KR20100132530A - 인장 유지 금속 타이 툴 - Google Patents

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Abstract

금속 타이를 설치하기 위한 툴이 개시된다. 툴은 인장 기구 및 인장 제어 시스템을 포함하고 있다. 인장 기구는 묶음 둘에에 감겨진 금속 타이를 인장한다. 인장 제어 시스템은 로드 셀 및 로드 셀에 가해진 인장력을 완화시키는 웜 쿠션을 포함하고 있다. 인장 기구는 가해진 인장력을 로드 셀에 분배하는 웜 기어 및 웜을 구비하고 있는 기어열과 금속 타이를 인장하는 로터리 그리퍼 기어를 포함하고 있다. 일단 로드 셀이 원하는 타이 인장력이 가해질 것으로 측정되면, 인장 기구는 작동 중지되고 볼 세팅 및 절단 기구가 금속 타이 헤드에 볼을 세팅하고 인장된 금속 타이의 일부를 절단하기 위하여 작동된다.

Description

인장 유지 금속 타이 툴{METAL RETAINED TENSION TIE TOOL}
본 발명은 금속 타이 툴에 관한 것이며, 구체적으로는 전기적인 인장 제어 시스템을 구비한 인장 유지 금속 타이 툴에 관한 것이다.
당업자에게 공지되어 있는 바와 같이, 전선 및 케이블과 같은 물품의 그룹을 묶거나 고정하기 위하여 케이블 타이 또는 스트랩이 사용된다. 종래의 케이블 타이는 케이블 타이 헤드 및 헤드로부터 길게 뻗어 있는 말단부를 포함하고 있다. 말단부는 물품의 묶음 둘레에 감겨지고 그 후에 헤드의 통로를 통하여 삽입된다. 일반적으로 케이블 타이의 헤드는 헤드 통로로 뻗어 있는 로킹 요소를 지지하고, 로킹 요소는 말단부를 헤드에 고정하기 위하여 말단부의 보디와 결합한다.
실제로, 사용자는 묶으려고 하는 물품 둘레에 타이를 수동으로 위치시키고 헤드 통로를 통하여 말단부를 삽입한다. 이 시점에서, 소정의 인장력으로 타이를 인장하기 위하여 케이블 타이 설치 툴이 사용된다. 종래기술의 툴은 비록 인장할 수 있고 그 후에 케이블 타이의 잉여 부분을 절단할 수 있지만, 일반적으로 여러 가지 단점을 갖고 있다.
따라서, 향상된 전기적인 인장 제어 시스템을 갖고 있는 금속 타이 툴을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 향상된 볼 세팅 및 전단 기구를 갖고 있는 금속 타이 툴을 제공하는 것이 바람직하다.
금속 타이를 설치하기 위한 툴이 개시된다. 툴은 묶음 둘레에 금속 타이를 인장하는 인장 기구 및 타이에 가해지는 인장력을 측정하는 인장 제어 시스템을 포함하고 있다. 인장 제어 시스템은 로드 셀 및 로드 셀에 가해진 인장력을 완화시키는 웜 쿠션을 포함하고 있다. 인장 기구는 가해진 인장력을 로드 셀에 분배하는 웜 기어 및 웜을 구비하고 있는 기어열(gear train) 및 금속 타이를 인장하는 로터리 그리퍼 기어를 포함하고 있다. 일단, 로드 셀이 원하는 타이 인장력이 가해진 것으로 측정되면, 인장 기구는 작동 중지되고 볼 세팅 및 절단 기구가 금속 타이 헤드에 볼을 세팅하고 인장된 금속 타이의 일부를 절단하기 위하여 작동된다.
