具体实施方式
[0022]图1-2示出根据本发明优选实施例的基片破坏装置。该基片破坏装置总体上用10表示,用来破坏多种物品,例如纸张和盘片。装置10位于容器12上方,容器12优选为废料容器或废料箱。优选地,装置10包括位于容器12上部周边并且与之嵌套的外壳14。然而,装置10也可以为设有可适配安装件以便与多种容器配套的类型。一般来说,装置10可以具有任何合适的构造和结构,图示的具体实施例不构成任何限制。例如,本发明可以与Itasca,Illinois的Fellowes公司的
牌的型号为480、480CC、480HS的粉碎机或任何其它类型的粉碎机结合。
[0023]装置10包括位于外壳14中的基片破坏机构16,并包括具有至少一个马达的驱动系统,所述马达例如电动马达18,还包括多个切削元件25和27(下面参考图3-5进一步说明)。马达18依靠电力操作以通过常规传动机构23来可旋转地驱动第一旋转轴20和第二旋转轴22以及它们相应的切削元件25、27,从而使切削元件粉碎或破坏送入的物品。具体实施例中所示的只有一个马达;但是,驱动系统可以包括任意数量的马达,也可包括一个或多个传动机构。多个切削元件25、27以任何合适的方式装在第一旋转轴20和第二旋转轴22上,图3示出具有切削元件的轴20和22的优选实施例。基片破坏机构16也可包括用来安装例如轴22、马达18和传动机构23的子框架21。
[0024]装置10还包括如上所述的外壳14。外壳14包括位于容器12顶上的顶壁24。顶壁24优选由塑料注塑而成,并且在靠近其前部具有开口26。开口26一部分由向下延伸的大致为U形构件28形成。开口26使废料排入容器12,而不需要通过基片破坏机构16。构件28也可以作为将装置10与容器12分开携带的把手。作为可选特征,开口26也可具有盖,例如用来打开或关闭开口26的枢转盖。但是这种开口通常是可选的,也可以被整体去掉。另外,外壳14及其顶壁24可以具有任何合适的构造和结构。
[0025]外壳14可以包括具有底壁、四个侧壁且开口顶部的底部接受器29。基片破坏机构16容纳在其中,接受器29固定在顶壁24的下侧。例如,接受器29可以通过紧固件固定在顶壁24的下侧。接受器29优选具有面向下的开口32,用于使破坏后的物品从基片破坏机构16排入容器12。
[0026]顶壁24包括具有通孔的开口(未标出)的开关槽38。开关42包括开关组件(未标出),该开关组件通过紧固件在槽38下面安装到顶壁24上,所述开关还包括在槽38中横向移动的可手动接合部分46。开关组件可以具有通过开口与可手动接合部分46连接的可移动元件(未标出)。这样就使可手动接合部分46的移动带动开关组件在其状态之间移动。
[0027]开关组件连接马达18与电源(未标出)。一般,电源为标准电源线43,在其端部具有插入标准AC插座的插头48,但是任何合适的电力输送方式都可以使用。通过在槽38内横向移动可手动接合部分46而使开关42可在接通位置和断开位置移动。在接通位置,通过可手动接合部分46和可移动元件的运动使开关组件内的触头闭合,从而使电源传输到马达18。在断开位置,开关组件内的触头断开,从而使电源与马达18断开。
[0028]可选地,开关42也可以具有相反位置,其中触头闭合使电源以相反的方式传输到马达18。这可以通过使用可逆马达和施加与接通位置相反极性的电流来实现。可以以相反的方式操作马达18的能力可用来沿相反的方向移动切削元件例如第一旋转轴上的切削元件以用来清除碎片。实施例中,在断开位置,可手动接合部分46和可移动元件通常位于槽38的中心,接通位置及相反位置分别位于断开位置的横向相对的两侧。
