专利名称：装订元件和特别适用于自动过程的多个装订元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于夹持多个穿孔片材或类似物品的装订(binding)元件，尤其涉及联接特别适用于自动装订过程的装订元件的结构。
背景技术：
典型地来讲，利用相对较小且成本低廉的机械或者大型的昂贵机械来产生机械装订书本，相对较小且成本低廉的机械要求大量劳力来产生每个书本，而大型的昂贵机械中的每个书本要求的劳力要少得多。小型且成本低廉的机械广泛地使用，因为它们出现在许多办公室。这些机械足以产生相对较小数量的书本，只要操作人员接受过这些机械的使用方面的培训并且有足够的时间来致力于制造书本。不过，随着要组装的书本的数量的增加，在使用这种小型且成本低廉的机械时就会要求大量的人力。在实践中，操作人员花费一个小时或更多的时间来组装二十到五十本书本是常见的。
另一方面，自动机械在办公室中并不常见。而自动机械在专业印刷厂或装订厂很常见。虽然这些机械能够在两到五分钟的时间内产生二十到五十本书本，但自动机械的尺寸和成本却令规模不大的用户或偶尔使用的用户望而却步。因此，这些更加有效的自动机械典型地仅适用于渴望机械装订书本的一小部分人。而且，操作人员装配这些自动机械或改装机械来从装订元件的一种规格或颜色改变到另一种规格或颜色往往会很耗时。对操作人员所要求的专业培训和自动装订机械的装配也对能够提供给普通的办公室用户的好处有所限制。
不过，在过去的二十年里，文件的产生和印刷方式已发生了显著的变化。个人电脑和文字处理软件的出现和采用已极大地增加了用户对文件产生的选择。电脑和打印机成本的极大降低以及效率和能力的极大提高已经使任何人都能够具有设计和印刷手册、说明书、日历和类似的物品的能力。由于设计和印刷文件的能力已经普遍，所以产生文件所要求的时间量已大大减少。不过，令人遗憾的是，对于产生这些文件的大多数人来讲，进行机械装订的能力在过去的二十年里并没有得到大幅度的提高。
机械装订文件的能力并没有与产生、编辑和印刷文件的能力同步发展，很大程度上是因为目前所能够得到的装订模式中所存在的根本问题。一直以来使用不同类型的装订元件来机械装订大堆穿孔片材或类似物品，包括金属螺旋线或塑料螺线、双环线、线梳或吊架型设计、塑料梳、热封刀或冷封刀带(由本发明的受让人以VeloBind在市场上出售)、活页装订机，如3环装订机，以及其它专用机械装订结构，如该受让人的ProClick。例如，这些线梳或吊架型设计的装订元件的示例在Trussell的美国专利2,112,389和Jones的美国专利4,832,370和4,873,858中公开，而组装这些装订机的机械在Adams的美国专利4,031,585、Archer等人的美国专利4,398,856、Jones的美国专利4,525,117、Flatt的美国专利4,934,890和Bagroky的美国专利5,370,489中公开。例如，在下列对比文件中还公开了其它装订装置Emmer的美国专利2,089,881和2,363,848、Schade的美国专利2,435,848、Liebman的美国专利2,466,451、Heusenkveld的美国专利4,607,970、Im的美国专利4,904,103、Amrich等人的美国专利5,028,159和Abildgaar等人的复审证明B14,369,013和复审证明28,202。用于组装塑料梳或指部装订元件的机械在Scharer的美国专利4,645,399、Vercillo的美国专利4,900,211、Nanos等人的美国专利5,090,859和Hotkowski等人的美国专利5,464,312中公开。钉型和VeloBind元件在如Abildgaar等人的美国专利4,620,724以及Abildgaar的美国专利4,685,700、4,674,906和4,722,626中公开。本公开中所引用的所有专利和公布均通过参考结合在本发明中。
装订元件典型地包括脊部，多个指部从脊部延伸，可穿过片材堆中的孔来组装这些指部。这种脊部可以是线性的并且具有或不具有纵向延伸的枢轴。或者，可通过用线梳或吊架型装订元件将线弯曲来形成这种脊部。虽然这些装订装置中的每一种具有其自身的优点，但每一种均有各种各样的限制，尤其是装订类型。
出于这些典型地包括伸长脊部和指部的装订装置的结构上的原因，在成组储存时，这些装订装置通常会缠绕在一起。梳理这些装订元件以进行组装并将单独的元件梳理成片材堆或将这种元件放置在装订机械中可能会是既乏味又有可能耗时的过程。而且，这种缠绕在一起的趋势可使这些装订装置在自动装订过程或装订机械中的使用变得复杂或妨碍这些装订装置在自动装订过程或装订机械中的使用，而在这些自动装订过程或装订机械中需要自动供料。将装订元件手动提供给机械所要求的时间会阻碍有效的大体积自动装订操作。
这些装订装置包括用于指定装订元件的指部的预定长度，出于这些装订装置的结构上的原因，这些装订装置通常用于装订预先选定厚度的片材堆，或者有限厚度范围的片材堆。因此，要求有机会装订较大范围的堆厚度的使用者保持一定范围规格的装订元件的库存量。当使用者可能装订一定范围规格的片材本身时，即当要装订的片材堆的长度变化时，不同规格的装订元件的库存量可能还会增加。
