlungen zum Verringern oder vollständigen Beseitigen der unerwünschten Restspannungen in dem Draht einer Druckspiralfeder sollte man bemerken, daß derartige Restspannungen in dem Draht einer Druckspiralfeder im allgemeinen von zweierlei Art, d. h. Drahtziehrestspannungen und Spiralfederformrestspannungen sind. Beide Spannungsarten ergeben sich aus Kaltverarbeitung des Metalls in dem Federdraht.
In Bezug auf Drahtziehrestspannungen wird der Kohlenstoffstahldraht, wenn er für eine Taschenspiralfederanwendung hergestellt wird, zum Beispiel von einer warmgewalzten 1070- Stahl-Stange mit hohem Kohlenstoffgehalt in Durchmessern von 0,5556 cm (7/32") oder 0,635 cm (1/4") kaltgezogen. Diese Stangen werden normalerweise in Durchmesserreduzierformen reduziert, bis sie einen Drahtdurchmesserbereich von 0,173 cm (0,068") bis 0,239 cm (0,094") erreichen. Diese wesentliche Querschnittgebietsreduzierung, die aus dieser Kaltverarbeitungsformänderung (Verformung) in dem Draht resultiert, ergibt einen Aufbau und die Beibehaltung von unterschiedlichen Typen von Restspannungsmustern, die Längsspannungen (parallel zur Achse des Drahtes, an der Drahtfläche ziehend und an der Achse des Drahtes drückend), Radialspannungen (im wesentlichen senkrecht zur Achse des Drahtes und auf die Achse drückend) und Ringspannungen (die demselben Muster wie die Längsspannungen folgen) einschließen.
Was die Spiralfederformrestspannungen angeht, so werden gewisse zusätzliche Restspannungen den Restspannungen, die bereits in dem Draht aufgrund des Drahtziehvorgangs vorhanden sind, hinzugefügt und es wird angenommen, daß sie diese ändern, wenn der Draht zu einer Druckspiralfeder geformt wird. Diese zusätzlichen Spiralfederformspannungen, die sich anhand dieser zusätzlichen Kaltverarbeitung ergeben, führen zu einer zusätzlichen differenziellen plastischen Formänderung (Verformung) in dem Draht und zu dem resultierenden Aufbau und zur Beibehaltung von anderen Typen von Restspannungsmustern in dem Draht, die Druckrestspannungen (in dem im Inneren des mittleren Spiralfederdurchmessers angeordneten Drahtmaterial), Zugspannungen (in dem im Äußeren des mittleren Spiralfederdurchmessers angeordneten Drahtmaterial) und Drehspannungen einschließen, da der in den aktiven Schraubengängen der Feder enthaltene Draht ein gewisses Maß von Drehrestspannungen enthält, was sich als Folge des Verdrehens des Drahtes bei Ausbildung der Spiralschraubengänge des Druckspiralfederdrahtes gibt. Es ist bekannt gewesen, daß die Kombination der obengenannten Drahtzieh- und Spiralfederformrestspannungen Probleme in Bezug auf die Druckspiralfederleistung, Tragfähigkeit, Beibehaltung der ungespannten Länge, Verformungswiderstand und Ermüdungsfestigkeit bestehen. Somit ist die Entlastung dieser unerwünschten Spannungen notwendig:
Um eine Spannungsentlastung der Druckspiralfedern in Taschenspiralfederprodukten zu erzielen, kann eine mechanische plastische Verformung wahlweise angewendet werden, um ein Spannungsgleichgewicht zu liefern. Jedoch wird bevorzugt ein Erwärmen zum Erzielen eines Spannungsgleichgewichtes wahlweise angewendet. Diesen Prozessen kann ein Kühlen folgen, um ein sicheres Einsetzen der Druckspiralfeder in die Stofftasche zu erlauben. Eine Restspannungsreduzierung bis zur und inklusive vollständige Entlastung von unerwünschter Spannung kann durch eine Zahl von Verfahren, die wahlweise mechanische Kaltverarbeitung des Drahtes in der Feder (wie z. B. Kugelstrahlen), Ultraschallbehandlung, Laserheizen, Aufheizen in einem Widerstandsofen, Induktionsheizen, elektrisches Widerstandsheizen, Zwangsheißluftheizen, Heißluftheizen oder Strahlungsheizen einschließen, aber darauf nicht beschränkt sind. Unabhängig davon, welches Verfahren verwendet wird, werden jedoch diejenigen Verfahren, die die Anwendung von Wärme mitsichbringen, gegenüber den anderen Alternativen bevorzugt. Ebenfalls unabhängig davon, welches Verfahren verwendet wird, muß eine bestimmte und spezifizierte Heiztemperatur und
- Zeit auf die einer Spannungsentlastung unterzogene Feder angewendet werden und danach muß eine Abkühlung unter eine spezifizierte Temperatur stattfinden, um das Einsetzen der Spiralfeder in eine Stofftasche ohne nachteilige Wirkungen für die Tasche und den Taschenstoff zu erlauben.
Es wird nun ein bevorzugter Zeit/Temperatur-Prozeß zur Spannungsentlastung an Spiralfedern diskutiert, und man sollte bemerken, daß die Zeit in Intervallen angegeben wird und in dem beschriebenen Fall ein einzelnes Zeitintervall gleich 700 bis 800 Millisekunden beträgt. Im bevorzugten Prozeß wird die Temperatur der Feder auf einen Bereich zwischen 215,6ºC (420ºF.) und 722,8ºC (1333ºF.), aber bevorzugt näherungsweise im engeren Bereich von 260,0-371,1ºC (500-700ºF.) angehoben, wobei alles innerhalb eines einzigen Zeitintervalles für eine vollständige Wärmeeindringung und somit vollständige Entlastung von unerwünschten Spannungen nicht genug ist. Dann ist eine ausreichende Anzahl von zusätzlichen Zeitintervallen erforderlich. In diesem Fall besteht das Mittel zum Erzielen der Prozeßfunktion darin, 2, 3, 4, 5... N Zeitintervalle zu verwenden. Vorkehrungen dafür, daß jedes Zeitintervall ohne Verlangsamung der Produktionsgeschwindigkeit der Maschine stattfindet, werden lediglich zusätzliche Konditionierkammern und eine geeignete Menge von inline-Raum zum Unterbringen dieser Kammern erfordern.
