CN107650529A - 用于包覆书的机器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于利用柔性热塑性材料的片材包覆纸张材料的机器，包括设有条的切割机构，条上固定有可加热的切割工具，切割工具能够采取与片材接触的操作位置和不与片材接触的非操作位置.条设有旋转机构，所述旋转机构围绕穿过所述条的纵向轴线(Y‑Y)、或围绕与所述纵向轴线平行且在所述条外部的轴线.旋转机构能够使条采取不与柔性热塑性片材接触的倾斜位置，以便允许快速和充分地清洁切割工具。

Description

用于包覆书的机器

技术领域

本发明涉及一种用于包覆纸张材料的机器。特别地，本发明涉及一种借助于柔性热塑性材料的片材来包覆书、笔记本和类似物的机器。

背景技术

通过物品的使用者或持有人将封皮或封套施加到普遍由纸张材料制成的物品(例如书、笔记本和类似物)上是很普通的实践、并且是防止物品磨损的有效方式。

已知了各种类型的用于书、笔记本、相册和类似物的封皮。最简单的这些封皮由片材构成，所述片材根据需求由不同的材料制成，并且所述片材被折叠并切割、以便适应待包覆的物品的尺寸和厚度。另一种是仅需要被施加到物品上的即用片材，因为它的尺寸已被制造成适应于待包覆的制品。

在由纸张或柔性塑性材料的片材获得封皮的情况下，使用者必须切割、折叠和粘合该片材，以便手动产生尺寸适于书的封皮。在这种情况下，主要缺点是使用者手动粘贴封皮所需要的显著的时间量，以及粘贴封皮所需要的相当重要的手工技巧。

因此，直接由文具店主或售书者将封皮或封套施加到纸张材料(例如书、笔记本、相册和类似物)上已变得普遍，特别是在学校用书的情况下。实际上，在该情况下，在学年开始时要包覆的书的数量相当大，因此，书的购买者准备付出合理的额外费用来接收已包覆的且准备使用的书。

这种购买已由文具店主或售书者包覆的书的广泛需求导致了提供一种能够全部或部分自动操作来将封皮施加到书上的机器的需求，以使得文具店主加快完成任务。

尽管市场上已存在各种类型的用于包覆书的机器，但是这些机器有一些缺点。特别地，用于包覆书的机器总是经受如下问题：用于覆层的热塑性材料的切屑仍然附着到机器的热密封部。在随后的包覆操作中，没有从机器去除的加工过程切屑能够引起麻烦，因为切屑能够寄居在柔性热塑性片材和密封部之间，阻止正确的热密封并因此阻止书的正确包覆。而且，在用刀、剪刀或其它能够到达热密封部的尖端工具进行正常尝试以清除该切屑期间，该热密封部可被损坏，危及其操作和完整性。

国际专利申请WO 03/004282A1描述了一种用于将由柔性塑性材料制成的封皮施加到书及类似物上的机器。该机器包括可拆除部件，以便分解和容易运输，特别地，包括通过销连接至一个单元的工作表面，所述单元包括用于切割和热密封塑性材料片材的刀片。更特别地，切割和密封刀片由一对U形柔性元件支撑，所述柔性元件允许作用在特定杠杆上的操作者手动降低刀片且将所述刀片推靠到对置刀片上，以热切割用于包覆插入其间的书的片材。这些U形元件由弹性材料制成，所述弹性材料在操作者的手动动作停止时使所述刀片弹性地移动离开所述对置刀片。

这种机器的主要劣势是需要手动操作刀片，这不允许用于施加所述封皮的高度自动化的操作。实际上，这种机构不包括机电致动器，而是仅使用杠杆和弹性元件，所述杠杆和弹性元件使得刀片朝着对置刀片移动以实现切割。而且，包括切割和密封刀片的单元不允许容易地接近前述刀片来执行清洁操作以及来清除能够引起前述问题的加工过程切屑。

欧洲专利申请EP0908328A1描述了一种使用薄膜来包覆书的硬封皮或柔性封皮的机器，其包括切割和热密封组件，其中，所述切割和热密封组件包括附接到块体前部上的具有纵向刀片的可动元件，所述可动元件可在驱动杠杆的销上旋转。所述机器不包括机电致动器，而是仅有机械杠杆，以便移动块体和刀片。而且，该机器缺乏用于控制刀片温度的任何机构，因此不可能控制机器的操作条件以便最优化包覆程序。

意大利专利申请MI2008A001489描述了用于包覆书和类似物的设备，所述设备包括控制机构以限定刀片的加热周期和支撑件的平移，以便使刀片与柔性热塑性片材接触且进行切割。因此，该设备包括线性机电致动器，所述线性机电致动器用于在根据借助于集成在电路板中的电路编程的方法和时间来执行刀片的加热周期时移动刀片。

