专利名称：一种面上带有枕头的床垫罩子的制备方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及床垫的制备方法和装置。具体而言，本发明涉及的是面上带有枕头的床垫罩子的高效缝纫方法及其装置。
近年来，被称作面上带有枕头的床垫日见流行。通过对上、下两片面料提供衬垫使这种床垫看起来好象在普通的床垫上带有枕头或盖被，因而显得更加华丽和舒适。所用的衬垫环绕整个床垫，并且将侧面料与床垫罩子的上、下面料连接起来。
制备面上带有枕头的床垫通常都比制备普通床垫昂贵。因为制备这种床垫需要一些额外的步骤将衬垫组装到床垫的结构中去。在制备普通床垫时，一般对上、下片面料各只需要一步的缝合(包边)。上片面料的整个周边都与床垫的侧片面料固定在一起，并且它们的接缝全在上、下片面料与侧片面料被固定在一起时，被同时缝上的带子盖住了。在此包边步骤之前，床垫罩子的上、下片面料与侧片面料都已经按尺寸预先裁剪好了。一般而言，在量尺寸和裁剪过程中出现的偏差，可以通过在缝纫时调整布料的位置来消除。
制备面上带有枕头的床垫罩子需要一些额外的步骤，而且这些步骤都是很费工时的。在象生产普通床垫那样先按尺寸裁剪出上、下片面料与侧片面料后，还要把衬垫放好并且缝合好。衬垫一般都由一块儿材料组成，并且要先折叠成两折，然后在折叠线处缝好。衬垫中的每一块儿材料一般都包括一层纺织料，并且该纺织料是包在或固定在一层泡沫塑料或其它的垫片上。因此，下一步骤就是把一条边料(flange)固定到该衬垫的一折上。这一边料是用来把罩子的上、下片面料与内部的弹簧的架子直接固定在一起的。一般来说，这一边料是具有高强度的无纺(non-woven)材料。
对床垫罩子的上、下片面料而言，衬垫的一折叠层是缝到一层衬里(liner)的边上的。衬里一般是具有高强度的无纺(non-woven)材料。连到衬里上的衬垫被放到内部弹簧的上面，并且通过固定装置如固定环(hog ring)把边料固定到内部弹簧上。当衬里被固定好后，则外表面料就被粘贴到该衬里的下表面。然后，衬垫的一折叠层就以其边缘与床垫的外表面料的边缘缝一起，并且将衬垫的另一折叠层的边缘与外表侧片面料用常规包边机构缝合在一起，这样就把床垫缝合起来。
这种先有技术就要求在组装床垫罩子的上、下面料时采用粘贴步骤。如果使用现有的缝纫机构来把衬垫直接缝到面料上时，则针脚就会整个穿过该面料，并且从外边就可以看见这些针脚，这一点是非常不理想的。现有的暗缝机构(blind stitch machines)能够达到不产生外部可见的针脚的理想效果，但是它们不能处理象面上带有枕头的片料那样厚的材料，更无法处理近来流行的很厚的片料。与衬垫缝合在一起的衬里通常都是能被常规链式缝纫机构接受的很薄的材料。由于衬里是完全被床垫罩子遮盖住的，所以当床垫被缝合后，就看不见其针脚了。
在把衬垫的一折与其相应的面料缝合及包边在一起时，通常最好对衬垫的角进行斜角缝纫以使其更具有完成的外观。如果不对其进行斜角缝纫，则机器的操作人员就必须手工填料到各个角落。除非是非常熟练的操作人员，否则就会因为床垫罩子的角落是很难操作而使最后的结果不平整。
在现有的体系中，如果需要斜角缝纫的角，操作人员通常会在预先成型的衬垫上对应于形成角的地方量出其位置并且切出一个长口，并且在衬垫与面料缝合之前就形成斜角缝纫的角。然而，由于制作床垫罩子及衬垫的材料的本身性质的不同，则经过一段时间后，衬垫及面料就会以不同的速率收缩或变形，因此就会改变在衬垫上预先形成的斜角缝纫的角相对于床垫罩子上的角的位置。如果衬垫的制作日期比组装床垫罩子的日期早的越多，则这种情况发生的就越频繁。由于衬垫上的斜角缝纫的角不是与床垫罩子面料上的角准确地相对应，则在把衬垫与床垫罩子面料相缝合时，操作人员就要对其进行调整，例如，在必要的地方进行打折或缝针以使得斜角缝的角处于正确的位置。这种调整需要额外的时间，也会使斜角缝纫的角的位置不正确或不平整，产生不理想的外观。即使操作人员能够使斜角缝纫的角处于正确的位置，但是所需进行的打折和缝针就会使产生出的床垫罩子的外观不理想，不能使每一个消费者所接受。
由此可以看出，现有技术在生产面上带有枕头的床垫罩子的过程中，需要很多手工操作的缝纫步骤。并且由于步骤多，则出错误的机会就多，就会使生产出的床垫罩子的外观不一致，不符合要求。最后，由于现有的暗缝机构不能把衬垫与床垫罩子面料缝合到一起，则在本领域内的实践中，就要求接受粘贴步骤。而粘贴又有许多不足点。它要求在整个生产过程中加入一个粘贴步骤，需要额外的机器和操作人员。此外，还需要提供适当的通风以去除粘胶产生的烟雾。其结果是增大工厂开支，使总生产成本加大。
现有的暗缝机构不适于生产床垫罩子的理由有好几个。首先，一般只有底面进给，由一个导轮或一对导轮使材料通过缝纫区。在这些机器中，这种底面进给的位置按工件运动的方向来说，是处于针的下游方。因此，当工件首先进入缝纫区时是没有主动进给的，直到缝纫过程进行了相当一段后使得该进给抓住了被缝纫的工件的下表面时才会产生主动进给。另外，由于该进给位于缝针或缝纫区的下游，当使用于大型工件，如床垫罩子，并且旋转该床垫罩子以对角进行调整时，有时就会发生工件与进给相脱离，此时就需要操作人员手工进给或挪动工件直至其再次形成进给。这样就会产生不均匀的结果，需要操作人员更多的注意力，并且可能产生工伤。
其次，现有的暗缝机构中的大多数不适用于象床垫罩子面料那样庞大和厚度的工件。它们不能产生足够的压力使厚的布料紧贴上压脚儿(upper foot)，从而使该机器进行理想的缝纫。此外，布料下面的臂不能产生足够的向外的枢转以接收工件。最后，该臂在缝纫过程中产生震动和跳动，使得缝线不均匀。