[0029]一般地,用来控制马达18的开关42的结构和操作是已知的,任何结构的这种开关42都可以使用。例如,基于传感器的开关可以代替机械开关。参见美国申请11/536,415,其全部内容在此引入作为参考。同样地,主电源开关可以省略,接收开口处的开关可以简单地通过如下所述插入纸张或者光盘触发。
[0030]顶盖24也可包括与可选开关锁52相关的另一槽50。开关锁52包括一个可通过使用者手动的可手动接合部分54和锁住部分(未标出)。可手动接合部分54装在槽50中,锁住部分(未标出)位于顶壁24下方。槽50还在其横向相对侧部上具有一对缝隙(未标出)。可手动接合部分54具有插入到缝隙中的弹性抓挡(未标出),用以牢固地装设开关锁52以在槽50中滑动。一般地,当开关锁52通过用现有技术中已知的任何合适的装置从释放位置移动到锁住位置时,开关锁52被构造成使开关42从接通位置和/或相反位置移动到断开位置。开关锁为可选择的构件,它并不是必需的。它的使用对防止开/关开关的意外致动是有益的。也可以使用其它安全构件,例如接近传感器或在US2006/0054724A1、2006/0054725A1、2006/0219827A1中公开的其它装置,这些专利的全部内容在此引入作为参考。另外,任何此类装置均为可选择的,不能作为限制。
[0031]外壳14上还包括大致横向延伸的第一开口34和大致横向延伸的第二开口36。开口34和36在顶壁24上大致相互平行地延伸,并分别位于相应切削元件25和27的上方。如下所述,开口34设计成通向纸张接收路径40的纸张接收开口,开口36设计成通向盘片接收路径44的盘片接收开口。盘片接收开口36与纸张接收开口34大致间隔开。开口34和36通常称为喉部,使要破坏的物品喂入切削元件25和27。可以估计到,纸张接收开口34和盘片接收开口36相对较窄,以防止过厚的物品,例如一大堆文件或多张盘片喂入到切削元件25和27中导致阻塞。开口34和36可以具有任何构造。在优选实施例中,如图1-2所示,纸张接收开口34沿着顶壁的长度一般比盘片接收开口36的长度长。更明确的是,优选开口34的长度能容纳插入的标准尺寸的纸张(例如8.5英尺×11英尺的纸或A4纸),开口36的长度能容纳插入的光盘结构,例如标准尺寸的CD或DVD(例如1.2mm厚,直径80mm或120mm)。例如,开口34的长度为约9英寸或更大(为了容纳8.5×11英尺纸或A4纸),开口36的长度可以为例如至少120mm或更大,用以容纳标准的CD或DVD。另外,盘片开口36具有一定厚度,例如大于1.2mm,例如至少1.4mm,以允许一次只插入一张盘片(或多张盘片)。然而,开口34或36的长度并不限于该优选实施例。相反,开口34和36在外壳14上的长度可以类似。
[0032]需要指出的是,开口36的位置并不局限于上述描述。尽管图示的盘片接收开口36位于纸张接收开口34的左上侧,但开口36可以位于外壳14上的任何位置。例如,开口36可以位于外壳14的右侧、左侧或中间,也可在开口34的上方或下方。
[0033]可选地,在另一实施例中,开口36可以设计成用来接收信用卡或类似基片。
