專利名稱：一種載重織品組裝件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是2004年7月30日由Coffield提出的美國申請?zhí)枮?0/903,947的延續(xù)部分。
本發(fā)明涉及一種載重織品組裝件及將載重織品固定到一支撐結(jié)構(gòu)上的方法。
背景技術(shù)：
“載重織品”是強度高、非常耐用的織物，一般由熱塑性彈性橡膠(thermoplastic elastomer，簡稱TPE)單纖絲和常規(guī)的紗線編制而成。載重織品具有比彈簧鋼和其它常規(guī)的載重材料強度更高、更耐用的特點。除了強度高、耐用之外，載重織品質(zhì)地輕且更具彈性。載重織品外觀良好，通常在使用時不需外包裝。
載重織品必須適當?shù)毓潭ǖ揭粋€支撐結(jié)構(gòu)上才能具有所要求的強度和耐用性。一種將載重織品固定到一個支撐結(jié)構(gòu)上的公知方法是使用一副相互配套的附件，通常稱作“載體”和“框架”。在這種方法中，載體固定到織品上，框架固定到支撐結(jié)構(gòu)上。連接在一起的載體和織品與框架互相固定。在很多常規(guī)應(yīng)用中，載體安裝到框架里，使得織品處于張緊狀態(tài)。在一些應(yīng)用中，載體安裝到框架里的操作方式導(dǎo)致織品處于張緊狀態(tài)；而在其它應(yīng)用中，在載體安裝到框架里之前，織品已經(jīng)處于張緊狀態(tài)。在任何情況下，織品的張緊對織品以及載重織品與載體的連接會產(chǎn)生應(yīng)力。如果連接不恰當，織品可能與載體分離開來。比如，粘結(jié)本身可能失敗或者織品可能沿織品的邊界松開或脫落。
一種廣泛采用的把載體和織品相互固定在一起的方法就是直接將載體模鑄到織品上。在此方法中，通常是把織品放入一個模子中，用熱塑性彈性橡膠(TPE)圍繞織品模鑄出載體。這樣，織品就封裝在載體里。一般認為，用來制作載體的TPE的熔化溫度必須大概等于或低于織品中TPE單纖絲的熔化溫度。否則，熔化材料的熱量會導(dǎo)致織品質(zhì)變或老化。這樣的要求把適用于載體的材料限制在具有特定熔化溫度的一些TPE種類。由于TPE的硬度一般是隨著TPE的熔化溫度的降低而增加的，所以載重織品中使用的TPE就限制了載體的硬度。
在一些應(yīng)用中，使用相同的織品但是又能夠改變載體的硬度是很有利的。因此，人們迫切需要一種將織品固定到載體上的改進的方法。
在織品與載體相互固定以后，觀察載體與織品的結(jié)合處可能發(fā)現(xiàn)一些缺陷。比如，通過觀察可以檢查出織品是否正確地封裝在載體上。然而在有些情況下，表面上看來，織品與載體已經(jīng)正確結(jié)合在一起，而實際上并沒有。在這種情況下，載體安裝到框架上以后，織品承受更大的應(yīng)力時，織品會從載體上脫離。因此，人們也迫切需要一種機構(gòu)以在載體安裝到框架上之后檢查織品是否有封裝不充分、松動或其它連接缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了上述問題，提供一種載重織品組裝件，該組裝件有一個載體和一個框架，并有多個觀察窗，使得當載體安裝進框架時，通過觀察窗可以很容易地檢查載重織品和載體的結(jié)合。
在一個具體實施例中，這些觀察窗基本上處在一個平面上并且等距分布在框架的內(nèi)側(cè)；在正常使用時，觀察窗是隱蔽的。在另一個具體實施例中，這些觀察窗相互之間不是等距的并且可以排列在框架的外側(cè)。另外，這些觀察窗可以處于多個平面上，從而可以在不同的位置檢查載重織品和載體的結(jié)合，這取決于結(jié)合處的位置。
