專利名稱：緊固件元件的后成形頭部的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及帶有從底板上延伸出來的元件的緊固件產品的連續(xù)成形，它對于制造接觸式緊固件之類的緊固件元件有特殊的用途。
有一些緊固件元件能夠與纖維圈連接，實現(xiàn)緊固連接。而有一些則是″自連接″的，因為它們設計和布置成能以可松開的方式與同樣的緊固件元件連接。有時，后一種緊固件元件用于緊固帶上，這種帶子可以繞成一圈，重疊起來，本身緊固在一起。
有些緊固元件呈鉤形，具有從桿部向不同方向延伸的遠端。帶有在桿部頭部凸出的緊固件元件，一般其頭部在所有方向上的尺寸都相等，所以有時稱為″蘑菇″形緊固件元件。有些鉤形的緊固件元件具有一個以上的遠端。帶有兩個相反方向的遠端的鉤子有時稱之為″棕櫚樹″鉤子。
接觸式緊固件和其他產品用的鉤形緊固件元件是用Fischer的美國專利4,794,028中的機器和方法制造的，該專利文獻作為本申請的參考文獻。在工業(yè)生產中，緊固件產品可以有效地以使用旋轉模具輥的連續(xù)模制工藝過程來制造。這種模具輥有大量的薄的盤狀模具環(huán)和隔離環(huán)，這些環(huán)都同軸線地疊在一個中央筒的周圍。在模具環(huán)的圓周上有鉤形模腔，用于模制緊固件元件。熔融的樹脂注在模具輥的表面上，然后，在壓力下充滿模腔。模具輥的外表面同時還形成帶狀底板的一面，這一面在繞著模具輥運行了足夠的距離和時間之后，能讓樹脂充分冷卻，然后從模具輥的表面上剝離下來，不必打開模腔，就能把成形了的緊固件元件從它們的模腔中拉出來。
蘑菇形的緊固件元件常常是把塑料纖維織進一塊薄板狀的底板中，以形成許多排圈，再把圈切開，形成桿部，然后熔化桿部的遠端。部分是因為塑料纖維(例如，聚丙烯)是一種拉拔的纖維，沿軸線分子排列得非常整齊，并且有殘余應變，所以桿部的端部熔融的樹脂會拉回來形成自由的外形，半球形的頭部凸出在未熔化的桿部的下部。桿部的遠端常常用讓它通過一條熱鋼絲或者一塊加熱了的板來使它熔化。
由于桿部的全方位的凸出部分，所以蘑菇形的緊固件元件特別適合于在很多不同方向上要求有剪切強度的圈狀連接的緊固件。
本發(fā)明的特征在于它的緊固件元件是由這樣的方法制成的，即，使用旋轉模具輥模制成從帶狀底板延伸出來的預成形桿部，然后再在一個旋轉的墩頭輥子的成形模腔內重新成形桿部的遠端，形成能連接的頭部。最后的緊固件產品是在一條連續(xù)的模制生產線上以有效而經濟的方式生產出來的。
按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種制造緊固件產品的方法，這種緊固件具有許多緊固件元件，其桿部與帶狀底板模制成一個整體。這種方法包括把熔融的樹脂涂敷在一根旋轉的模具輥上，該模具輥具有用來成形上述底板的一個面的外表面，以及許多從該外表面向內部延伸的，用于模制上述桿部的模腔；把具有帶狀底板和許多從上述底板的一面延伸出來的直立的預成形桿部的預成形產品從模具輥上剝離下來；使這種預成形產品通過一根墩頭輥和一個支撐構件之間的后成形輥隙，在直立桿部的遠端形成凸出的頭部。上述墩頭輥在其外圓周上有許多成形上述頭部用的模腔。
在一個實施例中，把上述預成形桿部與上述墩頭輥的旋轉位置對準，例如用上述模具輥在預成形產品上模制出一個對準零件，并利用該對準零件把上述預成形桿部定位在上述墩頭輥的旋轉位置上。
在另一個實施例中，把上述墩頭輥的旋轉位置與上述預成形的桿部對準，例如用機械的方式把一個對準裝置聯(lián)結在各模具輥和墩頭輥上，把上述墩頭輥的旋轉位置與上述模具輥對準。這種方式可以包括對預成形產品的對準零件的檢測過程(例如，用光學方法)。
通常，墩頭輥的模腔基本上就是成形后頭部的形狀。例如，在一個實施例中，成形后的凸出的頭部是錐形的，它的最上部的表面形成一個尖頂。這種尖頂?shù)慕嵌韧ǔＰ∮?0度，或者在90度左右，最好小于60度左右。