现已提出各种各样的装订设计以适应要装订的片材堆的不同厚度。Jordan的美国专利2,779,987公开了一种第一带，两个叉头从第一带伸出，每个叉头容纳在保持带中的开口中，其中，保持带包括将叉头固定在适当位置的齿合结构。更常用的设计典型地包括从第一带伸出的一对可弯曲叉头，这些叉头插入并穿过片材堆中的开口，并且然后进入保持带中的开口中。然后将每个可弯曲叉头弯曲，以将其实质上布置在临近于保持带的轴线的位置，之后由联锁结构或锁定凸缘或类似的装置将每个可弯曲叉头保持在适当的位置，这种联锁结构或锁定凸缘或类似的装置在叉头的弯曲端上方滑动。这种类型的装订结构的示例在如下列专利中公开Daniel的美国专利699,290、Blizard等人的美国专利2,328,416、Whittemore等人的美国专利3,224,450、Land的美国专利4,070,736、Nes的美国专利4,121,892、Sjstedt的美国专利4,202,645、Barber的美国专利4,288,170、Dengler等人的美国专利4,302,123、Purcocks的美国专利4,304,499、4,453,850和4,453,851、Jacinto的美国专利4,305,675和英国专利1,225,120。在这些设计中，使用者可典型地将所产生的装订结构重新打开，以取下或添加片材。
Giulie的美国专利3,970,331公开了一种更复杂的设计。Giulie的设计旨在用于图书馆或其它机构，以取代书本上的装订或在存料装置或类似的物品上提供永久性装订。这种装订结构设计用于组装，而无需使用昂贵的机械来将书本夹在一起或使用热或机械压力。Giulie的装订结构包括一对衬带，这对衬带沿着片材堆的相对侧面放置并邻近于沿着片材堆的一个边缘的预先形成的开孔。衬带中的一个包括多个销钉，这些销钉具有棘轮齿，衬带中的另一个包括一系列开孔，这些开孔具有配合棘轮齿。销钉穿过这些开孔齿合，且通常将接收带上的阻挡装置从该带断开并推入该开口中，以永久性地与开口中的销钉联接。然后可将这些销钉断开或切断。因此，用这种方式所形成的书本不能够打开来编辑内容并然后重新结合。而且，这种装订后的书本不易于折回或在表面上打开放置。
这些装订元件通常并不适用于高度自动装订机械。自动装订机械要求提供位于装置上的或接近于装置的装订元件。可装在装订元件存料装置中的装订元件的数量越大，机械不需要操作人员的干预运行的时间就越长。不过，总体尺寸较小的存料装置在理论上允许将机械设计成具有较小的物理尺寸。
虽然五十到一百个装订元件的元件存料装置对于一般的办公室使用似乎是理想的，但目前可以得到的大多数装订元件的大体积特性通常会使容纳这些大量的装订元件所要求的存料装置并不现实。从此观点来讲，例如，活页装订机的存料装置就不能够满足这种要求，因为整体封面和环组件占据相当大的空间。它们之中的一个可放到另一个中，但会要求长度很大的存料装置来容纳五十到一百个活页装订机。虽然可选择堆叠起来，但这会要求大的体积。例如，能够装订半英寸厚的文件的五十个装订机会具有1700立方英寸的体积。类似地，五十个塑料梳、金属螺线、双环线或塑料螺线装订元件中的每一个会分别要求约240立方英寸的体积，假定不允许它们相互啮合且将它们提供给已形成的机械。假定将每个元件提供给处于打开状态的机械，本发明的受让人的ProClick装订元件会要求约320立方英寸的体积，而本发明的受让人的类似装订元件VeloBind会要求约206立方英寸的体积。这些近似体积中的每一个假定这些元件能够在它们的最紧密构造中保持相互接触。因此，这些体积估算并不包括控制方位或帮助输送到机械的任何规定。
包装用于自动机械的装订元件带来其它的巨大挑战。装订元件本身的耐久性限制了将装订元件提供给自动机械的方法。例如，金属螺线和双环线用细金属线构成，这种细金属线在装订之前或装订之后相对容易变形，在装订之前会使装订变得困难或不可能，在装订之后可能损害书页翻转或损坏片材本身。由于金属螺线和双环线装订元件在装订之前特别易受到损坏，所以装订元件的包装必须保护元件以输送到装订机械。
或者，当仅将细丝提供给装订机械且装订机械本身产生螺线或线圈形状并将书本装订时，金属螺线和塑料线圈元件在空间上更加有效。这种方法目前由许多装订厂在大型自动机械中使用。不过，对于五十或一百个元件来讲，这种包装在空间上的节省多于由形成机构本身所要求的空间所抵消的空间。而且，这种线圈形成装置带来额外的成本以及可靠性和操作人员培训方面的问题。
在使用以前所形成的装订元件时，元件存料装置不但必须包含足够数量的装订元件以减少操作人员进行加料，而且还必须支撑装订元件、与装订元件对齐并且使这些装订元件以适于与装订机械相互作用的形式出现。因此，这些装订元件的出现必须使装订机械可将元件从存料装置中取出并将其放置在装订机构中以在最终完成书本之前与片材堆相互作用。实质上所有松散装订元件的结构，即伸长脊部和指部，使得这些松散装订元件非常容易缠绕在一起，除非这些元件由存料装置所控制。即便是通常以具有径向凹槽的空心管单独出现的塑料梳有时也会在一个元件的脊部在另一个元件的已包覆边缘下面滑动时缠绕在一起。因此，如果这种包装方法并不控制元件，那么装订机械必须具有足够的机构来将元件解开。这些解开机构可能会非常复杂，而且既昂贵又不可靠。
