专利名称：凸轮带动的带熔接工具及其使用方法
本申请与美国申请号为09/054,715、题为“装有减小带的纵向强度底板的带熔接工具及其使用方法”的专利申请有关，在此一并提出申请并作普通转让。
本发明一般地涉及带捆扎工具，特别是涉及与带拉紧工具结合使用的改进的塑料带熔接工具及其使用方法。
通常，捆包货物是把绕在货物上拉紧的塑料带的重叠部分熔接在一起。1972年4月4日公布的题为“带拉紧和封接工具”并同时作普通转让的美国专利3,564,033号，公开了一种压缩空气操作的带捆扎工具，通过对塑料带的重叠部分的接触面进行振动形成一个摩擦熔接点，或者熔接点。该带捆扎工具包括一个紧固件，用来固定带的自由端部分，和一个可旋转的带进给轮，该轮与一个砧座合作啮合绕紧在货物上的带进给部分。一个离合器啮合地使进给轮与一个气动马达联接，气动马达振动一个熔接带重叠部分的夹紧装置。当马达停止工作，带即停在规定的拉紧度上，然后由一个气动推杆使马达与进给轮脱离，并啮合一个进给轮制动器，该制动器在熔接过程中保持进给轮处于带拉紧的位置。该气动推杆还推动振动夹紧装置使其与带重叠部分摩擦啮合。在振动夹紧装置移向带重叠部分时，一个切割刃切断上面的带，从而使带重叠部分熔接在一起。然后，在冷却期间保持熔接的带重叠部分上的压力，以完成熔接。
1995年1月10日公布的题为“手动带捆扎工具”的美国专利5,380,393号，也是同时作普通转让的，这里引作参考，该专利公开了一种装有自动控制工具工作的气动回路的带捆扎工具，包括对带熔接的持续时间和冷却时间的定时。在带被拉紧之后，伸出一个气动推杆转动一个凸轮使其推动一个振动熔接板与带重叠部分接触形成熔点。由储存在一个室内的气压控制一段时间之后，停止熔接板的振动。然后，在冷却时间过后，空气从一个气缸排出，反向地转动该凸轮，使熔接板从已熔接的带部分离开。
现有技术中的气动带捆扎工具需要许多系统部件，从而增大了工具的体积和重量，使工具的制造、使用和维修费增高。例如，美国专利3,564,033号的工具需要一个压缩空气驱动的推杆来使气动马达从进给轮脱开，啮合进给轮制动器，并推动振动夹紧装置与带重叠部分啮合。而美国专利5,380,393号需要气动推杆移动熔接板与带重叠部分接触，并且需要气缸、室和阀的组合来控制工具各种运作的持续时间和定时。虽然美国专利5,380,393号的气动回路可以自动地完成许多现有工具用手工完成的带捆扎工作，但是工具的各种运作的控制和定时还是不太准确的，并且会产生带的紧度和熔接结果的不一致。
现有的带捆孔工具，包括上面讨论过的，通常还有一个在带拉紧和熔接过程中置于带和货物之间的较长的底板。在熔接之后，底板从拉紧的带和货物之间移去。但是，较长的底板，在其被移去之后往往会造成拉紧的带松驰，尤其是捆扎体积较小或者形体不规则的货物。带紧度的损失通常取决于底板的大小和货物的尺寸，并且在许多情况下会使带的紧度不合适。
本发明旨在提高带捆孔工具的技术，特别是提高用振动使带重叠部分的相对表面的接触，特别是塑料带的重叠部分的表面接触，来形成摩擦熔接点，或者熔接的带捆扎工具。
本发明的一个目的是克服现有技术存在的问题，提供新型的带熔接工具及其使用方法，这类新型的带熔接工具的制造、使用和维修都比较经济。
本发明的目的还在于提供新型的带熔接工具，特别是塑料带熔接工具及其使用方法，通过装在一个共同的驱动枢轴上的几个凸轮的转动来控制工具的各种工作，特别是熔接工作，来消除现有的气动操作的带捆扎工具所固有的控制和定时的不一致性。
本发明的一个较特殊的目的是提供一种新型的带熔接工具及其使用方法，它包括一个第一凸轮，把一个封接夹具移向一个第一支承件，以啮合并夹持位于其间的拉紧的带，一个第二凸轮，起动一个振动马达来振动一个熔接板，以及一个第三凸轮，把熔接板移向一个第二支承件，以啮合并熔接带重叠部分。
