CN1301201A - 工具环和含有这种工具环的制钉机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制钉机和一种用于优选地在例如在所述细长体上制造头部的制钉机内固定细长体的工具环,该工具环具有一个旋转轴线,一个外周面和一个基本上垂直于旋转轴线地延伸的表面,其中,工具环进一步包括多个用于接纳并可松开地固定细长体的接合装置,它们基本上等间隔地分布在工具环的外周面上,所述接合装置分别包括两个相互对置的夹持颚;两个夹持颚中的至少一个是可动的,它被设置在一个可使夹持颚分别移向或离开对置的夹持颚的运动机构上;该运动机构被设置成将夹持颚完全地或部分地在相对于工具环的旋转轴线为径向或轴向的方向上移动。因而,利用一个包括带给定工具数的工具环的给定制钉机,可提高生产率。

Description

工具环和含有这种工具环的制钉机

本发明涉及一种工具环，它用于优选地将一个细长体固定在一个机器上，例如用于在所述细长体上制造一个头部，所述工具环具有一个旋转轴线，一个外周面，以及一个基本上垂直于旋转轴线地延伸的表面；而且该工具环进一步包括许多被设置成用于接纳并可放松地固定细长体的接合装置，它们以基本上相等的间隔分开地设置在工具环的外周面上，所述接合装置中的每一个具有两个相对的夹持颚，而且两个夹持颚中的至少一个设置在一个运动机构上，该运动机构被设置成可以使夹持颚分别移向或离开与之相对的夹持颚。

这种工具环已在丹麦专利Nos.143 935和163 111中公开。这种工具环用于制造钉子的机器中，其中，工具环可旋转地绕该工具环的旋转轴线悬置在一个钢丝剪的对面，所述钢丝剪用于从储备的金属线材上切下细长的金属线体并将所述细长体向前移动，以便安放并固定在工具环上。该工具环被设置在一个第二工具环的对面，第二工具环的周面与该工具环的周面相对应，但其上没有设置接合装置。该第二工具环也围绕一个旋转轴线可旋转地悬置，所述旋转轴线基本上与第一工具环的旋转轴线同轴，但相对于第一工具环的旋转轴线具有一个为几度的倾角，借此，将置于两个工具环之间的细长体固定在处于其间的一个区域内，在该区域内，两个工具环之间的距离较小，同时，基本上在工具环的相对侧，细长体在工具环之间是松弛的。

在本说明书中，术语“钉子”用于代表任何一种具有一个柱身而且在其一端设有一个头部的物体。

在细长体被固定在两个工具环之间的区域内，金属线的细长体被非常好地牢固，以致于可在线体的一端上锻造或轧制一个头部，为此，工具环在每个接合装置处设有多对相对的保持架，它们由极耐磨的材料制成，而且每一个均具有一个用于安放细长体的凹槽。这里，工具环中的接合装置用于和细长体接合并以下述方式固定和定位细长体，即，当保持架在细长体上闭合时，细长体将以很高的可靠性正确地定位在保持架的凹槽内。

于是，通过使工具环围绕它们的旋转轴线同步地旋转，使已知的制钉机运转，由此使每对保持架相继地通过将一个细长体插入到工具环之间的钢丝剪，所述接合装置中的每一个与一个细长体接合并将其定位在两个工具环之间，接着两个工具环借助于其旋转移动细长体并将其锁定在工具环之间，随后在细长体的一端上轧制一个头部，然后工具环松开已制成钉子或类似物的细长体。

对于现有技术的制钉机而言，所存在的问题是对钢丝剪的控制及使之同步，以便确保将各细长体可靠地引入每个接合装置上的夹持颚之间，所述夹持颚被布置在工具环之间的空间内或与该空间径向相对。实际上，这意味着，当接合装置正对着钢丝剪地设置时，工具环的旋转速度受到要在该期间引入细长体的要求的限制，同时也意味着，对于一个给定的制钉机，只有在增加带有伴随的接合装置的保持架的数目时才能提高生产率。实际上，这意味着已知的工具环典型地包含有20至40组保持架及其附带的接合装置。

