KR20100054140A - 스트래핑 기계용 자가 에너지 공급 그리퍼 - Google Patents

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Abstract

자가 에너지 그리퍼(12)는 단단한 표면(42)을 포함하는 스트래핑 기계(10)에 사용하도록 구성되며, 상기 단단한 표면을 따라 스트래핑 물질(5)은 횡단하고, 상기 단단한 표면에 대해 스트래핑 물질은 클램핑된다. 자가 에너지 공급 그리퍼(12)는 선회 운동을 위해 각 제 1 단부에서 스트래핑 기계(10)에 장착된 제 1 링크(38) 및 제 2 링크(40)와, 각각의 제 1 링크(38) 및 제 2 링크(40)의 각각의 제 2 단부(48, 50)에 선회가능하게 장착된 그리핑 요소(34)를 포함한다. 그리핑 요소는 실질적으로 평평한 그리핑 요소 표면(36)을 포함한다. 제 1 링크(38) 및 제 2 링크(40)는 단단한 표면(42)쪽으로 그리고 단단한 표면으로부터 멀어지는 아치형 경로를 따라 그리핑 요소의 선회 운동을 위해 그리핑 요소(34)에 장착되고, 그리핑 요소(34) 표면은, 그리핑 요소가 개방된 그리퍼 위치와 차단된 그리퍼 위치 사이에서 호를 따라 이동할 때 평행하게 남아있다.

Description

스트래핑 기계용 자가 에너지 공급 그리퍼{SELF-ENERGIZING GRIPPER FOR STRAPPING MACHINE}
본 발명은 스트래핑 기계용 그리퍼(gripper)에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 플라스틱 스트래핑 물질을 위해 스트래핑 기계의 스트래핑 헤드에 사용하기 위한 그리퍼에 관한 것이다.
스트래핑 기계는 종래 기술에 잘 알려져 있다. 2가지 유형의 원리의 스트래핑 기계, 즉 수동 및 자동의 테이블-탑(table-top) 또는 독립형 기계가 있다. 스트래핑 기계는 일반적으로 플라스틱 또는 금속(스틸) 스트래핑 중 어느 하나와 사용하도록 설계된다. 이들 기계는 화물(load)을 묶거나 고정시키기 위해 화물 주위에 스트랩을 위치시키고, 응력을 가하고(tension) 밀봉한다.
기존의 스트래핑 기계는 전체 기계를 위한 프레임형 지지부와, 예를 들어 화물을 지지하기 위한 작업 영역과, 화물 주위에 스트랩을 공급하고, 응력을 가하기 이전에 스트랩을 후퇴시키기 위한 공급 헤드와, 스트랩이 화물 주위에 공급되는 슈트(chute)와, 스트랩을 자신에게 고정시키기 위한 스트래핑 헤드와, 스트랩 물질을 스트래핑 헤드에 분배하기 위한 하나 이상의 분배기를 포함한다.
플라스틱 스트래핑 기계에서, 스트래핑 헤드는 다수의 기능을 수행한다. 먼저, 스트래핑 헤드로 복귀할 때 스트랩의 자유단(단부 그립)을 클램핑(clamps) 또는 그리핑한다. 다음으로, 후퇴에 뒤이어 그리고 스트랩에 응력을 가하는 동안(응력 그립) 스트랩의 후단(trailing) 단부를 클램핑하거나 그리핑한다. 그런 후에, (기계로부터 스트랩된 화물을 제거하도록 하기 위해) 밀봉된 스트랩을 공급측 또는 분배기측으로부터 절단하고, 스트래핑의 중첩된 경로(course)를 함께 밀봉할 때, 스트랩 루프(루프 그리퍼)의 반대편 또는 내측 상에서 다시 스트랩을{스트랩의 경로 모두} 그리핑한다.
하나 이상의 그리퍼는 자가 작동 유형일 수 있다. 즉, 가해진(예를 들어, 실린더-제공된) 힘에 의존하기 보다, 스트랩의 이동은 선회 그리퍼 요소가 스트랩과 더 많이(더 높은 힘) 접촉하도록 한다. 이러한 알려진 자가-에너지 공급 그리퍼는 그리핑 표면과 클램핑 표면 사이에 스트랩을 포획(capture)하기 위해 비대칭 굴곡진 그리핑 표면을 갖는 단일 선회의 로브형(lobed) 요소를 이용한다.