而且在该情况下，还作为密封机构的刀片不容易接近以允许清洁和去除热塑性材料的加工过程切屑的操作，该切屑残留附着到加热刀片上，危及随后的包覆操作。

而且，该设备另外的劣势是不可能精确地确定刀片的加热温度。实际上，该设备经受在给定时间周期终点处被中断的热管控周期，而不考虑到达的温度。

因此，期望的是获得一种用于包覆书、笔记本和类似物的机器，其中，能够容易地清除残留附着到设备的密封部的热塑性材料的加工过程切屑，而不危及设备的整体性，以获得总是相同和完美的封皮。

对于该机器来说，还期望的是消除或减少现有设备的劣势，特别是减少在将封皮或封套施加到书、笔记本和类似物期间由操作者实施的手动动作的量。

最后，对于该机器来说，期望的是利用最小可能数量的部件且在最短可能时间内便宜地进行生产。特别地，对于用于生产该机器的部件来说，期望的是允许其磨损被最小化。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于通过柔性热塑性材料的片材包覆纸张材料的机器，该机器最小化了如上所述的与已知设备相关的问题。

在该目的内，本发明的目标是提供一种用于通过柔性热塑性材料的片材包覆纸张材料的机器，以便对于获得所述包覆所需的操作来说实现最大程度的自动化可能性。

本发明的另一目标是提供一种用于包覆纸张材料的机器，其中包覆处理是自动且加速的，以便减少操作时间和减少机器的操作成本。

本发明进一步的目标是提供一种用于包覆纸张材料的机器，其能够允许精确调整切割工具的温度，以获得任何柔性热塑性材料的热密封且具有任何边界热条件。

本发明的又一目标是提供一种用于包覆纸张材料的机器，其能够最小化操作期间片材的处置，限制气泡在热密封部中的产生和移动。

前述目标通过一种用于利用柔性热塑性材料片材包覆纸张材料的机器来实现，所述机器包括：

●水平工作表面；

●置于所述工作表面上且与所述工作表面平行的切割机构，所述切割机构包括设有可加热的切割工具的条，所述切割工具能够采取与所述片材接触的操作位置和不与所述片材接触的非操作位置；

●联接到所述水平工作表面的用于所述条的支撑件；

●所述条的控制机构，所述控制机构能够实现所述切割工具的用于热密封和/或用于切割所述片材的操作位置；

其中，所述条设有旋转机构，所述旋转机构围绕穿过所述条的纵向轴线(Y-Y)或围绕与所述纵向轴线平行、在所述条外部的轴线，所述旋转机构能够使所述条采取不与所述片材接触的倾斜位置；和

所述机器包括用于控制所述切割工具的温度的机构，所述切割工具可操作地连接到所述控制机构，以当所述切割工具到达预定温度阈值时实现所述操作位置。

以这种方式，能够容易接近可加热的切割工具，以执行工具的清洁操作和清除加工过程切屑。而且，实现了几乎完全自动的热密封和切割操作，从而有效地控制切割工具的温度。

优选地，旋转机构包括联接到所述条的端部且联接到所述支撑件的销。

以这种方式，通过简单实现和维护的机构，保证了条以及同时保证了切割工具的精确旋转。

优选地，所述支撑件设有适于联接所述销的孔。以这种方式，能够将条快速联接到支撑件、且因此联接到工作表面。

优选地，条能够采取0到90°之间的角度的位置。以这种方式，能够实现条相对于支撑件的完全旋转。

优选地，用于控制温度的机构包括施加到切割工具和/或与切割工具操作连接的至少一个温度传感器。甚至更优选地，用于控制温度的机构包括施加到切割工具的至少一个热电偶。

以这种方式，能够保证前述温度的检测精度并最小化其系统误差。

优选地，该机器还包括用于由使用者调整所述温度阈值的机构，所述调整温度阈值的机构可操作地连接到所述控制机构。

以这种方式，切割工具的温度能够根据用于热密封的不同材料来进行调整。该可能性使得能够设置用于加热切割工具的不同温度，以在任何类型的柔性热塑性材料上获得热密封，增加机器用途的可能性。而且，能够精确地确定加热温度使得机器能够在很多不同环境条件下使用，同时总是具有相同的最佳热密封性能。