Potentielle Verfahren zum Erzielen der Kühlfunktion schließen Umwälzölbadkühlen, Umwälzwasserkühlen, eine Kombination von Luft/Wassernebel-Kühlen, Drucklufiwirbelkühlen, Zwangskühlluftkühlen und Zwangsumgebungstemperaturlufikühlen ein, ohne darauf beschränkt zu sein. Zwangsluftkühlen stellt das bevorzugte Verfahren zum Kühlen dar. Unabhängig davon, welches Kühlverfahren verwendet wird, muß jedoch eine bestimmte und spezifizierte Kühltemperatur und -Zeit auf die Feder angewendet werden, die der Spannungsentlastung ausgesetzt worden ist, und muß das Kühlen der Feder unter einer spezifizierten Temperatur stattfinden, um das Einsetzen der Spiralfeder in eine Stofftasche ohne schädliche Wirkungen auf die Tasche und den Taschenstoff zu erlauben.
Eine bevorzugte Zeit/Temperatur für den Kühlprozeß würde darin bestehen, die Feder auf eine Temperatur im Bereich von - 17,8 bis + 387,8ºC (0-730ºF.) in einem einzigen Zeitintervall zu verringern. Wenn ein Zeitintervall nicht ausreicht, um das Kühlen auf die gewünschte Temperatur zu erzielen, dann kann eine ausreichende Anzahl von zusätzlichen Zeitintervallen erforderlich sein. In diesem Fall besteht das Mittel zum Erzielen dieser Prozeßfunktion darin, 2, 3, 4, 5... N Zeitintervalle zu verwenden. Vorkehrungen, damit jedes Zeitintervall ohne Verlangsamen der Produktionsgeschwindigkeit der Maschine abläuft, werden lediglich zusätzliche Konditionierkammern und eine geeignete Anzahl von inline- Raum zum Unterbringen dieser Kammern erfordern.
Verständlicherweise ist es notwendig, den oben genannten Prozessen das Einsetzen der spannungsentlasteteten und abgekühlten Federn in eine Stofftasche folgen zu lassen. Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Taschenspiralfederkonstruktion zur Verwendung in einer Federeinlagenstruktur bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Federeinlagenkonstruktion zur Verwendung in einer Matratze oder einem Boxspring-Bett bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Bereitstellen von Taschenspiralfedern bereitzustellen, in denen die Spiralfedern zum Entlasten der darin vorhandenen Spannungen konditioniert werden, bevor sie in Einsteckstoff eingesetzt werden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Herstellung von Taschenspiralfedern bereitzustellen, das/die im Betrieb, in der Konstruktion und in der Wartung kosteneffizienter ist.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung und den beigefügten Ansprüchen ersichtlich werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1A-1C sind Gesamtansichten einer die vorliegende Erfindung verkörpernden Vorrichtung zur Verwendung in den Prozessen der vorliegenden Erfindung, Fig. 1A ist eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 1B ist eine Aufrißansicht der Vorrichtung von Fig. 1A und Fig. 1C ist eine Seitenansicht der Vorrichtung.
Die Fig. 2A-2C sind Ansichten der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, Fig. 1A- 1C, die ferner eine Induktionsheizstation einschließt, die zum Erwärmen einer Spiralfeder gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Die Fig. 3A-3C sind Ansichten der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wie die Fig. 1A-1C, die ferner eine Strahlungsheizstation einschließt, die zum Erwärmen einer Spiralfeder gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht eines Strahlungsheizaufbaus zur Verwendung in der in Fig. 3 dargestellten Heizstation.
Die Fig. 5A-5C sind Ansichten der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wie in den Fig. 1A-1C, die ferner eine elektrische Widerstandsheizstation einschließt, die zum Erwärmen einer Spiralfeder gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Die Fig. 6A-6C sind Ansichten der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, wie in den Fig. 1A-1C dargestellt, die ferner eine Zwangsluflheizstation einschließt, die zum Erwärmen einer Spiralfeder gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Fig. 7 ist eine gesonderte Ansicht einer in der vorliegenden Erfindung verwendeten Taschenspiralfedervorantreib- und -schweißvorrichtung.
Fig. 8 ist eine bildliche Ansicht, die den Betrieb des gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendeten Formrohres darstellt.
Fig. 9 ist eine Seitenansicht, die den Betrieb vom Führungsstangen gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 10 ist eine schematische Ansicht, die die Spiralfedern der vorliegenden Erfindung in einem Zustand zeigt, in dem sie in eine von einem Stoff definierte Tasche eingesetzt sind, die einen Teil einer länglichen Kette von derartigen Taschenspiralfedern zur Verwendung zum Erzeugen einer Federeinlagenkonstruktion bildet.