有鉴于此，本发明的目的是提供一种工具环，当需要针对一个给定的制钉机获得所需的生产率时，它具有较高的自由度，而且不一定要求有给定数目的带接合装置的保持架。

这一目的可通过采用如在前序部分中所述的工具环来实现，所述工具环的特征在于，用于移动至少一个夹持颚的运动机构具有这样的结构，即，它沿着相对于工具环的旋转轴线的径向或轴向完全或部分地移动该夹持颚。与已知工具环不同的是，假设使工具环旋转从而使每一对夹持颚的可动夹持颚沿工具环的旋转方向与对置的夹持颚相对地设置，这能够使细长体前进到工具环处以占据这样一个位置，即在该位置处，在所述接合装置被定位在钢丝剪的对面之前，细长体可被接合装置中的夹持颚抓住。这意味着，在工具环的一个给定旋转速度下，可以得到更多的时间来引入细长体，由此，可以消除或至少极大地减少对于用具有给定数目的保持架和相伴接合装置的一个给定工具环能够达到的生产率所产生的上述限制。

根据本发明的一个特别优选的实施例，获得了这样的有利效果，即，通过将接合装置中的一个夹持颚不可移动地固定在工具环上，同时将工具环构造成可沿着使每一接合装置中的可动夹持颚位于不可移动地固定的夹持颚对面的方向旋转，可以消除或至少显著地减小由于接合装置的运动机构中所存在的间隙(如果说有的话)所引起的在各细长体的定位方面所产生的不希望有的偏差。

最好，以如下所述的方式设置接合装置，以便安放和固定细长体，即，使细长体完全地或部分地与在工具环的基本上垂直于旋转轴线地设置的那个表面相对地并且朝工具环的旋转轴线基本上径向向内地延伸，其中，将运动机构构造成在相对于工具环的旋转轴线为轴向的方向上完全地或部分地移动可动夹持颚。借此，可以实现将各个细长体径向地引入到根据本发明的工具环和一个如参照现有技术的制钉机所述的相对设置的第二工具环之间。

根据一个特别简单而可靠的实施例，工具环中的每个运动机构被制造成可包括一个轴，该轴可旋转地设置在工具环中；以及可动夹持颚设置在一个固定于运动机构的轴上并从其上径向伸出的杆上；一个凸轮随动件也安装在该可转动的轴上。借此，形成一个运动机构，它只包括一个运动机构的可旋转座，由此提供一种很少需要维修的机构。

凸轮随动件最好由弹簧致动，以便将可动夹持颚移动到对置的夹持颚上。因此，不需要为了用具有不同直径的金属线生产钉子而进行调节。

根据一个优选实施例，该工具环被构造成可按以下方式设置运动机构的可转动轴，即，其旋转轴线基本上径向向内地指向工具环的旋转轴线。借此，对于可动夹持颚获得这样一种运动方式，即可以确保在其靠近对置夹持颚的位置处，可动夹持颚基本上沿垂直于该对置夹持颚的方向运动。

根据一个特别优选的实施例，该工具环具有这样一种结构，从而不可动的固定夹持颚具有一个基本上为平面的面向工具环的旋转方向的夹持面；以及，可动夹持颚具有一个基本上为平面的基本上面朝不可动的固定夹持表面的夹持面。借此，可对细长体进行恰当地安装，这确保了细长体被正确地定位。

此外，本发明涉及一种包括根据前述内容的工具环的制钉机，其中，所述制钉机的特征为，它包括：一个用于从一存储器中拉出金属线的驱动装置，一个用于拉伸并矫直该金属线的装置，一个用于将金属线切割成所需长度的细长体的剪切机，用于将细长体引入工具环的机构，一个用于在细长体上轧制头部的轧辊，以及用于移出并收集设有头部的细长体然后将所述细长体运离所述制钉机的机构。

