CN111727155B - 用于张紧电缆扎带设备的装置 - Google Patents

Abstract

用于张紧电缆带的装置包括壳体、驱动组件、绞盘和可选的切割设备。驱动组件包括驱动构件和可滑动地连接到驱动构件的从动构件。偏压元件连接在驱动构件和从动构件之间，并且在第一操作模式下，驱动构件引起从动构件的运动很小或在两个构件之间没有相对运动。绞盘可旋转地连接到壳体，并且包括夹紧设备，以夹紧电缆带并且在绞盘旋转时将电缆带缠绕在绞盘的外表面周围。在第二操作模式中，通过电缆带施加在绞盘上的拉力大于偏压力，该拉力允许驱动构件和从动构件之间的相对运动。

Description

用于张紧电缆扎带设备的装置

相关申请的交叉引用

本申请是非临时申请，其要求2018年7月27日提交的美国临时申请序列号62/703,993和2017年11月27日提交的美国临时专利申请号62/590,845的优先权，两者均题为“用于张紧电缆扎带设备的装置”，其全部内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开大体上涉及电缆扎带的安装，并且更具体地涉及用于张紧电缆扎带设备的装置。

背景技术

电缆扎带可用于多种应用。现代的电缆扎带通常是一根细的，相对平坦的，织造的或编织的细绳，通常被称为“带”，其细丝可以由尼龙、聚酯或芳纶纤维等材料制成，并且可以浸渍带有涂层以增强特定的性能特征。然而，电缆扎带的缺点在于，电缆扎带通常是在成本高、劳动密集且耗时的工艺中通过手工捆扎在一起的。由于这些问题，已经进行了数种尝试来使电缆扎带和张紧过程自动化。

在美国专利号6,648,378中描述了一种这样的用于自动打结的设备。所描述的设备包括用于在工件周围打结离散的结(诸如线束)的自动打结设备。该设备的工作原理是横向围绕工件拉动扎带，并将细丝缠绕在工件上。梭子以适当的步骤使细丝在滑架环之间移动并沿着工件移动，并且多个钩子以适当的步骤将细丝拉离工件。通过收紧、切割和重新装载来完成该操作，从而使所得到的结成为离散且牢固的。所描述的设备的至少一个缺点是，它需要复杂的机构来围绕工件缠结和打结。

在又一个示例中，国际申请号PCT/US2012/044413描述了一种用于张紧和切断电缆扎带的手持式工具。该设备包括用于张紧电缆扎带尾部的诸如棘爪连杆的往复式张紧机构，当在扎带尾部中达到预先选定的张紧水平时防止进一步张紧的锁定机构，和用于在扎带头部安装好时将扎带尾部与扎带头部切断的切断装置。

另一个示例是美国专利号9,701,428，该专利公开了一种用于张紧材料的装置，该装置包括壳体，往复运动地连接至壳体的正齿轮轴(spur shaft)，可操作地连接至壳体和正齿轮轴的触发器，以在触发器可操作地移动时实现正齿轮轴的平移，安装到壳体并可操作地连接到正齿轮轴使得正齿轮轴的平移引起张紧设备运转的张紧设备，以及具有入口和出口的通道，该通道将入口和出口可操作地连接到张紧设备。