本发明的另一个目的是提供一种新型的带熔接工具及其使用方法，它有较小的底板，当工具从带捆紧的货物上，特别是从带捆紧的体积较小和体形不规则的货物上移去时，可以减小带的紧度损失。
本发明的另一个特殊目的是提供一种新型的带熔接工具及其使用方法，它的底板有一个在其前端部分上的第一支承件，一个在其第二部分上的第二支承件，以及一个在其后端部分上的第三支承件，在带拉紧过程中，第三支承件与一个拉紧夹具共同啮合并夹持带的自由端部分，底板的第二部分位于底板的前端部分和后端部分之间，而前端部分和后端部分分别从第二部分向外下方倾斜。
本发明的再一个目的是提供一种新型的带熔接工具及其使用方法，使振动熔接板啮合的带部分变形，更具体地说是通过使贴近熔接板带部分弯曲，以减小纵向强度，最好是在带重叠部分之间形成一个空隙。
本发明的这些目的和其它目的，方面，特征以及优点，在仔细研究了下文的本发明的详细描述及附图，将会显得更为清楚。为了便于理解，文中对同样的结构和工序以相应的数字和标示予以注明。
图1是一个典型的凸轮带动的熔接带重叠部分的带捆扎工具的部分侧面正视图。
图2a是图1中第一凸轮的部分剖视图。
图2b是图1中第二凸轮的部分剖视图。
图2c是图1中第三凸轮的部分剖视图。
图3是带熔接工具的工作流程图。
图4是带重叠部分在带捆孔工具的底板上的部分侧面正视图。
图1示出一种将缠紧在货物(图中未示出)上的捆扎带1进行熔接的带捆扎工具100。该工具100通常包括一个拉紧夹具10，在带拉紧过程中，拉紧夹具10可移向一个拉紧支承件12，啮合并夹住处在拉紧夹具与支承件之间的带的自由端部分2。带的自由端部分2的夹紧动作可通过用手压下一个夹紧开关来驱动拉紧夹具10来控制。一个可旋转的进给轮20可朝向一个底座22运动，啮合并进给处在进给轮20和底座22之间的带进给部分3。带进给部分3的拉紧可通过用手压下一个拉紧开关驱动一个气动马达使进给轮20旋转来实现。如通常我们所知道的那样，该气动马达一停止，进给轮20即停止拉紧动作，使带达到预定的紧度。带进给部分3在带熔接位置上部分地与带自由部分2重叠，带重叠部分在此位置熔接在一起，下面将作一进讨论。
在该典型的实施例中，只有带进给部分3被置于进给轮20和底座22之间，该底座22有一个比较光滑的表面23，使带进给部分3在拉紧过程中可在进给轮20和底座22之间滑动。在另一种实施例中，带自由端部分2和带进给部分3都配置在进给轮20和底座22之间，而底座22有一个带齿的表面23，在拉紧过程中当带进给部分3相对于带齿表面滑动时，该带齿表面23啮合并夹住带自由端部分2。仅对进给轮20和底座22之间的带进给部分3拉紧，可以减少拉紧过种中带打滑，并可减小工具的有效基本长度，从而在把工具从拉紧的带和货物之间移去时，特别是体积小和体形不规则的货物，可以减少失去带的紧度，下文将作进一步讨论。
图1和图4所示的工具100包括一个封接夹具30，可移向，或者封接，一个第一支承件32，以啮合并夹住上述由进给轮20拉紧后的带重叠部分。图1示出该封接夹具30被一个压缩弹簧34或者其它已知的装置从第一支承件32上移去。工具100还包括一个可移向，或者熔接，一个第二支承件42的振动熔接板40。该熔接板同样被从第二支承件42上移去。用一个振动马达50振动熔接板40，可取的是所用的振动马达50是一种压缩空气操作的气动马达。
一个可操作的第一凸轮60推动封接夹具30克服其偏压并使其移向第一支承件32，以便啮合并夹住置于封接夹具30和第一支承件32之间的拉紧的带。一个可操作的第二凸轮62起动振动马达来振动熔接板40，例如用起动一个气动阀或者开关来起动。一个可操作的第三凸轮64推动熔接板40克服其偏压并使其移向第二支承件42，以便啮合并熔接置于熔接板40和第二支承件42之间的带重叠部分。