现将参照附图进一步详细地对本发明进行描述，其中：

图1是一个现有技术的制钉机的透视说明示意图，其原理是公知的并安装有根据本发明的工具环；

图2a是根据本发明的工具环的一个实施例在沿径向从工具环的外面观察时得到的示意剖视图；

图2b是图2a所示本发明工具环的实施例的正面示意图；

图2c是从工具环的中心沿径向向侧面观察时所看到的图2a和图2b所示工具环的实施例的示意图；

图3是沿图2b中的A-A线的剖视图；

图4a是从工具环的外侧沿径向观察时所看到的本发明工具环的第一个替换实施例的示意剖视图；

图4b是图4a所示本发明工具环的实施例的正面示意图，但其中从空间的角度考虑，已将工具环拉直；

图4c是用于说明在从工具环的中心沿径向向外地观察时所看到的图4a和图4b所示工具环的实施例的示意图；

图5a是沿径向从工具环的外侧观察时所看到的本发明工具环的第二个替换实施例的示意剖视图；

图5b是根据图5a所示工具环的实施例的正面示意图；

图5c是表示在从工具环的中心沿径向向外地观察时所看到的图5a和5b所示工具环的实施例的示意图；

图6a是表示在沿径向从工具环的外侧观察时本发明工具环的第三个替换实施例的示意剖视图；

图6b是根据图6a所示工具环的实施例的正面示意图；以及

图7是表示用于把细长体引入工具环的机构的示意图。

图1表示一个制钉机1，它包括一个拉伸部分2，通过该部分，一组驱动辊4用于从一个图中未示出的线卷中拉出金属线3，同时金属线在该部分中被矫直并被拉伸成一个基本上完全直的线材坯料。在驱动辊4之后，金属线被移入一个由两个旋转的钢丝剪5构成的钢丝剪切机中，然后将由旋转的钢丝剪5从金属线3上切下的线段6移入一个工具环7中，该工具环在图1所示实施例中沿顺时针方向旋转。各个线段由一个相应的辊8进行固定和定位，由此使金属线段以相等的距离伸向工具环的中心。在工具环的最下部区域，设置一个辊9，该辊9被构造成可与工具环7联动，以用于在各个线段6上轧制出头部。随后，使设有头部的金属线段6在工具环中向上朝着工具环7的最上部分地前进，而在该最上部分处，将设有头部的金属线段从工具环上卸下并使之向下落到一个溜槽10内，然后该溜槽将线段从制钉机中运走。

上述制钉机和它的作用一般是公知的；而本发明则特别涉及一种工具环，其不同之处在于，与现有技术的装置相比，相对于设置在工具环中的工具数量而言，它提高了生产效率。

下面的附图以工具环的形式示出了本发明的具体实施例，在原则上，该工具环可成功地与图1中所示的机器联合使用。

图2a,2b和2c描述了根据本发明的工具环7的第一个实施例，其中，图2a是从工具环的外侧径向观察时所看到的本发明工具环的一个实施例的剖视图。如图所示，其中表示出三组相同的夹持颚，每一组夹持颚包括一个分别安装在工具环7上的固定夹持颚11a,11b,11c和一个第二可动夹持颚12a,12b,12c，后者可围绕一个垂直于纸面的轴线旋转。图中所示的夹持颚12a处于其在夹持颚11a和12a与线段6被插向工具环7的位置相对之前所占据的位置。如将会看到的那样，根据本发明，在这个位置，可动夹持颚12a相对于工具环的旋转轴线轴向地移动，从而使它被向下拉到由工具环7的表面13所限定的平面的下方，由此可以足够快地将被切下的线段6横过工具环7上的表面13地插入到工具环中，以便使可动夹持颚能够不碰到线段6地通过它。

随后，夹持颚11b和12b处于一个在将一个线段6插入工具环7中之后的第二位置，在该处，可动夹持颚12b已被绕枢轴转动以便将线段6压向固定的夹持颚11b。最后，对于夹持颚11c和12c，它们也被表示在相同的位置处。

图2b示出了如图2a中所示的相同位置，只不过它是工具环7的垂直于表面13的主视图。图2b中的箭头A表示工具环的旋转方向。可以进一步地看出，借助于一个安装在制钉机机架上的凸轮装置14以及用于每个夹持颚12a,12b和12c的成辊子15a,15b,15c形式的凸轮随动件使夹持颚12a,12b和12c移动。下面将参照图3进一步详细地描述图中所示运动机构的原理。

图2c也表示如图2a和图2b中所示的夹持颚的相同位置，但是是从工具环7的中心径向向外地观察时看到的。这里，看到的是凸轮装置的横向视图；可以看出，凸轮装置具有一个斜面16，它导致可动夹持颚从如图2a中所示的夹持颚12a所处的位置移到该图中夹持颚12b所处的位置的运动。

图3示出了图2a至图2c所示的可动夹持颚12a,12b和12c的移动机构的一个优选实施例。图中示出了一个线段6，它已被引入根据本发明的工具环7和一个对置的第二工具环17之间。在工具环7中设有一个保持架18，其上设有一个凹槽19，同时以类似的方式在对置的工具环17上也设有一个带有凹槽21的相应保持架20，在工具环7,17的旋转过程中，两个保持架18和20以很大的力围绕线段6地压紧在一起，这使得线段6相对于工具环7,17地得以固定。但是，保持架不适合于快速抓住和固定线段6，因此利用这种工具环就必须要采用一个另外的接合装置，以便抓住线段6并相对于保持架18,20上的凹槽19,21使之定位。图3中所示的接合装置对应于图2a至2c中所示的接合装置，并且如参照图2a至图2c所提及的那样，它以一个固定夹持颚(图3中未示出)和一个设置在一个杆22上的可动夹持颚12b为特征，其中所述杆从一个可枢转地安装在工具环7上的轴23的第一末端径向向外地延伸。