이러한 자가 에너지 공급 그리퍼가 스트랩을 고정하도록 잘 작용하더라도, 결점이 있다. 먼저, 그리퍼 요소 선회부가 그리핑 표면에 가까이 있기 때문에, 그리퍼는 스트랩 두께에 민감하다. 예를 들어, 더 두꺼운 스트랩은 접촉각을 증가시켜, 그리퍼가 적절히 자가 에너지 공급되지 않을 수 있다. 이는 선회 위치(축)가 상이한 스트랩 게이지에 대해 조정되도록 하는 것을 요구한다.
더욱이, 그리핑 표면이 굴곡지기 때문에, 그리퍼와 스트랩 사이의 접촉 영역은 작다. 이것은 스트랩이 변형되는 결과를 야기할 수 있는데, 이는 다음 스트래핑 사이클 동안 스트랩의 재공급에 영향을 줄 수 있다.
그리핑 표면과 스트랩 사이의 접촉 영역을 증가시키려는 노력은 표면에서의 굴곡을 형성함에 의해 클램핑 표면의 영역을 증가시키는 것을 포함하지만, 그러한 노력이 종래의 그리퍼의 결점과 동일한 결점, 즉 스트랩 두께 및 스트랩 변형에 대한 민감도를 보여준다는 것을 알게 되었다.
따라서, 스트랩 게이지에서의 변동에 의한 악영향을 받지 않는 자가 에너지 공급 그리퍼가 필요하다. 바람직하게, 그러한 자가 에너지 공급 그리퍼는 매우 두꺼운 스트랩을 틀림없이 그리핑할 것이다. 더 바람직하게, 스트랩을 고정시키기 위해 작은 접촉 영역에 의존하지 않는다. 여전히 더 바람직하게, 그러한 그리퍼는 스트랩을 그리핑할 때 스트랩을 변형시키지 않는다.
자가 에너지 공급 그리퍼는 단단한 표면을 갖는 스트래핑 기계에 사용되는데, 이러한 단단한 표면을 따라 스트랩 물질은 횡단하고, 단단한 표면에 대해 스트랩 물질이 클램핑된다. 그리퍼는 선회 운동을 위해 각각의 제 1 단부에서 스트래핑 기계에 장착된 제 1 및 제 2 링크와, 각각의 제 1 및 제 2 링크의 각각의 제 2 단부에 선회가능하게 장착된 그리핑 요소를 포함한다. 그리핑 요소는 실질적으로 평평한 그리핑 요소 표면을 갖는다.
제 1 및 제 2 링크는 단단한 표면쪽으로 그리고 이 표면으로부터 멀어지는 아치형 경로를 따라 그리핑 요소의 선회 운동을 위해 그리핑 요소에 장착된다. 그리핑 요소가 개방된 그리핑 위치와 차단된 그리핑 위치 사이에서 호를 따라 이동할 때 그리핑 요소 표면은 평행하게 남아있다.
자가 에너지 공급 그리퍼는 스트랩 게이지에서의 변동에 의해 악영향을 받지 않고, 이와 같이 매우 두껍거나 매우 얇은 스트랩을 그리핑하도록 할 것이다. 그리퍼는 스트랩을 고정시키기 위해 비교적 더 큰 접촉 영역을 이용한다. 그리퍼가 평평한 접촉 또는 그리퍼 표면을 갖기 때문에, 그리퍼는 스트랩을 그리핑할 때 스트랩을 변형시키지 않는다.
본 그리퍼는 그리핑 요소가 차단된 그리퍼 위치로 가도록 하기 위해 링크에 동작가능하게 연결된 편향 요소를 포함한다. 바람직하게, 링크는 서로 평행하게 장착되고, 그리핑 요소 표면은 실질적으로 평평하다. 캠(cam) 요소는 링크들 중 하나에 장착될 수 있어서, 캠과의 접촉은 그리핑 요소가 개방된 그리퍼 위치로 가도록 한다.