已经尝试过用大型自动机械来控制装订元件以用不同方法消除或减少缠绕。例如，通常将双环线形成为绕在线轴上的连续“绳”。为了避免线轴上的缠绕，将纸带或其它分离材料与元件一起卷绕以作为隔离层。然后，这种纸带必须由装订机械在使用元件时解开并处理。除了线轴有可能会非常大(15英寸宽的15英寸直径的线轴具有2650立方英寸的体积)之外，这种方法增加了包装成本、产生废品并增加元件更换期间的额外步骤。
已通过将装订元件用粘合剂附到扇形折叠的连续纸卷来自动操作塑料梳，如美国专利5,584,633中所公开的那样。机械用牵引送料系统来驱动片材并按照需要将单独的元件与片材分开。不过，在实践中，这种系统也存在问题，因为粘合剂对时间和环境因素敏感。如果粘合剂并不足够地保持元件，那么元件就会与片材完全断开或者扭曲或在片材上旋转，这样就会产生废弃元件和、或导致装订机械中的堵塞。
也已经将塑料线圈输送到分隔储存盒中的装订机械，这些装订机械将每个元件保持相互分开并避免缠绕，如美国专利5,669,747中所公开的那样。这种系统典型地具有包装成本高和总体包装效率低的明显缺点。这种一般规律的例外情况一直是VeloBind，这是一种两部分装订元件结构，这种结构具有出自一个带的塑料阳钉，这种塑料阳钉容纳在另一个带的阴开口中。VeloBind一直以来有效地包装在一百个带的带盒中(例如，美国专利4,844,974、5,051,050和5,383,756)。虽然已经证明VeloBind是成功的包装和自动操作方案，但用VeloBind类型的元件装订的文件不能够“平坦地放置”，即保持平坦地打开而无需使用者握住书页。这种特征限制了VeloBind的使使用者寻求单纯的“平坦地放置”装订书本排列的可能。而且，VeloBind元件并不允许书页在翻转之后整洁地“绕在”书本后面，这种在翻转之后整洁地“绕在”书本后面的特性允许文件在使用期间消耗较少的空间。
装订元件本身的尺寸上的固定也对自动装订过程有着极大的影响。许多机械装订方式具有固有的制造变化范围或材料特点，这些固有的制造变化范围或材料特点使得难以对这些机械进行成功的自动操作。例如，双环线由形成梳模式的单线细丝组成。然后将梳的指部朝着脊部弯曲以产生“C”轮廓。然后装订过程将这些指部朝着脊部上的相对根部推动，同时关闭元件并产生圆的“O”形。由于金属线具有某些固有的弹性特征，所以必须将这些指部的顶端推过该根部一定的距离，以确保将该元件在弹回之后关闭。获得正确装订所必需的超程量取决于线的直径、环的直径、线的材料特性和在“C”形形成期间在金属线上所引致的任何加工硬化。线装订元件的制造商采用不同类型的线丝并使用略微不同的的轮廓以由于环的形状。在特定制造商的双环线装订元件中，标准制造公差也会在盒与盒之间产生足够的变化，所要求的超程不必与这种变化一致。这些变化要求装订机械具有可调闭合行程或停止位置，这种可调闭合行程或停止位置不仅用于尺寸的改变，而且还用于每个批次的线元件。如果将机械装配起来以长期运行或操作人员持续在场的情况下，这样做是可以接受的。不过，令人遗憾的是，在考虑到这些变化时，产生易于装配和易于改变的可靠装订机械非常困难。
节距在对装订过程进行自动操作以提供具有专业外观的装订书本方面也是值得关注的问题。节距对于双环线来讲是值得注意的问题，因为连续的指环之间的间隔并不保持恒定。由于梳形用单细丝形成，所以在元件上没有将每个指部保持在相对于下一个指部的适当位置的连续部件或脊部。然后，装订机械必须对这些指部进行限制或引导以确保它们与要装订的片材中的穿孔正确成行。这对于金属螺线和塑料线圈装订元件来讲又是一个问题。由于这些元件实质上是具有低弹簧常数的弹簧，所以装订机械必须在元件旋转穿过文件时控制并引导元件上的主要点的轴向位置。
塑料线圈还有一个由其材料特性所导致的缺点。塑料线圈元件通常是挤出乙烯基细丝，将这种乙烯基细丝加热到软化温度范围并在使其冷却之前绕在心轴上。这个过程往往会在装订元件中留下应力，这种应力类似于在注模塑料件中发现的应力。之后，如果将该元件暴露在升高的温度中，这些应力就会导致该元件“松弛”，同时改变元件的直径并进而改变元件的长度。由于乙烯基的熔化温度较低，所以在正常的运输、储存和使用期间可能会遇到这些升高的温度。这在夏季当这些元件处于运输阶段而在卡车中几天时尤其是是个问题。这些尺寸上的变化使得穿过穿孔提供元件变得更加困难并且可损害避免元件在装订之后转出片材的卷边过程。
因此，本行业中目前所已知的和可以获取的装订元件中的每一个都具有某些缺点，这些缺点要么存在于装订之前的元件的包装中，要么存在于与元件有关的装订过程的自动操作中，或者存在于由这些元件所装订的书本的数量之中。即便是传统上的活页装订机也体积大而且不易于紧密包装。这些装订机在使用时既笨重又占据比它们所包覆的文件大得多的空间。而且，即便是活页装订机的封面能够卷在装订机的后面，但单独的书页肯定不能。因此，需要产生除了大体积装订之外而将会得到的装订元件和价格适中、用户友好的可靠机械装订机械。
发明内容
本发明的基本目的在于提供多个装订元件，这些装订元件可易于用在装订机械中的自动进料装置中并抗缠绕。相关的目的是提供一种装订元件，这种装订元件可像多个装订元件那样可靠地包装在紧密装置中，这种装置减少或避免装订元件之间的缠绕。
