CN102666042B - 使用共同刀刃的模切刀 - Google Patents

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Abstract

本发明通常旨在提供一种用于滚筒式模切机的模切组件，该模切组件包括基件、模切刀和可压缩顶层。所述基件通常为矩形形状并且具有长度、宽度和厚度。包括切削刃的所述模切刀形成为包括多个几何形状的图案。当几何形状允许时，包括多个几何形状的图案形成为每个所述几何形状共享共用点。所述模切刀通常偏斜地连接到基件上，其中所述图案没有横向于所述基件的长度的边。所述可压缩顶层连接到所述基件上。通常，所述模切刀嵌套在可压缩顶层上，并且所述可压缩顶层超出所述模切刀的切削刃延伸。

Description

使用共同刀刃的模切刀
相关申请的交叉引用
本申请为申请日为2010年9月28日的PCT国际专利申请，并要求申请日为2009年9月28日，申请号为No.61/246,358，名称为“使用共同刀刃的模切刀(DIE CUT WITH COMMONBLADES)”的美国临时申请的优先权，该申请的全部内容在此作为参考引入本申请。
背景技术
模切是一种从片材上快速且精确地进行切割成型的惯用形式。模切已经在工业应用中广泛地用于切割木箱、纸箱、鞋底、衣物和其他各种制造物品的部件。这些大型工业模具常常利用大型的液压冲床或机械滚筒。这些模具通常具有多种尺寸、适中的重量并具有暴露的切削刃。这些工业模具几乎专门用于受控的工业环境中和由受训人员操作和维护。批量生产必然限制了由工业模切机进行成型的形状、尺寸和材料的多样性。此外，批量生产不能实现使热情的手工艺者在他们所挑出的图案、颜色或材料中获得特殊的切出形状和尺寸。
很多较小的模切机已经得到了发展，使得手工艺者能够以较经济的方式在所需的精确尺寸、图案和材料中创建精确的形状。一种此类模切机的示例在美国专利No.5,647,260中进行了描述。这些通常用于学校、商业和家政中的模切机目前能够在市面中获得。这些小型模切机通常大多数为滚筒式模切机(roller-type machine)，其中，滚筒提供压迫模具的必要压力，以将片材切割为几何切出形状。用于这些模切机的模切刀所需特点是能够准确且高效地切割片材，并且能够安全地由个人操作和运输，并且在个人用户进行所需的小型养护下，具有长时间的使用寿命。
存在提供一种用于连接滚筒式模切机的模切刀的需求，以使该滚筒式模切机能够准确且高效地切割片材，并能够安全地由个人操作和运输，以及在个人用户进行所需的小型养护下，具有长时间的使用寿命。
发明内容
本发明通常旨在提供一种用于滚筒式模切机的模切组件，该模切组件包括基件、模切刀和可压缩层。所述基件通常为矩形形状并且具有长度、宽度和厚度。包括切削刃的所述模切刀或切割刀形成为包括多个几何形状的图案。当几何形状允许时，包括多个几何形状的图案设置为所述几何形状共享共用的刀。所述模切刀通常以偏斜或具有角度的方向连接到基件上，借此，所述图案没有边或刃横向基件的长度。所述可压缩层连接到基件上。通常，所述模切刀嵌套在可压缩层上，并且所述可压缩层的顶面沿远离所述基件的方向超出所述模切刀的切削刃延伸。一个实施方式包括形成为图案的模切刀，该模切刀包括多个直角三角形。所有三角形共享共同的斜边或基底边，并且一些三角形两者均共享。另一种实施方式包括形成为多个方形的模切刀，其中所述方形共享至少一个共同边。
本发明的可选实施方式包括透明的基件。本发明也包括使用所请求的装置切割多片织物或纸张的方法。本发明的另外和进一步的目的是将新颖的从属特征加入其中，这将展现在下述说明的过程中。
附图说明
附图为本说明书的一部分，并且与说明书相互结合进行阅读，其中，相同的附图标记用于在不同视图中标识相同或类似的部件。在附图中：
图1是根据本发明具体实施方式提供的模切组件的侧视立体图；
图2是根据本发明具体实施方式提供的模切组件的仰视图；
图3是根据本发明具体实施方式提供的模切组件的俯视图；
图4是根据本发明具体实施方式提供的模切组件的俯视图；
图5是根据本发明具体实施方式提供的模切组件的仰视透视图。
具体实施方式
现在，将结合附图对本发明进行描述。其中，相同的附图标记始终用于标识相同的部件。为了清楚地描述本发明的特征，在附图中不必维持部件的比例关系。