附图说明

图1是本文所公开的用于张紧电缆扎带设备的示例性装置的侧视图。

图2是去除了壳体的一部分的该装置的侧视图。

图3A是图1的装置的张紧组件的放大侧视图，示出了正常运转期间的机构。

图3B是图3A的张紧组件的透视图。

图4是图1的装置的张紧组件的放大侧视图，示出了示例性切割操作期间的组件。

图5是用于在示例性装置中使用的示例绞盘组件的主视图。

图6是图5的示例绞盘组件的透视图。

图7是图5的示例绞盘组件的主视图，示出了内绞盘和外绞盘之间的相对旋转位移。

图8是图7的示例绞盘组件的透视图。

图9是图1的示例性装置的前部的放大细节图，示出了与示例电缆扎紧设备配合的装置。

图10是图1的示例性装置的前部的放大细节图，示出了与示例电缆扎带设备配合的装置。

图11是示出图5的示例绞盘组件的侧视图，示例绞盘组件处于空档配置，电缆扎带位于其中。

图12是类似于图11的侧视图，示出了处于倾斜位置的示例绞盘组件，其中电缆扎带保持在其中。

图13是如图1所示的用于张紧电缆扎带设备的示例性装置的侧视图，包括拉伸弹簧机构。

具体实施方式

示例方法和装置的以下公开内容并非旨在将本公开内容的范围限制为本文详述的一种或多种精确形式。相反，以下公开旨在是说明性的，以便其他人可以遵循其教导。

美国专利申请公开号2015/0267844和美国专利号9,682,806(它们的全部内容通过引用整体并入本文)都大体上公开了用于将多个物体保持在一起的电缆扎带。所公开的电缆扎带设备通常包括头部组件和一定长度的电缆扎带，其可在保持装置激活时由头部组件保持。在公开的示例设备中，电缆扎带的自由端路由(routed)(通常是手)穿过保持器周围的头部中的开口，通过用足够的力拉动电缆扎带的自由端可将其从解锁位置驱动到锁定位置。

在至少一些情况下，示例性电缆束紧扎带设备包括一定长度的编织的芳纶纤维带，该编织的芳纶纤维带具有附接到聚合物紧固件上的合成橡胶涂层。尽管必须用足够的力来激活自由端以致动保持器，但是由于涂层作为干性润滑剂以及芳纶纤维的磨损性质，这种带材料难以用手抓紧，而且利用现有扎带枪的标准凸轮动作很难机械抓紧。

已经发现，带(lace)的方向改变、缠绕和/或折叠有助于抓握，从而允许工具在带中建立张力。需要此张力才能激活紧固件头部中的保持器以及激活工具连杆机构(如果有)中的切割动作。

现在参考附图，示出了用于张紧诸如电缆扎带设备5的示例性电缆扎带设备的示例性装置10(参见图9，示出了不具有相关带的设备5)。如本文所述，示例性装置10将电缆扎带设备5张紧至适当的预定张力，并且一旦达到预定张力，就可选地切割电缆扎带的自由端。

示例性装置10包括呈手枪(pistol)或枪(gun)的大体形状的壳体12，其具有夹具13，触发器14和桶状部分16。在该示例中，桶状部分16的前端包括将在下面进一步详细公开的暴露的绞盘组件17。如图2所示，壳体12的一个侧壁12a已被切掉以示出另一壳体侧壁12b和内部部件以及装置10的张紧组件22。

参考图2，示例性装置10通常包括手动致动机构，例如触发器14和张紧组件22，其通常往复运动以操作绞盘组件17，但是一旦达到预定张力就致动切割头(cutting head)24。张紧组件22安装在壳体12的桶状部分16内。

参考图2-4，示例性张紧组件22包括齿轮26，该齿轮26沿箭头B的方向绕轴线27可旋转地连接至壳体12。触发器14枢转地连接至壳体12并且可沿箭头A的方向操作以旋转壳体12内的齿轮26。齿轮26包括驱动齿轮部分28和往复齿轮部分30。驱动齿轮部分28可操作地连接到触发器14。往复齿轮部分30连接到相应的齿轮传动构件。因此，齿轮26沿箭头B的任一方向的运动引起内板32沿箭头C的方向的往复运动。

在该示例中，驱动构件是内板32。将理解，驱动构件可以是任何合适的元件，包括例如单个元件，诸如板、轴或其他合适的构件。另外，尽管在该示例中驱动构件是“内”板，但是该术语是为了易于理解，并且应当理解，相对位置(内，外等)仅是示例性的，并且驱动构件可以位于任何合适的方位和/或与装置10中的任何其他元件有关的相对位置。

示例性的内板32可操作地连接至从动构件，例如外板组件34。与驱动构件一样，应当理解，从动构件可以是任何合适的元件，包括例如，单个元件，例如板、轴或其他合适的构件。另外，尽管在该示例中从动构件是“外”板组件，但是该术语也是为了易于理解，并且应当理解，相对位置(内，外等)仅是示例性的，并且从动构件可以任何合适的取向和/或相对于装置10中的任何其他元件的相对位置定位。