通過向一個模子的腔體中注入熔融的TPE或其它熔融的熱塑性塑料來制造載體。模子上安裝有冷卻劑管道來幫助熔融的熱塑性塑料凝固。在往腔體中注入熔融熱塑性塑料之前，將載重織品放入腔體中?？椘返倪吘壓椭辽僖徊糠挚椘房糠旁谇惑w的側(cè)壁上。這樣放置載重織品可使得熔融的熱塑性塑料在注入到腔體中時迫使織品靠在腔體的側(cè)壁上。因為載重織品靠放在側(cè)壁上，并且側(cè)壁的溫度低于熔融熱塑性塑料的溫度，所以靠在側(cè)壁上的載重織品的溫度也低于熔融熱塑性塑料的溫度。
熔融的TPE或其它熔融熱塑性塑料與載重織品之間的溫度差允許載體材料的熔點可以高于載重織品的溫度。因此，載體可以采用更剛硬的熱塑性塑料制造，使得載體組件有更多的應(yīng)用。
通過對最佳實施例和附圖的詳細描述，有助于對本發(fā)明的目的、優(yōu)點和特征的進一步理解和領(lǐng)會。


圖1是一種包括載體、框架和織品的載重織品組裝件的透視圖；圖1A是組裝件的部分詳圖；圖2是圖1所示組裝件的拆解圖；圖3是沿圖1所示3-3線的剖面圖；圖4是用于制作載體織品并將織品固定在載體上的模子的下半部視圖；圖5是模子中放入織品的側(cè)視圖；圖6是與織品結(jié)合的載體的一具體實施例的側(cè)視圖；圖7是與織品結(jié)合的載體的另一具體實施例的側(cè)視圖。
具體實施例方式
圖1表示一種用作椅子座的載重織品組裝件，整體標號為10。該組裝件10總體包括一載體組件15安裝到一框架12上。載體組件15包括與一載體16相互連接的載重織品14?？蚣?2限定了多個觀察窗18；在載體組件15固定到框架12上后，通過該觀察窗18可以觀察到載體16和載重織品14的連接。雖然本發(fā)明是結(jié)合椅子座組件來進行闡述的，但是本發(fā)明同樣適用于與載重織品相關(guān)聯(lián)的多種應(yīng)用中。例如，本發(fā)明適用于鞋底、床墊、帆布床、輪椅和其它多種底座。
如上所述，載重織品組裝件10總體上包括一框架12，一載體16和一載重織品14。載體16和載重織品14相互連接組成載體組件15。圖2表示組裝件10的拆解圖，圖中示出的載體組件15是與框架12相分離的。
在本實施例中，框架12的周邊是相當剛硬的，適于裝配到一個位于下方的支撐結(jié)構(gòu)(圖中未示出)上?？蚣?2可以通過任何一種公知的方式安裝到下面的支撐結(jié)構(gòu)(圖中未示出)上。如圖所示，本實施例的框架12限定了一個可以將載體16安裝于其中的連續(xù)溝槽50。雖然在本實施例中是連續(xù)的，但是框架12和溝槽50也可以是非連續(xù)的，例如，可以是分離開的左右兩部分。在所述的實施例中，框架12是由一種聚合物模鑄而成，聚合物具有足夠的剛硬度以使得織品14處于張緊的狀態(tài)。但是，框架12也可以由其它任何一種具有足夠強度和耐用性的材料做成。框架12限定了多個穿透框架12直到溝槽50的觀察窗18。正如后面將要詳述的，通過觀察窗18可以看到載體組件15的一部分，以此來評定織品14和載體16的連接。
本實施例的載體16是一個周邊連續(xù)的適于配合進溝槽50的構(gòu)件。在圖示的實施例中，通過將載體16直接模鑄到織品14的周邊上使得載重織品14與載體16結(jié)合。載體16還可以通過其它的方法與織品14相結(jié)合。比如，載體可以包括兩個半部，兩個半部通過黏合劑、緊固件或其它公知機制將織品包圍起來。雖然在圖示的實施例中，載體16是連續(xù)的，但也可以是不連續(xù)的，比如，包括可以安裝到框架12上的幾個分離部分。在這里，術(shù)語“織品封裝線”是指織品14和載體16的結(jié)合處。在直接模鑄的應(yīng)用中，織品封裝線就是織品與載體沿著它進行結(jié)合或連接的那條線。在其它應(yīng)用中，織品封裝線就是織品沿著它進入載體或與載體形成接合的那條線。因此，對該術(shù)語不應(yīng)解釋為限制于織品通過模鑄過程而封裝在載體上的應(yīng)用。
