TWI677459B - 塑膠圓盤的自動化 - Google Patents

Abstract

一種用於利用多個單獨的加強元件，以加強由彈性裝訂設備形成的裝訂連接的設備。該設備與彈性裝訂設備同時建構和配置多個單獨的加強元件，從而產生多個塑膠緊固件。設備以一對相對設置的加強原料輥製造多個單獨的加強元件。單獨的加強元件可為結構上可變形的物品提供額外的結構完整性。

Description

塑膠圓盤的自動化

本發明總體上涉及一種與緊固系統結合的用於製造和配置例如塑膠圓盤的加強元件的設備。更具體地說，本公開涉及一種用於與彈性裝訂設備組合使用的設備，該設備用於當利用彈性裝訂設備將產品固定到包裝材料上時加強包裝材料上的裝訂連接點。

通常使用彈性或塑膠緊固件來將各種不規則形狀的產品固定到例如紙板背襯的包裝材料上。彈性緊固件典型地為具有兩根短的平行橫桿的H形構造，或在它們的近似中點處通過在其間正交延伸的薄柔性細絲相互連接的T形桿。彈性緊固件或卡釘通常由梯子原料供給或細絲和T形桿原料的單獨供給而單獨生產。彈性緊固件可以由梯子原料形成，例如以塑膠緊固件的PLASTIC STAPLE®和ELASTIC STAPLE™系列目前由加利福尼亞州，帕薩迪納的艾利丹尼森公司(Avery Dennison Corporation of Pasadena，California)製造和銷售的那些。 彈性緊固件可以由塑膠緊固件裝置產生，例如由加利福尼亞州，帕薩迪納的艾利丹尼森公司製造並銷售的IndES® 11601 (IndES)。這些系統被設計成將例如家庭用品、玩具和硬體的物品牢固地固定到通常由紙板製造的背襯卡上。氣動驅動的IndES裝置可以作為獨立裝置操作或集成到自動包裝生產線中。塑膠緊固件裝置通過將裝有緊固件原料的一對中空針穿引並將背襯卡穿刺到要固定的產品的任一側上來將產品固定在包裝上。留下一個單獨的彈性緊固件，用一對T形桿將產品用細絲固定到背襯上。一對T形桿與背襯的背面接合以將產品附接到包裝材料上。 當每個針穿透背襯時，在背襯材料中產生孔。緊固件的T形桿部分垂直於細絲以接合背襯並將緊固件保持定位。較重的產品或薄背襯材料可能會在緊固件與背襯之間的連接點處產生應變。這種應變會導致插入孔的撕裂或不希望的擴大，導致失去連接。一旦損及連接，產品就不再固定在包裝上。 因此，需要一種加強彈性緊固件與背襯材料之間的連接點的方式。本發明公開了一種用於向該脆弱連接點供應和配置加強的設備。該設備連同彈性裝訂裝置產生並安裝多個加強元件。彈性緊固件通過彈性裝訂裝置產生和配置，同時通過本發明在單個操作中產生和配置加強元件。

以下給出簡化的發明內容以便提供對本發明的一些方面的基本理解。本發明內容並不是一個廣泛的概述，也不是為了確定重要/關鍵元素或劃定其範圍。其唯一目的是以簡化的形式提出一些概念，作為稍後提供的具體實施方式的序言。 文中公開和要求保護的主題在其一個方面中包括一種用於製造和定位多個單獨加強元件用以與多個彈性緊固件一起使用的設備。該設備包括基板和安裝到基板的一對模組。該對模組將一對加強原料輥進料通過設備並切斷單獨的加強元件。單獨的加強元件被該對模組配置和定位，以與由彈性裝訂設備產生和配置的多個彈性緊固件對齊，從而加強了緊固件附接到背襯或包裝材料的連接點。 在一個優選實施例中，該對模組中的每一個包括氣動元件，連桿驅動塊，切割塊和凸輪元件。連桿驅動塊由氣動元件接合，並且通過凸輪元件可移動地連接到切割塊。該對模組中的每一個還包括用於將該加強原料輥對中的一個進料通過所述設備的條帶進料塊。該對模組中的每一個還包括模組覆蓋元件，所述模組覆蓋元件用於在該加強原料輥對中的一個移動穿過設備時阻止其向後運動，以及用於切斷一旦被定位以加強多個彈性緊固件的多個加強元件的切割元件。 氣動元件被延伸，從而沿著凸輪元件中的導向槽向前推動連桿驅動塊。該移動迫使切割塊向下，允許加強原料的一部分在切割塊上延伸。一旦定位，氣動元件被縮回，向後拉動連桿驅動塊，迫使切割塊向上。當切割塊被向上推動時，加強原料供給抵靠切割元件，從而切斷單獨的加強元件。 為了實現前述和相關目的，文中結合以下描述和附圖來描述本發明的某些說明性方面。然而，這些方面僅指示可以採用文中公開的原理的各種方式中的一些，並且旨在包括所有這些方面及其等同物。結合附圖考慮時，從下面的具體實施方式中，其他優點和新穎特徵將變得顯而易見。