示例性外板组件32包括一对外板34a、34b。在该示例中，内板32包括一对销36，该对销36延伸穿过限定在每个外板34a、34b中的相应的槽38。两个外板34a、34b通过包括连杆(link)35、37、39和41在内的各种连杆彼此连接，以利用销36将内板32容纳在槽38内。因此，内板32可以移动，例如相对于外板34a、34b纵向滑动。

在示出的示例中，内板32与外板34a、34b之间的相对运动由诸如螺旋弹簧40的偏压元件控制。更确切地说，示例螺旋弹簧40在形成在内板32上的第一对肩部42a、42b与形成在每个外板34a、34b上的第二对肩部44a、44b之间延伸。在这种布置中，内板32在箭头S的方向上的纵向运动(见图3A)将使螺旋弹簧40抵抗压缩并将力传递到外板组件34，而内板32和外板组件34两者之间的相对运动很小或没有相对运动。

外板组件34的与肩部44a、44b相对的一端包括连接至组件34的棘轮正齿48。在该示例中，正齿48通过连杆35连接至组件。当外板组件34与内板32一起往复运动时，正齿48也以相同的方式往复运动。当正齿48移动时，棘轮通过相应的，周向设置的棘轮或卡爪(dogs)接合可旋转安装的绞盘组件17，所述棘轮或卡爪从视线中被挡住并且因此未示出。因此，如本领域的普通技术人员将理解的，在装置10的正常操作期间(即，当绞盘组件17处于很小扭转载荷或没有扭转载荷的情况下)，内板32的往复运动将导致外板组件34与内板32一起移动，并因此导致绞盘组件17旋转运动。

参考图5-8和图11-12，详细示出了绞盘组件17。该示例组件通常包括内绞盘50和外绞盘52。然而，应当理解，该绞盘组件根据需要可以是一个或多个集成的或是分离的元件，包括单个绞盘。然而，在该示例中，内绞盘50可旋转地连接至壳体12，并且如上所述，其可操作地连接至正齿48以沿箭头D的方向旋转。外绞盘52同时周向围绕内绞盘50，并且可绕内绞盘50旋转。在该示例中，内绞盘50和外绞盘52之间的相对运动受到销54和槽56的布置的限制。尽管外绞盘52可相对于工具独立地旋转，但是在内绞盘50和外绞盘52彼此接合并一起旋转之前，外绞盘52相对于内绞盘50仅自由地独立移动预定角度量。

内绞盘50和外绞盘52均包括横向于旋转轴线的狭缝60，其限定了多个指状部58。在该示例中，每个指状部58均包括靠近狭缝60的倒角表面62，以有助于将电缆扎带200插入狭缝60中。如图5和图6的位置，内绞盘50和外绞盘52可旋转地布置，使得狭缝60对准。在图7和图8的位置，外绞盘52已经相对于内绞盘50旋转，使得狭缝60稍微未对准。

如在图11和图12中最佳可见，将扎带200放置在绞盘组件17内，进入对准的狭缝60中。当绞盘组件17旋转时(图12)，外绞盘52相对于内绞盘50旋转以使狭缝60未对准，从而将扎带200夹在内绞盘50和外绞盘52之间，从而防止了扎带从绞盘组件17退回。因此，由于扎带200被牢固地夹紧在两个绞盘之间，绞盘组件17的进一步旋转导致扎带200围绕外绞盘52的外周表面缠绕。

本领域的普通技术人员将理解，可以以任何合适的方式固定扎带200，而不必通过“夹紧”固定，例如包括摩擦配合或其他合适的保持装置。另外，在该示例中，销和槽的位置和尺寸可以根据需要变化，并且可以位于两个绞盘上或者可以被完全去除。还将理解的是，限制绞盘之间的相对运动的方式(如果受限制)可以与所示的方式不同。

