KR20140109511A - 금속 용기를 그리핑하고 핸들링하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

압출되고, 디프-드로잉 가공되거나 또는 디프-드로잉/와이어 드로잉 가공된 금속 러프 부분으로 얻어지며, 특히 복수의 기계적 가공 단계 또는 금속 용기(26) 상에서 그 외의 다른 종류의 가공을 수행하기 위한 고속 머신 상에서 이용하기에 적합하고, 금속 용기(26)를 그리핑하고 핸들링하기 위한 장치(10)에 있어서, 상기 장치는 2개의 부분, 즉 한 가공 스테이션으로부터 다음의 가공 스테이션으로 장치의 고속 이송 단계에서 그리고 가공 단계에서 머신으로 장치를 인터페이스 연결하기 위해 이용되는 제 1 또는 하측 부분(12)을 포함하며, 전체 가공 단계 그리고 핸들링 단계 동안 금속 용기(26)를 고정되게 그리핑하기 위해 이용되는 제 2 또는 상측 부분(16)을 포함한다.

Description

금속 용기를 그리핑하고 핸들링하기 위한 장치{A GRIPPING AND HANDLING DEVICE FOR METAL CONTAINERS}

본 발명은 금속 용기의 그리핑 및 핸들링 장치에 관한 것이다.

보다 특히, 본 발명은 바람직하게 측면 표면의 신장된 부분을 따라 일련의 기계식 가공 작업을 수행하기 위한 고속 머신 내에서 그리핑 수단으로 이용되는 금속 용기용 그리핑 및 핸들링 장치에 관한 것이다.

본 발명의 장치에 의해 핸들링되는 금속 용기는 알루미늄의 압출되고(extruded), 디프-드로잉 가공되거나(deep-drawn) 또는 디프-드로잉/아이런 금속 러프 부분, 이의 합금 또는 그 외의 다른 적합한 금속으로 제조되며, 이러한 용기는 이의 외측 표면을 변형시키는 일련의 공정을 개시하기 전 외측 표면을 따라 리소그래피되고 내측 및/또는 외측이 칠해진다(paint).

주요하게, 이러한 금속 용기는 금속 용기의 측면 표면의 프리-셋 부분 상에 중공 또는 엠보싱 형태의 마크를 형성하거나("엠보싱/디보싱" 공정) 또는 부분적인 방식(소위 "네킹(necking)" 또는 "테이퍼링" 공정), 광범위한 방식(소위 "쉐이핑(shaping)" 공정)으로 기하학적 구조를 가변시키는 소성 변형 공정이 수행된다. 공지된 바와 같이, 고속 머신 내에서 금속 용기는 이의 외측 표면상에 일련의 가공 작업을 수행하기 위하여 한 가공 타워(working tower) 또는 스테이션으로부터 그 외의 다른 것으로 이송된다.

한 가공 스테이션으로부터 다음에 오는 가공 스테이션으로 금속 용기의 이송 단계는 특히 중요하며, 이는 이러한 이송 시스템에 따라 안전 그립이 용기를 놓치는 것을 방지할 수 있기 때문이며, 이러한 그립은 금속 용기의 측면 표면에 손상을 가하는 것을 방지하기 위해 충분히 유연하다.

바람직하게, 음료 마켓으로 제공되며, 캔 또는 "팝 캔"의 형태로 상기 언급된 용기를 가공하는 금속 용기 연속-가공 머신 내에서, 그립은 슬롯 또는 "포켓"에 의해 이송 및 가공 단계에서 금속 용기의 측면 표면의 원통형 섹션을 따라 직접적으로 형성되며, 여기서 진공도는 상기 용기가 그리핑될 수 있도록 형성된다.

금속 용기를 핸들링하기 위한 이러한 타입의 그립은 상당한 타당성의 문제점이 야기된다.

하나의 가공 스테이션 또는 타워로부터 다음에 오는 가공 스테이션 또는 타워로 이송하는 동안, 금속 용기는 한 스테이션 또는 타워가 지나간 뒤 그리핑 수단 또는 "수용 포켓"이 충분한 진공도에 도달되도록 특정의 가이드에 의해 다음에 오는 가공 타워 상의 짧은 거리에 대해 고정되고 방향전환된다. 이러한 가이드는 금속 용기의 측면 표면과 접촉하여 용기의 측면 표면에 손상을 입히는 몇몇의 드래깅(dragging)이 형성된다.

