СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
COUPLING DEVICE

Объектом настоящего изобретения является соединительное устройство.
Более конкретно, объектом настоящего изобретения является соединительное устройство для скрепления пачки листов в соединительном элементе с корешком, по меньшей мере на дно которого наносится слой термоклея, причем данное соединительное устройство содержит опору, на которой может быть расположен корешок соединительного элемента и которая имеет U-образную форму с основанием и двумя опорными элементами, причем открытая часть U-образного профиля направлена вниз, при этом соединительное устройство также содержит по меньшей мере один нагревательный элемент, способный нагревать опору, причем этот нагревательный элемент расположен между опорными элементами U-образного профиля и контактирует с основанием.
Когда соединительный элемент установлен на опоре, термоклей плавится под действием тепла. В результате термоклей проникает в пачку листов, и после застывания термоклея листы оказываются скрепленными в соединительном элементе.
Для осуществления операции необходимо лишь включить нагревательный элемент, и в связи с этим соединительное устройство может быть оснащено переключателем, которым может управлять оператор.
Недостаток такого решения заключается в том, что оператор может забыть выключить переключатель после использования. Это означает, что нагревательный элемент останется в нагретом состоянии, что может приводить к пожароопасным ситуациям. Это будет связано также с повышенным энергопотреблением.
В патентном документе BE 1.010.681 уже была раскрыта система с магнитным переключателем, который обнаруживает присутствие соединительного элемента, однако применение такой системы также связано с проблемами ввиду того, что магнитный переключатель может выходить из строя.
Обширные исследования продемонстрировали, что это обусловлено тем, что при продолжительном нагревании магнитная проницаемость магнитного переключателя падает.
С целью устранения по меньшей мере одного из вышеуказанных и других недостатков настоящим изобретением предлагается соединительное устройство для соединения пачки листов в соединительном элементе с корешком, оснащенное нагревательным элементом, включение и выключение которого происходит автоматически.
Объектом настоящего изобретения является соединительное устройство для скрепления пачки листов в соединительном элементе с корешком, выполненным из магнитного или намагничиваемого материала, причем по меньшей мере на дно корешка нанесен слой термоклея, при этом данное соединительное устройство содержит опору, на которую можно устанавливать корешок соединительного элемента и которая имеет U-образный профиль с основанием и двумя опорными элементами, причем открытая часть U-образного профиля направлена вниз; соединительное устройство содержит также по меньшей мере один нагревательный элемент, расположенный между опорными элементами U-образного профиля и контактирующий с основанием, причем соединительное устройство содержит также магнитный переключатель, служащий для включения/выключения по меньшей мере одного нагревательного элемента с помощью перемещающегося магнита, который расположен между опорными элементами U-образного профиля и может перемещаться в сторону основания U-образного профиля, когда соединительный элемент установлен на опоре, причем по меньшей мере в месте расположения указанного магнита U-образный профиль содержит полки, направленные к центру U-образного профиля и служащие для удержания магнита на расстоянии от основания и/или нагревательного элемента при перемещении магнита в сторону основания U-образного профиля.
В качестве магнитного или намагничиваемого материала для изготовления корешка может использоваться, например, сталь или аналогичный материал.
Преимущество изобретения заключается в том, что включение нагревательных элементов производится автоматически с помощью магнита, когда соединительный элемент установлен на опоре.
Магнит притягивается корешком и перемещается вверх к основанию.
Это движение магнита обнаруживается магнитным переключателем, который затем включает нагревательные элементы.
В момент снятия корешка с основания, магнит падает вниз, в результате чего нагревательные элементы выключаются.
Таким образом, нагревательные элементы не остаются включенными больше, чем это необходимо.
Полки предотвращают возможность контакта магнита с основанием опоры и/или нагревательным элементом.
Данные полки необходимы также для того, чтобы предотвратить нагревание магнита от горячего основания или нагревательного элемента, в результате которого магнит может потерять свои магнитные свойства, и магнитный переключатель выйдет из строя.
Полки выполняют функцию упора для магнита и служат для ограничения его перемещения. Действительно, без полок произошло бы притягивание магнита корешком вплотную к основанию опоры или к нагревательному элементу.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления изобретения вышеупомянутые полки отходят от опорных элементов опоры.
