KR102232376B1 - 전자 캠을 구비한 형성된 박스 크림퍼 - Google Patents

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Abstract

크림핑 유닛(1)은, - 제 1 플레이트(10); 권취 휠(54)이 구비 된 제 1 레버(50); 압착 휠(64)이 구비 된 제 2 레버(60); - 상기 제 1 레버(50)에 연결된 권취 액츄에이터; - 상기 제 2 레버(60)에 연결된 압착 액츄에이터;를 포함하되, 상기 권취 액츄에이터 및 압착 액츄에이터는 상기 권취 휠(54) 및/또는 상기 제 1 축을 중심으로 상기 제 1 플레이트(10)의 각 위치에 따라 제 1 축의 압착 휠(65) 사이의 거리를 가변시키도록 상기 권취 휠(54) 및/E는 압착 휠(65)를 이동시키기 위하여, 전자 제어 유닛(7)에 의해 제어된다.

Description

전자 캠을 구비한 형성된 박스 크림퍼
본 발명은 용기, 특히 식품을 수용하도록 설계된 금속 용기의 크림핑(crimping) 분야에 관한 것이다. 본 발명은 더욱 상세하게는, 소위 "성형된" 캔, 즉 본체가 직선 실린더가 아닌 캔을 크림핑 하는 기계에 관한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 주석으로 된 캔(90)은 종래에 맨드렐(미도시)에 의해 적소에 유지된 베이스(92)가 부착되는 원통형 본체(91)를 포함한다. 직선 실린더형 박스의 경우, 베이스(92)는 원형이며, 캔(90)의 본체에 평행하게 연장되는 제 1 주변 접힘부(93), 반경방향으로 연장되어 캔 본체의 상부에 놓이도록 의도된 제 2 접힘부(94) 및 상기 제 1 접힘부(93)에 나란하게 연장되는 제 3 접힘부(95)를 포함한다. 따라서, 이러한 3개의 접힘부(93 내지 95)는 그 단면이 본체(91)의 상부 플레어부(96)상에서 실질적으로 역 U 자 형상인 홈을 형성한다. 상기 베이스(92)는 크림핑 유닛에 의해 본체(91) 상에 크림핑 된다. 상기 크림핑 유닛은 통상적으로 권취 액츄에이터 및 압착 액츄에이터의 각각의 일단부에 설치된 권취 휠 및 압착 휠에 추가하여 캔(90)의 본체(91)가 놓이는 지지체를 포함한다. 이들 액츄에이터는 본체(91)의 상부로 그들의 휠에 선택적으로 접근하여 그 주위의 원형 경로를 따라 이동한다. 제 1 통과(pass) 동안, 상기 권취 휠은 제 3 접힘부(95)와 접촉하여 맨드렐에 대해 가압한다. 상기 권취 휠은 캔(90)의 외측 벽과 플레어 림(96)(도 2a) 사이에 제 3 접힘부(95)를 위치시키도록 캔(90)의 플레어부(96)과 함께 제 2 접힘부(94) 및 제 3 접힘부(95)를 감는다. 이러한 동작은 권취 휠 및 캔(90)의 에지의 360 ° 상대 회전 동안의 단일 패스(single pass)에서 수행된다. 권취 통과(winding pass)의 끝에서, 상기 권취 휠은 캔(90)의 에지로부터 멀리 이동되고 압착 액츄에이터는 제 2 및 제 3 접힘부(94, 95)를 캔(90)의 외벽에 대해 클램핑하도록 접힘부(94)에 압착력을 가하는 동안에 캔(90)의 에지에 파압착 휠을 가한다. 베이스(92)의 접힘부(94-95)는 캔(90)의 림(96)과 함께 채결되고 압착됨으로써 밀봉된 크림프를 형성한다(도 2b).
다른 크림핑 유닛은 소위 "성형된" 캔, 즉 직선 실린더가 아닌 것을 크림핑하는 작업에 사용된다. 사실, 권취 및 압착 휠은 캔 주변에 해당하는 경로를 따라야 한다. 이것은 일반적으로 고정된 캔을 중심으로 휠이 회전하게 함으로써 수행된다. 각각의 휠은 크림핑될 캔의 축선을 중심으로 회전하도록 장착된 플레이트상에서 피봇되는 레버의 제 1 단부 상에 장착된다. 레버의 제 2 단부에는 레버 아암이 장착되며, 이 레버 아암은 롤러가 장착되어 고정된 환형 캠과 상호 작용하는 단부상에 있으며, 그 내부면은 레버 아암의 길이에 영향을 받는 확장 계수로써 크림핑 될 에지의 프로파일을 재생하게 된다. 플레이트가 360 °로 회전하면, 각 레버의 롤러가 캠을 따라 이동하므로 크림핑할 에지의 프로파일에 해당하는 경로를 따라 각 휠을 움직이게 된다. 이러한 종류의 크림핑 유닛에는 몇 가지 단점이 있다. 첫째로, 캠 프로파일은 권취 휠 및 압착 휠에 대해 서로 동일하다. 따라서 권취 및 압착 휠은 동일한 경로를 따르므로, 크림핑시 결함이 발생할 수 있다. 접힘부를 권취하는 것은 한 번의 패스로 수행되므로, 잠재적 인 결함의 원인인 단일 패스에서 주요한 변형을 수행해야 한다. 마지막으로, 크림핑할 캔의 모양을 변경하는 것은 크림핑 유닛에 새로운 캠을 장착하기 위하여, 새로운 캠을 만들어서 이전 캠을 해체하여 압착 장치에 새 캠을 장착하게 한다. 이러한 작업은 비용이 많이 들고 크림핑 장치를 고정해야 한다. 따라서 작은 시리즈를 생산하거나 단일 크림핑 유닛을 사용하여 모양이 다른 캔을 생산하는 것은 경제적이지 못한다.