[0034]图3为本申请的优选实施例的基片破坏机构16的详细图,该机构包括第一、第二旋转轴20、22和固定结构30。第一和第二旋转轴20、22各自具有多个切削元件25和27。切削元件25和27装在各自的轴20,22上,从而每个轴上的切削元件相互交叉。在具体实施例中,切削元件25和27的至少一部分具有径向突出部以粉碎或破坏送入轴之间的物品。径向突出部优选具有交叉切削齿37。本领域可知,在切削元件25和27上使用交叉切削齿可以将纸张粉碎成小切屑,而不是长条。在另一实施例中,切削元件包括沿着周边分布的径向隆起或突起47,用来单独地或与突出部配合地辅助破坏基片,例如突出部为交叉切削齿。此外,在另一实施例中可以预见,切削元件可以具有任何形状或结构,可以具有倾斜的波纹面来形成一定形状的纸张碎片(例如菱形或切屑)。然而,需要说明的是,突出部的径向轮廓并不能受到限制,切削元件可以包括任何用来切削纸张的已知结构。例如,在一个实施例中,可以预见的是,切削元件设计成通过相互交叉来切削长条,从而它们配合来在刀具之间沿着送料方向粉碎纸张或基片,从而形成长条状纸张。已知的是,长条切削元件与交叉切削元件不同,它不需要切削齿来横向切削纸条。
[0035]剥离器49布置在安装于杆的轴线上的每个切削元件之间。剥离器49用来在纸送入通过交叉的切削元件25和27时除去碎纸。即,剥离器49防止切削纸在旋转过程中缠绕在轴上。这可以防止切削区域阻塞,也可以防止机构16卡住。
[0036]如图所示,第一和第二旋转轴20、22形成纸张接收通道40,以接收从纸张接收开口34送入的纸张。另外,第二旋转轴22和固定结构30形成盘片接收通道44,以接收从盘片接收开口36送入的光盘。因此,第二旋转轴22为用于破坏纸张和光盘的共用轴。还图示了马达18和子框架21。如上所述,马达18为电动马达,可以在纸张模式和盘片破碎模式下操作,从而启动相应的多个轴或单个轴以进行旋转。也就是,当马达18启动时,至少可以使驱动共用轴即第二旋转轴22沿与纸张模式和盘片破碎模式相应的旋转方向旋转,对此将参照图4a和4b进一步描述。
[0037]基片破坏机构16包括如上所述的固定结构30。固定结构30设计成与旋转轴上的切削元件(例如第二旋转轴22上的切削元件27)配合作业,并且不会相对于旋转轴旋转或运动。尽管固定结构30的元件与旋转轴22之间允许有一些相对运动,但整个结构作为整体是固定的,并且不与旋转轴22配合地运动。例如,基本上固定结构30包括在该结构上或该结构内部的球轴承或滚珠(例如,在该结构的背面,在该结构的内部空间,在安装或连接位置等),用以在与第二旋转轴22上的切削元件27配合工作时,降低摩擦或帮助吸收作用在基本固定机构30上的力。同样地,固定结构30的一些微小运动是允许的,例如通过弹簧的安装来调节轻微的窜动。但整体上,整个结构30为固定的。
[0038]在具体实施例中,固定结构30具有一排啮合元件31,在它们中间形成空隙33,如图3a的详细图示。固定结构30的空隙33布置成至少使径向突出部容纳在固定结构30上的空隙33中,从而与啮合元件31相互交叉。
[0039]固定结构30被定位成使从盘片接收开口送入的光盘进入旋转轴22上的至少一部分切削元件27和固定结构30之间。优选地,固定结构30定位在盘片接收开口36的下方。在优选实施例中,如图3所示的固定结构30至少为盘片接收开口36的长度。也就是,固定结构30与盘片接收开口36具有相似的长度。或者,结构30与开口36相比,也可以具有较短的长度(例如开口36尺寸的一半),或较长的长度(例如外壳14的长度)。
[0040]在一实施例中,固定结构30的至少一部分被安装成使切削元件27的径向突出部37容纳到它的空隙33中,从而至少破坏插入的盘片。因此,结构30的长度不受限制。在另一实施例中,结构30可以安装在切削轴20和22之后的任何位置,以使啮合元件31位于切削元件的根径(例如,切削元件27的直径)的切线上。在一实施例中,固定结构30的啮合元件31被构造成在啮合元件31和切削元件27的外径之间允许空隙或间距,例如大约1mm的空隙或间距。这能确保径向突出部37(确定外径)穿过标准1.2mm的光盘表面一定程度。优选地,间距更小,更优选的是没有间距,并且突出部37容纳在空隙33中,以便与啮合元件31交叉。