추가 문제점에 따르면, 상기 언급된 전술한 접촉 또는 드래깅이 금속 용기의 각 위치(angular position)를 가변시키는 경향이 있으며, 게다가, 종방향 축에 대해 금속 용기의 각 위치는 조절되지 않으며 한 가공 타워로부터 그 다음에 오는 가공 타워로 이송되는 동안 가변될 수 있다.

그 외의 다른 문제점은, 금속 용기의 그리핑이 이의 표면의 구조물의 품질에 의존되는데 있으며, 외측 표면 베어링 결합으로 인해 진공도를 감소시키는 "누출"로 인하여 금속 용기를 고속 핸들링하기 어려우며, 게다가 힘이 표면상으로 가해질 수 있다.

그 외의 다른 문제점에 따르면, 한 작업 스테이션으로부터 다음에 오는 작업 스테이션으로의 이송 단계 동안 금속 용기의 손상/파괴의 가능성이 용기 상에서 수행되는 작업의 개수에 따라 비례하여 증가되며, 이에 따라 형태는 복잡해지며 용기의 측면 표면과의 접촉으로 인해 각각의 이송 시 재발생된다.

추가 문제점에 따르면, 기술된 핸들링 시스템에 따라 외측 표면이 신장된 원통형 섹션으로 형성되는 금속 용기를 핸들링할 수 있으며, 이는 진공 기술에 의해 그립은 금속 용기의 외측 표면의 신장된 부분에 힘이 가해진다면 효과적인 것으로 입증되었기 때문이다. 이러한 원통형 세그먼트는 금속 용기의 외측 표면의 대략 70 내지 80%보다 작지 않아야 한다.

그러나, 현재 마켓은 전체 외측 표면상에서 거의 기계가공되는 "병 캔" 및/또는 "컨투어 캔"의 형태로 금속 용기를 고속 제조하는 것에 맞춰졌으며, 이러한 용기는 다수의 통로를 가공하기 위한 제한된 원통형 길이와 요구사항을 가진다. 따라서, 한 가공 스테이션으로부터 다음에 오는 가공 스테이션으로 금속 용기의 직접적인 이송을 위한 진공 그리핑 기술은 용기 차제로의 안전, 정확함 및 확고한 그리핑을 보장하기 위해 적합하지 못한 것으로 입증되었다.

본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하는 데 있다. 보다 특히, 본 발명의 목적은 한 가공 스테이션으로부터 다음에 오는 가공 스테이션으로 이송되는 동안 금속 용기와의 접촉 및/또는 드래깅(dragging)을 방지하고, 대략 10 내지 35 mm 범위인, 측면 표면의 제한된 길이에 대해 충분히 유연할 뿐만 아니라 안정적인 그리핑을 보장하기에 적합한 금속 용기를 핸들링하고 그리핑하는 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 추가적인 목적은 금속 용기가 정확히 그리고 동축을 이루도록 가공 설비에 대해 배열되며 추가적으로 각을 형성하여 밸런스가 유지되기에 적합한 장치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 추가 목적은 가공되는 금속 용기의 타입에 의존하여 크기의 변경이 용이하고 신속히 수행될 수 있는 장치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 이러한 목적들은 금속 용기의 "크기" 또는 타입에 독립적으로 금속 용기의 이송 동안 그리고 이의 가공 동안 최적의 그리핑 인터페이스가 장착된 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 추가적인 목적은 시간이 지난 뒤 높은 수준의 저항성과 내구성을 보장하고 용이하고 저렴하게 제조할 수 있는 금속 용기 그리핑 및 핸들링 장치를 제공하는 데 있다.