Ausführliche Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen

Nunmehr unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen gleichen Gegenständen in allen Ansichten entsprechen, stellen die Fig. 1A-1C eine Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dar, die eine Taschenmaterialzuführstation 22 einschließt, die Taschenmaterial 13 von einer Rolle 24 mit synthetischem oder natürlichem Stoff entlang eines Weges 25 um Laufrollen 26 zu einem Spiralfederkonditionierkarussell 40 (Abdeckung in den Fig. 1A-1C nicht gezeigt) führt, das drehbeweglich montiert ist und darin Hohlräume 39 enthält. Das Karussell 40 ist so positioniert, daß es unkonditionierte Spiralfedern 12 an einer Hohlraumeinsetzposition 41 von einem Haspelkopf 50 aufnimmt. Diese Spiralfedern 12 werden dann, wie es später in dieser Anmeldung beschrieben ist, konditioniert und die konditionierten Spiralfedern 12 werden an einer Hohlraumaustrittsposition 42 in eine Taschenformstation 30 ausgebracht. Aus diesen ausgebrachten, konditionierten Federn 12 wird dann eine Kette 55 von in Taschen untergebrachten Spiralfedern 12 gebildet. Ein Computer 11 wird zum Steuern des Betriebs dieses Prozesses verwendet.
Es wird verständlich sein, daß das Spiralfederkonditionierkarussell 40 in einer unterbrochenen Weise sich periodisch dreht, wobei das Karussell 40 mit jedem Maschinenzyklus periodisch voranschreitet. Bei dem in den Fig. 1A-1C gezeigten Karussell 40 sind acht Hohlräume · 39 vorhanden, so daß das Karussell mit jeder vollen Karussellumdrehung achtmal voranschreitet bzw. "dreht". Bei den in den Fig. 2A-2C, 3A-3C, 5A-SC und 6A-6C gezeigten Karussells 40 sind zwölf Hohlräume vorhanden, so daß diese Karussells mit jeder vollen Karussellumdrehung zwölfmal voranschreiten bzw. "drehen". Falls gewünscht, können die Hohlräume 39 des Konditionierkarassells 40 mit wärmeisolierendem Material ausgekleidet sein.
Nunmehr unter Bezugnahme auf die Fig. 2A-2C ist dort eine Vorrichtung 60 zur Konditionierung von Spiralfedern 12 dargestellt, die Geräte zur Induktionsheizkonditionierung der Spiralfedern 12 enthält. Wie in Fig. 1 werden die unkonditionierten Spiralfedern 12 von einem Haspelkopf 50 bereitgestellt. Auf dem Weg 75 von dem Haspelkopf SO zu dem in den Fig. 2A-2C dargestellten Spulenkonditionierkarussell 40 wird jede Spiralfeder 12 für einen Zyklus in wenigstens einer Induktionsheizstation oder -kammer 61 angehalten. Jede Heizstation 61 weist darin eine Induktionsheizspule 43 auf. Die Induktionsspule 43 wird von einer separaten Spannungsversorgung 62 mit Hochfrequenzstrom versorgt. Der Hochfrequenzstrom in der Heizspule 43 erzeugt ein veränderliches Magnetfeld, das einen Stromfluß in jeder Spiralfeder 12 induziert, wenn sie durch die Station 41 transportiert wird. Der induzierte Strom sorgt für ein schnelles Erwärmen jeder Spiralfeder 12 auf den gewünschten Temperaturbereich von ungefähr 260,0ºC (500ºF.) bis ungefähr 371,1ºC (700ºF.), vorzugsweise ungefähr 315,6ºC (600ºF.).
Nach dem Erwärmen durch Induktion werden die Spiralfedern 12 sequentiell in dem Konditionierkarussell 40 plaziert, das in den Fig. 2A-2C derart gezeigt, daß es eine Abdeckung einschließt. Eine Kühlleitung 63 ist zum Lenken von Luft zu und von einer Kühlstation 64 vorgesehen. Wie es später ausführlich diskutiert wird, ermöglicht die Leitung 63, daß Kühlluft quer über einen oder mehrere Hohlraum/Hohlräume 39 in dem Karussell geleitet wird, so daß, wenn eine spezielle Spiralfeder 12 gemeinsam mit dem Karussell 40 vorangetrieben wird, die Spiralfeder 12 für wenigstens einen Zyklus gekühlt wird. Wenn mehr als ein Hohlraum gekühlt wird, wie es in den Fig. 2A-2C gezeigt ist, ändert sich die Richtung der Kühlluft für jeden Hohlraum 39 aufgrund der geschlungenen oder zurückgedrehten Konfiguration der Leitung 63, wie es am besten in den Fig. 2C, 3C und 5C dargestellt ist.
In jeder Induktionsheizstation 61 werden die Spiralfedern 12 axial entlang eines Weges durchgeführt, der im wesentlichen durch die Mitte einer Induktionsspule 43 tritt. Die Induktionsspule 43 ist so konfiguriert, daß sie es den Spiralfedern 12 ermöglicht, ohne Störung durch ihre Mitte zu treten. In einer bevorzugten Konfiguration der Induktionsspule 43, die am besten in der Fig. 2A dargestellt ist, weist die Induktionsspule 43 eine Halsabmessung mit einem Innendurchmesser von ungefähr 5" auf, ist sie ungefähr 8" lang und weist sie darin zwischen 2 und 6 Windungen auf.
Ein Verfahren zur Positionierung der Spiralfedern 12 in der Induktionsheizstation 61 besteht in der Verwendung von nichtleitfähigen Führungsstangen 71 (siehe Fig. 4 und 9), die die Spiralfedern 12 während des Heizprozesses an ihrem Platz halten. Die Führungsstangen 71 sorgen für eine radiale Führung der Spiralfedern, wenn sie sich entlang einer Längsachse durch die Induktionsspule 43 und Station 61 bewegen. Wie im Falle von Strahlungsheizen, was nachfolgend diskutiert wird, können die Spiralfedern 12 über einen von einem Gebläse 91 bereitgestellten Luftstrom entlang deren Weg durch die Station 61 transportiert werden.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3A-3C ist dort eine Vorrichtung 70 zur Konditionierung von Spiralfedern 12 dargestellt, die Strahlungswärme zum Konditionieren der Spiralfedern 12 verwendet.
