本发明涉及一种用于联接两元件的方法及其设备，其联接方式可提供穿线连接，并在对接元件情况下可在接头处提供挠性。本发明对用在传送和动力传动系统的传送带的联接是特别有用的。下面将针对传送带的拼接对本发明进行描述。但是，应当理解，本发明具有更广泛的应用范围，例如可应用于对两个相同或不同尺寸和结构的薄板材料的联接，该两薄板材料可相互搭接、对接或非对接联接。 通常传送带是采用铰接固定件进行拼接的，将这些固定件铆接或用锁环固定在传送带的两对接端部，并用铰接销互连在一起。或者是采用所谓皮带扣元件进行拼接，将这些皮带扣元件固定到传送带的每个对接端部，同样用铰接销互连在一起。
采用这种固定件和皮带扣元件的问题，它们在传送带的纵向上基本上是非挠性的，并为了将它们作用于传送带上的不希望有的刚性减低到最低程度，需将这些元件固定到尽可能靠近传送带端头，这是因为在铆钉或锁环和传送带端部之间存在一个用以抵抗试图将固定元件从传送带端部拉开的张力载荷地增强经线的最小量。此外，固定件的各种常规的型式明显增加传送带的厚度，并增加传送带系统的工作噪音水平。
本发明的应用范围之一涉及一种拼接传送带或动力传动带的方法，其方式便于进行挠性联接，而且允许在邻近传送带端部一定距离处进行传送带的互连。
从广义上说，本发明提供了一种用以联接两工件的方法，该方法包括：将两工件置于至少两个相互间隔开并基本平行的辊子之间，该辊子的轴向长度至少等于在两工件之间进行联接的长度。导引一种系紧材料（lacing material）绕过辊子，并以下述方式驱动辊子，即要促使系紧材料绕过该些辊子以形成连续的多个环圈，并在形成每个环圈过程中至少穿过每个工件一次。在辊子的轴向上使两工件与辊子之间进行相对运动，由此使系紧材料形成的连续的环圈绕过辊子延伸，并使其在横向上具有一定间隔地穿过两工件。在最后一个环圈形成之后，使两工件与辊子之间的在辊子的轴向上的相对运动仍保持着，于是使辊子在这些环圈内渐进地向前移动，并且使这些连续的一个一个的环圈从与辊子的接触状态逐渐脱开。保持对各辊子的驱动动作，由此使那些从与辊子相接触的状态脱开的系紧材料形成的各连续的环圈部分，将在地沿接头的长度抽出。
通过首先绕过辊子形成系紧材料的环圈，而同时，使该环圈穿过两工件，从而使系紧材料的多个环圈都聚集在辊子上。在这样做的过程中，系紧材料的整个长度可以通过该接头处拉出，而不需要在穿过工件的各个连续的点上进行连接。此后，通过继续驱动各辊子并使辊子从环圈中退出，从而使各连续的环圈从与辊子的接触状态下脱开，多余的系紧材料可以通过工件抽出以便拉紧环圈并完成整个系紧过程。
在本发明的某些应用场合，其接头长度可以比工件的宽度短一些。但是，希望在多数情况下使接头长度等于工件的宽度，在这种情况下，辊子的轴向长度等于或大于工件的宽度。这就是本发明应用于传送带或动力传动带的拼接时的情况。
本发明还提供一种用于实施上述方法的设备，该设备包括至少两个相互间隔开并基本上平行设置的辊子，辊子的轴向长度至少等于两工件之间制成的接头的长度;和一个用于按间隔开的关系支承着该些辊子的装置，设有用以对辊子进行驱动的驱动装置，由此促使每个辊子在一定方向上进行转动，其转动方向是由送进至该设备的系紧材料所形成的环圈的构形预先确定的。设有一个在形成连续的环圈过程中用于引导系紧材料绕过各辊子的引导装置。还设有一个用于将工件支撑在辊子之间的一定位置上并用于使工件和辊子之间在辊子的轴向上产生相对运动的装置。
当该设备在用来形成简单的环圈，而该环圈的宽度等于辊子的直径时，可以只设置两个间隔开的辊子就足够了;但当需要形成较复杂的环圈构形时，就要设置六个或八个辊子，最好是只设置四个基本上平行的辊子。对于这种最佳设置方案，辊子可按下述方式进行驱动，即要使每个环圈循着一个大致矩形的轨道形成，或者采用另一种驱动装置，以便循着一个8字形轨道形成。正是这个后一种方案被认为特别适用于传送带的拼接。