織品基本上可以是任何一種載重織品，比如可以包括由熱塑性塑料單纖絲和多纖維紗線做成的織物。如果需要的話，織品的線可以相互熔接在一起以提高織品的整體強度。但是，在本發(fā)明中，焊接織品不是必需的。出于公開的目的，圖中僅包括織品的一個代表例，并非試圖提供織品實體結(jié)構(gòu)的一種精確圖例。在很多應(yīng)用中，織品會包括比圖中所示更為繃緊的織物。甚至在很多應(yīng)用中，織品的股線會沿著與圖中所示不同的方向進行編織。
正如前面提到的，載體組件15安裝到框架12的溝槽50中。圖1A表示了組裝件10的細節(jié)。如圖所示，框架12限定形成織品觀察窗的孔18?？椘酚^察窗18的設(shè)置使得當載體組件15安裝到框架12上可以直接對織品封裝線19進行檢查。在載體組件15的圖示實施例中，織品14與載體16結(jié)合或連接在一起，并沿載體16的外表面延伸足夠長的距離。然而，在織品14直接伸展進入載體而不是沿外表面延伸的情況中，觀察窗18也適合于對連接處的檢查。
圖3是沿圖1所示3-3線的剖面圖。圖3表示出載體16插入框架12的溝槽50中的情形。如圖所示，織品14在點C處進入框架12。從點C到點B，織品14并非與載體16連為一體，而是處于載體16的外部并緊靠它的外表面。在點B，該點同圖1A所示的封裝線19相重合，織品14與載體16形成一個整體。織品14與載體16保持整體結(jié)合直到織品14末端的點A。在點A和B之間，織品14可以用化學(xué)方法(比如熔合)或機械方法與載體16連接。在圖示的實施例中，織品14與載體16結(jié)為一體并裸露于載體16的外表面上點A到B之間。在一些應(yīng)用中，織品14的處于模子腔體中而沒有直接與壁接觸的部分可以與載體16接合。比如，圖6所示的一實施例，其中虛線表示織品的自由末端14’偏離載體16的外表面而進入載體16的本體內(nèi)部。在這個實施例中，熔融材料的熱量可以使織品的自由末端14’完全熔化。倘若織品14有足夠大的部分從封裝線開始在載體16的外表面上延伸，那么織品的自由末端14’的融合基本上是可以接受的。
再次參照圖3，觀察窗18與點B對正。通過觀察窗18的觀察可以檢查封裝線19。在載體組件15安裝到框架12上以后，通過視覺檢查織品14和載體的結(jié)合或連接，容易發(fā)現(xiàn)織品14與載體16連接中的缺陷。如圖1所示，觀察窗18是互相等距分布的，其水平中心線大體上處于同一個平面內(nèi)。但是，觀察窗18也可以按照很多不同的方式排列。如果必要或希望，觀察窗18可以設(shè)置在同一平面的外側(cè)且不等距排列。比如，在框架12的拐角處，把觀察窗設(shè)置在比其它區(qū)域要高的地方是慎重的做法。觀察窗可以設(shè)置在能夠看到織品切口的位置。
雖然圖中所示的觀察窗18基本上是橢圓形并且圍繞框架大體等間距分布的，但是觀察窗可以是不同形狀、不同尺寸和處于不同位置的。比如，當封裝線是在圍繞框架的不同垂直位置上時，觀察窗可以處于圍繞框架的不同垂直位置上。這樣可以對圍繞載體組件15的不同位置進行檢查。甚至，觀察窗可以垂直延伸使得能夠觀察到較大的垂直區(qū)域，從而對于封裝線在垂直方向上變化的應(yīng)用也能方便檢查。作為另一種選擇，觀察窗還可以與織品成不同的角度，便于觀察織品-載體的連接區(qū)域。更進一步說，圖示中的觀察窗被限定在框架12的內(nèi)側(cè)，在使用中這些觀察窗是隱蔽的。根據(jù)需要，觀察窗也可以設(shè)置在框架的外側(cè)或其它位置。