现在参见图1和图2，附图标记10通常标识用在例如滚筒式模切机(roller diecutting machine)中的模切组件，该模切组件将片材(未显示)切割成不同的预定形状，其中滚筒式模切机可以为美国专利No.5,647,260所描述的滚筒式模切机。作为滚筒式模切机的一种可选方案，模切组件10可以同样用于与适合的印刷机或其他机械装置的任意类型相结合，这些印刷机或机械装置能够对该模切组件10施加力或压力。
通常，通过模切组件10进行切割的片材的构成可以包括但不限于织物、纸张、纸板、塑料或其他类似物。如图所示，模切组件10大致为矩形形状并且包括基件12，模切刀14，以及可压缩层16。基件12包括第一面18、第二面20、第一端22、第二端24、第一侧26、第二侧28并具有厚度29、长度30和宽度32，并且该基件12位于大致水平的平面上。通常，基件12可以为刚性材料和半刚性材料(semi-rigid material)。该基件12通常采用胶合板或刚性的塑料类材料(rigid plastic-like material)，但是也可以采用本领域内所公知的任意合适的材料。在一种可选的实施方式中，基件12包括透明材料的片材，该片状材料类似于热塑聚碳酸酯透明合成树脂或者树脂玻璃(Plexiglas)，以使得操作人员能够可视地定位需要通过模切组件10切出的图形或图案。片状材料除透明材料外，还可以选择彩色的或不透明的材料。参见图5，模切组件进一步的实施方式包括塑料盖33。
参见图2和图3，包括切削刃34的模切刀14形成图案36，并且与位于基件12的定位件38连接，其中模切刀14位于大致竖直的平面，并且其切削刃远离基件12的第一面延伸大约1/8至1/2英寸。图案36通常包括常见的具有类似或不同尺寸的几何形状，这些几何形状能够获得用于缝合或其他类似裁剪贴画或制作卡片的艺术或手工艺活动所需的片材样式52。图案36在一种模切组件上通常包括多种样式。图案36可以包括多种相同形状和尺寸的样式，或者可以包括形状和/或尺寸不同的样式52。
当图案36包括具有线性边或互补边(complimentary sides)时，模切刀14可以设计为两个相邻的几何形状包括一个共同边40。共享的共同边40能够允许模切组件具有更高效布局的图案36，从而减小片材的浪费，并且提供了在模切组件10的每个给定区域实现包括更多样式52的形状的可能。除此之外，共同边40的共享能够允许相邻形状共享共同的模切刀14，从而减少对多种模切刀的需求。这能够降低生产模切组件10所需的成本和材料。而且，图案36偏斜或具有角度地定位在基件12上，以使得包括在图案36中的线性边不会相对于基件12的长度30横向设置。如图2所示，图案36相对于基件12偏斜角度α，该角度α大约在1°至45°之间，或者可选地在3°至10°之间。通常，显示附图中的约为5°的角度α仅作为示例用途。使图案36偏斜或成角度地定位，能够允许压力逐渐地并渐进地施加在长且线性的切口上，并且确保滚筒压力沿切削刃34在每个对象上施加充足的切割力。而且，偏斜或成角度的定位能够防止切削刃34受压，这通过在沿切削刃34的分离点上分离施加在切削刃34的力实现。这延长了模切刀14和切削刃34的寿命和耐久性。
图2和图3也描述了模切组件10的图案36的实施方式，该图案36包括多边形，即在一个模切组件上的多个三角形形状的样式52。该三角形和相邻的三角形共享共同边40，以实现片材的高效利用。另外，图3描述了图案36的实施方式，该图案36包括折角(dog-ear)54，该折角54位于三角形的角上，以使得，在使用标准的1/4英寸缝头(seam allowance)将多个三角形样式连接为一个共同点时，改善缝合(quilt)的聚束现象(bunching)。可以调整折角54以适应本领域内所公知的其他缝头。可选地，图4描述了包括两个方形样式52的实施方式，该两个方形样式52共享一个共同边40。模切组件10可以切出任意形状和尺寸的组合。
模切刀14通常由具有刀刃宽度35的高强度金属带(metal strip)制成，当然还可以使用本领域公知的任意材料，该材料的强度能够剪断织物或纸张，并且所具有能够允许该材料形成为图案36的材料特性。模切刀14的刀刃宽度35通常具有在1/64至3/32英寸范围内的厚度。此外，切削刃34通常具有斜面以实现几乎没有损伤的精确切割。切削刃34可以包括双斜面刃或可选地，包括单斜面刃。一个实施方式包括由高强度钢形成的双斜面刃的模切刀14，以有助于保持锋利的切屑刃34，因此在小型养护下，使得模切刀14具有较长的使用寿命。模切组件10可以包括模切刀材料和/或斜面的任意组合。