本发明的方法和设备中所采用的系紧材料可以根据工件的特性和要求的接头型式进行选择。在某些情况下可以是合成塑料或纤维纱之类的线材。但是，对于传送带的拼接，系紧材料最好是金属丝或金属绳，在下文中一般称之为金属线。
当工件是由较厚的材料构成时，如同通常在传送带或动力传动带的情况那样，需要在工件上预先制出多个孔以便容纳系紧材料。为了满足这一要求，本发明的设备最好是装设一个用于在每一工件上制出一排孔的装置。
通过下面对已经开发出的专门用于拼接传送带的设备的最佳实施例的说明，将会对本发明有更充分的了解。说明是参照附图进行的。
在各附图中：
图1是传送带两相邻端部的拼接接头的局部透视图;
图2是在图1的2-2剖面上观察的拼接传送带的剖视图;
图3是一个用于实现图1所示的拼接的设备的主要部分的透视图;
图4是沿图3中箭头4的方向观察的该设备的平面图;
图5是沿图3中箭头5的方向观察的该设备一部分的放大前视图;
图5A是沿图5中剖面5A-5A观察的该设备的导向板部分的剖视图;
图6A至图6D示出由图3至图5所示该设备按顺序的拼接过程的示意状态图;
图7示出在拼接联接过程中形成每个联接环期间用以在交变的方向上提供穿过金属线的设备的一部分的详细透视图。
如图1和图2所示，由增强合成橡胶或合成塑料材料制成的传送带的两相邻端部10和11是用金属线12拼接在一起的。该金属线穿过在每个传送带端部形成的一排（即在一直线上）孔13，而且该金属线是形成一个8字形的环圈。
这样，线12的一部分从传送带端部10的底部穿出，经过两相邻传送带端部之间的空隙14向上伸出，然后进入在传送带端部11的顶部的孔内，并从位于传送带端部11的底部的同一孔中出来。此后，使线12向上通过空隙14，从而在先前通过空隙形成的线前面形成十字交叉，然后进入位于传送带端部10的顶部的一个孔13中。这种环圈连续不断地穿过传送的整个宽度，并将金属线12的两个（起点和终点）端部，利用凹入传送带端部两侧内的夹紧螺丝15分别夹紧在其各自的孔13内。
各孔13之间的间隔S和各排孔由各自的传送带端部缩进的距离d，是传送带的尺寸大小和传送带的要求传递动力或载荷的函数。不过一般情况下距离d不小于50毫米，而孔间距离S一般可等于5毫米。传送带两端部之间的空隙一般可以为10毫米左右。
用以实现8字形拼接的设备在图3至图7中以部分示意图形式示出，该设备包括四个其中心轴处于一矩形的四个角上的辊子20-23。辊子从一支架24向外伸出，而它们的转动轴线是相互平行的。辊子的轴向长度略大于传送带部分10和11的宽度W，这些辊子是用一外架轴承板24c在靠近其外端处支撑着。
支架24是由相互隔开一个水平间隔25的上、下支架构件24A和24B构成的，两个构件24A和24B由一中央腹板26连接在一起。腹板26的宽度等于或小于传送带两端部10和11之间的空隙14的宽度。
辊子20和23由上支架构件24A向外伸出，而辊子21和22是由下支架构件向外伸出。
将一电动机27安装在支架24上，并利用位于支架内的齿轮传动机构（未示出）与辊子20-23的每一个相耦合。该齿轮传动机构是这样安排的，即要驱动这些辊子按图5中各箭头所指方向进行转动。也就是说，辊子20和21被驱动以逆时针方向转动，而辊子22和23被驱动以顺时针方向转动。
两夹紧辊子28位于靠近从动辊子20-23的每一个的支架端部，用于引导线12绕过各从动辊子，其方式在下面还将进行描述。夹紧辊子28可以绕其自身轴线自由转动，而当金属线被夹紧在夹紧辊子28与有关的从动辊子20-23之间时，夹紧辊子28就会通过与线12进行摩擦啮合而被驱动转动。
沿其内部缘边形成有一沟槽29A的导板29，安装在支架构件24A和24B的每一个上。该导板对在夹紧辊子28之间的各点上绕过从动辊子20至23的线12提供通道，并引导线12朝着并通过传送带端部10和11前进。
如图6的示意图所示，金属线12可以由一绕线轴30携带着，该绕线轴可利用一个结构支承件（未示出）可拆卸地装在该设备上。
支架24具有一个由支承导轨32支承着的侧向伸出臂31，和一位于臂31的其中一个内的凸轮驱动棘爪棘轮机构33A。棘爪棘轮机构33A与安装在支承导轨32的其中一个上的一齿条33B相啮合。