图2a、2b和2c示出一种典型的凸轮装置的结构形式，其中第一凸轮60、第二凸轮62和第三凸轮64各自有相应的凸角和凹槽，以便分别准确地控制封接夹具30、振动马达50和熔接板40的动作和定时。凸轮60、62和64的凸角和凹槽的径向位置因工具的具体结构而异。例如，第二凸轮62的设置位置取决于振动马达50开关的位置。因此本发明的熔接工作的控制不需要现有技术中控制相对不准确的压气缸驱动的推杆。
工具100包括一个第一辊件36，绕一个与封接夹具40(译注应为30)的上部38相连接的轴37转动。一个第二辊件46同样绕一个与熔接板40的上部48相连接的轴47转动。该第一辊件36和第二辊件46分别由第一凸轮60和第三凸轮64啮合准确地驱动封接夹具30和熔接板40。该第一辊件36和第二辊件46还可以最大限度地减少机械磨损，从而延长工具的使用寿命。
图3是一个流程图200，示出了带捆扎工具100的带熔接工序。用第一凸轮60将封接夹具30移向第一支承件32，将拉紧的带啮合并夹住在封接夹具30和第一支承件32之间，进入夹紧工序210。由第二凸轮62起动振动马达50，振动熔接板40，进入振动工序220，用第三凸轮64将振动着的熔接板40移向第二支承件42，对带重叠部分啮合并熔接，进入熔接工序230。当第三凸轮64保持熔接板40处于第二支承件42位置对带的已熔接部分施压进行冷却时，第二凸轮62使振动马达50停车，振动马达50停车之后即进入冷却工序240。只有在需要熔接时才开动振动马达50。所以对振动马达50的使用是极少的，因而它的磨损也是极小的，从而延长了它的使用寿命。在冷却时限一到立即将熔接板40从第二支承件42上移开，而封接夹具30则可以在冷却时限达到后的任何时候从夹具支承件32上移去。
图1和图3所示的第一、第二和第三凸轮60、62和64的可取之处在于它们被转动地支撑在一个共同的驱动枢轴66上，构成一个凸轮组件，可由一个与共同的驱动枢轴66相连的凸轮驱动马达70驱动其转动。该共同的驱动枢轴66转动他支撑第一、第二和第三凸轮60、62和64，准确地控制封接夹具、熔接板的动作以及冷却时限，而没有现有技术的压缩空气控制的熔接工作所固有的不一致性和偏差。凸轮驱动马达70是一个压缩空气驱动的气动马达，在拉紧之后用手按下一个熔接开关即可起动。由凸轮60,62和64实施的图3中所示的各项熔接工作，或者工序，是自由动进行的，并且是由共同的驱动枢轴66的转动在受控程序下进行的，在工序结束之后，凸轮驱动马达70可自由停车，直到再按下熔接开关开始后续的熔接工作。
图1中所示的工具100还包括一个做成适当的细齿形的带切割刃44，安装在熔接板40上，用来切割上面带部分，更具体的说是在振动熔接板40移向第二支承件42，在对带重叠部分进行熔接之前，切割由振动熔接板40最后啮合的带进给部分。图3中的工序流程示出了在振动工序220之后和熔接工序230之前的带切断或切割工序225。切割上面带部分有其优点，这样可使切断的上面带部分在振动熔接板40的影响下自由地振动，这是确保完全熔接所要求的。
图1和图4所示的带捆扎工具100还包括一个底板110，是缩小尺寸的，尤其是底板前端部分112和底板后端部分114之间的长度缩小了。底板110尺寸的缩小有利于对体积小和体形不规则的货物进行捆扎，使得在拉紧和熔接带之后把底板从货物和带之间抽出时不致损失带的紧度。底板110的前端部分112和后端部分114被分别配置在居于它们中间的第二支承件42的两端，各自从一端以下倾角度配置，从而减小了底板110的厚度，因此当底板110被抽出时可以进一步减小带的紧度损失。