[0041]固定结构30可以通过位于基片破坏机构16中的杆45安装。如图所示,固定结构30具有凹槽35,该凹槽具有相应的形状以安装在杆45上。杆45也用来支撑固定结构30。
[0042]然而,需要指出的是,固定结构30的安装并不局限于杆。牢固地安装结构的其它已知方法也可以被使用。例如,固定结构30可以利用至少一个紧固件(例如螺钉)单独地或与杆45相结合地安装以将结构30固定到子框架21上。其它安装结构30的替代方式包括:将杆45和固定结构30集成在实心金属加工矩形板上,元件33和31安装在板上。这种结构例如如图3所示,使CD喉口位于中心,或者优选地朝向切削机构的一侧。
[0043]图4a为在纸张破碎模式下操作以用于沿纸张粉碎方向使轴旋转的图3所示的第一和第二旋转轴20,22的横截面图。第一和第二旋转轴20和22与驱动机构(例如马达18)连接,从而所述轴可以沿与旋转切削方向相反的方向被相应地反向驱动。如图4a所示,第一旋转轴20沿顺时针方向旋转,第二旋转轴22沿逆时针方向旋转,以便第一旋转轴20上的切削元件25与第二旋转轴22上的切削元件交叉。当纸张送入并通过纸张接收开口34进入纸张路径40时,轴20、22定位成沿旋转切削方向由马达18可旋转地反向驱动,并且纸张送入到第一和第二旋转轴20、22和它们相应的切削元件25和27之间。当切削元件25和27相互交叉时,它们相互配合以粉碎从纸张接收开口34送入的纸张,并且驱动使其向下进入轴20和22之间的纸张路径40。
[0044]图4b为在盘片破碎模式下操作以使旋转轴22沿至少破坏从盘片接收开口36送入的光盘的方向旋转的图3所示的第二旋转轴22和固定结构30的横截面图。第二旋转轴22连接至马达18,马达的运转方向可与图4a中纸张粉碎方向相反。如上所述,切削元件27在其上具有径向突出部。如图4b所示,第二旋转轴22顺时针旋转。当顺时针旋转时,旋转轴22上的切削元件27的径向突出部容纳在固定结构30的空隙33中,与啮合元件31交叉。当光盘从盘片接收开口36送入,并进入盘片路径44时,盘片送入第二轴22上的至少一部分切削元件27和固定结构30之间,因而至少损坏光盘。优选地,至少光盘的数据承载面被损坏。图6为从本发明优选实施例的基片破坏装置的盘片接收开口送入的盘片所遭受的损坏的例子。通过损坏盘片的表面区域,使盘片变得不可读,因此而被破坏。
[0045]对于图4b,除第二轴22沿相反方向旋转外,第一轴20也可沿相反方向旋转。也就是,当处于盘片破坏模式时,第一轴20逆时针旋转。例如,两个轴同步旋转的结构允许更简单的齿轮设计。但是,第一轴20不参与破碎盘片。
[0046]在另一实施例中,第二轴22沿相反的方向旋转,同时第一轴保持空转。
[0047]在一个实施例中,为了对至少光盘表面产生最大的破坏,使用第二旋转轴22上的切削元件27。图5为用在第二旋转轴22上的切削元件27的详细图。切削元件27包括第一径向突出部37(例如,交叉切削齿)和第二凸起47(例如,径向凸起)。第一径向突出部37在纸张粉碎和盘片破坏的方向和模式中都起作用。在纸张粉碎模式中,突出部37沿纸张粉碎方向驱动,从而与第一旋转轴20的切削元件25配合并交叉来粉碎纸张。也就是,交叉的切削元件的主体以类似剪刀的方式沿入料方向剪切纸张,并且突出部37或者齿将纸张切削成小碎片。突出部37优选为形成交叉切削齿形状,以便交叉地切削纸张形成切片。在盘片方向模式中,突出部37经由轴22沿与纸张粉碎方向相反的方向(即,盘片破坏或顺时针方向)驱动,以便破坏光盘的至少一部分,其具有抵靠啮合元件31的相对侧。光盘的损坏包括用突出部37和/或凸起47在光盘数据承载表面的刻痕、切口、凹陷、洞、冲孔等。尽管盘片本身在物理上保持完整,但是损坏的盘片上的数据通过常用盘片扫描或数据恢复设备不能恢复。可选地,在另一实施例中,切削元件27和啮合元件31设计成用来破坏盘片,使其成为小碎片。