优选地，切割工具是至少部分地沿条的长度延伸的刀片。以这种方式，获得了均匀且精确的切割和热密封。

附图说明

从以非限制性示例的方式在附图中示出的优选实施例的描述中，本发明的另外的特征和优势将更明显，在附图中：

图1是根据本发明的用于包覆纸张材料的机器的第一实施例的示意性透视图，其中条处于竖直位置；

图2是图1中示出的实施例的分解图；

图3是根据本发明的用于包覆纸张材料的机器的第一实施例的示意性透视图，其中条处于倾斜位置；

图4是根据本发明的用于包覆纸张材料的机器的第一实施例的示意性剖面图，其中条处于竖直位置；

图5是根据本发明的用于包覆纸张材料的机器的第一实施例的示意性剖面图，其中条处于倾斜位置；

图6a是根据本发明的用于包覆纸张材料的机器的第二实施例的示意性剖面图，其中条处于非操作位置；

图6b是根据本发明的用于包覆纸张材料的机器的第二实施例的示意性剖面图，其中条处于操作位置；

图6c是根据本发明的用于包覆纸张材料的机器的第二实施例的示意性剖面图，其中条处于倾斜位置。

具体实施方式

图1、2和3示出了用于利用柔性热塑性材料的片材30包覆纸张材料20的机器10。该机器包括水平工作表面40，适于形成纸张材料20(例如书、笔记本和类似物)的封皮或封套的柔性热塑性材料的片材30放置在该水平工作表面上。

机器10包括切割机构50，所述切割机构相对于操作者放置于远端上表面的区域中。切割机构50包括优选为金属的条55，所述条设置有可加热的切割工具60，所述可加热的切割工具位于条55在水平工作表面40处的下部中。条55由优选由金属材料制成的矩形框架构成，切割工具60在水平工作表面40上方的位置被插入该框架中。

机器10还包括联接到工作表面40的支撑件70，所述支撑件允许通过将条55联接到支撑件来支撑所述切割机构50。

除了执行切割操作，可加热的切割工具60还允许热密封用于包覆期望的纸张材料的柔性热塑性片材。热密封作为加热工具60的可能的结果而执行，这将在下面进行描述。

由于位于机器10内部的机电致动器(未示出)，条55(以及因此切割工具60)能够沿竖直方向(即垂直于水平工作表面40)平移。电磁致动器优选是螺纹丝杆耦合型。蜗杆由电动机操作且联接到固定至条55的下侧的丝杆上。因而蜗杆的旋转确定丝杆和条55的线性平移。旋转方向可逆，使得切割工具60能够被升高到不与工作表面接触的位置、或被降低到与水平工作表面40接触且片材30将被切割的位置。

可以在市场上购得与前面描述的螺纹丝杆类型不同、但也能够用于使根据本发明的切割工具60平移的许多类型的致动器。

借助于插入机器10的基体45中的可编程集成电路来实现控制机构(未示出)。这些控制机构能够实现切割工具112的用于热密封和随后切割片材2的操作位置。

切割工具60通过完全沿着条55的长度延伸的刀片制成。可替代地，该刀片也可仅部分地沿着条55的长度延伸。刀片可由传导材料制成(比如金属或适当的金属合金，例如Ni-Cr钢)，以保证足够的机械强度并同时保证良好的导热性，良好的导热性允许其快速加热以获得热密封。如果条由金属材料制成，则在条55中的、刀片插入到其中的槽能够涂覆有一层绝缘材料。切割工具60通过线缆连接到包括可编程集成电路的电路板；切割工具还连接到控制机构和变压器。根据本发明，机器10的电子器件被供应低电压(24V)。

如图3所示，条55设有旋转机构，所述旋转机构允许条绕其纵向轴线Y-Y或绕穿过条的长度的轴线旋转。旋转机构允许条55采取不与片材30接触的倾斜位置。

特别地，条55能够采取根据0到90°之间的角度改变的位置。根据本发明，0°的角度作为条能够执行上述竖直平移运动的位置，其允许条从非操作位置传递到切割工具60与片材30接触的操作位置。因此，在非操作步骤期间，条能够绕其轴线Y-Y旋转，从而将切割工具曝露给操作者，以利于清洁和去除切屑的操作。

如图2所示，旋转机构包括联接到条55的远端部的一对销100。这些销100从条的远端部突出且允许条55与联接到水平工作表面40的支撑件70的旋转联接。如图2所示，支撑件70设有孔110，所述孔110位于支撑件的内面上，即面对机器10的内部。通过将销100插入孔110中来实现条55与支撑件70的旋转联接，这种联接允许销在它被收容的孔内自由地旋转，从而允许条绕轴线Y-Y旋转。

机器10还设有用于阻挡条55绕轴线Y-Y旋转的机构(未示出)，所述机构防止条55在机器的操作期间、特别在条和切割工具从非操作位置到与片材30接触的操作位置的通过期间的旋转。这些阻挡机构可以是由操作者手动操作以便执行清洁操作的机械机构、或者是连接到控制机构的电子机构，所述电子机构根据操作周期自动地阻挡和释放条。