本发明的目的是提供一种减少了缝纫步骤从而减少组装费用的面上带有枕头的床垫罩子的组装方法和装置。
本发明的另一目的是提供一种产生均匀结果的面上带有枕头的床垫罩子的组装方法和装置。
本发明的另一目的是设计一种适用于生产面上带有枕头的床垫罩子的暗缝机构。
本发明的目的是提供一种减去了粘贴步骤的面上带有枕头的床垫罩子的组装方法和装置。
根据本发明的上述的及其它的目的，提供了改进的面上带有枕头的床垫罩子的组装方法和装置，其中把数个步骤合并为一个步骤，使得总的步骤数显著地降低了。同时，还提供了保证斜角缝纫的角处于正确位置的方法和装置。最后，还提供了根据缝制面上带有枕头的床垫罩子的具体需要而改进了的并且能减去粘贴步骤的暗缝机构。
本发明的一个方面是提供制作衬垫并与边料相连接的单机。该单机将衬垫折叠，缝合，并于边料相固定。这一结合的步骤就省去了单独与边料相固定的步骤。在这一步骤中，衬垫材料与边料一起进给到一台机器中。此时，衬垫材料从一大卷筒上连续供出，在其被进给到缝纫区时，通过一个专门的折叠器将其纵向对折。与此同时，从另一卷筒上给出的边料就从被折叠的材料的下面进给到缝纫区。当该边料到达缝纫区时，衬垫材料已经被一折为二，并且与该边料相对齐。随后，衬垫就在其被折叠的条件下由一条缝线固定并把边料连到其上。这样完成的衬垫就可按尺寸被裁减开，与床垫面料片相连接。
下一步是把衬垫的上折叠层的自由边与其相应的床垫的面料片一步连接并包边。衬垫的上面一折的自由边与其相应的床垫的面料片拚在一起，用一条包边材料将它们包起来，再用缝合机构把它们缝合起来。
与上述步骤相结合，在该滚边机构的紧邻处配备一个斜角缝纫机构台。如果需要给衬垫经斜角缝纫制作一个角，则当操作人员接近床垫罩子面料片的角落时，该滚边机构停止，操作人员精确地测量该点到该面料上的角落的距离。然后在衬垫材料上划出相等的距离。操作人员将把该部分衬垫材料拽到紧邻的斜角缝纫台上。在此处，该衬垫材料先被横向折叠。然后用缝纫机构在衬垫的折叠的边缘向内缝两道。每一道的位置均与衬垫的折叠边成45度角，从而使这两道之间成为90度角。缝纫机构最好被预先程序化，使其能根据斜角缝纫所需要的针数准确地进行缝纫。因此，操作人员只需等待缝针完成，转动该衬垫90度，重新开始缝纫。随后，由这些缝针与折叠的边缘组成的三角区被自动或手动剪掉，将该衬垫材料从斜角缝纫台上取下。随后，再次开始订合步骤，当衬垫的斜角缝纫的部分接近床垫罩子的面料片时，操作人员就将该衬垫材料的V型部分拽到一起，然后在该处的附近围绕着该角缝合，产生理想的斜角缝纫的角。在此过程中，床垫罩子的面料片被旋转，并且该过程在床垫罩子的面料片的另一垂直边再次开始。把斜角缝纫台放在紧靠滚边机构的位置就可以使衬垫的斜角缝纫的角准确地与床垫罩子的面料片的角相吻合，消除了把床垫罩子的面料片从滚边机构上移开到另外的斜角缝纫机构去的步骤。
在制作床垫罩子过程中的下一步是把衬垫沿着它的折叠边缘固定在与其相应的床垫罩子的面料片的下边。这一固定步骤使用的是暗缝机构。不需要粘贴步骤。
最后，当以上各步骤完成后，就将边料用固定环或类似的装置固定到床垫的内部结构上，并且将衬垫的下折叠层的自由边与侧面料子的相邻边固定在一起。对床垫罩子的上、下面料片都进行这一步骤的处理，使得床垫最终被缝合好。此处使用的滚边机构是与衬垫订合到上、下面料时所用的滚边机构相同。
在此方法中，对常规的暗缝机构进行了改造以适用于床垫罩子的面料片。此时，把下进给移动到与缝纫区正好相对应的位置，使得当床垫罩子的面料片进入到缝纫区时，就立即被下进给捕捉住。此外，在与下进给相对应的地方还提供了上面的主动进给。按照这一方式，床垫罩子的面料片就被上、下进给捕捉于其间，并且均匀地通过缝纫区，避免了对上、下片料的不均匀的进给，从而获得了较好的缝合。甚至在缝合角时，床垫罩子的面料片也不与进给相脱离。常规的暗缝机构被修改的地方还有，提供了更大的凸轮，以便给予更多的表面积来在上模座(top shoes)之间推进厚的床垫罩子的面料片，从而提供良好的缝纫。最后，该机器的下臂上还装配有气动活塞和另一个弹簧。该弹簧以预先确定的力量向上推臂，使其顶住布料，防止该臂在缝纫过程中发生震动和跳动。该气动活塞可使臂得到收缩，以便于在开始时将材料进给到机器中。
本发明可根据以下的说明及参照附图被更全面地理解。在这些附图中
图1是根据本发明制作的面上带有枕头的床垫的部分切开的透视图；图2是图1的床垫的一部分的切开的透视图；图3是根据本发明的制作面上带有枕头的床垫罩子的方法的方框示意图；图4是形成用于制作面上带有枕头的床垫的罩子的衬垫时所用的缝纫机构的部分的、简化了的透视图；图5是典型的衬垫结构的断面透视图；图6是滚边机构和斜角缝纫机构台的部分的、简化的透视图，示意将衬垫与床垫罩子的固定，以及在衬垫上形成斜角缝合边；图7是图6中所示的滚边机构的一部分的示意图，显示包边料的导向；图8是面上带有枕头的床垫罩子的一部分的仰示图，显示被连接的衬垫；图9-11是形成与面上带有枕头的床垫罩子相连的衬垫的斜角缝合步骤的部分透视图12是本发明的改进了的暗缝机构的正面示意图；图13是图12中所示的缝纫机构的部分主视图；显示面上、下进给轮和加大了的凸轮；图14是图12中所示的机器的右视图。