上述墩頭輥應該保持在高的溫度，以便使預成形產品的直立的桿部的遠端軟化。
通常，從側面看，成形后的凸出的頭部各自凸出于它們相應的桿部的距離至少是它們相應桿部寬度的25％左右(更好一些是至少50％左右)。
在讓預成形產品通過后成形輥隙之后，可以把帶狀底板在對準零件與緊固件元件之間切割開，制成沒有對準零件的帶狀緊固件產品。
模具輥上的模腔可以有各種不同的形狀。例如，在一個實施例中，模具輥的模腔是從模具輥表面向內延伸的圓筒形的孔。在另一個實施例中，模具輥的模腔是穿過盤狀模具板的寬面之間的圓周邊緣的軸向窄縫。
在一個實施例中，墩頭輥上的模腔布置成與預成形的桿部隨機交叉。至少有一些預成形的桿部可能會被墩頭輥所彎曲，形成鉤形的緊固件元件，而至少有一些預成形的桿部沒有被彎曲，而是被墩頭輥墩出了頭部。通常，預成形的桿部隔開距離排列，排成與加工方向平行地延伸的許多排，而墩頭輥的模腔的整個深度則小于加工方向相鄰的兩排桿部之間間距的0.5倍左右。通常，墩頭輥的相鄰模腔之間隔開的距離小于上述加工方向相鄰的兩排桿部之間的間距的0.8倍。
在一種設計中，上述墩頭輥的模腔從矩形底板伸入墩頭輥內，上述墩頭輥的底板至少沿墩頭輥的模腔部分的長度(即有模腔的輥子長度)占據(jù)墩頭輥圓周面積的90％。
按照本發(fā)明的另一個方面，提供了一種完成上述方法的裝置。這種裝置有一根旋轉的模具輥，這根模具輥有一個為形成一條帶狀底板的一面用的外表面，以及許多從上述外表面向內延伸，用于整體模制從上述底板延伸出來的桿部的模腔。該裝置還包括用于把熔融的樹脂涂敷在模具輥上的裝置，以及一根環(huán)繞著它的外圓周面有許多模腔的墩頭輥，以便在預成形的桿部上成形頭部，以形成緊固件元件。
這種裝置通常包括用來使預成形桿部與墩頭輥對準的裝置。這種裝置可以包括用以將預成形產品與墩頭輥對準的裝置，例如通過模制在預成形產品內部的連鎖對準零件。或者，這種對準裝置可以把墩頭輥的旋轉位置對準預成形產品，例如，根據(jù)檢測到的預成形產品的對準零件來控制墩頭輥的旋轉。
例如，在一個實施例中，旋轉的模具輥上有一個從其外表面向內延伸的對準零件模腔，以便將一個對準零件與上述帶狀底板模制成一體。在這種情況下，墩頭輥可以具有從它的外表面向內延伸的相應的模腔，以便與上述對準零件協(xié)同工作，使得預成形的桿部與墩頭輥對準。在有一種情況下，上述對準零件和從墩頭輥的外表面向內延伸的模腔都是通常的錐形。
在有些情況下，上述裝置包括一個用于檢測上述對準零件的裝置，以便使墩頭輥的旋轉位置與預成形的桿部對準。這種檢測裝置除了其他部件之外，可以有一個光學傳感器。在有些情況下，上述墩頭輥在它的外表面上有一條向內延伸的凹槽，以便與上述對準零件協(xié)同工作，以使帶狀底板沿著軸線保持與墩頭輥對準。
在所提供的一個優(yōu)選實施例中，一個支撐構件(例如一根旋轉的支承輥)與上述墩頭輥形成了一個間隙。上述墩頭輥與支撐構件是這樣布置的，即，當帶狀底板通過這個間隙時，便能在預成形的桿部形成頭部。上述支承輥可以布置成緊靠模具輥，以使帶狀底板在離開模具輥的外表面之后，在穿過支承輥與墩頭輥之間的間隙之前，被繞在支承輥上。
在另一個實施例中，上述裝置包括用機械的方式把模具輥和墩頭輥聯(lián)結在一起的裝置(例如一個齒輪系)，以使墩頭輥的旋轉位置與模具輥的旋轉位置對準。
在有些實施例中，設置了一個切邊工作站，用于把帶狀底板從對準零件與緊固件元件之間切開來，以制成沒有上述對準零件的帶狀緊固件產品。
當后成形中不把模腔對準桿部時，使用一根這樣的模具輥，它具有用來形成在模具輥的外圓周周圍延伸的，許多排平行的隔開間距的預成形桿部的模板，通常相鄰兩排的桿部的間距是這樣錯開的，即，桿部在整個模具輥上不對準。在這種情況下，墩頭輥上的模腔通常排成布滿在整個輥子上的許多排，并且相鄰的兩排墩頭輥模腔是這樣錯開的，使得這些模腔在墩頭輥外圓周的周圍不對準。這種設計有助于使最后的緊固件元件的方向不規(guī)則化。