Это означает, что полки прикреплены к опорным элементам опоры, а не непосредственно к основанию.
Преимущество такой конфигурации заключается в том, что полки оказываются лучше защищенными от воздействия высоких температур. Действительно, нагревательные элементы нагревают основание опоры, так что опорные элементы опоры нагреваются меньше, чем само основание. При расположении полок на более холодных опорных элементах, а не на горячем основании, полки также нагреваются меньше.
Таким образом, магнит, контактирующий со свободными краями полок, также нагревается меньше.
Для того чтобы лучше продемонстрировать характеристики настоящего изобретения, ниже приводится подробное описание нескольких предпочтительных вариантов реализации предлагаемого соединительного устройства, приводимых в качестве примера и не носящих какого-либо ограничительного характера, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показано схематичное перспективное изображение соединительного устройства согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 – схематичный вид в сечении по плоскости II-II' из фиг. 1;
фиг. 3 – схематичный вид в сечении по плоскости III-III' из фиг. 1;
фиг. 4 и 5 – варианты исполнения опоры, показанной на фиг. 3.
Показанное на фиг. 1 - 3 соединительное устройство 1 используется для скрепления пачки листов 2 в соединительном элементе 3.
Как показано на прилагаемых чертежах, соединительный элемент 3 содержит корешок 4, выполненный из магнитного или намагничиваемого материала, на дно 5 которого наносится слой термоклея 6. В рассматриваемом примере к свободным краям 7 корешка 4 прикреплены листы 8 обложки. Пачку свободных листов 2 вставляют в корешок 4 данного соединительного элемента 3.
Соединительный элемент 3 устанавливают на опору 9 соединительного устройства 1; при этом в данном случае опора 9 образует часть корпуса 9a соединительного устройства 1.
Данная опора 9 образована U-образным профилем 10 с основанием 11 и двумя опорными элементами 12, причем открытая сторона U-образного профиля 10 направлена вниз.
Как показано на фиг. 1 и 3, соединительный элемент 3 с корешком 4 установлен на основании 11 опоры 9.
В данном случае, не обязательно, основание 11 опоры 9 содержит две направленные вверх планки 13, расположенные на стороне, противоположной открытой стороне U-образного профиля 10.
Данные планки 13 прикреплены к основанию 11 с наклоном, т.е. под углом A к основанию 11, таким образом, что эти планки 13 несколько расходятся в сторону друг от друга.
Таким образом, вышеупомянутые планки 13 при установке корешка 4 соединительного элемента 3 на основании 11 образуют своего рода направляющую.
Кроме того, планки 13 предотвращают случайное соскальзывание соединительного элемента 3 с основания 11.
Несмотря на то, что ясно, что планки 13 представляют собой полезные элементы, т.к. они обеспечивают ряд преимуществ, данные планки 13 не являются необходимыми для нормальной работы соединительного устройства 1 согласно настоящему изобретению. Таким образом, соединительное устройство 1 без вышеуказанных планок 13 также является объектом настоящего изобретения.
Кроме того, соединительное устройство 1 содержит по меньшей мере один нагревательный элемент 14. В рассматриваемом примере устройство содержит два нагревательных элемента 14, которые, как видно из фиг. 2, расположены между опорными элементами 12 опоры 9.
Данные нагревательные элементы 14 контактируют с основанием 11. В данном примере, не обязательно, они прижимаются к основанию 11 пружинами 15 с целью обеспечения хорошего контакта. Данные нагревательные элементы 14 осуществляют нагревание опоры 9.
Соединительное устройство 1 также содержит магнитный переключатель 16, служащий для включения и выключения нагревательных элементов 14 с помощью магнита 17 и датчика 18.
Указанный магнит 17 расположен между опорными элементами 12 опоры 9 и может перемещаться к основанию 11 U-образного профиля 10 под действием силы притяжения, создаваемой корешком 4 соединительного элемента 3, установленного на основании 11 и выполненного из магнитного или намагничиваемого материала.
Датчик 18 может обнаруживать перемещения магнита 17, и в зависимости от характера данных перемещений магнитный переключатель 16 производит включение или выключение нагревательных элементов 14.