본 발명의 한 가지 목적은 크림핑 불량에 기인한 불량품을 감소시키는 것이다.
이 목적을 위해, 본 발명은 프레임상의 제 1 축 주위로 회전하도록 장착되고 제 1 회전 구동 수단에 연결된 제 1 플레이트를 포함하는 캔 본체를 베이스에 크림핑하는 유닛을 제공하며, 제 1 레버는 제 1 플레이트 상에서 피봇 회전하도록 장착되고 일단부에서 권취 휠을 구비하고 있다. 제 2 레버는 제 1 플레이트상에서 피봇 회전하도록 장착되고, 일단 부에는 압착 휠이 장착된다. 본 발명에 따르면, 권취 액츄에이터는 제 1 레버의 다른 단부에 연결되고 압착 액츄에이터는 제 2 레버의 다른 단부에 연결되며, 권취 액츄에이터 및 압착 액츄에이터는 전자 제어 유닛에 의해 순서대로 제어되어, 상기 제 1 축 주위의 상기 제 1 플레이트의 각도 위치에 따라 상기 제 1 축의 권취 휠 및/또는 압착 휠 사이의 거리를 변화시키도록 상기 권취 휠 및/또는 압착 휠을 이동시키게 된다.
따라서, 분쇄 및 압착 휠의 위치는 별도의 액츄에이터에 의해 제어되며, 제어 유닛에 의해 제어되어 권취 휠 및 압착 휠에 대한 상이한 이동 경로의 프로그래밍을 허용한다. 이어서, 크림핑되는 에지의 점진적인 변형을 수행하여 크림핑 결함을 감소시키는 것이 가능하다. 전자 제어 유닛은 휠의 미리 기록된 하나의 이동 경로로부터 다른 것으로 쉽게 통과할 수 있으며, 이어서 본 발명의 크림핑 유닛을 사용하여 작은 크림핑 시리즈를 수행하거나 또는 크림핑 유닛에 캔을 공급하는 것을 차단해야할 필요가 없는 다른 형상의 캔의 크림핑 유닛을 담당하게 된다.
또한, 권취 액츄에이터는 제 1 축 및 제 2 플레이트의 제 2 회전 구동 수단을 중심으로 회전하도록 설치된 제 2 플레이트를 포함하며, 상기 압착 액츄에이터는 제 1 축 및 제 3 플레이트의 제 3 회전 구동 수단을 중심으로 회전 가능하게 설치된 제 3 플레이트를 포함한다. 따라서, 회전 구동 수단의 속도를 관리함으로써 제 2 및 제 3 플레이트의 상대 위치에 영향을 줄 수 있고, 따라서 권취 및 압착 휠의 각각의 이동 경로를 변경할 수 있게 된다. 바람직한 실시예에 따르면, 제 1 플레이트의 제 1 회전 구동 수단은 제 1 감소 서보 모터를 포함하고, 그 구동 샤프트는 제 1 플레이트와 일체인 제 1 톱니 바퀴와 상호 작용하는 제 1 피니언과 일체로 되어 있고, 제 2 플레이트는 제 2 감속 서보 모터를 포함하고, 그 구동 샤프트는 제 2 플레이트와 일체인 제 2 톱니 바퀴와 상호 작용하는 제 2 피니언과 일체로 된다. 최종적으로, 제 3 플레이트의 제 3 회전 구동 수단은 제 3 감소 서보 모터를 포함하고, 그 구동 샤프트는 제 3 플레이트와 일체로 된 제 3 톱니 바퀴와 상호 작용하는 제 3 피니언과 일체로 된다. 제조에 있어서 경제적인 크림핑 유닛이 이 경우에 얻어지는데, 이 경우에서 크림핑 장치의 신뢰성에 기여하고 크림핑 흠결을 감소시키는 유지 보수 방법이 알려져 있고 산업계에서 일반적으로 사용되고 신뢰되는 부품(감속 서보 모터)을 채용한다.