按照本發(fā)明的另一個方面，一種多瓣葉緊固件元件具有從一個底端延伸到遠端的、模制的長形桿部。這種桿部有許多沿著它的長度向外凸出的凸脊，使得這種桿部具有多角形的橫斷面。在桿部的遠端形成一個模制的凸出的頭部，這個頭部有許多與桿部的凸脊相對應的瓣葉。
按照本發(fā)明的又一個方面，提供了一種預成形的緊固件產品，這種產品具有一塊模制的，有兩個寬表面的帶狀底板，一系列從上述底板的一個寬表面延伸出來的豎立的緊固件元件的桿部，以及一排與底板模制成一體并從該底板上延伸出來的對準零件，用于把這些豎立的緊固件元件的桿部定位，以便在這些桿部上最后成形頭部。
本發(fā)明所提供的蘑菇狀的帶有尖頭的緊固件元件，能用各種不同的材料在一種連續(xù)的制造工藝過程中高效率地模制出來。借助于改變模具輥上桿部模制模腔的形狀，就能夠很容易地對于一種給定的使用情況，使桿部的橫斷面形狀優(yōu)化。同樣，頭部的形狀也決定于模制表面的形狀，并且也不受用自由成形熔化所能夠成形的形狀的限制。例如，桿部可以模制成具有錐形的側面，以提高其抗彎曲強度，以便用于具有很高的直接聯(lián)結力量的物品，或者用于抵抗很高的剪切載荷。由于在很高的溫度下成形，桿部表面上的殘余應力很小，所以對于抵抗循環(huán)載荷特別有利，疲勞破壞的速率很低。
下面參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。附圖中

圖1是用于連續(xù)制造帶狀緊固件產品的第一種裝置的示意圖；圖1A表示圖1中的裝置的一種變型；圖2是沿圖1中的2-2線的橫斷面圖；圖3是圖1中的后成形輥隙的放大圖；圖4表示一種把預成形的桿部與墩頭輥的模腔對準的裝置；圖5表示用于連續(xù)制造帶狀緊固件產品的第二種裝置；圖6是按照本發(fā)明形成的第一中緊固件元件的放大了的立體圖；圖7和8分別是第二和第三種緊固件元件的放大后的立體圖；圖9是模制的對準零件的立體圖；圖10表示有一根帶凹坑的輥子的非對準的后成形；圖10A是圖10中的10A區(qū)域的放大圖11是沿圖10中的后成形輥隙的放大了的斷面圖。
請參閱圖1，一臺模制裝置10設計成用來連續(xù)模制帶狀緊固件產品12。這種裝置有一根旋轉的模具輥14，和一根旋轉的壓力輥16，在這兩根輥子之間的輥隙18用來形成緊固件產品的薄的帶狀底板20。模具輥14上有幾排從模具輥的外表面向內延伸的模腔22，用于模制一系列與底板成為整體的很細的桿部24。擠出器26向輥隙18提供熔融的樹脂，模具輥14和壓力輥16之間的壓力使得輥隙中的樹脂充滿模腔22。當樹脂從輥隙18繞著模具輥運動時，它受到充分的冷卻，所以很容易就能把預成形的緊固件產品從模具輥的表面上剝離下來，并繞過一根從動輥29。也可以使用其他的裝置把熔融的樹脂涂敷在模具輥上，例如，可使用圖1A中的擠出頭27，它能在壓力下直接把樹脂涂敷在模具輥的表面上。
對于本發(fā)明應該特別指出的是，模具輥14還有在預成形產品的任何一面上模制一系列對準隆起30用的模腔(也見圖2)。雖然在圖中表示的是偶然出現(xiàn)的，但應該理解，桿部24和對準隆起30一般都具有重復的有規(guī)律的花樣。
在預成形產品28離開從動輥29之后，通過旋轉的后成形輥34與支承輥36之間的輥隙32，在該輥隙中，桿部24的遠端再成形為凸出的頭部。然后，對帶有墩頭的桿部的帶狀產品進行修邊，去除帶有對準隆起30的邊緣部分，制成最后的緊固件產品。如果使用適當?shù)牟牧?，修邊下來的邊緣還可以再研磨和回收。
應該理解，，雖然上面只提到了桿部和對準隆起，但是模具輥14和/或壓力輥16還能夠在預成形緊固件產品的底板的表面上形成其他零件，例如加強筋或隆起，分離溝，文字或圖案，或者其他特征。
