BRPI0711780A2 - mordente para máquina amarradora sem vedação - Google Patents

Abstract

MORDENTE PARA MáQUINA AMARRADORA SEM VEDAçãO. Trata-se de um mordente para uma máquina amarradora sem vedação, que inclui um elemento de mordente (10) tendo um corpo (14) que define uma parte de ligação ou perna (16), uma parte de gancho (18) e uma parte de base (20). A parte de gancho estende-se transversalmente à parte de perna. A parte de ligação, a parte de gancho e a parte de base são contíguos e são formados de um único material. O elemento de mordente inclui uma multiplicidade de punções (22) estendendo-se para cima a partir da parte de base, e define uma junção (24) das punções e da base. Cada punção é definido por um pico (26) e um vale (28) entre o pico e o pico de um punção adjacente. A junção dos punções e da base é formada como uma área em relevo (40) com transições de raios suaves ao longo da área em relevo.

Description

"MORDENTE PARA MÁQUINA AMARRADORA SEM VEDAÇÃO"

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um mordente para uso em uma máquina amarra- dora sem vedação para formar uma dobra sem vedação. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um mordente inteiriço para formação de uma dobra sem vedação.

As máquinas amarradoras encontram-se em uso amplamente difundido. Geralmen- te, as máquinas amarradoras são projetadas para uso com uma amarração de metal (aço) ou plástico. Em uso, a amarração é envolvida na carga, tensionada e vedada em si mesma. No uso de amarração de metal, a vedação pode ser formada pelo uso de uma vedação se- parada que é posicionada em volta da tira e dobrada sobre os cursos sobrepostos da tira. A vedação também pode ser formada retendo-se as seções de material de tira entre um pun- ção e o mordente da máquina de vedação e cortando-se partes dos cursos sobrejacentes e subjacentes da tira de material um dentro do outro para entrelaçar os cursos da tira. Tal ve- dação é chamada de dobra sem vedação.

Essa ação cria uma ação de travamento que fornece resistência adicional à tira, de forma que a tensão na faixa seja mantida. A geometria do mordente é projetada de forma sofisticada e não está propícia a mudanças. Os mordentes, por sua natureza de projeto, sofrem esforços extremamente oscilantes, que podem resultar em falha por fadiga se as forças de tração máximas na seção de cisalhamento excederem metade do limite de esco- amento ao cisalhamento. Haveriam ganhos enormes se as tensões permanecessem em Vz do limite de escoamento ou menos.

Pode ocorrer falha dos mordentes pela fratura na interface do punção com a estru- tura do mordente. Novamente, isso se deve às altas tensões localizadas estão presentes nesta junção. Com o intuito de solucionar isso, imaginou-se que um acúmulo de material (por exemplo, tornar o mordente mais espesso) na junção poderia impedir ou diminuir as chances de falha do mordente. Embora isso tenha aumentado a vida útil do mordente, tam- bém resulta em outras características indesejáveis, a saber: os mordentes ficaram muito largos e pesados e o espaço para a tira mover-se para a área do mordente e para a tira re- sidir durante a operação de vedação é muito pequeno.

Outra abordagem consiste em utilizar um projeto de duas peças que se baseia em melhorar o desempenho relativo ao desgaste pelo uso de dois materiais diferentes (um para a superfície de apoio, por exemplo, os punções, e um para a carga). Tal projeto reduz a área de seção transversal de cisalhamento que está sujeita às cargas mais elevadas e, conse- qüentemente, reduz a duração da fadiga.

Punções conhecidos, por exemplo, superfícies de apoio, são tal como mostrado na Patente US N2 6,554,030 de Cheung e col.. Cada um dos punções fixos e móveis inclui uma multiplicidade de cabeçotes de punção. Os punções são montados no mordente por meio de dispositivos de fixação de modo a permitir a remoção dos punções para substituição, reparo ou manutenção. Uma desvantagem desse projeto é que as superfícies de apoio (punções) são montadas na estrutura do mordente usando dispositivos de fixação, tais como parafusos de porca. Os furos ou orifícios que são formados para fixar os punções na estrutura do mor- dente também criam áreas que podem ser suscetíveis à falha.

Logo, há a necessidade de uma disposição de vedação do mordente na qual o mordente não falhe sob carga e que ofereça espaço suficiente nos, e ao redor dos punções para o posicionamento da tira no mordente para vedação.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um mordente para uma máquina amarradora sem vedação inclui um elemento de mordente tendo um corpo que define uma parte de ligação, uma parte de gancho e uma parte de base. A parte de gancho estende-se transversalmente à parte de perna.

A parte de ligação é contígua à parte de gancho, a qual é contígua à parte de base.

A ligação, o gancho e a base são formados de um único material.

O elemento de mordente inclui uma multiplicidade de punções, de preferência três punções (três picos com dois vales intermediários), que se estendem para cima a partir da parte de base para definir uma junção. Cada punção é definido por um pico e um vale entre o pico e o pico de um punção adjacente. A junção dos punções e a base é formada como uma área em relevo.