이러한 그리고 그 외의 다른 목적은 본 발명의 금속 용기 그리핑 및 핸들링 장치에 의해 구현되며, 상기 장치는 가공 단계에서 그리고 가공 스테이션으로부터 고속 머신의 다음의 가공 스테이션으로 용기가 이송되는 동안 머신과 장치를 인터페이스-연결(interface-connect)할 수 있는 제 1 또는 하측 부분 및 전체 일련의 가공 작업을 통해 그리고 핸들링 동안 금속 용기를 고정되게 그리핑할 수 있는 제 2 또는 상측 부분을 포함한다.

본 발명의 금속 용기의 그리핑 및 핸들링 장치의 구조적 및 기능적 특징은 하기 기술내용으로부터 보다 잘 이해될 것이며, 제한하기 위함이 아니라 선호되는 실시예를 도시하는 첨부된 도면에 도면부호가 제공된다.
도 1은 용기가 그리핑되는 본 발명의 금속 용기 그리핑 및 핸들링 장치의 종방향 단면도를 도식적으로 도시하는 도면.
도 2는 금속 용기가 장치로 삽입될 때 작동 단계에서 본 발명의 장치의 종방향 단면을 도식적으로 도시하는 도면.
도 3은 금속 용기가 장치로부터 분리될 때 작동 단계에서 본 발명의 장치의 종방향 단면을 도식적으로 도시하는 도면.

전술한 도면에 따라서, 도 1에서 일반적으로 도면부호(10)로 도시된 본 발명의 금속 용기 그리핑 및 핸들링 장치는 알루미늄과 같은 금속 재료 또는 플라스틱 재료 또는 그 외의 다른 적합한 재료로 제조되고 제한된 높이로 구성된 일반적으로 원형의 형태인 제 1 또는 하측 부분(12)에 의해 형성되는 "버킷(bucket)"의 스타일인 바디를 포함한다. 상기 하측 부분(12)은 금속 용기를 변형시키기 위해 머신의 몇몇의 부품-지지 테이블(part-bearing table, 14)과 각각 상호작동되는 본 발명의 장치의 활성 또는 인터페이스 기능적 표면이 형성된다.

상기 하측 부분(12)은 도면에 도시되지 않은 하나 이상의 기준 부재(reference member)가 형성되며, 상기 기준 부재는 고속 머신의 몇몇의 부품-지지 테이블(14)에 대해 본 발명의 장치를 방향설정하거나 또는 밸런스를 유지시킬 수 있다.

부품-지지 테이블(14)과 마주보게 하측 부분(12)의 상측 전방의 중앙 영역으로부터 시작되는 전술한 "버킷"-형태의 바디는 금속 용기(26)의 하측 방향으로 하측 부분(12)의 전방-중앙 영역으로부터 시작하여 링 팽창부(ring expansion)로 전개되는 제 2 또는 상측 부분(16)을 포함하며, 상기 링 팽창부의 직경은 기본적으로 상기 하측 부분의 직경보다 작다.

금속 재료 또는 임의의 그 외의 다른 적합한 재료의 하측 부분(12)과 같이 제조된 상기 언급된 상측 부분(16)은 하기에서 상세히 기술되어질 아이템(item)을 수용하는 시트(seat)를 구성하기에 적합하다.

대안의 실시예에서, 상측 부분(16)은 기본적으로 하측 부분의 직경과 일치되는 직경 또는 이보다 상대적으로 큰 직경을 가진 하측 부분(12)으로부터 시작하여 전개될 수 있다. 바람직하게, 상측 부분(16)의 내측 표면은 테이퍼를 형성하기 위하여 금속 용기(26)의 하측 방향으로 점진적으로 증가되는 직경의 코스를 가진 제 2 섹션 및 일정한 직경의 코스를 가진 상측 부분의 높이의 적어도 절반인 제 1 섹션이 형성되며, 상기 테이퍼의 기능은 하기에서 보다 상세히 기술된다. 상측 부분(16)의 내측에 그리고 이에 대해 동축으로 스냅 링(24)이 배열되며, 상기 스냅 링의 높이는 기본적으로 상측 부분(16)의 높이와 동일하며, 이의 외측 표면은 상측 부분의 내측 표면의 테이퍼와 일치되는 테이퍼가 형성된다.

