KR102551532B1 - 팽창 가능 제품을 제조하기 위한 자동화된 방법 및 자동화된 시스템 - Google Patents

팽창 가능 제품을 제조하기 위한 자동화된 방법 및 자동화된 시스템 Download PDF

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KR102551532B1
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welding
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즈 시옹 황
홍 웬 리
야우 유안 수
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인텍스 인더스트리즈 샤먼 씨오. 엘티디.
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Abstract

제1 시트, 제2 시트, 및 제1 및 제2 시트 사이의 복수의 인장 구조물(1031)을 가지는, 팽창 가능 제품(100)을 제조하기 위한 자동화된 시스템 및 방법이 개시된다. 그러한 시스템은, 인장 구조물을 제조하는 상류 인장 구조물 제조 하위시스템, 및 인장 구조물을 제1 및 제2 시트에 커플링시키는 하류 예비조립체 제조 하위시스템을 포함한다. 그러한 하위시스템들이 동시에 동작되어 자동화되고, 효율적이며, 반복 가능한 방식으로 팽창 가능 제품을 제조할 수 있다.

Description

팽창 가능 제품을 제조하기 위한 자동화된 방법 및 자동화된 시스템
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은, 그 개시내용이 전체가 참조로서 본원에 명백하게 포함되는, 2017년 12월 14일자로 출원된 중국 특허출원 제201711339752.0호에 대한 우선권을 주장한다.
본 개시내용은 팽창 가능 제품을 제조하기 위한 자동화된 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 특히, 본 개시내용은 팽창 가능 매트리스를 제조하기 위한 자동화된 시스템 및 방법에 관한 것이다.
경량이고, 조립이 용이하고, 운송이 용이하기 때문에, 팽창 가능 제품은 야외 및 실내 모두에서 일반적으로 사용된다. 그러한 팽창 가능 제품은 예를 들어 팽창 가능 매트리스(즉, 공기 침대), 팽창 가능 소파 및 의자, 그리고 팽창 가능 수영장 부유체를 포함한다.
팽창 가능 제품은, 팽창되었을 때, 미리 결정된 형상을 유지하기 위한 내부 인장(tensioning) 구조물을 포함한다. 인장 구조물은, I-형상, C-형상, 또는 Z-형상 인장 구조물과 같은 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 인장 구조물은 플라스틱, 직물, 스트랜드, 메시, 그 조합, 또는 다른 적합한 재료와 같은 다양한 재료로 구성될 수 있다. 예시적인 인장 구조물이 "INTERNAL TENSIONING STRUCTURES USABLE WITH INFLATABLE DEVICES"라는 명칭의 국제 공개 제WO 2013/130117호, 및 "INFLATABLE SPA"라는 명칭의 제WO 2015/010058호에서 개시되어 있고, 그러한 개시내용은 그 전체가 본원에서 참조로 명맥하게 포함된다. 일 예에서, 인장 구조물은, 단부들이 플라스틱 스트립들 사이에 개재된, 평행하고, 이격된 스트랜드를 포함한다. 다른 예에서, 인장 구조물은 플라스틱 시트들 사이에 개재된 메시 재료를 포함한다.
현재의 팽창 가능 제품은 수작업으로 제조된다. 예를 들어 팽창 가능 매트리스를 제조할 때, 작업자는 복수의 인장 구조물을 상부 및 하부 매트리스 시트에 개별적으로 용접하여야 한다. 이러한 수동적인 프로세스는 시간-소모적이고, 고비용이며, 인간의 오류에 민감하다.
본 개시내용은, 제1 시트, 제2 시트, 및 제1 및 제2 시트 사이의 복수의 인장 구조물을 가지는, 팽창 가능 제품을 제조하기 위한 자동화된 시스템 및 방법을 제공한다. 그러한 시스템은, 인장 구조물을 제조하는 상류 인장 구조물 제조 하위시스템, 및 인장 구조물을 제1 및 제2 시트에 커플링시키는 하류 예비조립체 제조 하위시스템을 포함한다. 그러한 하위시스템들이 동시에 동작되어 자동화되고, 효율적이며, 반복 가능한 방식으로 팽창 가능 제품을 제조할 수 있다.
본 개시내용의 예시적인 실시예에 따라, 제1 시트 및 제2 시트를 포함하는 팽창 가능 제품을 제조하기 위한 방법이 개시된다. 그러한 방법은: 제1 인장 구조물의 선행 단부를 제1 용접기 및 제1 시트와 정렬시키는 단계; 제1 인장 구조물의 후행 단부를 제2 용접기 및 제2 시트와 정렬시키는 단계; 및 제1 및 제2 용접기를 동시에 동작시키는 것에 의해서 제1 인장 구조물의 선행 단부를 제1 시트에 그리고 제1 인장 구조물의 후행 단부를 제2 시트에 동시에 용접하는 단계를 포함한다.
특정 실시예에서, 방법은: 제1 시트를 제1 방향으로 제1 용접기로 이송하는 단계; 및 제2 시트를 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 제2 용접기로 이송하는 단계를 더 포함한다. 방법은 또한 제1 및 제2 시트 그리고 제1 인장 구조물을 제1 및 제2 방향에 수직인 제3 방향으로 제1 용접기와 제2 용접기 사이에서 이송하는 단계를 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 방법은: 제2 인장 구조물을 제조하는 단계; 및 제1 및 제2 인장 구조물을 절단하여 제1 인장 구조물의 후행 단부를 제2 인장 구조물의 선행 단부로부터 분리하는 단계를 더 포함하고; 용접 단계 중에 제1 인장 구조물의 후행 단부는 제2 인장 구조물의 선행 단부에 인접하여 배치된다.
특정 실시예에서, 방법은 용접 단계 후에 제1 및 제2 시트를 절단하는 단계를 더 포함한다.
특정 실시예에서, 방법은: 제1 인장 구조물과 직렬로 제2 인장 구조물을 제조하는 단계; 제2 인장 구조물을 제1 및 제2 시트에 용접하는 단계; 제3 인장 구조물을 제2 인장 구조물과 직렬로 제조하는 단계; 제3 인장 구조물을 제1 및 제2 시트에 용접하는 단계; 및 제2 및 제3 인장 구조물 사이에서 제1 시트 및 제2 시트를 절단하는 단계를 더 포함한다.
특정 실시예에서, 제1 용접기가 수직으로 배열되고, 제2 용접기가 수직으로 배열되며, 제1 인장 구조물은 용접 단계 중에 제1 용접기와 제2 용접기 사이에서 전반적으로 수평으로 배열된다.
특정 실시예에서, 제1 인장 구조물은 용접 단계 전에 수평으로 이동되고, 용접 단계 후에 수직으로 이동된다.
특정 실시예에서, 방법은: 복수의 스트랜드를 사이에 포획한 상태에서, 용접 스트립들의 제1 쌍을 제1 인장 구조물의 선행 단부에서 함께 용접하는 단계; 및 복수의 스트랜드를 사이에 포획한 상태에서, 용접 스트립들의 제2 쌍을 제1 인장 구조물의 후행 단부에서 함께 용접하는 단계를 더 포함한다. 방법은 또한, 용접 스트립의 제1 쌍의 용접 후에 그리고 용접 스트립의 제2 쌍의 용접 전에, 용접 스트립의 제1 쌍과 제2 쌍 사이의 복수의 스트랜드의 길이를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 다른 예시적인 실시예에 따라, 제1 시트 및 제2 시트를 포함하는 팽창 가능 제품을 제조하기 위한 시스템이 개시된다. 시스템은: 컨베이어; 컨베이어에 커플링된 그리고 제1 인장 구조물의 선행 단부를 지지하도록 구성된 제1 몰드; 컨베이어에 커플링된 그리고 제1 인장 구조물의 후행 단부 및 제2 인장 구조물의 선행 단부를 지지하도록 구성된 제2 몰드; 컨베이어에 커플링된 그리고 제2 인장 구조물의 후행 단부를 지지하도록 구성된 제3 몰드; 제1 시트를, 제1 몰드가 제1 용접기와 정렬될 때, 제1 인장 구조물의 선행 단부에 용접하도록 그리고, 제2 몰드가 제1 용접기와 정렬될 때, 제2 인장 구조물의 선행 단부에 용접하도록 구성된 제1 용접기; 제2 시트를, 제2 몰드가 제2 용접기와 정렬될 때, 제1 인장 구조물의 후행 단부에 용접하도록 그리고, 제3 몰드가 제2 용접기와 정렬될 때, 제2 인장 구조물의 후행 단부에 용접하도록 구성된 제2 용접기를 포함한다.