图4中所示的第一支承件32配置在第一部分116上，也就是底板110的前端部分112上，而第二支承件42配置在底板110的第二部分117上。第三支承件12配置在第三部分118上，也就是底板110的后端部分114上。
在实施例中，封接夹具30和熔接板板40配置的位置彼此靠得很近，这是在熔接之前为减小带重叠部分，特别是振动熔接板40啮合的带部分的纵向强度所必需的。封接夹具30和熔接板40间隔比较近使得带重叠部分比较坚硬而缺少柔性，从而对振动熔接板40的振动带来影响或者妨碍。当封接夹具30和熔接板40之间的距离约小于5.08厘米(2英寸)时，特别会造成这种影响，如该典型的实施例中的工具100的底板110，采用比较小的尺寸分别构成封接夹具30和熔接板40的第一和第二支承件32和42。减小振动熔接板40啮合的带部分的纵向强度，保证带部分的足够的振动运动是恰当熔接所需求的。
图4中所示的带重叠部分的上面带部分3至少部分地变形，以减小其纵向强度，变形最好是在远离封接夹具30和熔接板40之间的第一和第二支承件32和42的方向上。图1和图4中的第一支承件32位于第一平面内，而第二支承件42位于与第一平面成一角度的第二平面内，这样，第一和第二支承件32和42相交形成一个顶角120。顶角120也可以用另外的组件形成。例如，横过底板110在第一和第二支承件的共同平面的上方配置一个杆或者棍或者其它组件。带重叠部分在顶角120上被弯曲从而减小其纵向强度。在带重叠部分的上面带部分3和下面带部分2之间最好有一空隙，以进一步减小上面带部分的坚硬性或者纵向强度，从而在熔接板40振动下获得较大的振动自由度，以确保达到较强的平坦的熔接点。
由于上述对本发明的文字描述可以使一般熟悉本技术领域的人制造和使用目前被认为是本发明最好的模式，这些技术人员懂得并知道在本文公开的典型的实施例的技术方案范围内可以作一些更改、组合、修改和等同的方案。因此，本发明并不限于这里公开的特定的典型的实施例，而是限于权利要求范围内的全部实施例。
权利要求
1.一种熔接带重叠部分的带捆扎工具，它包括一个封接夹具，可移向一个第一支承件；一个可振动的熔接板，可移向一个第二支承件；一个振动马达，用来振动熔接板；一个第一凸轮，用来将封接夹具移向第一支承件，以啮合并夹住位于封接夹具与第一支承件之间的拉紧的带；一个第二凸轮，用来起动振动马达，以振动熔接板；以及一个第三凸轮，用来将熔接板移向第二承件，以啮合并熔接位于熔接板与第二支承件之间的带重叠部分。
2.如权利要求1所述的带捆扎工具，其特征在于它还包括一个凸轮组件，所述的凸轮组件有一个共同的驱动枢轴，可旋转地支撑第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮。
3.如权利要求2所述的带捆扎工具，其特征在于它还包括一个凸轮驱动马达，可转动地与凸轮组件的共同驱动枢轴相连接。
4.如权利要求1所述的带捆扎工具，其特征在于它还包括一个位于熔接板上的带切割刃，当熔接板移向第二支承件时，用来切断上面带部分。
5.如权利要求1所述的带捆扎工具，其特征在于它还包括一个第一辊件，与封接夹具相连并可由第一凸轮啮合，一个第二辊件，与熔接板相连并由第三凸轮啮合，以及一个由第二凸轮触动的起动振动马达的开关。
6.如权利要求1所述的带捆扎工具，其特征在于它还包括一个在封接夹具与熔接板之间形成的顶角，带重叠部分在所述的顶角上被弯曲，至少可以减小带重叠部分的一个带的纵向强度。
7.如权利要求6所述的带捆扎工具，其特征在于它还包括一个底板，第一支承件位于所述的底板的前端部分，第二支承件位于所述的底板的第二部分，底板的前端部分与底板的第二部分成一个角度，形成一个顶角。