現在參閱附圖描述本發明，其中全文中相同的附圖標記用於提及相同的元件。在以下描述中，出於解釋的目的，闡述了許多具體細節以便提供對其的透徹理解。然而，顯而易見的是，沒有這些具體細節就可以實施本發明。在其他情況下，以框圖形式顯示公知的結構和裝置以便於對其進行描述。 首先參考附圖，圖1-15說明根據本發明的用於從加強原料供給50中產生多個單獨的加強元件60的設備100。如圖1和2所示，設備100包括框架102和基板104。基板104包括頂側106，底側108，並且適於支撐彈性裝訂設備30和加強原料供給50。 可與設備100一起使用的彈性裝訂設備30的一個實例是IndES工業彈性裝訂系統，如上所述。 IndES使用一對直徑約3/16英吋的針以用彈性卡釘將產品固定在包裝材料（如紙板背襯）上。IndES機器的針穿刺包裝材料，並通過穿刺孔彈出釘端。釘端彎曲到位以將彈性卡釘固定就位，從而將產品固定到包裝材料上。 如通過引用併入本文的共同轉讓的美國專利2016/0039555A1中所述，設備100可用於製造多個單獨的加強元件60以加強緊固件元件中的塑膠或彈性緊固件。如圖3所示，多個單獨的加強元件60優選地形成為由抗變形的硬塑膠材料構成的整體實心圓盤，所述硬塑膠材料例如但不限於聚丙烯、聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯。多個單獨的加強元件60在文中被表示為大致方形的突出部。然而，這並不意味著限制，因為多個單獨的加強元件60可以任何替代的構造、尺寸或形狀來構造，以對應于加強所使用的塑膠緊固件所需的尺寸。 與設備100一起使用的加強原料供給50通常被構造為一對加強原料輥。在一個實施例中，該對加強原料輥中的每一個由具有以約1/2英吋間隔沿著中心線大致居中設置的多個孔52的約1/2英吋寬的硬塑膠材料條帶56形成。多個孔52中的每一個的直徑尺寸略大於彈性裝訂設備30的針的直徑。如圖2、4和13所示，將該對加強原料輥載入在設備100上，其將每個硬塑膠材料條帶56切成具有中心孔52的約1/2英吋方形的單獨加強元件60。雖然已經關於該特定實施例描述了具體尺寸，但尺寸並不意味著限制，因為尺寸可以根據需要自訂成用於任何尺寸的塑膠緊固件。 設備100還包括一對原料接合部件112，每個包括附接到軸116的捲筒114。該對原料接合部件112中的每一個均被安裝到基板104下方的框架102上。框架102用作基板104的支撐或基座。基板104的構造通常為矩形，並且還包括居中設置的開口110。將每個加強原料輥載入到捲筒114中的一個上，沿著軸116旋轉，將每個加強原料條帶56從加強原料輥進料到設備100中。 通過將多個單獨的加強元件60抵靠或靠近包裝的後側，彈性裝訂設備30與多個單獨的加強元件60成直線地在包裝材料中衝壓孔，通過針分配塑膠緊固件，並且將每個塑膠緊固件固定到由包裝和單獨的加強元件60中的一個形成的加強連接點。這樣，多個單獨的加強元件60為包裝材料提供結構穩定性。 如圖4、5和10所示，設備100還包括一對模組118，該模組可移動地被安裝在居中設置的開口110內的基板104上以與彈性裝訂設備30對齊。該模組118對中的第一120和第二122的構造相同，可在居中設置的開口110內調整位置，並可沿相反方向移動地安裝。該模組118對適於接收加強原料供給50，將加強原料供給50切斷為多個單獨的加強元件60，並且結合彈性卡釘配置多個單獨的加強元件60以加強多個裝訂連接。 如圖5和9所示，該模組118對中的每一個包括氣動元件124，連桿驅動塊128，凸輪元件134和切割塊142。氣動元件124通常是移動活塞桿126的氣缸。活塞桿126連接到連桿驅動塊128的一端。凸輪元件134包括固定到模組118的第一端136，可移動地連接到切割塊142的第二端138以及導向槽140。連桿驅動塊128的另一端可移動地保持在凸輪元件136的導向槽140內。因此，凸輪元件142可移動地連接連桿驅動塊128和切割塊142。導向槽140通常成角度地構造以便當活塞桿126被氣動元件124推動或縮回時使切割塊142上下移動。 如圖6和6A所示，每個模組118還包括條帶進料塊130，該條帶進料塊130包括原料定位元件132。條帶進料塊130被安裝到連桿驅動塊128的頂部。原料定位元件132通常是銷釘，其被斜面化以將沿著條帶進料塊130的加強原料供給50的一部分中的多個孔52接合。