Auf dem Weg 75 von dem Haspelkopf 50 zu dem Spulenkonditionierkarussell 40 treten Spiralfedern 12 in wenigstens eine Strahlungheizkammer 74 ein, die elektrisch versorgte · keramische Strahlungsheizgeräte 72 (siehe auch Fig. 4) enthält. Die Heizgeräte 72 wandeln elektrische Energie in Strahlungsenergie mit einer Frequenz um, die einen effizienten Wärmeübergang zu den Spiralfedern 12 liefert. Es können eine oder mehrere Strahlungskammern,74 in Reihe verwendet werden, um die gewünschte Produktionsgeschwindigkeit zu erzielen, wobei die Spiralfeder auf zwischen ungefähr 260,0 ºC (500ºF.) und ungefähr 371,1ºC (700ºF.), vorzugsweise ungefähr 315,6ºC (600ºF.) erwärmt wird.
Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, werden die Spiralfedern 12 durch eine Strahlungsheizbehandlung unter Verwendung von Strahlungsheizgeräten 72 konditioniert. Wie es ersichtlich ist, schließen die drei Heizgeräte 72 jeweils längliche strahlende, keramische Heizelemente 73 ein, die alle zur Achse A zeigen, die vorzugsweise die Längsachse einer Spiralfeder 12 ist, die erwärmt wird. Die Länge des Elementes 73 ist vorzugsweise näherungsweise gleich der längsten Spiralfeder, die zur Verarbeitung vorgesehen ist. Geeignete Heizgeräte 72 zur Verwendung hierin werden von Sylvania als Modell Nr. 066612 verkauft.
In einer zu der oben im Bezug auf Induktionsheizen der Spiralfedern 12 beschriebenen ähnlichen Weise können die in den Fig. 4 und 9 gezeigten isolierfähigen Führungsstangen 71 zum Bewegen der Spiralfedern 12 durch die Heizkammer 74 verwendet werden. Falls gewünscht, kann auch der von dem Gebläseelement 91 bereitgestellte, vorangehend beschriebene Luftstromtransport verwendet werden.
Nachdem die Spiralfedern 12 erwärmt sind, werden sie für einen Wärmeausgleich, zur Kühlung und nachfolgenden Plazierung in dem Einsteckstoff 13 in das Konditionierkarussell 40 gelenkt.
In den Fig. 5A-5C ist eine Vorrichtung 80 zur Konditionierung von Spiralfedern 12 dargestellt, die Kupfer - oder andere Kontaktplatten 83 verwendet, zwischen denen die · Spiralfedern 12 zur Heizkonditionierung der Spiralfedern 12 plaziert werden können. Auf dem Weg von dem Haspelkopf 50 zu dem Spulenkonditionierkarussell 40 wird jede Spiralfeder 12 in einer Kammer 81 zur elektrischen Widerstandsheizung angehalten und werden Kupferkontaktplatten 83 mit gegenüberliegenden Enden jeder Spiralfeder 12 in Kontakt gedrückt. Die Kontaktplatten 83 verbinden die Spiralfedern 12 in einem Ausgangskreis eines Niederspannungs-Hochstrom-Netztransformators 82. Bei vollständig hergestelltem Kontakt wird die Spannungsversorgung für eine kurze Zeitdauer, typischerweise 200 Millisekunden oder weniger, eingeschaltet. Der hohe Strom wird dann direkt durch jede Spiralfeder 12 fließen und wird die Spiralfeder auf zwischen ungefähr 260,0 ºC (500ºF.) und ungefähr 371,1ºC (700ºF.), vorzugsweise ungefähr 315,6ºC (600ºF.) erwärmen.
Wie es vorangehend diskutiert wurde, werden die konditionierten Spiralfedern 12 dann zu dem Karussell 40 geschickt und später in dem Einsteckmaterial 13 plaziert.
Nunmehr unter Bezugnahme auf die Fig. 6A-6C ist dort auch eine Vorrichtung 90 zur Konditionierung von Spiralfedern dargestellt, die die Verwendung von erwärmter Luft zur Heizkonditionierung der Spiralfedern 12 enthält.
Nachdem die Spiralfedern 12 den Haspelkopf 50 verlassen, wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Umgebungsluft von einem Gebläse 86 auf wenigstens ungefähr 371,1ºC (700ºF.) von einem Heizgerät 85, wie z. B. einem elektrischen Widerstandsheizgerät, in einem geschlossenen Luftstrom erhitzt. Dann werden die Spiralfedern 12 zum Einsetzen in das Spiralfederkonditionierkarussell 40 transportiert. In der dargestellten Konstruktion führt die Heizleitung 84 erwärmte Luft von dem Luftheizgerät 85 durch wenigstens einen Hohlraum 39 des Karussells 40, um die darin befindlichen Spiralfedern auf zwischen ungefähr 260,0ºC (500ºF.) und ungefähr 371,1ºC (700ºF.), vorzugsweise ungefähr 315,6ºC (600ºF.) zu erhitzen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der "Wärmeausgleich" der Spiralfedern bewerkstelligt, während die gerade erwärmten Spiralfedern sich in dem Karussell befinden, aber nicht gekühlt werden. Der Begriff Wärmeausgleich wird dazu verwendet, den Übergang von Wärme von der äußeren Haut des Drahtes zum Kern eines Drahtes zu beschreiben, d. h., daß dem Temperaturgradienten erlaubt wird, quer über den Querschnitt der Drahtseile geringer zu