用塑料紧固件将床垫的两层或多层固定在一起的方法和工具的制作方法

专利名称：用塑料紧固件将床垫的两层或多层固定在一起的方法和工具的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及床垫的制造。
背景技术：
床垫在本技术领域内已被熟知，其一般独立使用或结合额外的组件来组成人们可在其上休息和/或睡眠的床。许多常规类型的床垫包括弹簧单元，用以给床垫的用户提供满意的支撑和舒适感。
一个床垫弹簧单元典型地包括一个顶架和一个底架，它们稍微间隔开，并以基本平行的配置来排列。每个架(通常也被称为丝盒)包括一根刚性且耐久的丝或杆，其设计成基本矩形的形状，所述丝限定了与之相关的架的外表面。此外，一个床垫弹簧单元典型地包括多个均匀间隔开的金属弹簧，或线圈，其在顶架和底架之间伸展。每根弹簧包括一根相对于顶架和底架基本成直角延伸的纵向轴。应该注意到的是，当向下的力被施加在顶架时，多根弹簧可使顶架向底架移动，或下陷。结果，当一个人在顶架上休息时，此人身体的重量被多个弹簧均匀地承受，这是极其需要的。
衬垫形式的缓冲材料层典型地被固定到床垫弹簧单元的每个架之上。缓冲材料层通常为无纺布，并具有大约3/4英寸的厚度。通常被固定到床垫弹簧单元顶架和底架的一种类型的缓冲材料是Flexatron牌缓冲衬垫，其由Kingsdown有限公司制造。
缓冲材料层典型地被以下述方式固定到床垫弹簧单元的每个架之上。具体而言，缓冲材料层被靠着每个架的外表面放置。每一层缓冲材料的外围或外周边都被紧紧牵拉超过与其联结的架的丝。然后，所述层的一小段长度将所述丝包裹起来，并靠着所述层的一部分的内表面放置，由此，就产生了一个所述丝被包裹其中的所述材料层的双层厚度部分。通过所述缓冲材料层以上述的方式被双面支撑，可以使用一种常规的、气动驱动的钉枪(staple gun)，将所述材料层的被双面支撑的部分固定在一起，由此将丝围在其中。
典型地，一种C型金属钉或环，可被用于将所述材料层的被双面支撑的部分以大约2英寸间隔固定在一起。具体而言，钉枪布设每个C型钉穿过所述材料层的被双面支撑的部分，并使每个C型钉的尖锐的自由端弯曲成一致的方向，并相互接触。
一缓冲材料层被固定到床垫弹簧单元的每个丝盒上，而许多高端(high-end)床垫经常将不同密度的2、3或4层泡沫橡胶(foamrubber)放置在弹簧单元的顶部。应该注意到的是，泡沫橡胶的这些层可以显著地增加床垫的舒适度，这是极其需要的。将多层泡沫橡胶放置在床垫弹簧单元之上，此外，外织物层(例如，一种缝制或绗缝的棉制材料)被缝合在弹簧单元和泡沫层外，以形成成品床垫。
应当注意，常规的高端床垫制造技术中，在将缝制的棉织材料的外层缝合在床垫其余部分以外之前，先要利用粘合剂将床垫的特定层(具体地说，多层泡沫橡胶层)固定在一起。具体而言，相邻层的一个或两个接触面上被喷淋上粘合剂。当粘合剂被喷淋在相邻层的一个或两个接触面上之后，首先将这些层对齐，然后牵拉使它们互相接触。
应当注意，上述利用粘合剂来将床垫的多个层固定在一起的方法，有几个明显的缺陷或不足。
第一个缺陷，使用粘合剂来将床垫的多个层固定在一起导致极大的浪费。具体而言，如果被固定在一起的材料层没有对齐，就无法将这些层分离开以重新将这些层固定在一起。结果，被固定在一起而又没有对齐的材料层常常被作为废物丢弃，由此增加了生产成本，这是极不希望的。
第二个缺陷，使用粘合剂来将床垫的多个层固定在一起，在生产床垫的地方会产生大量有害健康的烟气。由此产生具有潜在危险的工作环境，这是极不希望的。
第三个缺陷，使用粘合剂来将床垫的多个层固定在一起，由于粘合剂的老化，常常产生可闻的爆裂声，这是极不希望的。

发明内容
本发明的目的是提供一种新的和改良的、用于将床垫的两个或多个层固定在一起的方法和工具。
本发明的另一个目的是提供一种不使用粘合剂，就可将床垫的两个或多个层固定在一起的方法和工具。
因此，根据本发明的一个特点，提供一种床垫，其包括第一层、第二层以及用于将所述第一和第二层连接在一起的塑料紧固件。
根据本发明的又一个特点，提供一种方法，其用于将床垫的第一层和第二层连接在一起，所述方法包括的步骤有将所述第一层相对于所述第二层定位；以及穿过所述第一和第二层布设塑料紧固件。
根据本发明的又一个特点，提供一种工具，其用于布设塑料紧固件。所述塑料紧固件包括在一个细丝的一端上形成的横杆。所述工具包括外壳、固定连接在所述外壳上的针状体，以及气动驱动的喷射机构。所述针状体具有限定了纵向孔的形状。所述喷射机构用于将塑料紧固件的横杆推动穿过所述针状体的纵向孔，其还具有由手动调整长度的前向冲程。
根据本发明的又一个特点，提供一种工具，其用于布设穿过至少一层的塑料紧固件。所述塑料紧固件包括在一个细丝的一端上形成的横杆。所述工具包括外壳、固定连接在所述外壳上的中空的针状体、喷射机构以及可滑动地连接到所述外壳的针状体止动块。所述针状体在一端具有可穿透所述至少一层的形状。所述喷射机构用于将塑料紧固件的横杆推动穿过所述中空的针状体。所述针状体止动块限制了中空的针状体插入到所述至少一层中的程度，其适合于可释放地被固定于两个或多个设定位置中的位置上。
通过随后的描述可以看出各种其它的特性和优点。下面的描述是参考构成本说明书的一部分的附图进行的，其中，附图以图解方式显示用于实施本发明的各种实施例。这些实施例将以充分的细节进行描述，以使本领域技术人员能够实践本发明，但是也应当理解在不脱离本发明的范围的前提下，也可以使用其它的实施例和进行一些结构改变。下面的细节描述并无意限制本发明，本发明的范围由所附的权利要求得到最好的限定。


在附图中，相同的标记代表相同或相似的部分 图1是根据本发明的精神构造的、部分分解的床垫的第一实施例的前视局部平面剖面图，为清楚起见，紧固件并没有以剖面图形式来显示； 图2是可被插入到图1中示出的床垫中的双垫层(pillowtop)的前视局部平面剖面图，为清楚起见，紧固件并没有被以剖面图形式来显示； 图3是根据本发明精神构造的床垫的第二实施例的前视局部平面剖面图，为清楚起见，紧固件并没有被以剖面图形式来显示； 图4(a)是根据本发明的精神构造的第一实施例的工具的前视、底视透视图，其用于穿过床垫的一个或多个层来布设塑料紧固件。在图中，在所述工具的夹具处装载有两个紧固件； 图4(b)是示于图4(a)中的工具的前视、俯视透视图，在图中，在所述工具的夹具处装载有两个紧固件； 图4(c)是示于图4(a)中的工具的俯视平面视图，在图中，在所述工具的夹具处装载有两个紧固件； 图4(d)是示于图4(a)中的工具的前视平面视图，在图中，在所述工具的夹具处装载有两个紧固件； 图4(e)是示于图4(a)中的工具的底视平面视图，在图中，在所述工具的夹具处装载有两个紧固件； 图5(a)是示于图4(a)中的工具的右侧壳体的前视、底视透视图； 图5(b)是示于图5(a)中的工具的右侧壳体的后视、俯视透视图； 图5(c)是示于图4(a)中的工具的右侧壳体的、放大的、前视、底视局部透视图； 图6(a)是示于图4(a)中的工具的左侧壳体的前视、俯视透视图； 图6(b)是示于图6(a)中的工具的左侧壳体的后视、俯视透视图； 图6(c)是示于图6(a)中的工具的的左侧壳体的、放大的、后视、俯视局部透视图； 图7(a)是示于图4(a)中的工具的鼻前端(nose)的、放大的、前视、底视右端透视图； 图7(b)是示于图7(a)中的鼻前端的后视、俯视右端透视图； 图8是示于图4(a)中的针状体的、放大的、前视、俯视透视图； 图9是示于图4(a)中的驱动缸(drive cylinder)的、放大的、前视、俯视透视图； 图10是示于图4(a)中的工具的滑块的、放大的、前视、俯视左端透视图； 图11是示于图4(a)中的工具的喷射器杆(ejector rod)的、放大的、前视、俯视透视图； 图12是示于图4(a)中的工具的销(pin)的、放大的、前视、俯视透视图； 图13是示于图4(a)中的手动开关部件(finger switchassembly)的、放大的、前视、俯视透视图； 图14是示于图13中的手动开关部件的双位三通阀门的、放大的、前视、俯视右端透视图 图15是示于图4(a)中的气动传感器配件(pneumatic sensorfitting)的、放大的、前视、俯视右端透视图； 图16是示于图4(a)中的工具的气动连接的示意图。