参考附图，特别是附图1和图2，对典型的、现存的面上带有枕头的床垫10的结构的描述如下。面上带有枕头的床垫10包括内部弹簧和支架12，以及罩子11，该罩子包括以下各组成部分床垫罩子的上面料片14，床垫罩子的下面料片16，床垫罩子的侧面料片18，把床垫罩子的上面片14和床垫罩子的侧面料片18连接起来的上衬垫20，把床垫罩子的侧面料片18和床垫罩子的下面料片16连接起来的下衬垫22。如图2所示，面料片14和16一般包括一泡沫塑料层24，或绒毛或类似物，夹在两层纺织材料中并被缝在一起。上、下衬垫20和22各自包括上折叠层30，该折叠层制成可以与相应的上面料片14或下面料片16固定在一起的形式，以及下折叠层32，该折叠层被制成能与内部弹簧和支架12相紧贴，并能与侧面料片18的相邻边固定在一起的形式。衬垫20和22各自包括一条边料34，它可以被固定环或订书钉等类似物固定在内部弹簧和支架的器件上。边料34可以是任何适宜的材料，但通常是具有高强度的无纺材料。当床垫被组装好并且其罩子11把支架都包好后，边料34就防止罩子11，包括各面料片料14,16和18相对于内部弹簧和支架的运动。内部弹簧和支架12一般包括多个弹簧36或类似的结构，并且被用本行业技术人员所熟知的方式固定在支持物38上。
衬垫的上折叠层30及下折叠层32可以由一片材料制成，也可以由两片材料缝在一起制成。通常，衬垫的折叠层30和32是由一层塑料泡沫，绒毛或类似物夹在两层纺织材料中制成。衬垫的折叠层30和32的外部可看见的那一层应该与面料片14,16和18的外面的的材料相同或相符合。衬垫的折叠层30和32沿着折缝31的边缘被缝合在一起，并且如图所示的最终被缝到相关的上面片或下面料片的内侧。下面料片32的、相对于折缝31的外侧自由边被如图所示地与侧面料片18的边缘在折缝33处缝合在一起。上面料片30的外侧自由边被如图所示地与相应的面料片14或者16的外侧边在折缝35处缝合在一起。边料34与衬垫20和22在折缝31处或靠近该处的地方缝合在一起，与下折叠层32平行地伸展，再向下转折与侧面料片18平行地伸展，并在此固定于内部弹簧和支架的部件上。
如图1和2所示那种的面上带有枕头的床垫罩子的制作方法和装置将在此专门参照图3描述如下。在本方法中的第一步是制作衬垫的步骤40。在此步骤中，上衬垫20和下衬垫22都被组装好。在本发明中，衬垫的组装步骤是一步完成的，可以在一台缝纫机构上完成。在以往的制作面上带有枕头的床垫罩子的方法中，组装衬垫的各步骤，如折叠，缝纫和包边等，都是在不同的机器上分别完成的。
当完成了步骤40之后，就将衬垫裁剪为适当的尺寸进行订合步骤42。在步骤42中，上衬垫20的上折叠层30的外侧自由边与上面料片14的边缘被订合在一起并包边。类似地，下衬垫22的上折叠层30的外侧自由边与下面料片16的边缘被订合在一起并包边。在订合步骤42中，进行了斜角缝纫步骤44，使衬垫20和22的角被斜角缝纫好并能与相应的面料片14和16的角相符合，生成平整的斜角缝纫好的角。正如将要描述的那样，因为斜角缝纫步骤44是在订合步骤42中完成的，则衬垫20和22的被斜角缝纫好的角就处在相对于面料片14和16包围的角为最理想和准确的位置。
当订合步骤42及斜角缝纫步骤44完成后，就进行缝纫步骤46。此时，每个衬垫的上折叠层30就沿着折缝31被缝在相应的面料的内侧。通常在步骤46中使用的是暗缝机构。因此，从衬垫20和22的外面，以及在上面料片14和下面料片16的外表面上就都看不见这些针脚。这种缝纫步骤46，就免除了大多数生产面上带有枕头的床垫的先有技术中，在组装时所进行的粘贴衬里到上面料片14和下面料片16的内侧的步骤。
最后是缝合步骤48。将内部弹簧和支架12塞入上面料片14和下面料片16之间。这两片面料通过边料34固定在内部弹簧和支架12上。上面料片14和下面料片16分别沿着其靠近侧面料片18的边，与侧面料片18的边一起在折缝33处被缝合，从而封闭了该床垫。封闭步骤48是任何床垫生产中的常规技术。还使用了常规的包边机构，并且按照本行业专业技术人员熟悉的方法给折缝33包边。
在此，通过参照图4和图5对步骤40及其所用的装置给以更为详细的描述。图4显示的是本发明的衬垫制作机构50。衬垫制作机构50包括安装在台子54上的缝纫机构52，折叠机构56，边料导向58，进给器60，供线器62。缝纫机构52是专门使用于缝合厚材料的包边缝纫机构。例如由美国乔治亚州，亚特兰大市的PfaffPegasus公司出售的515-4-26型号的缝纫机构就是适用的缝纫机构中的一种。该缝纫机构被改进了，以适用于厚的工件。
进给器60包括一个进给轮64。它被缝纫机构52驱动，使完成了的衬垫材料66通过缝纫机构52的缝纫区69。它还具备一个使偏压轮64与完成的衬垫材料66相接触的装置(未表示在该图中)。
边料导向58包括一块板子67，一对导向挡板68和70，这一对挡板分别对从卷筒74出来的边料72的一边进行导向，使得边料与衬垫材料76在缝纫机构52的缝纫区69内相对齐。以板子67使得从折叠器56的下方的卷筒来的边料被导向到缝纫区69。导向挡板68和70一般包括处在板子67上的立式墙板。导向挡板70是固定的，而导向挡板68是可以在垂直于边料72走向的方向上，根据边料72的宽度，相对于板子67进行调节的。导向挡板70控制边料72的靠近它的那一边，使其总是处于与在缝纫机构52的缝纫区69内的衬垫材料66和针保持一致位置。
折叠器56包括一对相间的板子57和59。这一对板子形成一个通过衬垫材料的通道。这一对板子57和59的形状基本差不多，包括第一端口53和第二端口55。第一端口53是接收衬垫材料的。端口55是衬垫材料的放出端口，并是与缝纫机构52的缝纫区69很接近和对齐了的。折叠器56接收从卷筒78来的衬垫材料76，并且在该衬垫材料被送到缝纫机构52的缝纫区69的同时，把衬垫材料纵向折叠。一般情况下，衬垫材料76是被对折的，虽然并不一定必须如此。折叠器56最好固定在一个支架79上，使得折叠器的下端边缘与板子67之间有一个预先确定的距离，从而使得边料72可以从折叠器的下边通过。
