KR100275236B1 - 펀치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 함께 결합될 중첩 강철 스트랩 세그먼트 사이의 실리스(seal-less) 접속을 생성하는 스트랩핑 공구내에 사용되는 펀치에 대한 펀치 설계의 개선에 관한 것이다. 펀치는 스트랩 세그먼트를 물리적으로 함께 결합하는 스탬핑 동작 중 극단적인 힘을 받는 모서리면을 따라 릴리프된다. 이 릴리프된 모서리는 또한 스트랩에 대한 장력이 해제되면 스크레이핑되기 위해 스탬핑된 모서리면에 대해 약간의 예각을 제공한다.

Description

펀치

본 발명은 스트랩 단부를 실리스(sea1-less) 연결하기 위해 내부 툴링(tooling) 펀치에 의해 스트랩의 중첩 단부로 펀칭된 결합 숄더로 구성되는 일련의 결합 조인트를 통해 스트랩을 연결하는 패키지 주위의 인장된 루프 형태로 강철 스트랩을 붙이기 위해 사용되는 형태의 스트랩핑 공구에 관한 것이다. 본 발명은 펀치의 마모 수명을 증가시키며 숄더가 형성된 후 펀치와 스트랩 사이의 분리(de-coupling)를 도모하는 개선된 펀치 설계를 제공한다.

널리 사용되는 형태의 스트랩핑 공구는 공급 장치로부터 끌어내어지고 결합 가능한 숄더가 강철 스트랩의 중첩 단부로 펀칭되기 전에 패키지 또는 로드(load)주위에 감기는 강철 스트랩의 중첩 단부를 인장시키도록 설계되며, 다음 이들은 공급 장치로부터 절단된다. 공구가 공구로부터 연결된 스트랩을 해제할 때, 이와 같이 펀칭된 결합 솔더를 가진 팽팽하게 인장된 루프가 형성된다. 상기한 형태의 스트랩핑 공구는 트렘퍼(Tremper) 등의 미국 특허 제 4,825,512호에 예시되어 있다.

상기 형태의 대부분의 스트랩핑 공구는 전기적 또는 공압적 동력이 가해지고 각각 스트랩을 함께 인장시키고 스트랩을 펀칭 및 절단하기 위한 개별 모터를 가지며, 한편 수동으로 조작되는 형태는 동일 기능을 수행하기 위해 레버 액션(lever-action)을 사용한다. 또한, 통상의 이와 같은 공구는 강철 스트랩의 폭 및 두께 변화에 맞추어 상이한 치수의 상기 공구에 이용할 수 있다. 예를 들면, 상기 스트랩은 12.7mm(1/2인치), 15.875mm(5/8인치) 또는 19.05mm(3/4인치) 폭 및 각각 0.381mm(0.015인치) 내지 0.635mm(0.025인치)의 스트랩 두께인 것이 보통이다. 최근의 경향은 이와 같은 스트랩핑 및 바인딩 동작에 대해 보다 넓은 응용이 발견되었고, 그 결과 보다 두꺼운 두께, 즉 0.635mm(0.025인치) 내지 0.787mm(0.031인치)인 스트랩을 사용할 필요성이 보다 큰 하중력을 견디어 낼 수 있게 하기 위해 요구된다.

보다 두꺼운 스트랩의 필요로 인해, 스트랩의 완전 밀봉을 확보하기 위해 펀칭된 결합 숄더를 완전하게 형성하는 스트랩핑 공구를 제공하는 것은 비관적이고, 한편, 부분적으로 펀칭된 조인트는 밀봉된 패키지의 완전성을 손상시킬 것이다.