图17(a)-(d)是示于图4(a)中的工具的前视平面图，在图中，针状体具有不同的长度，所述止动块被放置在不同的位置上； 图18(a)-(d)是示于图4(a)中的工具的前视平面图，在图中，所述左侧壳体被移除，所述针状体具有不同的长度，所述止动块被放置在不同的位置上； 图19是示于图18(a)中的止动块的、放大的前视透视图； 图20是示于图18(a)中的快速释放销(quick release pin)的、放大的前视透视图； 图21是示于图17(d)中的工具的、放大的前视局部透视图，在图中，所述针状体被移除； 图22是示于图17(d)中的工具的、放大的前视平面图； 图23是示于图4(a)中的工具的前视、底视右端透视图，在图中，在所述工具的夹具处装载有一些紧固件； 图24是示于图23中的紧固件导引装置(fastener guide)部件的、放大的前视透视图； 图25是示于图24中的紧固件导引装置的前视透视图； 图26是示于图24中的导引装置盖的前视透视图； 图27是示于图24中的转子杆导引装置(runner bar guide)的、放大的底视左端透视图； 图28是示于图4(a)中的工具的、放大的前视平面图，在图中，在所述工具的夹具处被插入一些紧固件，并且所述工具的左侧壳体被移除； 图29是示于图4(a)中的气动供给汽缸(pneumatic feedcylinder)的、放大的前视左端透视图； 图30是示于图28中的供给盖板(feed cover plate)的、放大的前视透视图； 图31(a)-(e)是示于图28中的工具的、放大的前视平面图，在图中，其处于将紧固件引向喷射位置的过程中的不同阶段，并且所述工具的左侧壳体和供给盖板被移除； 图32是示于图28中的工具的、放大的前视平面图，在图中，其处于将指向机构从紧固件夹具中手动释放或脱开的过程，并且所述工具的左侧壳体和供给盖板被移除； 图33(a)是示于图28中的供给爪(feed pawl)的放大的、后视透视图； 图33(b)是示于图28中的供给爪的放大的、前视透视图； 图34是示于图28中的锁销或制动(detent)的放大的、前视透视图； 图35是示于图28中的弹簧的放大的、前视透视图； 图36是示于图28中的扭力弹簧的放大的、前视透视图； 图37(a)是示于图28中的供给滑块(feed slide)的放大的、底视左端透视图； 图37(b)是示于图28的供给滑块的放大的、底视右端透视图； 图38(a)是根据本发明的精神构造的第二实施例的工具的前视、底视透视图，所述工具用于穿过床垫的一个或多个层中布设塑料紧固件； 图38(b)是示于图38(a)中的工具的前视、俯视透视图； 图38(c)是示于图38(a)中的工具的后视、俯视、部分分解透视图； 图38(d)是示于图38(a)中的工具的俯视平面图； 图38(e)是示于图38(a)中的工具的后视平面图； 图39是示于38(a)中的工具的所选组件的前视、俯视分解透视图； 图40(a)-(b)分别是示于38(a)中的工具的右侧壳体的前视、俯视透视图和后视、俯视透视图； 图41(a)-(b)分别是示于38(a)中的工具的左侧壳体的前视、俯视透视图和后视、俯视透视图； 图42是示于图38(a)中的手柄的放大的、后视、底视透视图； 图43(a)-(e)分别是示于图39中的工具的鼻前端的透视图、俯视平面图、前视图、右端平面图，以及后视平面图； 图44(a)-(c)分别是示于图38(a)中的针状体的透视图、俯视平面图和前视平面图； 图45(a)是示于图38(a)中的工具的所选组件的后视、俯视、部分零件分解透视图； 图45(b)是示于图38(a)中的工具的放大的、后视、俯视局部透视图； 图46是示于图45(a)中的针状体止动块的后视、俯视透视图； 图47是示于图45(a)中的背板的后视、俯视透视图； 图48是示于图45(a)中的锁紧元件的前视、俯视透视图； 图49是示于图38(a)中的工具的前视平面图，在图中，在所述工具的夹具处装载有五个紧固件，所述工具还被显示为钉入(drivethrough)床垫中。为清楚起见，该床垫以剖面图形式来显示； 图50(a)-(b)分别是示于图38(a)中的工具的前视、底视透视图和前视、俯视透视图，在图中，所述工具的左侧壳体被移除； 图51是示于图38(a)中的工具的前视、俯视透视图； 图52(a)-(b)分别是示于图39的滑块的前视、俯视右端透视图和后视、俯视左端透视图； 图53是示于图38(a)中的工具的所选组件的前视、俯视、部分零件分解透视图； 图54是示于图38(a)中的工具的所选组件的前视、俯视、部分零件分解透视图； 图55是示于图53中的阀门支撑块(valve support block)的放大的、前视、俯视左端透视图； 图56是示于图53中的四通阀门(four-way valve)放大的、前视、底视左端透视图； 图57是示于图53中的触发器(trigger)的放大的、前视、俯视右端透视图； 图58是示于图53中的回转配件(swivel fitting)的放大的透视图； 图59是示于图53中的通用配件(universal fitting)的放大的透视图； 图60是示于图48(a)中的工具的放大的、俯视、前视局部透视图，在图中，在所述工具的夹具处装载有一些紧固件； 图61是示于图48(a)中的紧固件导引装置部件的放大的前视透视图； 图62是示于图39中的指向滑块的放大的、前视、底视透视图； 图63是示于图39中的指向滑块、调整块(tab)以及弹簧对的放大的、后视、俯视透视图； 图64是示于图63中的调整块的放大的、前视、俯视左端透视图； 图65是示于图63中的弹簧之一的放大的透视图； 图66是示于图39中的指向连接部件(link)的放大的、前视、俯视右端透视图； 图67是示于图39中的指向爪的放大的、前视透视图； 图68是示于图39中的弯曲的垫圈的放大的、前视透视图； 图69(a)-(d)分别是示于图39中的齿轮的透视图、前视平面图、右端平面图以及后视平面图； 图70(a)是示于图50(a)中的工具的前端的放大的、前视局部透视图； 图70(b)是示于图50(a)中的右侧壳体的前端的放大的、前视局部透视图； 图71是示于图39中的锁销的底视透视图； 图72(a)-(e)分别是示于图39中的释放按钮的左端平面图、俯视平面图、后视平面图以及前视平面图； 图73(a)-(e)是示于图38(a)中的工具的放大的、前视局部平面图，其处于将紧固件指向喷射位置的过程的不同阶段，在图中，所述工具的左侧壳体被移除；以及 图74是示于图38(a)中的工具的放大的、前视局部透视图，在图中，正从夹具里抽回紧固件。
具体实施例方式现参考图1，这里显示了根据本发明精神构造的、部分分解的床垫的前视局部平面透视图，所述床垫一般被标记为11。
床垫11包括常规的床垫弹簧单元13。床垫弹簧单元13包括同样的顶架15-1和底架15-2，它们稍微间隔开，并以基本平行的方式布置。每个架15(在这里也被称为是丝盒)包括一根刚性且耐用的丝或杆(未示出)，其被设计成基本矩形的形式，该丝限定了它所联结的架15的外部边界。
