阅读说明：本技术 用于制造和分配单独加固元件的设备 (Device for producing and distributing individual stiffening elements ) 是由 W·J·库伯 于 2017-04-14 设计创作，主要内容包括：一种用于利用多个单独加固元件来加固由弹性钉合设备创建的钉合连接的设备。该设备与产生多个塑料紧固件的弹性钉合设备一起同时构建和部署所述多个单独加固元件。该设备由一对相对设置的加固坯料材料卷制造所述多个单独加固元件。单独加固元件为构造上可变形的制品提供额外的结构完整性。(A device for reinforcing a stapled connection created by an elastic stapling device with a plurality of individual reinforcing elements. The apparatus simultaneously constructs and deploys the plurality of individual reinforcement elements along with a resilient stapling apparatus that produces a plurality of plastic fasteners. The apparatus produces the plurality of individual stiffening elements from a pair of oppositely disposed webs of stiffening blank material. The separate reinforcing element provides additional structural integrity to the structurally deformable article.)

用于制造和分配单独加固元件的设备

技术领域

本发明总体上涉及用于制造和部署结合紧固系统的加固元件(诸如塑料盘)的设备。更具体地，本公开涉及与弹性钉合(stapling)设备结合使用的设备，该设备用于加固包装材料上的钉合连接点，同时利用弹性钉合设备将产品固定到包装材料。

背景技术

弹性或塑料紧固件通常用于将各种不规则形状的产品固定到包装材料(诸如纸板背衬)。弹性紧固件通常为H形构造，其中两个缩短的平行横杆或T形杆在它们的大致中点处由在其间正交延伸的细而柔软的细丝相互连接。弹性紧固件或钉合钉通常是从一批梯状坯料或从不同批的细丝和T形杆坯料单独产生。弹性紧固件可由梯状坯料形成，例如目前由加利福尼亚州帕萨迪纳市的艾利丹尼森公司(Avery Dennison Corporation of Pasadena,California)制造并销售的名为PLASTIC 和ELASTIC STAPLE^TM系列塑料紧固件梯状坯料。

弹性紧固件可由塑料紧固件装置(例如由加利福尼亚州帕萨迪纳市的艾利丹尼森公司制造并销售的11601(IndES))产生。这些系统经设计将诸如家庭用品、玩具和五金器具的物品安全地固定到通常由纸板制成的衬纸板。气动驱动的IndES单元能够作为独立单元运行，或者被集成到自动包装线中。通过将一对装有紧固件坯料的空心针穿线并且刺穿在待固定产品的任一侧上的衬纸板，塑料紧固件装置将产品固定到包装。留下单独的弹性紧固件，从而利用一对T形杆用细丝将产品固定到背衬。该对T形杆接合背衬的背面，以将产品附接到包装材料。

当每根针穿过背衬时，在背衬材料中形成孔。紧固件的T形杆部分垂直于细丝弹起，以接合背衬并将紧固件保持在适当位置。较重的产品或较薄的背衬材料能够在紧固件和背衬之间的连接点上形成应变。这种应变会导致***孔的撕裂或不希望的扩张，从而导致连接失效。一旦连接受损，产品就将不再被固定到包装。

因此，需要加固弹性紧固件和背衬材料之间的连接点的方法。本发明公开了用于向这种脆弱的连接点供应和部署加固件的设备。该设备结合弹性钉合装置产生并安装多个加固元件。通过本发明，在单个操作中，在产生和部署加固元件的同时，由弹性钉合装置产生并部署弹性紧固件。

发明内容

下面呈现简化的概述，以便提供对所公开的创新的一些方面的基本理解。此概述不是详尽的概述，并且无意于标识关键/重要元素或描绘其范围。其唯一目的是以简化形式提出作为稍后提出的更详细描述的序言的一些概念。

在其一个方面中，本文公开和要求保护的主题包括用于制造和定位与多个弹性紧固件一起使用的多个单独加固元件的设备。该设备包括基板和安装到基板的一对模块。该对模块将一对加固坯料卷馈送通过设备并切断单独加固元件。单独加固元件由该对模块部署和定位，以与由弹性钉合设备产生和部署的所述多个弹性紧固件对准，从而加固将紧固件附接到背衬或包装材料的连接点。