특정 실시예에서, 제2 인장 구조물의 선행 단부와 접촉하지 않고 제1 인장 구조물의 후행 단부와 접촉되도록, 제2 용접기의 크기가 결정된다.
특정 실시예에서, 시스템은 제1 및 제2 용접기의 상류에 배치된 블레이드를 더 포함하고, 블레이드는 제1 인장 구조물의 후행 단부를 제2 인장 구조물의 선행 단부로부터 분리하도록 구성된다. 제1, 제2 및 제3 몰드의 각각은: 상응하는 인장 구조물의 단부를 지지하도록 구성된 전반적으로 편평한 상부 표면; 블레이드를 수용하도록 구성된 상부 표면 내의 슬릿; 및 상응하는 인장 구조물의 단부를 상부 표면 상에서 유지하기 위해서 상부 표면으로부터 위쪽으로 연장되는 적어도 하나의 치형부(tooth)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 치형부는 제1 및 제2 시트와의 접촉을 피하기 위해서 제1 및 제2 용접기의 상류의 상부 표면에 대해서 이동 가능하다. 제1 및 제2 인장 구조물의 각각은, 복수의 스트랜드들 사이에서 적어도 하나의 공간을 가지고, 선행 단부와 후행 단부 사이에서 연장되는 복수의 스트랜드를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 치형부가 복수의 스트랜드들 사이의 적어도 하나의 공간 내로 연장될 수 있다.
특정 실시예에서, 시스템은 제1 및 제2 용접기의 하류에 배치된 블레이드를 더 포함할 수 있고, 블레이드는, 제1 및 제2 인장 구조물이 동일한 팽창 가능 제품의 일부가 되도록, 제1 및 제2 인장 구조물 이후에 제1 및 제2 시트를 절단하도록 구성된다.
본 개시내용의 다른 예시적인 실시예에 따라, 제1 시트 및 제2 시트를 포함하는 팽창 가능 제품을 제조하기 위한 시스템이 개시된다. 시스템은: 적어도, 선행 단부 및 후행 단부를 가지는 제1 인장 구조물 및 선행 단부 및 후행 단부를 가지는 제2 인장 구조물을 제조하도록 구성된 인장 구조물 제조 하위시스템으로서, 제1 인장 구조물의 후행 단부를 제2 인장 구조물의 선행 단부로부터 분리하도록 구성된 제1 블레이드를 포함하는, 인장 구조물 제조 하위시스템; 및 인장 구조물 제조 하위시스템과 연통하는 그리고 제1 및 제2 인장 구조물의 선행 단부를 제1 시트에 그리고 제1 및 제2 인장 구조물의 후행 단부를 제2 시트에 커플링시키도록 구성된 예비조립체 제조 하위시스템으로서, 제1 및 제2 인장 구조물 이후에 제1 및 제2 시트를 절단하도록 구성된 제2 블레이드를 포함하는, 예비조립체 제조 하위시스템을 포함한다.
특정 실시예에서, 인장 구조물 제조 하위시스템은 예비조립체 제조 하위시스템과 동시에 동작된다.
특정 실시예에서, 제2 인장 구조물이 제1 블레이드와 정렬되는 동안, 제1 인장 구조물이 제1 및 제2 시트에 커플링된다.
본 개시내용의 전술한 그리고 다른 특징 및 장점, 그리고 그 획득 방식이, 첨부 도면과 함께 기재된 본 발명의 실시예에 관한 이하의 상세한 설명을 참조할 때, 더 명확해질 것이고 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 개시내용의 팽창 가능 제품의 개략도로서, 팽창 가능 제품은, 상부 시트, 하부 시트, 및 복수의 인장 구조물을 갖는 예비조립체를 포함한다.
도 2는 본 개시내용의 제1 인장 구조물의 개략도이다.
도 3은 본 개시내용의 제1 제조 시스템의 개략도이다.
도 4는 도 3의 단면의 확대도이다.
도 5는 본 개시내용의 제1 제조 방법의 개략도이다.
도 6은 도 3의 제1 제조 시스템의 하부 스트립 메커니즘의 측면도이다.
도 7은 도 6의 하부 스트립 메커니즘의 횡단면도이다.
도 8은 도 3의 제1 제조 시스템의 인장 구조물 절단 메커니즘의 측면도이다.
도 9는 도 8의 인장 구조물 절단 메커니즘의 전방 입면도이다.
도 10은 도 3의 제1 제조 시스템의 인장 구조물 융합 메커니즘의 측면도이다.
도 11은 도 10의 인장 구조물 융합 메커니즘의 전방 입면도이다.
도 12는 도 3의 제1 제조 시스템의 예비조립체 수용 메커니즘 및 예비조립체 절단 메커니즘의 전방 입면도이다.
도 13은 도 12의 예비조립체 수용 메커니즘 및 예비조립체 절단 메커니즘을 도시하는 상단 평면도이다.
도 14는 도 12의 예비조립체 절단 메커니즘의 측면도이다.
도 15는 본 개시내용의 제2 인장 구조물의 개략도이다.
도 16은 본 개시내용의 제2 제조 시스템의 개략도이다.
도 17은 본 개시내용의 제2 제조 방법의 개략도이다.
도 18은 본 개시내용의 제3 인장 구조물의 개략도이다.
도 19는 본 개시내용의 제3 제조 시스템의 개략도이다.
도 20은 본 개시내용의 제3 제조 방법의 개략도이다.
몇몇 도면 전반에 걸쳐서, 상응하는 참조 부호가 상응하는 부분을 나타낸다. 본원에서 전개된 예시는 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하고, 그러한 예시는 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않는다.
1. 팽창 가능 제품의 예비조립체
도 1은 팽창 가능 제품(100), 구체적으로 팽창 가능 매트리스의 개략도로서, 그러한 팽창 가능 제품은 수면 표면으로서의 역할을 하는 상부 시트(101), 지면-접촉 표면으로서의 역할을 하는 하부 시트(102), 상부 및 하부 시트(101, 102)에 커플링된 복수의 내부 인장 구조물(103), 및 상부 및 하부 시트(101, 102)의 둘레 연부에 커플링된 (점선으로 도시된) 환형 측벽(104)을 포함한다. 상부 시트(101), 하부 시트(102), 및 측벽(104)이 협력하여 팽창 가능 챔버(106)를 형성한다. 또한, 본 개시내용의 범위 내에서, 중간 측벽(104)이 없이 상부 및 하부 시트(101, 102)가 함께 직접 커플링될 수 있다. 밸브(미도시) 및/또는 내장형 펌프(미도시)가 팽창 가능 챔버(106)와 연통되도록 제공되어, 팽창 가능 제품(100)의 팽창 및 수축을 촉진할 수 있다. 팽창 가능 제품(100)이 본원에서 매트리스로서 설명되지만, 본 개시내용의 범위 내에서, 팽창 가능 제품(100)은 또한 예를 들어 팽창 가능 소파, 의자, 또는 수영장 부유체일 수 있다.
팽창 가능 제품(100) 또는 그 일부를 제조하도록, 자동화된 시스템 및 방법이 제공된다. 특정 실시예에서, 시스템 및 방법은 팽창 가능 제품(100)의 예비조립체(100')를 제조하고, 예비조립체(100')는 상부 및 하부 시트(101, 102), 그리고 인장 구조물(103)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 측벽(104), 밸브, 내장형 펌프, 및 다른 요소가 추후에 예비조립체(100')에 부가되어, 최종 팽창 가능 제품(100)을 제조할 수 있다. 예를 들어, 예비조립체(100')를 제조한 후에, 측벽(104)이 상부 및 하부 시트(101, 102)의 둘레 연부에 용접될 수 있다. 예비조립체(100')는 부분적으로 또는 전체적으로 용접 가능 플라스틱(예를 들어, PVC)으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 예비조립체(100')의 상부 및 하부 시트(101, 102) 및 인장 구조물(103)의 적어도 계면형성 부분이 용접 가능 플라스틱으로 구성될 수 있다.