本发明的另一个目的在于提供一种单装订元件，这种单装订元件可用于装订一定厚度范围的书本。
本发明的再一个目的在于提供一种装订元件联接组，在这种装订元件联接组中，联接结构并不妨碍使用或装订元件的最终外观。
本发明的再一个目的在于提供一种装订元件，这种装订元件允许装订后的书本打开平放在表面上，相关目的是提供一种装订元件，这种装订元件允许装订后的书本在其本身上折回，且书页基本上翻转360°。
本发明的再一个目的在于提供一种装订元件，这种装订元件在装订后的片材堆中展示出有吸引力的专业装订外观。
本发明的再一个目的在于提供多个装订装置，这些装订装置可既经济有有效地制造。
本发明的再一个目的在于提供一种装订元件联接组，可利用已知的用于制造聚合体的技术来制造这种装订元件联接组。
本领域中熟练的技术人员在通过参考附图阅读了下面的概述和详细描述之后就会明白本发明的这些和其它目的和优点。
本发明提供多个装订元件，这些装订元件特别适用于自动装订过程。单独的装订元件包括脊部，多个指部从该脊部延伸。该元件平坦放置并优选基本上厚度均匀，以使其可用片状材料锻压。装订元件包括内表面和外表面。在组装成片材堆之后，这些指部形成环状并联接到脊部，以使这些指部的内表面布置在脊部的内表面上。虽然可通过然后适当的方式附着这些指部，但优选沿着脊部设置压力活化粘合剂部分。根据本发明的教导，装订元件的外表面的至少一部分抗粘合剂的更永久附着。因此，多个装订元件可堆叠在一起并且连续地分离或移开以插入片材堆中。抗更永久粘合可由然后适当的方式提供，如涂层，这种涂层如硅树脂。
这些装订元件可设有划线或沿着这些指部的弯曲，以提供圆形闭环结构。可沿着这些弯曲设有角撑板以阻止这些指部的伸直。而且，优选这些指部包括沿着这些指部的长度的截面的变化，以使这些变化减轻某些应力，这些应力阻止该指部在应力集中位置弯曲。
优选多个装订元件还提供便于与自动装订过程相互作用的结构。例如，这些装订元件可包括如开口、凹槽或凸出这样的便于放置在装订机械或类似的装置中的结构、如凹槽或凸出这样的便于相邻的装订元件的分离的结构以及便于这些指部的自动关闭的结构，如凹槽或凸出。
本领域中熟练的技术人员在通过参考附图阅读了下面的概述和详细描述之后就会明白本发明的这些和其它目的和优点。
图1是根据本发明的教导构成的装订元件的示范性实施例的透视图。
图2是处于片材堆中的装订位置的示于图1中的装订元件的局部侧视图。
图3根据本发明的教导构成的装订元件的指部元件的顶端的放大局部平面图。
图4是根据本发明的教导构成的装订元件的替代实施例的示范性指部元件构成的局部平面图。
图5是示于图4中的装订元件的侧视图。
图6是根据本发明的教导构成的装订元件的另一个替代实施例的示范性指部元件构成的局部平面图。
图7是根据本发明的教导构成的装订元件的再一个替代实施例的示范性指部元件构成的局部平面图。
图8和图9是示于图1中的装订元件的截面图，该图示出了装订元件中的示范性弯曲。
图10是示于图9中的装订元件在关闭位置时的截面图。
图11是示于图1中的装订元件的截面图，该图示出了装订元件中的替代示范性弯曲。
图12是示于图11中的装订元件在关闭位置时的截面图。
图13是类似于示于图1中的装订元件的根据本发明的教导构成的多个装订元件的透视图。
图14是根据本发明的教导构成的相邻布置的两个装订元件的局部放大截面图。
图15是根据本发明的教导构成的多个装订元件的侧视图。
图16是根据本发明的教导构成的装订元件的替代实施例的透视图。
图17是示于图16中的多个装订元件部分地切去的局部透视图。
图18是示于图17中的多个装订元件的局部放大透视图，这些装订元件由自动装订机械的器件接合。
图19是示于图16中的装订元件在根据本发明的教导的示范性组装过程期间的透视图。
图20是按照根据本发明的教导的一种构成方法的示于图14中的一对装订元件的相邻端部的平面图。
图21是根据本发明的教导的堆放排列中的示于图14中的两堆多个装订元件的平面图。
图22是沿图21中的22-22线截取的截面图。
图23是根据本发明的教导构成的装订元件的替代实施例的透视图。
图24是示于图23中的装订元件的侧视图。
图25是示于图23和图24中的装订元件的局部放大截面图。
具体实施例方式
参看附图，图1示出了根据本发明的教导构成的装订元件50。装订元件50包括脊部52，多个指部54沿着一个边缘56从脊部52延伸。如图2所示，在组装成穿孔片材堆62时，指部52的远端58插入开孔60中，且指部54的远端58联接到脊部52以形成穿过片材堆62的闭环64。装订元件50包括内表面66和外表面68。值得注意的是，在目前所优选的装订元件50的组装中，指部54的远端58的内表面66布置在脊部52的内表面66上，如图2所示。因此，用于装订元件50的每个环状部分64从脊部52的一个边缘56向外伸出。这样，脊部52连同附到脊部52的指部54的远端58可布置在片材堆62中的两个之间。优选脊部52连同所附的远端58布置在装订后的堆62的后封面70与最后的书页72之间，如图2所示。这样，装订后的片材堆62和闭合装订元件50提供有吸引力的装订书本外观。而且，由于装订后的书本的边缘仅展示出多个平行指部54而不是脊部，所以在观察装订后的书本的连续书页时，单独的书本页可平放在表面上，或者连续的书页整个翻转和布置在后封面70上。