在优选实施例中，该对模块中的每一个包括气动元件、连杆驱动块、切割块和凸轮元件。连杆驱动块由气动元件接合，并通过凸轮元件可移动地连接到切割块。该对模块中的每一个还包括条带馈送块，所述条带馈送块用于将该对加固坯料卷中的一个馈送通过设备。该对模块中的每一个还包括模块盖元件和切割元件，该模块盖元件用于抵抗该对加固坯料卷中的一个在其移动通过设备时向后移动，该切割元件用于一旦所述多个加固元件被定位成加固所述多个弹性紧固件就切断所述多个加固元件。

气动元件伸出，从而沿着凸轮元件中的导向槽向前推动连杆驱动块。该移动迫使切割块向下，从而允许加固坯料中的一部分在切割块上延伸。一旦定位，气动元件就缩回，从而向后推动连杆驱动块，从而迫使切割块向上。在切割块被向上推动时，该批加固坯料被迫使抵靠切割元件，从而割断单独加固元件。

为了实现前述和相关目的，本文结合以下描述和附图描述了所公开的创新的某些说明性方面。然而，这些方面仅指示本文所公开的原理能够被采用的各种方式中的几种，并且旨在包括所有这些方面及其等同形式。当结合附图考虑时，由以下详细描述，其他优点和新颖特征将变得显而易见。

附图说明

图1示出根据所公开的架构的用于从一批加固坯料分配多个单独加固元件以用于与弹性钉合设备结合使用的设备的透视图。

图2示出根据所公开的架构的设备的侧透视图。

图3示出根据所公开的架构的用于与设备一起使用的一批加固坯料和多个单独加固元件的透视图。

图4示出根据所公开的架构的被馈送到附接到设备的基板的一对模块中的一对加固坯料材料卷的侧透视图。

图5示出根据所公开的架构的该对模块中的一个的透视图。

图6示出根据所公开的架构的该对模块中的一个的条带馈送块的侧透视图。

图6A示出根据所公开的架构的条带馈送块的坯料定位元件的侧透视图。

图7示出根据所公开的架构的该对模块中的一个的顶盖块的透视图。

图8示出根据所公开的架构的该对模块中的一个的模块盖元件的侧视图。

图8A示出根据所公开的架构的模块盖元件的卡位(detent)部件的侧视图。

图9示出根据所公开的架构的该对模块中的一个的处于切割位置的切割块的侧视图。

图10示出根据所公开的架构的可调整地附接到基板的该对模块的侧透视图。

图11示出根据所公开的架构的模块盖元件的顶板中的中心槽的俯视图。

图12示出根据所公开的架构的该对模块中的一个的端面剖视图。

图13示出根据所公开的架构的该批加固坯料被装载到设备的一对坯料接合部件中的一个上的部分分解图。

图14示出根据所公开的架构的一条加固坯料材料被馈送到该对模块中的一个中的侧透视图。

图14A示出根据所公开的架构的该条加固坯料材料被馈送到该对模块中的一个中的剖视图。

图15A示出根据所公开的架构的多个模块中的处于装载位置的一个的透视图。

图15B示出根据所公开的架构的多个模块中的处于馈送位置的一个的透视图。

图15C示出根据所公开的架构的多个模块中的处于切割位置的一个的透视图。

具体实施方式

现在参考附图描述本创新，其中在全文中相同的附图标记用于指代相同的元件。在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对描述的透彻理解。然而，很明显，没有这些具体细节也可实践本创新。在其他实例中，以框图形式示出了公知结构和装置以便于对其进行描述。

首先参考附图，图1至图15示出了根据本发明的用于由一批加固坯料50产生多个单独加固元件60的设备100。如图1和图2中所示，设备100包括框架102和基板104。基板104包括顶侧106、底侧108，并且适于支撑弹性钉合设备30和该批加固坯料50。如上所述，可与设备100一起使用的弹性钉合设备30的一个例子是IndES工业弹性钉合系统。IndES使用一对直径约3/16英寸的针，以使用弹性钉合钉将产品紧固到包装材料(诸如纸板背衬)。IndES机器的针刺穿包装材料，并通过穿刺孔将钉合钉末端弹出。钉合钉末端弯曲到适当位置中以将弹性钉合钉固定在适当的位置，从而将产品固定到包装材料。