[0048]如前面所述,切削元件可具有任何斜度和结构,也可具有波纹倾斜面以便形成菱形、碎片、长条或其它形状的碎纸片。同样地,切削元件可以是单件式或多件式。
[0049]为了增加盘片表面的破坏程度,切削元件27具有至少一个第二凸起47。第二凸起47与第一径向突出部37配合使用,使送入到轴22和固定结构30之间的基片的表面形成更密的损坏图案。与突出部37相比,凸起47具有一样的或更小的高度或径向延伸度。在优选实施例中,凸起47比突出部37具有更小的径向延伸度。凸起47和突出部37在盘片表面形成不同深度的损坏。图6为使用所描述的带有突出部37和凸起47的切削元件27所形成的典型图案。盘片表面较浅的损坏用55表示(该损坏可能由凸起47引起),盘片表面较深的损坏用65表示(该损坏可能由突出部37引起)。
[0050]图中所示的突出部37和凸起47的数量不应当构成限制。优选地,切削元件27至少包括一个突出部37以帮助粉碎从开口34送入的纸张。但可以预见的是,沿着外周可以具有两个、三个或更多的突出部。在另一实施例中,沿着切削元件外周没有突出部,切削元件相互配合工作以剪切基片。另外,第二轴22上的切削元件27可以具有任意数量凸起。例如,切削元件的外周上不必包括第二凸起。但是,在突出部37之间增加一个、两个或多个第二凸起47也在本发明的范围之内。
[0051]可选择地,在一个实施例中,固定结构30的啮合元件31上也具有凸起,以便增加从盘片接收开口36送入的盘片的破坏图案(例如,刻痕)。在另一实施例中,例如结构(例如,刀刃)可以代替啮合元件31的平的或光滑的表面,以将盘片切削成多个碎块或长条。
[0052]在一个实施例中,固定结构30与第二旋转轴22配合使用来破坏、切削或粉碎盘片以形成碎块或碎片。在另一实施例中,固定结构30与第二旋转轴22上的切削元件27配合使用来破坏、切削或粉碎盘片。
[0053]还有另外一个实施例,结构30可以设计成为第二旋转轴22上的切削元件27提供平的支撑表面,以便共同作用来损坏和破坏盘片。因此,在这个实施例中,切削元件27没有交叉;然而,在切削元件27和结构30的表面之间有空隙。
[0054]尽管当处于盘片破坏模式时,第二旋转轴22描述成沿顺时针方向旋转,但在盘片破坏时,第二旋转轴22也可沿逆时针方向或纸张粉碎方向旋转。在盘片破坏期间,第二旋转轴22可以用来损坏盘片或者更进一步的操作。例如,在一个实施例中,至少光盘的数据承载表面受损后,马达18可沿逆时针方向或纸张进入方向操作,以从容器12中向外送出或排出盘片,即,向后穿过盘片接收开口36,因而盘片可以从开口36中除去。受损的盘片可以通过底部接收器29的面向下的开口32抛弃并排入到容器12中。
[0055]另外可以预见的是,可以在装置中任意的喉口或开口34、36内安装使用检测器或传感器(例如光学传感器或机电传感器),以确定在开口34或36中是否有基片,并启动马达18使其正常运行以带动轴20和22旋转。例如,在纸张接收开口34中使用光学传感器,在盘片接收开口36中使用另一光学传感器(或在切削元件和/或固定结构的开口和交接面之间的任何位置)。当把基片插入其中一个开口时,光学传感器检测到它的存在,因而启动马达18使所需要的轴旋转。具体地,当纸张插入纸张接收开口34时,在开口34内或其下方的光学传感器检测到纸张,并启动马达18使其处于纸张模式(如上所述),使轴20和22沿纸张粉碎方向旋转以粉碎通过开口34送入的纸张。同样地,当盘片插入盘片接收开口36时,在开口36内或其下方的光学传感器检测到它,并启动马达18使其处于盘片破坏模式。