可通过任何适当的方式将指部54的远端58固定到脊部52。在目前所优选的实施例中，沿着脊部52的内表面66的至少一部分提供粘合剂80，如图1所示。粘合剂80可以是在指部54和脊部52之间提供足够固定的任何适当的粘合剂。丙烯酸基压感粘合剂尤其是3M220Stamark[TM]是目前所优选的粘合剂，但也可以使用任何适当的粘结粘合剂，如双组份粘合剂、超级PSA或具有隔离纸的PSA、水活化粘合剂，热熔粘合剂或紫外线固化粘合剂。将会理解可另外提供或选择提供其它联接方式。作为示例，利用类似于美国专利申请10/488,193中所公开的方法仅可将这些指部的远端机械联接到脊部，该专利申请转让给本发明的受让人并通过参考将其全部公开内容结合在本发明之中。或者，例如，可以使用热、焊接、旋转熔接、折边锁、拉链锁、整体搭钩或铆钉、锁片、维可牢、订钉、无钉订钉、铆钉、轧制或撑持。
固定可以是一种可移去特性，以将书页移去或添加。或者，为了提供防拆装订，这种固定可以是更永久的特性和、或这种装置可设有防揭结构。例如，如图3所示，指部54的远顶端58可设有弱部分，如可由一系列切口74或稀疏区域提供。本领域中熟练的技术人员将会理解在将位于指部54的远顶端58的这些切口74或稀疏区域放置在更永久的粘合剂固定80上方时，这种固定的保持力会大于切口74或稀疏区域之间形成的装订元件的薄件76的强度。因此，当有人试图从脊部52将指部54的远顶端58撬起时，薄件76或稀疏区域就有可能会变形或断裂，这样就提供了拆动痕迹。值得注意的是，这些切口74呈V形且将它们引导，以在将它们引导而穿过片材堆62中的穿孔60时它们不会妨碍指部54的远顶端58的前进。
根据本发明的重要特征，指部54的闭环64展示出相对平滑和均匀的弓形指部54的轮廓。本领域中熟练的技术人员将会理解可以朝着脊部52弯曲和形成环状的这些相对较薄的柔性指部元件通常会在沿着指部54的环状长度的长度的特定位置提供力的集中。这种弯曲不仅能够造成装订元件和装订后的书本的没有吸引力的外观，而且能够导致装订后的连续片材堆的翻转的困难，尤其在如果集中弯曲沿着任何指部54的长度产生时就更为如此。
为了向指部54提供相对均匀的圆形闭环，向指部54沿着其长度提供变化截面，以使弯曲应力沿着环状指部54的长度更均匀地分布。可通过不同的结构性排列来实现这种变化截面。例如，如图1所示，这些指部可设有不同尺寸的切槽或切口82。本领域中熟练的技术人员将会理解希望有沿着该带的一部分的较大截面，最大弯曲应力会集中在部分，并且希望有沿着一些部分的较小截面，较小的应力会在这些部分分布在环状指部54中。因此，本发明提供沿着装订元件的大致中心部分的较小切口82a和沿着指部54的一部分或几个部分的相对较大的切口82b，较大的切口82b更接近于脊部52并朝向指部54的远端58。这样，如图2所示，环状指部54在其整个环状长度提供平滑的转换。
本领域中熟练的技术人员将会理解，根据本发明，替代的变化截面排列同样也会提供沿着柔性装订元件指部的长度的所希望的弯曲应力变化。例如，可以提供如图16所示的泪珠型的单个切口。如图4所示，指部84可具有均匀宽度，并且可具有如图5所示的变化厚度。或者，指部86和88并不是包括切槽或切口，而是可包括如图6和7所分别示出的变化外部轮廓，或者，在这些指部的外表面或周缘可切割一系列的节。因此，可通过如结构性变化来提供这种应力释放，这些结构性变化如切割模式、宽度或厚度变化或分割或它们的任何组合。
为了进一步提供更有吸引力的环状闭合指环64，可在装订元件50中设有多个弯曲以便于通常呈圆形的指环轮廓的形成。例如，如图8所示，可将多个弯曲90设在指部54的近端92，如基本上在这些指部54与脊部52汇合的点，以提供如图2所示的总体轮廓。或者，如图9所示，这些指部54可包括多个弯曲94，这些弯曲94与它们的远端58隔开，以使闭合装订元件50会具有如图10所示的总体轮廓。将会理解装订元件50可包括任何数量的替代弯曲排列，例如，位于指部54的近端92和位于指部54的远端58的弯曲96和98的组合，如图11所示，这样就产生如图12中所示的总体轮廓。这些弯曲可设在提供给用户的装订元件中，或者，装订元件可包括促进这种弯曲的适当的划线。或者，可在装订机械本身形成这些弯曲。可用任何适当的方法来提供这些弯曲。例如，这些弯曲可在挤出或模制过程期间制造，或者，它们可作为后来的过程的结果来提供，如装订元件的划线或击打。例如，将会理解，位于弯曲位置的划线可通过在弯曲位置产生较大的自由移动而用于促进弯曲。
相反，由于击打基本上平的元件所引致的弯曲90、94、96和98，例如，导致结构的改变，以使弯曲90、94、96和98随着时间的推移可具有从它们的所希望形式松弛的趋势(见图8至图12)。这同样也会成为装订元件中的问题，弯曲90、94、96和98在挤出或模制过程期间在装订元件中形成。这种松弛可能是由如热、所使用的材料类型等因素所导致。在某些实施例中，可能会不希望有这种松弛。