그러나, 보다 두꺼운 게이지 스트랩과 함께, 큰 응력이 스트랩의 양자를 통해 조인트를 완전하게 스탬핑하기 위해 요구되고 이와 같은 동작은 스트랩핑 공구 내부 펀치에 불리한 영향을 주는 것이 발견되었다. 도 2는 상기 스트랩핑 공구에 의해 함께 펀칭되며 밀봉된 2개의 스트랩의 사시도를 나타낸다. 펀치와 다이의 동작을 잘알고 있는 사람은 결합 조인트(16)의 짧은 숄더(18, 20)를 형성할 때, 고도로 집중된 스탬핑 하중이 숄더를 형성하는 대응하는 펀치면 위에 가해지는 것을 알 수 있을 것이다. 더욱이, 이들 스탬핑력은 매우 작은 펀치 표면 영역 위에 많이 집중된다. 집중된 펀치 응력으로 인하여, 펀치면은 스폴링(spalling)되므로, 결합 숄더의 형성에 악영향을 준다.

보다 두꺼운 스트랩이 갖는 다른 문제는 조인트가 펀칭되고 해제된 후 함께 스트랩을 결합하는 보다 높은 인장 하중과 관련이 있다. 나중에 보다 명확하게 알수 있게 되지만, 펀칭된 스트랩 숄더는 실제로 펀치 숄더 구석의 스폴링을 발생시키는 보다 높은 인장 하중의 결과로서 펀치상의 대응하는 모서리에 대해 수직으로 스크레이핑된다.

본 발명의 주 목적은 스폴링이 없는 개선된 스트랩핑 기계 공구 펀치 세트를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따르면, 상술한 스트랩핑 기계 장치 형태에 사용되는 종류의 개선된 펀치에는 결합 조인트 숄더 스탬핑에 제공되는 펀치 부분 위에 릴리프(relief) 모서리 표면이 제공된다.

릴리프된 숄더는 보다 넓은 표면 영역 위에 동일 하중을 분포시킴으로써 펀치상에 높게 집중된 압축 하중을 제거한다. 더욱이, 릴리프된 숄더는 결합 조인트가 펀치로부터 제거될 때, 펀치 모서리 및 코너를 따라 일어나는 가혹한 스크레이핑 작용을 저감시킨다,

본 발명의 다른 목적 및 이점은 첨부 도면을 참조한 다음의 상세한 설명으로 부터 명백하게 될 것이다.

제1도는 실리스 조인트(seal-less joint)를 형성하기 위해 사용된 펀치에 대해 양 스트랩의 상대 위치를 도시하는 스트랩핑 공구의 사시도.

제2도는 제1도의 스트랩핑 장치에 의해 펀칭된 실리스 조인트를 도시하는 사시도.

제3도는 조인트를 형성하는 결합 솔더의 Z형 의관을 강조하는 2개의 중첩 스트랩의 평면도.

제4도는 각각의 스트랩이 결합 위치에 있는, 제3도의 VI-VI선에 따라 절취한 단면도.

제5도는 외측 펀치 모서리상의 펀칭력 집중을 강조하는 단순화된 종래의 펀치 및 다이의 단부의 단면도.

제6도는 Z형 결합 숄더를 형성하기 위해 제1도의 스트랩핑 공구에 사용되는 종래 펀치의 평면도.

제7도는 제6도에 도시된 펀치의 측면도.

제8도는 스트랩 장력 해제하에서 스크레이핑 작용이 행해지는 외부 펀치를 도시하는 본 발명의 단순화된 펀치 및 다이 장치의 부분 측단면도.

제9도는 결합 Z형 슬릿을 형성하는 펀치 숄더상의 릴리프된 펀치 모서리를 도시하는 본 발명의 펀치의 평면도.

제10도는 제9도에 나타낸 릴리프된 모서리 중 하나의 부분 단면도.

제11도는 펀치의 구석 내측에서 스트랩 절단이 보다 강하게 개시되는 것을 강조하는 본 발명의 단순화된 펀치 및 다이 장치의 단부의 단면도.