床垫弹簧单元13额外地包括多个均匀间隔开的金属弹簧或线圈19，其在顶架15-1和底架15-2之间伸展。每根弹簧19包括一根相对于顶架15-1和底架15-2基本成直角延伸的纵向轴。应该注意到的是，当向下的力被施加在顶架15-1时，弹簧19可使顶架15-1向底架15-2移动或下陷(give)。结果，当个体在顶架15-1上休息时，所述个体的体重被多根弹簧19均匀地承受，这是极其需要的。
缓冲材料层21-1优选地固定到床垫弹簧单元13的顶架15-1之外。类似地，缓冲材料层21-2优选地固定到床垫弹簧单元13的底架15-2之外。每一层缓冲材料层21都优选地由无纺布衬垫组成(如，Flexatron牌的缓冲床垫)，其具有大约3/4英寸的厚度。
缓冲材料层21被以下述方式固定到每个架15之上。具体而言，缓冲材料层21被靠着每个架15的外表面放置。每一层缓冲材料层21的外周边都被拉紧超过与其相关的架15的丝。接着，每一层缓冲材料层21的自由端将与其相关的丝包裹起来，并被双面支撑(double-backed)在缓冲材料层21的其余部分的内面，由此就在其间产生了一个其中包裹着丝的层21的双面厚度部分。通过缓冲材料层21以上文描述的方式双面支撑，一种C型金属钉(staple)或其它紧固装置(未示出)被穿过层21的双面支撑的部分设置，从而将缓冲材料层21保持在与它相联结的架15之上。
缓冲材料层21被固定到弹簧单元13的架15之上或外，多层变密度的泡沫橡胶被以适当的对齐方式放置在缓冲材料层21-1之上。具体而言，第一层泡沫橡胶23被以适当的对齐方式放置在层21-1之上，第二层泡沫橡胶25被以适当的对齐方式放置在第一层泡沫或海绵橡胶(foam rubber)23之上，第三层泡沫橡胶27被以适当的对齐方式放置在第二层泡沫橡胶25之上。此外，诸如缝制或绗缝棉制材料的外织物层29，被以适当的对齐方式放置在第三层泡沫橡胶27之上。
泡沫橡胶层23、25和27以及外织物层29被以上文描述的方式，放置在弹簧单元13之上，一个或多个塑料紧固件31被用于将床垫11的不同层保持在其位置上，如将在下文详细描述的。应当注意，在床垫11的制造中使用塑料紧固件31，在本发明中起到首要的创新特征(novel feature)的作用。
塑料紧固件31优选地具有常规的重载或重载塑料紧固件的形式。具体地说，塑料紧固件31优选地具有由艾利丹尼森公司出售的、作为超重载T形端TM(Extra Heavy Duty T-endTM)系统部件的H型重载塑料紧固件的形式。具体而言，塑料紧固件31优选地采用3英寸塑料元件的形式，其包括限定横杆33(通常也称为“T形杆”)的第一末端、限定横杆35(通常也称为“T形杆”)的第二末端，以及互连横杆33和35的细丝(thin filament)。
塑料紧固件31优选地以通常熟知的紧固件坯件(stock)的一体形式大批量生产。该紧固件坯件以夹具型部件来构造，在该夹具型部件中，单个塑料紧固件31被间隔着平行地排列，各自的横杆33和35彼此平行，每个横杆35都通过可分离连接器(severable connector)41与同一个共同的正交放置的转子杆39相接合，如图23中清楚显示的。前述紧固器夹具典型地通过注塑(injection molding)法生产。
优选地，使用塑料紧固件31，将缓冲层21-1、泡沫层23、25和27，以及外部层29以大约2英寸的间隔固定在一起。正如在图1中清楚显示的，穿过上述层布设紧固件31，靠着外部层29的上表面平放横杆33，以及靠着缓冲层21-1的下表面平放横杆35。
应当注意，在不脱离本发明精神的前提下，额外的层可被插入到床垫11中。具体而言，图2显示了可被插入到床垫11中，以增加额外的支撑和舒适感的双垫层41。双垫层41包括薄纤维层43(例如，聚乙烯的无纺布薄片或单)，其类型可以是通常在本技术领域被称为Versare的纤维。双垫层(pillow top)41额外地包括第一、第二和第三层泡沫45、47和49，其以适当的对齐的方式堆叠在纤维层43上。
优选地，双垫层41在泡沫层27和外部层29之间被插入到床垫11中。一个结构上类似于紧固件31、但可能具有不同总长度的紧固件50，可在将双垫层41插入床垫11中之前被使用，以连接层43、45、47和49，如在图23中清楚可见的。同样的，一个结构上类似于紧固件31、但可能具有更大总长度的紧固件，可被钉入所有的层21、23、25、27、43、45、47、49和29。
应当注意，在不脱离本发明精神的前提下，这些层可以从床垫中被去移除。具体而言，图3显示了与床垫11在结构上有区别的床垫51，其没有包括泡沫层(foam layer)23、25和27。由于床垫51比床垫11薄得多，因此床垫51优选地包括比紧固件31总长度短的紧固件53。
现参考图4(a)-(e)，这里显示了用于布设一个或多个塑料紧固件的工具的第一实施例的多种视图，所述工具根据本发明的精神构造，一般地被标记为标记61。正如下文中将进一步描述的，设计工具61主要用于安装诸如紧固件31的重载塑料紧固件，其穿过诸如床垫11的床垫的多个层。
工具61是一个气压动力紧固件布设工具。优选地，工具61来自于由加利福尼亚州帕萨迪纳市(Pasadena，California)的艾利丹尼森公司制造并出售的、超重载T形端紧固件布设工具的一个类型，即SPU4M型，其通过将在这里详细描述的多种方法加以改进。
工具61包括由刚性且耐用的材料制成的保护外壳63。外壳63包括以螺纹连接件固定在一起的右侧壳体65(单独示于图5(a)-(c)中)和左侧壳体67(单独示于图6(a)-(c)中)。外壳63额外地包括了鼻前端69(单独示于图7(a)-(b)中)，其被以螺纹连接件固定到壳体65和67的前端。鼻前端69适合容纳细长的、超重载T形端的、中空并有槽的针状体71(单独示于图8中)。
应当注意，作为工具61的一个创新特征，针状体71被制造得比其它常规形式的超重载T形端的、中空并有槽的针状体长得多。具体而言，针状体71优选地具有大约3英寸的长度，从而使它可以穿透床垫11的所有的层21-1、23、25、27和29。然而，应该理解工具61并不限于具有只有一种长度的针状体。相反地，在不脱离本发明精神的前提下，工具适合于容纳不同长度的针状体。
工具61额外地包括一个气动喷射机构。具体而言，工具61包括一个由气动驱动的驱动缸73(单独示于图9中)，驱动缸73包括一个空气室75和在空气室75内被可伸缩地安装的推杆(push rod)77，其适合于在空气室75内进行相对轴向的移位。滑块79(单独示于图10中)被固定安装在推杆77的自由端之上。具体而言，滑块79具有包括孔81的形状，该孔的尺寸和形状适合于容纳推杆77的自由端。以这种方式，驱动缸73的动作与反动作用于使推杆77并因此使滑块79纵向移动或移位。
一种L型喷射器杆83(单独示于图11中)通过销85(单独示于图12中)，被固定地安装于滑块79之上。具体而言，销85被固定地放置在形成于滑块79内的孔87中。因此，喷射器杆83被固定地安装在形成于销85中的纵向孔89中，喷射器杆83长度的一部分沿着一个形成于滑块79之中的、细长的矩形槽口91伸展。
应该注意到的是，驱动缸73的动作与反动作用于使滑块79纵向地移动，并因此推动喷射器杆83穿过工具61。具体地说，喷射器杆83被对准，以选择性地在轴向上从针状体71中穿出，从而可穿过针状体71的开口端，推动或发送出紧固件31的横杆35。
应当注意，驱动缸73的动作与反动作通过手动开关部件93(单独示于图13中)来控制。应该注意到的是，手动开关部件93允许工具61由手动操作，这是极其需要的。