为了减少松弛对最终的装订元件的影响，可在最初制造装订元件时考虑这种松弛。例如，可在制造这些装订元件时使弯曲90、94、96和98的角度大于所希望的角度。这样，这种角度会随着时间的推移而逐渐松弛到适当的所希望的角度。仅作为示例而并不是限制，如果弯曲的所希望的角度约为90°，那么，与大大小于所希望的角度的角度相比，以约为110°产生最初的弯曲会允许这种弯曲逐渐松弛到所希望的角度或与所希望的角度相近。作为比较，如果在最初将这种角度大约设定在所希望的角度，那么，任何松弛均可能在相对较短的时限内导致小于所希望的角度的角度。大于所希望的最初弯曲角度的角度可适用于装订元件上的任何弯曲。而且，大于所希望的最初弯曲角度的角度可在将装订元件插入装订机械或要装订的片材堆之前或之后适用于装订元件。
根据本发明的替代实施例，装订元件可设有便于抗弯曲松弛的另外的结构。例如，如图23至25所示，可在弯曲90产生角撑板134或其它类似的弯曲加强件，以加强弯曲并阻止弯曲角度的松弛。虽然图23示出了在弯曲90使用两个角撑板134以加强弯曲并保持所希望的弯曲角度，但本领域中熟练的技术人员将会理解所使用的角撑板的数量可以是一个或多个。类似地，可根据设计偏好、指部126的宽度和所使用的角撑板134的数量来调节角撑板134沿着弯曲的轴线的位置。而且，角撑板134的使用并不限于弯曲90，而是同样适用于装订元件110中的其它弯曲，如弯曲94、96和98(见图9至图12)或装订元件上的其它任何弯曲。可利用任何适当的方法产生角撑板134并且可在插入装订机械之前或之后产生角撑板134。还注意到角撑板134和大于所希望的最初弯曲角度的角度可以组合起来使用，以将松弛限制在近似于所希望的弯曲角度的角度。
根据本发明的另一个重要特征，多个装订元件50可作为单一单元100提供，如图13所示。虽然图13示出了为了说明的目的而局部地切去的堆叠装订元件51，但本领域中熟练的技术人员将会理解多个装订元件50的单一单元100可作为单一的单元来处理，而无需储存盒或类似的装置。因此，单一单元100可易于放置在自动装订机械中，从而极大地简化了自动装订过程。优选这些装订元件具有相对较薄且均匀的厚度，如图中所示出的那样。这样，数量相对较大的装订元件展示出非常紧密的单元，这种单元易于包装以用于运输和储存并可保持在装订机械的存料装置区域中，以用于自动装订过程。另外，所示出的结构还展示出其它的优点，因为两个这样的装订元件堆可易于用指部堆布置在单一的包装中，该指部堆来自各自的堆的装订元件，这些各自的堆的装订元件交替布置在单一的平面中，且各自堆的装订元件的脊部堆布置在相邻布置的指部的外侧(见图21)。因此，在包装这些装订元件时仅损失非常少的空间。
为了便于这些装订元件50的有效堆叠，装订元件50的外表面68的部分102设有抗粘合剂80的表面，如图13所示。部分102抗与粘合剂80的永久联接，但允许将装订元件50相邻布置，以进行储存或输送到自动装订机械。在堆叠期间，该部分102布置在邻近于相邻的装订元件的粘合剂80的位置，如图14所示。这样，可将装订元件50在堆叠单元100中临时联接在一起，但易于分离，以在装订过程中插入片材堆中。将会理解，装订元件的相邻堆叠无需邻近于粘合剂80的衬带并避免随之产生的浪费。
有抵抗力的部分可仅为受限部分，如在装订元件成组堆叠时仅直接布置在邻近于相邻的装订元件的位置的部分、装订元件的伸长带102(容易13所示)或者装订元件50的整个外表面68可抗粘合剂。出于这种进一步地进行解释的目的，将会使用词语“部分102”，但将会理解词语“部分102”可因此而包括装订元件的整个侧面、装订元件的侧面的相对较小的部分或沿着连续体的任何范围。提供抗粘合剂的整个外表面产生更加简化的制造过程，因为可使片材料的整个侧面对粘合剂的永久性粘合无反应，装订元件从这种片材料切割。可用使装订元件50的材料的表面抗所使用的特定粘合剂的相对永久粘合的任何适当的方式提供部分102。仅作为示例，部分102可包括硅树脂或Teflon涂层或类似的材料。或者，制造装订元件的材料可包括多种特性，这些特性允许沿着内表面66的更永久粘合，但允许相对的外表面68上的不太永久的粘合，或允许这两个表面上的表面处理。粘合剂或剥离层可直接粘合到带材料上，或者，表面的制备可用于促使一种和、或另一种的涂覆，包括如研磨、电晕处理、火焰处理、蚀刻和涂覆增强性涂层，如底漆。
将会理解可提供这种相同的堆叠联接排列，即便是在装订元件50设有弯曲的情况下也是如此，如图15所示。正如部分102可附到抗所使用的特定粘合剂的相对永久粘合的装订元件50的材料表面一样，剥离层也可附到包装的内部，装订元件50在使用之前容纳在这种包装之中。包装内部上的剥离层避免装订元件并不希望地附到这种包装并使外装订元件的裸露粘合剂上不需要衬带，以避免这种附着。将会理解在装订装载期间在包装内部上使用剥离层会节约时间，因为装载人员无需将衬带移开、避免了由于操作人员疏忽了移开衬带而导致的装载错误的可能性并避免了与这种衬带有关的浪费。