또다른 바람직한 실시예에 따르면, 제 1 회전 구동 수단은 제 1 피니언과 제 1 플레이트를 연결하는 샤프트를 포함하고, 제 2 및 제 3 구동 수단은 각각 제 2 피니언과 제 2 플레이트 및 제 3 피니언과 제 3 플레이트을 연결하는 제 2 및 제 3 중공 샤프트를 포함한다. 제 2 중공 샤프트는 제 1 샤프트 주위로 연장된다. 이는 크림핑 유닛의 특히 컴팩트 한 설계를 가능하게 한다.
또한 바람직하게는, 제어 유닛은 베이스와 캔 사이의 접합부의 각 부분이 압착 휠의 적어도 하나의 통로를 거치기 전에 권취 휠의 두 개의 통로를 거치도록 구성된다. 이는 권취 단계의보다 점진적인 실행을 가능하게 하고, 따라서 크림핑 결함을 감소시킨다.
이제 첨부 된 도면을 참조 할 것이며,
도 1은 크림핑 이전의 선행 기술 및 그 베이스의 캔의 단면도이다.
도 2a는 제 1 권취 패스에 이어지는 도 1의 캔의 단면 상세도이다.
도 2b는 제 1 압착 통과 후 도 1의 캔의 단면 상세도이다.
도 3은 본 발명에 따른 크림핑 유닛을 위에서 본 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 크림핑 유닛의 수직 단면도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 크림핑 유닛의 수직 단면 부분도이다.
도 5b는 본 발명에 따른 크림핑 유닛의 하부로부터 본 부분적인 개략도이다.
도 6a 내지 6d는 본 발명의 공정의 상이한 단계 동안 크림핑 될 수 있는 캔의 단면도이다.
도 7은 크림핑 될 캔의 사시도이다.
도 8은 제 1 구성의 본 발명에 따른 크림핑 유닛의 크림핑 헤드의 상세한 수평 단면도이다.
도 9는 도 8의 크림핑 유닛의 도 8에 나타낸 IX-IX 평면을 따라 절단한 수직 단면 상세도이다.
도 10은 도 8의 크림핑 유닛의 도 8에 도시 된 X-X 평면의 단면도이다.
도 11은 제 2 구성의 본 발명에 따른 크림핑 장치의 도 8의 것과 동일한 도면이다.
도 12는 제 3 구성의 본 발명에 따른 크림핑 장치의 도 8의 것과 동일한 도면이다.
도 13 내지 도 25는 상이한 크림핑 단계에서 크림핑 헤드의 도 7의 것과 동일한 도면이다.
도 1 내지 도 12를 참조하면, 도면부호 1로 표시된 본 발명에 따른 크림핑 유닛(1)은 캔(90)의 본체(91)에 베이스(92)를 크림핑하기 위한 것이다. 크림핑 유닛(1)은 프레임(3) 상에 장착된 크림핑 헤드(2)를 포함하며, 레그부(4)는 잭(5)을 구비하여, 프레임(3)의 높이가 조절되게 된다. 상기 크림핑 유닛(1)은 일반적으로 당업자에게 공지된 공급 캐러셀(carousel: 6)에 부착되고, 제 1 Oy 축, 이 경우에는 프레임(4) 상의 수직축 주위에서 회전하도록 장착된 제 1 플레이트(10)를 포함한다. 제 1 플레이트(10)는 제 1 감속 서보 모터(11)에 의해 회전 구동되고, 그 구동 샤프트(12)는 제 1 톱니 바퀴(14)와 상호작용하는 제 1 피니언(13)과 일체로 된다. 제 1 톱니 바퀴(14)는 맨드렐 지지 샤프트(40) 둘레에서 회전하도록 장착되고, 그 일측 단부(41)는 프레임(4)과 일체로 되며, 그 타측단부는 수평면에서 베이스가 90도 이동하는 것을 고정하기 위하여 맨드렐을 지지한다. 제 1 중공 샤프트(15)는 상기 맨드렐 지지 샤프트(40) 주위에서 Oy 축을 따라 연장되며, 상기 제 1 톱니 바퀴(14)를 제 1 플레이트(10)에 연결한다. 따라서, 상기 제 1 플레이트(10)는 제 1 중공 샤프트(15) 및 상기 제 1 톱니 바퀴(14) 및 제 1 피니언(13)에 의해 형성된 기어를 통하여 제 1 감소 서보모터(11)에 연결된다. 상기 제 1 플레이트(10)는 제 1 플레이트(10) 상에서 피봇 회전하도록 장착된 2개의 레버(50, 51)를 구비하되, 각각의 레버는 권취 휠(54, 55)을 각각 구비한 각각의 제 1 단부(52, 53)에 구비된다. 상기 레버(50. 51)의 각 피봇부(56, 57)는 제 1 플레이트(10)의 제 1 직경(58) 및 제 1 플레이트(10)의 중심측에 위치한다.
제 1 플레이트(10)는 또한 제 1 플레이트(10) 상에 피봇되도록 장착된 2 개의 레버(60, 61)를 수용하고, 레버의 각각의 제 1 단부(62, 63)에는 압착 휠(64, 65)이 각각 장착된다. 레버(60, 61)의 각각의 피봇부(66, 67)는 제 1 플레이트(10)의 제 1 직경(68) 상에 그리고 제 1 플레이트(10)의 중심 양측에 배치되어, 제 2 직경(68)은 상기 제 1 직경(58)에 수직으로 된다.