2. 제1 실시예(도 2 내지 도 14)
도 2는 도 1의 팽창 가능 제품(100)에서 사용하기 위한, 제1의 예시적인 인장 구조물(300), 구체적으로 인장 구조물(1031)을 개시한다. 예시적인 인장 구조물(1031)은 복수의 평행하고 이격된 스트랜드(1032), 예를 들어 스트링 또는 와이어를 포함하고, 인접한 스트랜드들(1032) 사이에는 공간(1038)이 존재한다. 스트랜드(1032)의 상부 단부가 적어도 하나의 상부 용접 스트립(1034)에 커플링되고, 스트랜드(1032)의 하부 단부는 적어도 하나의 하부 용접 스트립(1036)에 커플링된다. 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따라, 스트랜드(1032)는, 스트랜드(1032)의 대향 측면들에 배치된, 상부 용접 스트립(1034a/1034b)의 쌍 및 하부 용접 스트립(1036a/1036b)의 쌍 사이에 개재된다. 그러나, 스트랜드(1032)의 하나의 측면에만 각각 배치되는, 하나의 상부 용접 스트립(1034) 및 하나의 하부 용접 스트립(1036)을 이용하는 또한 본 개시내용의 범위에 포함된다.
스트랜드(1032)가 사이에서 수직으로 연장되도록, 적어도 하나의 상부 용접 스트립(1034)을 상부 시트(101)에 그리고 적어도 하나의 하부 용접 스트립(1036)을 하부 시트(102)에 용접하는 것에 의해서, 도 2의 인장 구조물(1031)이 도 1의 팽창 가능 제품(100) 내로 통합될 수 있다. 도 1의 팽창 가능 챔버(106)가 팽창될 때, 스트랜드(1032)가 팽팽하게 당겨지고, 대향되는 상부 및 하부 용접 스트립들(1034, 1036) 사이에서 큰 인장 강도를 제공한다. 동시에, 상부 및 하부 시트(101, 102) 그리고 상부 및 하부 용접 스트립(1034, 1036)이 부분적으로 또는 전체적으로 용접 가능 플라스틱(예를 들어, PVC)로 구성되어, 인장 구조물(1031)과 팽창 가능 제품(100) 사이의 강하고 오래 지속되는 용접부를 촉진한다. 인장 구조물(1031)에 관한 부가적인 정보가 전술한 국제 공개 제WO 2013/130117호에서 개시되어 있다.
다음에 도 3 및 도 4를 참조하면, 적어도 도 2의 예비조립체(100'), 구체적으로 상부 및 하부 시트(101, 102), 및 인장 구조물(1031)을 제조하기 위한 자동화된 시스템이 제공된다. 시스템의 상류 단부(예를 들어, 도 3 및 도 4의 우측)는 도 2의 인장 구조물(1031)을 제조하고, 본원에서 인장 구조물 제조 하위시스템으로 지칭될 수 있다. 시스템의 하류 단부(예를 들어, 도 3 및 도 4의 좌측)는, 인장 구조물(1031)을 상부 및 하부 시트(101, 102)에 커플링시키는 것에 의해서 도 2의 예비조립체(100')를 제조하고, 본원에서 예비조립체 제조 하위시스템으로 지칭될 수 있다. 상류의 인장 구조물 제조 하위시스템은 하나 이상의 스트랜드 공급원(1)(예를 들어, 롤러), 하단 스트립 메커니즘(4), 스트랜드 프레싱 메커니즘(3)(예를 들어, 롤러), 상단 스트립 메커니즘(10), 인장 구조물 융합 메커니즘(5), 인장 구조물 길이 조정 메커니즘(6), 인장 구조물 절단 메커니즘(8), 복수의 하단 몰드(13), 복수의 빗살형 하단 몰드(14), 하단 몰드 이송 메커니즘(16), 빗살형 하단 몰드 상승 메커니즘(19), 빗살형 하단 몰드 하강 메커니즘(20), 및 빗살형 하단 몰드 이송 메커니즘(21)을 포함한다. 하류의 예비조립체 제조 하위시스템은 상부 시트 공급원(7)(예를 들어, 롤러), 하부 시트 공급원(15)(예를 들어, 롤러), 상부 시트 융합 메커니즘(18)(예를 들어, 용접기), 하부 시트 융합 메커니즘(17)(예를 들어, 용접기), 예비조립체 출력 메커니즘(9)(예를 들어, 롤러), 예비조립체 절단 메커니즘(11), 및 예비조립체 수용 메커니즘(2)을 포함한다.
여전히 도 3 및 도 4를 참조하면, 예시적인 제조 시스템은 프레임(12)을 포함한다. 스트랜드 공급원(1)은 프레임(12)의 상류 부분에 배치되고, 상부 시트 공급원(7)은 프레임(12)의 상단의 중간 부분에 장착되고, 하부 시트 공급원(15)은 프레임(12)의 하단의 하류 부분에 장착된다. 몰드 이송 메커니즘(16), 빗살형 하단 몰드 이송 메커니즘(21), 하부 시트 융합 메커니즘(17), 및 상부 시트 융합 메커니즘(18)은 프레임(12)의 하단의 중간 부분에 장착된다. 예비조립체 출력 메커니즘(9)은, 하부 시트 융합 메커니즘(17)과 상부 시트 융합 메커니즘(18)의 사이에서 프레임(12)의 상단에 장착된다. 예비조립체 절단 메커니즘(11)은 예비조립체 출력 메커니즘(9)과 연통되게 프레임(12)의 상단 부분에 장착된다. 예비조립체 수용 메커니즘(2)은 예비조립체 출력 메커니즘(9) 및 예비조립체 절단 메커니즘(11)과 연통되게 프레임(12)의 상단의 하류 부분에 장착된다.
다음에 도 5를 참조하면, 전술한 도 3 및 도 4의 시스템을 이용하여 도 2의 예비조립체(100')를 제조하기 위한 예시적인 방법이 제공된다.
제1 단계(S1)에서, 인장 구조물(1031)은 하단 몰드(13)를 시스템을 통해서 이송하는 것에 의해서 제조된다. 이러한 단계(S1)는, 희망하는 인장 구조물(1031)의 재료를 하단 몰드(13) 상에서 층상화하는 것에 의해서 시작된다. 하단 스트립 메커니즘(4)이 동작되어 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)를 분배한다. 다음에, 스트랜드 프레싱 메커니즘(3)이 동작되어, 스트랜드(1032)를 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)의 상단에 그리고 이를 가로질러 도포한다. 이어서, 상단 스트립 메커니즘(10)이 동작되어, 상단 용접 스트립 재료(1034b/1036b)를 스트랜드(1032) 및 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)의 상단에 도포한다. 도 5의 도시된 실시예에서, 하단 스트립 메커니즘(4)은 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)를 스트랜드(1032)의 아래에 도포하고, 상단 스트립 메커니즘(10)은 상단 용접 스트립 재료(1034b/1036b)를 스트랜드(1032)의 상단에 도포하고, 그에 따라 스트랜드(1032)는 중첩되는 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)와 상단 용접 스트립 재료(1034b/1036b) 사이에 포획된다. 그러나, 하단 스트립 메커니즘(4) 만을 이용하는 것 그리고 스트랜드(1032)를 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)에만 고정하는 것도 본 개시내용의 범위에 포함된다. 대안적으로, 상단 스트립 메커니즘(10) 만을 이용하는 것 그리고 스트랜드(1032)를 상단 용접 스트립 재료(1034b/1036b)에만 고정하는 것도 본 개시내용의 범위에 포함된다.
단계(S1)는, 희망하는 인장 구조물(1031)의 재료를 하단 몰드(13)에 조립하는 것에 의해서 하류에서 계속된다. 인장 구조물 융합 메커니즘(5)이 동작되어, 하단 용접 스트립 재료(1034a)를 상응하는 상단 용접 스트립 재료(1034b)에 용접하고, 그에 의해서 상부 용접 스트립 쌍(1034a/1034b)을 형성하고, 하단 용접 스트립 재료(1036a)를 상응하는 상단 용접 스트립 재료(1036b)에 용접하고, 그에 의해서 하부 용접 스트립 쌍(1036a/1036b)을 형성하고, 스트랜드(1032)가 그 사이에 포획된다. 앞서 주목한 바와 같이, 스트랜드(1032)를 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)에만 또는 상단 용접 스트립 재료(1034b/1036b)에만 고정하는 것도 본 개시내용의 범위에 포함된다. 다음에, 인장 구조물 길이 조정 메커니즘(6)이 동작되어, 스트랜드(1032)를 프레스하거나 당기는 것에 의해서 대향되는 상부 용접 스트립 쌍(1034a/1034b)과 하부 용접 스트립 쌍(1036a/1036b) 사이의 스트랜드(1032)의 길이를 조정한다. 도 5의 도시된 실시예에서, 인장 구조물 길이 조정 메커니즘(6)은, 예비-용접된 용접 스트립 쌍(1034a/1034b 및 1036a/1036b)에 의해서 스트랜드(1032)의 선행 단부가 제 위치에서 유지되는 위치(즉, 인장 구조물 융합 메커니즘(5)의 하류)에서 스트랜드(1032)와 접촉되고, 스트랜드(1032)의 후행 단부는 용접되지 않은 용접 스트립 재료(1034a/1036a 및 1034b/1036b)에 대해서 자유롭게 이동된다(즉, 인장 구조물 융합 메커니즘(5)의 상류 또는 그 활성화 이전). 인장 구조물 길이 조정 메커니즘(6)의 동작 후에, 인장 구조물 융합 메커니즘(5)이 다시 동작되어, 길이-조정된 스트랜드(1032)의 후행 단부를 포획한다. 마지막으로, 인장 구조물 절단 메커니즘(8)이 동작되어, 일반적으로 절반으로, 스트랜드(1032)를 절단하고 용접 스트립 재료(1034a/1036a 및 1034b/1036b)를 절단하며, 이는 선행 인장 구조물(1031)을 후행 인장 구조물(1031')로부터 분리한다. 절단 단계 후에, 선행 인장 구조물(1031)의 상부 용접 스트립 쌍(1034a/1034b)이 동일한 하단 몰드(13) 상의 후행 인장 구조물(1031')의 하부 용접 스트립 쌍(1036a'/1036b')에 바로 인접하여 배치된다.