端口53制成有一点弯曲，或制成C型。折叠器56逐渐并均匀地由端口53向端口55改变形状，在端口55处形成侧倒的“U”型，“U”型的封闭的一端冲着缝纫区69,“U”的两臂之一是水平的，两臂之间的距离很小。这一由板子57和59所得到形状被整个地复制一遍，使得衬垫材料76离开折叠56时成为所需要的形状。
折叠器56最好是可以从支架79取下的，从而可以根据不同尺寸，或不同厚度的衬垫材料换用不同的折叠器。通常，折叠器是根据具体使用的衬垫材料而定作的。板子57和59之间的通道的横断面的大小应该尽可能地接近于其间所通过的衬垫材料的厚度和宽度。通常，对折叠器56的调整是使板子59的下缘与台子54的上端基本平行，或当边料72通过67时，与边料平行。因此，相对于端口55而言，端口53的定位是有点向上翘。结果是，为了保证从卷筒78来的衬垫材料76平稳地进入端口53，则就要求卷筒78的设置相对于垂直有一个角度，使得衬垫材料进入折叠器56的方向基本垂直于端口53的准线。
参照图4和图5，对成型步骤40的更为详细的描述如下。衬垫材料76是由手工从卷筒78送入折叠器56的端口53，经过折叠器56并由端口55出去。材料76在通过缝纫区69和进给器60之前，一直是手工送料的。如前所述，卷筒78的设置相对于垂直有一个角度，使得衬垫材料76平整和无阻碍地进入端口53。与此同时，来自卷筒74的边料，由手工使其从导向58的壁68和70之间通过，再通过缝纫机构52的缝纫区69和导轮的下面。来自供线器62的线，按本行业专业人员熟知的方式供到缝纫机构52。当缝纫机构被开动后，衬垫材料76和边料72就自动地被拉过缝纫机构52的缝纫区69。边料72与被折叠的衬垫材料76对齐并被推进与其相接触。用本行业专业人员熟知的方式，使用包边缝纫机构，将边料72的接近壁70的边与衬垫材料76的折叠边缝合在一起。处理完了的衬垫材料66被拽过进给器60，按本行业专业人员熟知的方式收集于卷筒上或悬挂于衬垫制作机构50的另一侧。这样，就在一步内完成了衬垫材料的折叠，缝纫，和与边料的固定。
图5显示了一段完成了的衬垫材料66，及折叠层30和32。衬垫材料66具有折叠边82，边料72的一边就是连到该处的。如图所示，边料72的宽度超过衬垫材料66的宽度，为的是如前所述的那样保证与床垫的内部弹簧及支架有足够的固定用的材料。
参照图6-11，对订合步骤42和斜角缝纫步骤44的方法和装置详细描述如下。图6显示了滚边机构86和斜角缝纫机构88。它们是互相配合使用的，并如图所示地互相靠得很近。操作人员必须能在衬垫材料66正由滚边机构86将其与床垫罩子的面料片固定的同时，把完成了的衬垫材料66的一部分放到斜角缝纫机构上进行加工。
滚边机构86包括缝纫机构90，包边材料94的来源92，包边材料的张紧器94，包边材料的导向96，以及机器90的安装台98。
缝纫机构90优选为了适应加工厚料而改进了的链式缝纫机构。其中的一种就是根据本发明的发明人和受让人的美国专利申请第07/854,373号中所揭示的改进方法进行了改进的Pegasus 401型缝纫机构。这分专利在此被引述并入本申请。上述专利申请中的是包边缝纫机构，而本发明的缝纫机构90是链式缝纫机构。除此之外，对缝纫机构90所做的改进都与该专利申请中所揭示的相同。在优选的实施例中，床垫罩子的面料片14或16，与衬垫材料66一起由上述美国专利申请中所描述的一种步行机(walking foot machine)进给到缝纫机构90的缝纫区内。
包边材料的来源92，一般是卷筒的包边材料94。它供应包边材料给缝纫机构90。包边材料94通过张紧器95。张紧器95一般包括一对被偏压在一起的、相互间隔的板子，包边材料94从其中通过。使用张紧器95的目的是在包边材料94被拽过缝纫机构90的缝纫区的时候，对包边材料产生一股拖力，以保证包边材料象衬垫材料66被固定在床垫罩子的面料片上的那样紧密地、无皱折地固定在床垫罩子的面料片上。
如图7所示，导向96的横断面一般是C型的，由相互间隔的一对C型金属板93和95组成，并在它们之间造成了一个通道。导向96的造型与折叠器56很相似。包边材料94从几乎垂直的端口101进入，从C型端口103出来而通过该通道。从该出口出来的包边材料94纵向折叠为C型，该C型的两臂部分地包围着衬垫材料66的上折叠层30的外侧自由边，以及床垫面料片14或16的外侧边缘。这两条边在此处被固定在一起。导向96对衬垫材料66的上折叠层30的外侧自由边以及床垫面料片14或16的外侧边缘也给以导向，使它们通过在端口103处的内板93所限定的C型的内弓形部分。虽然图7只给出了衬垫材料66来进行说明，但是，应该理解的是面料片14或16的边缘是与折叠层30的边缘对齐的，而且如图6所示，面料片14或16是被放在材料66之上的。导向96把包边材料94制成C型，并将其与衬垫材料66的折叠层30的外侧自由边，以及面料片14或16的边缘对整齐，从而使包边材料94就以正确的形状把折叠30的外侧自由边和面料片14或16的边缘包好。然后，包边材料94就与折叠层30的边和床垫罩子的面料片14或16的边缘缝固在一起。
斜角缝纫台88包括被预先程序化了的、由控制器102控制具体缝纫针数的锁定缝纫机构100。可选用的这类机器是三菱牌LS2-1180型的、半自动化和程序化了的锁定缝纫机构(lock stitchmachine)。