包括基件12的模切组件10的通常尺寸适用于滚筒式模切机(未显示)中，所以模切组件10的尺寸应当符合在特定的滚筒式模切机中使用。因此，模切组件10的尺寸也可以设计为容易携带，以与在便携式滚筒模切机中模切组件10的使用相符。模切组件的尺寸通常与基件12的尺寸相符，并且容纳模切刀14所需的图案36。通常，在基件12具有的尺寸中，长度30在6至18英寸的范围内，宽度32在4至12英寸的范围内，以及厚度29在1/4至1又1/2英寸的范围内。而且，模切刀14不应该具有基件12上的定位件38，其中定位件38使得模切刀14的任何部分距离基件12的第一端22、第二端24、第一侧26或第二侧28超过约1/4英寸。这个距离能够防止使用模切组件10和滚筒式模切机切割的片材偏置。
图1和图3描述了可压缩层16，该可压缩层16通常为矩形形状并且包括顶面42、底面44并具有长度46、宽度48和厚度50。通常，可压缩层16的长度46和宽度48与基件12的长度和宽度相同。可压缩层16的底面44通常连接到基件12的第一面18。一种连接方法是使用粘合剂，但是本领域的普通技术人员还能够想到用在模切组件10中的可选的连接方法。而且，可压缩层16通常为弹性材料，该弹性材料在被压缩之后能够恢复到其原有形状。能够用在模切组件10中的弹性材料包括但不限于橡胶、氯丁橡胶(neoprene)、可压缩的泡沫以及海绵。通常，模切刀14嵌套在可压缩层16中。而且，可压缩层16的厚度50为可压缩层16的顶面42沿远离基件12的第一面18的方向超出模切刀14的切削刃34延伸。这种相对的定位使切削刃34被隐藏且保护在不工作的位置上，并且在操作和运输工作期间还能防止用户接触切削刃34。然而，当可压缩层16被压缩时，切削刃34露出并且与片材可操作的接触。通常，可压缩层16的厚度50约为1/8-3/8英寸，但是本领域普通技术人员还能想到能够切割片材的可选厚度。
图2和图3描述了模切组件10的一种实施方式，其中，图案36通过机器或激光蚀刻在基件12上，以形成贯穿基件12的狭缝41，该狭缝41与模切刀14的图案36匹配。可选地，狭缝41可以使用锯实现。狭缝41通常与模切刀14的刀刃宽度35相匹配，并且模切刀14可以通过插入并紧固在狭缝41中连接到基件12上，即通过定桩(staking)或其他方法实现。狭缝41和模切刀14可以互补地组合(fabricated complimentarily)，以确保当模切刀14插入到基件12中时，模切刀14不会延伸穿过基件12的第二面20。然后，可压缩层16使用粘合剂连接到基件12的第一面18。可选的实施方式包括形成为图案36的模切刀14，其中图案36包括随附标签(未显示)，借此，该随附标签(未显示)通过紧固件连接到基件12上。上述的实施方式仅展现了模切组件10的一些实施方式。本领域普通技术人员能够想到用于将模切刀14和可压缩层16连接到基件12的其他方法。
模切组件10通常应用在滚筒式模切机(未显示)中。通常，模切组件10放置在滚筒式模切机的工作面上，其中，可压缩层16的顶面42面向上方。片材(未显示)放置在可压缩层16的顶面42上。例如由树脂玻璃(plexiglass)制成的切割板(未显示)放置在片材的顶部，以使片材位于模切组件10和切割板之间。将包括模切组件10、片材和切割板的堆叠组件给进到滚筒式模切机。可压缩层16由滚筒压缩，露出模切刀14的切屑刃34。压力滚筒压缩模切组件10、片材和切割板，由于切割板受压力压迫而与切削刃34可操作的接触，借此片材被剪切。然后，将切出的形状从模切组件中移除，并且切出形状准备用于被子、旧书或其他应用项目中。模切组件10通常用于滚筒式模切机中，但是，本领域技术人员能够想到获得使用模切组件10等同结果的其他压缩方法，这些压缩方法包括但不限于印刷式模切机。
应该注意的是，当例如顶、底、左和右等术语用在本说明书和随附的权利要求书中时，此类基本术语用于提供各种部件的相对位置。此类位置术语不应被解读为限制模切组件在三维空间中的方向。例如，在一些可选实施方式中，在使用模切组件时，模切组件可以倒转为基件12位于可压缩层16的顶部。
本发明特定的实施方式已经进行了展示，应该理解的是，由于本领域技术人员可以进行多种修改，特别是在上述的教导下，本发明自然不能受限于此实施方式。在不脱离本发明精神的情况下，能够在本发明的上述公开范围中进行合理的变形和修改。

Claims (19)

1.一种用于模切机的模切组件，所述模切组件包括：
基件，该基件包括第一面、第二面、第一端、第二端、第一侧、第二侧并具有长度方向，所述第一侧和第二侧沿所述长度方向延伸；
模切刀，该模切刀包括切削刃并且连接到所述基件上；以及