제2 단계(S2)에서, 상부 시트(101)가 상부 시트 공급원(7)으로부터 상부 시트 융합 메커니즘(18)까지 이송되고, 하부 시트(102)는 하부 시트 공급원(15)으로부터 하부 시트 융합 메커니즘(17)까지 이송된다. 도 5의 도시된 실시예에서, 상부 시트 공급원(7)이 상부 시트 융합 메커니즘(18)의 우측에 위치되고, 그에 따라 상부 시트(101)는 상부 시트 공급원(7)으로부터 상부 시트 융합 메커니즘(18)까지 좌측으로 이동된다. 대조적으로, 하부 시트 공급원(15)은 대향되는, 하부 시트 융합 메커니즘(17)의 좌측에 위치되고, 그에 따라 하부 시트(102)는 하부 시트 공급원(15)으로부터 하부 시트 융합 메커니즘(17)까지 우측으로 이동된다.
제3 단계(S3)에서, 완성된 인장 구조물(1031)이 이동되어 하부 시트 융합 메커니즘(17) 및 상부 시트 융합 메커니즘(18)과 정렬된다. 구체적으로, 인장 구조물(1031)의 하부 용접 스트립 쌍(1036a/1036b)이 이동되어 하부 시트(102) 아래의 하부 시트 융합 메커니즘(17)과 정렬되고, 인장 구조물(1031)의 상부 용접 스트립 쌍(1034a/1034b)이 이동되어 상부 시트(101) 아래의 상부 시트 융합 메커니즘(18)과 정렬된다. 도 5의 도시된 실시예에서, 인장 구조물은 인장 구조물 절단 메커니즘(8)으로부터 시트 융합 메커니즘(17, 18)까지 좌측으로 이동된다. 또한, 도 5의 도시된 실시예에서, 하부 시트 융합 메커니즘(17)은 수직으로 배열되고, 상부 시트 융합 메커니즘(18)은 수직으로 그리고 하부 시트 융합 메커니즘(17)으로부터 이격되게 배열되고, 인장 구조물(1031)은 그 사이에서 전반적으로 수평으로 배열된다. 이러한 배열에서, 스트랜드(1032)는 하부 시트 융합 메커니즘(17)과 상부 시트 융합 메커니즘(18) 사이에서 수직으로 아래쪽으로 늘어지고, 그에 의해서 시트 융합 메커니즘(17, 18)과의 간섭을 방지한다.
제4 단계(S4)에서, 하부 시트 융합 메커니즘(17) 및 상부 시트 융합 메커니즘(18)이 동시에 동작되어, 하부 시트(102) 및 상부 시트(101)의 각각을 인장 구조물(1031)에 용접하고, 그에 따라 마감된 시트(100")를 형성한다. 구체적으로, 하부 시트 융합 메커니즘(17)은 하부 시트(102)를 인장 구조물(1031)의 하부 용접 스트립 쌍(1036a/1036b)에 용접하고, 상부 시트 융합 메커니즘(18)은 상부 시트(101)를 인장 구조물(1031)의 상부 용접 스트립 쌍(1034a/1034b)에 용접한다. 상부 시트 융합 메커니즘(18)의 크기는, 특히, 바로 인접한 후행 인장 구조물(1031')의 하부 용접 스트립 쌍(1036a'/1036b')와 접촉하지 않고, 선행 인장 구조물(1031)의 상부 용접 스트립 쌍(1034a/1034b)과 접촉하도록 제어될 수 있다. 그에 따라, 후행 인장 구조물(1031')의 하부 용접 스트립 쌍(1036a'/1036b')은 상부 시트(101)로부터 자유롭게 유지되고 다음 사이클 중에 하부 시트(102)로 진행된다.
제5 단계(S5)에서, 마감된 시트(100")가 예비조립체 출력 메커니즘(9)을 이용하여 예비조립체 수용 메커니즘(2)으로 이송된다. 도 5의 도시된 실시예에서, 마감된 시트(100")는, 예비조립체 출력 메커니즘(9)으로의 그 경로 상에서, 상부 및 하부 시트 융합 메커니즘(17, 18) 사이에서 수직으로 위쪽으로 이동된다. 마감된 시트(100")가 예비조립체 출력 메커니즘(9)에 접근할 때, 인장 구조물(1031)은 수직으로 아래쪽으로 계속 늘어지는 스트랜드(1032)와 함께 접힐 수 있다. 마감된 시트(100")가 희망 길이(즉, 도 1의 팽창 가능 제품(100)의 길이)에 도달할 때까지, 전술한 단계(S1 내지 S5)가 반복된다.
제6 단계(S6)에서, 마감된 시트(100")는, 예비조립체 출력 메커니즘(9)과 예비조립체 수용 메커니즘(2) 사이에 배치된 예비조립체 절단 메커니즘(11)을 이용하여 절단되고, 그에 따라 예비조립체(100')를 형성한다. 인장 구조물(1031) 자체의 절단을 방지하기 위해서, 그러한 절단이 인접한 인장 구조물(1031) 사이에서 실시될 수 있다. 예비조립체(100')는 예비조립체 수용 메커니즘(2) 상에 저장되거나 다른 위치로 이동될 수 있다. 이어서, 예비조립체(100')에 대해서 최종 프로세싱 단계를 실시하여, 도 1의 팽창 가능 제품(100)을 형성할 수 있다.
선행 인장 구조물(1031)이 상부 및 하부 시트(101, 102)에 용접되는 동안 후행 인장 구조물(1031')이 제조되도록, 전술한 단계(S1 내지 S6)가 동시에 실시될 수 있다. 이러한 방법은, 적어도 팽창 가능 제품(도 1)의 예비조립체(100')가 자동화된, 효율적인, 그리고 반복 가능한 방식으로 제조될 수 있게 한다.
이제, 제조 시스템의 여러 장비를 더 구체적으로 설명할 것이다.
도 4를 다시 참조하면, 하단 몰드 이송 메커니즘(16)은 지지 프레임(161), 지지 프레임(161) 주위를 둘러싸는 컨베이어 벨트(162), 및 지지 프레임(161)의 일 측면에 고정적으로 장착된 구동 모터(163)를 포함한다. 동작 시에, 구동 모터(163)는 컨베이어 벨트(162)를 구동하여 지지 프레임(161) 주위에서 이동되게 한다. 복수의 하단 몰드(13)가 균일하게 이격되고 하단 몰드 이송 메커니즘(16)의 컨베이어 벨트(162)에 장착되고, 컨베이어 벨트(162)와 함께 이동된다. 컨베이어 벨트(162)를 지지하는 것에 더하여, 지지 프레임(161)은 또한, 도 4의 우측으로부터 좌측으로, 하단 스트립 메커니즘(4), 스트랜드 프레싱 메커니즘(3), 상단 스트립 메커니즘(10), 인장 구조물 융합 메커니즘(5), 인장 구조물 길이 조정 메커니즘(6), 인장 구조물 절단 메커니즘(8), 상부 시트 융합 메커니즘(18), 및 하부 시트 융합 메커니즘(17)을 지지할 수 있다. 각각의 예시적인 하단 몰드(13)는, 하단 및 상단 스트립 메커니즘(4, 10)과 상호작용하도록 구성된 전반적으로 편평한 상부 표면, 및 빗살형 하단 몰드(14)와 상호작용하도록 구성된 하부 표면을 가지는, 세장형 전도성 레일이다. 각각의 하단 몰드(13)는 또한, 인장 구조물 절단 메커니즘(8)과 상호작용하도록 구성된 편평한 상부 표면 내의 중앙 함몰부 또는 슬릿(131)을 포함한다.