以下描述的是滚边机构86和斜角缝纫机构88在完成订合步骤42和斜角缝纫步骤44的具体操作。包边材料94由其来源92出来，通过张紧装置95，从开口101进入到导向96的通道。此后，床垫罩子面料片14或16的一个边与衬垫材料66的上折叠层30的自由边一起进入导向96的内弓形区。上折叠层30的自由边与床垫罩子面料片14或16的边对齐。此时的对齐是将这两条边放在紧靠导向96的内弓形区来完成的。床垫罩子面料片14或16与衬垫材料66通常是由手工进给到机器90的，并且在开始缝纫之前由手工对齐。当床垫罩子面料片14或16与上折叠层30的自由边一起通过导向96并进入缝纫区97时，包边材料94也同时从导向96通过，由端口103出来，以C型包住已经对齐了的床垫罩子面料片14或16与上折叠层30的自由边。然后，就由缝纫机构90把包边材料94与床垫罩子面料片14或16及上折叠层30的自由边缝合在一起。通常，操作人员一直照看着已经完成的工件，防止任何意外，并保证床垫罩子面料片14或16与衬垫材料66顺利通过缝纫机构90的缝合区。
当接近床垫罩子面料片14或16的角114时，操作人员停止缝纫机构90，并在床垫罩子面料片14或16的边上测量出从缝纫机构90的缝纫区97到所接近的角的距离。然后，操作人员对衬垫材料66作同样的测量，并在衬垫材料66上确定出与床垫罩子面料片的角114固定在一起的那一点104。操作人员把该衬垫材料66拿起来，并将点104放到机器100上，在点104处横折该衬垫材料。然后将衬垫材料66的横折106按照正确方向放在机器100的针107下面。机器100已经被程序化了，能完成预定的缝针数，例如，27针。在104处的横折106被调整为以45度角进入到针下。如图9所示，机器100就按所预定的针数108，在被折叠了的衬垫材料66上，从106那一点向内缝到远离边缘的一点。然后，将衬垫材料66转动90度，再由机器100从刚才缝到的那一点，按预定的针数110向折叠边106缝回来。在这一步所缝纫的材料中，包括边料72的重叠部分。缝合线108和110互相呈90度角，各自又与折叠106呈45度角。优选的是缝合线108和110在衬垫材料66的折缝31处有交叉。如果缝合线108是在下折叠层32上由其外侧自由边按预定针数向折缝31行针，而缝合线110是在上折叠层30上由其外侧自由边按预定针数向折缝31行针，则是更优选的。这样，缝合线108和110就分别在上折叠层30和下折叠层32上形成了斜角缝合的角。
随后，如图10所示，一块由缝合线118、110及折叠线106围成的三角料112就被从衬垫材料66上剪切下来。被剪切下来的三角料112也包括与衬垫材料66的下折叠层32相重叠的那一部分边料。此外，边料72的垂边按相对于折缝为90度的角度进行裁剪，使其适合角的形状(图11)。图11显示完成了的产品。三角块儿112可以用剪刀手工剪下来，也可以用安装在斜角缝纫机构同一台子上的自动切压机构(未画出)来切掉。
当斜角缝纫的步骤完成后，重新开动缝纫机构90，操作人员继续将床垫罩子面料片14或16及衬垫材料66进给到机器90的缝纫区97内。当接近床垫罩子面料片14或16的角114时，操作人员就在不停缝纫机构的条件下，将床垫罩子面料片14或16枢转90度。由于衬垫材料66的围成的角已经被斜角缝好并且被与床垫罩子面料片14或16的角114对齐了，因而，缝合步骤就毫无差错并且不停顿地进行下去，产生出如图8所示的产品，其中，衬垫材料66的斜角缝纫的角就正对着床垫罩子面料片的角114的中心。继续进行缝纫操作直至下一个角114的来到，此时就重复斜角缝纫步骤44。继续进行这一过程，直至所有的四个角114都被缝合好，并且衬垫材料80在床垫罩子面料片14或16的整个一周都被固定好了时为止。
以下参照图12-14对缝纫步骤46的方法和装置给以描述。在此步骤中，衬垫材料66的上折叠层30是在贴着折缝31的地方被缝到床垫罩子面料片14或16内侧。缝纫步骤46中使用的是经改良后可以处理厚料的暗缝机构120。优选的是暗缝机构，因为其针脚是无法从面料片14或16的外表面看见的。它们是在面料片14或16的内侧面进行的，并且当床垫被缝合好后，该缝纫的地方是看不见的。所进行的暗缝是常规的，但是，使用的机器120是按照以下的描述进行了改进，专门用于床垫罩子面料片的。
机器120优选的是美国暗缝机构公司出售的改进型1099-CS-HH-1暗缝机构。暗缝机构120的基本工作方式和行针都与1099-CS-HH-1暗缝机构相同，只是以下的改进部分有所不同。
机器120包括一个支架122，下支撑臂124，缝纫总成126，进给总成128，进给驱动系统130，控制系统134和动力系统136。缝纫总成126包括一个(未画出的)环，以枢轴方式围绕轴154转动的针152，上支撑190，进给制动129。总成126固定在支架122上对暗缝机构来说是常规性的，无须赘述。同样，支架122也是基本上与常规暗缝机构的支架相同，也无须赘述。机器120通常固定在台子132或类似的与常规缝纫机构相似的支撑物上。
进给总成128处于与缝纫总成相平衡的位置，如果按照经过总成128的工件的运动方向来讲，它们谁也不比谁靠前或靠后。进给总成包括一对相对并相碰的，主动运转的轮子，即上轮140和下轮142。上轮140和下轮142分别以轴颈的方式存在于各自的支撑是144和146中，这两个支撑又分别安装在各自的支撑173和172上。进给驱动系统130包括皮带传动148和150，皮带传动160和162，联动装置156和158。轮子140和142分别由驱动148和150来驱动。皮带驱动148和150通过各自的联动装置1 56和158分别与其相应的驱动160和162配合。