제12도는 스트랩의 해제후 스크레이핑을 위해 작은 예각을 도시하는 부분 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5 : 스트랩핑 공구 10 : 패키지

12 : 강철 스트랩 14 : 하측 스트랩 단부

16 : 결합 조인트 18, 20 : 숄더

50 : 펀치 65 : 관통공

67 : 나사구멍

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 형태의 스트랩핑 공구(5) 또는 기계 장치는 함께 연결하기 위해 내부에 삽입되는 강철 스트랩의 2개의 단부와 함께 도시되어 있다. 스트랩핑 공구(5)는 도 2에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 다수의 결합 조인트(16)에 의해 2개의 스트랩 단부를 연결함으로써 패키지(10) 주위에 인장된 루프형태로 강철 스트랩 단부(12)를 붙이기 위해 사용된다. 스트랩핑 공구(5)의 저부내의 다이(도시하지 않음)와 펀치(50) 장치는 중첩된 스트랩 단부가 2개의 내부모터(도시하지 않음)중 하나에 의해 기계적으로 자체 인장되기 전에, 공구로 중첩단부(32)를 보내기 위한 기구의 부분이다. 제 2 모터는 중첩 단부를 고정하고 각각의 스트랩으로 일련의 결합가능한 숄더를 동시에 스탬핑할 수 있도록 펀치 및 다이 장치의 동작을 제어한다. 스탬핑 동작이 완료되면, 중첩 스트랩은 즉시 함께 실리스 연결되고 공구(5)로부터 해제된다.

도 2를 다시 참조하면, 스트랩 단부(12)는 스탬핑 동작을 받는 스트랩 영역 부근에 파형 외관을 가지는 것을 알 수 있다. 이러한 외관은 펀치와 다이의 상호 작용의 결과이며 곧 명확하게 알게되겠지만, 스트랩의 결합 동작에서 중요한 기능을 가진다.

공지된 수단에 따르면, 실리스 스트랩 접속은 2개의 종방향 열을 형성하도록 나란히 배치된 6개의 대응 조인트(16)를 포함한다. 도 3을 보면, 각각의 조인트(16)는 도 2에 도시된 파형 외관을 가지도록 스탬핑 동작중 Z형상의 부분이 하향으로 구성된 상측 스트랩 단부(12)와 하측 스트랩 단부(14)에 형성된 유사 Z형상 슬릿(22)에 의해 형성되는 것을 알 수 있다. 각각의 조인트(16)는 짧은 숄더(18)와 긴 솔더(20)로 구성된다. 도면 부호 18, 20은 상측 스트랩 단부(12)에 형성된 조인트의 숄더에 관한 것이고, 도면 부호 24, 26은 하측 스트랩 단부(14)위에 형성된 조인트의 짧은 숄더 및 긴 숄더에 관한 것으로 이해되어야 한다. 각각의 스트랩 세그먼트상의 상기 숄더는 공구(5)에 의해 장력 작용하에서 세그멘트가 해제될 때 상호 연결되도록 함으로써, 서로에 대해 단부(12, 14)를 길이방향으로 이동시켜, Z 형상 조인트(16)가 함께 연결되고 실리스 조인트를 형성한다. 도 4는 길이방향으로 이동된 스트랩 단부(12, 14)의 세트를 나타내고, 조인트(16)는 "잠김(locked)" 상태로 도시되어 있다. 연결된 스트랩(도 2)의 파형 단면은 숄더의 결합을 증진 및 유지하는 데 도움을 준다.