상기 레버(50)는 제 1 레버를 형성하고 레버(60)는 제 2 레버를 형성한다. 상기 레버(51)는 제 3 레버를 형성하고, 레버(61)는 제 4 레버를 형성한다.
상기 크림핑 유닛(1)은 또한 제 1 Oy축을 중심으로 회전하도록 장착된 제 2 플레이트(20)를 포함한다. 제 2 플레이트(20)는 제 2 감속 서보 모터(21)에 의해 회전 구동되고, 그 구동 샤프트(22)는 제 2 톱니 바퀴(24)와 상호 작용하는 제 2 피니언(23)과 일체로 된다. 제 2 중공 샤프트(25)는 제 1 샤프트(15) 주위의 Oy 축을 따라 연장되며 제 2 톱니바퀴(24)를 제 2 플레이트(20)에 연결한다. 제 1 샤프트(15)의 외측 표면(16)은 제 1 샤프트(15)와 제 2 샤프트(25)의 상대적인 회전을 용이하게 하기 위해 청동 코팅된다. 따라서, 제 2 플레이트(20)는 제 2 중공 샤프트(25) 및 제 2 톱니 바퀴(24) 및 제 2 피니언(23)에 의해 형성된 기어를 통해 제 2 감속 서보 모터(21)에 연결된다.
제 2 플레이트(20)는 각각 제 1 레버(50) 및 제 3 레버(51)의 제 2 단부(72 및 73)에 각각 연결된 제어 스핀들(70 및 71)을 각각 수용하는 2 개의 귀형부(ear: 26 및 27)를 특징으로 한다.
상기 크림핑 유닛(1)은 또한 제 1 Oy 축을 중심으로 회전하도록 장착된 제 3 플레이트(30)를 포함한다. 제 3 플레이트(30)는 제 3 감속 서보 모터(31)에 의해 회전 구동되고, 그 구동 샤프트(32)는 제 3 톱니 바퀴(34)와 상호 작용하는 제 3 피니언(33)과 일체로 된다. 제 3 중공 샤프트(35)는 제 2 샤프트(25) 를 중심으로 Oy 축을 따라 연장되며, 제 3 톱니바퀴(34)를 제 3 플레이트(30)에 연결한다. 제 2 샤프트(25) 및 제 3 샤프트(35)의 상대 회전을 용이하게하기 위해 제 2 샤프트(25)의 외측 표면(26)이 청동 코팅된다. 따라서, 제 3 플레이트(30)는 제 3 중공 샤프트(35) 및 제 3 톱니 바퀴(34) 및 제 3 피니언(33)에 의해 형성된 기어를 통해 제 3 감소 서보 모터(31)에 연결된다. 제 3 플레이트(30)는 각각 제어 스핀들(74, 75)을 수용하는 2개의 귀형부(36, 37)를 구비하되, 각 귀형부는 제 2 레버(60) 및 제 4 레버(61)의 제 2 단부(76, 77)에 연결된다.
도 5a에서 알 수 있는 바와 같이, 제 1, 제 2 및 제 3 피니언(13, 23, 33)뿐만 아니라 제 1, 제 2 및 제 3 톱니 바퀴(14, 24 및 34)에 추가하여 제 1, 제 2, 제 3 플레이트(10, 20, 30)는 간섭을 피하기 위해 상이한 레벨에 위치한다.
제 1, 제 2 및 제 3 감속 서보 모터(11, 21, 31)는 전자 계산부(7.1)를 포함하는 제어 유닛(7)에 연결된다. 본 발명의 의미에서, "전자 계산부"라는 용어는 약한 전류 하에서 작동하고 외부 전기 요소에 대한 제어 명령을 생성하도록 설계된 구성 요소를 포함하는 계산부를 나타낸다.
다음에 설명하는 요소인,
- 제 2 감속 서보 모터(21);
제 2 톱니바퀴(23)와 제 2 피니언(24)으로 구성된 기어;
제 2 샤프트(25);
- 및 제 2 플레이트(20)는,
권취 액츄에이터(28)를 형성한다. 이 액츄에이터(28)는 귀형부(27)에 연결된 제어 스핀들(71)에 의해 이러한 제 3 레버9510의 제 2 단부(73) 및 귀형부(26)에 연결된 제어 스핀들(70)에 의해 제 1 레버(50)의 제 2 단부(72)에 결합된다.
다음에서 설명되는 요소인,
- 제 3 감속 서보 모터(31);
- 제 3 톱니 바퀴(33) 및 제 3 피니언(34)으로 구성된 기어;
- 제 3 샤프트(35); 및
- 제 3 플레이트(30)는,
압착 액츄에이터(38)를 형성한다. 이 액츄에이터(38)는 귀형부(36)에서 연결된 제어 스핀들(74)에 의해 제 1 레버(60)의 제 2 단부(76)에 연결되고, 귀형부(37)에서 연결된 제어 스핀들(75)에 의해 제 3 레버(61)의 제 2 단부(77)에 연결된다.