在缝纫总成126下面，与轮子142正相对的是支撑臂124，它支撑着从针152下边的缝纫区198通过的工件。臂124安装在支架122上，按照与其纵向轴平行的轴偏心枢转，使得臂124发生相对于缝纫总成126的上、下运动，参见图12。臂124与支架122的安装完全与现有的1099-CS-HH-1型一样。
驱动系统136包括动力源164，如电动机，传动168和主驱动轴166。轴166是通过是由传动157与动力源164相配合。传动168通过轴1 71使轴166与皮带传动160和162相配合。传动168是减速装置，因此，皮带传动160和162以及联动装置156和158的转速都低于轴166的转速。在优选的传动168中，偏心167安装在轴166的一端，并通过联动装置165与安装在轴171上的离合器169相配合。离合器169可以调整出轴171的所需转速，进而以所需的速率驱动皮带传动160和162。离合器169可由手工调节，使得轮子140和142与机器120的上进给制动129同步，从而得到轮子140和142在缝纫区198推进工件的速度与进给制动129的速度相等并同步。轴166通过皮带传动163与轴线161相配合的。轴161与轴166的转速相等并同步。轴的编码器159监视着轴161和166的转速和位置，并将有关信息传送给控制器134。轴166的位置对一些机器部件如针152和进给制动129等的位置是指示性的。控制器134保证轴166和针152以所需的速度运行，同时保证在停机时，针152和进给制动129总是处于抬起的位置。
轴166以本行业专业人员熟知的方式驱动缝纫机构的各部件，起动缝针总成126和进给制动129来进行缝纫。缝纫机构120的运行与1099-CS-HH-1型暗缝机构相同。动力源164通常是电动机，可由控制器134来控制它的起动和关闭。当打开动力后，轴166驱动缝纫机构并使缝纫总成进行缝纫。与此同时，轮子140和142被起动，使工件以所需的速度通过缝纫区198。当控制器关闭了马达164后，缝纫动作被停止，轮子140和142也停止运动。这样，工件就停在适当的位置，以备再次开动和继续缝纫。
联动装置156和158各包括连杆168，连杆168的各端通过万向轴170分别与支持173,175,172和174相配合。每个连杆168分别通过支持175或者174与相应的皮带传动配合。每个连杆168还通过各自的支持173或者172分别与相应的皮带驱动148或150配合。万向轴170能使从皮带传动160到148，以及从皮带传动162到150的转动力，以非完全直线的方向进行，以便适用于缝纫机构120的特殊构造。在支持175内有一个齿轮系统，它使联动装置156发生与皮带传动160相反的旋转。然而，联动装置156的转速与联动装置158相等。由此，轮子140和142就提供所需的方向完全相反、速度相等的旋转。应该理解的是，在本发明的范围内，还可以使用其它适用的动力传递设备和联动装置，只要上轮140和下轮142能以主动的、相同的速率和相反的旋转方向把工件进给于缝纫机构120的缝纫区198就可以。
附在支持172下方的是气动活塞180。它给下轮142施加偏压使其与上轮140接触，给工件适当的压力，使工件的表面与轮子140和142之间不打滑。如图12所示，连接支持173和175的实臂149，能防止由气动活塞180施加的向上的力造成的轮子140的任何向上的运动。如图12所示，当工件被送入到缝纫机构内时，气动活塞180在万向轴170处，使轮子142和支持172被向下收回，促进工件被放在轮子140和142之间。当要开始进行缝纫时，气动活塞180被开动，向上推进轮子142和支持172到达轮子142以所需的压力偏压在轮子140上的位置。控制器134对气动活塞180的运动的控制方式是本行业专业人员所熟知的。压力表184提供气动活塞内的压力数据，使操作人员可以监视轮子142的向上的压力，并通过控制器134来调节其压力，对工件产生所需的抓着力。
在先有技术的暗缝机构中，使用的是单一弹簧127或类似的装置来使臂124偏压到缝纫位置的。当压力被施加到弹簧127上时，臂124就向下枢转。因此，当厚的，或厚度不同的布料通过缝纫区198时，臂124将按照一定的间隔向下枢转，使臂124发生跳动或振动，从而干扰正常的暗缝。此外，在现有的暗缝机构中，臂124不能向下做足够的枢转以便适用于厚的布料。
气动活塞182产生可控的向上力，克服了这些缺点。气动活塞182包括弹簧183，它提供弹簧127以外的作用于臂124的向上的力。臂124的向下运动由气动活塞182抗衡弹簧127和183来完成。控制器134控制气动活塞1 82。当需要把工件放入缝纫区198，就打开气动活塞182，使臂124向下枢转，见图12。这一向下的运动，增大了臂124与支撑190之间的距离，以便于工件的送入。与先有技术相比，支架122的一部分被取消了，给臂124向下的运动提供了足够的空间。当工件被送入后，气动活塞182被关闭，弹簧127和183把臂124抬高到支持位置。这样，施于工件的向上的力就被加大了，从而减小了由于通过缝纫区的工件的厚度不同及机器的运行而造成的臂124的跳动。