可以通過一種方法制作載體組件15，該方法中用于制作載體16的TPE的熔點可以高于織品14的TPE的熔點。下面結(jié)合圖4-7對這一加工過程和相關(guān)的模鑄器具進行描述。圖4表示將載體16模鑄到織品14上所用模子的下部34。與下部34的鏡像相似的是模子的上部。在圖5中表示模子上部32的一部分。使用時，織品14的周邊放入凹槽39中，下部34與上部32閉合。熔融的TPE通過注入口42注入進模子34。熔融材料進入并圍繞凹槽39充注模子腔體。當熔融材料繞凹槽39流動時，其流動的前端將織品14推靠到模子30的內(nèi)表面上?，F(xiàn)在參考圖4，在模子30的下部34中放置常規(guī)的冷卻劑管道44，必要時冷卻劑管道44也可以放置在上部32中。在模鑄過程中冷卻劑(圖中未示出)流過冷卻劑管道44，以冷卻模鑄部分。在使用中，冷卻的模子部分把織品14的熱量帶走，使得織品14免于熔融材料的熱量對織品產(chǎn)生質(zhì)變或毀壞。由于模子這些部分的冷卻作用，熔融材料的溫度可以明顯高于織品14的熔化溫度。載體材料和織品材料之間熔化溫度的準確差值隨著應(yīng)用的不同而不同，這在很大程度上取決于模子這些部分的溫度。模子的腔體一旦被充滿，熔融材料就凝固成載體16。
圖5表示出用于制作載體16和將織品14固定于載體16上的模子30。模子30有上部32和下部34。在模子30的表示為D距離上，上部32和下部34限定了一個大約0.02英寸的間隔。當模子30閉合時，這一間隔具有足夠的寬度使得織品14不會被壓擠，同時又足夠狹窄使得織品14基本上閉合或關(guān)閉模子的腔體。這個“關(guān)閉”區(qū)域可以隨著應(yīng)用的不同而改變其尺度、形狀和位置。
如上所述，織品14放入模子30中，使它的外邊沿部分放置在由上部32和下部34限定的模子腔體中。更具體地說，織品14放置在模子30中，使織品14的邊界和織品14的一部分覆蓋在腔36的下壁38上?？椘?4放置的位置不能蓋住注入口42的進口40。當熔融的TPE或其它熔融的熱塑性塑料進入腔36時，在熔融TPE的前端外表面會形成一層外皮。這層外皮可以輔助織品14靠緊腔36的外壁。在織品14完全與腔36的外壁接合之后，TPE開始凝固并與織品14結(jié)合。TPE最終充滿整個腔。冷卻劑管道44中循環(huán)流動的冷卻劑可以降低下部34的溫度。這樣，由于織品14處于與下壁38緊靠的位置，織品14就會保持在低于熔融TPE的溫度。通常，織品14與模子表面接觸的直線距離大約0.20英寸或更大。然而，這個距離可以隨著應(yīng)用的不同而改變，主要決定于織品和載體的特征以及組裝件載重的需要。比如，當織品包含熔接股線時，這個距離可以較小一些；當需要提供較大載重量時，這個距離可以較大一些。模子30的冷卻作用的結(jié)果是織品14的單纖絲在與熔融TPE接觸時不會完全熔化。而是TPE單纖絲保持了自身的結(jié)構(gòu)，織品14與載體16成為一體。正如人們想到的，因為織品14保持在一個較低溫度，該溫度低于用來制造載體16的TPE的熔化溫度，因此用來制造載體16的TPE的熔化溫度可以高于織品14中單纖絲的熔化溫度。通過使用具有較高熔點的TPE，載體16可以由更剛硬的TPE制成，進而提高組裝件10的整體強度和耐用性。雖然，本發(fā)明是結(jié)合由TPE制成的載體實施例進行闡述的，但是本發(fā)明并不局限于TPE制成的載體。本發(fā)明中的載體基本上可以由任何熱塑性塑料制成，包括聚酯(如PET，PBT，或PET/PBT混合物)，TPE和尼龍。合適的聚酯的例子(并非僅限于此)包括但不限于DuPond公司提供的Rynite牌和Honeywell公司提供的Petra牌聚脂。合適的TPE的例子包括但不限于DSM公司提供的Arnitel牌和DuPond公司提供的Hytrel牌TPE。
圖6表示由載體16和織品14整體連接而成的載體組件15的剖面圖。在此實施例中，封裝線處于載體16中心稍向下的地方。如圖所示，織品14纏繞到載體16的另一側(cè)。然而，織品也可以在不同的位置進入載體。比如，圖7表示載體組件的另一種結(jié)構(gòu)15”。在此例中，織品14”在載體16”的底部進入并纏繞載體16”的另一側(cè)。在兩個圖示的實施例中，織品從封裝線開始，沿著載體16、16”的外表面延伸相當大的距離。應(yīng)該意識到，織品14在載體16上的位置是可以改變的，可以超出圖示的實施例而改變。比如，織品14還可以安置在載體16的頂部。