手动开关部件93包括一个双位三通阀门95(单独示于图14中)。此外，气动传感器配件97被安装在驱动缸73上，并与空气室75连通。用于气动工具11的多种管连接被显示在标记为图16的示意图中。简而言之，阀门95连接着空气供应源。因此，被传送到阀门95的空气供应依赖手动开关部件93的启动，被选择性地发送到和/或发送出空气室75。此外，空气被传送给工具61的指向机构，如在下文中的进一步的详细描述。
如上面所述，进入到空气室75中的空气供应被用于驱动滑块79，并因此利用喷射器杆83穿过针状体71射出紧固件31。然而，应当注意到工具61被构造成具有可从外部调节的前向冲程长度，这使得消费者可以穿过不同长度的针状体射出紧固件。具体而言，如在图17(a)-17(d)中清楚可见的，工具61适合于容纳多种长度的针状体。有了这种能力，工具61就可被用于布设紧固件穿过具有不同厚度的床垫。为了调整可被容纳的针状体的多种长度，工具61提供了一种可变的前向冲程长度。
如在图18(a)-(d)中清楚可见的，所提供的工具61具有可移动的、聚亚安酯的止动块99(单独示于图19中)。应该注意到的是，止动块99被安装在工具61内。在前向冲程期间，滑块79被气动地向前驱动着，直到它接触到止动块99。以这种方式，止动块99用于限制滑块79的前向前进距离，从而调节滑块的前向冲程长度。
止动块99是一个可滑动地安装在工具61内部的矩形块。如在图21中清楚可见的，止动块99包括从外壳63中的狭槽中突出出来的调整块101，从而使消费者可从外部调整止动块99，以调节冲程长度。一种快速释放销103(单独示于图20中)适合于穿过形成于止动块99中的多个孔口105中的一个，被可移动地设置。通过穿过止动块99中的孔口105设置销103，销103与外壳63结合从而将止动块99锁定到位。所提供的销103具有用于操控目的的环105和制动球107，制动球107被内部弹簧向外偏压，以将销103锁紧在止动块99的一个孔口105内的位置上。
工具61的前向冲程的长度可通过下述方式调整。具体而言，销103从止动块99上被抽出时，抽出力大于由内部弹簧提供的保持力，该保持力用于向外推动或驱动制动球107。在销103从止动块99上抽出后，消费者可利用调整块101将止动块99滑动到需要的位置。在止动块99被置于需要的位置时，穿过孔口105设置销103，以将止动块99锁紧到位。应该注意到的是，工具61调节前向冲程长度的能力被认为是本发明的一项创新特征。
应该注意到的是，所提供的工具61还具有以一定方式来导向紧固件夹具的装置，该导向装置引导所述紧固件夹具进入和通过所述工具，以使紧固件夹具可以不断地被引导着远离要被紧固的床垫，这是极其需要的。具体而言，如在图23中清楚可见的，所提供的工具61具有紧固件导引装置部件109和一个转子杆导引装置111；前者用于将紧固件31的夹具导入工具61；后者用于将使用过的转子杆39导出工具61。
紧固件导引装置部件109(单独示于图24中)包括一个紧固件导引装置113(单独示于图25中)和一对导引装置盖115-1和115-2(单独示于图26中)，其一起形成一个部分封闭的通道116，用于容纳紧固件夹具的转子杆39、连接部分41和横杆件35。应当注意，所提供的紧固件导引装置部件109具有一种弯曲的结构，以保持紧固件31的夹具远离要被紧固的物体(即床垫)，这是极其需要的。
转子杆导引装置111(单独示于图27中)采用细长弯曲的管状形式，其通过一个支架(bracket)117被固定地固定到鼻前端69上。转子杆导引装置111所形成的尺寸和形状使其可以在紧固件31被从紧固件夹具布设之后，容纳转子杆39。以这种方式，导引装置111的所述弯曲结构用来将使用过的转子杆39，引导着离开被紧固的物体(即床垫)，这是极其需要的。
应该注意到的是，所提供的工具61具有一种创新机构，在喷射过程之前，其用于将每个单独的在夹具中的紧固件31指向针状体71之后的位置。具体地说，应该注意到的是所述工具61的指向机构由气动驱动，其独立于工具61对它的喷射机构的气动驱动。
具体而言，现参考图28，这里示出了工具61的放大的前视平面图，该图显示在工具61中有紧固件31的夹具，并且所述工具的左侧壳体67也被移除。气动供给汽缸113(单独示于图29中)驱动指向机构的操作。应该注意到的是，气动供给汽缸113通过管道独立地连接着阀门95(如图16中所示)。由于指向机构独立于喷射机构被动力驱动，因此工具61可以以更加可靠和持久的方式操作，这是极其需要的。
指向机构的组件由供给盖板115(单独示于图30中)来保护。在供给盖板115被移除后(如图31(a)-(e)中所示)，工具61的指向机构的操作更加清楚。最初，指向机构使紧固件夹具最底下的紧固件31的横杆35定位在与针状体71的纵向孔轴向对准的方向，如在图31(a)中最清楚可见的。当最底下的紧固件31被布设之后，指向机构将紧固件夹具中的下一个紧固件31供给到针状体71之后的位置。如在图31(b)中最清楚可见的，压下手动开关部件93以在向上的方向上气动驱动可滑动地安装在工具61的鼻前端69内的供给滑块116(单独示于图37(a)-(b)中)。供给爪117(单独示于图33(a)-(b)中)通过销可转动或枢轴式地连接至供给滑块116。因此，供给滑块116被向上气动驱动，因此，使供给爪117向上滑动。应该注意到的是，由于供给爪117被可转动地安装，一个形成于供给爪117的一端的棘轮形状的指状物119按顺时针方向，沿着紧邻的下一个紧固件31的断开的连接部分41略微滑动。通过供给爪117向上前进，被制动弹簧123(单独示于图35中)在向前的方向上自然地偏压的制动器121(单独示于图34中)，保持着与最近被布设的紧固件31的连接部分41的接合。以这种方式，在供给爪117被向上驱动时，制动器121起到将紧固件夹具保持在同一位置的作用。
如图31(c)中所示，当供给爪117的指状物119被放置在下一个紧邻的紧固件夹具的连接部分41之上时，连接着供给滑块116的一端和供给爪117另一端的扭力弹簧125(单独示于图36中)负责使供给爪117的转动的指状物119绕轴逆时针旋转，直到指状物119与下一个紧邻的连接部分41接合。如图31(d)所示，手动开关部件93的释放将所供应的空气释放至供给滑块116中。作为气压释放的结果，供给滑块116在向下的方向上滑动，因此，引起供给爪117向下拉动整个紧固件坏件的夹具。实际上，如图31(e)中所示，供给爪117向下拉动整个紧固件坏件的夹具，直到下一个紧邻的紧固件夹具的紧固件的横杆35在轴向上对准在针状体71之后为止，此时制动器121滑动到紧固件夹具的下两个紧邻的紧固件31的连接部分41之上。
应该注意到的是，供给爪117配备有一个外部可接触的操作杆(lever)129。如在图32中最清楚可见的，将手动力按顺时针方向施加于操纵杆129之上(所述力大于扭力弹簧125的反作用力)会使供给爪117按顺时针方向旋转。按顺时针方向的供给爪117的旋转使指状物119从紧固件夹具上脱离。此外，供给爪117的旋转使凸台131(最清楚地见于图33(a)中)反向推动制动器121并脱离与紧固件31的夹具的接合。如果需要，在供给爪117和制动器121脱离所述夹具之后，用户就可以从工具61中手动地抽出紧固件的夹具。
应当理解在不脱离本发明精神的前提下，工具61可以进行改进。具体地说，应当理解工具61可以进行改进以使其在结构和使用上更简单。具体而言，现参考图38(a)-(e)，这里显示了用于布设一个或多个塑料紧固件的工具的第二实施例的多种视图，所述工具根据本发明的精神构造，一般地被标记为标记211。正如在下文中将进一步描述的，工具211类似于工具61之处在于设计工具211主要用于安装诸如紧固件31的重载塑料紧固件穿过诸如床垫11的床垫的多个层的。然而，工具211在它的设计和操作上要远远简单于工具61，这在下文将会变得明显。
