一种用于对输送带进行对接焊的接带器及其操作方法。这种接带器具有夹爪(12,13),这些夹爪关闭以便使两个带段(26,27)的对接边缘抵靠在加热棒(60)的相反端上进行接触、并且在两个熔化的对接边缘彼此焊接时将其保持在一起。一个肘节式连接系组件(36)将这些夹紧的夹爪锁定为关闭态并且将能量存储于一个弹簧机构(56,57)中。这种肘节式连接系组件允许弹簧能量的快速释放以加速这些夹爪打开,从而将熔化的对接端从加热棒的两侧快速地拉开以避免粘连。在另一种形式中,使用了一个空气气缸来代替这种肘节式连接系组件和弹簧机构以便将接带器关闭并且快速打开。
1.一种接带器,包括:第一和第二夹爪,这些夹爪处于一种相对峙的关系;用于快速释放这些夹爪的装置,包括弹簧机构,所述弹簧机构具有联接于所述第一夹爪的第一弹簧以及联接于所述第二夹爪的第二弹簧;其中该用于快速释放这些夹爪的装置是可操作的以便利用储存在所述第一弹簧和所述第二弹簧中的能量在相反的方向上在该第一和第二夹爪上引导一种冲击力来加速该第一夹爪和第二夹爪的快速分离。
2.如权利要求1所述的接带器,其中该用于快速释放这些夹爪的装置包括:一个第一肘节式连接系组件;以及一个弹簧机构,其包括所述第一弹簧和所述第二弹簧,该弹簧机构附接于该第一肘节式连接系组件与该第一和第二夹爪之间。
3.如权利要求2所述的接带器,其中该第一肘节式连接系组件包括:一个中枢件,该中枢件在一条中枢件轴线上是可旋转的;以及第一和第二连接臂,这些连接臂各自具有一个近端和一个远端,其中这些近端在该中枢件轴线的相反侧可枢转地附接在该中枢件上而这些远端连接在该弹簧机构上。
4.如权利要求3所述的接带器,其中所述第一弹簧联接于该第一连接臂的远端与该第一夹爪之间;以及所述第二弹簧联接于该第二连接臂的远端与该第二夹爪之间。
5.如权利要求3所述的接带器,其中该弹簧机构包括:联接于该第一连接臂的远端与该第一夹爪之间的一个第一弹簧组件;以及联接于该第二连接臂的远端与该第二夹爪之间的一个第二弹簧组件;其中,该第一和第二弹簧组件中的每一个都包括:一个弹簧座,该弹簧座附接在对应的夹爪上并且具有一个通孔;一个拉杆,该拉杆延伸穿过该弹簧座中的通孔并且在一端处可枢转地附接在该对应的连接臂的远端上;一个弹簧限位器,该弹簧限位器附接在该拉杆的相反端上;以及所述第一弹簧和所述第二弹簧中的一个在一端处附接于该弹簧限位器并且在相反端处延伸到与该弹簧座相接触,所述第一弹簧和所述第二弹簧中的所述一个同轴地环绕该拉杆。
6.如权利要求3至5中任意一项所述的接带器,其中该第一和第二连接臂为U形。
7.如权利要求2至5中任意一项所述的接带器,进一步包括:一个手柄,该手柄具有一个手柄本体和一个中枢件,该手柄本体在一端具有一个操作部并且在另一端具有一个中枢部,并且该中枢件可附接于该第一肘节式连接系组件并且可旋转地保持在该中枢部中以便在该手柄内的一个小于360°的范围内自由旋转。
8.如权利要求7所述的接带器,其中该手柄的中枢件具有一个外周突起,并且该手柄的中枢部包括至少一个固定的挡块,该挡块限制所述手柄的该中枢件在该手柄中的旋转并且将该手柄的旋转运动转移到该第一肘节式连接系组件上。
9.如权利要求2所述的接带器,进一步包括:一个手柄,该手柄具有一个可锁定的棘轮机构,该棘轮机构可附接于该第一肘节式连接系组件上。
10.如权利要求2所述的接带器,其中该第一肘节式连接系组件和该弹簧机构均布置在该第一和第二夹爪的一端,并且进一步包括:一个第二肘节式连接系组件和一个第二弹簧机构,该第二肘节式连接系组件和该第二弹簧机构在该第一和第二夹爪的一个相反端连接到该第一和第二夹爪上;以及一个轴,该轴接合该第一肘节式连接系组件和该第二肘节式连接系组件用于同步操作。