當連桿驅動塊128被活塞桿126推向前時，原料定位元件132推動加強原料供給50通過模組118。 如圖8、8A和11所示，每個模組118還包括模組覆蓋元件150，該模組覆蓋元件150包括頂板152和卡鎖部件160。模組覆蓋元件150位於基板104的居中設置的開口110中。頂板152包括第一端154，第二端156和中心槽158。第一模組120的第二端156被定位以面向位於基板104的居中設置的開口110內的第二模組122的第二端156。卡鎖部件160通常是穿透靠近第一端154的頂板152的球、圓柱體或類似機構，其可以與加強原料供給50中的多個孔52對齊並接合以防止或阻止加強原料供給50當被原料定位元件132推過模組118時的任何向後移動。 另外，每個模組118還包括頂覆蓋塊162，如圖7中所示。頂覆蓋塊162位於頂板152的中心槽158內。頂覆蓋塊162的構造基本上是矩形，包括一頂側164和一底側166，其呈冠狀或以其他方式凹形以允許原料定位元件132將加強原料供給50推動通過模組118。因此，頂覆蓋塊162的底側166通常鄰接條帶進料塊130，將由模組118接合的加強原料供給50的一部分夾層或以其他方式基本上包覆。 每個模組118還包括頂部保持板168和切割元件172。頂部保持板168附接到頂板152的第二端156並且包括以與單獨的加強元件60中的每一個相同的構造基本上成形的開口170。切割塊142包括斜面頂部144，中心孔146和底部148。切割塊142的斜面頂部144穿透開口170，由此一旦切割推動單獨的加強元件60穿過開口170。切割元件172通常是附連到模組覆蓋元件150的第二端156的可移動地鄰接切割塊142的固定刀或刀片。 如圖12所示，斜面頂部144可以相對於切割元件172側向成角度，以更容易地切割單獨的加強元件60。在一個優選實例中，斜面大致被設定在5度。然而，這並不意味著限制，因為可以改變斜面以基於待切割材料或切割速度優化切割。中心孔146的尺寸和構造被設置成接受來自彈性裝訂設備30的針穿透。底部148可移動地接合凸輪元件134。 為了使用設備100，如圖14和14A所示，使用者將該加強原料50輥對中的每一個放到該原料接合部件112對中的一個上。將來自每個輥的加強原料條帶56分別沿相反方向送料該模組118對中的一個上。每個條帶送料塊130將加強原料條帶56中的一個與原料定位元件132接合。設備100可以由馬達（未呈現）供電。 如圖15A所示，加強原料條帶56被定位在條帶送料塊130上，使得加強原料條帶56的端部鄰接切割塊142。在載入位置中，活塞桿126被完全縮回，從而將連桿驅動塊128保持遠離切割塊142。當設備100接合時，活塞桿126通過氣動元件124延伸，沿著凸輪元件134的導向槽140朝切割塊142推動連桿驅動塊128，如圖15B所示。當連桿驅動塊128向前移動時，凸輪元件134向下拉動切割塊142，使得斜面頂部144下降到切割元件172的高度以下。同時，連桿驅動塊128推動條帶送料塊130，使得加強原料供給的約1/2英吋部分或多個單獨加強元件60的任意構造長度視需要被推過切割元件172，並在切割塊142上方。 最後，在圖15C所示的切割位置處，活塞桿126通過氣動元件124縮回，將連桿驅動塊128沿著凸輪元件134的導向槽140拉回，遠離切割塊142。這縮回允許凸輪元件134抵住位於斜面頂部144上方的加強原料供應部分將向上推向切割塊142。向上移動迫使斜面頂部144抵住加強原料供給，將其沿著切割元件172推動並且通過頂部保持板168中的開口170以形成和分離單獨的加強元件60。同時，當原料定位元件132從接合孔52滑出，並且重新接合加強原料供給50中的遠側孔52時，條帶進料塊130返回其初始位置，使得可以重複該過程。設備100可以自動調整，以將單獨的加強元件60的多個孔52與彈性裝訂設備30的針對齊。當將彈性裝訂設備30循環時，設備100可以通過下一個應用索引加強原料條帶56。 以上描述的內容包括所要求保護的主題的實例。當然，不可能為了描述所要求保護的主題的目的而描述部件或方法的每個可想到的組合，但是本領域的普通技術人員可以認識到，所要求保護的主題的許多進一步的組合和置換是可能的。因此，所要求保護的主題旨在涵蓋落入所附專利申請項的精神和範圍內的所有這些變更，修改和變化。此外，就在具體實施方式或專利申請項中使用術語「包括」而言，這樣的術語旨在以與術語「包括」在專利申請項中用作過渡時所解釋的術語「包括」類似的方式是包含性的。