В данном случае, не обязательно, соединительное устройство 1 содержит направляющее устройство 19 для перемещения магнита 17.
В данном случае это направляющее устройство 19 состоит из прикрепленного к магниту 17 небольшого стержня 20, который скользит в отверстии 21, выполненном для этого в соединительном устройстве 1. Таким образом, наличие стержня 20 обеспечивает сохранение магнитом 17 своего правильного положения при его перемещении к основанию 11 и в сторону от основания 11, т.е. при перемещении вверх и вниз.
Понятно, что данное направляющее устройство 19 может быть выполнено многими различными способами и что рассматриваемый пример со стержнем 20, расположенным в отверстии 21 с возможностью скольжения, представляет собой лишь один из многих возможных вариантов реализации направляющего устройства 19, которые будут являться очевидными для специалиста в данной области.
Для предотвращения перемещения магнита 17 впритык к основанию 11 при его смещении вверх под действием силы притяжения от корешка 4, выполненного из магнитного или намагничиваемого материала, размещенного на основании 11, U-образный профиль 10 опоры 9 содержит полки 22, направленные к центру U-образного профиля.
Эти полки 22 выполняют функцию упора, останавливающего магнит 17 на расстоянии от основания 11 при перемещении магнита 17 в сторону основания 11 U-образного профиля 10.
Для того чтобы удерживать магнит 17, расстояние B между свободными краями 23 полок 22 делают меньше соответствующего размера C магнита 17 в поперечном направлении, т.е. меньше ширины магнита 17 в направлении, перпендикулярном продольному направлению X- X' U-образного профиля 10.
Необходимо, чтобы вышеупомянутая ширина C магнита 17 была по меньшей мере на 1 миллиметр больше расстояния B между полками 22, предпочтительно по меньшей мере на 2 мм, более предпочтительно на 3 мм, и еще более предпочтительно на 4 мм.
В данном случае полки 22 расположены на определенном расстоянии от свободного края 12 и проходят параллельно основанию 11 опоры 9.
Этим обеспечивается преимущество, заключающееся в том, что имеются поверхности 24 контакта между магнитом 17 и участками полок 22, к которым прижимается магнит 17 под действием силы притяжения от корешка 4.
Этим обеспечивается устойчивое положение магнита 17, благодаря чему он не может наклоняться или смещаться и, таким образом, случайно попасть в зазор между полками 22.
В данном случае полки 22 имеют два участка, а именно: первый участок 25, отходящий от опоры 9 и направленный в сторону от основания 11 опоры 9, и второй участок 26, являющийся продолжением первого участка 25 и расположенный параллельно основанию 11 опоры 9.
Именно эти вторые участки 26 полок 22 расположены на определенном расстоянии от свободного края 12 и проходят параллельно основанию 11 опоры 9.
Полки 22 отходят от опорных элементов 12 опоры 9, т.е. полки 22 прикреплены к опорным элементам 12. Такая конструкция выбрана для того, чтобы температура опорных элементов 12 опоры 9 при её нагревании была ниже температуры основания 11, т.е. чтобы полки 22 были менее горячими.
В данном случае, не обязательно, полки 22 проходят по всей длине опоры 9. Преимущество этого заключается в том, что U-образный профиль 10, образующий опору 9, может быть выполнен методом экструзии.
Также возможен вариант, при котором полки 22 имеются только в месте расположения магнита 17.
Принцип работы соединительного устройства 1 является очень простым; оно работает следующим образом.
Пачку соединяемых листов 2 вставляют в соединительный элемент 3 таким образом, чтобы боковая поверхность 27 пачки листов 2 входила в корешок 4 и упиралась в слой термоклея 6.
Оператор помещает корешок 4 соединительного элемента 3 на основание 11 опоры 9.
Благодаря наличию направленных вверх планок 13 корешок 4 можно установить в требуемое положение.
За счет силы притяжения, возникающей между магнитом 17 магнитного переключателя 16 и корешком 4, выполненным из магнитного или намагничиваемого материала, магнит 17 перемещается вверх в сторону основания 11.
Полки 22 удерживают магнит 17 на определенном расстоянии от основания 11.