机器10还包括用于控制切割工具的温度的机构。这些控制机构可通过装配到形成切割工具的刀片上的热电偶产生。热电偶可操作地连接到控制机构，以在将刀片加热到预定温度阈值时实现操作位置，以加热刀片。可替代地，也可使用不同的温度传感器(其不与切割工具直接接触，而是与之可操作地连接)，例如光学传感器。

温度阈值通过可操作地连接到控制机构的、用于由使用者调整温度阈值的机构来设置。这些调整机构可通过模拟手动选择器开关获得，或可替代地，该控制可以是连续型的或可以是数字化的且具有视觉显示。

操作期间设置和检测的温度值被可操作地连接到控制机构的计时器机构使用，以确定切割工具必需被保持在操作位置的时间。

根据本发明的机器11的第二实施例在图6a、6b和6c中示意性示出。在该实施例中，切割机构550通过相对于纸张材料220和操作者的位置位于工作表面远端位置的支撑件联接到水平工作表面440。特别地，条555设有允许其联接到相关支撑件(未示出)的附件770。图6a示意性地示出了机器11，其中切割工具660处于非操作位置，即不与塑性材料330的片材接触。图6b示出了机器11，其中切割工具660处于操作位置，即处于切割工具与塑性材料的片材330接触以允许切割工具的切割和/或热密封的位置中。通过简单的条550在片材330的方向上的压力将切割工具从非操作位置传递到操作位置。实现运动所需的力大于允许条联接到支撑件的附件770实施的位伸强度。在附图中未示出的另外的实施例中，由于使用了齿轮马达，机械地实现了从非操作位置到操作位置的运动。

而且也在该第二实施例中，条555设有旋转机构，所述旋转机构使得条能够采取不与柔性热塑性片材接触的倾斜位置，从而允许操作者容易地执行在切割工具上的清洁和维护操作。特别地，旋转机构由销1000构成，所述销在与条550相对的位置联接到附件770，且因此所述销定位到条550的外部。销1000允许条550绕平行于条的纵向轴线Y-Y的轴线旋转。销1000被插入位于联接到水平工作表面440的支撑件上的特定孔(未示出)中，从而允许条550联接到水平工作表面440，且同时允许条的旋转。

利用根据本发明的用于包覆纸张材料的机器，能够实现施加封皮所需的操作的高度自动化，同时允许容易接近切割和热密封工具以正确地清洁和去除加工过程切屑。

而且，能够设置不同的温度用于加热切割工具允许在任何类型的柔性热塑性材料上获得热密封，从而增加了机器的可能用途。能够精确地确定加热温度允许机器在很不同的环境条件下使用，并具有同样的最优热密封特征。

Claims (7)

1.用于利用柔性热塑性材料的片材(30)包覆纸张材料(20)的机器(10)，包括：

●水平的工作表面(40)；

●置于所述工作表面(40)上且与之平行的切割机构(50)，所述切割机构包括条(55)，所述条设有能够加热的切割工具(60)，所述切割工具能够采取与所述片材(30)接触的操作位置和不与所述片材(30)接触的非操作位置；

●用于所述条(30)的支撑件(70)，所述支撑件联接到所述水平的工作表面(40)；

●控制机构(112)，所述控制机构能够控制所述切割工具的操作位置，用于热密封和/或切割所述片材(2)，

其特征在于：

所述条(55)设有旋转机构(100，110)，所述旋转机构围绕穿过所述条的纵向轴线(YY)、或围绕与所述纵向轴线平行且在所述条外部的轴线，所述旋转机构能够使所述条(55)采取不与所述片材(30)接触的倾斜位置；和

所述机器包括用于控制所述切割工具(60)的温度的机构，所述切割工具可操作地连接到所述控制机构，以当所述切割工具(60)到达预定温度阈值时处于所述操作位置。

2.根据权利要求1所述的机器(10)，其特征在于：所述旋转机构包括联接到所述条(55)的端部且联接到所述支撑件(70)的销(100)。

3.根据一个或更多个前述权利要求所述的机器(10)，其特征在于：所述支撑件(70)设有适于联接所述销(100)的孔(110)。

4.根据一个或更多个前述权利要求所述的机器(10)，其特征在于：所述条(55)能够采取在0到90°之间的角度的位置。

5.根据一个或更多个前述权利要求所述的机器(10)，其特征在于：所述用于控制温度的机构包括施加到所述切割工具(60)和/或与所述切割工具操作连接的至少一个温度传感器。

6.根据一个或更多个前述权利要求所述的机器(10)，其特征在于：所述机器包括用于由使用者调整所述温度阈值的机构，所述调整温度阈值的机构可操作地连接至所述控制机构。

7.根据一个或更多个前述权利要求所述的机器(10)，其特征在于：所述切割工具(60)是至少部分地沿所述条(55)的长度延伸的刀片。