工具211是一个气压动力紧固件布设工具。优选地，工具211来自于加利福尼亚州帕萨迪纳市的艾利丹尼森公司制造并出售的、超重载T形端紧固件布设工具的一个类型，即SPU4M型，其被将在这里详细描述的多种方法进行了改进。
工具211包括一个由刚性且耐久的材料组成的外壳213的保护工具。如在图39中最清楚可见的，外壳213包括了一个右侧壳体215(单独示于图40(a)和40(b)中)和一个左侧壳体217(单独示于图41(a)和40(b)中)，它们利用锁紧垫圈(lock washer)219和有头螺钉(cap screw)221的结合而固定在一起。如在图38(a)-(e)中清楚可见的，四面手柄223(单独示于图42中)由诸如泡沫橡胶的材料构造，其包裹着右侧和左侧壳体215和217，以任何常规的手法(例如使用钩型和桩型紧固件)被固定在一定的位置上。以这种方式，手柄223利于握紧手持操作工具211，这是极其需要的。
如在图39中最清楚可见的，外壳213额外地包括鼻前端225(单独示于图43(a)-(e)中)，其被以一对螺纹连接件固定到右侧壳体215的前端。鼻前端225被成型成可限定一个纵向孔227的形状，该孔适合于容纳细长的、超重载T形端的、中空并有槽的针状体229(单独示于图44(a)-(c)中)。以有槽圆头螺钉形式表现在图38(c)中的针状体锁紧件(needle lock)231，可被插入到在鼻前端225中的、横向伸展的针状体锁紧孔233中，以将针状体229固定(即锁紧)到孔227中的位置上。
类似于工具61中的针状体71，针状体229被制造得比其它常规形式的超重载T形端的、中空并有槽的针状体长得多。优选地，针状体229具有大约3英寸的长度，从而使它可以穿透床垫11的所有层21-1、23、25、27和29。针状体229类似于常规的、在紧固件布设工具中的有槽针状体，该针状体229包括一个后端235、一个尖锐、勺形尖端形式的前端237，以及侧横截面一般是圆形的纵向孔239，其延伸了从后端235到前端237的针状体229的长度。孔239具有在轴向可容纳紧固件31的横杆35的尺寸和形状，从而使横杆35可从后端235被插入到孔239中，并沿着它的长度方向轴向运动，最终穿过孔239到前端237。
应当注意，工具211与工具61的区别在于工具211被设计用来容纳单一的针状体229(而工具61被设计用来容纳多个不同长度的针状体)。为了有效地改变针状体229的长度，工具211提供有针状体止动部件241，其相对于外壳213的前端，可滑动地移动，如将在下文中十分详细地描述的。
具体而言，如在图45(a)和45(b)中最清楚可见的，针状体止动部件241包括一个针状体止动块243(单独示于图46中)，其可滑动地安装在右侧壳体215的后表面上。针状体止动块243包括一个细长的臂245，其具有可在形成于右侧壳体215的后表面中的矩形浅凹槽247中线性滑动的尺寸和形状。臂245采用平坦的矩形杆的形式，其包括第一端249和第二端251。多个圆形孔253-1到253-9沿着臂的长度方向，被形成于臂245上。此外，标记255(在这里采用字母G和数字从1到7顺序的形式来代表)被提供在臂245的后表面上，这提供给用户作为针状体止动块243相对于右侧壳体215的位置的可见的记号，如将在后文详尽描述的。
针状体止动块243额外地包括U型接触板(contact plate)257，其形成于臂245的第一端249上，并相对该臂成直角。接触板257包括一个基本平坦的接触面259，其被设计成可对床垫的外表面施加压力，利用工具211，布设紧固件31穿过上述床垫。如可以注意到的是，针状体止动块243可线性滑动的能力用来将接触板257移向或移出外壳213的前端。
一个基本平坦的后板261(单独示于图47中)用螺纹连接件263，被固定于右侧壳体215的后表面，针状体止动块243之外。以这种方式，后板261用来将针状体止动块243的臂245保持在凹槽247内的位置上。一个突起的内螺纹六角螺母265被一体形成于后板261的外表面之上，其适于以螺纹来容纳锁紧元件267(单独示于图48中)。
锁紧元件267采用可伸缩的弹簧活塞的形式，并包括一个中空的销268。销268的外表面被成形加工成包括外螺纹269，其具有可接合在六角螺母265内的内螺纹的尺寸和形状。因此，如在图45(b)中最清楚可见的，中空的销268被设计通过驱动外螺纹269接合到六角螺母265内的内螺纹，而被牢牢地固定于后板261之上。弹簧偏压活塞271在中空的销268中轴向延伸，其包括第一端273和第二端275。环277保持在活塞271的第二端275上，作为用于向后拉动活塞271的装置。具体而言，应当理解向后拉动环277(如图45(b)中的箭头A所示)用于因此将第一端273向后移动。当撤销所述向后的力时，锁紧元件267中的内部弹簧(未示出)弹性地将活塞271的第一端273向前移动，并回到其初始的位置。
以这种方式，针状体止动部件241可以以下述方式被使用，以调整针状体229的有效长度。通过在环277上施加一个后向的力(如图45(b)中的箭头A所示)，活塞271的第一端273在离开针状体止动块243的方向上被向后移动。当保持在环277上的所述后向力时，用户可以在凹槽247内线性地滑动针状体止动块243(以图45(a)中的箭头B代表)。当针状体止动块243被线性地移动后，臂245上的标记255的每个形式(即每个记号)按顺序地排列在形成于后板261上的圆形窗279内。以这种形式，通过窗279顺序排列的每片标记255用作当用户在其固定设定中引导针状体止动块243时，一个可见的记号。
一旦用户定下一种具体需要的设定(在这里表示针状体止动块243相对于右侧壳体215的所需要的位置)，在环277上的后向力A被释放，并因此导致被弹簧偏压的活塞271弹回到它的初始位置。随着活塞271返回到它的初始位置，第一端273刚好插入到在臂245上对应的孔253中，从而有效地将针状体止动块243锁紧到位，这是极其需要的。
应当注意，工具211被设计成使针状体229的移位和安装都受到以其最大延伸设定或设定值(setting)而设置(即通过将由字母G来标识的那片标记255设置在背板261中的窗279中)的针状体止动块243的影响。如在图38(a)和38(b)中最清楚可见的，由于针状体229的尖端被安全地设置在接触板257之后，这种设定就作为防护(G)或保护性位置。当针状体止动块243以其最大延伸设定或设定值被设置时，孔口253-2(其在直径上大于其余的孔口253的直径)就设置在与鼻前端225中的针状体锁紧孔233轴向对准的方向上。从而，针状体锁紧件231(其具有一个头部，该头部在直径上小于孔口253-2的直径)可被完全地插入穿过针状体止动块243，并被插入到鼻前端255上的针状体锁紧孔233中，以将针状体229固定(即锁紧)在孔227中的位置上。应当注意，针状体锁紧件231完全适配进入针状体锁紧孔233之中，从而不妨碍针状体止动块243在凹槽247中滑动的能力。
在相对于外壳213的几个固定位置之中，标记或设定针状体止动块243(和，具体地说接触板257)相对于壳体213的位置用以改变针状体229的有效长度。具体而言，调整针状体止动块243用于因此限制针状体229的、可穿透一层或多层材料层的部分。如在图49中最清楚可见的，针状体229的有效距离L是从针状体229的前端237到接触板257的接触表面259的距离。作为结果，通过将接触板257向远离外壳213前端的方向移动(如在图49中以箭头C表示的)，针状体229的有效距离L就减小，反之，通过将接触板257向接近外壳213前端的方向移动(如在图49中以箭头C′表示的)，针状体229的有效距离L就增大。应该注意到的是，针状体229的有效长度可被修正而不必去除和安装不同长度的各种针状体(如具有工具61的情况)，这一事实极大地简化了工具221的操作和构造，这是极其需要的。