평행사변형 링크 장치(arrangement)는, 각 링크의 축이 단단한 표면과 일정 각도를 형성하고, 단단한 표면쪽으로 그리고 이 표면으로부터 멀어지는 아치형 경로를 따른 그리핑 요소의 이동이 90도 미만의 각도를 이루고 그리핑 요소 표면을 단단한 표면과 평행하게 유지하도록 구성된다.
본 발명의 이들 및 다른 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련하여 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 이점 및 장점은 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면을 검토한 후에 당업자에게 더 쉽게 명백해질 것이다.
자가 에너지 공급 그리퍼는 스트랩 게이지에서의 변동에 의한 악영향을 받지 않는다. 그리퍼가 평평한 접촉 또는 그리퍼 표면을 갖기 때문에, 그리퍼는 스트랩을 그리핑할 때 스트랩을 변형시키지 않는다.
도 1은 본 발명의 원리로 구현된 자가 에너지 공급 그리퍼를 갖는 오버헤드 스트래핑 기계의 정면도.
도 2a 및 도 2b는 각각 차단된 그리퍼 상태 및 개방된 그리퍼 상태에서의 자가 에너지 공급 그리퍼의 부분을 확대한 도면.
도 3은 개방된 상태에서의 그리퍼를 보여주는 스트래퍼를 도시한 도면.
도 4는 차단된 상태에서의 그리퍼를 보여주는 스트래퍼를 도시한 도면.
본 발명이 다양한 형태의 실시예를 허용하지만, 본 개시가 본 발명의 예시로서 고려되고, 본 발명을 예시된 특정한 실시예에 한정하도록 의도되지 않는다는 이해를 통해 바람직한 본 실시예가 도면에 도시되고 이후에 설명될 것이다.
본 명세서의 이 섹션의 명칭, 즉 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용"이 미국 특허청의 요건에 관련되고, 본 명세서에 개시된 주제를 한정하도록 의미하거나 암시되어서는 안된다는 것이 추가로 이해되어야 한다.
이제 도면, 특히 도 1을 참조하면, 본 발명의 원리를 구현하는 자가 에너지 공급 그리퍼(12)를 갖는 스트래핑 기계(10)가 도시된다. 스트래퍼(10)는 일반적으로 프레임(14)과, 스트랩 슈트(16)와, 밀봉 헤드 또는 모듈(18)과, 공급 또는 구동 헤드(또는 모듈)(20)와, 스트랩 분배기(22)를 포함한다. 예시된 바와 같이, 분배기(22) 및 공급 헤드(20)는 개별적으로 (일반적으로 근처에) 위치될 수 있어서, 필요시 분배기(22){예를 들어 재적재 스트랩 릴(R)} 및 공급 헤드(20) 상의 유지보수를 용이하게 한다. 스트랩될 패키지(P)는 슈트(16) 내에 위치한다. 패키지는 슈트(16) 내에 맞는 임의의 크기를 가질 수 있다.
밀봉기 모듈(18)은 다수의 그리퍼를 갖는다. 예를 들어, 단부 그립(24)은 스트랩 헤드(18)로 복귀할 때 스트랩(S)의 자유단(F)을 클램핑한다. 응력 그립(26)은 후퇴에 뒤이어 그리고 스트랩에 응력을 가하는 동안 스트랩의 후단 단부(T)를 클램핑하고, 루프 그립(28)은, 밀봉된 스트랩 루프(L)가 공급측 또는 분배기(22) 측으로부터 절단되고 밀봉(스트래핑의 중첩 경로를 함께 밀봉)이 형성될 때, 스트랩 루프(L)의 반대편 또는 내측 상에 스트랩의 양쪽 경로를 클램핑한다.