11.如权利要求1所述的接带器,进一步包括:第一和第二顶部夹钳,该第一和第二顶部夹钳分别与该第一和第二夹爪合作以便夹住处于一种相对峙关系的、有待焊接在一起的第一和第二输送带端部。
12.如权利要求11所述的接带器,其中该第一和第二夹爪具有多个上平台,这些上平台被成形为与该第一和第二输送带端部的一个非平面侧相配合,并且该第一和第二顶部夹钳具有多个下表面,这些下表面被成形为与该第一和第二输送带端部的该非平面侧相配合。
13.如权利要求1所述的接带器,其中该第一和第二夹爪各自具有多个对峙垫以便防止该第一和第二夹爪除了在所述垫处以外发生接触。
14.一种接带器,其包括:由间隙隔开的第一和第二夹爪;一个肘节式连接系组件;一个弹簧机构,该弹簧机构附接于该肘节式连接系组件与该第一和第二夹爪之间;其中该肘节式连接系组件从一个锁定状态可运转到一个释放状态,在该锁定状态,该弹簧机构具有一个高水平的储存的能量并且朝向彼此而推动该第一和第二夹爪,在该释放状态,快速地释放来自该弹簧机构的该储存能量以便加速该第一和第二夹爪快速分离。
15.一种操作接带器的方法,其包括:将两个带段的对接边缘在一对夹爪中保持对准在相对峙的关系中;将一个加热元件定位在这些夹爪之间;使这些夹爪彼此相向移动到一个关闭位置,使得该两个带段的这些对接边缘与该加热元件发生接触以便熔化这些对接边缘;在附接于所述一对夹爪的弹簧机构中储存能量以便加速分离这些夹爪;并且迅速加速分离这些夹爪以便使这些熔化的对接边缘与该加热元件干净地分离。
16.如权利要求15所述的方法,其中这些夹爪由在多个相反的方向中抵抗每个夹爪的一种冲击力快速地加速分离。
17.如权利要求15或16所述的方法,进一步包括:将这些夹爪锁定在该关闭位置中。
18.如权利要求17所述的方法,进一步包括:当这些夹爪被锁定在该关闭位置时,存储用于快速地加速分离这些夹爪的能量。
19.如权利要求15所述的方法,其中这些夹爪用比这些夹爪彼此相向移动的速度更大的速度而加速分离。技术领域
本发明总体上涉及用于热接合塑料输送带的对接边缘的叠接工具,并且更具体地说,涉及将对接边缘从加热棒的两侧快速释放的叠接工具。
背景技术
叠接工艺常用于将两个热塑性输送带段的对接端焊接在一起。常规工艺包括一对夹钳,每个夹钳保持两个带段之一。这对夹钳紧紧地保持带段,使得对接端隔着一个间隙而彼此相对。将加热棒移入这个间隙,并且这两个夹钳关闭直到带段的对接端接触加热棒的相反侧。一旦加热棒的热量使对接端充分软化或熔化,就抽出夹钳,以便可以移除加热棒。然后,使夹钳彼此相向移动直到这些软化的或熔化的对接端相遇。夹钳将这些对接端保持在一起作为在它们的界面处的这种接头而冷却。尽管所述叠接工艺对大部分由热塑性材料制成的皮带效果良好,但是有些材料,例如聚酯,当抽出夹钳时会粘附在加热棒的两侧。这会导致损失在加热棒上的皮带材料降低了所得接头的质量。并且必须清除粘附于加热棒的材料。因此,需要一种能处理由例如聚酯的粘连性的热塑性材料制成的皮带的接带器。
发明内容
一种体现本发明的特征的接带器满足了这种需求。该接带器包括一对对峙的夹爪,这些夹爪连接至用于快速释这些放夹爪的装置。该用于快速释放夹爪的装置,例如肘节式连接系组件和弹簧机构或气缸,在相反方向上在第一和第二夹爪上引导一种冲击力以便加速第一和第二夹爪的快速分离。这种接带器的另一种形式包括一个肘节式连接系组件,该肘节式连接系组件操作呈对峙关系的一对夹爪。一个弹簧机构附接于该肘节式连接系组件和这些夹爪之间。该肘节式连接系组件从一种锁定状态可运行到一种释放状态。在该肘节式连接系组件的锁定状态下,该弹簧机构具有高水平的储存能,并且推动这些夹紧的夹爪彼此相向运动。在释放状态下,该弹簧机构迅速释放其储存能以便加速这些夹紧的夹爪快速分离。在本发明的另一方面,一种用于操作接带器的方法包括:(a)将两个带段的对接边缘在一对夹爪中保持对准为相对峙的关系;(b)将加一个热元件定位在这些夹爪之间;(c)使这些夹爪彼此相向移动到一个关闭位置,使得该两个带段的这些对接边缘与该加热元件相接触以便熔化这些对接边缘;以及(d)迅速加速分离这些夹爪以便使这些熔化的对接边缘与该加热元件干净地分离。