도 4를 계속 참조하면, 빗살형 하단 몰드 이송 메커니즘(21)은 지지 프레임(211), 지지 프레임(211) 주위를 둘러싸는 컨베이어 벨트(212), 및 지지 프레임(211)의 일 측면에 고정적으로 장착된 구동 모터(213)를 포함한다. 동작 시에, 구동 모터(213)는 컨베이어 벨트(212)를 구동하여 지지 프레임(211) 주위에서 이동되게 한다. 복수의 빗살형 하단 몰드(14)가 서로 이격되고, 빗살형 하단 몰드 이송 메커니즘(21)의 컨베이어 벨트(212)에 장착된다. 각각의 예시적인 빗살형 하단 몰드(14)는 하단 몰드(13)와 상호작용하도록(예를 들어, 머프-커플링되도록(muff-couple)) 구성된 세장형의 전도성 요소이다. 빗살형 하단 몰드 상승 메커니즘(19) 및 빗살형 하단 몰드 하강 메커니즘(20) 모두가 하단 몰드 이송 메커니즘(16)의 작업 표면 아래에 장착된다. 빗살형 하단 몰드 상승 메커니즘(19)은 하단 스트립 메커니즘(4)과 정렬되고, 빗살형 하단 몰드(14)를 하단 몰드(13)와의 결합으로 상승시키도록 구성되는 전기적 망원경식 막대를 갖는다. 빗살형 하단 몰드(14)는, 용접 스트립 재료(1034a/1036a 및 1034b/1036b)를 하단 몰드(13) 상에서 유지하기 위해서 하단 몰드(13)를 넘어서 위쪽으로 연장되는 빗살 작용 치형부(141)의 하나 이상의 행을 갖는다. 빗살 작용 치형부(141)는 또한, 스트랜드가 시스템을 통해서 이동될 때, 스트랜드들(1032)을 분리하기 위해서 스트랜드들(1032)(도 2) 사이의 공간(1038) 내에 수용되도록 구성된다. 빗살형 하단 몰드 하강 메커니즘(20)은 인장 구조물 길이 조정 메커니즘(6)과 인장 구조물 절단 메커니즘(8) 사이에 배치되고, 빗살형 하단 몰드(14)를 하강시키고 이를 하단 몰드(13)로부터 분리하도록 구성되는 전기적 망원경식 막대를 갖는다. 빗살형 하단 몰드(14)는, 상부 및 하부 시트(101, 102)(도 5)와의 간섭(예를 들어, 천공)을 방지하기 위해서, 시트 융합 메커니즘(17, 18)에 도달하기 전에 하단 몰드(13)로부터 분리된다.
다음에 도 6 및 도 7을 참조하면, 하단 스트립 메커니즘(4)은 스트립 메커니즘 프레임(41), 하단 스트립 공급원(예를 들어, 롤러)(42), 재료 부족 검출 메커니즘(43)(예를 들어, 광학적 센서), 재료 준비 롤러(44), 스트립 프레싱 실린더(45), 절단기 메커니즘(46), 클램프 메커니즘(47), 클램프 상승 실린더(48), 스트립 메커니즘 횡단 빔(49), 및 스트립 모터(410)를 포함한다. 하단 스트립 공급원(42), 재료 부족 검출 메커니즘(43), 재료 준비 롤러(44), 및 스트립 프레싱 실린더(45)는 모두 도 6의 스트립 메커니즘 프레임(41)의 우측에 장착되고, 프로세스에 따른 시퀀스로 배열된다. 스트립 메커니즘 횡단 빔(49)은 하단 몰드 이송 메커니즘(16)(도 4)의 지지 프레임(161)의 상단에 걸쳐진다. 클램프 상승 실린더(48)의 상부의 실린더-단부는 스트립 메커니즘 횡단 빔(49)에 활주 가능하게 커플링되고, 클램프 상승 실린더(48)의 하부의 막대-단부는 클램프 메커니즘(47)에 커플링된다. 절단기 메커니즘(46)은 지지 프레임(161)에 장착되고, 스트립 프레싱 실린더(45)와 클램프 메커니즘(47) 사이에 위치된다. 스트립 모터(410)는 스트립 메커니즘 횡단 빔(49)에 장착되고 클램프 상승 실린더(48)를 구동하여 스트립 메커니즘 횡단 빔(49)을 따라서 전달 메커니즘(미도시)을 통해 전후로 이동시킨다.
예시적인 하단 스트립 메커니즘(4)은 이하의 방법에 따라 동작된다.
제1 단계(BS1)에서, 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)의 희망 길이가 하단 스트립 공급원(42)으로부터 풀린다(unrolled). 이러한 단계(BS1) 중에, 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)는, 추후에 절단되는 재료의 단일 스트립일 수 있다. 스트립 프레싱 실린더(45)는 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)의 전방 단부를 프레스하고 유지한다. 다음에, 재료 준비 롤러(44)가 하향 이동되고 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)를 프레스하여, 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)의 희망 길이를 하단 스트립 공급원(42)으로부터 풀어 낸다. 이어서, 재료 준비 롤러(44) 및 스트립 프레싱 실린더(45)가 위쪽으로 다시 이동되고 그 시작 위치로 복귀된다.
제2 단계(BS2)에서, 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)의 전방 부분이 하단 몰드(13) 상으로 도포된다. 클램프 메커니즘(47)은 절단기 메커니즘(46) 부근에서 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)의 전방 단부를 유지한다. 스트립 모터(410)가 동작될 때, 클램프 메커니즘(47)은, 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)의 전방 부분을 하단 몰드(13)를 가로질러 당기면서, 도 6의 초기 위치로부터 중간 위치로 좌측으로 이동된다. 클램프 메커니즘(47)은, 스트립 모터(410)에 도달하기 전에, 이러한 중간 위치에서 멈춘다.
제3 단계(BS3)에서, 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)의 후방 부분이 절단되고 하단 몰드(13) 상으로 도포된다. 절단기 메커니즘(46)은 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)의 후방 단부를 절단한다. 스트립 모터(410)가 동작을 재개함에 따라, 클램프 메커니즘(47)은 스트립 모터(410)에 근접한 방출 위치까지 도 6에서 좌측으로 계속 이동되고, 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)의 절단된 후방 단부는 하단 몰드(13) 상으로 당겨진다. 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)가 하단 몰드(13)를 가로질러 제 위치에 위치되면, 클램프 메커니즘(47)은 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)를 해제할 수 있고 해제 위치까지 짧은 거리로 도 6에서 좌측으로 계속 이동될 수 있고, 그에 의해서 클램프 메커니즘(47)을 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)로부터 분리할 수 있다.
제4 단계(BS4)에서, 클램프 상승 실린더(48)가 클램프 메커니즘(47)을 상승시키고, 스트립 모터(410)는 다음 사이클을 시작하기 위해서 클램프 메커니즘(47)을 도 6의 초기 위치로 다시 구동시킨다. 단계(BS1)가 단계(BS4)와 동시에 실시될 수 있고, 그에 따라 다음 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)가 풀리고 단계(BS2 및 BS3)로 진행될 준비가 된다.
앞서 주목한 바와 같이, 하단 스트립 메커니즘(4)은 단독으로 또는 상단 스트립 메커니즘(10)(도 3 및 도 4)과 조합되어 사용될 수 있다. 상단 스트립 메커니즘(10)은, 사용되는 경우에, 전술한 하단 스트립 메커니즘(4)과 동일한 구조 및 동작을 가질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
이제 도 10 및 도 11을 참조하면, 인장 구조물 융합 메커니즘(5)은 2개의 하향-프레싱 실린더(51), 안내 막대(52), 가열된 상부 몰드(53), 상부 편평 판(54), 하부 편평 판(55), 및 고주파 발생기(56)를 포함한다. 2개의 하향-프레싱 실린더(51)의 실린더-단부들이 하단 몰드 이송 메커니즘(16)(도 3 및 도 4)의 지지 프레임(161)의 2개의 측면에 각각 장착되고, 상부 편평 판(54)의 2개의 단부들이 안내 막대(52)를 통해서 2개의 하향-프레싱 실린더(51)의 막대-단부들에 각각 연결된다. 상부 몰드(53)는 상부 편평 판(54)의 하단부에 고정되고, 하부 편평 판(55)은 상부 몰드(53) 바로 아래에서 지지 프레임(161)에 장착된다. 상부 몰드(53)는 고주파 발생기(56)에 의해서 전력을 공급 받는다(powered).