可压缩层，该可压缩层包括顶面和底面，其中所述可压缩层的所述底面连接到所述基件的所述第一面上；
其中，所述模切刀形成为包括多个几何形状的图案，其中每个所述几何形状与相邻的所述几何形状包括至少一个共用点；
其中，包括所述多个几何形状的所述图案相对所述基件的所述长度方向以非横向的角度定位，
其中，至少一个所述几何形状为三角形，并且所述模切刀形成为所述三角形的两个尖角为折角，以及
其中，所述可压缩层的所述顶面沿远离所述基件的所述第一面的方向超出所述模切刀的所述切削刃延伸。
2.根据权利要求1所述的模切组件，其中，所述基件透明。
3.根据权利要求1所述的模切组件，其中，所述模切刀距离所述基件的所述第一端、所述第二端、所述第一侧和所述第二侧至少1/4英寸。
4.根据权利要求1所述的模切组件，其中，所述模切刀的所述切削刃包括单斜面刃。
5.根据权利要求1所述的模切组件，其中，所述模切刀的所述切削刃包括双斜面刃。
6.根据权利要求1所述的模切组件，其中，所述非横向的角度在2度到15度之间。
7.根据权利要求6所述的模切组件，其中，所述非横向的角度为5度。
8.根据权利要求1所述的模切组件，其中，所述基件还包括塑料盖，该塑料盖连接到所述基件的所述第二面上。
9.根据权利要求1所述的模切组件，其中，所述多个几何形状为多边形，其中所述多边形共享至少一个共同边。
10.一种从片材上切割多个形状的方法，该方法包括以下步骤：
提供模切组件，该模切组件包括基件，该基件包括第一面、具有切削刃的模切刀以及连接到所述基件的可压缩层，
其中，所述模切刀形成为包括多个几何形状的图案，其中每个所述几何形状与相邻的所述几何形状包括至少一个共用点；
其中，所述多个所需的几何形状以非横向的角度定位在所述基件上，
其中，至少一个所述几何形状为三角形，并且所述模切刀形成为所述三角形的两个尖角为折角，并且
其中，所述可压缩层的顶面沿远离所述基件的所述第一面的方向超出所述模切刀的所述切削刃延伸；
提供滚筒式模切机；
在所述模切组件的顶部上放置至少一层片材；
在所述片材的顶部放置切割板；以及
将所述模切组件、所述片材和所述切割板给进到所述滚筒式模切机，其中，所述滚筒式模切机将所述切割板、所述片材以及所述模切组件压紧在一起，以使所述切割板压紧所述模切刀的所述切削刃而剪切所述片材。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述基件还包括第二面和塑料盖，该塑料盖连接到所述基件的所述第二面上。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述基件透明。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述非横向的角度为5度。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述基件包括第一端、第二端、第一侧和第二侧，所述模切刀距离所述基件的所述第一端、所述第二端、所述第一侧和所述第二侧至少1/4英寸。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述模切刀的所述切削刃包括双斜面刃。
16.一种用在模切机中的模切组件，所述模切组件包括：
基件，该基件包括第一面、第一端、第二端、第一侧、第二侧并具有长度方向；
模切刀，该模切刀包括切削刃，其中所述模切刀连接到所述基件上，其中所述切削刃包括双斜面刃；
可压缩层，该可压缩层包括顶面和底面，其中所述可压缩层的所述底面连接到所述基件的所述第一面上；
其中，所述模切刀形成为包括多个几何形状的图案，其中每个所述几何形状与相邻的所述几何形状包括至少一个共用点，并且所述模切刀距离所述基件的所述第一端、所述第二端、所述第一侧和所述第二侧至少1/4英寸；
其中，所述多个所需的几何形状以非横向的角度定位在所述基件上；
其中，至少一个所述几何形状为三角形，并且所述模切刀形成为所述三角形的两个尖角为折角，以及
其中，所述可压缩层的顶面沿远离所述基件的所述第一面的方向超出所述模切刀的所述切削刃延伸。
17.根据权利要求16所述的模切组件，其中，所述基件还包括第二面和塑料盖，该塑料盖连接到所述基件的所述第二面上。
18.根据权利要求16所述的模切组件，其中，所述基件透明。
19.根据权利要求16所述的模切组件，其中，所述非横向的角度为5度。
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