设备100可用于制造所述多个单独加固元件60，以加固在紧固件组件(如在共同转让的U.S.2016/0039555A1中所描述的，该文献通过引用被并入本文)中的塑料或弹性紧固件。如图3中所示，所述多个单独加固元件60优选地被形成为整体的实心盘，其由抗变形的硬塑料材料构建，所述硬塑料材料诸如但不限于聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯。所述多个单独加固元件60在本文中被表示为大致正方形的突片。然而，这并不意味着限制，因为所述多个单独加固元件60可以被构建成与加固所使用的塑料紧固件所需的尺寸相对应的任何替代构造、大小或形状。

用于与设备100一起使用的该批加固坯料50通常被构造成一对加固坯料材料卷。在一个实施例中，该对加固材料卷中的每一个由一条约1/2英寸宽、具有沿中心线以约1/2英寸间隔的大致居中设置的多个孔52的硬塑料材料56形成。所述多个孔52中的每一个的直径的大小被设定为略大于弹性钉合设备30的针的直径。如图2、图4和图13中所示，该对加固坯料材料卷被装载在设备100上，设备100将每条硬塑料材料56切割成具有中心孔52的大约1/2平方英寸的单独加固元件60。尽管已经针对该特定实施例描述具体尺寸，但是这些尺寸并不意味着限制，因为尺寸可根据需要定制以用于与任何大小的塑料紧固件一起使用。

设备100还包括一对坯料接合部件112，每个坯料接合部件112包括附接到轴116的卷轴114。该对坯料接合部件112中的每一个被安装到基板104底下的框架102。框架102用作基座104的支撑物或基础。基座104通常为矩形构造并且还包括居中设置的开口110。每卷加固坯料材料被装载在卷轴114中的一个上，该卷轴114沿轴116旋转，从而将每条加固坯料材料56从该卷加固坯料材料馈送到设备100中。

在所述多个单独加固元件60抵靠包装的背侧或在其附近定位的情况下，弹性钉合设备30在包装材料中与所述多个单独加固元件60对齐地打孔，通过针分配塑料紧固件，并且将每个塑料紧固件固定到由包装和单独加固元件60中的一个所形成的加固连接点。因此，所述多个单独加固元件60为包装材料提供结构稳定性。

如图4、图5和图10中所示，设备100还包括一对模块118，该对模块118被可移动地安装到在居中设置的开口110内的基板104，以与弹性钉合设备30对准。该对模块118中的第一模块120和第二模块122具有相同的构造，在居中设置的开口110内的位置可调整，并且被沿相反的方向可移动地安装。该对模块118适于接收该批加固坯料50，将该批加固坯料50割断成所述多个单独加固元件60，并结合弹性钉合钉来部署所述多个单独加固元件60以加固多个钉合连接。

如图5和图9中所示，该对模块118中的每一个包括气动元件124、连杆驱动块128、凸轮元件134和切割块142。气动元件124通常是使活塞杆126移动的气缸。活塞杆126被连接到连杆驱动块128的一端。凸轮元件134包括固定到模块118的第一端136、可移动地连接到切割块142的第二端138以及导向槽140。连杆驱动块128的另一端被可移动地固持在凸轮元件136的导向槽140内。因此，凸轮元件142可移动地连接连杆驱动块128和切割块142。导向槽140通常被成角度地构造，从而在活塞杆126由气动元件124推动或缩回时使切割块142上下移动。

如图6和图6A中所示，每个模块118还包括条带馈送块130，条带馈送块130包括坯料定位元件132。条带馈送块130被安装到连杆驱动块128的顶部。坯料定位元件132通常是销，其成斜面以便接合在沿着条带馈送块130延伸的该批加固坯料50的一部分中的多个孔52。当连杆驱动块128由活塞杆126向前推动时，坯料定位元件132使该批加固坯料50前进通过模块118。

如图8、图8A和图11中所示，每个模块118还包括模块盖元件150和卡位部件160，模块盖元件150包括顶板152。模块盖元件150被定位在基板104的居中设置的开口110内。顶板152包括第一端154、第二端156和中心槽158。第一模块120的第二端156被定位成面向在基板104的居中设置的开口110内的第二模块122的第二端156。卡位部件160通常是球、圆柱体或类似的机构，其在第一端154附近穿过顶板152，顶板152能够与该批加固坯料50中的多个孔52对准并接合以在该批加固坯料50由坯料定位元件132前进通过模块118时抵抗或阻止该批加固坯料50的任何向后的移动。