附图说明
参照以下描述、所附权利要求书和附图将会更好地理解本发明的这些特征及其优点,在附图中:图1为体现本发明特征的接带器的等距视图;图2为图1的接带器的分解图;图3为图1的接带器的一端的分解端视图;图4A-4E为图1的接带器的端视图,示出了在加热过程中肘节式连接系组件的操作;图5为在加热过程中图1的接带器的一端的俯视图;图6为图1的接带器的端视图,示出了对焊加工;图7为图1的接带器的一端的俯视图,示出了皮带对焊加工;图8为可用于图1的接带器的手柄的侧视图;图9为可用于图1的接带器的另一种形式的手柄的侧视图,该手柄包括棘轮机构;图10为图1中的接带器的一个端部的底视图,其中夹爪闭合,但是气缸替换了肘节式连接系组件;以及图11为图10中夹爪处于打开状态的底视图。
具体实施方式
图1中示出了一种体现本发明特征的叠接工具并且带有图2和图3中的加热棒。工具10通常是两端对称并且左、右对称,包括左、右夹爪12、13,这些夹爪在该工具的各端均具有多个孔14、15。左夹爪中的这些孔对准右夹爪中的这些孔。延伸通过孔14、15并且支撑在叠接工具的框架中的横向导轨16使这些夹爪对准并且提供多个支撑引导,而这些夹爪沿着支撑引导朝向彼此移动和远离彼此移动。夹爪12、13上的上平台18具有多个定位槽20、21,这些定位槽向内凹陷于其顶表面以便与例如在有待叠接的输送带24的非平面侧上的多个横向肋22的结构相配合。对于图3中示出的输送带,传动肋22接收于夹爪的上平台18中较宽的槽20内。窄槽21容纳具有较窄的横向肋的皮带。这些槽允许带末段26、27平直地坐落在夹爪的上平台上,以便在对准过程中竖直地并且水平地对齐两个带段成一直线。有待叠接的这两个带末段26、27一起夹在相应的左、右夹爪12、13之间并且夹在左、右顶部夹钳28、29之间。这些顶部夹钳的底表面30与夹爪的上平台18类似是开槽的,这样使得例如当在现场中在下部的返回路径中将一个皮带叠接起来时,这些带末段26、27可以替代地底侧在上地焊接在一起。这些顶部夹钳在每一个端部处具有多个定位孔32,这些定位孔接收多个销钉34(图5)以使这些顶部夹钳和相应的夹爪即使是在夹爪平移的过程中也对准。紧固于顶部夹钳的顶端的细长手柄35有助于容易地移除这些顶部夹钳以释放叠接的皮带。这些夹爪是通过一种肘节式连接系组件36来打开和关闭的(接带器的每一端有一个肘节式连接系组件)。这种肘节式连接系组件包括一个中央中枢件38,该中央中枢件可旋转地安装在一个紧固于接带器框架上的支撑块40上。这种中枢件具有一个中心孔42,该中心孔具有一个平面44。中枢件安装于一个轴46(图5),这个轴延伸了接带器的长度并且限定了中枢件的一个旋转轴线47。接带器的另一端处的这个肘节式连接系组件的中枢件安装在该轴的另一端上。该轴向外延伸穿过一个或两个肘节式连接系组件,以便接收供操作员操作接带器的手柄,该手柄可以是例如图8和图9中示出的其中之一。U形的左、右连接臂48、49被安装到中枢件38的面上在这些臂的近端处的多个枢轴50上。这些枢轴在直径上隔着中枢件38的轴线47而彼此相对。这些臂的远端在这些枢轴51处被枢转地附接到多个弹簧组件的左、右拉杆52、53的端部。这些拉杆终止于它们在左、右弹簧限位器54、55的头部61内的相反端。同轴地环绕拉杆52、53的左、右压缩弹簧56、57从弹簧限位器54、55延伸到与左、右弹簧座与夹爪12、13成一体的左、右弹簧座58、59上。这些弹簧组件形成一种弹簧机构,这种弹簧机构使夹爪能够关闭和快速打开。