werden. Typischerweise wird dies in bevorzugten Ausführungsformen dadurch vollzogen, daß die Spiralfedern in einem speziellen Hohlraum ruhen können, ohne daß Wärme durch außen befindliche Mittel zum Hohlraum oder von dort transportiert wird. Zum Beispiel können die Spiralfedern 12 in der Konfiguration von den Fig. 2A-2C einen Wärmeausgleich über bis zu 6 Zyklen vornehmen, bevor sie gekühlt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, daß, wenn eine Spiralfeder 12 auf eine geeignete Temperatur erwärmt worden ist, die im Bereich von ungefähr 400ºF. bis ungefähr 704,4ºC (1300ºF.) liegt, aber normalerweise in einem Bereich von zwischen ungefähr 260,0 ºC (500ºF.) und ungefähr 371,1ºC (700ºF.) bei Verwendung der bevorzugten Techniken liegt, wie sie hierin in den Fig. 2-6 dargestellt und gemäß dieser ausführlichen Beschreibung der Erfindung beschrieben sind, die Spiralfeder 12 auf eine Temperatur abgekühlt werden muß, die es erlaubt, daß die Spiralfeder 12 in das Einsteckmaterial 13 eingesetzt wird, ohne einen Schaden an der Stoffstruktur zu verursachen. Somit sollten die Spiralfedern 12 in bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung, die natürliche Stoffe als das Einsteckmaterial verwenden, auf eine Temperatur abgekühlt werden, die näherungsweise 65,6ºC (150ºF.) nicht überschreitet, bevor sie in das Einsteckmaterial eingesetzt werden. Für gewisse synthetische Stoffe können die Spiralfederkühltemperaturen wesentlich höher als für natürliche Stoffe sein und im Bereich von bis zu einer Temperatur von ungefähr 371,1ºC (700ºF.) liegen.
Das Kühlen der Spiralfedern 12 kann unter Verwendung einer Vielzahl von Kühltechniken · bewerkstelligt werden, die Zwangsluftzirkulation, Umwälzölbäder, Umwälzwasser, Kombination von Luft/Wassernebeln, Druckluftwirbelkühlen, Zwangskühlluftkühlen und dergleichen einschließen.
Zum Beispiel kann das Kühlen der Spiralfedern 12 m geeigneter Weise durch Verwendung von Umgebungsluft erzielt werden, die z. B. auf 2492 Pa (10 Zoll Wassersäulendruck) unter Druck gesetzt ist und dann zu einer Reihe von Kammern in dem Spiralfederkonditionierkarussell 40 geleitet wird. Mit Luft mit hoher Geschwindigkeit und großem Volumen, die quer über die Spiralfederdrähte gelenkt wird, und aufgrund der relativ geringen (typischerweise 30 g) Masse der Spiralfedern 12 kann das Kühlen in vier oder weniger Kammern erzielt werden. In der in den Fig. 2A-2C gezeigten Konfiguration wird die Luft durch vier separate Hohlräume 39 gelenkt, wobei die Luftströmung in jedem folgenden Hohlraum in eine entgegengesetzte Richtung umgeleitet wird.
Als nächstes wird zum Verständnis der Vorrichtung und des Prozesses zum Einsetzen der Spiralfedern 12 in von Einsteckmaterial 13 definierten Taschen auf die Fig. 7 und 8 bezug genommen. Allgemein sollte es verständlich sein, daß der Prozeß die Schritte des Formens eines länglichen Rohres aus Stoff 107, Einsetzens einer Spiralfeder 12 in das Rohr und Formens einer Tasche 123 um die Spiralfeder 12 z. B. durch Kleben beispielsweise durch Ultraschallschweißen zweier Säume 108 transversal zur Längsachse des Rohres 107, ein Saum 108 auf jeder Seite der Spiralfeder 12 zum Festhalten der Spiralfeder 12 in der Stofftasche 123 einschließt. Durch Verwendung zweier Paare von jeweiligen Klauen 102, 103, 104 und 105; die zum Amplatzhalten der Spiralfedern 12 und des Stoffes 13 für den Schweißprozeß dienen und die zum Vorantreiben der vervollständigten Taschenspiralfedern 124 aus dem Weg, um eine Wiederholung des Prozesses zu ermöglichen.
Wie es in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist, wird der Stoff 13 über eine Führungsrolle 27 (siehe auch Fig. 1B) in im wesentlichen ebener Form geleitet. Der Stoff wird dann um die Außenseite eines Formrohres 110 "gesammelt", das mittels zweier Stangen 111 aufgehängt ist · und eine vordere Mundschleife oder einen Formring 109 einschließt. Der Stoff 13 wird durch das Rohr 110 gezogen, um ein Stoffrohr 107 in dem Ausgang oder stromabwärtigen Mund des Formrohres 110 zu schaffen, wobei die freien Kanten des Stoffes sich in einem ebenen Saum bei 108 überlappen.
Die Schleife oder der Formring 109 ist an dem vorderen Mund des Formrohres angebracht und liefert eine sanfte Führung des Stoffes 13. Der Stoff 13 kann "gesammelt" werden, um von Führungsrollen (nicht gezeigt) zusammengeführt zu werden, die, wie es in der Technik bekannt ist, vom Typ mit Stiften oder verformbaren Typ sein kann.