본 발명에 의하면, 향상된 전기적인 인장 제어 시스템을 갖고 있는 금속 타이 툴을 제공할 수 있다. 또한, 향상된 볼 세팅 및 전단 기구를 갖고 있는 금속 타이 툴을 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 인장 유지 금속 타이 툴의 우측 사시도;
도 2 는 도 1의 인장 유지 금속 타이 툴의 좌측 사시도;
도 3 는 커버가 제거되어 상태의 도 1의 인장 유지 금속 타이 툴의 우측 사시도;
도 4 는 도 1의 인장 유지 금속 타이 툴의 그리퍼 기어의 부분적인 측면 사시도;
도 5 는 도 4의 인장 유지 금속 타이 툴의 부분적인 사시도;
도 6 은 도 5의 인장 유지 금속 타이 툴의 측면도;
도 7 은 로터리 기어가 맞물려 있는 상태의 도 5의 인장 유지 금속 타이 툴의 측면도;
도 8 은 커버가 제거되어 있는 상태의 도 2의 인장 유지 금속 타이 툴의 부분적인 측면도;
도 9 는 기어 박스가 제거되어 있는 상태의 도 2의 인장 유지 금속 타이 툴의 부분적인 측면도;
도 10 은 웜 쿠션이 제거되어 있는 상태의 도 2의 인장 유지 금속 타이 툴의 부분적인 측면 사시도;
도 11 은 도 10의 인장 제어 시스템의 부분적인 측면 사시도;
도 12 는 도 10의 인장 제어 시스템의 단면도;
도 13 은 도 1의 인장 유지 금속 타이 툴의 볼 세팅 및 절단 기구의 부분적인 측면도;
도 14 는 도 1의 인장 유지 금속 타이 툴의 볼 세팅 및 절단 기구의 측면 사시도;
도 15 는 타이 헤드에 볼이 세팅되어 있는 상태의 도 14의 인장 유지 금속 타이 툴의 볼 세팅 및 절단 기구의 측면 사시도; 및
도 16 은 타이 말단부가 절단된 상태의 도 14의 인장 유지 금속 타이 툴의 볼 세팅 및 절단 기구의 측면 사시도.
도 1 및 2는 본 발명의 인장 유지 금속 타이 툴(50)의 우측 및 좌측을 각각 도시하고 있다. 인장 유지 금속 타이 툴(50)은 금속 타이(200)를 인장하기 위한 로터리 그리퍼 기어(70)(도 3 내지 7 참조), 전기적인 인장 제어 시스템(100)(도 8 내지 12 참조), 볼 세팅 및 타이 절단 기구(150)(도 3, 4, 13 내지 16 참조)를 포함하고 있다. 인장 유지 금속 타이 툴(50)은 타이 입구(54) 및 절단된 타이 말단부(202)를 방출하기 위한 타이 말단부 출구(56)를 포함하고 있다.
도 3 내지 7은 금속 타이(200)를 인장시키는 로터리 그리퍼 기어(70)를 도시하고 있다. 로터리 그리퍼 기어(70)는 팬케익 형상의 실린더(72), 그리퍼 기어 토글 링크(74), 기어열(76), 그리퍼 기어(90) 및 아이들 그리퍼 기어(92)를 포함하고 있다. 인장 모터(도 8 참조)는 기어의 회전 운동을 발생시킨다. 회전 운동은 타이(200)를 당기는데 필요한 토크를 얻기 위하여 속도를 감소시키는 기어열(76)에 의해서 제어된다. 이하에 설명되는 바와 같이, 기어 토클 링크(74)가 결합되고 기어가 회전할 때, 그리퍼 기어(90)와 아이들 그리퍼 기어(92)는 함께 맞물려서 타이 말단부(202)에 인장력을 생성한다.
기어열(76)은 도 3 내지 7에 도시된 중간 기어(78)와 도 9, 10 및 12에 도시된 웜 기어(130) 및 웜(132)을 포함하고 있다.