在轴23的另外一个末端上设置了一个凸轮随动件，它包括一个在沿工具环7的内周面设置的凸轮装置14上延伸的凸轮辊15c。在凸轮随动件23和工具环7之间装有一个扭簧24，它受到偏压以便持续地保持凸轮随动件支靠在凸轮装置上，同时将夹持颚12c拉离与其相对的固定夹持颚11c。此外，具有凸轮辊15c的凸轮随动件可旋转地设置在轴23上；在凸轮随动件和轴之间设有一个扭簧，所述扭簧以这样一种方式被加载，即它试图将夹持颚12偏压向与其相对的夹持颚11c。

因此，提供了一个运动机构，它用于在其运动范围的主要部分内提供在凸轮随动件与夹持颚之间的力的固定传递；其中，扭簧24单独地起作用。但是，设置一个压缩弹簧(impact spring)25，其弹簧常数明显地超过扭簧24的弹簧常数；而且，压缩弹簧25的作用只是确保在夹持颚11c和12c及线段6之间的支撑压力受到限制，因为凸轮随动件能够抵抗压缩弹簧的弹簧力地相对于轴23旋转。

图4a至4c表示本发明的一个替换实施例，其中，图4a是一个正面示意图，其中示出了从工具环外侧沿径向观察时所看到的本发明工具环的第一个替换实施例的剖面；图4b是一个示意图，其中示出了图4a所示本发明工具环的实施例的主视图，但由于空间的原因，图中的工具环已被拉直；而图4c是表示从工具环的中心径向向外侧地观察时图4a和4b所示工具环的实施例的示意图。

图4a示出了带有具有另外一种结构的用于夹持颚的运动机构的工具环7；此工具环被设置成沿箭头B所示的方向旋转，并且将会看出，这种结构是这样设置的，即将接合装置的每个夹持颚设置成可相对于工具环7运动。夹持颚26可移动地设置在一个平行导向件上，而夹持颚27可绕枢轴转动地设置在工具环7上的一个轴承内。根据本发明的原理，两个夹持颚26和27可部分地相对于工具环的旋转轴线轴向运动，而且夹持颚26和27的运动方式由五个不同的位置来表示，其运动是借助于设置在工具环7上并且与设置在夹持颚26上的一个齿条相配合地工作的齿轮28以及在一个夹持颚27上的环形齿圈来进行的，由此可以使夹持颚26和27借助于同一个齿轮进行运动。

从图4a中将可以看出，夹持颚27向下运动到在工具环7上的表面13之下的这样一些位置，在这些位置处，如图4b所示，线段6被引入工具环7内。因而，根据本发明的作用，可在一段拖长的时期内不与夹持颚27接触地引入线段6。

如图4c所示，由于在工具环7的内周面上设有一个凸轮随动件和一个凸轮装置，齿轮28被驱动，其中的凸轮装置在原则上对应于图2b和2c中所述的装置。

在图5a至5c中示出了本发明的第二个替换实施例，它包括一个工具环7，该工具环7上设有具有另外一种替换结构的用于可动夹持颚29的运动机构。如从图中可以看出的，运动机构包括一个凸轮14，多个可绕枢轴转动地设置在一个轴上的夹持颚29，其中每个轴具有一个与凸轮14接合的凸轮随动件15，从而使可动夹持颚和对置的静止夹持颚31分别处于一个闭合位置与打开位置。

安装一个压缩弹簧30，以便接合凸轮随动件15，以促使可动夹持颚进入其闭合位置，在该闭合位置，它压在静止的对置夹持颚31上。

这样，压缩弹簧提供了一个将细长体夹持在夹持颚29,31之间的夹持力，从而在用不同直径的金属线生产例如钉子时，不必进行特殊的调整。

图6a和6b表示本发明的第三个替换实施例，其中，可动夹持颚不在工具环7的表面下方轴向地运动，但是作为一种替代方案，它绕一个基本上平行于工具环7的旋转轴线的轴旋转。