A área em relevo define uma primeira transição entre os punções e a base e uma segunda transição entre a base e a perna de suporte. A primeira e segunda transições são formadas com raios suaves, definindo a área de relevo. As transições são formadas parale- lamente à direção longitudinal do mordente.

No presente mordente, a área em relevo tem uma profundidade que é aproxima- damente igual ou maior do que a profundidade de um vale, conforme medido a partir de seus respectivos picos adjacentes à base do vale. O mordente pode ser configurado de tal forma que os picos tenham alturas aproximadamente iguais e os vales tenham profundida- des aproximadamente iguais.

Essas e outras características e vantagens da presente invenção transparecem na descrição detalhada seguinte, em conjunto com as reivindicações em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DAS VÁRIAS VISTAS DOS DESENHOS

Os benefícios e vantagens da presente invenção serão facilmente assimilados pe- los versados na técnica pertinente após a leitura da descrição detalhada a seguir e dos de- senhos acompanhantes, nos quais:

A FIG. 1 é uma vista frontal de um conjunto de mordente que foi formado, em parte, de acordo com os princípios da presente invenção, com o conjunto de mordente ilustrado em um ângulo ligeiramente ascendente. A FIG. 2 é uma vista lateral do conjunto de mordente da FIG. 1;

A FIG. 3 é uma vista frontal em perspectiva do conjunto de mordente;

A FIG. 4 é uma vista lateral do conjunto de mordente;

A FIG. 5 é outra vista em perspectiva do mordente da presente invenção, similar ao ilustrado na FIG. 3; e

A FIG. 6 é uma vista frontal mostrando a relação dos punções (picos e vales) com a base e o mordente.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Embora a presente invenção seja suscetível a concretizações de várias formas, é ilustrada nos desenhos e será descrita daqui em diante, no presente documento, uma con- cretização presentemente preferida, sabendo-se que a presente revelação deve ser consi- derada como uma exemplificação da invenção e não tem a intenção de limitar a invenção à concretização específica ilustrada.

Deve-se entender também que o título desta seção deste relatório, a saber, "Des- crição Detalhada da Invenção", relaciona-se a uma exigência do Escritório de Patentes dos Estados Unidos, e não implica, nem deve ser entendida de forma a limitar a matéria revela- da pelo presente documento.

Referindo-se às Figuras, é ilustrado um conjunto de mordente 10 tendo uma região em relevo 12 concretizando os princípios da presente invenção. O conjunto de mordente 10 inclui um corpo 14 tendo uma parte de ligação 16 (a parte que é conectada operavelmente à máquina amarradora - não ilustrada), uma parte de gancho 18 que se estende de forma geralmente transversal à parte de ligação ou de perna 16 e à parte de base 20. O gancho 18 estende-se transversalmente, em direção a uma parte de gancho oposta (não mostrada).

Os punções 22, que são as partes do mordente 10 que entram em contato e pun- cionam (deformam ou cortam) a tira, são formados na parte de base 20 e se estendem para cima a partir da parte de base 20. Os punções são definidos por picos 26 e vales 28. O con- junto 10 é um elemento unitário, contíguo. Isto é, ao contrário dos mordentes conhecidos, que usam punções separados e conectados, o presente conjunto de mordente 10 usa um elemento.de mordente unitário com os punções 22 formados como parte do mordente 10. Isso reduz a necessidade de furos ou orifícios na estrutura do mordente (para a montagem de parafusos com ou sem porca) que de alguma outra forma poderiam enfraquecer o mor- dente.

Como melhor visto na FIG. 4, a junção (indicada em 24), dos punções 22 e da base 20, é formada de maneira contra-intuitiva. Em vez de um acúmulo de material na junção 24, o material na junção 24 é liberado ou removido e a transição do punção 22 para a base 20 e da base 20 para as superfícies da perna de suporte 16 é formada com um raio relativamente grande, formando assim as respectivas áreas em relevo 40, 42. Como definido acima, os punções 22 são formados como áreas elevadas ou picos 26 (para primeiro contato com a tira) muito parecidos com dentes, e áreas de raiz ou vales 28 entre as áreas elevadas 26. As áreas de raiz 28 estendem-se transversalmente à direção longitudinal do mordente 10 e dividem essencialmente os picos 26 um do outro. Na concreti- zação ilustrada, há pelo menos três picos 26a, b, c. Os picos 26a, b, c são separados da parte de gancho 18 em uma área de transição 30. A área de transição 30 estende-se parale- la à direção do mordente 10 e transversal às áreas de raiz 28. As faces dos punções (por exemplo, 22a e 22b) são inclinadas ligeiramente para trás a partir do pico 26 até a raiz 28, para definir uma face frontal projetada ou em forma de crista (como indicado em 23).

O presente mordente 10 inclui um corpo inteiriço feito de material de fadiga e resis- tência elevadas, tal como uma liga de aço de alta resistência, por exemplo, D2 ou DC53, tratada termicamente à dureza a mais que 62 RC. Referindo-se às FIGS 3 e 4, o mordente 10 inclui uma seção metálica de maior tamanho possível (indicada por 32 na Figura 5), ao longo do plano de cisalhamento onde as tensões de cisalhamento são as maiores e ocorre falha relacionada à fadiga. Esse aspecto reduz a tensão de cisalhamento efetiva ao longo da seção.