도 5 내지 7은 금속 타이(200)를 인장하는 로터리 그리퍼 기어(70)를 도시하고 있다. 사용자는 묶음(210) 둘레에 금속 타이(200)를 수동으로 위치시키고, 그 다음에 개방된 그리퍼 기어(90, 92)를 통하여 앤빌(182)에 타이 말단부(202)를 미끄러지듯이 넣는다. 일단, 트리거(52)가 툴을 작동시키도록 눌려지면, 인장 모터(58)가 작동된다. 트리거(52)는 또한 중간 기어(78)를 구동시키고, 중간 기어가 그리퍼 기어(90)를 구동시킨다. 또한 인장 모터(58)는 실린더(72)가 확장하도록 팬케익 형상의 실린더(72)를 작동시켜, 그리퍼 토클 링크(74)를 토클 시킨다. 도 7에 도시된 바와 같이, 그리퍼 토글 링크(74)가 전방으로 이동하고, 아이들 그리퍼 기어(92)를 그리퍼 기어(90)와 맞물리게 한다. 그리퍼 기어(90, 92)가 맞물려서 회전할 때, 타이(200)를 묶음(210) 둘레에서 인장시키는 인장력을 타이 말단부(202)에 생성한다. 그리퍼 기어(90) 및 아이들 그리퍼 기어(92)는 사인 파형 윤곽형상을 갖고 있다. 따라서, 타이 말단부(202)는 맞물린 그리퍼 기어(90, 92)를 통과할 때 변형되게 된다.
전기적인 인장 제어 시스템(100)은 묶음(210) 둘레의 타이(200)의 인장을 제어하고 일단 원하는 인장력이 달성되었을 때 인장을 중지시키도록 시스템에 신호를 보낸다. 이하에 설명되는 바와 같이, 일단 원하는 인장력에 도달되면, 인장 모터(58)는 작동 중지된다.
도 8 내지 12는 본 발명의 전기적인 인장 제어 시스템(100)을 도시하고 있다. 도 8은 로드 셀 커버(104)(도 2 참조)가 제거된 상태의 툴의 측면도를 도시하고 있다. 인장 제어 시스템(100)은 도넛 형상의 로드 셀(110), 로드 셀 플레이트(112), 웜 쿠션(114) 및 인장 모터 유니언(118)을 포함하고 있다. 도넛 형상의 로드 셀(110)은 타이 말단부(202)에 가해진 인장력을 측정한다. 또한 인장 제어 시스템(100)은 타이 말단부(202)로부터 로드 셀(110)에 힘을 분배하는 기어열(76)을 포함하고 있다. 맞물린 그리퍼 기어가 타이 말단부(202)를 당길 때, 각각의 기어 톱니의 힘은 중간 기어(78) 및 기어가 그 주위로 회전하는 축에 전달된다. 힘은 기어 박스(102), 기어 박스 안에 수용된 웜 기어(130) 및 웜(132)에 도달한다(도 9 참조). 로드 셀(110)은 웜(132) 및 웜 샤프트(134)의 위치를 유지한다.
도 10 내지 12에 도시된 바와 같이, 고정된 인장 모터(58)가 인장 모터 유니언(118)에 의해서 웜 샤프트(134)를 구동시킨다. 인장 모터 유니언(118)이 인장 모터(58)의 출력축(120)과 함께 스플라인처럼 작동하기 때문에 웜 샤프트(134)는 축선에 대해 자유롭게 이동한다. 출력축(120)은 인장 모터(58)에 대하여 축선방향으로 미끄럼 이동한다. 로드 셀(110)은 웜 샤프트(134)의 이동을 제한한다. 따라서, 웜(132) 및 웜 기어(130)로부터 웜 샤프트(134)에 가해진 힘은 로드 셀(110)로 향하게 된다.
웜(132) 및 웜 기어(130)에 대한 부하가 증가할 때, 합력은 웜 쿠션(114)을 통하여 로드 셀 플레이트(112) 그리고 로드 셀(110)에 분배된다. 웜 쿠션(114)은 우레탄 또는 고무 특성을 갖는 임의의 재료와 같은 유연한 부재로 형성된다. 웜 샤프트(134)가 회전할 때, 웜(132) 및 웜 기어(130)에서의 합력은 웜 샤프트(134)에 아래쪽으로의 힘을 생성한다. 인장 모터 유니언(118)이 웜 샤프트(134)에 고정되기 때문에, 웜 샤프트(134)가 아래쪽으로 이동할 때 인장 모터 유니언(118)도 아래쪽으로 이동한다. 인장 모터 유니언(118)이 아래쪽으로 이동할 때, 힘은 웜 쿠션(114)을 압축하고, 힘은 로드 셀 플레이트(112)에 전달되고 그 다음에 로드 셀(110)에 전달된다.