工具211额外地包括一个气动驱动喷射机构。具体而言，如在图39、50(a)以及50(b)中最清楚可见的，工具211包括由气动驱动的驱动缸281(单独示于图51中)，驱动缸281包括一个空气室283和一个推杆285，其在空气室283内被可伸缩地安装，且适合在那里进行相对地轴向移动。
一个滑块287(单独示于图52(a)和52(b)中)被固定地安装在推杆285的自由端上。具体而言，滑块287具有包括纵向延伸孔289的形状，其尺寸和形状适合于容纳推杆285的自由端(粘合剂优选地被堆积在孔289中，以将滑块287固定到推杆285上)。以这种形式，驱动缸281的动作与反动作用来使推杆285以及因此使滑块287纵向地移动。
一种L型喷射器杆291(其与喷射器杆83具有同样的结构)通过销293(其与销85具有同样的结构)，被固定地安装于滑块287之上。具体而言，销293被固定地设置在形成于滑块287内的横向延伸的孔295之中。由此，喷射器杆291被固定地安装在形成于销293中的纵向孔297之中，喷射器杆291长度的一部分穿过一个形成于滑块287中的、纵向的矩形槽口299伸展。
可以注意到的是，驱动缸281的动作与反动作用来使滑块287纵向地移动，并因此，线性推动喷射器杆291穿过工具211。具体地说，喷射器杆291被校准以选择性地在轴向突出穿过针状体229中的纵向孔239，从而将紧固件31的横杆35发送出针状体229的开口尖端，这正如将在下面进一步描述的一样。
应当注意，驱动缸281的动作与反动作通过手动操作阀门部件301来控制。如在图38(a)-(b)、53以及54中最清楚可见的，阀门部件301包括一个阀门支撑块303(单独示于图55中)，其利用锁紧垫圈305和内六角螺钉307在两个独立位置的结合，而被固定到右侧壳体215的末端。
阀门部件301额外地包括一个四通阀门309(单独示于图56中)，其固定地放置在阀门支撑块303中。正如将在下面进一步描述的一样，四通阀门309适于承受来自重载空气供应(未示出)的空气压力，并因此选择性地发送所述空气压力到空气室283，以在两个相反的方向上驱动推杆285。四通阀门309包括启动按钮或活塞311、输入阀门313、第一输出阀门315以及第二输出阀门317，阀门313、315以及317中的每一个具有10/32常温常压(NPT)下的尺寸。
启动按钮311作为一个用于控制四通阀门309操作的手动启动输入装置。如在图38(c)中最清楚可见的，一个L型触发器319(单独示于图57中)环绕一个销321被枢轴式地安装在阀门支撑块303之上。其中一对C型卡钉(clamp)323被安装在销321相反端上，以将触发器319保持在销321上。一个触发器盖325被可滑动地安装到触发器319的一部分之上，用于为操作L型触发器319提供合适的表面。可以注意到的是，触发器319被枢轴式地安装在阀门支撑块303之上，以便一个向下的力被施加到触发器盖325(例如，由一根手指)上，因此，将触发器319牵拉到接触阀门309的活塞311并向内移动阀门309的活塞311。
如在图54中最清楚可见的，旋转配件327-1、327-2以及327-3(一个配件327被单独示于图58中)穿过阀门支撑块303上的孔口而被设置，其分别与四通阀门309的输入阀门313、第一输出阀门315以及第二输出阀门317相连通。此外，通用配件329-1和329-2(一个配件329被单独示于图59中)被设置，其分别地与空气室283的第一和第二输入阀门331-1和331-2相连通。此外，一个额外的通用配件329-3被安装在阀门支撑块303之上，并与被设置于阀门支撑块303后面的、尺寸为1/8NPT的重载软管输入阀门333流体连通。
一根具有第一长度的、1/8英寸内直径的软管335将通用配件329-1连接至旋转配件327-2。一根具有第二长度的、1/8英寸内直径的软管337将旋转配件327-3连接至通用配件329-2。一根具有第三长度的、1/8英寸内直径的软管339将通用配件329-3连接至旋转配件327-1。
可以注意到的是，一个气动动力源可以以下述的方式连接到阀门部件301，以向工具211提供动力。具体而言，来自重载气动动力源(未示出)的一定长度的管道被直接连接到阀门支撑块303中的大尺寸输入阀门333上。应当注意，输入阀门333相对的大尺寸允许1/4英寸内直径的高容量软管直接与工具211连接。直接将大、高容量软管连接至工具211的能力，用以极大地提升高容量软管和工具211之间的连接的整体耐久性和强度，这是极其需要的。配件327-1和329-3共同支撑着块303和软管339，用来将输入管道的相对较大的内直径尺寸转换(即逐渐减小)为一种直径，使该直径可以与四通阀门309的输入阀门313相匹配协调，这是极其需要的。
在动力源被合适地连接到输入阀门333之后，施加到触发器319上的一个向下的力，就可使阀门309上的启动按钮311在内部移动。按钮311的启动使四通阀门309经过输出阀门315和管道335，将由动力源所供应的空气压力送入到空气室283的输入阀门331-1中。气压输入到输入阀门331-1，将推杆285推出空气室283，并因此使喷射器杆291穿过针状体229(即穿过针状体229喷射紧固件31的横杆35)。
通过释放施加在触发器319上的向下的力，四通阀门309经过输出阀门317和管道337，将从动力源所供应的空气压力送入到空气室283的输入阀门331-2中。进入到输入阀门331-2的输入的空气压力使推杆285缩回至空气室283中，并因此将喷射器杆291从针状体229中抽回。
如上所述，阀门部件301被用于控制驱动缸281的操作，并因此控制工具211的喷射机构。应当注意，工具211被提供有固定长度的喷射冲程。以另一种方式来表达，就是对于每个喷射冲程，喷射器杆291运行固定的距离。由于针状体229的有效长度L可以被简单的滑动的针状体止动块243(正如在前文中以详细描述的)所调整，因此不需为工具211调整其喷射冲程的长度。而是，工具211以固定的喷射冲程长度操作，而不论针状体229的有效长度。可以注意到的是，工具211的能力可以有效地改变针状体229的长度而不需要对冲程长度进行相应改变，这可用来极大地简化工具211的结构和操作，这是极其需要的。
工具211额外地包括用于将紧固件夹具以一定方式导入和穿过工具211的装置，以使紧固件夹具可以不断地被引导着离开被紧固的床垫，这是极其需要的。具体而言，如在图49、53以及60中最清楚可见的，所提供的工具211具有一个紧固件导引部件341和一个转子杆导引装置343；前者用于将紧固件31的夹具导入工具211；后者用于将使用过的、所述夹具的转子杆39导出工具211。
紧固件导引部件341(单独示于图61中)包含紧固件导引装置345，其利用锁紧垫圈305和内六角螺钉307在两个独立位置的结合而被固定到一个右侧壳体215的前端。紧固件导引部件341额外地包括一对导引装置盖347-1和347-2，其一起形成一个部分封闭的通道349，用于容纳紧固件夹具的转子杆39、连接部分41和横杆35，如在图60中最清楚可见的。应当注意，紧固件导引部件341配备有一种弯曲的结构，以保持紧固件31的夹具充分地离开要被紧固的床垫，如在图49中最清楚可见的。