몇몇 그리퍼는 스트랩을 클램핑하는데 필요한 전체 힘을 가하기 위해 기계적 또는 전자-기계적 요소에 의해 작동된다. 예를 들어, 실린더 또는 캠 요소(30)는 스트랩(S) 상에서 아래로 클램핑하는 그리퍼 요소{예를 들어 루프 그립(28)} 상에 힘을 가할 수 있다. 다른 그리퍼는, 스트랩(S)의 응력이 그리퍼를 더 타이트하게 조이는 자가 에너지 공급 유형일 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 자가 에너지 공급 그리퍼(12)(각각, 차단된 상태 및 개방 상태로 도시됨)는 비교적 크고, 평평하거나, 비교적 평평한 그리핑 헤드 표면(36)을 갖는 그리핑 요소(34)를 이용한다. 요소(34)는, 그리핑 요소(34)와 플래튼(platen) 또는 앤빌(anvil)(42) 사이에 통과하는 스트랩(S)과의 맞물림 안으로 그리고 밖으로 선회 운동을 위해 다수의(바람직하게 2개의) 선회 링크(38, 40)에 의해 장착된다. 플래튼(42)은 단단하고, 평평하거나 실질적으로 평평한 표면이며, 이 표면을 따라 스트랩(S)은 밀봉 헤드(18)쪽으로 횡단한다.
선회 링크(38, 40)는 각각의 선회 위치(44, 46)에서 {스트래퍼(10)쪽으로} 고정되고(하지만 선회 운동을 위해 장착되고), 48, 50으로 표시된 선회 링크의 대항 단부에서 그리핑 요소(34)에 선회가능하게 장착된다. 링크(38, 40)는 평행하고(예를 들어, A38 및 A40은 평행함) 동일한 길이{예를 들어, 각각의 선회부(44/48 및 46/50) 사이의 d38 및 d40}이고, 이와 같이, 그리핑 요소(34)가 선회 또는 아치 운동으로 이동하지만, 그리핑 헤드 표면(36)은, 그리핑 요소(34)가 개방된 및 차단된 그리퍼 위치(각각 도 3 및 도 4) 사이에서 이동하거나 선회할 때 플래튼(42) 표면에 평행하게 남아있다. 이러한 평행사변형 링크 구조는 요소(34)를 스트래핑 기계(10)에 장착하기 위한 수단을 제공하여, 요소(34)는 스트랩(S)과의 접촉 안으로 그리고 밖으로 선회하지만, 접촉 표면(36)은 접촉 영역(일반적으로 52로 표시됨)을 극대화시키기 위해 스트랩(S)에 평행하게 남아있게 된다. 링크(38, 40){ 및 이에 따라 요소(34)}가 선회하는 각도(
Figure pct00001
)는 예각, 즉 90도 미만이다.
그리핑 헤드 표면(36)이 평평하거나 비교적 평평하기 때문에, 그리핑 헤드 표면(36)과 스트랩(S) 사이의 접촉 영역(52)은 알려진 단일 선회 그리퍼보다 실질적으로 더 크다. 따라서, 그리핑 헤드 표면(36)이 스트랩(S)과 접촉할 때 그리퍼(12)가 스트랩(S)을 변형시킬 기회는 적다. 더욱이, 평평한 그리핑 헤드 표면(36)은, 부분적으로 평평한 표면(36) 때문이지만, 또한 고정된 선회축(44, 46)과 그리핑 헤드 표면(36) 사이의 증가된 거리(d38, d40) 때문에, 스트랩 두께 또는 게이지(ts)에서의 변동에 실질적으로 적게 민감하다. 이것은 또한 비교적 큰 접촉각(β)을 제공한다. 본 그리핑 헤드 표면(36)은 표면(36)에서의 다이아몬드-패턴을 형성함으로써 텍스처링(textured)되거나 울퉁불퉁하게(roughened) 된다.
그리핑 요소(34)는 예시된 코일 스프링(54)과 같은 편향 요소에 의해 스트랩(S)을 향해 접촉하도록 힘을 받는다. 스프링(54)은 그리핑 요소(34)와 스트랩(S) 사이의 상당한 접촉력을 제공하기보다는 그리핑 헤드 요소(34)를 스트랩(S)과 접촉시키도록 의도된다. 스프링(54)은 이동 그리퍼(12)에 대해 고정되는 위치(56으로 표시됨)에서 기계(10)에 장착된다. 스프링(54)은 요소(34)를 스트랩(S) 및 플래튼(42)과 접촉시키기 위해 링크(38)의 측면 상에서 링크들 중 하나{외부 링크(38)}와 접촉한다.