另外，每个模块118还包括如图7中所示的顶盖块162。顶盖块162被定位在顶板152的中心槽158内。顶盖块162基本上为矩形构造，包括顶侧164和底侧166，底侧166成冠形或以其它方式成凹形以准许坯料定位元件132使该批加固坯料50前进通过模块118。因此，顶盖块162的底侧166通常邻接条带馈送块130，从而夹住或以其他方式基本上封装该批加固坯料50的由模块118接合的部分。

每个模块118还包括顶固持板168和切割元件172。顶固持板168被附接到顶板152的第二端156并包括开口170，该开口170通常被成形为与单独加固元件60中的每一个的构造相同。切割块142包括斜面顶部144、中心孔146和底部148。切割块142的斜面顶部144穿过开口170，从而一旦单独加固元件60被切割就将其推动通过开口170。切割元件172通常是固定刀或刀片，其被附接到模块盖元件150的第二端156，在该第二端处，切割元件可移动地邻接切割块142。

如图12中所示，斜面顶部144可相对于切割元件172向侧面成角度，以更容易地切割单独加固元件60。在优选实施例中，斜面大致设定为5度。然而，这并不意味着限制，因为可基于待切割的材料或切割速度来改变斜面以优化切割。中心孔146经设定尺寸以并被构造成接受来自弹性钉合设备30的针的穿过。底部148可移动地接合凸轮元件134。

为了使用设备100，用户将该对加固坯料材料50卷中的每个卷放置到该对坯料接合部件112中的一个上，如图14和图14A中所示。来自每卷的一条加固坯料材料56沿相反的方向单独被馈送到一对模块118中的一个中。每个条带馈送块130使所述条加固坯料材料56中的一条与坯料定位元件132接合。设备100可由马达(未示出)提供动力。

如图15A中所示，该条加固坯料材料56被定位在条带馈送块130上，使得该条加固坯料材料56的一端邻接切割块142。在装载位置中，活塞杆126完全缩回，从而使连杆驱动块128保持远离切割块142。当设备100被接合时，活塞杆126通过气动元件124伸出，从而沿凸轮元件134的导向槽140朝向切割块142推动连杆驱动块128，如图15B中所示。随着连杆驱动块128向前移动，凸轮元件134向下拉动切割块142，以使斜面顶部144下降到切割元件172的水平面以下。同时，连杆驱动块128使条带馈送块130前进，使得该批加固坯料的约1/2英寸部分或根据需要的任何构造长度的多个单独加固元件60被推动超过切割元件172并在切割块142上方被推动。

最后，在图15C中所示的切割位置中，活塞杆126通过气动元件124缩回，从而沿着凸轮元件134的导向槽140向后拉动连杆驱动块128，使其远离切割块142。此缩回允许凸轮元件134将切割块142向上推动抵靠一批加固坯料的位于斜面顶部144上方的部分。向上的移动迫使斜面顶部144抵靠该批加固坯料，从而将该批加固坯料沿着切割元件172推动并通过顶部固持板168中的开口170，以形成并分离出单独加固元件60。同时，当坯料定位元件132滑出接合孔52并重新接合该批加固坯料50中的远侧孔52时，条带馈送块130返回其原始位置，使得该过程可重复。设备100自动可调，以使单独加固元件60的多个孔52与弹性钉合设备30的针对准。随着弹性钉合设备30的循环，设备100可通过下一个应用索引所述条加固材料56。

上面已经描述的内容包括所要求保护的主题的示例。当然，不可能为了描述所要求保护的主题的目的而描述部件或方法的每种能想到的组合，但是本领域的普通技术人员可认识到，所要求保护的主题的许多进一步的组合和置换是可能的。因此，所要求保护的主题旨在涵盖落入随附权利要求书的精神和范围内的所有这样的改变、修改和变化。此外，就在具体实施方式或权利要求中使用术语“包含”的程度而言，该术语旨在以与术语“包括”当在权利要求中用作过渡词时解释“包括”类似的方式被包括在内。