為了在桿部24上形成頭部，后成形輥34在其表面上帶有頭部成形的模腔38，這些模腔布置成能撞擊桿部的遠端，使其再次成形。在本實施例中，對準隆起30的作用是保持模腔34與桿部24對準(下面將要說明)，使得通過輥隙32進入的桿部基本上與模腔38對準。模腔38的表面要保持相當高的溫度，以軟化桿部遠端的樹脂，讓它在后成形輥子的壓力下能夠流動，以制成一個凸出的頭部(如圖6中所示)。模腔38在后成形輥上的加工方向和與加工方向垂直的方向上適當?shù)拈g距必須考慮到在模具輥與后成形輥之間模制成的底板的線性收縮或脫模拉伸，并且，在大多數(shù)情況下，需要與模具輥的桿部成形模腔的間距有一些差別。
圖3表示用后成形輥34對桿部24的遠端進行后成形，不過，這個圖沒有按比例。進入輥隙中的桿部(例如，具有足夠的長度，以包含足以形成最后的緊固件元件的材料的桿部24)對準了后成形輥中的一個頭部成形模腔(例如模腔38a)。當上述模腔接近輥隙(例如模腔38b)的中心時，它就使得桿部的端部軟化，并使桿部的端部再次成形為所需要的形狀，通常是如圖中所示的那樣有凸出在桿部的下面的部分。在離開輥隙時，把成形后的頭部從它的模腔中拉出來，制成了完全成形的，能起作用的緊固件元件40。
在本實施例中，后成形輥34也有與預成形產品的對準隆起30相對應的對準模腔42(圖1)。在這種情況下，通過迫使預成形的帶子以適當?shù)乃俾屎臀恢眠M入輥隙，上述對準隆起就能保持頭部成形模腔38與桿部24對準，使桿部與頭部成形模腔排齊。
在圖4所示的另一個實施例中，上述對準隆起(或桿部24，或其他適當形狀的鉤形零件的模制零件)用一個零件檢測裝置來檢測，例如用光學檢測裝置46，以控制后成形輥34a的轉動。一束從發(fā)射器50發(fā)出來的光束48，除了被模制的塊44所擋住的之外，可以用接受器52檢測到。根據(jù)從接受器52所發(fā)來的信號，控制器控制后成形輥34a的轉動，按照需要使輥子加速或減速，以達到模腔38與桿部24對準的目的。模制的塊44與一條在輥子34a的外表面上形成的凹槽56協(xié)同工作，使預成形產品在橫穿輥子的方向(即橫著加工的方向)保持與輥子對準。
再請看圖1，在后成形加工之后，帶狀產品穿過一個修邊工作站58，把對準隆起從成品上切下來。例如，可以使用一條分離刀刃60連續(xù)地把帶有對準零件的產品的邊緣從具有緊固件元件的部分上分離開來。有可能的話，就把修剪下來的邊緣62收集到一個料斗里，通過這個裝置進行重新研磨和回收。
在圖5所示的另一個實施例中，后成形輥34b和支承輥36b與模具輥14b和壓力輥16b一起組成一疊四根輥子。后成形輥34b和模具輥14b上分別裝有齒輪64和66，用于保持輥子的同步。中間齒輪68，70和72形成一組齒輪系，用于同時驅動模具輥和后成形輥。因為用模具輥與后成形輥之間的機械聯(lián)結保持了對準，所以就不必使用對準隆起了。這種保持輥子對準的技術特別適用于模制這樣的產品，它的預成形制品在從模具輥上撕下來時，或者繞到從動輥29上時，沒有顯著的拉伸，或者這種拉伸被證明是恒定的，可以預測的，使得在布置后成形輥上的模腔38之間的間距時可以預先考慮到這種帶子的拉伸。預成形后的帶子也可以留在支承輥36b的表面上，而不讓它繞過從動輥29，以減小帶子在預成形之前的拉伸傾向(例如，如圖5中的虛線所示)。例如，可以在模制輥隙(與輥子14b之間)到后成形輥隙(與輥子34b之間)的支承輥36b的內部采用一種真空裝置，以便有助于把桿部24從模具輥14b的模腔22中拉出來，和讓帶子通過后成形輥34b，而不使帶子的底板有顯著的拉伸。
采用上述方法和裝置能夠很容易地形成各種不同形狀的緊固件元件。這種元件的形狀部分地決定于在模具輥上模制的桿部的形狀(例如，圖1中的桿部24)，也決定于用后成形輥成形的頭部的形狀。在一個優(yōu)選實施例中，先在模具輥的圓筒形模腔(為了好脫模，稍呈錐形)中模制成圓形的桿部，隨后再進行后成形，制造出有圓形側面的基本上呈錐形的頭部。光-化學刻蝕技術可用于在模具輥的相鄰的板之間成形這種圓筒形模腔。這種技術在1996年6月6日提交的美國專利申請08/659,368中進行了描述，可作為本申請的參考文獻。圓筒形的桿部成形模腔也可以用直接在模具輥的外套的表面上鉆孔來制成，例如可使用激光或鉆床。圖6表示從圓形桿部形成緊固件元件的一個例子，下面將對此進行詳細描述。