본 그리퍼(12)에서, 그리퍼(12)에 대한 해제 기능은 2가지 방식으로 제공된다. 먼저, 그리핑 요소(34) 및 선회 링크(38, 40)의 선회 장치로 인해, 그리핑 방향의 반대 방향(58로 표시된 방향)으로 스트랩(S)의 이동은, 다시 그리퍼(12)를 "개방"하는(도 3) 플래튼(42)으로부터 멀어지게 그리핑 요소(34)를 선회시킨다. 더욱이, 대항 링크{내부 링크(40)}는 이에 장착된 캠 요소(60)를 포함한다. 캠(60)은, 캠(60)에 가해진 힘(62에서 화살표로 표시됨)이 그리퍼(12)를 개방시키기 위해 요소(34){ 및 링크(38, 40)}가 선회하도록 배치된다. 양쪽의 경우에, 그리퍼(12)를 개방시키기 위한 그리핑 요소(34)의 이동은 스프링(54) 힘에 대항한다. 캠(60)의 접촉 및 이동은 캠(60) 및 분리(release) 요소의 상대적인 이동, 또는 스트래핑 헤드 및/또는 응력 받는 조립체의 이동에 의해 달성될 수 있어서, 캠(60)은 스트래핑 기계(10) 상의 (상대적으로) 고정된 요소{도 3에서 표면(64)을 참조}와 접촉하게 된다.
기존의 스트래핑 사이클에서, 스트래핑 물질(S)의 자유단(F)이 단부 그리퍼(24)에서 클램핑되었고, 응력이 {물질을 그리핑하는 동안 스트래핑 헤드(18)로부터 멀리 떠러이는 응력 그리퍼(12)(조립체)의 이동에 의해} 스트랩에서 끌어당겨진 후에, 스프링(54)의 힘은 스트랩 응력 그리퍼(12)를 스트랩(S)과 접촉시키고, 스트랩에서의 응력(힘)은 응력 그리핑 요소(34)를 플래튼(42)쪽으로 가도록 한다(끌어당긴다)(예를 들어 그리퍼는 자가 에너지 공급된다). 스트랩(S) 상에 가해진 응력이 더 커질수록, 그리퍼(12)를 "차단"하는 힘도 더 커진다. 일단 사이클이 완료되고 응력 그리퍼(12)가 개방되면, 응력 그리퍼 분리 캠(60)과 분리 요소 또는 다른 (상대적으로) 고정된 요소(64) 사이의 접촉은 그리퍼(12)를 개방시킨다.
본 명세서에 언급된 모든 특허는 본 개시의 본문 내에서 특별하게 언급되지 않았더라도 참고용으로 본 명세서에 병합된다.
본 개시에서, 단수 요소는 단수 및 복수 요소 모두를 포함하도록 취해진다. 이와 대조적으로, 복수의 항목에 대한 임의의 참조는 적절한 경우 단일 항목을 포함한다.
이전 설명으로부터, 다수의 변형 및 변경이 본 발명의 새로운 개념의 진정한 사상 및 범주에서 벗어나지 않고도 달성될 수 있다는 것이 관찰될 것이다. 예시된 특정한 실시예에 대해 어떠한 한정도 의도되지 않거나 암시되지 않아야 한다는 것이 이해되어야 한다. 본 개시는 청구범위 내에 있는 모든 그러한 변형을 첨부된 청구항에 의해 포함하도록 의도된다.

Claims (16)

  1. 단단한 표면을 갖는 스트래핑 기계를 위한 자가 에너지 공급 그리퍼(self-energizing gripper)로서, 상기 단단한 표면을 따라 스트래핑 물질이 횡단하고, 상기 단단한 표면에 대해 스트래핑 물질이 클램핑되는, 자가 에너지 공급 그리퍼에 있어서,
    선회 운동을 위해 각각의 제 1 단부에서 스트래핑 기계에 장착된 제 1 및 제 2 링크와;
    각각의 제 1 및 제 2 링크의 각각의 제 2 단부에 선회가능하게 장착되고, 실질적으로 평평한 그리핑 요소 표면을 포함하는 그리핑 요소를
    포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 링크는 상기 단단한 표면쪽으로 그리고 상기 단단한 표면으로부터 멀어지는 아치형 경로를 따라 그리핑 요소의 선회 운동을 위해 그리핑 요소에 장착되고, 상기 그리핑 요소 표면은, 그리핑 요소가 개방된 그리퍼 위치와 차단된 그리퍼 위치 사이의 호를 따라 이동할 때 평행하게 남아있는, 자가 에너지 공급 그리퍼.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 그리핑 요소가 차단된 그리퍼 위치로 가도록 하기 위해 링크에 동작가능하게 연결된 편향 요소를 포함하는, 자가 에너지 공급 그리퍼.