在相对的接触侧62、63之间容纳了一个加热元件的加热棒60可定位在这些夹爪之间的间隙64中,并且由从中枢件支座向上延伸的多个棒托架66对齐在位。图4A至图4E展示了肘节式连接系组件36的操作。在图4A中,夹爪12、13被分开一个跨过间隙64的最大距离。带末段26、27夹紧于这些夹爪之间和在这个间隙两侧的这些顶部夹钳28、29之间。中枢件38旋转到一个角位置上,在这个角位置中连接臂48、49没有竖直地重叠并且弹簧56、57处于伸长的、总体上具有小储能的松弛状态。这表示了肘节式连接系组件的完全松开位置。在图4B中,示出加热棒60被放置于棒托架66之间。肘节式连接系中枢件38静止在完全松开位置中。在图4C中,示出肘节式连接系组件38在其锁定位置中。中枢件38的孔42上的这个平面44表明中枢件已经从图4B中的其完全松开的位置顺时针旋转了约210度。在锁定位置中,这两个连接臂彼此重叠,其中它们在中枢件上的近端枢轴50处于与带有拉杆52、53的它们的远端枢轴连接件51在中枢件的旋转轴线47的相反侧上的一个过中心位置中。臂的这些近端部68、69挨靠在彼此的弯头70、71的后面,这提供了用以防止压缩的弹簧56、57使中枢部旋转的多个挡块。通过在这种稳定的锁定位置中的肘节式连接系组件,这些弹簧使得夹爪闭合直到在夹爪的对峙面上的多个间隔垫72、73在这些夹爪的每一端与棒60的侧面62、63相接触,如图5所示。带段26、27的对接边缘74、75(图2)在这个闭合位置中与棒的两侧相接触并且被熔化。同时,这些连接臂48、49朝向中枢件38拉动这些拉杆52、53,从而压缩这些弹簧56、57。在这种状态下,储存在这些压缩的弹簧中的能量接近于最大值。一旦加热棒60使这些对接边缘74、75充足熔化,就可以释放夹爪12、13。中枢件38逆时针旋转。如图4D所示,在肘节式连接系组件的肘节位置处,两臂的这些近端枢轴50和远端枢轴51彼此成一直线,并且与中枢件的旋转轴线47和拉杆的轴线76成一直线。这也表示这些弹簧的最大压缩,并且因此最多能量被储存在弹簧中。一旦中枢件稍加逆时针旋转,压缩的弹簧就迅速将其储存的能量释放到连接臂48、49中,连接臂使中枢件78逆时针旋转,如图4E所示。这种自由飞轮运行的中枢件使连接臂的近端枢轴50旋转,连接臂的弯头70、71抵靠在弹簧座58、59上而向外推动,用一种短时间段的高幅值的冲击力打开这些夹爪。中枢件的这种突然的飞轮运行加速了夹爪的打开,从而使带段的这些带边缘迅速地从加热棒的两侧分离。由弹簧能量快速释放到肘节式连接系组件中以产生对抗作用于每个夹爪的弹簧座上冲击力引起的这些对接边缘与加热棒的这种快速分离防止了例如聚酯等粘连性的热塑性对接材料粘附于加热棒的两侧。中枢件继续逆时针飞轮运行,直到它达到其在图4A中完全收回的位置。然后可以从间隙64中提起该棒60。当中枢件位于图4E和4A之间的位置时,为了防止夹爪回弹并关闭,这些连接臂通过推斥弹簧座而稍微压缩这些弹簧。因此,肘节式连接系组件表示一个用于快速释放夹爪的装置。在移除加热棒之后,通过使中枢件38顺时针旋转过这个过中心肘节点到锁定位置(如图6和图7所示),这些夹爪12、13被再次关闭。由于没有加热棒,夹爪之间的间隙64较窄,因此带段26、27的熔化的对接边缘74、75在焊接固化过程中被紧密地压在一起。夹爪每端处的这些对峙的间隔垫72、73互相接触以便维持这些夹爪之间的适当距离,这样使得在顺序的横向肋之间测量的皮带的节距得以维持。一旦两个带段焊接在一起,由手柄35将这些上夹爪28、29提起,并且焊接的皮带被从接带器移除。图8示出了用于操作接带器的手柄的一种形式。手柄80包括一个细长手柄本体82,细长手柄本体的一端具有供手抓握的操作部84,另一端具有一个中枢部86。一个中枢件88可旋转地保持在该中枢部中。中枢件具有一个孔90,该孔被成形为接收轴46的向外延伸出肘节式连接系组件36的端部(图5)。