如先前所公开的，在正常操作(例如，第一操作模式)期间，内板32的往复运动与外板组件34的运动耦合并且导致绞盘组件17旋转。由于扎带200缠绕在外绞盘200上，并且设备5压在壳体12上(参见图9和图10)，在扎带200上建立张力。随着张力的不断增加，进一步尝试旋转绞盘组件17使得在螺旋弹簧40中产生力。在预定张力下，抵抗绞盘组件17旋转运动的阻力大于螺旋弹簧施加在内板32和外板组件34之间的力，使得外板组件34不再在壳体内移动，并且螺旋弹簧40压缩。因此，在该第二操作模式下，内板32相对于固定的外板组件34运动。

在所示的示例中，内板32和外板组件34之间的相对运动导致第二操作模式动作的启动，例如，触发声音，视觉指示器或切割动作，例如可选的切割头24致动。如图4所示，内板32经由连杆组件72连接至枢转杆70。连杆72在连杆37处连接至外板组件34。这样，内板32的运动导致枢转杆70在箭头E的方向上移动。图4中还示出了切割杆74。在正常操作(图3A；第一操作模式)期间，切割杆未接合。然而，在板32和34之间的相对运动期间(图4；第二操作模式)，枢转杆70枢转成与切割杆74接合，并且与在枢转杆70和切割杆74中的每个上的对应棘轮76a、76b接合，切割杆74朝向切割头24移动并与切割头24接合，以使切割头24沿箭头F的方向枢转。具体地，切割头24绕轴线80枢转地安装至壳体12，并且包括接触并切割扎带200的刀82。切割头24根据需要可以是可移除和/或可更换的。

如图1和图9-12所示，可以在桶状部分16的远端处提供鼻架(nose piece)202。在该示例中，鼻架202限定孔204，电缆扎带200可以穿过该孔204或围绕该孔。孔204的尺寸还被设置成容纳电缆扎带设备5的壳体。以帮助装置10和电缆扎带设备5的对准。

如本文中详细描述的，在操作中，装置10能够向电缆扎带设备5的电缆扎带200的自由端施加张紧力。例如，在该示例中，电缆扎带被送入通过或围绕(例如，在下面)鼻架200中的孔204并进入绞盘组件17中的狭缝60中。然后可以致动触发器14以平移内板32和外板组件34。绞盘组件17随着外板组件旋转，并且外绞盘52和内绞盘50旋转至未对准位置，以夹紧扎带200并将扎带200围绕绞盘组件17的外部缠绕。

当触发器14、内板32、外板组件34和绞盘组件17被重复地致动时，电缆扎带200缠绕绞盘的外侧，使得鼻架202抵靠电缆扎带设备5，从而在电缆扎带200中引起张力。一旦在电缆扎带200中达到预定的张力，就在电缆扎带设备5内激活保持器7并将其致动到锁定位置。另外，内板32和外板组件34相对于彼此移动以致动切割头24以将扎带200切割成适当的尺寸并去除多余的带。结果，装置10将张紧并牢固地致动设备5，并且进一步从自由端100切割多余的带。

将理解的是，切割头24可以在装置10的正常操作期间被偏置在不接触扎带200的位置。将进一步理解，预定的张力可以被选择，被控制和/或通过任何合适的方式进行调整或改变，包括通过改变偏压元件的弹簧常数，改变内板的肩部和外板组件之间的距离或其他合适的方式。在至少一个示例中，可以通过任何合适的调节机构来选择性地调节与螺旋弹簧40相关联的力，以改变由弹簧40施加到内板32和外板34的偏压力。

现在转向图13，示出了另一示例装置10’。在该示例中，装置10’利用与螺旋弹簧40相反的多个拉伸弹簧1300，但是在其他方面以相同的操作原理进行操作。因此，将理解的是，可以采用任何合适的偏压机构来防止内板32和外板组件34之间的相对运动，直到达到预定的张力为止。

在该示例中，线性化连杆使输入挤压力在整个工具手柄行程中保持一致。刀片切割的线性连杆和张紧连杆在相反方向作用。此外，头套自动对齐(参见图9-10)头部以确保施加到带的力垂直于紧固件，从而使销激活保持一致。