Wie es vorangehend diskutiert wurde, werden die Spiralfedern 12 in dem Konditionierkarussell 40 gekühlt. Am Ende jeder unterteilten Drehung des Karussells 40 wird eine konditionierte Spiralfeder 12 durch Fallen unter dem Einfluß der Schwerkraft aus einem Austrittsloch 120 in der Abdeckung des Karussells herausgelassen. Die metallische Spiralfeder 12 landet auf einem Magneten 121, der sie an ihrem Platz hält, während ein Paar synchronisierte Druckseitenklappen 114 (nur eine ist in Fig. 8 gezeigt) zusammenkommen, um die Spiralfeder zusammenzudrücken und zu zentrieren, während sie sich weiterhin auf dem Magneten 121 befindet. Ein von in der Technik bekannten Mitteln angetriebenes, sich hin und her bewegendes Schiebeelement 112 schiebt die Spiralfeder in einer rollenden Weise von dem Magneten und in den Hals des Stoffrohres 107 und sich selbst in den Hals des Formrohres 110.
Die Spiralfedern 12 werden durch Reibung zwischen den Enden der Spiralfedern 12 und dem Stoff 13 in den Formrohren 110 gehalten. Der Stoff 13 befindet sich mit den nach innen gerichteten vertikalen Seitenflächen 113 des Formrohres 110 in Reibkontakt. Eine besondere v Spiralfeder 12 wird von dem Schiebeelement 112 an ihren Platz geschoben, kurz nachdem eine vorangehende Spiralfeder 12 von einer Zugkraft auf das Stoffrohr 107 stromabwärts gezogen oder vorangetrieben worden ist. Wie es später diskutiert wird, wird diese Zugkraft von einer Greiftätigkeit der stromabwärts des Formrohres positionierten Klauen 102-105 bereitgestellt.
Es gibt zwei Sätze von Klauen 102-105, einen vorderen Satz und einen hinteren Satz, die synchron arbeiten. Der vordere Klauensatz schließt eine vordere obere Klaue 102 und eine vordere untere Klaue 103 ein, die synchron arbeiten. Der hintere Klauensatz schließt eine hintere obere Klaue 104 und eine hintere untere Klaue 105 ein, die synchron arbeiten. Der vordere Satz von Klauen 102, 103 führen in Kombination zum Greifen einer speziellen Spiralfeder 12, und der hintere Satz von Klauen 104, 105 führt in Kombination zum Greifen einer weiteren Spiralfeder 12 einer Zahl von stromabwärts befindlichen Spiralfedern (drei in der dargestellten Ausführungsform).
Die Klauen ähneln sich, indem jede aus rechten und linken Seitenwandelementen besteht, die an gegenüberliegenden Seiten eines zentralen "Halbrohres" angebracht sind. Wenn zwei Klauen eines Satzes zusammenkommen, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, kommen die zwei "Halbrohre" zusammen, um eine Spiralfeder im Effekt in dem Stoff wie in einer "Muschelschale" aufzunehmen. Dies weist eine vorteilhafte Ausrichtwirkung auf. Der hintere Klauensatz liefert während des Vorantreibens eine zusätzliche Zugkraft. Nachdem ein Paar Spiralfedern 18 mit den Klauen in den in Fig. 7 gezeigten Positionen ergriffen worden ist, wird die Ultraschallschweißsäule 100 mit dem Horn 99 derart nach oben bewegt, daß das überlappte Rohr aus Einsteckstoff 13 zwischen dem Horn 99 und einem Amboßriegel 101 "geklemmt" wird, der starr an der vorderen Lippe der vorderen oberen Klaue 102 angebracht ist. Der Amboßriegel 101 ist "gekerbt", um eine unterbrochene transversale Schweißung zu liefern. Das Rohr 99 wird dann mit Ultraschallenergie versorgt, so daß das Rohr 99 und der Amboßriegel 101 in Kombination eine unterbrochene transversale thermische Schweißung bilden, die, wenn sie wiederholt wird, Taschen 123 bildet, in die Spiralfedern 12 eingesetzt werden, um die Taschenspiralfederprodukte 124 zu bilden, wobei die Spiralfedern 12 in Taschen 123 ausgebildet sind, die aus Taschenmaterial 13 gebildet sind, wie es in Fig. 10 dargestellt ist.
Nach dem Schweißprozeß wird die Säule dann in ihre in Fig. 7 gezeigte eingezogene Position zurückgezogen. Ein sich hin- und herbewegender Schlitten (nicht gezeigt), der die vorderen und hinteren Klauen 102, 103, 104 und 105 hält, wird dann von einem geeigneten Mittel, wie z. B. einem pneumatischen Zylinder, vorangetrieben, um die gesamte Spiralfederkette 55 über eine Strecke von genau einem Spiralfederdurchmesser zu ziehen. Damit der Prozeß wiederholt werden kann, werden die Klauen 102-105 dann wieder zurückgebracht, um die nächste verfügbare Spiralfeder zu ergreifen.
Unter einer bevorzugten Ausführungsform erfolgen die Schritte des a) Ergreifens, b) Schweißens, c) Vorantreibens, d) Freigebens und e) Zurückkehrens in dieser Reihenfolge und in einem passenden Gesamtzyklus.
Obwohl oben stationares Schweißen beschrieben ist, sollte es verständlich sein, daß das Schweißen in hin- und herbewegender Weise "on the fly" durch Anbringen des Hornes 99 auf dem sich hin- und herbewegenden Schlitten, der die Klauen 102-105 hält, die drehbar an dem Schlitten an Drehpunkten, wie z. B. "P" in Fig. 7 angebracht sind, durchgeführt werden könnte.
Während diese Erfindung in speziellen Einzelheiten unter Bezugnahme auf die offenbarten Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist es selbstverständlich, daß viele Variationen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne aus dem Umfang der Erfindung zu gelangen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen beschrieben ist.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Taschenspiralfedern (12) zur Verwendung in Federeinlagenkonstruktionen für Matratzen, das umfaßt:

Formen von Spiralfedern (12) aus Federdraht bei einer ersten Temperatur, wobei der Federdraht inhärente Restspannungen aufweist; und

Legen der Spiralfedern (12) in ein Heizelement (61, 74, 81, 39), das gestaltet ist, um die Temperatur der Spiralfedern (12) schlagartig auf eine zweite höhere Temperatur anzuheben, wobei die zweite Temperatur ausreicht, um die Spiralfedern (12) durch wesentliches Verringern der inhärenten Restspannungen in dem Federdraht der Spiralfedern (12) zu konditionieren;

dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren außerdem umfaßt:

Formen eines Rohres (107) aus einem thermisch schweißbaren Stoff (13) mit einer Schmelztemperatur;

schnelles Absenken der Temperatur der konditionierten Spiralfedern (12) auf eine dritte Temperatur unter der Schmelztemperatur;

Einsetzen der Spiralfedern (12) in das Stoffrohr (107); und

Formen von thermischen Schweißungen in dem Stoffrohr (107) auf jeder Seite jeder Spiralfeder (12), wodurch diskrete Taschen (123) bereitgestellt werden, in denen die Spiralfedern (12) angeordnet sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konditionierung der Spiralfedern (12) unter Verwendung einer Heiztechnik durchgeführt wird, die aus der Gruppe bestehend aus Induktionsheizen und Widerstandsheizen ausgewählt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Temperatur, bei der die Wärmekonditionierung durchgeführt wird, im Bereich von ungefähr 260,0ºC (500ºF) bis ungefähr 371,1ºC (700ºF) liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Temperatur ungefähr 315,6ºC (600º F) beträgt.

5. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Temperatur höher als die erste Temperatur ist und die dritte Temperatur zwischen den ersten und zweiten Temperaturen liegt.

6. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfedern (12) nach der Konditionierung und vor der Einstellung der dritten Temperatur einen Wärmeausgleich durchführen können.

7. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ein fortlaufendes Verfahren ist und die Spiralen fortlaufend in das Heizelement (61, 74, 81, 39) gelegt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Temperatur im wesentlichen sofort bei Abschluß der Konditionierung der Spiralfedern (12) eingestellt wird.

9. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfedern (12) in ein Konditionierkarussell (40) mit wenigstens einem Spiralaufnahmehohlraum (39) eingesetzt werden, so daß die Spiralfeder (12) in dem Hohlraum (39) positioniert wird.

10. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß Luft mit einer Temperatur, die geringer als die zweite Temperatur ist, zum Kühlen der Spiralfedern (12) verwendet wird.

11. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 2-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfedern (12) durch wahlweises Leiten eines elektrischen Stromes durch selbige konditioniert werden.

12. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 2-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfedern (12) durch Durchführen selbiger durch eine elektrisch erregte Induktionsspule (43) konditioniert werden.

13. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1-12, das die zyklischen Schritte umfaßt:

a) Formen einer Spiralfeder (12) pro Zyklus aus Draht, so daß die Federspule (12) sich auf einer ersten Temperatur befindet;

b) Einsetzen einer derartigen Spiralfeder (12) pro Zyklus in ein Konditionierkarussell (40) mit wenigstens einem eine Spirale aufnehmenden Hohlraum (39), so daß die Spiralfeder (12) in dem Hohlraum (39) positioniert wird;

c) schlagartiges Anheben der Temperatur der Spiralfeder (12), während sie sich in dem Hohlraum (39) befindet, so daß die Spiralfeder (12) sich auf einer zweiten Temperatur befindet, die höher als die erste Temperatur ist, um Formspannungen zu verringern, die in der Feder während des Schrittes "a" geschaffen worden sind;

d) Schließen des Hohlraumes (39) und Belassen der Spiralfeder (12) in dem Hohlraum (39) und Wärmeausgleichenlassen über wenigstens einen Zyklus;

e) Formen eines Rohres (107) aus einem thermisch schweißbaren Stoff (13) mit einer Schmelztemperatur;

f) Öffnen des Hohlraumes (39) und schnelles Absenken der Temperatur der Spiralfeder (12), während sie sich in dem Hohlraum (39) befindet, auf eine Temperatur, die niedriger als die Schmelztemperatur ist;

g) Auswerfen einer derartigen Spiralfeder (12) pro Zyklus aus dem Hohlraum (39);

h) Plazieren der Spiralfeder (12) in dem Stoffrohr (107); und

i) Formen der thermischen Schweißungen in dem Rohr (107), um eine diskrete Tasche (123) auszubilden, in der die Feder angeordnet ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder (12) durch Druckluft in dem Schritt "f" gekühlt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder (12) durch Leiten von elektrischem Strom durch die Feder in dem Schritt "c" erwärmt wird.

16. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1-15, das ferner die Schritte einschließt:

a) Greifen der Spiralfeder (12) und des Stoffes (13) mit Klauenelementen (102, 103, 104, 105) mit im wesentlichen halbzylindrischen Flächen, die strukturiert und dimensioniert sind, um die Spiralfeder (12) einzugreifen und den Stoff (13) um die Spiralfeder (12) zu wickeln und die Feder (12) mit Stoff (13) zu umhüllen;

b) Schweißen eines Quersaumes (108) quer über das Rohr (107) aus Stoff, um teilweise eine Tasche in dem Stoff (13) zum Halten der Spiralfeder (12) zu formen;

c) Vorantreiben der Klauen (102, 103, 104, 105), um in gleicher Weise die Feder (12) und den Stoff (13) voranzutreiben; und

d) Lösen der Klauen (102, 103, 104, 105) von der Feder (12) und dem Stoff (13).