도 6은 일반적인 상호관계가 펀치 표면과 Z형 슬릿 사이뿐만 아니라 스탬핑 후 스트랩에 남아있는 파형 윤곽 사이에서 형성될 수 있도록 도 4 아래에 위치된 것이 의도적으로 도시되어 있다. 도 7은 도 5의 펀치의 측면도이고, 펀치는 각각 관통공(65)과 나사 구멍(67)과 상호 작용하는 가이드 핀과 나사(도시하지 않음)를 통해 공구(5)에 부착하기 위한 대략 평면의 저면(60)을 가지며, 이들 구멍은 바닥벽(60)으로부터 상부벽(52)까지 통과하는 것을 볼 수 있다. 상부벽(52)은 또한 측벽(62) 및 단부벽(64)과 상호 접속하는 일련의 원호형, 상호 연결 세그먼트(53)에 의해 형성된다. 측벽은 각각 긴 벽(58)과 짧은 벽(56)에 의해 그 위에 형성된 대향 돌기를 가진다. 긴 벽과 짧은 벽은 또한 각각 긴 상부 모서리면(57)과 짧은 상부 모서리면(55)을 각각 형성하고 상부 벽(52)은 측벽(62)을 연결한다. 펀치(50)와 다이(도시하지 않음)가 상호 작용할 때, 중첩된 스트랩 단부(12, 14)는 상부 면(52)에 대해 하향으로 전진되며, 각각 짧은 벽(56)과 긴 벽(58)의 짧은 모서리면(55)과 긴 모서리면(57)에 대해 대응적으로 전진되도록 물리적으로 스탬핑되는 것이 이해될 수 있을 것이다. 펀치 상부면(52)에 대해 완전히 압축되었을 때, 각 펀치의 짧은 모서리면(55)과 긴 모서리면(57)은 각각의 상부 및 하부 스트랩 단부(12, 14)로 동시에 Z형 슬릿을 절단한다. 상술한 바와 같이, 그러나, 스트랩 두께가 증가될 때, Z형 슬릿으로의 각 스트랩을 전단하기 위해 필요한 압축력은 기본적인 것이 된다. 도 5에 도시된 것과 같이, 고도로 집중된 압측 하중은 외부 코너에서 일어난다. 특히, 모서리면(55, 57)은 극단의 라인 하중 압축력을 받고, 특히 상대적으로 짧은 모서리면(55)을 따라, 이들은 비교적 짧은 사용기간 후 스폴링을 일으킨다. 스폴링된 모서리는 전적으로 실리스 조인트의 완전성을 손상시킨다.

관련하여, 또한 펀치가 스탬핑으로부터 스폴링되지 않을지라도, 스트랩은 스탬핑이 행해진 후 펀치로부터 분리 또는 해제 곤란을 받고, 이러한 조건은 주로 스트랩 두께가 0.635mm(0.025인치) 내지 0.787mm(0.031인치) 사이일 때 받는다. 시간이 지나면, 또한 분리 문제는 또한 특히 문자 C로 나타낸, 2개의 모서리가 만나는 코너에서 모서리면(55, 57)의 스폴링을 야기하는 것을 발견하였다. 도 8에 나타낸 것과 같이, 스댐핑된 스트랩은 스트랩핑 공구(5)내의 리프팅 장치에 의해 위쪽으로 밀리고 펀칭되기 때문에, 신규로 절단된 스트랩의 모서리는 90° 코너(C)에서 칩핑 및 스폴링을 일으키는, 각각의 스트랩 위에 고정된 높은 장력{8.9kN(2000lbs)까지}에 의해 야기된, 외부 코너에서의 펀치에 대해 심각하게 마모된다.

상기 곤란성을 극복하기 위해, 펀치(50)가 릴리프 코너(C')에 제공되며, 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 도 6에 도시된 각각의 벽(56, 58)위에 릴리프 또는 연장된 짧은 모서리면(55)과 긴 모서리면(57')에 의해 형성된다. 본 발명의 펀치(도 9)와 스폴링을 경험하는 종래의 펀치(도 6)를 비교하면, 짧은 모서리면(55')과 긴 모서리면(57')의 일부는 이때 훨씬 넓은 모서리면을 포함하는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 극단의 압축 스댐핑력은 더 이상 펀치의 불연속 모서리면 영역을 따라서만 집중되지 않는다. 오히려, 이들은 이때 훨씬 넓은 모서리면 영역을 따라 분포되고, 도 11에 도시된 것과 같이, 슬릿의 절단은 실제로 펀치의 내측 코너(D')를 향해 시작하고, 더욱 강하고, 더욱 큰 모서리면이 놓인다. 그러므로, 이들 면의 릴리프는 스탬핑 단독에 의해 야기된 스폴링 문제를 제거한다. 더욱이, 도 12에 도시된 것과 같이, 모서리가 릴리프될 매는 언제나, 아주 작은 예각(90°이하)이 펀치 위에 형성되고, 또한 적합하게는 스트랩 해제 중 스트랩 장력 단독에 관한 칩핑 및 스폴링 문제를 제거한다. 도 10에 도시된 것과 같이, 상기 릴리프는 10°이하의 각(θ), 및 0.381mm(0.015인치)의 깊이(X)로 제공하는 것이 적합하다. 이와 같이, 스탬핑력은 이때 실제로 각각의 조인트(16)를 생성하는 Z형 슬릿을 적당히 형성하기 위해 펀치(50)의 능력을 손상시키지 않고, 보다 넓은 표면 모서리 영역(W)을 가로질러 분포된다. θ의 각도는 10°이상이고, 릴리프 표면 모서리 영역(W)은 보다 작아지는 것이 명백하다.