하기에 기술된 바와 같이 상측 부분(16)에 대해 미끄럼가능하게 배열된 상기 언급된 스냅 링(24)은 단일의 부분으로 제조되거나 또는 2개 또는 이보다 많은 섹터(sector)의 조립체로 형성되며, 동일한 스냅 링(24)은 플라스틱, 금속 또는 그 외의 다른 적합한 재료로 제조되고, 이는 하측으로부터 시작하여 삽입된 금속 용기(26)를 확고히 수용하고 보유하기 위함이다.

스냅 링(24) 내부에 부재(28)가 제공되고, 상기 부재(28)는 스냅 링과 동축을 형성하며 상기 부재의 중심은 중공 구조를 형성한다. 금속 용기(26)의 하부를 향하는 상기 부재(28)의 상측부가 디스크(30)를 형성한다. 상기 디스크(30)의 상부표면은, 상기 금속용기(26)의 외측 하부표면의 형상과 일치하는 오목한 형상을 가진다. 상기 부재(28)의 하측부는 부품-지지 테이블(14)로 뒤집힌 하측 부분(12)의 하측 전방을 향하여 그리고 금속 용기의 하측에 대해 마주보는 방향으로 기본적으로 원형의 단면을 가진 부속물(appendage)을 형성한다. 이러한 부재(28)는 예를 들어 Seeger 링과 같은 리테이닝 링(29)에 의해 또는 그외의 공지된 다른 방식으로 하측 부분(12)으로 고정된다.

이러한 부재(28)의 하측 표면은 "버킷"-형태의 바디 내측에 위치된 플랜지형 슬리브(32)의 상측 전방에 지지되며, 슬리브(32)의 상측 전방과 부재(28)의 디스크(30)의 하측 표면 사이에 하나 또는 이보다 많은 베어링(34)이 형성되며, 상기 베어링은 일반적으로 축방향 타입 또는 그 외의 다른 공지된 타입으로 형성되며, 이는 하기에 기술된 바와 같이 금속 용기의 방향을 설정하기 위해 제공된다.

슬리브(32)는 "버킷"-형태의 바디의 하측 부분(12)으로 공지된 방식으로 고정되게 결합된다.

일반적으로 하나 이상의 스프링(38), 바람직하게 나선형의 타입 또는 그 외의 다른 공지된 타입으로 구성된 리턴 부재(return member)가 슬리브(32)의 외측에 그리고 이에 대해 동축으로 배열된다.

스템(40)은 슬리브(32) 및 부재(28)로 동축 위치에 삽입되며, 스템(40)의 외측에 그리고 이에 대해 동축으로 적어도 추가 리턴 부재가 제공되며, 상기 리턴 부재는 하기에서 기술되어질 기능을 제공하며 나선형 타입 또는 그 외의 다른 공지된 타입의 적어도 추가 스프링(52)에 의해 형성된다.

스냅 링(24)은 예를 들어 하측 부분(12)의 하측 전방에 대해 축방향으로 미끄러지는 2개 또는 이보다 많은 핀(50)에 의해 금속 용기의 삽입부의 상측 전방에 마주보는 스냅 링의 하측 전방 상에 스러스팅 력(thrusting action)을 가하는 구동 수단(도면에 도시되지 않음)에 의해 축방향으로 이동되며, 이러한 구동 수단은 상기 언급된 스프링(38)과 상호 작동된다.

하측 부분(12)은 금속 용기(26)와 절대적으로 독립적으로 치수가 형성되며, 다양한 타입의 금속 용기에 대해 동일하다. 본 발명의 장치를 구성하는 그 외의 다른 부재와는 달리 스냅 링(24)과 부재(28)의 디스크(30)는 가공되는 금속 용기의 특정의 기하학적 특징에 기초하여 제조된다. 상측 부분(16)은 가공되는 금속 용기의 크기에 절대적으로 독립적으로 치수가 형성될 수 있다.

여기서, 선호되는 실시예에 따라서 그리고 부품들을 상세히 기술하는 본 발명의 금속 용기 그리핑 및 핸들링 장치가 작동되는 방식이 기술된다.