웜 쿠션(114)은 기어 충격을 감소시키기 위하여 기어열(76)의 중지 속도를 감소시킨다. 인장 모터(58)가 작동 중지될 때 웜 쿠션(114)은 인장을 감소시키고, 이에 의해 툴에 대한 응력 또는 충격을 감소시킨다. 또한 웜 쿠션(114)은 원하는 인장이 달성된 후에 웜(132)을 원래의 위치로 복귀시킴으로써 스프링처럼 작용한다.
전기적인 컨트롤러가 로드 셀(110)의 출력을 모니터한다. 일단 원하는 타이 인장력이 달성되며, 인장 모터(58)가 작동 중지된다. 본 발명의 웜 쿠션(114)은 인장 제어 시스템(100)이 가해지는 정확한 타이 인장력을 측정할 수 있고 이에 의해 툴이 타이를 과도하게 인장시키는 것을 방지한다.
또한 전기적인 인장 제어 시스템(100)은 자료 수집을 위해서 타이에 가해지는 힘을 기록 장치, 즉 컴퓨터에 출력할 수 있다. 전형적인 종래의 기계적인 디텐트 시스템은 시간이 경과함에 따라 마모되고 툴의 교정을 변화시키는 경향을 갖고 있기 때문에, 전기적인 인장 제어 시스템(100)은 종래의 기계적인 디텐트 시스템에 대하여 개선된 것이다.
원하는 인장력이 달성되고 인장 모터(58)가 작동 중지된 후에, 컨트롤러는 세팅 및 절단 모터(152)를 작동시킨다. 맞물린 기어(90, 92)는 볼 세팅 및 절단 기구(150)가 작동되는 동안에 타이 말단부(202)를 제 위치에 유지한다. 도 3, 4, 13 내지 16은 본 발명의 볼 세팅 및 절단 기구(150)를 도시하고 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 볼 세팅 및 절단 기구(150)를 위한 모터(152)는 세팅 및 절단 모터(152)의 출력축(153)(도 3 참조)에 부착된 나사가공된 봉(154)을 가지고 있다. 결합 너트(156)는 출력축(153)(도 3 참조)의 회전 방향에 기초하여 나사가공된 봉(154)을 따라 상하로 이동한다. 너트(156)는 절단 램(158)에 부착된다. 절단 램(158)은 나사가공된 봉(154)이 회전함에 따라 앤빌(182) 쪽으로 이동한다. 도 13 및 14에 도시된 바와 같이, 절단 램(158)은 측면 플레이트(160)에 키 결합되고 토클 링크(162)에 의해서 볼 세팅 블록(170)에 연결된다. 토글 링크(162)는 볼 세팅 블록(170)을 타이 헤드(204) 쪽으로 강제한다. 도 15에 도시된 바와 같이, 토글 링크(162)가 중심을 넘어 지나갈 때, 세팅 블록 핑거(172)가 볼을 원하는 깊이에 세팅하도록 볼 세팅 블록(170)은 타이 헤드내로 적절한 거리를 이동한다. 절단 램(158)이 앤빌(182) 쪽으로 계속 이동하기 때문에, 토글 링크(162)는 볼 세팅 블록(170)을 타이 헤드(204)로부터 멀어지게 한다.
그 다음에 절단 램(158)은 절단 블록(180)과 접촉하고 절단 블록(180)을 앤빌(182) 쪽으로 밀게 된다. 도 16에 도시된 바와 같이, 절단 블록(180)은 타이 헤드(204)와 접촉하고 타이 헤드(204)를 앤빌(182)을 지나 아래쪽으로 밀게 된다. 타이 말단부(202)가 앤빌(182) 위에 유지되기 때문에, 앤빌(182)을 지나 밀어내는 타이 헤드(204)의 힘은 묶음(210)으로부터 타이 말단부(202)를 절단하고 타이 헤드(204)에 절단부를 생성한다. 타이 말단부(202)의 남아 있는 부분은 그리퍼 기어(90, 92)에 의해서 툴로부터 배출된다.