30‧‧‧彈性裝訂設備

50‧‧‧加強原料供給

52‧‧‧孔

56‧‧‧硬塑膠材料條帶/加強原料條帶

60‧‧‧加強元件

100‧‧‧設備

102‧‧‧框架

104‧‧‧基板

108‧‧‧底側

110‧‧‧開口

112‧‧‧原料接合部件

114‧‧‧捲筒

116‧‧‧軸

118‧‧‧模組

120‧‧‧第一模組

122‧‧‧第二模組

124‧‧‧氣動元件

126‧‧‧活塞桿

128‧‧‧連桿驅動塊

130‧‧‧條帶進料塊

132‧‧‧原料定位元件

134‧‧‧凸輪元件

136‧‧‧第一端

138‧‧‧第二端

140‧‧‧導向槽

142‧‧‧切割塊

144‧‧‧斜面頂部

146‧‧‧中心孔

148‧‧‧底部

150‧‧‧模組覆蓋元件

152‧‧‧頂板

154‧‧‧第一端

156‧‧‧第二端

158‧‧‧中心槽

160‧‧‧卡鎖部件

162‧‧‧頂覆蓋塊

164‧‧‧頂側

166‧‧‧底側

168‧‧‧頂部保持板

170‧‧‧開口

172‧‧‧切割元件

圖1說明了根據所公開架構的用於從強化元件供給分配多個單獨加強元件以搭配彈性裝訂設備結合使用的設備透視圖。 圖2說明了根據所公開架構的設備的側面透視圖。 圖3說明了根據所公開架構的用以與設備一起使用的加強原料供給和多個單獨加強元件的透視圖。 圖4說明了根據所公開架構的進料到附接到設備的基板的一對模組中的一對加強原料輥的側面透視圖。 圖5說明了根據所公開架構的該對模組之一的透視圖。 圖6說明了根據所公開架構的該對模組之一的條帶進料塊的側面透視圖。 圖6A說明了根據所公開架構的條帶進料塊的原料定位元件的側面透視圖。 圖7說明了根據所公開架構的該對模組之一的頂覆蓋塊的透視圖。 圖8說明了根據所公開架構的該對模組之一的模組覆蓋元件的側視圖。 圖8A說明了根據所公開架構的模組覆蓋元件的卡鎖部件的側視圖。 圖9說明了根據所公開架構的處於切割位置的該對模組之一的切割塊的側視圖。 圖10說明了根據所公開架構的可調整地附接到基板的該對模組的側面透視圖。 圖11說明了根據所公開架構的模組覆蓋元件的頂板中的中心槽的俯視圖。 圖12說明了根據所公開架構的該對模組之一的端部剖視圖。 圖13說明了根據所公開架構的被載入到設備的一對原料接合部件中的一個上的加固原料供給的部分分解圖。 圖14說明了根據所公開架構的被進料到該對模組之一中的加強原料條帶的側面透視圖。 圖14A說明了根據所公開架構的被進料到該對模組之一中的加強原料條帶的剖視圖。 圖15A說明了根據所公開架構的處於載入位置的多個模組之一的透視圖。 圖15B說明了根據所公開架構的處於進料位置的多個模組之一的透視圖。 圖15C說明了根據所公開架構的處於切割位置的多個模組之一的透視圖。