  3. 제 2항에 있어서, 스프링은 링크들 중 하나에 장착되는, 자가 에너지 공급 그리퍼.
  4. 제 1항에 있어서, 링크들은 서로 평행하게 장착되는, 자가 에너지 공급 그리퍼.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 그리핑 요소 표면은 실질적으로 평평한, 자가 에너지 공급 그리퍼.
  6. 제 2항에 있어서, 링크들 중 하나에 장착된 캠(cam) 요소를 포함하고, 상기 캠과의 접촉은 그리핑 요소가 개방된 그리퍼 위치로 가도록 하는, 자가 에너지 공급 그리퍼.
  7. 제 4항에 있어서, 각 링크의 축은 단단한 표면과 일정 각도를 형성하고, 단단한 표면쪽으로 그리고 상기 단단한 표면으로부터 멀어지는 아치형 경로를 따라 그리핑 요소의 이동은 90도 미만의 각도를 이루는, 자가 에너지 공급 그리퍼.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 그리핑 요소 표면은 단단한 표면에 평행한, 자가 에너지 공급 그리퍼.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 그리핑 요소 표면은 텍스처링(textured)되는, 자가 에너지 공급 그리퍼.
  10. 단단한 표면을 갖는 스트래핑 기계를 위한 자가 에너지 공급 그리퍼로서, 상기 단단한 표면을 따라 스트래핑 물질이 횡단하고, 상기 단단한 표면에 대해 스트래핑 물질이 클램핑되는, 자가 에너지 공급 그리퍼에 있어서,
    실질적으로 평평한 그리핑 요소 표면을 갖는 그리핑 요소와;
    상기 그리핑 요소를 스트래핑 기계에 장착하기 위한 수단을 포함하며,
    상기 그리핑 요소는 스트래핑 기계에 대해 선회하고, 상기 그리핑 요소 표면은, 그리핑 요소가 개방된 그리퍼 위치와 차단된 그리퍼 위치 사이에서 선회할 때 단단한 표면에 평행하게 남아있는, 자가 에너지 공급 그리퍼.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 그리핑 요소를 장착하기 위한 수단은 평행사변형 링크인, 자가 에너지 공급 그리퍼.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 평행사변형 링크는, 스트래핑 기계에 동작가능하게 장착되고 선회 운동을 위해 그리핑 요소에 동작가능하게 장착되는 한 쌍의 평행한 동일한 길이의 링크를 포함하는, 자가 에너지 공급 그리퍼.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 그리핑 요소가 차단된 그리퍼 위치로 가도록 하기 위해 링크들 중 하나에 동작가능하게 연결된 편향 요소를 포함하는, 자가 에너지 공급 그리퍼.
  14. 제 11항에 있어서, 링크들 중 하나에 장착된 캠 요소를 포함하며, 상기 캡과의 접촉은 그리핑 요소가 개방된 그리퍼 위치로 가도록 하는, 자가 에너지 공급 그리퍼.
  15. 제 13항에 있어서, 링크들 중 다른 것에 장착된 캠 요소를 포함하며, 상기 캠과의 접촉은 그리핑 요소가 개방된 그리퍼 위치로 가도록 하는, 자가 에너지 공급 그리퍼.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 그리핑 요소 표면은 텍스처링되는, 자가 에너지 공급 그리퍼.
KR1020107004890A 2007-09-07 2008-08-13 스트래핑 기계용 자가 에너지 공급 그리퍼 KR101507135B1 (ko)

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