두개의 전기적인 광학 센서(190, 192)가 절단 램(158)의 이동을 모니터한다. 일단 절단 램(158)이 홈 위치 광학 센서(190)로부터 이동하면, 전기적인 컨트롤러는 센서(190, 192)를 모니터하기 시작한다. 어웨이 위치 광학 센서(192)가 절단 램(158)을 감지할 때, 컨트롤러는 세팅 및 절단 모터(152)를 역전시켜 절단 램(158)을 홈 위치 센서의 위치로 복귀시킨다. 스프링 부하 방식의 절단 블록(180)이 절단 램(158)과 함께 툴에서 위쪽으로 이동하고 토클 링크(162)는 볼 세팅 블록(170)을 역전시켜 시작 위치로 복귀시킨다. 일단 홈 위치 광학 센서(190)가 복귀된 절단 램(158)을 감지하면, 세팅 및 절단 모터(152)는 작동 중지되고 인장 모터(58)가 작동하여 또 다른 금속 타이를 인장하기 위하여 툴을 준비시킨다.
본 발명의 바람직한 특정 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 기술내용으로부터 벗어나지 않고 다양한 변경 및 개량이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 자명한 것이다. 앞서 설명한 내용 및 첨부 도면에 기재된 것은 단지 예시적인 것이며 제한하는 것은 아니다. 종래기술에 기초한 적절한 관점을 감안할 때 본 발명의 실질적인 범위는 청구범위에 한정되도록 의도된 것이다.

Claims (10)

  1. 금속 타이를 설치하기 위한 툴에 있어서, 상기 툴은:
    묶음 둘레에 감겨진 금속 타이를 인장하기 위한 인장 기구; 및
    가해진 인장력을 측정하기 위한 인장 제어 시스템을 포함하고 있고, 인장 제어 시스템은 로드 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 타이를 설치하기 위한 툴.
  2. 제 1 항에 있어서, 인장 제어 시스템은 로드 셀에 가해지는 인장력을 완화시키기 위한 웜 쿠션을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 금속 타이를 설치하기 위한 툴.
  3. 제 1 항에 있어서, 인장 기구는 가해진 인장력을 로드 셀에 분배하기 위한 웜 및 웜 기어를 구비하고 있는 기어열(gear train)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 금속 타이를 설치하기 위한 툴.
  4. 제 1 항에 있어서, 인장 기구는 금속 타이를 인장시키기 위한 로터리 그리퍼 기어를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 금속 타이를 설치하기 위한 툴.
  5. 제 4 항에 있어서, 로터리 그리퍼 기어가 인장된 타이를 변형시키는 것을 특징으로 하는 금속 타이를 설치하기 위한 툴.
  6. 제 1 항에 있어서, 금속 타이 헤드에 볼을 세팅하고 인장된 금속 타이의 일부를 절단하기 위한 볼 세팅 및 절단 기구를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 금속 타이를 설치하기 위한 툴.
  7. 제 6 항에 있어서, 볼 세팅 및 절단 기구는 금속 타이 헤드에 볼을 세팅하기 위한 세팅 블록 및 금속 타이 헤드를 위해 타이 말단부를 절단하기 위한 절단 블록을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 금속 타이를 설치하기 위한 툴.
  8. 제 7 항에 있어서, 세팅 블록은 금속 타이 헤드에 볼을 결합시키기 위한 핑거를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 금속 타이를 설치하기 위한 툴.
  9. 제 7 항에 있어서, 절단 블록을 맞물리게 하고 타이 말단부를 절단하기 위하여 앤빌을 지나서 절단 블록을 밀어내기 위한 램을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 금속 타이를 설치하기 위한 툴.
  10. 금속 타이를 설치하기 위한 툴에 있어서, 상기 툴은:
    묶음 둘레에 감겨진 금속 타이를 인장하기 위한 인장 기구; 및
    가해진 인장력을 측정하기 위한 인장 제어 시스템을 포함하고 있고, 인장 제어 시스템은 로드 셀을 포함하고 있으며,
    일단 로드 셀이 원하는 인장력이 가해진 것으로 측정되면, 인장 기구가 작동 중지되는 것을 특징으로 하는 금속 타이를 설치하기 위한 툴.
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