예시적인 인장 구조물 융합 메커니즘(5)은 이하의 방법에 따라 동작된다.
제1 단계(FS1)에서, 하단 몰드(13)는 하단 용접 스트립 재료(1034a/1036a)를 하단 스트립 메커니즘(4)으로부터 그리고 상단 용접 스트립 재료(1034b/1036b)를 상단 스트립 메커니즘(10)(도 5)로부터 인장 구조물 융합 메커니즘(5)으로 이송한다.
제2 단계(FS2)에서, 인장 구조물 융합 메커니즘(5)은 인장 구조물(1031)(도 5)과 결합된다. 하향-프레싱 실린더들(51)은, 양 측면에서, 후퇴되고, 이는 상부 편평 판(54)을 안내 막대(52)를 따라 아래쪽으로 이동시킨다. 상부 몰드(53)는 상부 편평 판(54)과 함께 하향 이동되고 상단 용접 스트립 재료(1034b/1036b)와 접촉된다. 하단 몰드(13)는 하부 편평 판(55)에 의해서 지지된다.
제3 단계(FS3)에서, 인장 구조물 융합 메커니즘(5)이 동작되어 인장 구조물(1031)(도 5)을 용접한다. 고주파 발생기(56)가 활성화되고, 하단 몰드(13)에 대한 고주파 용접을 위해서 고주파 신호가 상부 몰드(53)에 입력된다. 상부 몰드(53)는 하단 용접 스트립 재료(1034a)를 상응하는 상단 용접 스트립 재료(1034b)에 용접하고, 그에 의해서 상부 용접 스트립 쌍(1034a/1034b)을 형성하고, 하단 용접 스트립 재료(1036a)를 상응하는 상단 용접 스트립 재료(1036b)에 용접하고, 그에 의해서 하부 용접 스트립 쌍(1036a/1036b)을 형성하며, 스트랜드(1032)가 그 사이에 포획된다.
제4 단계(FS4)에서, 인장 구조물 융합 메커니즘(5)이 다음 사이클을 위해서 리셋된다. 하향-프레싱 실린더(51)가 연장되어 상부 편평 판(54) 및 상부 몰드(53)를 상승시킨다. 이어서, 하단 몰드(13)가 하류로 이동되고, 전술한 단계(FS1 내지 FS4)가 다음 사이클 중에 반복된다.
다시 도 8 및 도 9를 참조하면, 인장 구조물 절단 메커니즘(8)은 절단 프레임(81), 절단 상향-프레싱 실린더(82), 절단 하향-프레싱 실린더(83), 원형 블레이드(84), 절단 리미트 스위치(85), 절단 빔(86), 절단 모터(87), 및 상향-프레싱 판(88)을 포함한다. 절단 프레임(81)은 프레임(12)(도 3)에 장착되고, 절단 상향-프레싱 실린더(82)의 실린더-단부가 절단 프레임(81)에 고정된다. 상향-프레싱 판(88)이 절단 상향-프레싱 실린더(82)의 막대-단부에 고정되고 수직으로 상하로 이동되어 하단 몰드(13)에 대해서 프레스한다. 절단 하향-프레싱 실린더(83)의 실린더-단부가 절단 프레임(81)에 고정되고, 절단 빔(86)은 절단 하향-프레싱 실린더(83)의 막대-단부에 고정되고 수직으로 상하로 이동될 수 있다. 절단 모터(87)는 절단 프레임(81)에 장착되고, 절단 모터(87)는 원형 블레이드(84)를 구동시키고 전달 메커니즘(미도시)을 통해서 절단 빔(86)을 따라서 이동시킨다. 각각의 절단 리미트 스위치(85)가 절단 빔(86)의 양 단부에 부착된다.
예시적인 인장 구조물 절단 메커니즘(8)은 이하의 방법에 따라 동작된다.
제1 단계(CS1)에서, 하단 몰드(13)는 인장 구조물(1031)의 용접 스트립 쌍(1034a/1034b 및 1036a/1036b)을 인장 구조물 융합 메커니즘(5)(도 5)으로부터 인장 구조물 절단 메커니즘(8)으로 이송한다.
제2 단계(CS2)에서, 인장 구조물 절단 메커니즘(8)은 인장 구조물(1031)(도 5)과 결합된다. 절단 상향-프레싱 실린더(82)가 연장되어, 상향-프레싱 판(88)을 하단 몰드(13)와의 지지 결합으로 상승시킨다. 절단 하향-프레싱 실린더(83)가 후퇴되어, 절단 빔(86)을 인장 구조물(1031)의 용접 스트립 쌍(1034a/1034b 및 1036a/1036b)과의 결합으로 하강시킨다.
제3 단계(CS3)에서, 인장 구조물 절단 메커니즘(8)은 인접한 인장 구조물(1031)(도 5)을 절단한다. 절단 모터(87)가 활성화되고, 이는, 원형 블레이드(84)를 구동시켜, 절단 모터(87)를 정지시키는 대향 리미트 스위치(85)에 도달할 때까지, 절단 빔(86)을 따라서 이동시킨다. 원형 블레이드(84)는 이러한 단계(CS3) 중에 하단 몰드(13)(도 7) 내의 슬릿(131)을 통해서 이동될 수 있다. 단계(CS3)의 절단 방향은 시스템을 통한 인장 구조물(1031)의 이동 방향에 수직일 수 있고 스트랜드(1032)의 방향에 수직일 수 있다. 단계(CS3) 후에, 하단 몰드(13) 상의 선행 용접 스트립 쌍(1034a/1034b)은 동일한 하단 몰드(13)(도 5) 상의 후행 용접 스트립 쌍(1036a'/1036b')으로부터 분리된다.
제4 단계(CS4)에서, 인장 구조물 절단 메커니즘(8)이 다음 사이클을 위해서 리셋된다. 절단 하향-프레싱 실린더(83)가 연장되어, 절단 빔(86)을 하단 몰드(13)로부터 상승시킨다. 절단 상향-프레싱 실린더(82)가 후퇴되어, 상향-프레싱 판(88)을 하단 몰드(13)로부터 해제한다. 절단 모터(87)는 또한 원형 블레이드(84)를 그 시작 위치로 복귀시킨다. 이어서, 하단 몰드(13)가 하류로 이동되고, 전술한 단계(CS1 내지 CS4)가 다음 사이클 중에 반복된다.
다음에 도 12 및 도 13을 참조하면, 예비조립체 수용 메커니즘(2)은 마감된-제품 프레임(201), 하나 이상의 클램프(2021)를 가지는 클램프 세트(202), 플랫폼 모터(203), 및 조작기(204)를 포함한다. 마감된-제품 프레임(201)이 프레임(12)(도 3)의 상단에 고정적으로 장착된다. 조작기(204)는 마감된-제품 프레임(201)에 고정적으로 장착되고 마감된-제품 프레임(201) 바로 위에 위치된다. 플랫폼 모터(203)는 마감된-제품 프레임(201)의 일 측면에 장착되고 전달 메커니즘(미도시)을 통해서 클램프 세트(202)에 동작 가능하게 커플링되어, 클램프 세트(202)를 마감된-제품 프레임(201)을 가로질러 나란히 이동시킨다. 조작기(204)는 수용 클램프 세트(2041), 이동 기부(2042), 병진운동 모터(2043), 이동 프레임(2044), 및 상승 모터(2045)를 포함할 수 있다. 이동 기부(2042)는 마감된-제품 프레임(201) 바로 위에 장착되고, 이동 프레임(2044)은 이동 기부(2042)에 활주 가능하게 커플링된다. 병진운동 모터(2043)는 이동 기부(2042)에 장착되고 이동 프레임(2044)을 구동시켜 이동 기부(2042)에 대해서 나란히 병진운동시킨다. 상승 모터(2045)가 이동 기부(2042)에 장착되고 이동 프레임(2044)을 구동시켜 이동 기부(2042)에 대해서 상하로 이동시킨다. 수용 클램프 세트(2041)가 이동 프레임(2044)에 장착된다.