或者，象Fischer的美國專利4,794,028中所描述的那樣，用疊起來的許多塊模具板所組成的模具輥，就能很容易地形成方的或者矩形橫斷面的桿部。在單獨一塊模具板的厚度上切通一條直槽，再把這塊模具板夾在兩塊模具板之間，就能形成這種″方″的模腔，制成如圖7所示的緊固件。
請參閱圖6，圖中所示的用以上描述的方法形成的各種類型緊固件元件的一個例子是一種蘑菇狀元件74，它有圓形的桿部76和一個頭部78。頭部78的側面向上延伸成一個尖頂80，該尖頂?shù)捻斀莇大約是60度。桿部76的厚度t大約為0.015英寸(0.38mm)，基本上與該緊固件元件所用以成形的預成形桿部的直徑相符。頭部78在半徑方向從桿部76外伸的距離a為0.015英寸(0.38mm)左右，所以頭部的直徑D大約為0.045英寸(1.14mm)。頭部78的全部高度h大約為0.039英寸(0.99mm)。
請參閱圖7，緊固件元件90有一根方形橫斷面的桿部92，和一個凸出的頭部94。頭部94具有普通平坦的側面，側面之間的邊緣96呈圓角狀，使得頭部的外觀呈四面體形狀。
緊固件元件74(圖6)和90(圖7)分別適合于與圈或其他的緊固件元件74和90連接，以形成緊固的接頭。我們認為，一系列四面體形的元件90可能對于與圈連接有一些優(yōu)點，因為在頭部相鄰的兩面的下邊緣上形成的角部有助于扣緊圈狀纖維。另一方面，一系列四面體形元件74在與同樣的一系列元件連接時，所需要的力比較小，一部分原因就是因為缺少這種角部。無論使用那一種元件，緊固件元件的頭部形狀的細節(jié)都很容易通過改變后成形輥上模腔的形狀和/或預成形桿部的尺寸，針對不同的使用情況進行優(yōu)化。
例如，對具有″十″字形橫斷面和四條向外凸出的凸脊103的桿部102的遠端進行后成形，制成了四瓣葉蘑菇形的元件100(圖8)。即使在后成形中使用圓錐形的頭部成形模腔，也能夠對應于桿部每一條向外凸出的邊緣，形成具有向下凸出的瓣葉104的頭部。我們認為，這種多瓣緊固件元件具有極好的緊固性能，特別是當與圈連接時，因為這些瓣葉能起一個鉤子的作用，從各個方向與圈連接。
如圖6到8所示，緊固件元件74，90和100具有整體的尖頂(例如，圖6中的尖頂80)，這樣能有助于穿透相配的纖維層，與纖維連接。利用上述方法，尖頂80的頂角半徑可以做成只有0.002英寸(0.07mm)左右，或者更小。
一種適合于圖1中的實施例用的對準隆起30的例子示于圖9。隆起30在整體上呈圓錐形，從一個圓形的底座106延伸到遠處的尖頂108。尖頂108所形成的頂角β大約為90度。底座106的直徑Db大約是0.100英寸(2.5mm)，所形成的整個隆起的高度hb大約為0.050英寸(1.3mm)。為了使用這種隆起，圖1中輥子34上的模腔42也要在整體上呈錐形，以便能緊湊地容納隆起30。
圖10表示一種豎直的桿部24后成形的不對稱的方法，它用一根帶有凹坑的輥子110來形成各種不同形狀的有用的緊固件元件112。輥子110通常在它的外圓周上有許多淺的凹坑114，以便阻截桿部的遠端并進行后成形。在這種方法中，并不想要迫使凹坑與進入的桿部對準。相反，在加工方向和橫著加工的方向設置了密度比桿部更高的許多凹坑，以使任何一排的桿部都能夠向各個方向彎曲，任何給定的一排上的桿部的彎曲方向決定于它首先與阻截的凹坑中的那一個面接觸。如圖10A所示，凹坑114通常是從矩形(例如，方形)底座向加熱的輥子的內部延伸，使得相鄰的凹坑底座只由在輥子外直徑上的很薄的邊緣116分隔開來，并且這些凹坑底座總起來占據(jù)了輥子的圓周面積至少90％。