도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 전동식 잭(8)은 중공 샤프트(40)의 단부(41)에 고정된다. 전동식 잭(8)의 로드(8.1)는 맨드렐(42)을 관통하는 오리피스(43)까지 중공 샤프트를 통하여 연장된다. 상기 전동식 잭(8)은 또한 제어 유닛(7)에 연결된다.
바람직하게는 그리고 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 프레임(3)은 전동식 잭(9)을 포함하며, 잭의 로드(9.1)는 Oy 축을 따라 연장된다. 상기 로드(9.1)의 단부(9.2)는 크림핑될 캔(90)의 본체(91)를 수용하도록 설계된 플레이트(9.3)를 지지한다.
상기 제어 유닛(7)은 각각 제 1, 제 2 및 제 3 감속 서보 모터(11, 21 및 31)의 회전 속도(ω11, ω21, ω31)및 그에 따른 각 위치를 실시간으로 제어할 수 있도록 배치된다.
회전 속도(ω11, ω21, ω31)를 조정함으로써, 제어 유닛(7)은 다음을 도입할 수 있다 :
a) 제 1 플레이트(10)와 제 2 플레이트(20) 사이의 각도 오프셋(φ1)(도 12) 및/또는
b) 제 1 플레이트(10)와 제 3 플레이트(30) 사이의 각도 오프셋(φ2)(도 13).
예를 들어, 고정된 각도 오프셋(φ1)은 제 2 감속 서보 모터(21)의 회전 속도(ω21)에 대해 제 1 감속 서보 모터(11)의 회전 속도(ω11)를 선택적으로 증가시키고, 제 1 감소 서보 모터(11)의 회전 속도(ω11)와 제 2 감소 서보 모터(21)의 회전 속도(ω21)을 동일한 값으로 함으로써, 제 1 플레이트(10) 및 제 2 플레이트(20) 사이에서 형성된다. 도 11은 제 1 및 제 2 플레이트 사이의 각도 오프셋(φ1)이 0 인 크림핑 유닛(1)의 제 1 구성을 나타낸다. 이 제 1 구성에서, 제 1 레버(50) 및 제 3 레버(51)의 축(70, 71) 및 피봇부(56, 57)는 피봇부(56, 57)을 통과하는 원의 동일한 직경(58) 상에 정렬되고, 그 중심은 Oy 축에 위치하게 된다. 이 제 1 구성에서, 권취 휠(54 및 55)의 각각의 중심(54.1 및 55.1)은 Oy 축으로부터 거리 d1(Oy 축에 수직인 평면에서 고려되는 거리)에 있다. 도 11에 도시된 이러한 제 1 구성은 제 1 플레이트(10) 및 제 3 플레이트(30) 사이의 제로 각도 오프셋(φ2)을 포함한다. 이러한 제 1 구성에서, 제 2 레버(60) 및 제 4 레버(60)의 각각의 축(74, 75) 및 피봇부(66, 67)는 피봇부(66, 67)를 통과하는 원의 동일한 직경(68) 상에서 정렬되되, 그 중심은 Oy 축 상에 있다. 이러한 제 1 구성에서, 압착 휠(64, 65)의 각각의 중심(64.1, 65.1)은 Oy 축으로부터 거리 d2(Oy 축에 수직인 평면에서 고려되는 거리)에 있다. 도 11에 도시된 특정 경우에, 피봇부(56, 57, 66 및 67)은 모두 동일한 원 상에 위치되고 거리(d1 및 d2)는 동일하다는 점에 유의해야 한다.
이러한 제 1 구성에서, 제 1, 제 2 및 제 3 감소 서보 모터(11, 21, 31)의 회전 속도(ω11, ω21, ω31)가 같을 때, 압착 휠(62, 63) 이외에 권취 휠(52, 53)은 직경(d1 = d2)의 원형 경로를 따르게 된다.
도 12는 제 1 플레이트(10)와 제 2 플레이트(20) 사이의 각도 오프셋(φ1)이 0이 아닌 것으로 된 제 2 구성을 나타낸다. 이 경우, 도 12의 예시에 따르면, 제 1 플레이트(10)와 제 2 플레이트(20) 사이의 각도 오프셋(φ1)은 음(negative)이다. 이러한 제 2 구성에서, 레버(50a)는 제 1 구성에 대응하며 도 10에서 파선으로 도시된 위치로부터 제 1 플레이트(10)와 제 2 플레이트(20) 사이의 각도 오프셋(φ1)의 값과 동일한 피봇부(56) 둘레를 회전하게 된다. Oy 축의 권취 휠(54, 55)의 각각의 중심(54.1, 55.1) 사이의 거리(d1')는 이 경우에 거리(d1)를 초과한다.