通过棘爪棘轮机构与齿条之间的啮合，将增量驱动施加到支架24上，并由此使该支架在图6A和图6D所示两个位置之间进行增量运动。为了完成一个完全的拼接过程，将支架24驱动使其移动一个约等于辊子20-23长度两倍的距离。这方面在下面还将进行更详细地描述。
传动带端部10和11由一支承结构32A携带着，该两端部夹紧在或用其它方式夹持在一个与支架24的两个构件24A和24B之间的槽25相对准的固定位置上。
在这样描述过的设备的工作过程中，支架24和相关的构件，其中包括辊子20-23，都被驱动作相对于传送带端部10和11的移动。该移动是在从动辊子的轴向方向上进行，而且这种运动是利用在支承壁31和导轨32之间的棘爪-齿条驱动连接机构产生的。这样，支架24就被推动作相对于传动带端部10和11的增量运动，其每个增量距离等于传送带端部上的孔13之间的侧向间隔S。
下支架部分24B连接有传送带调平机构34，它包括一个中央垫板35和上、下辊子装置36，图3中仅示出一个上辊子装置。在该设备的工作过程中，传送带端部10和11都定位于上、下辊子装置36之间，由此使该传送带端部相对定位于该设备的两个电动穿孔器37附近。
穿孔器37是通过一往复运动板38装在支架部分24A上，板38装在滑块39上并与一丝杠40相啮合。该丝杠被驱动，先在一个方向上转动，然后在相反方向上转动（即在其转动方向上来回转动），从而使板38以往复运动方式上、下移动。
丝杠40的驱动是由一电动机（未示出）进行的，将该电动机安装在往复运动板38上并恒定地为穿孔器37提供动力。
在支架的每个增量运动之间的停歇期间，往复运动板38是向下运动的。这样，当该设备增量越过传送带端部10和11的宽度时，连续不断成对的埋头孔13被钻出来，而且许多孔（大约20个）是在拼接过程开始之前就钻出来。埋头孔的埋头深度决定于板38的向下运动距离和传送带在传送带调平机构34的上、下辊子装置36之间的传送带部分的位置。
在实现拼接过程中，如图6A-6D所示，传送带端部10而11都位于并夹紧在支承结构的一定位置上，而支架24（连同从动辊子一起）在辊子的轴向上移动。该支架起始是以步进增量从图5A所示位置。到达图5c所示位置，而在这种移动进行中，线12就被导入并绕过从动辊子20-23。其结果是金属线形成环绕各辊子的重复的8字形环圈，在这样做的过程中，在完成每个完整的环圈期间金属线就穿过每个传送带端部10和11上的一个孔13。
这样，连续不断的8字形环圈就绕过各从动辊子20-23，并使其穿过连续排列的孔13。环圈的数目对应于传送带10和11的端部上成排的各对孔13的成对数目。
线12的前端或起始端是这样连续地通过每个孔13的，即要使该线的前端向前送进经过拼接接头的全长。这是通过不仅驱动每个环圈通过传送带端部的各孔，而且还绕过从动辊子20至23来实现的。这样，首先形成的环圈就被驱动连续地通过传送带端部的所有孔13，而且随后紧跟着形成的环圈跟随着第一环圈通过孔13。
在拼接过程的开始，如在图5中可清楚地看出，将金属线12的前端喂入位于导板29和第一从动辊子20之间的槽道29A内。然后将金属线12的前端借助从动辊子20的驱动，通过导板槽道29A，并向下进行驱动通过传送带端部10上的孔13中的第一孔。此后，对线12的前端进行引导，通过下导板29和从动辊子21之间的槽道29A，并绕过辊子21，再将线的前端向上进行引导，通过设置在两个相对倒置的圆锥形线引导元件43和44上的沟槽41和42。下面还将参照图5和图7对这两个引导元件进行更详细地描述。
在使线向上通过线引导元件43和44内的沟槽41和42之后，对线12的前端进行引导，使其进入上导板29和辊子23之间的槽道29A内，并将线的前端绕过辊子23。当驱动作用连续地施加在辊子20至23上时，并进一步当线的前端通过从动辊子20至23和夹紧辊子28之间时，线12的前端就被连续地驱动绕过各辊子并通过槽道29A。