在臂124上有一个凸轮186，偏心安装于轴188上，促使工件进入到模座190之间被缝纫。在缝纫过程中，为了使工件能被放到针152可以穿透需被缝纫的全部材料的位置，就需要把工件送入模座190之间，因为针152在该处是基本水平运动的。所有的被缝合的内容都要被升到模座190之间，而且要升入足够的距离，使针152穿入足够的深度，完成的缝纫结实，不易脱线。现有的缝纫机构的凸轮186没有足够的宽度，无法完成把衬垫适当地缝合到床垫罩子面料片的内侧。针152要么能穿过面料片14或者16的一部分，但不能穿过折叠30的一部分，或者正相反；即便针152可以穿过面料片14或者16和折叠30的一部分，但是，不能达到足够的穿过深度。
为了克服这一问题，使用了较宽的凸轮，使更多的材料进入到模座190之间。在缝纫过程中，凸轮186在轴188上向上枢转，把工件推入模座190之间，参见图13。当针152收缩时，凸轮186向下枢转，使工件向前移过缝纫区198，把下一个针位移进来。
在臂124上还有一个直立的板子192，它可以帮助把床垫罩子面料片14或者16相对于折缝31的理想位置对齐。如果折缝35对着导向板192，折缝31就准确的处在面料片14或者16的内侧的缝合位置。
在先有技术的暗缝机构中，只有单一的进给轮。按工件的运动方向来说，该轮子处在缝纫总成126的后边，与其对齐。因此，在工件通过缝纫区之前，就没有轮子与工件的接触，而轮子只是拽着工件通过缝纫区。这种设置不适用于面料片14或者16。因此，当面料片14或者16的角114要接近缝纫区时，并且面料片14或者16需要在角114处旋转，就会发生面料片14或者16从单一轮子上的脱落，有可能产生间断，需要操作人员格外地注意把面料片14或者16连续进给到缝纫区的均匀性。
在本发明中，进给轮子140被移动到按工件的运动方向来讲，正对着缝纫总成126的位置，或是与其水平的位置。有了这样的安排，在进行缝纫时，工件就被轮子140正压接触，而不论相对于工件的运动方向来说，工件是伸出到缝纫总成的前面或者后面都可以。结果是，当面料片14或者16围绕角114作枢转时，它们就不会发生与轮子140的脱离。第二个轮子142保证面料片14和16都以相同的速度通过缝纫区198，就不会在缝合时发生扭曲。此外，轮子142还帮助面料片14或者16平稳地通过缝纫区198，保证在通过角114时，不发生面料片14或者16的脱离。气动活塞180保证轮子140、142和面料片14、16之间有正抓着力。用橡胶或类似材料制作轮子140、142，还可以提高这一抓着力。
参照图13和14对缝纫机构120的缝纫步骤46的运行描述如下。在缝纫步骤46中，用暗缝把衬垫20或22与相应的上面料片14或下面料片16在折缝31处缝合好。此时，上折叠层30的外侧自由边已经与其相应的面料片14或者16在折缝35处固定在一起了。为了准备进行缝纫步骤46，面料片14或者16在台子32被翻身，使折叠层30面朝上，面料片14或者16的上表面冲下。将面料片14或者16手工推向缝纫区198。折缝35与导向板192对齐，边料34可以伸出导向板192并伸到缝纫区之外。此时，气动活塞182被开动，使臂124向下枢转，增大臂124与模座190之间的空间。此外，开动气动活塞180，收缩轮子142。当面料片14或16到达缝纫区198内的理想位置时，关闭气动活塞182，由弹簧127和183把臂124升到理想位置。另外，开动气动活塞180，使轮子142升高并与面料片14或16紧密接触，并以压力表184所示的理想压力把它们捕捉在轮子140和142之间。这些动作都在控制器134的控制之下。然后开动缝纫机构，一般是下踩踏板(未显示)，使凸轮186围绕轴182发生枢转，把折缝31推进到针152能在靠近折缝31处穿透面料片14或16和折叠层30的位置。然后，如同常规的暗缝一样，针152往回收缩，同时，凸轮向下枢转离开模座190，使面料片14或16被轮子140和142按面料片14或16的运动方向推进，在图12和13上为进入纸内的方向。重复这一过程，直至在面料片14或16的边缘上的缝纫完成时为止。当到达角114时，操作人员把面料片14或16围绕着角114枢转，继续进行缝纫，使面料片14或16被轮子140和142捕捉。此后，对下一条边进行缝纫直至到达下一个角，再重复这一过程。最后，气动活塞180和182再次被缩回，关闭动力164，缝纫机构就准备好对下一个面料片14或16的缝纫。
制作床垫10的程序中的最后一道是封口步骤48。采用常规的封口，无须赘述。床垫罩子的面料片14或16被放在内弹簧和支架上，每个面料片14和16都通过其边料34使其固定在不同的部位，例如，用固定环或类似的装置使其固定在弹簧36等上。在这一步骤中，面料片14或16与支架12上的正确部位对齐。当面料片14或16被固定后，就加上侧面料片18。侧面料片18的一边与上面料片14的折缝33相连接，它的另一边与下面料片16的折缝33相连接。在这一步中，使用的是常规的包边机构，它的运行与滚边机构很近似。在侧面料片18的边和面料片14或16的边的接合处的折缝33加上包边并缝好，把侧面料片18与面料片14或16连接起来。这一步是先在上面料片14或下面料片16中的一片上完成的，然后在另外一片上完成。适用的、可达到这一目的之商业化的产品有英国伦敦市劳伦斯路13号的Gateway Textiles有限公司出售的“MATTRESS MASTER”’。
本发明的上述的方法和设备能生产出高质量的面上带有枕头的床垫的罩子，并比先有技术的方法和设备的生产成本低很多。节约之一来自把对衬垫的折叠、缝纫和加缝边料的三步合为一步完成。而在先有技术中，则需要分开的三步来完成。此外，还省去了粘贴步骤，用暗缝把衬垫与面料固定在一起，节约了很大的花费。造出了经改进的、能够缝纫厚料的暗缝机构，例如把床垫罩子面料片与衬垫缝合在一起的暗缝机构，才可能省去粘贴步骤。能够以低成本生产出优质的床罩的另一原因是把斜角缝纫台紧靠滚边机构，使斜角缝好的角能被迅速和准确地定位。