마찬가지로, 제 1 플레이트(10)와 제 2 플레이트(20) 사이의 양의 각도 오프셋(φ1)은 거리(d1)에 대하여 Oy 축의 권취 휠(54, 55)의 각각의 중심(54.1, 55.1) 사이의 거리(d1')를 감소시키게 된다.
도 13에 도시된 바와 같이, 제 1 플레이트(10)와 제 3 플레이트(30) 사이의 음의 각도 오프셋(φ2)은 도 9에 도시된 그 위치에 대하여 Oy 축의 압착 휠(64, 65)의 각각의 중심(64.1, 65.1)으로부터 멀어지게 된다. 이는 거리(d2)에 대한 Oy 축의 압착 휠(64, 65)의 각각의 중심(64.1, 65.1) 사이의 거리(d2')의 증가에 상응한다.
마찬가지로, 제 1 플레이트(10)와 제 3 플레이트(30) 사이의 양의 각도 오프셋(φ2)는 거리(d1)에 대해 Oy 축의 권취 휠(64, 65)의 각각의 중심(64.1, 65.1) 사이의 거리(d2')의 감소를 초래하게 된다.
이제, 크림핑 유닛(1)의 기능이 도 14 내지 도 25를 참조하여 설명될 것이다. 명확하게 하기 위해, 캔(90)에 대한 레버(50, 51, 60 및 61)의 위치만이 도시된다.
초기의 예비 단계에 따르면, 상기 제어 유닛(7)은 제 1 플레이트(10)와 제 2 플레이트(20) 사이의 음의 각도 오프셋(φ1) 및 제 1 플레이트(10)와 제 2 플레이트(30) 사이의 음의 각도 오프셋(φ2)를 명령한다. 이러한 솔루션은 도 14에 도시된다. 도 14에 도시된 특정 경우에서, 각도 오프셋(φ1 및 φ2)는 동일하다. 압착 휠(64, 65)은 물론 권취 휠(54, 55)은 원형 간격 프로파일(80)을 따르게 되어, 주름진 캔(90)과 접촉하지 않게 된다.
제 2 단계에 따르면, 상기 공급 캐러셀(6)은 맨드렐(42) 바로 위에 크림핑되지 않은 상부에 놓인 베이스(92)를 갖는 본체(91)로 구성된 캔(90)을 플레이트(9.3)로 가져온다. 상기 캔(90)은 필렛(99)에 의해 더 짧은 길이의 에지(98)에 연결된 더 긴 길이의 에지(97)를 포함하는 실질적으로 직사각형인 단면을 가진 캔이다(도 7 참조).
제 4 단계에 따르면, 상기 제어 유닛(7)은 캔(90)의 에지(97)와 접촉하게되는 권취 휠(54, 55)이 서로 가깝게 이동하게 하는, 제 1 플레이트와 제 2 플레이트 사이의 양의 각도 오프셋(φ1)을 명령하게 된다(도 15). 제 1, 제 2 및 제 3 플레이트(10, 20, 30)가 회전함에 따라, 상기 제어 유닛(7)은 각도 오프셋(φ1)의 값을 변경하여 권취 휠(54 및 55)이 제 1 권취 프로파일을 따르게 된다. 이 단계 동안, 상기 권취 휠(54 및 55)은 에지(98)(도 17) 및 마지막 두 개의 필렛(99)(도 18)을 따르기 전에 캔(90)(도 15) 및 후속 필렛(99)을 따르게 된다. 제 1 권취부 통과는 권취 휠(54)이 제 4 단계(도 19)의 시작시 권취 휠(55)에 의해 점유된 위치에 도달할 때 완료된다. 이 제 1 권취부 통과 중에, 각도 오프셋(φ2)는 변경되지 않고 압착 휠(64, 65)은 간극 경로(80) 상에 남아있다. 이후, 캔(90a)의 에지는 도 6b에 도시된 섹션을 갖는다. 권취 휠(54 및 55)의 조합 된 사용은 캔(90)에 대해 제 1 플레이트(10)의 180도 회전에서 제 1 권취 위상(winding phase)을 수행하는 것을 가능하게 한다는 것을 주목해야 한다.