如圖11所示，這種凹坑結構減少了桿部頂在凹坑之間的輥子上的百分比。上述帶凹坑的輥子離開模制成的底板的間距，以及進入的桿部的長度應該選擇得能使桿部的遠端沿著凹坑的側面118向上彎曲到凹坑的中心120，桿部的端頭能在該中心處進行后成形，制成許多凸出的面。有一些桿部也可能由于與凹坑表面接觸而永久彎曲，形成能夠與圈連接的鉤形緊固件。最后成形的一系列緊固件元件的朝向是隨機的，而且每一根元件的高度和形狀也各不相同，形成了具有全方位性能特點的緊固件。為了改善桿部變形的隨機性，建議把模具輥的模板布置成使桿部的成形不在橫著加工的各排上對準，并且后成形輥上在橫著加工方向的各排相鄰的凹坑互相錯開，如圖10所示，這樣，任何一排桿部都能在各個方向上隨機地變形。
在圖11所示的例子中，為各排桿部24后成形用的凹坑114的各排支承件的間距sr為0.016英寸(0.41mm)，它從后成形輥的外表面開始的全深dd大約是0.006英寸(0.15mm)，方形底座的寬度wd大約是0.010英寸(0.25mm)。通常，凹坑的深度和底座的寬度分別小于桿部排距的0.5和0.8倍。這種非常小的凹坑可以通過一個適當?shù)难谀て趫A筒形輥子上進行光—化學刻蝕來形成。關于光—化學刻蝕的細節(jié)，請參閱機械制造工程師協(xié)會1976年出版的技術論文集中，R.J.Bennett博士的論文″有三種獨特用途的光—化學加工原理″；光化學機械研究所的出版物，第PCMI 1000號中的″什么是光化學加工過程，它能為你作什么？″；由碳化物和工具工程師協(xié)會和中間切割研究聯(lián)合公司，以及研磨材料工程協(xié)會共同出版的會議報告集中的報告″1985年12月2日和3日舉行的大會的非傳統(tǒng)加工方法的會議報告集″；以及這些論文中所引用的參考文獻。
適用于上述方法的可模制的材料包括聚丙烯，聚氨酯，尼龍，ABS塑料。對于一定的材料需要調節(jié)模制的速度和溫度，以使桿部能良好地后成形，而不會粘附在后成形輥上。
上述這些實施例的許多其他變型也落入本申請的權利要求書范圍內。例如，許多桿部橫斷面的形狀都可以用上面所描述的模制技術來制造，并且還能提供殘余應力低，具有所要求的彎曲性能的緊固件元件。還有許多其他頭部也能夠模制出來。
權利要求
1.一種制造緊固件產品的方法，這種緊固件具有許多緊固件元件，并且桿部與帶狀底板模制成一個整體，這種方法包括把熔融的樹脂涂敷在一根旋轉的模具輥上，該模具輥具有用來成形上述底板的一個面的外表面，以及許多從該外表面向內部延伸的，用于模制上述桿部的模腔；把具有帶狀底板和許多從上述底板的一面延伸出來的直立的預成形桿部的預成形產品從模具輥上剝離下來；以及使這種預成形的產品通過一根墩頭輥和一個支撐構件之間的后成形輥隙，在直立桿部的遠端形成凸出的頭部，上述墩頭輥在其外圓周上有許多成形上述頭部用的模腔。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括使上述預成形的桿部對準墩頭輥的旋轉位置的步驟。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，它還包括用上述模具輥在預成形產品上模制一個對準零件，并利用該對準零件來確定預成形的桿部相對于墩頭輥的旋轉位置的位置。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括將上述墩頭輥的旋轉位置對準上述預成形的桿部。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，它還包括把一種對準裝置用機械聯(lián)結在模具輥和墩頭輥上，以便把墩頭輥的旋轉位置對準上述模具輥。