在图7中公开了一种本发明的优选实施例，其中细长体被引入工具环7中，而且用于引入细长体的机构包括一个旋转切刀，它具有两个用于从金属线35上切下细长体6的旋转的剪切滚筒34。细长体从剪切滚筒34向前进入到许多旋转辊对36之间，该旋转辊对沿一个方向旋转以便加速细长体6，从而使细长体6向前进入工具环7。如图中所示，当细长体较短时，旋转辊对仅在一个点与细长体接合。这会产生一个问题，即细长体可能不会被正确地插入工具环内，从而造成严重损害制钉机的危险。

在图7所公开的实施例中，通过采用一个用于细长体的导向面37来避免这一问题，该导向面相对于不等于90°的旋转辊对36的旋转轴线成一个角度，从而旋转辊对将细长体压向该导向面并沿着该导向面滑动，由此使细长体稳定。

显然，本发明能够以不同于在图中和上述说明中以优选实施例给出的方式实施。因此，本发明也可以和装有其它类型的钢丝剪切机等的制钉机联合使用。至于夹持颚，它们也可以具有与本文中所示出的夹持颚不同的结构，但是它们的运动方式包括至少一个轴向或径向的运动分量。

Claims (10)

1．一种用于优选地将细长体固定在一个例如用于在所述细长体上制造头部的机器中的工具环，所述工具环具有一个旋转轴线，一个外周面，以及一个基本上垂直于所述旋转轴线地延伸的表面；其中，工具环进一步包括多个接合装置，这些装置被构造成可接纳并可松开地固定细长体，并且在工具环的外周面上等间隔地分隔开，所述接合装置中的每一个均包括两个分别具有夹持面的夹持颚，同时，两个夹持颚中的至少一个是可动的，因为它被设置在一个运动机构上，该运动机构被构造成可使可动夹持颚移向或离开对置的夹持颚，从而分别进入一个闭合位置和一个打开位置，其特征在于，所述运动机构的结构为，它将处于打开位置的可动夹持颚从在处于其闭合位置的对置夹持颚的夹持面前面的区域完全移开。

2．如权利要求1所述的工具环，其特征在于，对置的夹持颚不可动地固定在工具环上；而且工具环被设置成可沿这样一个方向旋转，即，使每个接合装置中的可动夹持颚位于不可动地固定的对置夹持颚的对面。

3．如权利要求1或2所述的工具环，其特征在于，接合装置被构造成用于以下述方式接纳和固定细长体，即，细长体完全或部分地与工具环的基本上垂直于旋转轴线并且基本上径向向内地指向工具环的旋转轴线地布置的那个表面相对地延伸；运动机构被设置成将可动夹持颚完全或部分地沿着一个相对于工具环的旋转轴线为轴向的方向移动。

4．如权利要求1或2所述的工具环，其特征在于，可动夹持颚完全或部分地沿着一个相对于工具环的旋转轴线为径向的方向被移动。

5．如权利要求1至4之一所述的工具环，其特征在于，工具环中的每个运动机构均包括一个可旋转地设置在工具环中的轴；可动夹持颚被设置在一个固定在运动机构的轴上并从该轴径向向外地延伸的杆上；以及可旋转的轴进一步地设有一个凸轮随动件。

6．如权利要求5所述的工具环，其特征在于，在运动机构上的轴与工具环之间设置一个弹簧，由此由所述弹簧产生的弹簧力恒定地作用于运动机构，使其以令可动夹持颚移向其关闭位置的方式旋转。

7．如权利要求4至6中的任何一项所述的工具环，其特征在于，运动机构的可旋转轴是这样设置的，即其旋转轴线基本上径向向内地向着工具环的旋转轴线延伸。

8．如权利要求2至7中的任何一项所述的工具环，其特征在于，不可动地固定的夹持颚具有一个面向工具环的旋转方向的夹持面；可动夹持颚具有一个在可动夹持颚的闭合位置上基本上面朝不可动的固定夹持颚的夹持面。

9．一种制钉机，包括如前面任何一项权利要求所述的工具环，其特征在于，它包括一个用于从一个存储器中拉出金属线的驱动装置；一个用于拉伸和矫直该金属线的装置，一个用于将所述金属线切成具有所需长度的细长体的剪切机；用于将细长体引入工具环的机构；一个用于在细长体上轧制头部的轧辊；以及用于移出并收集设有头部的细长体并从制钉机中将该细长体运出的机构。

10．如权利要求9所述的制钉机，其特征在于，用于将细长体引入工具环的机构包括一个导向面和许多具有一个旋转轴线不等于90°的旋转辊对，以便抵靠着并沿着该导向面地同时移动细长体。

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