手柄的中枢件88具有与中枢件一起旋转的一个外周突起或指状部92。附着于中枢部的挡块94、95将中枢件88相对于手柄的本体的旋转范围限定在小于360度的角度,例如210度。当手柄在箭头96的方向上移动时,挡块94随同手柄而推动中枢件88以便使转动这个轴46并且旋转该肘节式连接系的中枢件38。当夹持机构释放之后肘节式连接系飞轮运行时,手柄的中枢件朝向另一个挡块95而自由转动。以此方式,连接系中枢件的快速旋转仅仅传递到手柄的中枢件88上,而没有以同样高的速度转动整个手柄本体。可以用单个挡块来代替两个挡块,但是,因为这两个挡块相隔的角度与肘节式连接系的中枢件的锁定位置与完全释放位置之间的角度相同,所以手柄保持在对于操作者而言的一个方便的位置中。图9中示出了手柄的另一种形式。替代的,手柄98有可锁定的棘轮机构100。这种手柄具有手柄本体102,手柄本体的相反的端部处具有一个操作部104和一个中枢部106。中枢部中的可旋转的中枢件108具有一个中心孔110,该中心孔被成形为接收该轴46的端部(图5),而该轴连接至肘节式连接系组件36。具有多个齿113的棘轮112形成了中枢件110的外周。通过枢轴销116可枢转地附接于手柄本体的一个棘爪114与这些棘齿啮合,并且允许,例如当肘节式连接系组件飞轮运行时,该中枢件和棘轮在手柄本体内逆时针118旋转,而不是顺时针旋转,手柄如图9所示。手柄还包括锁定杆120,锁定杆的一端具有多个锁定齿122。锁定杆在枢轴销116处附接于手柄本体102。来自手柄本体的多个导销124接收于穿过该锁定杆的多个插槽126、127内。锁定杆和手柄本体之间的一个弹簧128使棘轮机构偏置在图9所示的未锁定位置中,并且还使棘爪偏置抵靠棘轮。当手柄98正确地连接至连接系中枢件38时,操作者可以通过顺时针130旋转手柄本体(图9中)来从锁定的、关闭位置打开夹爪。随着肘节式连接系移动通过其肘节位置并且由弹簧接管,棘轮112和中枢件108快速地顺时针棘轮运动而超前于手柄本体的旋转。为了关闭夹爪,操作者挤压手柄本体以将锁定杆枢转到锁齿122与锁齿133相啮合的锁定位置中,并且然后逆时针转动手柄。如图10和图11所示,气缸132被用作用于快速释放这些夹爪的一种替代装置。气缸的本体134通过安装支架136而安装于右夹爪13的下侧。气缸的活塞杆138的远端固定于在左夹爪12的下侧上的一个安装支架137上。接带器每一端的这些夹爪下侧上的多个直线轴承140接收这些导轨16(图1),这些夹爪运行在这些导轨上。图10中示出了在对焊过程中处于关闭位置的夹爪。在关闭位置,活塞杆138大部分收回到气缸本体134的内部。当打开夹爪时,活塞杆138被快速推出气缸本体(如箭头142指示的)到达一个伸出位置从而产生冲击力,并且其相反方向上的反作用力使这两个夹爪分离。一个Z形连接系144可任选地用于在相反方向上以相同的速度推开这两个夹爪,这个连接系具有被枢转地销钉连接在固定的接带器框架上的一个中心枢轴146,并且具有被枢转地附接于这些夹爪上的多个远端148。Z形连接系也可以和肘节式连接系组件一起使用。当使用气缸作为快速释放夹爪的装置时,操作电子或继电器逻辑的打开和关闭按钮代替了与肘节式连接系一起使用以控制接带器的夹爪的关闭和快速打开的手柄,电子或继电器逻辑连接至气缸。如有必要,可以使用多个气缸或Z形连接系。尽管参照几个优选形式详细描述了本发明,但是其他形式也是可能的。例如,弹簧机构可以包括勾在连接臂的远端与弹簧座之间的拉伸弹簧,而免去拉杆和弹簧限位器。作为另一个实例,手柄可以连接到接带器的任一端的轴上。并且也可以采用用于快速释放夹爪的其他装置,例如能够产生冲击力以快速推开夹爪的液压缸或其他直线致动器。所以,尽管这几个实例进行了解释,但权利要求书的范围并不意味着受限于所述这些示例性实施方案的细节。