6.如權利要求4所述的方法，其特征在于，把墩頭輥的旋轉位置與預成形的桿部對準包括檢測一個上述預成形產品上的對準零件，通常是用光學方式。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，上述墩頭輥的模腔的形狀基本上是被成形的頭部的形狀。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，上述被形成的凸出的頭部呈圓錐形，其最高處的表面形成尖頂。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，上述尖頂所包含的角度小于90度，最好小于60度左右。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括將墩頭輥保持較高的溫度，以軟化預成形產品的直立桿部的遠端。
11.如權利要求1所述的方法，其特征在于，上述形成的凸出的頭部在側視圖上凸出于相應的桿部的距離至少為其相應桿部寬度的25％。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，上述形成的凸出的頭部在側視圖上凸出于相應的桿部的距離至少為其相應桿部寬度的50％。
13.如權利要求3或6所述的方法，其特征在于，在上述預成形產品通過后成形輥隙之后，剪切對準零件與緊固件元件之間的帶狀底板，制成沒有上述對準零件的帶狀緊固件產品。
14.如權利要求1所述的方法，其特征在于，上述模具輥的模腔是從模具輥的表面向內部延伸的圓筒形孔。
15.如權利要求1所述的方法，其特征在于，上述模具輥包括一疊盤狀模具板，上述模具輥的模腔是在模具輥的外表面上延伸的軸向窄槽，它穿過相應的盤狀模具板的厚度。
16.如權利要求1所述的方法，其特征在于，上述墩頭輥的模腔布置成與上述預成形的桿部隨機交叉。
17.如權利要求16所述的方法，其特征在于，至少有一些上述預成形桿部被墩頭輥所彎曲，形成鉤形緊固件元件，并且至少其他預成形桿部中的有一些預成形桿部被墩頭輥墩出頭部而沒有被彎曲。
18.如權利要求17所述的方法，其特征在于，上述預成形桿部布置成沿加工方向延伸的，隔開距離的，平行的許多排，而上述墩頭輥的模腔的全部深度小于兩排相鄰的加工方向的桿部之間的間距的1/2。
19.如權利要求18所述的方法，其特征在于，上述預成形桿部布置成沿加工方向延伸的，隔開距離的，平行的許多排，上述墩頭輥的相鄰模腔隔開的距離小于上述桿部在加工方向相鄰兩排桿部之間的間距的80％。
20.如權利要求16所述的方法，其特征在于，上述墩頭輥的模腔形成上述墩頭輥的模腔部分，這些墩頭輥模腔從矩形的底座延伸到墩頭輥內部，上述墩頭輥模腔的底座沿著該墩頭輥模腔部分長度占據(jù)了墩頭輥圓周面積的至少90％。
21.一種用于連續(xù)制造緊固件產品的裝置，這種產品有許多緊固件元件，這些緊固件元件的桿部與一條帶狀底板模制成一個整體，這種裝置包括一根旋轉的模具輥，這根模具輥有一個為形成一條帶狀底板的一面用的外表面，在上述模具輥上有許多從上述外表面向內延伸，用于整體模制從上述底板延伸出來的桿部的模腔；用于把熔融的樹脂涂敷在模具輥上的裝置；以及一根環(huán)繞著它的外圓周面有許多模腔的墩頭輥，以便在預成形的桿部上成形頭部，以形成緊固件元件。
22.如權利要求21所述的裝置，其特征在于，它還包括用于把上述預成形桿部對準上述墩頭輥的裝置。
23.如權利要求21所述的裝置，其特征在于，上述旋轉的模具輥上有一個從其外表面向內延伸的對準零件模腔，以便將一個對準零件與上述帶狀底板模制成一體。
24.如權利要求23所述的裝置，其特征在于，上述墩頭輥具有從它的外表面向內延伸的模腔，以便與上述對準零件協(xié)同工作，使得預成形的桿部與墩頭輥對準。
25.如權利要求24所述的裝置，其特征在于，上述對準零件和從墩頭輥的外表面向內延伸的模腔兩者都是普通的圓錐形。
26.如權利要求24所述的裝置，其特征在于，它還包括一個用于檢測上述對準零件的裝置，以便使墩頭輥的旋轉位置與預成形的桿部對準，上述檢測裝置通常是一個光學傳感器。