제 5 단계에 따르면, 제어 유닛(7)은 권취 휠(54, 55)을 Oy 축에 더 가깝게 이동시키는 양의 각도 오프셋(φ1)을 명령한다(도 20). 제 1, 제 2 및 제 3 플레이트(10, 20, 30)가 회전함에 따라, 상기 제어 유닛(7)은 각도 오프셋(φ1)의 값을 변경하여, 권취 휠(54 및 55)은 제 2 권취 경로 프로파일을 따르게 된다. 이 단계 동안, 상기 권취 휠(54 및 55)은 에지(98)(도 22)를 따르기 전에 캔(90)(도 20)의 에지(97) 및 이어서 필렛(99)(도 21)을 따르게 된다. 권취 휠(54, 55)이 에지(98)의 중심에 각각 도달할 때, 제어 유닛(7)은 제 1 플레이트(10)와 제 3 플레이트(30) 사이에 양의 각도 오프셋(?2)를 명령하여, 권취 휠(64, 65)가 캔(90)의 에지(97)와 접촉하게 한다(도 23). 상기 에지(97)의 이들 부분은 이미 2 개의 권취부 통과를 거치고 압착될 수 있다. 따라서, 권취 통과가 아직 완료되지 않은 상태에서 압착 통과가 시작된다. 권취 휠(64, 65)이 에지(98)와 최종 필렛(99)(도 24)의 제 2 권취 통과를 완료하는 동안, 압착 휠(64, 65)은 캔(90)의 에지(97)와 필렛(99)을 순차적으로 압착하게 된다. 제 2 권취 통과는 권취 휠(54)이 제 5 단계의 시작에서 권취 휠(55)에 의해 점유된 위치에 도달할 때 완료된다(도 24). 캔(90)의 주변부는 도 6b에 도시된 섹션을 갖는 두 부분(90.1 및 90.2) 및 도 6c에 도시된 섹션을 갖는 두 부분(90.3 및 90.4)을 갖는다. 권취 휠(54, 55)을 조합하여 사용하는 것은 캔(90)에 대해 제 1 플레이트(10)의 180도 회전에서 제 2 권취 위상을 수행하는 것을 가능하게 한다. 캔(90)을 크림핑하도록 에지를 권취하는 것은 두 번의 통과로 수행되어, 크림핑되는 부분의 보다 점진적인 변형을 가능하게 하여 최종 크림핑의 불량률을 감소시키게 된다.
제 6 단계에 따르면, 상기 제어 유닛(7)은 권취 휠(54, 55)을 간극 프로파일(80) 상에 이동시키는 음의 각도 오프셋(φ1)을 명령한다(도 25). 동시에, 제어 유닛(7)은 제 1, 제 2 및 제 3 플레이트(10, 20, 30)의 회전이 진행함에 따라 각도 오프셋(φ2)의 값을 변경하여, 압착 휠(64, 65)이 캔(90)의 에지(97) 및 필렛(99)을 압착하는 것을 완료하게 된다(도 25). 제 3 권취 통과는 압착 휠(64)이 제 5 스테이지의 시작에서 압착 휠(65)에 의해 점유된 위치에 도달할 때 완료된다(도 25). 캔(90a)의 전체 에지는 도 6d에 도시된 섹션을 갖는다. 압착 휠(64, 65)을 조합하여 사용하는 것은 제 1 플레이트(10)의 180도 회전에서 제 3 압착 위상을 수행할 수 있게 하며, 제 2 압착 통과와 동시에 이러한 회전을 부분적으로 달성하는 것이 가능하게 된다는 점에 주목할 필요가 있다. 완전한 크림핑 사이클을 위한 플레이트(10) 및 캔(90)의 상대적 회전은 이 경우 180°(제 1 권취 통과) + 90°(제 2 권취 통과의 첫번째 절반) + 90°(압착 통과의 첫번째 절반에 대하여 동시의 제 2 권취 통과의 두번째 절반) + 90°+ 90°(압착 통과의 두번째 절반), 즉 270°이다. 따라서, 본 발명은 사이클 시간의 감소를 허용한다.
최종 배출 단계에 따라, 상기 제어 유닛(7)은 맨드렐(42)의 오리피스(43)로부터 후속하여 돌출하는 전동식 잭(8)의 로드(8.1)의 전개를 명령하고, 캔(90) 및 그 크림핑된 베이스(92)를 배출하게 된다. 캐러셀(6)의 회전은 순차적으로 캠(90)을 배출하며, 상기 맨드렐(42) 바로 위에서 크림핑될 새로운 조립체를 가져오게 된다. 이어서, 상기 크림핑 싸이클이 다시 시작된다.
이 경우, 캔(90)의 에지의 크림핑은 크림핑 헤드의 1.5 회 회전에서 수행되고, 크림핑된 에지는 2 회의 통과로 감겨지며, 이에 따라 종래 기술의 장치에서보다는 크림핑되는 에지의 보다 점진적인 변형이 보장되어, 스크랩 비율이 감소하게 된다.
물론, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구 범위에서 정의된 본 발명의 범위 내의 임의의 대안적인 해결책을 포함한다.
특히,
- 이 경우 크림핑 유닛이 맨드렐을 포함하지만, 본 발명은 권취 및 압착 휠에 대향하는 베이스의 제 1 접힘부를 따라 움직이는 롤러와 같은 다른 유형의베이스 지지체에도 적용된다.
- 이 경우 제어 유닛은 전자 계산부를 포함하지만, 본 발명은 논리 게이트, 마이크로 프로세서, FPGA 또는 다른 것을 채용하는 제어 유닛과 같은 다른 유형의 전자 제어 유닛에도 적용된다.
- 이 경우 크림핑 유닛의 레그부는 프레임의 높이를 조절하기 위한 잭을 갖추고 있지만, 본 발명은 레그부의 높이 또는 프레임의 직립부에 배치된 나사, 랙 및 편심부와 같은 프레임 높이를 조정하는 다른 수단에도 적용된다.