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt "b" das Schweißen durch Ergreifen des Stoffes (13) zwischen einem Ultraschallhorn (99) und einem an einer der Klauen (102) angebrachten Amboß (101) und durch Einschalten des Ultraschallhorns (99) zur Schaffung eines thermisch geschweißten Saumes in dem Stoff durchgeführt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt "b" das Schweißen eine Tasche (123) um die Spiralfeder (12) vollendet.

19. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1-18, das die Schritte einschließt:

a) Formen eines Rohres (107) aus flexiblem Stoff (13) in einem im wesentlichen starren Formrohr (110);

b) Einsetzen einer ersten Spiralfeder (12) in das Rohr (107) aus Stoff und in das Formrohr (110) an einem stationären Punkt relativ zu dem Formrohr (110), so daß die gegenüberliegenden Enden der ersten Spiralfeder (12) jeweils gegen eine Schicht aus Stoff (13) vorspannen, die selbst gegen eine korrespondierende Wand (113) des Formrohres (110) vorgespannt ist;

c) Ziehen des Stoffes (13) über die erste Spiralfeder (12) Vorantreiben desselben stromabwärts von derselben, so daß die Spiralfeder (12) und der Stoff (13) gemeinsam in dem Rohr (110) vorangetrieben werden; und

d) Einsetzen einer zweiten Spiralfeder (12) in das Rohr (107) aus Stoff und in das Formrohr (110) an dem stationären Punkt relativ zu dem Formrohr (110), so daß die gegenüberliegenden Enden der zweiten Spiralfeder (12) jeweils gegen eine Schicht aus Stoff (13) vorspannen, die selbst gegen eine korrespondierende Wand (113) des Formrohres (110) vorgespannt ist.

20. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1-19, das die Schritte einschließt:

a) Formen eines Rohres (107) aus Stoff (13) in einem umgebenen im wesentlichen starren Formrohr (110);

b) Einsetzen einer Spiralfeder (12) in das Rohr (107) aus Stoff und in das starre Formrohr (110) in der Weise, das gegenüberliegende Enden der Spiralfeder (12) gegen das Stoffrohr (107) und das starre Formrohr (110) vorgespannt werden;

c) Vorantreiben des Stoffrohres (107) mit der darin befindlichen Spiralfeder (12) durch das starre Formrohr (110) und Veranlassen der Spiralfeder (12) zum Austreten aus dem starren Formrohr (110);

d) Schweißen eines ersten Quersaumes (108) auf einer Seite der Feder (12);

e) Vorantreiben des Rohres (107) ein zweites Mal; und

f) Schweißen eines zweiten Quersaumes (108) auf der gegenüberliegenden Seite der Spiralfeder (12)

21. Vorrichtung (60, 70, 80, 90) zum Formen von Taschenspiralfedern (12) zur Verwendung in Federeinlagenkonstruktionen mit:

Mitteln (50) zum Formen von Spiralfedern (12) aus Federdraht bei einer ersten Temperatur, wobei der Federdraht inhärente Restspannungen aufweist;

Mitteln (43, 72, 83, 85) zum schlagartigen Anheben der Temperatur der Spiralfedern (12) auf eine zweite Temperatur, die ausreicht, um die Spiralfedern (12) durch wesentliches Verringern der inhärenten Restspannungen in dem Federdraht der Spiralfedern (12) zu konditionieren;

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (60, 70, 80, 90) außerdem aufweist:

Mittel (27, 110, 111) zum Formen eines Rohres (107) aus Stoff aus einem thermisch schweißbaren Stoffmaterial (13) mit einer Schmelztemperatur;

Mittel (63, 64) zum schnellen Absenken der Temperatur der konditionierten Spiralfedern (12) auf eine Temperatur unter der Schmelztemperatur, die ausreicht, um ein Einsetzen der konditionierten Spiralfedern (12) in das Stoffrohr (107) zu ermöglichen; und

Mittel (112, 114, 121) zum Einsetzen der Spiralfedern (12) in das Stoffrohr (107).

22. Vorrichtung (60, 70, 80, 90) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (43, 72, 83, 85) zum Anheben der Temperatur der Spiralfedern (12) ein Heizgerät zum Erwärmen der Spiralfedern (12) durch einen Prozeß aufweist, der aus der Gruppe bestehend aus Induktionsheizen und Widerstandsheizen ausgewählt ist.

23. Vorrichtung (60, 70, 80, 90) nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (43, 72, 83, 85) zum Anheben der Temperatur der Spiralfedern (12) ein Heizgerät zum Erwärmen der Spiralfedern (12) auf die zweite Temperatur aufweist und die zweite Temperatur in einem Bereich von ungefähr 260,0ºC (500ºF) bis ungefähr 371,1ºC (700º F) liegt.

24. Vorrichtung (60, 70, 80, 90) nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 21-23, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (63, 64) zum Einstellen der Temperatur der konditionierten Spiralfedern (12) auf eine Temperatur unter der Schmelztemperatur ein Kühlgerät umfaßt.

25. Vorrichtung (60, 70, 80, 90) nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 21-24, die ferner Mittel (40) zum Wärmeausgleich der Spiralfedern (12) nach der Konditionierung der Spiralfedern (12) und vor dem Einstellen der Temperatur auf die Temperatur unter der Schmelztemperatur einschließt.

26. Vorrichtung (60, 70, 80, 90) nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 21-25 dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (63, 64) zum Einstellen der Temperatur der konditionierten Spiralfedern (12) auf die Temperatur unter der Schmelztemperatur ein Gerät ist, das strukturiert ist, um eine im wesentlichen sofortige Einstellung der Temperatur unter der Schmelztemperatur bei Vollendung der Konditionierung der Spiralfedern (12) ermöglicht.