상기한 바와 같이, 상기 목적을 완전히 만족시키는 릴리프 펀치면이, 본 발명에 따라 제공되는 것이 명백하다. 이상 본 발명의 특정 실시예와 관련지어 본 발명을 기술하였으나, 상기 설명에 비추어 당업자에게는 여러 가지 변형예, 변경예가 용이하게 있을 수 있다는 것은 명백하다. 따라서, 다음의 특허청구범위의 사상 및 범주내에서 모든 이와 같은 변형예, 변경예가 포함되록 한다.

본 발명에 따라서, 결합 조인트 숄더 스탬핑에 제공되는 펀치 부분에 릴리프된 표면이 제공되어 보다 넓은 표면 영역상에 동일 하중을 분포시켜 압축 하중을 제공하여 스폴링이 발생하지 않는 펀치를 제공할 수 있다.

Claims (4)

1. 펀치가 평면의 바닥벽과 상부 벽과 상기 상부 벽 및 바닥 벽을 상호 연결하는 제 1 및 제 2 단부 벽, 및 상기 상부 벽과 바닥 벽 및 단부 벽을 상호 연결하는 제 1 및 제 2 측벽에 의해 형성되며, 상기 상부 벽과 측벽 사이의 접속은 각각의 제 1 및 제 2 상부 모서리면을 형성하며, 각각의 상기 측벽은 상기 스트랩 세그먼트내에서 결합 숄더를 형성하며 측벽으로부터 돌출되며 상기 상부 벽과 상기 바닥벽 사이에서 연장되는 복수의 대향하는 동일 돌기를 가지며, 각각의 상기 돌기는 하나 이상의 짧은 벽과 하나 이상의 긴 벽으로 형성되며, 상기 짧은 벽은 길이 방향에 대해 예각으로 배치되며, 상기 긴 벽은 상기 측벽에 평행하게 배치되며, 상기 긴 벽과 짧은 벽은 상기 펀치가 다이와 작용할 때 상기 스트랩 세그먼트내에서 Z형상 슬릿을 형성하는, 각각의 스트랩 단부에 스탬핑된 일련의길이 방향으로 배치된 결합 숄더를 형성하여 중첩된 상부 및 하부 스트랩 단부를 연결하는 스트랩핑 공구에 다이와 함께 사용하기 위한 펀치에 있어서,

   상기 각각의 돌기의 짧은 벽을 따르는 상기 상부 모서리면은 상기 펀치가 상기 결합 숄더를 형성할 때 스폴링을 일으키지 않는 연장된 상부 모서리면을 제공하기 위해 모서리면 위에 형성된 릴리프를 가지는 것을 특징으로 하는 펀치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 릴리프는 동일 형상으로 각각 상기 돌출된 짧은 벽으로 절단되며, 상기 펀치의 상기 상부벽으로부터 예각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 펀치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 릴리프는 상기 펀치의 상기 상부벽으로부터 하향으로 연장되며, 상기 예각이 10° 이하가 되도록 상기 상부벽으로부터 수직 하향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 펀치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 릴리프는 상기 펀치의 제 1 및 제 2 상부 모서리면 위에 단독으로 제공되는 것을 특징으로 하는 펀치.

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