[0056]在另一实施例中,在喉口或开口36或盘片接收路径44中或附近安装使用检测器或传感器,以便在盘片破坏模式中沿盘片破坏方向或纸张粉碎方向启动马达18。例如,在第二旋转轴22沿着盘片破坏方向旋转的同时,在使盘片的至少一部分损坏后,为了从容器12中向外排出盘片,传感器(例如光学传感器或机电传感器)可以用来在开口36或通道44中检测基片或盘片的至少一部分,基于基片检测结果,马达18运转并使轴22沿着纸张粉碎方向旋转。
[0057]在可替换的实施例中,马达18运转并使用轴22沿着盘片破坏方向旋转预定时间段。在预定时间段后,马达18可以运转或设置成使轴22沿着纸张粉碎方向旋转(例如,使光盘可以从开口36或盘片接收路径44中排出)。任何已知的定时装置都可以与马达和轴的运转配合工作以定时时间段,并且不应当受到限制。
[0058]在另一实施例中,传感器和定时器可以相互配合,并设置成使马达沿着任何方向运转。例如,传感器可以启动马达,在预定时间段之后,马达可以设定成沿相反的方向运转(即,纸张粉碎方向)。在另一例子中,传感器检测到基片的一部分而启动定时装置,因此在预定的时间段之后,马达沿相反的方向运转(即,纸张粉碎方向)。然而,以上例子并不用来构成任何限制。
[0059]可选择地,代替光学传感器,使用开/关开关以使所需要的轴旋转。开/关开关具有三个模式或位置,例如断开位置(马达和轴之间没有动力传输)、纸张位置(如上所述,马达以纸张模式运转,从而第一和第二轴20、22彼此相对旋转,使得它们的切削元件相互交叉来粉碎纸张)和盘片位置(如上所述,马达以盘片模式运转,使第二旋转轴22沿着与纸张粉碎方向相反的方向旋转并且相对于固定结构30旋转,从而轴22的突出部与固定结构30的空隙33交叉以损坏或破碎盘片)。开/关开关用来启动破碎使用者所选择插入的物品所需要的合适的轴。或者,开关也可以与位于喉部开口中或下方的传感器结合使用,以允许开关使粉碎机处于用于一种操作或另一种操作的准备就绪状态,然后当基片插入合适的开口时启动马达。同样地,还能够使用标准的开/关开关,且在接通位置提供准备就绪状态,通过传感器检测到基片插入而启动马达。
[0060]上述机构可以提供给所有的交叉切削装置,包括在主要切削机构中不能损坏盘片的模型。它们也可以在带材切割机中使用。
[0061]在第二轴的方向改变的任何情形下,通过离合机构改变齿轮传动路径或其它任何机械方法能够实现这一改变。因此,马达反向旋转并不是控制轴的唯一途径。
[0062]需要指出的是,外壳14设计成专用于容器12,并且它们一起共同销售。容器12的上周边边缘60限定面向上的开口62和基座,其中粉碎器10可拆卸地安装在该基座上。该基座还包括面向上的凹槽66,该凹槽由从容器12的上边缘向外侧向延伸的壁构成。形成凹槽66的壁与容器12一同整体用塑料注塑成形,但是也可作为单独的结构由其它材料形成。外壳14通过对准容器12上的凹槽16而放置在开口62中。
[0063]本发明的原理在上面的实施例中已经阐明,但本领域技术人员可以在本发明的实践中对结构、布置、比例、元件、材料和组件作出多种改进。
[0064]本发明的目的已经充分而有效的实现。但是需要认识到,为了说明本发明的功能和结构原理,已经说明和描述了前述优选具体实施例,并且在不脱离这一原理的情况下可以作出改变。因此,本发明包括在下面的权利要求的精神和范围内的修改。