正在从动辊子23和相关的沟槽部分29A之间进行输送时，线12的前端被向下引导进入下导板29与辊子22之间的沟槽29A内。此后，将线的前端向上引导通过在两个锥形线引导元件43和44上的沟槽41和42内，这两个元件已转动过一个新的位置，以便允许对线的前端进行这样的导引，然后将线的前端进行引导绕过先前提到的辊子20以完成第一个8字形环圈。这种送进过程重复进行，以便连续形成的环圈绕过各辊子，不过只有线的前端实际上通过导板内的槽道29A。
在连续地通过传送带端部10上的孔13的每个孔之后，线12的前端的出现是由一个接近检测器46进行检测的。这就使实现圆锥形线引导元件43和44按图7的箭头所指的方向转动的电气线路通电。也就是说，在圆锥形元件43和44上的沟槽41和42是从图7所示位置转动到图5所示的位置上，从而使线12的前端可以向上沿对角线引导，从辊子21导向辊子23。
同样地，在绕过辊子23并向下穿过传送带端部11上的孔13的连续一个一个孔之后，线12的前端的出现是由另一个接近检测器47进行检测的。这就再一次使实现锥形元件43和44在相反方向上转动的电气线路（未示出）通电，从而使圆锥形元件上的沟槽41和42从图5所示的位置转动到图7所示位置。对沟槽41和42这样定位之后，可以将线12的前端向上沿对角线引导，从辊子22导向辊子20。
在圆锥形引导元件42和43反向转动的周期内，两个沟槽41和42短暂的瞬间对正并向外面对着辊子20至23的轴向上，从而先前曾导引通过沟槽的线的那部分从在沟槽内的约束状态释放。当线的先前约束部分已从沟槽内释放时，则圆锥形元件继续转动到下一个线接受位置，而且该机构保证了线的随后的部分在线的先前部分的前面横过。
在上圆锥形引导元件44上设有周向沟槽45，并将另一个接近检测器48设置在靠近沟槽45的位置上，从而对沟槽42内的线部分的出现进行检测。当检测到此种情况时，促动棘爪棘轮机构33A，从而使该设备作相对于传送带端部10和11的增量前进。这样，该设备只有在线的前端被引导越过从动辊子20时是增量前进的，从而使线12的前端被引导通过传送带端部10上的连续的孔13，而且同样被引导通过传送带端部11上的各连续的孔13。
促动丝杠40，从而使该设备的每一次增量前进之后立即使穿孔器37进行工作。
当该设备已经到达图6c所示的状态，在传送带端部10和11上的孔13的每个孔都已被线12的一部分所占据，而且最后一个环圈已经形成，驱动动作继续施加到支架24上，从而促使从动辊子20至23在环圈内逐渐向前运动。也就是当从图6c所示的状态运动到图6D所示的状态时，环圈的连续一个一个的环圈都从与辊子20至23的接触状态逐渐脱开。
在拼接过程的这一部分期间，线12的前端从夹紧辊28与导板29之间脱开，但对辊子20至23的驱动动作仍保持着，从而使从与各辊子相接触的状态脱开的线12的每个环圈的那些部分，逐渐抽过拼接接头，而且将线12有效地拉向图1和图2所示的状态。这样，从动辊子20至23起卷筒的作用，而且线的前端可以通过手动或动力驱动卷轴（未示出）从设备上拉开，这样做可以在线内保持一个恒定的张力负荷，同时在张紧之后线的超过拼接接头所需要的一段长度可从接头回收。
首先将线12绕过辊子20至23形成第一个环圈，然后在形成全部拼接接头之后，再继续驱动辊子20至23，同时将环圈以与各辊子接触的状态下连续地脱开，整个线束长度可以通过拼接接头抽回，而不需要将传送带端部的连续的各点进行连接。从各辊子上有效地回收来的线可以报废，也可以进行回收以备将来使用。
当从辊子20至23上脱开连续的环圈时，重要的是，在一给定的时间内只能脱开一个环圈，而且要将张力保持在形成已脱开的环圈的线2的那部分内。在本发明的某些应用中，控制该过程，可能需要在从动辊子20至23的至少其中一个的外端上设置一个枢转杠杆臂之类（未示出）的装置，并且致动这种杠杆臂，以使其能够在一给定时间只能脱开一个环圈，并且要使该环圈内的张力保持住而同时能将环圈的长度有效地缩短到图1和图2所示的状态。