Claims (19)

1. 一種用於從加強原料供給製造多個單獨加強元件的設備，其包括：適於支撐所述加強原料供給的基板；被安裝在所述基板上的一對模組，其適於接收所述加強原料供給，切斷所述單獨加強元件，以及配置所述單獨加強元件；以及條帶進料塊。
2. 如請求項1的設備，其中所述基板包括居中設置的開口。
3. 如請求項2的設備，其中所述模組對沿著所述居中設置的開口可調整位置。
4. 如請求項1的設備，其中每個模組更進一步包括：氣動元件；由所述氣動元件接合的連桿驅動塊，其中所述條帶進料塊附接到所述連桿驅動塊；切割塊；以及可移動地連接所述連桿驅動塊和所述切割塊的凸輪元件。
5. 如請求項1的設備，其中所述條帶進料塊包括用於接合和推進所述加強原料供給通過所述模組的原料定位元件。
6. 如請求項5的設備，其中每個模組還包括頂部覆蓋塊，所述頂部覆蓋塊鄰接所述條帶進料塊以基本上包封由所述模組接合的所述加強原料供應的一部分。
7. 如請求項4的設備，其中每個模組還包括位於所述基板的所述居中設置的開口內的模組覆蓋元件。
8. 如請求項7的設備，其中所述模組覆蓋元件包括用於接合和阻止所述加強原料供給通過所述模組向後移動的卡鎖部件。
9. 如請求項8的設備，其中每個模組還包括鄰接所述切割塊的切割元件。
10. 如請求項9的設備，其中當所述氣動元件被延伸，沿著所述凸輪元件中的導向槽向前推動所述連桿驅動塊時，所述加強原料供給被推進通過每個模組並且在所述切割塊上，從而向下移動所述切割塊。
11. 如請求項10的設備，其中所述氣動元件被縮回，沿著所述凸輪元件中的所述導向槽向後拉動所述連桿驅動塊，從而向上移動所述切割塊。
12. 如請求項11的設備，其中所述切割塊的所述向上移動抵靠所述切割元件推動所述加強原料供應，使單獨的加強元件分離。
13. 一種用於從加強原料供應製造並分配多個單獨加強元件以與彈性裝訂設備結合使用的設備，其包括：適於支撐所述彈性裝訂設備和所述加強原料供給的基板；一對模組，其被可移動地安裝到所述基板上以與所述彈性裝訂設備對齊並且適於接收所述加強原料供應，切斷所述單獨的加強元件並配置所述單獨的加強元件；以及條帶進料塊；其中所述加強原料供應包括一對加強原料輥。
14. 如請求項13的設備，其中每個模組包括：連桿驅動塊，其中所述條帶進料塊附接到所述連桿驅動塊；氣動元件，其中所述連桿驅動塊由所述氣動元件所接合；切割塊；以及可移動地連接所述連桿驅動塊和所述切割塊的凸輪元件。
15. 如請求項14的設備，其中每個模組還包括位於所述基板中的居中設置的開口內的模組覆蓋元件。
16. 如請求項14的設備，其中所述切割塊包括斜面頂部和用於接收所述彈性裝訂設備的針的孔。
17. 如請求項13的設備，其中所述模組對沿著所述基板中的居中設置的開口相對地對齊。
18. 如請求項13的設備，其中所述加強原料輥對中的每一個沿相反的方向被單獨地進料到所述模組對之一中。
19. 一種用於加強多個裝訂連接以與彈性裝訂設備結合使用的設備，其包括：適於支撐所述彈性裝訂設備和一對加強原料輥的基板；以相反的方向可移動地安裝在所述基板上的一對模組，每個模組適於接收所述加強原料輥之一，將所述加強原料輥切斷成多個單獨的加強元件，並將所述單獨的加強元件配置以加強所述裝訂連接；以及其中每個模組包括氣動元件，由所述氣動元件接合的連桿驅動塊、切割塊、附接到所述連桿驅動塊的條帶進料塊以及可移動地連接所述連桿驅動塊和所述切割塊的凸輪元件。