用于休息家具的结构 |
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| 申请号 | CN200980154886.2 | 申请日 | 2009-11-16 | 公开(公告)号 | CN102281798A | 公开(公告)日 | 2011-12-14 |
| 申请人 | 法比奥·萨尔瓦多里; 费德里科·萨尔瓦多里; 卢恰诺·萨尔瓦多里; 西蒙娜·萨尔瓦多里; | 发明人 | 法比奥·萨尔瓦多里; | ||||
| 摘要 | 本 发明 描述了用以制得用于睡椅、床、 床垫 、椅子等的结构的方法的两个 实施例 。特别地，根据第一实施例，操作被预见为包括在机床中以获得单 块 式最终结构(7)的方式对仅一个初始单块(1)进行加工。随后可预见的是对由此获得的结构的 表面处理 。另一方面，根据第二实施例，被预见的是为获得其后可相互组合以得到最终结构的多个部件而对一个或多个单独的块进行加工。在这种情况下，可预见一种表面处理，该表面处理用以将所述部件相互结合并且赋予材料多种机械特性，或者也可以预见对单个部件进行表面处理并随后将其相互组合。因此，对于本发明而言，使用形状记忆 聚合物 复合材料 尤其有利。 | ||||||
| 权利要求 | 1.用以制得用于睡椅、床、床垫/床基座、椅子等的基座结构的方法，其特征在于，所述方法包括如下操作： |
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| 说明书全文 | 用于休息家具的结构技术领域[0001] 本发明总体上涉及家具技术领域。特别地，本发明涉及一种新的加工方法，该加工方法用来制得用于构成供人使用的休息家具(resting furniture)的多个结构，这些休息家具特别地为睡椅、床、床垫、椅子等等。 [0002] 本发明还描述了一种利用这种方法制得的结构。 背景技术[0003] 总体上用以实现特别是用于供人休息的睡椅、床以及家具组件的加工技术是早已公知的。作为举例，下面描述睡椅(但在其它种类的组件的情况下问题仍然不变)的实现技术，所述实现技术要经过非常复杂和成本高昂的多个不同加工阶段。 [0004] 首先，根据第一加工阶段，必须实现一支承构架，其用于给予睡椅合适的刚度和承重能力。睡椅切实需要能够承载坐在或躺在其上的人的重量。而此后，将围绕如此实现的结构来设置合适的垫料。一旦该操作完成，睡椅最终被以预选定的衬料覆盖，例如以皮革、普通的合成纤维或棉制品覆盖。 [0005] 根据现有技术，构架的实现可按照不同的技术来完成。例如，一种通常的实现方式是使用金属来实现，其是通过组合多个管件和弹簧来完成。在其它的情况下，可以一般性地使用板和木条(胶合板等)的组合。金属和木材两者或者类似的材料的组合也是可行的。但是，在实现的是床的情况下，需要预见使床垫和结构分开。特别地，对于床垫的实现，有必要组装弹簧以构成该结构(围绕该结构来实现垫料)。特别地，实现由金属制弹簧、木材或这些材料的组合构成的一个合适的支撑表面。 [0007] 这种实现方法显然是一种传统的实现方法，且仍存在显著的不便，下文将对此进行描述。 [0008] 首先，用于构成最终结构的每个部件均需要预见具有能够允许部件之间联接并且能够支撑使用者的重量的多个接合部(例如，腰槽)。接合部的实现使每个单独部件的实现变得相当复杂。另外，每个部件必须具有合适的尺寸以便不致产生断裂的风险。 [0009] 构架的实现(无论是睡椅或是其它任何休息组件)实际上是这样一种操作：其本身并不具有完全自动的功能，并且始终需要人的手工操作的存在，通常大部分时间是手工性质的操作，这种操作也用于生产预制定的产品系列的一部分。管件(或者处于完全不同的方式的条和板)在被定制切割后，必须切实地按照预定的几何形状彼此叠置并且彼此固定，所述预定的几何形状必须有助于形成最终形状。显然，这样的构造过程仅通过机器来实施几乎是不可行的(无论从技术角度还是从经济角度来看)，如果设计是在一个多种可能的几何形状的宽泛系列中进行变化时，则尤为不可行。