27.如權利要求21所述的裝置，其特征在于，它還包括一個支撐構件，它與上述墩頭輥形成一個間隙，上述墩頭輥與支撐構件是這樣布置的，即，當帶狀底板通過上述間隙時，在預成形的桿部上形成頭部。
28.如權利要求27所述的裝置，其特征在于，上述支撐構件是一根旋轉的支承輥，上述支承輥通常布置成緊靠模具輥，以使帶狀底板在離開模具輥的外表面之后，在穿過支承輥與墩頭輥之間的間隙之前，被繞在支承輥上。
29.如權利要求21所述的裝置，其特征在于，它還包括用機械的方式把模具輥和墩頭輥聯(lián)結在一起的裝置，以使上述墩頭輥的旋轉位置與模具輥的旋轉位置對準。
30.如權利要求29所述的裝置，其特征在于，上述用機械方式把模具輥和墩頭輥聯(lián)結起來的裝置是一個齒輪組。
31.如權利要求21所述的裝置，其特征在于，上述墩頭輥在其外表面上形成一條向內延伸的凹槽，用于與對準零件協(xié)同工作，以使帶狀底板保持與墩頭輥的軸線對齊。
32.如權利要求21所述的裝置，其特征在于，它還包括一個切邊工作站，用于把上述帶狀底板從對準零件與緊固件元件之間切開來，以制成沒有上述對準零件的帶狀緊固件產品。
33.如權利要求21所述的裝置，其特征在于，上述墩頭輥的模腔布置成與上述預成形桿部隨機相交。
34.如權利要求33所述的裝置，其特征在于，上述墩頭輥的模腔形成上述墩頭輥的模腔部分，這些墩頭輥模腔從矩形的底座延伸到墩頭輥內部，上述墩頭輥模腔的底座沿著該墩頭輥模腔部分長度占據(jù)了墩頭輥圓周面積的至少90％。
35.如權利要求33所述的裝置，其特征在于，它還包括一根這樣的模具輥，它具有用來形成在模具輥的外圓周周圍延伸的，許多排平行的隔開間距的預成形桿部的模板，通常相鄰兩排的桿部的間距是這樣錯開的，即，桿部在整個模具輥上不對準；并且墩頭輥上的模腔通常排成布滿在整個輥子上的許多排，并且相鄰的兩排墩頭輥模腔是這樣錯開的，使得這些模腔不對準墩頭輥的外圓周。
36.一種預成形的緊固件產品，它包括一塊模制的，有兩個寬表面的帶狀底板；一系列從上述底板的一個寬表面延伸出來的豎立的緊固件元件的桿部；以及一排與底板模制成一體并從該底板上延伸出來的對準零件，用于把這些豎立的緊固件元件的桿部定位，以便在這些桿部上最后成形頭部。
37.一種多瓣葉緊固件元件，它包括一根模制的長的桿部，它從底端延伸到遠端，上述桿部有許多沿著它的長度向外凸出的凸脊，以使這種桿部具有多角形的橫斷面；以及一個模制的凸出的頭部，它在上述桿部的遠端形成，上述頭部有與上述桿部的凸脊相對應的許多瓣葉。
全文摘要
一種制造緊固件產品的方法和裝置,這種緊固件產品有許多和帶狀底板(20)模制成一體的、帶有桿部(76,92,102)的緊固件元件(74,90,100),還有一種用這種方法制成的產品和預成形產品。熔融的樹脂涂敷在旋轉的模具輥(14,14b)上,該模具輥具有形成上述底板的一個面的外表面,以及許多從其外表面向內延伸的,用于模制預成形桿部(24)的模腔(22)。一塊預成形產品(28)從模具輥上剝離下來,該預成形產品上有許多從底板的一面延伸出來的直立的預成形的桿部(24)。這種預成形產品通過墩頭輥(34,34a,110)與支撐構件(36)之間的后成形輥隙(32),在該桿部的遠端形成凸出的頭部(78,94)。上述墩頭輥在它的圓周上有許多用于成形頭部的模腔(38,114)。公開了各種用于把預成形桿部(24)對準墩頭輥模腔的裝置。在一個實施例中,采用了一種帶凹坑的加熱的墩頭輥(110),對桿部(24)進行后成形,以形成向隨機方向延伸的緊固件元件(112)。
文檔編號B29C51/22GK1272816SQ98808406
公開日2000年11月8日 申請日期1998年8月21日 優(yōu)先權日1997年8月22日
發(fā)明者基思·G·布澤爾, 喬治·A·普羅沃斯特, 克林頓·多德 申請人:維爾克魯工業(yè)公司