根据如上所述，本行业的专业人员可以找到在本发明范围之内的其它的变型和改进。以上所述只是说明性的。本发明的范围则由随后的权利要求和其等同物来限定。
权利要求
1．一种将两种材料无针脚缝合在一起的设备，所述的设备包括框架；在所述的框架上安装有将两种材料无针脚缝合在一起的缝纫装置，所述的缝纫装置包括缝纫针；将所述两种材料以单一运动方向送往并通过所述缝纫装置的送料装置，所述送料装置包括啮合所述两种材料上表面的上送料器，所述上送料器与所述的缝纫针有间隔，处于所述缝纫针的前述材料运动方向的下游，并且在所述的运动方向上与所述的缝纫针基本对齐；和基本上被安置在所述上送料器下面的以使所述两种材料被置于上送料器和下送料器之间的下送料器，所述下送料器与所述的缝纫针有间隔，处于所述缝纫针的前述材料运动方向的下游，并且在所述的运动方向上与所述的缝纫针基本对齐，所述下送料器主动驱动将所述两种材料以所述运动方向送往并通过所述的缝纫装置。
2．根据权利要求1所述的缝纫设备，进一步包括固定所述上送料器和下送料器之一以避免其移向或离开所述两种材料的装置；和加力以迫使所述上送料器和下送料器中的另一个与所述上送料器和下送料器中被固定的一个相抵以在其间压紧所述的两种材料，并可撤力以使所述上送料器和下送料器中的另一个离开所述上送料器和下送料器中被固定的一个以放入所述的两种材料的缸体。
3．根据权利要求2所述的缝纫设备，进一步包括调节所述缸体所提供的力的装置。
4．根据权利要求1所述的缝纫设备，进一步包括被安置在所述缝纫装置下面的、用以支撑所述两种材料通过所述缝纫装置的支撑臂，所述支撑臂被枢轴安装在所述框架上；和被有效连接在所述支撑臂上的缸体，所述缸体包括朝所述缝纫装置向上偏压所述支撑臂并可将所述支撑臂由所述缝纫装置向下枢转以将所述材料放入所述缝纫装置的装置。
5．根据权利要求1所述的缝纫设备，进一步包括送料凸轮；和使所述下送料器的速度和运动与所述送料凸轮的速度和运动同步，从而推进所述两种材料基本上以同一速度通过所述缝纫装置并且使所述下送料器、送料凸轮和所述缝纫装置同步启动或制动。
6．一种将两种材料无针脚缝合在一起的设备，所述的设备包括框架；在所述的框架上安装有将两种材料无针脚缝合在一起的缝纫装置，所述的缝纫装置包括有缝纫针；将所述两种材料以单一运动方向送向并通过所述缝纫装置的送料装置，所述送料装置包括啮合所述两种材料上表面的上送料器，所述上送料器与所述的缝纫针有间隔，处于所述缝纫针的前述材料运动方向的下游，并且在所述的运动方向上与所述的缝纫针基本对齐；和啮合所述两种材料下表面的下送料器，所述两种材料被置于上送料器和下送料器之间，所述下送料器与所述的缝纫针有间隔，处于所述缝纫针的所述材料运动方向的下游，并且在所述的运动方向上与所述的缝纫针基本对齐；主动驱动所述上送料器以使其转动将所述两种材料以所述运动方向送往并通过所述缝纫装置。
7．根据权利要求6所述的缝纫设备，进一步包括固定所述上送料器和下送料器之一以步免其移向或离开所述两种材料的装置；和加力以迫使所述上送料器和下送料器中的另一个与上述上送料器和下送料器中被固定的一个相抵以在其间压紧所述的两种材料，并可撤力以使所述上送料器和下送料器中的另一个离开上述上送料器和下送料器中被固定的一个以放入所述的两种材料的缸体。
8．根据权利要求7所述的缝纫设备，进一步包括调节所述缸体所提供的力的装置。
9．根据权利要求6所述的缝纫设备，进一步包括被安置在所述缝纫装置下面的、用以支撑所述两种材料通过所述缝纫装置的支撑臂，所述支撑臂被枢轴安装在所述框架上；和被有效连接在所述支撑臂上的缸体，所述缸体包括朝所述缝纫装置方向向上偏压所述支撑臂并可将所述支撑臂由所述缝纫装置向下枢转以将所述材料放入所述缝纫装置的装置。
10．根据权利要求1所述的缝纫设备，进一步包括送料凸轮；和使所述下送料器的速度和运动与所述送料凸轮的速度和运动同步，从而推进所述两种材料基本上以同一速度通过所述缝纫装置并且使所述下送料器、送料凸轮和所述缝纫装置同步启动或制动。
11．一种将两种材料无针脚缝合在一起的设备，所述的设备包括框架；在所述的框架上安装有将两种材料无针脚缝合在一起的缝纫装置，所述的缝纫装置包括有缝纫针；将所述两种材料以单一运动方向送向并通过所述缝纫装置的送料装置；被安置在所述缝纫装置下面的、用以支撑所述两种材料通过所述缝纫装置的支撑臂，所述支撑臂被枢轴安装在所述框架上；和被有效连接在所述支撑臂上的缸体，所述缸体包括朝所述缝纫装置向上偏压所述支撑臂并可将所述支撑臂由所述缝纫装置向下枢转以将所述材料放入所述缝纫装置的装置。
全文摘要
本发明涉及面上带有枕头的床垫罩子(11)的制作方法和装置,其中用于制备面上带有枕头的床垫罩子(11)的衬垫(20,22)是一步制作出来的,包括对衬垫的纵向折叠、连接边料(34)和缝纫。然后,把衬垫的外边与罩子(11)的上(14)、下(16)面料片连接。用无针脚缝纫把每个衬垫在其折叠边与相应的上、下面料片的内侧相固定,使从外面看不见其针脚。在本发明的装置中,对常规的无针脚缝纫机进行了改进,提供了较宽的凸轮(186)以便把工件推到针(152)位,并用气动控制下支持臂(124)。
文档编号D05B27/14GK1221824SQ98119010
公开日1999年7月7日 申请日期1998年8月13日 优先权日1993年8月4日
发明者迈克尔·R·波特, 查尔斯·E·穆卡尼, 约翰·J·科比 申请人:波特缝纫机械公司