다음에 도 12 내지 도 14를 참조하면, 예비조립체 절단 메커니즘(11)은 2개의 마감된-제품 실린더(111), 원형 블레이드(112), 리미트 스위치(113), 마감된-제품 절단기 빔(114), 블레이드 모터(115), 및 절단 하단 빔(116)을 포함한다. 2개의 마감된-제품 실린더(111)의 실린더-단부들이 마감된-제품 프레임(201)의 양 측면에 각각 고정된다. 2개의 마감된-제품 실린더(111)의 상부의 막대-단부이 마감된-제품 절단기 빔(114)(도 14)의 2개의 단부에 각각 연결되고, 그에 따라, 마감된-제품 절단기 빔(114)은 마감된-제품 프레임(201)(도 13)의 내부 측면 상에 걸쳐진다. 블레이드 모터(115)가 마감된-제품 절단기 빔(114)에 활주 가능하게 커플링되고 마감된-제품 절단기 빔(114)을 따라서 전후로 이동될 수 있다. 블레이드(112)는 블레이드 모터(115)의 출력 샤프트에 고정적으로 장착된다. 각각의 리미트 스위치(113)가 마감된-제품 절단기 빔(114)의 양 단부에 장착된다. 절단 하단 빔(116)은 마감된-제품 절단기 빔(114) 바로 아래에서 마감된-제품 프레임(201)에 고정적으로 장착된다.
예시적인 예비조립체 수용 메커니즘(2) 및 예비조립체 절단 메커니즘(11)은 이하의 방법에 따라 동작한다.
제1 단계(FP1)에서, 클램프 세트(202)는 마감된 시트(100")(도 5)의 전방 단부를 클램핑한다. 클램프 세트(202)는 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 절단 빔(116) 부근에 배치되고, 클램프(2021)가 결합되어 마감된 시트(100")의 전방 단부를 유지한다.
제2 단계(FP2)에서, 클램프 세트(202)는 마감된 시트(100")(도 5)의 전방 부분을 마감된-제품 프레임(201)을 가로질러 당긴다. 플랫폼 모터(203)가 동작됨에 따라, 클램프 세트(202)는 도 12의 초기 위치로부터 중간 위치까지 좌측으로 이동된다. 마감된 시트(100")가 희망 길이에 도달할 때, 플랫폼 모터(203)가 중단된다.
제3 단계(FP3)에서, 예비조립체 절단 메커니즘(11)은 마감된 시트(100")를 희망 길이로 절단하고, 그에 의해서 전술한 예비조립체(100')를 형성한다. 마감된-제품 실린더(111)가 후퇴되고, 마감된-제품 절단기 빔(114)이 하강되어 마감된 시트(100")를 절단 하단 빔(116)에 대해서 프레스한다. 블레이드 모터(115)는 블레이드(112)를 구동시켜, 블레이드 모터(115)를 정지시키는 대향 리미트 스위치(113)와 만날 때까지, 마감된 시트(100")를 가로질러 이동시키고 절단한다. 단계(FP3)의 절단 방향은 시스템을 통한 마감된 시트(100")의 이동 방향에 수직일 수 있고 스트랜드(1032)의 방향에 수직일 수 있다.
제4 단계(FP4)에서, 예비조립체 절단 메커니즘(11)이 다음 사이클을 위해서 리셋된다. 마감된-제품 실린더(111)가 연장되고, 마감된-제품 절단기 빔(114)이 시작 위치까지 상승되어 다음의 마감된 시트(100")를 위해서 대기한다.
제5 단계(FP5)에서, 클램프 세트(202)는 예비조립체(100')의 절단된 후방 단부를 마감된-제품 프레임(201) 상으로 계속 당긴다. 예비조립체(100')가 마감된-제품 프레임(201) 상의 제 위치에 위치되면, 클램프 세트(202)의 클램프(2021)가 예비조립체(100')를 해제할 수 있고 도 12에서 좌측으로 해제 위치까지 짧은 거리로 계속 이동될 수 있고, 그에 의해서 클램프 세트(202)를 예비조립체(100')로부터 분리한다. 이어서, 플랫폼 모터(203)는 클램프 세트(202)를, 다음 사이클을 시작하기 위한, 절단 하단 빔(116) 부근의 단계(FP1)의 초기 위치로 복귀시킨다.
제6 단계(FP6)에서, 조작기(204)는 예비조립체(100')를 마감된-제품 프레임(201)으로부터 다른 위치(예를 들어, 저장 컨테이너, 파레트)로 이동시킨다. 상승 모터(2045)가 동작되어, 이동 기부(2042)를 예비조립체(100')를 향해서 하강시킨다. 이어서, 수용 클램프 세트(2041)가 동작되어 예비조립체(100')를 클램핑한다. 다음에, 상승 모터(2045)가 동작되어, 이동 기부(2042)를 상승시키고 예비조립체(100')를 상승시킨다. 이어서, 병진운동 모터(2043)가 동작되어 이동 기부(2042)를 수평으로, 프레임(12)(도 3)으로부터 이격된 다른 위치로 이동시킨다. 마지막으로, 수용 클램프 세트(2041)가 해제되어 예비조립체(100')를 다른 위치에 배치한다. 이어서, 조작기(204)는 그 초기 위치로 복귀되어 다음 예비조립체(100')를 위해서 대기한다.
3. 제2 실시예(도 15 내지 도 17)
도 15는 도 1의 팽창 가능 제품(100)에서 사용하기 위한, 제2의 예시적인 인장 구조물(300), 구체적으로 인장 구조물(2031)을 개시한다. 예시적인 인장 구조물(2031)은, 인접한 스트랜드들 사이에서 공간 또는 소공(2038)을 가지는, 메시 재료(2032) 형태의 상호 직조된(interwoven) 스트랜드를 포함한다. 메시 재료(2032)는 적어도 하나의 상부 용접 스트립(2034) 및 적어도 하나의 하부 용접 스트립(2036)에 커플링된다. 예시적인 실시예에 따라, 메시 재료(2032), 메시 재료(2032)의 대향 측면들 상에 배치된, 상부 용접 스트립(2034a/2034b)의 쌍과 하부 용접 스트립(2036a/2036b)의 쌍 사이에 개재된다. 그러나, 메시 재료(2032)의 하나의 측면에만 각각 배치되는, 하나의 상부 용접 스트립(2034) 및 하나의 하부 용접 스트립(2036)을 이용하는 또한 본 개시내용의 범위에 포함된다. 상호 직조된 스트랜드를 가지는 인장 구조물에 관한 부가적인 정보가 전술한 국제 공개 제WO 2013/130117호 및 제WO 2015/010058호에서 개시되어 있다.
다음에 도 16 및 도 17을 참조하면, 적어도 도 1의 팽창 가능 제품(100)의 예비조립체(100'), 구체적으로 상부 및 하부 시트(101, 102), 및 팽창 가능 제품(100)의 인장 구조물(2031)을 제조하기 위한 자동화된 시스템 및 방법이 제공된다. 도 16 및 도 17의 시스템 및 방법은, 본원에서 설명된 바와 같은 것을 제외하고, 도 3 및 도 5의 전술한 시스템 및 방법과 유사하다. 구체적으로, 메시 공급원(1')이 도 3 및 도 5의 스트랜드 공급원(1)을 대체할 수 있고, 메시 프레싱 메커니즘(3')이 도 3 및 도 5의 스트랜드 프레싱 메커니즘(3)을 대체할 수 있다.
4. 제3 실시예(도 18 내지 도 20)
도 18은 도 1의 팽창 가능 제품(100)에서 사용하기 위한, 제3의 예시적인 인장 구조물(300), 구체적으로 인장 구조물(3031)을 개시한다. 예시적인 인장 구조물(3031)은 적어도 하나의 용접 시트(3040)를 포함한다. 인장 구조물(3031)은 부가적인 층(미도시), 예를 들어 평행하거나 직조된 스트랜드가 사이에 배치된 제2 용접 시트를 포함할 수 있다. 용접 시트(3040)는 복수의 개구(3042)를 형성할 수 있다.
도 18의 인장 구조물(3031)은, 용접 시트(3040)의 상부 단부를 상부 시트(101)에 그리고 용접 시트(3040)의 하부 단부를 하부 시트(102)에 용접하는 것에 의해서, 도 1의 팽창 가능 제품(100) 내로 통합될 수 있다. 상부 및 하부 시트(101, 102) 그리고 용접 시트(3040)는, 그 사이에서 강하고 오래 지속되는 용접을 촉진하기 위해서, 부분적으로 또는 전체적으로 용접 가능 플라스틱(예를 들어, PVC)으로 구성된다. 인장 구조물(3031)에 관한 부가적인 정보가 전술한 국제 공개 제WO 2013/130117호에서 개시되어 있다.