为了便于自动装订过程，优选装订元件包括另外的部件，这些部件明确设计用于容纳与自动装订机械的机械接触面。这些部件中的一个是用于装订元件在自动装订机械中的放置的定位结构。在示于图16的实施例中，装订元件110设有至少一个结合开口112，在本实施例中是一系列结合开口112，例如，这些结合开口112沿着装订元件110的长度延伸。这些结合开口112的目前所优选的形式包括通常呈正方形的结构113，这种结构113具有多个狭槽114，这些狭槽114从正方形结构113的角延伸(见图17)。这样，一个或多个销可容纳在装订元件110的堆叠单元116中，以使一个或多个销正确地位于自动机械中。虽然已就单独的装订元件110中的开口对定位结构进行了说明，但本领域中熟练的技术人员将会理解这种定位结构还可交替布置，例如，作为装订元件的外周缘中的凹槽或凸出或类似的布置。例如，如果提供与示于图16中的元件堆相同的元件110堆，对齐的凹槽118可用于元件110堆在装订机械中的放置。因此，这种装订可包括多个定位装置，这些定位装置将一致地定位装订元件堆，而并不考虑所使用的装订元件的特定尺寸。
装订元件还可包括在自动装订过程期间便于相邻的装订元件110的分离的结构。例如，装订元件110可包括可在装订元件110的外周缘交错的凸出或凹槽118a和118b(图17和图18)。因此，在装订过程期间，来自装订机械的探头120可插到最上面或最下面的装订元件的凹槽118a中的一个或多个，如图18所示。在此过程期间，可将探头120在堆116中略微向上或向下移动，以在装订元件110本身易于弯曲的范围内便于这种分离。然后，探头120可用于在自动装订机械所要求的范围内将相邻的装订元件110分离。
不过，本领域中熟练的技术人员将会理解交替机构可用于在装订过程期间促使相邻的装订元件的分离。例如，示于图13、图15、图17或图18的相邻的装订元件可由抽吸装置或类似的装置分离，这种抽吸装置或类似的装置在装订元件110上施加足够的力，以产生粘合剂80与相邻的装订元件的部分102的分离。
进一步来讲，装订元件110可设有接合结构，这种接合结构便于用于物理关闭装订元件110的指部的自动过程。例如，如图16和图19所示，开口122可设在装订元件指部126的远端124中。在组装时，可设有指部关闭机构130，这种指部关闭机构130与开口122接合以将指部126的远端124抬起并将其朝着脊部128移动，如图19所逐级示出的那样。优选指部关闭机构130然后在指部126的远端124上施加闭合力以活化位于该脊部的粘合剂129。虽然所示出的接合结构122的形式为“V形”，但将会理解可提供替代结构。例如，可提供狭缝或圆开口，或者可提供凸出结构，如从指部126的侧边缘中的一个或两个的凸出。虽然所示出的指部126的远端124在粘合剂124联接到脊部128，但将会理解在本发明的并不完善的实施中，指部的远端部分可联接到指部的更接近于脊部128的部分，但并不在该脊部本身上。不过，本发明的这种实施同样也并不在本发明的权利要求书和教导的范围之内。
可用任何适当的材料制造根据本发明的装订元件。在目前所优选的实施例中使用尼龙，因为尼龙是易于弯曲且坚固的聚合体。不过，将会理解也可使用替代材料。在目前所优选的另一个实施例中使用聚酯定向聚合体。聚酯定向聚合体提供并不吸收水分并可与已知的现有粘合剂一起使用的优点。仅作为示例而并不是限制，可用一种或多种材料制造装订元件，如聚乙烯和聚丙烯。可用任何适当的方法制造装订元件。例如，可用片状材料逐渐地或以其它方式模制、挤出或真空形成、压制、激光切割或冲切装订元件。
根据本发明的另一个特征，可制造装订元件并且在用平的片状材料如尼龙、聚酯定向聚合体或其它适当的塑料或其它材料切割装订元件时有非常少的浪费。正如就装订元件50的储存和运输进行的描述那样，可用片状材料压制装订元件110对，且将指部交替布置(见图21和图22)。而且，如图16所示，优选装订元件110包括奇数指部126，且凹槽118布置在每个其它指部126的基部。因此，在压制或以其它方式制造连续长度的装订元件110时，可将部分132从指部126对之间的连续装订元件带移开以提供凹槽118，这些凹槽118以交替距离与脊部128的端部隔开，从而提供变化的间隔，如图17和图18所示。
本领域中熟练的技术人员将会理解，与本说明书中所公开的示例相比，装订元件本身的特别设计可以是交替构造。虽然在描述本发明时强调优选实施例，但也可使用优选实施例的变化，且旨在可用本说明书所特别描述的方式以外的方式来实施本发明。因此，本发明包括由下面的权利要求书所限定的本发明的精神和范围中所包括的所有修改。例如，可同时实施本发明的不同方面。
本发明中所引用的所有参考文件，包括专利、专利申请和公布均通过参考整体地结合在本发明中。
权利要求
1.一种用于装订穿孔片材堆的装订元件，所述装订元件包括伸长脊部，以及多个指部，所述多个指部从所述脊部延伸，所述多个指部适于形成多个闭环并隔开以容纳在所述片材的穿孔中，所述指部具有长度且可弯曲并在自由状态中基本上是平的，所述指部包括沿着所述长度的不均匀截面，以使所述指部的闭环形成所希望的基本上呈圆形的轮廓。
2.如权利要求1所述的装订元件，其特征在于沿着所述指部的长度的所述不均匀截面沿着所述指部的长度直接地分布应力，以避免沿着所述指部的长度的弯曲力的集中。