如上所述，模子表面的冷卻作用有助于織品14在載體16的模鑄過程中不被破壞。為了有利于織品與模子表面貼緊，事實表明織品14相對于載體16的最佳位置是使得熔融TPE或其它熔融熱塑性塑料在流入腔36時能迫使織品14貼在下壁38上。比如，如果需要使織品14沿著模子下表面貼緊，那么注入口42如此設(shè)置在模子中使得熔融材料在織品14的上面注入到模子腔體中。這樣，熔融材料會貼著織品14流動并將織品14向下推到模子的表面上?；蛘?，在模子30中設(shè)置推桿或滑道(slide)以保持織品14貼在下壁38上。在織品14容易折疊或從下壁38上翹起的模子30的部分設(shè)置推桿或滑道是合乎需要的。比如，在載體16的拐角處或在織品14有切口的地方，為了確保織品14和下壁38之間的接觸，最好使用推桿或滑道。
以上是對本發(fā)明優(yōu)選實施例的說明。本發(fā)明還可以在不脫離本發(fā)明的精神和后附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明各方面內(nèi)容的情況下做各種不同的變更和修改；權(quán)利要求應(yīng)依據(jù)包括等價條文在內(nèi)的專利法的原則加以詮釋。使用定語“一個”、“這個”或“所述的”權(quán)利要求的單數(shù)元件形式，不能理解為元件是限制為單數(shù)的。
權(quán)利要求
1.一種載重織品組裝件，包括一載體；一載重織品，它與所述載體相互結(jié)合在一起；一接受所述載體和所述織品的構(gòu)件，所述構(gòu)件界定了一用于觀察所述載體和所述織品之間連接處的第一觀察窗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的載重織品組裝件，其中所述構(gòu)件界定了一用于觀察所述連接處的第二觀察窗。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的載重織品組裝件，其中所述第一觀察窗和所述第二觀察窗界定在所述構(gòu)件內(nèi)的不同平面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的載重織品組裝件，其中所述構(gòu)件進一步限定為一個框架，并且在所述框架中所述第一觀察窗和第二觀察窗被限定為孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的載重織品組裝件，其中所述框架有一個內(nèi)部區(qū)域，并且所述第一觀察窗設(shè)置在該內(nèi)部區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的載重織品組裝件，其中所述載重織品沿著一條線與所述載體相結(jié)合；并且其中所述第一觀察窗和第二觀察窗對齊，使得至少可以觀察到所述線的一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的載重織品組裝件，其中所述框架界定了一個溝槽，所述載體配合進所述溝槽中，所述觀察窗穿過所述框架延伸到所述溝槽使得可以觀察到所述線。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的載重織品組裝件，其中所述框架包括一內(nèi)表面，所述第一觀察窗和所述第二觀察窗界定在所述內(nèi)表面上。