这种方法实际上意味着部件的大量焊接，直到获得确定的形状。显然，这种操作实际上也需要具有持续存在手工操作的手工性质的工作。实际上，即使在使用或多或少的自动焊接机的情况下，无论如何都需要作业人员在场来将部件叠置，产生最终几何形状，并且控制部件之间的焊接的质量。以上所讲的还与“数量”直接关联，尽管要实现的零件(piece)是有限的。 [0010] 在这一点上，显然，在该技术领域中产品的实现成本高昂。这种产品本身的工业化程度实际上很低，其不能够保持超越一特定的点而不导致成本的急剧上升。完全自动的大批量生产实际上是不可能的，相应于所实现的零件的量大幅减少，生产成本显著提高。 [0011] 另一个重要性不亚于上述问题的问题是指这种并不少见的情况：即，顾客对于标准产品的要求也在改变。在这种情况下，生产成本由此更进一步提高，由于需要将零件切割成不同于标准零件的尺寸并且随后按照可与通常所用的几何形状不同的几何形状来进行这些零件的焊接。 [0012] 另外，生产的手工特点显著地影响所谓的“生产周期(lead time)”，更确切说是交付产品所需的时间。实际上，预见对哪怕部分预组装的产品进行库存，以在上述生产中赢得时间，都会造成过高的成本。由于这种原因，实际上始终是从零开始生产每个零件。这意味着生产的数量大幅下降，并且对客户而言等待的时间更长。显而易见的是，这种整体情况常常意味着错失收益或付款延迟。 [0013] 最后，但不是最重要的，另一个问题(一般而言，其对于业界中的所有生产领域来说至少是常见的)涉及到运输。生产睡椅或其它家具的构架的公司相对于实现最终填装加工的公司而言常为外部公司。在这种情况下，需要向最终生产场所安排运输事宜。显然，勾勒出睡椅的最终形状的构架造成极大的不便。这意味着运输发成本很高，特别是当与所运输的结构的价值相比，假设每个卡车能够容纳相对有限的零件数量时尤其如此。显然，运输也以重要的方式影响着生产成本，其结果是提高了销售成本。 发明内容[0015] 因此，本发明的目的是提供一种制得(实现)基座支撑结构的新的方法，该方法本身完全自动化，显著提高了产量。 [0016] 特别地，本发明的目的是完全免去了为实现最终结构而将多个部件结构相互组装的阶段(例如，通过焊接)，因此节省了生产时间。 [0017] 本发明的目的还在于提供一种方法，该方法允许生产一种基座结构，其中该基座结构的表面硬度或者柔软度(softness)以及其总体的机械特性均可控制。 [0018] 本发明的目的还在于提供一种实现方法，该实现方法不需要以合适地确定尺寸来实现部件之间的连接部。 [0019] 因此，这些以及其它目的是借助本发明的用以制得用于睡椅、床、床垫/床基座、椅子等的基座结构的方法来达到的，该方法的特征在于其包括如下操作： [0021] 按照预定的加工循环，在机床(4)中对全部的所述单块进行加工，以便获得整体式最终基座结构(7)。 [0022] 根据这种方法，一般实心体(具有预定的形状和体积)的使用允许类似于机械式标准加工的机床中的加工，但却是以创新的方式应用于全新的技术领域。因此，可以自动实现最终结构7的形状，而无需再借助于通过板条或管件的手工粘合或焊接的组装或组合的冗长操作。因此，也不再需要实现部件之间的复杂连接。由此，操作员可以根据特定的加工循环来使用机器以便加工该本体(由放置在机器上的唯一的起始零件来表示)。因此，清楚的是，根据这种方法，可以显著提高产量，缩短了所谓的“生产周期”。这一方法也可以相同的方式应用于例如睡椅、以及床垫/床基座、椅子或休息用家具的实现，甚至用于实现市区设备(凳子等)。 [0023] 有利的是，可以进一步预见由此获得的最终结构(7)的表面处理的操作。 [0024] 这种表面处理提供了整体上的具有特定机械部件的结构，并且还允许控制表面硬度或柔软度。 [0025] 有利的是，还进一步预见在机床中的加工的终点处，以及在可能的表面处理之后，对最终结构(7)的精整阶段。 [0027] 有利的是，表面处理可以任选地包括下列操作中的一个操作或者多个操作之间的结合： [0028] 表面喷涂； [0029] 喷涂与积覆； [0030] 注射； [0033] 利用特定的辐射的处理能够涉及固体的表面以及单块的本体(或部分)。 [0036] 外部覆层的机械特性可以通过例如所使用的聚合物的成分以及喷涂的厚度11来控制。 [0037] 有利的是，注射的操作可以包括将可膨胀型的聚合材料注射到一部分或整个最终结构(7)中，使得在穿过最终结构(7)的多孔性膨胀之后，也形成贯穿内部的外部覆层(11)。 [0038] 类似地，特定的辐射的处理允许改变被加工的本体的特性。 [0039] 在上述的表面处理的情况下，所使用的聚合物可以预见为聚氨酯，其由预定百分比的多元醇和异氰酸酯构成。 [0040] 也可以预见具有形状记忆特性的聚合物。 [0041] 有利的是，机床中的加工的操作可以包括根据下列选择之一的机器的编程： [0042] 数控机床的编程； [0043] 机电机床的编程； [0044] 辐射。 [0046] 在此情况下，将该单块设置在机床上，机床可以被合适地编程以获得所需的加工循环。 [0047] 在使用机电机床的情况下，这样有利地实现了根据下列一个或多个方法进行切割，以产生结构的表面： [0048] 机械切割法； [0049] 特定的辐射切割法； [0050] 高压液体/气体混合物切割法。 [0052] 有利的是，具形状记忆特性的材料具有玻璃转变温度(玻璃化温度)Tg以便在以比Tg温度高的温度下加热之后呈现第二形状，随后在该温度以下冷却，借助外力而保持处于变形的构型。具有对其初始形状的记忆的聚合材料在被没有外部约束力的情况下，在Tg温度以上进行随后的加热之后可以重建(恢复)其初始形状。 [0053] 有利的是，具有形状记忆特性的材料可以选择玻璃转变温度Tg等于或高于50℃(摄氏度)的温度的材料。 [0054] 有利的是，在机床(4)中对单块(1)加工及可能的表面处理的操作的终点处，在具有形状记忆特性的材料的单块的情况下，随后的进一步操作因此可以是： [0055] 在Tg温度以上加热将该结构； [0056] 按照预定的形状变形； [0057] 随后在玻璃转变温度以下冷却，借助合适的压紧装置保持变形的构型，所述冷却使变形的形状稳定。 [0058] 这种加工能够显著减小最终产品造成的妨碍，使得最终运输和储存总体产品变得经济且更为方便。因此，这使得能够始终保持仓库总是在其包含的空间中装满产品，以此方式确保连续地供给产品，并且对于收到的每个新的购买订单而言，消除了与单件生产关联的总的时间损失，并且还降低了运输成本。 [0059] 有利的是，该结构的变形操作可以包括利用合适的压机来压缩尺寸。 [0060] 有利的是，体积减小可以包括下面的选择的其中之一： [0061] 初始体积减小一半； [0062] 初始体积减小四分之一； [0063] 初始体积减小四分之一以下。 [0064] 有利的是，压紧操作使结构7变形为相对于初始形状体积减小的立体形式。 [0065] 有利的是，在变形和冷却操作之后，可以预见在Tg温度以上的进一步加热以重建该结构的初始形状。 [0066] 因此，根据所描述的第一种选择，用于获得整体式基座结构的唯一一个整体式部件(1)的加工是可行的。因此显然，通过唯一的加工循环实现最终结构，总体上消除了例如现有技术的焊接以及关键的接合部的组装不便性。 [0067] 然而，第二种可能性可包括用于获得多个能够随后进行组装而获得最终基座结构7的部件的一个或多个单块的设置和加工。 [0068] 因此，根据本发明的一个备选实施例，这里还描述了一种用以制得用于睡椅、床、床垫/床基座、椅子等的基座结构的方法，该方法的特征在于其包括下列操作： [0069] 在机床(4)中按照预定的加工循环加工全部的一个或者多个单块(1)，以获得其后可相互组合的多个部件(7’，7”)； [0070] 将这些部件之间进行组合以获得最终基座结构(7)。 [0071] 但是，在这样的情况下，可以预见所获得的最终基座结构7进行表面处理的进一步操作，并且该操作包括喷涂和/或喷涂与积覆和/或注射聚合物材料以实现外部覆层(11)。 [0072] 因此，在这样的情况下，表面处理不仅仅为最终结构7提供了上述机械特性，还实现了部件之间的稳固连接。因此，不需要再设置复杂的连接系统的每个一单部独件，例如特定的形状，增益(gain)和/或粘合剂，而是通过表面处理而完全实现的功能。因此，通过待相互组合的多个部件的实现，表面处理的使用大幅简化了这样的部件的生产。 [0073] 在这种情况下，所喷涂的聚合物材料也可以是形状记忆型的。 [0074] 或者，在部件(7’、7”)的组合操作之前，可以预见通过聚合材料喷涂和/或喷涂与积覆和/或注射，对上述部件中的一个或多个部件进行表面处理的操作，以实现外部覆层(11)。 [0075] 在此情况下，这些部件随后仅在上述表面处理之后，通过利用螺栓和/或胶粘而相互组合。 [0076] 在这种情况下，所获得的最终结构7无论如何均将具有由表面处理提供的全部机械特性。 [0077] 另外，在这种情况下，进行热/化学处理是可预见的。 [0078] 另外，在这种情况下，在机床中的加工操作当然可包括根据下列选择之一的机器的编程： [0079] 数控机床的编程； [0080] 机电机床的编程； [0081] 辐射。 [0082] 如上文已说明的，数控机床在加工循环中实现屑片的移除，并且该加工循环至少包括借助合适的铣刀(6)的铣削操作。 [0083] 或者，所述机电机床根据下列方法中的一个或多个方法实现切割，以产生该结构的表面： [0084] 机械切割法； [0085] 特定的辐射切割法； [0086] 高压液体/气体混合物切割法。 [0087] 有利的是，在这种情况下，一个或多个单块(1)可以由复合材料制成，特别是由具有形状记忆特性的聚合复合材料制成。 [0089] 根据本发明的用于睡椅、床、床垫、椅子等的结构的加工的方法的其它特点和优点将借助下文参照附图对两个实施例的描述而变得更为清晰，这种描述是用于说明而非限制，其中： [0090] 图1总体上示出实心体材料及其在机床上的设置； [0091] 图2示意性地示出按照预定加工循环的机床中的加工阶段； [0092] 图3示意性地示出通过喷涂或喷涂与积覆(accretion)的可能的表面处理，以及特别显示经所述处理之后的最终产品的截面； [0093] 图4示出利用注射的表面处理，而图5示出热和/或化学类型的表面处理。 [0094] 图6和图7示出本发明的另一种形式，其中描述了对一个或多个单块的加工，以获得构成组合式家具的基座结构的部件。 [0095] 图8示出如果通过使用具有形状记忆特性的聚合物来实现时，用以使所获得的基座结构变形的加热和冷却循环； [0096] 图9示出初始形状的恢复。 具体实施方式[0097] 参照图1，根据本发明的第一实施例，描述了本发明的用于总体上实现构成睡椅、床垫/床基座、床、扶手椅等的基座结构的创新性方法。 [0099] 如图1中所描述，首先，不同的加工阶段预见绝对通用的形状和材料的唯一的单块1，或本体1的设置。 [0100] 在图1中，单块1因此以非限制性方式被按照初始的对应于平行六面体的形状示出。该平行六面体因此被以这种方式定位在合适的机床4上：通过预定加工循环，可以从完全初始的单块开始而获得结构的单块式最终形状7(单一块形式)。 [0101] 始终如图1和图2所示，单块1因此被定位在机床4的工作台5上。在这种情况下，按照可能的加工循环，铣刀6(其在构成材料、几何形状、工具冷却等方面，具有适合于材料的加工的特性)切入材料中，实现了特定的几何形状。仅仅作为例举，图2中所示的铣刀通过切入单块1中来实现睡椅的座位和背部。 [0102] 因此，能够实现限定预定的加工程序(也取决于设置在成批生产中的机器的类型)完全自动化的加工循环，不仅能实现用于睡椅的基座结构，还能实现包括床垫/床基座、床、扶手椅、椅子等较宽范围的产品。 [0103] 如图3所示，在机床中的加工之后，可以预见对所获得的最终结构7进行表面处理的另一阶段。 [0104] 第一种可能的处理包括总体上喷涂聚合材料的操作，该聚合材料优选为聚氨酯类型。如所广泛公知的，聚氨酯是由“多元醇”和“异氰酸酯”两种组分以预先确定的百分比混合所构成的材料。 [0105] 或者，可以使用具有形状记忆特性的聚合物(亦如下文的说明中所详述)。 [0106] 而且，为了更清楚起见，图3示意性示出了这一加工阶段，其中一个或多个喷嘴8以基本为流体的方式将聚合物11喷涂在所获得的基座结构7上。在喷涂之后，聚合物包绕该结构并且自动固化，实现一外部覆层11，类似于覆盖被喷涂的部件的外壳或外皮(bark)。在这种意义上，可以完整地喷涂仅一个部件或整个结构7的整体。因此，结构7将基于所喷涂的聚合物的基础成分(base composition)而获得硬度或柔软度的特定机械特性(机械耐受性)。为了清楚起见，图3还示出睡椅的截面图，该截面图示出了背部9和座位部(seat)10，并且其中硬化的聚合材料包围结构7的覆层11被突出显示。 [0107] 第二种等同工艺涉及喷涂与积覆的选择。该工艺与前者唯一不同之处在于所使用的聚合物随着时间推移最终还将具有膨胀特性，该膨胀特性能够为被喷涂的结构提供其它的特定机械特性。 [0108] 第三种可应用的工艺是在一个或者多个阶段中注射聚合材料。图4示意性地示出了这种工艺，该工艺在于将聚合材料例如以泡沫的形式注射到结构7中。该材料经过材料的孔隙(porosity)渗入表面层，并且在膨胀之后始终经过细孔(pore)朝向外部退出。因此，最终结果非常类似于图3中所示，尽管其中发生了一定程度的内部渗透。同样在这种情况下，通过控制注射的聚合物的类型，可在注射有聚合物的位置中控制所获得的结构的覆层的硬度或柔软度。仅仅为了示意的目的，图4示出了注射器12，以此代表聚合物的注射阶段。 [0109] 在所有情况下，所实现的外部覆层11可以具有按照从毫米到大于10厘米乃至更大的厚度的较宽范围变化的厚度。 [0110] 另一方面，第四种选择包括化学和/或热类型的表面处理。在这种情况下，能够实现与上述聚合物不同的其它化学试剂的喷涂以及在合适温度的火炉中进行保持以便赋予所需的机械特性，或者在可能的情况下能够实现仅热处理。 [0111] 因此，既能仅按照所述表面处理中的一种，也能按照所述表面处理中的两种或多种的结合来处理最终结构7，如在它们之间所描述的。为此目的，例如图5示出了表面处理之后是热处理，再后则是化学处理。 [0112] 如上文所述，以特定的方式喷涂、喷涂与积覆以及注射具有聚合性质的材料的这种表面处理具有能够赋予所覆盖的结构7的应力耐受性、硬度和/或柔软度的特定机械特性的优点。由此，可在机床中加工机械特性较低并且成本较低的初始单块1，例如聚苯乙烯。在这种意义上，在针对睡椅的情况下，例如图3或4中所获得的聚苯乙烯基础结构7自身将不能承受使用者的重量。尽管如此，但在利用合适的材料、特别是例如硬聚合材料喷涂之后，硬化的覆层11赋予结构7一个总的刚度，以便确保结构自身能够承受若无该覆层则不能承受的重量(正如由木材实现的情况)。因此，这种工艺具有允许加工特别是软材料的单块、易于大批量生产并且成本低的优点。 [0113] 优选地，在上述的生产循环的终点处将能够(但也可能在机床中的加工之后立即能够)实现进一步的精整加工阶段，或者给予该结构最终形状所必须的用于消除由例如可能因热处理或因喷涂和/或注射而产生的粗糙度的表面模制或成形。不失一般性，显而易见的是，如认为不需要的话，也可以不实现精整加工。 [0114] 根据本发明的第二实施例(参见图6)，机床中的相同的加工过程能够这样来实现：在第二阶段中，实现可相互组合的两个部件(7’、7”)或者多个部件，以便随后获得最终结构7。图6和图7以例举方式示出了一种示意图，其中，一个单块被加工而获得结构7的第一半7’，而另一个单块被加工而获得第二半7”，该第一半和该第二半随后将构成最终结构7。 [0115] 当然，也可根据循环而加工唯一的单块，以获得该结构的多个部件，这些部件可随后相互组合以便获得最终结构。 [0116] 在此情况下，前述的表面处理的过程变得尤为重要且具创新性。 [0117] 实际上，根据现有技术，为实现配置成用以相互接合的多个部件，需要选择这类材料：其具有特别的机械耐受性特性，并提供了用于实现这些部件之间的可靠连接的接合部。 [0118] 在此意义上，喷涂和/或喷涂及积覆和/或注射解决了上述问题。通过简单喷涂，切实地实现了接合并强化了整个结构7的外部覆层11。例如睡椅，可以从简单的聚苯乙烯的料块开始，被实现为多个不具有接合部的部件，并利用普通的商用弱密封胶在这些部件之间胶合。此处，所述热处理赋予了使最终结构紧凑且适于使用的硬度，而无任何断裂的风险，也不需要复杂和特别耐久的接合部。 [0119] 在这种情况下，表面处理的聚合材料与第一构型的聚合材料相同，并且因此可以具有形状记忆特性。 [0120] 当然，在所描述的两种构型中，用于实现特定加工循环的机床可以为不同的类型。其可以使用机电式机床(例如，CNC机床，激光切割机或类似机器)，无任何限制。特别地，这类机器也可以借助特定的辐射(激光等)或者高压液体/气体混合物实现机械切割。此外，对于本发明所要达到的目的，数控机床或控制单元机床特别适合，数控机床或控制单元机床功能多样并由此允许快速设定不同的加工程序，基于待加工的产品来使加工循环自动化。实际上，数控机床或控制单元机床通过简单地设定新的工作坐标，使得产品自身的尺寸或形状的变化变得简单快捷。 [0121] 如以上所述，在所描述的两种构型中，可以很好地使用一个或多个单块的任何类型的材料，而不会因此偏离本发明的原理。但无论如何，复合材料对本发明而言是特别有利的，并且在更为特别的方式下，具有形状记忆特性的聚合型的材料是特别有利的。 [0122] 已知这些最后所列的材料在发生在其特定的玻璃转变温度之上的强制变形以及随后的“受约束的”冷却之后具有保持所改变的形状的能力。随后在无约束的情况下在该温度之上进行的后续加热则材料重建其初始形状。 [0123] 更进一步地详细而言，可将具有形状记忆特性的聚合物在其特定的转变温度Tg之上进行加热，一旦达到改温度，该聚合物可根据需要来变形。在该材料冷却之后，通过使其保持强制变形(例如，借助压机等)，该聚合物将永久地保持其新的变形形状。在该聚合物的玻璃转变温度之上进行的后续的无任何阻挡约束的加热，将重建其初始形状。 [0124] 还已知的是，基于特定的化学成分的每种聚合材料具有其自身的机械特性和其自身的特有的温度。特别地，本发明优选为针对这类具有形状记忆特性的聚合材料：所述聚合材料的玻璃转变温度至少等于或高于50℃并且至少高于使用产品的特征温度。 [0125] 因此，可以使用具有形状记忆特性的聚合材料的这种已知的特性来实现用于实现支撑结构的生产循环的、特别的膨胀，如上文所述。 [0126] 图8示意性示出了本发明的生产循环，突出了假想的参考转变温度(虚线Tg)。设置由聚合材料制成的合适的坯料1，进行第一阶段，该第一阶段包括在机床中的正常加工循环，如上文所述，以及(可能)所需的特定的表面处理。随后，进行在Tg温度之上的加热阶段，以及按照预定形状(压紧)的变形。图8以例举方式示出了借助压机等按照立方体形状的压紧。当然，也可以实现任何其它类型的变形，而不会因此偏离本发明的原理。此刻，跟随其后的是冷却阶段，始终借助压机将受约束的本体保持处于其变形的构型。到达比转变温度低的温度时，本体将保持其新的几何形状(例如，立方体)不改变。此时，可以实现在仓库中的储存或者使运输的障碍最小化。 [0127] 当物品到达目的地时(参见图9)，或者在任何需要的时候，可因此进行在Tg温度以上的加热，这种加热将允许材料重建其初始形状(形状记忆)，使材料为进行所有的后续加工和/或操作做准备。 |
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