다음에 도 19 및 도 20을 참조하면, 적어도 도 1의 팽창 가능 제품(100)의 예비조립체(100'), 구체적으로 상부 및 하부 시트(101, 102), 및 팽창 가능 제품(100)의 인장 구조물(3031)을 제조하기 위한 자동화된 시스템 및 방법이 제공된다. 도 19 및 도 20의 시스템 및 방법은, 본원에서 설명된 바와 같은 것을 제외하고, 도 3 및 도 5의 전술한 시스템 및 방법과 유사하다. 구체적으로, 시트 공급원(1")은, 도 3 및 도 5의 스트랜드 공급원(1), 하단 스트립 메커니즘(4), 스트랜드 프레싱 메커니즘(3), 및 상단 스트립 메커니즘(10)을 대체할 수 있다. 펀칭 메커니즘(5')이 인장 구조물 융합 메커니즘(5) 및 인장 구조물 길이 조정 메커니즘(6)을 대체할 수 있다. 펀칭 메커니즘(5')은 용접 시트(3040) 내에 개구(3042)를 형성하도록 구성된 복수의 다이(미도시)를 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 빗살형 하단 몰드(14), 빗살형 하단 몰드 상승 메커니즘(19), 빗살형 하단 몰드 하강 메커니즘(20), 및 빗살형 하단 몰드 이송 메커니즘(21)이 생략될 수 있다.
예시적인 설계를 가지는 것으로 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 이러한 개시내용의 사상 및 범위 내에서 더 변경될 수 있다. 그에 따라, 본원은, 본 발명의 일반적인 원리를 이용한 본 발명의 임의의 변경예, 용도, 또는 적응예를 포함할 것이다. 또한, 본원은, 본 발명이 관련된 분야에서 알려져 있거나 일반적인 실무에서와 같이 본 개시내용의 변경을 포함할 수 있고, 이는 첨부된 청구항의 범위 내에 포함된다.

Claims (20)

  1. 제1 시트 및 제2 시트를 포함하는 팽창 가능 제품을 제조하기 위한 자동화된 시스템이며:
    컨베이어;
    컨베이어에 커플링된 그리고 제1 인장 구조물의 선행 단부를 지지하도록 구성된 제1 몰드;
    컨베이어에 커플링된 그리고 제1 인장 구조물의 후행 단부 및 제2 인장 구조물의 선행 단부를 지지하도록 구성된 제2 몰드;
    컨베이어에 커플링된 그리고 제2 인장 구조물의 후행 단부를 지지하도록 구성된 제3 몰드;
    제1 시트를, 제1 몰드가 제1 용접기와 정렬될 때, 제1 인장 구조물의 선행 단부에 용접하도록 그리고, 제2 몰드가 제1 용접기와 정렬될 때, 제2 인장 구조물의 선행 단부에 용접하도록 구성된 제1 용접기; 및
    제2 시트를, 제2 몰드가 제2 용접기와 정렬될 때, 제1 인장 구조물의 후행 단부에 용접하도록 그리고, 제3 몰드가 제2 용접기와 정렬될 때, 제2 인장 구조물의 후행 단부에 용접하도록 구성된 제2 용접기를 포함하는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    제2 인장 구조물의 선행 단부와 접촉하지 않고 제1 인장 구조물의 후행 단부와 접촉되도록, 제2 용접기의 크기가 결정되는, 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    제1 및 제2 용접기의 상류에 배치된 블레이드를 더 포함하고, 블레이드는 제1 인장 구조물의 후행 단부를 제2 인장 구조물의 선행 단부로부터 분리하도록 구성되는, 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    제1, 제2 및 제3 몰드의 각각은:
    상응하는 인장 구조물의 단부를 지지하도록 구성된 전반적으로 편평한 상부 표면;
    블레이드를 수용하도록 구성된 상부 표면 내의 슬릿; 및
    상응하는 인장 구조물의 단부를 상부 표면 상에서 유지하기 위해서 상부 표면으로부터 위쪽으로 연장되는 적어도 하나의 치형부를 포함하는, 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    적어도 하나의 치형부는 제1 및 제2 시트와의 접촉을 피하기 위해서 제1 및 제2 용접기의 상류의 상부 표면에 대해서 이동 가능한, 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    제1 및 제2 인장 구조물의 각각은, 복수의 스트랜드 사이에서 적어도 하나의 공간을 가지고, 선행 단부와 후행 단부 사이에서 연장되는 복수의 스트랜드를 포함하고; 그리고
    적어도 하나의 치형부는 복수의 스트랜드 사이의 적어도 하나의 공간 내로 연장되는, 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    제1 및 제2 용접기의 하류에 배치된 블레이드를 더 포함하고, 블레이드는, 제1 및 제2 인장 구조물이 동일한 팽창 가능 제품의 일부가 되도록, 제1 및 제2 인장 구조물 이후에 제1 및 제2 시트를 절단하도록 구성되는, 시스템.
  8. 제1항에 따른 시스템에 의해 수행되는, 팽창 가능 제품을 제조하기 위한 자동화된 방법이며:
    제1 인장 구조물의 선행 단부를 제1 용접기 및 제1 시트와 정렬시키는 단계;
    제1 인장 구조물의 후행 단부를 제2 용접기 및 제2 시트와 정렬시키는 단계; 및
    제1 및 제2 용접기를 동시에 동작시키는 것에 의해서 제1 인장 구조물의 선행 단부를 제1 시트에 그리고 제1 인장 구조물의 후행 단부를 제2 시트에 동시에 용접하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    제1 시트를 제1 방향으로 제1 용접기로 이송하는 단계; 및
    제2 시트를 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 제2 용접기로 이송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    제1 및 제2 시트 그리고 제1 인장 구조물을 제1 및 제2 방향에 수직인 제3 방향으로 제1 용접기와 제2 용접기 사이에서 이송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    제2 인장 구조물을 제조하는 단계; 및
    제1 및 제2 인장 구조물을 절단하여 제1 인장 구조물의 후행 단부를 제2 인장 구조물의 선행 단부로부터 분리하는 단계를 더 포함하고;
    용접 단계 중에 제1 인장 구조물의 후행 단부는 제2 인장 구조물의 선행 단부에 인접하여 배치되는, 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    용접 단계 후에 제1 및 제2 시트를 절단하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    제1 인장 구조물과 직렬로 제2 인장 구조물을 제조하는 단계;
    제2 인장 구조물을 제1 및 제2 시트에 용접하는 단계;
    제2 인장 구조물과 직렬로 제3 인장 구조물을 제조하는 단계;
    제3 인장 구조물을 제1 및 제2 시트에 용접하는 단계; 및
    제2 및 제3 인장 구조물 사이에서 제1 시트 및 제2 시트를 절단하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    제1 용접기는 수직으로 배열되고;
    제2 용접기는 수직으로 배열되며; 그리고
    제1 인장 구조물은 용접 단계 중에 제1 용접기와 제2 용접기 사이에서 전반적으로 수평으로 배열되는, 방법.
  15. 제8항에 있어서,
    제1 인장 구조물은 용접 단계 전에 수평으로 이동되고, 용접 단계 후에 수직으로 이동되는, 방법.
  16. 제8항에 있어서,
    복수의 스트랜드를 사이에 포획한 상태에서, 용접 스트립의 제1 쌍을 제1 인장 구조물의 선행 단부에서 함께 용접하는 단계; 및
    복수의 스트랜드를 사이에 포획한 상태에서, 용접 스트립의 제2 쌍을 제1 인장 구조물의 후행 단부에서 함께 용접하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    용접 스트립의 제1 쌍의 용접 후에 그리고 용접 스트립의 제2 쌍의 용접 전에, 용접 스트립의 제1 쌍과 제2 쌍 사이의 복수의 스트랜드의 길이를 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    적어도, 선행 단부 및 후행 단부를 가지는 제1 인장 구조물 및 선행 단부 및 후행 단부를 가지는 제2 인장 구조물을 제조하도록 구성된 인장 구조물 제조 하위시스템으로서, 제1 인장 구조물의 후행 단부를 제2 인장 구조물의 선행 단부로부터 분리하도록 구성된 제1 블레이드를 포함하는, 인장 구조물 제조 하위시스템; 및
    인장 구조물 제조 하위시스템과 연통하는 그리고 제1 및 제2 인장 구조물의 선행 단부를 제1 시트에 그리고 제1 및 제2 인장 구조물의 후행 단부를 제2 시트에 커플링시키도록 구성된 예비조립체 제조 하위시스템으로서, 제1 및 제2 인장 구조물 이후에 제1 및 제2 시트를 절단하도록 구성된 제2 블레이드를 포함하는, 예비조립체 제조 하위시스템을 추가로 포함하는, 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    인장 구조물 제조 하위시스템은 예비조립체 제조 하위시스템과 동시에 동작되는, 시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    제2 인장 구조물은 제1 블레이드와 정렬되는 동안, 제1 인장 구조물은 제1 및 제2 시트에 커플링되는, 시스템.
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