기본적으로, 이러한 장치의 작동은 하기 3가지의 단계를 포함하며, 이러한 단계는

-본 발명의 장치와 금속 용기 사이에 상대 운동의 제 1 단계인, 공정 개시 시의 금속 용기(26)의 삽입 단계를 포함하며,

-금속 용기(26)가 본 발명의 장치로 단단히 그리핑되고 고정될 때의 단계인, 공정이 진행 중 작동 또는 이송 단계를 포함하고, 이러한 단계 동안 용기의 이송 및 가공이 수행되며,

-상대적인 드래깅 움직임(dragging movement)이 수행되고 용기(26)가 본 발명의 장치로부터 이격되도록 움직일 때의 단계인, 공정의 마무리인, 제거 단계(extraction stage)를 포함한다.

금속 용기(26)가 장치 내부로 삽입되지 않을 때, 바람직하게 본 발명의 장치는 진동 또는 이와 유사한 것과 같은 교란 현상(disturbing phenomena)으로 인해 장치가 바람직하지 못하게 개방되는 것을 방지하기 위하여 "폐쇄(close)" 형상 상태인 것이 선호된다.

금속 용기(26)는 도 2에 도시된 바와 같이 삽입되며, 여기서 본 발명의 장치는 "개방" 형상 상태로 도시된다.

본 발명의 장치를 개방하고 금속 용기(26)를 삽입할 수 있도록, 부품-지지 테이블(14) 옆에 배열된 구동 수단(도시되지 않음)은 스프링(38)을 압축시키고 동시에 축방향으로 전방을 향하여 이동되는 스냅 링(24) 상에 스러스팅 력을 가한다. 슬라이딩 동안, 상측 부분(16)의 내측 표면의 테이퍼 및 외측 표면의 테이퍼로 인해, 이러한 스냅 링(24)은 금속 용기(26)의 하측 방향으로 전방을 향해 이동되며, 상측 부분(16)의 테이퍼구성된 내측 표면과 접촉이 해제된 후 반경방향으로 팽창된다. 본 발명의 장치가 "개방" 형상임에 따라, 금속 용기(26)는 하측에 인접하게 화살표"X"로 표시된 방향으로 삽입되며, 금속 용기의 하측의 볼록한 주변 부분은 부재(28)의 디스크(30)의 상측 표면의 세이핑(shaping)과 접촉한다. 이러한 단계에서, 금속 용기(26)는 슬리브(32)의 하나 또는 이보다 많은 베어링(34)에 의해 본 발명의 장치 내의 가능한 방향에 적합해질 수 있다.

본 발명의 동일한 장치는 예를 들어 도면에 도시되지 않은 하나 이상의 기준 부재에 의해 부품-지지 테이블(14)로 방향설정되거나 또는 단계적으로 조절되며(phase), 이에 대한 참조는 상기에 구성된다.

이에 따라 금속 용기가 배열됨으로써, 구동 수단(도시되지 않음)은 정지 위치로 복귀되며, 게다가 사전 압축된 스프링(38)은 하측 부분(12)의 방향으로 스냅 링(24)을 유연하게 복귀시키고, 이러한 상태에서 본 발명의 장치는 상기와 같이 장치의 정지 형상인 "폐쇄된" 형상으로 배열된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 금속 용기(26)는 기본적으로 10 내지 35 mm 범위의 측면 표면의 제한된 길이를 따라 형성된 안전 및 고정 그립을 포함한 본 발명의 장치로 고정된다.

도 3은 용기의 표면 버클링 단계가 종료될 때 본 발명의 장치로부터 금속 용기(26)의 구속해제 또는 제거 단계를 도시하는 도면이다. 이러한 단계에서, 상기 기술된 바와 같이 본 발명의 장치는 "폐쇄된" 형상으로부터 "개방" 형상으로 바뀌며, 동시에 금속 용기는 스냅 링(24)으로부터 구속해제된다.

스냅 링(24)에 대해 금속 용기(26)를 구속해제하거나 제거하기 위하여, 추가 구동 수단(도면에 도시되지 않음)은 금속 용기(26)의 하측에 대해 압축되는 스템 또는 제거 핀(extraction pin, 40) 상에 화살표 "Y"의 방향으로 스러스팅 력을 가하며, 이에 따라 도 3에서의 화살표 "Z"의 방향으로 제거된다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 장점이 구현된다.