本领域普通技术人员将进一步理解，通过优化影响夹紧的“抓握”强度的各种变量中的任何一个，例如，内绞盘和外绞盘之间的旋转差异，以及内绞盘和外绞盘表面之间的距离相对于带的厚度，表面材料成分(例如，摩擦特性)和/或任何其他特性，由内绞盘、外绞盘之间的夹紧作用产生的力的大小可根据需要进行改变。

尽管本文已经公开了某些示例方法和装置，但是该专利的覆盖范围不限于此。相反，该专利涵盖从字面上或在等同原则上完全落入所附权利要求的范围内的所有方法、装置和制品。

Claims (11)

1.一种张紧电缆带的装置，包括：

壳体；

驱动构件，其可往复移动地可平移地连接到壳体；

致动器，其可操作地连接到壳体和驱动构件，以使得驱动构件往复运动；

从动构件，其连接至驱动构件并可在所述壳体内平移；

偏压元件，其连接到驱动构件和从动构件，以在驱动构件和从动构件之间施加偏压力，使得驱动构件运动，以在第一操作模式下在驱动构件与从动构件之间的相对运动很小或没有相对运动的情况下实现从动构件的平移；

绞盘，可旋转地连接到壳体，所述绞盘具有夹紧设备，以在绞盘旋转时夹紧电缆带并将电缆带缠绕在绞盘的外表面上；和

棘轮正齿，其连接至从动构件并可操作地连接至绞盘，以当从动构件在壳体内平移时使绞盘旋转；

其中，在第二操作模式中，通过电缆带施加在绞盘上的拉力大于偏压力，所述拉力允许驱动构件和从动构件之间的相对运动；

其中绞盘包括相对于彼此可旋转的内绞盘和外绞盘；

其中内绞盘和外绞盘包括狭缝，并且电缆带可插入所述狭缝中，并且其中内绞盘和外绞盘之间的相对运动使所述狭缝未对准以夹紧电缆带。

2.根据权利要求1所述的装置，其中驱动构件和从动构件中的每一个都是板。

3.根据权利要求1所述的装置，还包括切割设备，所述切割设备可操作地连接到驱动构件和从动构件，使得驱动构件和从动构件之间的相对运动导致所述切割设备移动和切割电缆带。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述切割设备包括经由连杆组件可操作地连接至驱动构件和从动构件的枢转杆、靠近所述枢转杆的切割杆和可旋转地连接至壳体的切割头，

其中枢转杆移动以接合切割杆，并且切割杆引起切割头的旋转。

5.根据权利要求4所述的装置，其中切割杆包括棘齿，并且所述棘齿接合切割杆。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，致动器包括可枢转地连接至壳体的触发器，并且其中所述触发器的可枢转运动使得驱动构件往复平移。

7.根据权利要求1所述的装置，其中内绞盘和外绞盘包括与所述狭缝相邻的斜切边缘，以将电缆带引导到所述狭缝中。

8.用于电缆张紧装置的绞盘组件，所述绞盘组件包括：

内绞盘，其可绕轴线可旋转地安装在电缆张紧装置上，内绞盘包括横向于轴线的内狭缝；和

外绞盘，其可围绕内绞盘的圆周同轴旋转，所述外绞盘包括横向于轴线的外狭缝，

其中外绞盘可相对于内绞盘自由旋转有限的角度，以使外绞盘具有相对于内绞盘的其中狭缝被对准的第一位置和狭缝未对准的第二位置，以及

其中当将狭缝对准时，可将电缆带插入狭缝中，当狭缝未对准时，将插入的电缆带夹在内绞盘的外表面和外绞盘的内表面之间。

9.根据权利要求8所述的绞盘组件，其中内绞盘和外绞盘包括靠近内狭缝和外狭缝的斜切边缘。

10.根据权利要求8所述的绞盘组件，其中内绞盘包括围绕轴线周向地布置的多个棘齿，以实现内绞盘的旋转。

11.根据权利要求8所述的绞盘组件，其中内绞盘或外绞盘中的一个包括径向延伸的销，并且内绞盘或外绞盘中的另一个包括沿周向延伸的槽，并且所述销延伸到所述槽中以限制内绞盘和外绞盘之间的运动。

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