3.一种用于装订穿孔片材堆的装订元件，所述装订元件包括内表面和外表面，伸长脊部，所述伸长脊部具有内表面和外表面，所述内表面和外表面分别与所述装订元件的内表面和外表面区域重合，多个指部，所述多个指部隔开以容纳在所述片材的穿孔中，所述每个指部具有近端和远端，所述近端邻近于所述脊部并固定到所述脊部，所述每个指部具有内表面和外表面，所述内表面和外表面分别与所述装订元件的内表面和外表面区域重合，所述多个指部适于形成多个闭环，且所述指部的内表面的一部分联接到接近于所述伸长脊部或沿着所述伸长脊部的装订元件的内表面，所述脊部的至少一个内表面的至少一部分或者所述指部的远端的内表面的至少一部分还包括粘合剂，所述粘合剂用于固定接近于所述脊部的指部的远端，以及所述装订元件的外表面的至少一部分包括抗粘合剂表面，以使所述粘合剂并不在实质上永久性地粘合到所述抗粘合剂表面。
4.如权利要求3所述的多个装订元件，其特征在于所述装订元件的第一个的内表面基本上布置在接近于所述装订元件的第二个的外表面的位置，且所述第一装订元件的粘合剂基本上布置在接近于所述第二装订元件的抗粘合剂表面的位置。
5.如权利要求3或4所述的装订元件，其特征在于所述抗粘合剂表面包括硅树脂涂层。
6.如权利要求3至5所述的装订元件，其特征在于基本上所述整个外表面包括所述抗粘合剂表面。
7.如权利要求1至6中的任何一项所述的装订元件，其特征在于所述指部还包括闭合结构，所述闭合结构适于由自动装订机械的至少一部分接合，所述自动装订机械将所述指部的远端朝着所述脊部弯曲。
8.如权利要求7所述的装订元件，其特征在于所述闭合结构包括凸出或开口中的至少一个，所述凸出来自所述指部中的至少一个，所述开口在所述指部中的至少一个的远端中。
9.如权利要求1至8中的任何一项所述的装订元件，其特征在于还包括分离结构，所述分离结构适于由自动装订机械的至少一个分离部分接合。
10.如权利要求9所述的装订元件，其特征在于所述分离结构包括凹槽或凸出中的至少一个，所述凹槽在所述装订元件中，所述凸出来自所述装订元件。
11.如权利要求1至10中的任何一项所述的装订元件，其特征在于还包括定位结构，所述定位结构适于通过自动装订机械的至少一个定位部分接合。
12.如权利要求11所述的装订元件，其特征在于所述定位结构包括开口、凹槽或凸出中的至少一个，所述开口穿过所述装订元件，所述凹槽在所述装订元件中，且所述凸出来自所述装订元件。
13.如权利要求1至12中的任何一项所述的多个装订元件，其特征在于所述多个装订元件联接在一起以形成单一的单元。
14.如权利要求4至6或权利要求13中的任何一项所述的多个装订元件，其特征在于还包括包装，所述第二装订元件包括粘合剂表面，所述包装包括抗粘合剂表面，所述第二装订元件的粘合剂表面基本上布置在接近于所述包装的抗粘合剂表面的位置。
15.如权利要求3至12中的任何一项所述的装订元件或权利要求13或14中的任何一项所述的多个装订元件，其特征在于所述多个指部中的至少一个包括活动铰链、划线或弯曲中的至少一个。
16.如权利要求15所述的装订元件，其特征在于所述多个指部中的至少一个包括弯曲和沿着所述弯曲布置的至少一个角撑板。
17.用于装订穿孔片材堆的多个装订元件，所述多个装订元件包括至少两个装订元件，每个所述装订元件包括伸长脊部，所述伸长脊部具有第一和第二端部，多个指部，所述多个指部从所述脊部延伸，所述多个指部适于形成多个闭环并隔开以容纳在所述片材的穿孔中，以及所述多个装订元件中的第一个的脊部的第二端部联接到所述多个装订元件中的第二个的脊部的第一端部，所述第二装订元件成扇形折叠排列折回到所述第一装订元件上，通过所述扇形折叠排列，所述第二装订元件可在所述第二装订元件的脊部的第一端部与所述第一装订元件的脊部的第二端部之间与所述第一装订元件分离。
18.如权利要求1至17中的任何一项所述的多个装订元件，其特征在于所述多个可输送到自动机械，以提供和、或处理所述元件和、或将所述装订元件装订成所述堆。
19.一种装订片材堆的方法，所述方法包括接合如权利要求7至8中的任何一项所述的装订元件的闭合结构和形成所述指部的闭环的步骤。
20.一种装订片材堆的方法，所述方法包括接合如权利要求9至10中的任何一项所述的装订元件的分离结构和将所述装订元件与所述装订元件堆分离的步骤。
全文摘要
多个装订元件(50)，每个装订元件具有基本上均匀的厚度，指部(54)在脊部(52)上方呈环状且联接到脊部(52)，以在组装时将指部(54)的内表面由粘合剂(80)布置在脊部(52)的内表面(66)上。在一个实施例中，装订元件(50)的外表面(68)的至少一个部分(102)抗粘合剂(80)的更永久附着，以使多个可堆叠在一起，并可连续地分离或移开以插入堆中。装订元件(50)可包括在指部(54)中的划线或弯曲(90)以提供圆形闭环结构；弯曲(90)中的选择性角撑板(134)阻止指部(54)的伸直。指部(54)还可包括沿着长度的截面(82)中的变化以释放某些应力，以阻止环状指部(54)。装订元件(50)还可包括便于与自动装订过程相互作用的结构。
文档编号B42F13/02GK101022961SQ200580029897
公开日2007年8月22日 申请日期2005年7月12日 优先权日2004年7月12日
发明者M·费希尔, P·霍特科夫斯基, M·库尔伯格, S·阿姆达尔, F·托达罗 申请人:通用装订公司