转子杆导引装置343采用细长弯曲的管道形式，被形成在平板344之上，并因此，该转子杆导引装置343利用锁紧垫圈305和内六角螺钉307在两个独立位置的结合而被固定到右侧壳体215和鼻前端225之上，如在图53中最清楚可见的。转子杆导引装置343具有的的尺寸和形状，在紧固件31被从紧固件夹具布设之后，可容纳转子杆39。以这种方式，导引装置343的所述弯曲结构用来将使用过的转子杆39，引导着远离要被紧固的物体(即床垫)，如在图49中最清楚可见的。
如在图39、50(a)以及50(b)中最清楚可见的，所提供的工具211具有一种指向机构，其在喷射过程之前，将紧固件夹具最底下的紧固件31推动到针状体229之后。与工具61相反，工具211的指向机构连接着它的喷射机构，因此简化了工具211的操作，这是极其需要的。
所述指向机构包括一个细长的指向滑块351(单独示于图62中)，其被放置在形成于右侧壳体215中的指向滑块空腔353之内。指向滑块351包括前表面355、后表面357、第一末端359以及第二末端361。指向滑块351适于在空腔353内线性滑动，这将在后面进一步描述。螺纹连接件363穿过形成于滑块351中的狭槽364延伸并穿入形成于右侧壳体215中的孔内，与该孔螺纹啮合，螺纹连接件363用来将指向滑块351保持在空腔353之内，而不限制该滑块的线性移动。前凸台365和后凸台367形成于前表面355之上，并位于指向滑块351的相对末端。
如在图63中最清楚可见的，凹槽369形成于指向滑块最近的第一末端359的后表面357之上。调整块371(单独示于图64中)被可滑动地放置在凹槽369内，并被一对弹簧373所偏置(一根弹簧被单独示于图65中)。具体而言，调整块371和弹簧373可在直线方式设置在凹槽369内，并且调整块被夹在弹簧373之间。以这种方式，调整块371在没有任何足够外力的情况下，排列在凹槽369的中间。然而，通过施加一个侧向力，一根弹簧373会被压缩，并因此使调整块371在凹槽369内稍稍移动。
一个U型指向连接部件373(单独示于图66中)包括第一末端375和第二末端377。第一末端375被穿过形成于指向滑块351中的狭槽379设置，并被合适地穿入到调整块371的孔381中。指向连接部件373的第二末端377连接着一个指向爪383。
指向爪383(单独示于图67中)是一个一体式元件，其包括基本平坦的前表面385、基本平坦的后表面387、孔口389以及孔391，该孔具有适合容纳指向连接部件373的第二末端377的尺寸和形状。指向爪383被可旋转地放置在一个形成于右侧壳体215上的潜凹槽393中。弯曲的垫圈395(单独示于图68中)被设置在右侧壳体215和后表面387之间，其用来使指向爪383稍稍离开右侧壳体215。棘齿型的牙397从前表面385上凸起，其用来顺次地啮合形成于齿轮399之上的凹口(notch)。
齿轮399(单独示于图69(a)-(d)中)包括圆盘型元件401和柱体403。柱体403具有可穿透指向爪383中的孔口389、并进入到形成于右侧壳体215中的孔405的尺寸和形状。以这种方式，齿轮399可以绕柱体403相对右侧壳体215旋转。圆盘型元件401包括平坦的前表面405和平坦的后表面407。第一组凹口409沿着元件401的外周边，在前表面405形成。此外，第二组凹口411(凹口411比凹口409延伸得更深)沿着元件401的外周边，在后表面407形成。
如在图70(a)中最清楚可见的，可变形的制动器413(单独示于图71中)被稳定地固定到右侧壳体215中的制动器凹槽415的一端。此外，释放按钮417(单独示于图72(a)-(e)中)安装在指向爪383之外，并且至少部分地插入到形成于右侧壳体215的凹槽418中。具体而言，释放按钮417是一个整体元件，其包括侧截面一般为椭圆形的撞针(hammer)419和臂421。释放按钮417被安装，以使撞针419的一端刚好插入到凹槽418中，并且释放按钮弹簧423被放置在它们之间，以连续地将撞针419推离右侧壳体215。撞针419的相反端具有可穿过左侧壳体217的孔口424的尺寸和形状，因此，使从外部可接触到撞针419的一部分，正如在图38(a)中看到的。通过这样安装释放按钮417，臂421可以平放并与指向爪383的上表面接触，如在图70(a)中看到的。
工具211的指向机构以下述方式操作，从而在喷射过程之前，顺次引导紧固件坯件的供应源中最底下的紧固件31在针状体229的纵向孔后对准排列。具体而言，紧固件坯件的供应源被手动装载到紧固件导引部件341的、封闭的通道349中(如在图60中以箭头D表示的)。紧固件坯件的供应源被供给到工具211中，直到与紧固件坯件中的最底下的紧固件3 1相关的可分离连接器41，与在相应的齿轮399上的凹口409对准为止。通过将紧固件坯件的供应源以这种方式供给到工具211中，最底下的紧固件31的横杆35被设置在针状体229的纵向孔239之后轴向对准的方向。
驱动缸281的动作，通过阀门部件301来使滑块287沿指向滑块351的前表面355向前线性移动。作为喷射过程(其被在前面详细描述)的一部分，滑块287前向运动，因此使喷射器杆291向前移动。当喷射器杆291向前运动，喷射器杆接触到最底下的紧固件31的横杆35，并使其穿出针状体229的尖端。
图73(a)表示当滑块287开始它的前向触发冲程时，指向机构中的被选择的组件。随着滑块287继续它的前向触发器冲程，最终滑块287接触到指向滑块351上的前凸台365，如在图73(b)中所示。在此点(即接近前向冲程的完成处)，滑块287的进一步的位移引起指向爪383绕孔口389顺时针旋转。指向爪383的顺时针旋转引起牙397相似地以顺时针方向旋转，并且该牙从啮合齿轮399上的一个凹口411渐进(即跳)到啮合齿轮399上顺时针方向的下一个凹口，如在图73(c)中表现的一样。
在完成了前向冲程后，驱动缸281开始在向后的方向上拉动滑块287，如在图73(d)中所示。随着滑块287继续它的后向触发冲程，最后滑块287接触到指向滑块351上的后凸台367。在此点(即接近后向冲程的完成)，滑块287的进一步的后向位移引起指向爪383绕孔口389逆时针旋转。指向爪383的逆时针旋转引起牙397啮合凹口411，并因此使齿轮399以逆时针方向旋转，直到紧固件坯件中的下一个顺序的紧固件31的横杆35被设置在针状体229的纵向孔239之后排列的轴向对准的方向上，如在图73(e)中所示。
应当注意，制动器413被设计用于顺次啮合凹口411，以阻止在指向过程期间，齿轮399在顺时针情况下旋转，并因此可能造成紧固件坯件在工具211内发生堵塞。如果紧固件坯件在工具211内发生堵塞，应当理解弹簧373可吸收部分阻塞或干扰力(jammingforce)，以阻止工具211中的特殊组件被永久性地损坏。此外，为了从工具211释放(即取出)被堵塞的紧固件坯件，用户可以在释放按钮417的外部可接触的部分上施加一个向内的力(如在图74中箭头E所示)。在释放按钮417上施加向内的力使释放按钮弹簧423压缩，并因此使释放按钮417向内移动。如在图70(a)中最清楚可见的，随着释放按钮417向内移动(按照箭头F的方向)，制动器413向上骑到撞针419的弯曲的平面425之上，并且最终从齿轮399的凹口411上脱离。同时，随着释放按钮417向内移动(按照箭头F的方向)，臂421靠在指向爪383的前表面385上。在指向爪383上施加所述的力引起弯曲的垫圈395变平，并因此引起指向爪383上的牙397从齿轮399的凹口411脱离。当保持加在释放按钮417上的向内的力时(这也将制动器413和指向爪383从齿轮399上脱离开)，齿轮399可以按逆时针方向旋转以从工具211中抽回(即取出)紧固件坯件，从而消除堵塞的情况。