A superfície de amarração 22 (o punção) dita a resistência da tira e é formada pelos pontos de pico e vale 26, 28. Um raio suave, indicado em 34, combina-se nos pontos de pico 26 e vale 28 com a face posterior 36 com um raio R que combina continuamente esses aspectos da geometria. No presente mordente 10, um processo de jateamento de areia ou granalha é utilizado para estabelecer uma tensão compressiva na superfície da área do file- te. Isso melhora a duração da fadiga.

Para garantir que as tensões estáticas sejam mais baixas na seção de cisalhamen- to, a profundidade do corte inferior, de preferência, corresponde estritamente à altura do pico para o vale d26· Isso é estabelecido pela redução da espessura da seção 32. Para evitar quaisquer aumentos de tensão nessa superfície, a profundidade do corte inferior d38 é maior do que, ou igual à altura do pico ao vale. Ou seja, o raio indicado em 34 é formado até uma profundidade d38 que se encontra aproximadamente na profundidade d2e do vale 28 para (aliviar as tensões e para) eyitar a falha do mordente 10, e ao mesmo tempo reter material suficiente para proporcionar resistência. As maiores tensões são observadas na interface dos picos 26 e da face posterior 36. Por meio da eliminação das junções de ponto (dos picos 26 e da face 36) e da criação de uma linha de interface (vide a indicação em 40), é possível eliminar as áreas de maior tensão.

O presente mordente pode ser usado, por exemplo, na máquina amarradora M400 atualmente disponibilizada pela ITW Signode de Glenview, Illinois.

Todas as patentes às quais foram feitas referências pelo presente documento são incorporadas neste por referência, quer feitas ou não especificamente dentro do texto desta revelação.

Na presente revelação, as palavras "um" ou "uma" devem ser interpretadas de for- ma a incluir tanto o singular quanto o plural. Inversamente, qualquer referência a itens no plural deverá, quando apropriado, incluir o singular.

Pelo que foi dito anteriormente observa-se que numerosas modificações e varia- ções podem ser efetuadas sem divergir de sua verdadeira essência e escopo dos novos conceitos da presente invenção. Deve-se entender que nenhuma limitação com respeito às respectivas concretizações ilustradas tem a intenção ou deve ser induzida. A descrição tem a intenção de abranger todas essas modificações que se enquadram no âmbito da inven- ção.

Claims (11)

1. Mordente para uma máquina amarradora sem vedação, CARACTERIZADO por compreender: um elemento de mordente tendo um corpo definindo uma parte de ligação, uma parte de gancho e uma parte de base, a parte de gancho estendendo-se transversalmente à parte de perna, a parte de ligação sendo contígua à parte de gancho e a parte de gancho sendo contígua à parte de base e formada a partir de um único material, o elemento de mordente incluindo uma multiplicidade de punções estendendo-se para cima a partir da par- te de base definindo uma junção dos punções e da base, cada punção sendo definido por um pico e um vale entre o pico e o pico de um punção adjacente, sendo que a junção dos punções e a base é formada como uma área em relevo.

2. Mordente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a área em relevo define uma primeira transição entre os punções e a base e uma segunda transição entre a base e a perna de suporte, e pelo fato de que a primeira e segunda transi- ções são formadas com raios suaves, definindo a área em relevo, as transições sendo for- madas paralelas a uma direção longitudinal do mordente.

3. Mordente, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a área em relevo tem uma profundidade que é aproximadamente igual a ou maior que a pro- fundidade de um vale, conforme medido a partir de seus respectivos picos adjacentes à ba- se do vale.

4. Mordente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por incluir três punções definidos por três picos e dois vales, um entre cada pico adjacente.

5. Mordente, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que os picos têm alturas aproximadamente iguais.

6. Mordente, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que os vales têm profundidades aproximadamente iguais.

7. Mordente para uma máquina amarradora sem vedação, CARACTERIZADO por compreender: um elemento de mordente tendo um corpo definindo uma parte de ligação, uma parte de gancho e uma parte base, a parte de gancho estendendo-se transversalmente à parte de perna, a parte de ligação sendo contígua à parte de gancho e a parte de gancho sendo contígua à parte de base e formada de um único material, o elemento de mordente incluindo uma multiplicidade de punções estendendo-se para cima a partir da parte de base definindo uma junção das punções e da base, cada punção definido por um pico e um vale entre o pico e o pico de um punção adjacente, uma transição definida entre os punções e a base e a base e a perna dè suporte, a transição sendo formada com raios suaves e definin- do uma área em relevo.

8. Mordente, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a transição é formada paralelamente a uma direção longitudinal do mordente e pelo fato de que a área em relevo tem uma profundidade que é aproximadamente igual a ou maior que a profundidade de um vale, conforme medido a partir de seus respectivos picos adjacentes à base do vale.

9. Mordente, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO por incluir três punções definidos por três picos e dois vales, um entre cada pico adjacente.

10. Mordente, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que os picos têm alturas aproximadamente iguais.

11. Mordente, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que os vales têm profundidades aproximadamente iguais.