9.一種制造載體組件的方法，該載體組件有一載體，該方法包括如下步驟提供一種具有第一熔點的第一熱塑性塑料材料；提供一個用具有第二熔點的熱塑性塑料材料制成的載重織品，第一熔點高于第二熔點；在一模子中用第一熱塑性塑料材料制作一個載體，這時該第一熱塑性塑料材料的溫度高于第一熔點；并且令載重織品與溫度高于第一熔點的第一熱塑性塑料材料結(jié)合，至少有一部分該載重織品貼在模子的表面上，由此，在所述制作步驟中，模子至少可以冷卻一部分該載重織品。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，還包括一個步驟，該步驟使得與熱塑性塑料材料接觸的至少一部分載重織品的溫度低于第二熔點，而熱塑性塑料材料的溫度高于第一熔點。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造方法，還包括如下步驟冷卻熱塑性塑料材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，所述接合步驟包括在所述制作步驟之前將載重織品的邊緣放入模子的腔中。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，所述制作步驟包括將熔化狀態(tài)的第一熱塑性塑料材料注入到模子的腔中；所述接合步驟包括在所述制作步驟之前將載重織品的邊緣放置在模子的腔中，使得注入到腔中的熔融的第一熱塑性塑料材料迫使至少一部分載重織品貼在所需的模子的表面上。
14.一種載重織品組裝件，包括一由第一熱塑性塑料制成的載體，所述第一熱塑性塑料具有第一熔化溫度，所述載體具有一外表面；一載重織品接合在所述載體上，所述載重織品至少部分地由第二熱塑性塑料制成，第二熱塑性塑料具有第二熔化溫度，其中，第一熔化溫度高于第二熔化溫度，所述載重織品沿所述載體的所述外表面封裝。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的載重織品組裝件，還包括一框架，所述載體與所述框架互相配合。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的載重織品組裝件，其中所述載重織品和所述載體在一連接處接合，并且所述框架有一第一觀察窗用于在第一位置觀察所述連接處，使得可以對所述連接處進行直觀檢查。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的載重織品組裝件，其中所述框架有一第二觀察窗，該窗用于在不同于所述第一位置的第二位置上觀察所述連接處。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的載重織品組裝件，其中所述第一觀察窗和所述第二觀察窗處在不同平面內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的載重織品組裝件，其中所述框架界定了一溝槽，所述載體配合在所述溝槽內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的載重織品組裝件，其中所述框架包括一內(nèi)表面，所述第一觀察窗和所述第二觀察窗界定在所述內(nèi)表面中。
全文摘要
一種載重織品組裝件，包括一框架、一載體和一載重織品。載重織品直接接合到載體上。框架上界定了觀察窗，使得載體和織品安裝到框架上后，能夠直觀檢查載體和載重織品之間的連接處。一種用于這種載重織品組裝件的載體制造方法包括如下步驟(a)將織品放置在一模子中，并使至少一部分織品直接貼在模子的表面上；(b)將熔融的熱塑性塑料注入到模子中制成載體，熔融的熱塑性塑料的熔點高于織品的熔點；(c)讓熔融的熱塑性塑料凝固，直接在織品上形成載體。在一具體實施例中，織品放置的位置使得熔融熱塑性塑料材料的注入迫使織品貼在模子腔的一表面上。
文檔編號A47C7/02GK1754486SQ200510084120
公開日2006年4月5日 申請日期2005年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月30日
發(fā)明者P·利菲爾德 蒂莫西 申請人:伊利諾斯器械工程公司