在应用中，工具211可能按下述方式被使用，以利用紧固件31将床垫的多个层连接在一起。具体而言，一段来自重载气动动力源(未示出)的管道被直接连接到阀门支撑块303上的大尺寸输入阀门333。紧固件坯件的供应源送入到紧固件导引部件341的通道349中，直到与紧固件坯件的最底下的紧固件31相关的可分离连接器41在相应的齿轮399上的凹口409内对准为止。通过将紧固件坯件的供应源以这种方式供给到工具211中，最底下的紧固件31的横杆35被设置在针状体229的纵向孔239之后的轴向对准的方向。此时，工具211就为以一个或多个紧固件31将床垫的多个层固定在一起做好了准备。
在从工具211布设紧固件31之前，建议用户通过固定针状体止动块243的位置来调整针状体229的有效距离。从而，当拉动环277时，针状体止动块243会线性地移动直到需要的标记255在右侧壳体的圆形窗279中对准为止(由此，指示了针状体止动块243的合适的设定)。此时，施加到环277上的力被释放，这使锁紧元件267被固定在针状体止动块243上。
当针状体止动块243被锁定在一个具体地设定之后，用户利用手柄223握紧工具211，并将针状体229的尖端穿入到床垫的层中，如图49所示。应当注意，针状体229被穿入到所需的层中，最终接触板257的表面259靠到床垫的外表面上，以阻止针状体229的进一步插入。
当将针状体229保持放置在需要的层中时，用户压下触发器盖325，并因此，启动气动驱动的前向触发冲程。该前向触发冲程引起喷射器杆291将最底下的紧固件31的横杆35推进穿过针状体229的孔239，直到横杆穿过针状体的开放的尖端退出为止。这样，紧固件的横杆35就被固定到床垫层的内侧，而横杆33被固定到床垫层的最上层，如图1所示。触发器盖325的释放启动了后向触发器冲程，并因此将下一个顺序的紧固件31导入到针状体后为止，以进行后续的布设操作。
展示本发明的各个实施例仅仅是为了示例的目的，本领域技术人员在不脱离本发明精神的前提下，应当可以作出多种变化和改进，所有这些变化和改进都被认为是包含在本发明的范围内的。本发明的保护范围由所附的权利要求确定。
权利要求
1.一种床垫，其包括(a)第一层；(b)第二层；以及(c)塑料紧固件，其用于将所述第一和第二层连接在一起。
2.根据权利要求1所述的床垫，其中所述第一和第二层中的至少一层是泡沫橡胶的形式。
3.根据权利要求2所述的床垫，进一步包括缓冲材料层；所述缓冲材料层通过所述塑料紧固件与所述第一和第二层相连。
4.根据权利要求1所述的床垫，其中所述塑料紧固件包括(a)第一横杆；(b)第二横杆；以及(c)一根细丝，其将所述第一和第二横杆相互连接起来。
5.一种用于将床垫的第一层和第二层连接在一起的方法，所述方法包括以下步骤(a)相对于所述第二层设置所述第一层；和(b)穿过所述第一和第二层，布设塑料紧固件。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述塑料紧固件包括(a)第一横杆；(b)第二横杆；以及(c)一根细丝，其将所述第一和第二横杆相互连接起来。
7.一种用于布设塑料紧固件的工具，所述塑料紧固件包括一个形成于一根细丝的一端上的横杆；所述工具包括(a)外壳；(b)针状体，其固定连接着所述外壳，该针状体具有限定一个纵向孔的形状；以及(c)气动驱动的喷射机构，其用于穿过所述针状体的纵向孔，推动所述塑料紧固件的横杆，该喷射机构具有可手动调整长度的前向冲程。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述喷射机构包括(a)驱动缸；(b)滑块，其可滑动地放置在所述外壳内，所述滑块与所述驱动缸相连；(c)止动块，其可滑动地放置在所述外壳内，该止动块适于可释放地被固定于两个或多个设定位置的任何之一上，所述止动块限制所述滑块的前向移动；以及(d)喷射器杆，其连接着所述滑块，所述喷射器被调准以选择性地凸入所述针状体的纵向孔中。
9.根据权利要求8所述的工具，其中所述喷射机构额外地包括手动开关部件，其用于调节所述驱动缸的动作或启动。
10.根据权利要求8所述的工具，进一步包括指向机构，其由所述驱动缸来驱动，所述指向机构独立于所述喷射机构而被驱动。
11.一种工具，其用于布设穿过至少一层的塑料紧固件，所述塑料紧固件包括形成于一根细丝的一端上的横杆；所述工具包括(a)外壳；(b)中空的针状体，其固定连接着所述外壳，该针状体在一端具有可穿透所述至少一层的形状；(c)喷射机构，其用于穿过所述中空的针状体，推动所述塑料紧固件的横杆；以及(d)针状体止动块，其可滑动地连接着所述外壳，该针状体止动块限制所述中空的针状体插入到所述至少一层中的程度，该针状体止动块适于可释放地被固定于两个或多个设定位置的任何之一上。
12.根据权利要求11所述的工具，其中所述针状体止动块包括连接着一个细长臂的接触板。
13.根据权利要求12所述的工具，其中所述臂具有包含多个孔的形状。
14.根据权利要求13所述的工具，进一步包括锁紧元件，其具有的尺寸和形状，使其可穿过所述多个孔中的一个，将所述针状体止动块固定在一个特定位置上。
15.根据权利要求14所述的工具，进一步包括背板，其在所述针状体止动块之外并安装在所述外壳上。
16.根据权利要求11所述的工具，其中所述喷射工具包括(a)气动驱动缸；(b)滑块，其可滑动地设置在所述外壳内，该滑块连接着所述驱动缸；以及(c)喷射器杆，其连接着所述滑块，所述喷射器被设置用以选择性地凸入穿过所述中空的针状体。
17.根据权利要求16所述的工具，进一步包括手动操作阀门部件，其用于调节所述气动驱动缸的操作，该手动操作阀门部件包括四通阀门。
18.根据权利要求11所述的工具，其中所述针状体的长度大约为3英寸。
19.根据权利要求11所述的工具，进一步包括连接着所述外壳的紧固件导引部件，所述紧固件导引部件适于将所述塑料紧固件导入到所述工具中，该塑料紧固件连接着一个转子杆。
20.根据权利要求19所述的工具，进一步包括转子杆导引装置，其与所述外壳相连，在所述塑料紧固件被所述工具布设之后，该转子杆导引装置适于容纳所述转子杆。
21.根据权利要求20所述的工具，其中所述紧固件导引部件和所述转子杆导引装置的每一个都是弯曲的。
22.根据权利要求20所述的工具，其中所述紧固件导引部件和所述转子杆引装置的每一个的自由端都朝向远离所述中空的针状体的方向。
全文摘要
一种用于将床垫(11)的至少两个层(21)连接在一起的方法，包括将每一层(21)相对于床垫(11)的其它层(21)在合适的位置对齐的步骤，以及在对齐步骤之后，将塑料紧固件(31)插入到这些层(21)中的步骤。提供一种紧固件布设工具(61)，其用于将塑料紧固件(31)插入到所述床垫(11)的这些层(21)中。在一个实施例中，所述紧固件布设工具(61)包括外壳(63)、固定连接在所述外壳(63)上的中空的尖锐针状体(71)、喷射机构以及针状体止动块。所述喷射机构用于推动所述塑料紧固件(31)的横杆穿过所述中空的针状体(71)；所述针状体止动块滑动连接到所述外壳(63)，用于限制所述中空的针状体(71)插入到所述床垫(11)的所述层(21)中的程度。所述针状体止动块适于通过由内部弹簧偏压的锁紧元件，被可释放地固定到位。所述工具额外地包括紧固件导引部件和转子杆导引装置，所述紧固件导引部件用于将塑料紧固件(31)的夹具导入到所述工具中；所述转子杆导引装置用于接收使用过的紧固件夹具的转子杆；该紧固件导引部件和该转子杆导引装置的自由端指向远离所述中空的针状体(71)的方向。
文档编号A47C27/00GK1946316SQ200480029354
公开日2007年4月11日 申请日期2004年9月13日 优先权日2003年9月15日
发明者W·G·贝尔罗卡, J·高德弗里 申请人:艾利丹尼森公司