8.如权利要求1所述的带捆扎工具，其特征在于它还包括一个带拉紧进给轮，可移向一个底座，以啮合并拉紧带进给部分，和一个拉紧夹具，可移向一个第三支承件，以啮合并夹住带拉紧过程中的带自由端部分。
9.如权利要求8所述的带捆扎工具，其特征在于它还包括在底板的前端部分上的第一支承件，在底板的第二部分上的与底板的前端部分成一个角度的第二支承件。
10.如权利要求9所述的带捆扎工具，其特征在于它还包括在底板的后端部分上的第三支承件，底板的第二部分位于底板的前端部分和底板的后端部分中间，前端部分和后端部分分别从底板的第二部分向外下方倾斜。
11.用一种带捆扎工具熔接带重叠部分的一种方法，所述的方法包括用第一凸轮将一个封接夹具移向一个第一支承件，以啮合并夹住位于封接夹具和第一支承件之间的拉紧的带；用第二凸轮起动一个振动马达，以振动一个熔接板；以及用第三凸轮将振动熔接板移向一个第二支承件，以啮合并熔接位于熔接板和第二支承件之间的带重叠部分。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于它还包括用第二凸轮使振动马达停车，并在振动马达停车之后用第三凸轮使熔接板在冷却期间保持停在第二支承件的位置上，冷却结束后使熔接板从第二支承件上移去。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于它还包括用一个共同的驱动枢轴旋转地驱动第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮，以便驱动控制封接夹具的动作、熔接板的动作和冷却时间。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于它还包括在熔接带重叠部分之前，切断上面带部分。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于它还包括当振动熔接板移向第二支承件时，用熔接板上的一个切割刃切断上面带部分。
16.如权利要求11所述的方法，其特征在于它还包括用一个带拉紧进给轮拉紧缠绕在货物上的带，并在带拉紧的过程中用一个拉紧夹具夹住带的自由端部分。
17.如权利要求11所述的方法，其特征在于它还包括在熔接之前减小处于封接夹具和熔接板之间的带重叠部分的上面带的纵向强度。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于它还包括至少使上面带部分部分地变形，以减小纵向强度。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于它还包括使上面带部分弯曲，以减小纵向强度和在带重叠部分的上面带与下面带之间形成一个空隙。
20.如权利要求17所述的方法，其特征在于它还包括啮合位于封接夹具和第一平面内的第一支承件之间的拉紧的带，以及啮合位于熔接板和与第一平面不在同一平面上的第二平面内的第二支承件之间的带重叠部分。
全文摘要
一种带熔接工具及其使用方法,工具包括第一凸轮,它将封接夹具移向第一支承件,啮合并夹住位于封接夹具和第一支承件之间拉紧的带;第二凸轮用来起动振动马达来振动熔接板;第三凸轮用来将熔接板移向第二支承件,啮合并熔接位于熔接板和第二支承件之间的带重叠部分。工具的底板较小,当工具从用带捆紧的小型体形不规则货物上移去时可减小带失去的紧度。振动熔接板啮合带部分的纵向强度可通过使带部分变形或弯曲而减小,在上、下面带部分之间形成空隙。
文档编号B25B25/00GK1231249SQ99103060
公开日1999年10月13日 申请日期1999年3月19日 优先权日1998年4月3日
发明者雅努什·菲吉尔, 彼得·德拉巴雷克 申请人:伊利诺斯工具工程有限公司