바람직하게, 금속 용기 그리핑 및 핸들링 장치는 외측 표면의 한정된 길이를 따라 충분히 유연하게 그리고 안정적으로 용기를 그리핑하는 기계식 장치를 형성하며, 이에 따라 "병 캔(bottle can)" 및/또는 "컨투어 캔(contour can)"의 용기가 가공된다.

본 발명의 장치 및 금속 용기는 가공 공정에서 서로 일체 구성되며, 이러한 장치의 적합한 표면들은 모두 접촉하고 및/또는 드래깅되며, 동시에 금속 용기는 하나의 작업 타워(working tower) 또는 스테이션으로부터 다음의 것으로 이송되고, 이에 따라 용기의 측면 표면이 일체적으로 유지된다.

실질적으로, 이러한 장치는 금속 용기를 보유할 수 있는 인터페이스, 이송 중 장치의 안전 기계적 그립을 견디는 인터페이스 및 가공 단계 동안 정확한 위치 및 방향설정을 보장하기 위한 추가 인터페이스가 형성된다. 이러한 인터페이스는 상당한 힘을 가할 수 있는 고-저항성 재료로 제조되는 것이 선호될 수 있다.

추가 장점에 따르면, 금속 용기와 본 발명의 장치 사이의 상호 작용은 금속 용기의 구조적 복잡성에 독립적으로 개시(삽입) 시 그리고 최종(제거) 공정 단계에서만 수행되며, 가공 단계(working stage) 동안 금속 용기는 본 발명의 장치로 고정되게 배열된다.

추가 장점에 따르면, 본 발명의 장치의 일부분은 부품-지지 테이블과 맞물리고, 하측 부분(12)이며, 모든 타입의 금속 용기에 대해 공통이고, 가공 스테이션의 기하학적 특성을 가변시킬 필요가 없으며, 이에 따라 리툴링(retooling) 비용과 보수 비용이 절약된다.

본 발명은 선호되며 제한되지 않은 실시예에 따라 기술되지만 다양한 변형물과 개조물들이 상기 언급된 기술 내용에 따라 종래 기술의 당업자들 사이에서 자명할 것이다. 따라서 본 발명은 첨부된 청구항의 보호 범위와 사상 내에서 모든 균등물과 변형물을 포함한다.

10: 장치 12: 하측 부분
16: 상측 부분 26: 금속 용기

Claims (2)

1. 압출(extruded)되거나 디프-드로잉 가공되거나 디프-드로잉/와이어 드로잉 가공된 금속 러프 부분을 형성하는 금속 용기(26)를 그리핑하고 핸들링하기 위한 장치(10)로서, 상기 금속 용기는 상기 금속 용기(26)상에 다수의 기계적 가공단계들 또는 다른 종류의 가공작업을 수행하기 위한 고속 머신에서 이용되며, 상기 장치(10)는 상기 고속 머신의 가공단계 및 한 가공 스테이션으로부터 다음의 가공 스테이션으로 고속 이속단계에서 상기 장치(10)를 상기 고속 머신에 연결시키는 하측 부분(12)을 포함하고, 전체 가공단계동안 상기 금속 용기(26)를 고정되게 그리핑하는 상측 부분(16)을 포함하며, 상기 금속 용기(26)를 기계적으로 안정화시키는 리테이닝 수단을 추가로 포함하는 금속 용기를 그리핑하고 핸들링하기 위한 장치에 있어서,
   상기 상측 부분(16)은 링 팽창부를 포함하며, 상기 링 팽창부의 내부 표면은 금속 용기(26)의 하부를 향해 점진적으로 증가되는 직경을 가진 테이퍼를 형성하는 것을 특징으로 하는 금속 용기를 그리핑하고 핸들링하기 위한 장치.
   
2. 제 2 항에 있어서, 상기 장치는 바디를 포함하며, 상기 바디의 하측 부분(12)은 금속 용기(26)를 가공하는 머신의 부품-지지 테이블(14)로 장치를 정확한 위치를 설정하거나 밸런싱을 유지시키기 위한 하나 이상의 기준 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 용기를 그리핑하고 핸들링하기 위한 장치.
   

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