Перемещение магнита 17 вверх и связанное с ним изменение магнитного поля будет обнаружено датчиком 18.
При поступлении сигнала от датчика 18 магнитный переключатель 16 произведет включение нагревательных элементов 14, и начнется нагревание основания 11.
В результате поступления тепла от основания 11 термоклей 6 в корешке 4 расплавится. Расплавленный термоклей проникнет в зазоры между листами 2.
Поскольку магнит 17 удерживается полками 22 на расстоянии от основания 11, нагревание магнита происходить не будет, или его нагрев будет незначительным. Это устраняет риск потери магнитных свойств магнита 17.
Действительно, поскольку полки 22 расположены на расстоянии от опоры 9, они будут нагреваться лишь незначительно. Фактически, поток тепла от нагревательных элементов 14 должен пройти длинный путь по основанию 11 и опорным элементам 12, чтобы достигнуть полок 22.
В случае если полки 22 отходят непосредственно от основания 11, тепловой поток от нагревательных элементов 14 должен пройти намного более короткий путь, чтобы достигнуть данных полок 22, так что полки 22 будут нагреваться, и, следовательно, магнит 17 также будет нагреваться.
Когда термоклей 6 будет полностью расплавлен, оператор снимет соединительный элемент 3 с опоры 9. Произойдет охлаждение и затвердевание термоклея 6, и пачка листов 2 окажется скрепленной в соединительном элементе 3.
После снятия корешка 4 с опоры 9, магнит 17 больше не будет испытывать действие силы притяжения.
В результате магнит 17 опустится вниз в свое исходное положение.
При этом снова произойдет изменение магнитного поля, которое будет обнаружено датчиком 18.
При поступлении сигнала от датчика 18, магнитный переключатель 16 произведет выключение нагревательных элементов 14.
При перемещении магнита 17 вниз направляющее устройство 19, которое в рассматриваемом случае состоит из стержня 20, расположенного в отверстии 21, будет направлять магнит 17 таким образом, чтобы он переместился в свое первоначальное положение.
При перемещении вниз стержень 20 войдет глубже в отверстие 21 таким образом, что магнит 17 автоматически займет свое исходное положение.
На фиг. 4 представлен альтернативный вариант поперечного сечения опоры 9, показанной на фиг. 3.
В данном случае полки 22 содержат только вышеуказанный первый участок 25, но не имеют второго участка 26, расположенного параллельно основанию 11 опоры 9.
В данном случае при перемещении магнита 17 вверх под действием силы притяжения от корешка 4 контакт между полками 22 и магнитом 17 происходит только по кромке 28, а не по поверхности 24 контакта.
Несмотря на то, что при выборе достаточно малого расстояния B между свободными краями 23 полок 22 такая конструкция полок 22 также обеспечивает предотвращение перемещения магнита 17 вверх и его контакта с основанием 11, устойчивость магнита 17 при таком варианте реализации будет несколько ниже, и существует небольшой риск образования наклона магнита 17 и его случайного вхождения в контакт с основанием 11.
На фиг. 5 показан еще один возможный вариант осуществления изобретения.
В данном варианте полки 22 проходят полностью параллельно основанию 11 опоры 9.
В рассмотренных выше примерах полки 22, входящие в контакт с магнитом 17, могут быть выполнены из изоляционного материала, или по меньшей мере части полок 22 могут содержать покрытие или аналогичный элемент, выполненный из изоляционного материала.
Преимущество этого заключается в том, что магнит 17 вообще не будет подвержен какому-либо тепловому воздействию вследствие повышения температуры полок 22.
И хотя в рассмотренных вариантах осуществления изобретения магнит 17 расположен между двумя нагревательными элементами 14, не исключен вариант, при котором магнит 17 будет расположен под нагревательным элементом. В этом случае, полки 22 выполняются таким образом, чтобы при перемещении магнита 17 вверх они обеспечивали предотвращение возможности его контакта с нагревательным элементом.
Настоящее изобретение отнюдь не ограничивается рассмотренными в данном описании и показанными на прилагаемых чертежах вариантами его осуществления, и соединительное устройство согласно настоящему изобретению может быть выполнено во всех возможных формах и с возможными размерами, в пределах объема изобретения.