- 이 경우 제 1, 제 2 및 제 3 플레이트가 수직 축을 중심으로 회전하도록 장착되지만, 본 발명은 수평 배향 또는 임의의 다른 것과 같은 플레이트의 회전 축의 다른 배향에도 적용된다.
- 이 경우 제 1, 제 2 및 제 3 플레이트는 감소 서보 모터에 의해 회전식으로 구동되지만, 본 발명은 유압 또는 공압 모터와 같은 제 1, 제 2 및 제 3 플레이트를 회전 구동하는 다른 제 1, 제 2 및 제 3의 수단에도 적용된다 ;
- 이 경우 크림핑 유닛은 권취 휠을 구비하는 2 개의 레버를 포함하지만, 본 발명은 또한 단일 레버 또는 권취 휠을 지지하는 2 개 이상의 레버와 같은 권취 휠을 구비하는 상이한 개수의 레버를 포함하는 크림핑 유닛에도 적용된다.
- 이 경우 크림핑 유닛은 압착 휠을 지지하는 두 개의 레버를 포함하지만, 본 발명은 압착 휠을 지지하는 단일 레버 또는 두 개 이상의 레버와 같은 압착 휠을 구비하는 상이한 개수의 레버를 포함하는 크림핑 유닛에도 적용된다.
- 제 1 및 제 2 샤프트의 각각의 외부 표면이 이 경우 청동 코팅 되지만, 본 발명은 제 1, 제 2 및 제 3 샤프트의 상대 회전을 허용하는 다른 유형의 장치, 예컨대 자기 윤활 코팅, 윤활, 베어링 또는 특정 배열이 없으며, 샤프트의 상호 상대 회전은 상대적으로 작다.
- 이 경우 플레이트가 중공 샤프트에 의해 피니언에 연결되더라도, 본 발명은 케이지, 로드 또는 자기 연결부와 같은 다른 유형의 회전 연결부에도 적용된다.
- 이 경우 각각의 감소 서보 모터에 연결된 기어가 상이한 높이에 위치되더라도, 본 발명은 중공 샤프트 모터 및 벨트 또는 케이블 조립체와 같은 간섭을 회피하는 다른 솔루션에도 적용된다.
- 이 경우 크림핑 유닛은 중공 샤프트의 단부에 고정되고 제어 유닛에 연결된 전동식 잭을 포함하지만, 본 발명은 압축 공기 배출기 또는 캠에 의해 이동되는로드와 같은 다른 배출 수단에도 적용된다. 이젝터를 활성화하는 것은 제어 장치와 독립적으로 제어할 수도 있다.
- 이 경우 로터리 캐러셀이 크림핑 헤드 바로 위의 캔을 가져 오지만, 본 발명은 로봇 암 또는 벨트 컨베이어와 같은 캔을 공급 및 배출하는 다른 수단과 결합될 수도 있다.
- 이 경우 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 레버의 피봇부는 모두 동일한 원 상에 위치되지만, 본 발명은 또한 다른 직경의 원에 위치 된 레버 피봇부와 같은 다른 구성에도 적용된다.
- 이 경우 권취 및 압착 휠이 동일한 각도 오프셋 값(φ1 및 φ2)에 대한 간극 프로파일 상에 배치되지만, 본 발명은 또한 간극 프로파일 상에 권취 및 압착 휠을 위치시키기 위해 상이한 각도 오프셋 φ1 및 φ2)에 적용된다.
- 이 경우 형상화된 캔은 실질적으로 직사각형인 단면을 가지지만, 본 발명은 라운드, 스퀘어, 육각형 또는 다각형 단면 캔과 같은 다른 캔 형상의 크림핑에도 적용되며 그 측면 수는 3면 이상일 수 있다.
1: 크림핑 유닛 2: 크림핑 헤드
3: 프레임 4: 레그부
5: 잭 6: 캐러셀
10: 제 1 플레이트 11: 제 1 감소 서보 모터
12: 구동 샤프트 13: 제 1 피니언
14: 제 1 톱니 바퀴 42: 맨드렐
90: 베이스

Claims (25)

  1. 베이스(92)를 캔 본체에 크림핑 하기 위한 크림핑 유닛(1)으로서, 상기 크림핑 유닛(1)은,
    - 프레임(3)상의 제 1 축 주위로 회전하도록 장착되고 제 1 회전 구동 수단에 연결된 제 1 플레이트(10); 및
    - 상기 제 1 플레이트(10)상에서 피봇 회전되도록 장착되고 제 1 단부(52)에 제 1 휠(54, 55)를 구비한 제 1 레버(50);를 포함하되,
    제 1 액츄에이터는 제 1 레버(50)의 제 2 단부(72)에 연결되고, 상기 제 1 액츄에이터는 상기 제 1 축을 중심으로 상기 제 1 플레이트(10)의 각도 위치에 따라 상기 제 1 휠(54) 및 상기 제 1 축 사이의 거리를 가변시키도록 상기 제 1 휠(54)을 이동시키기 위하여, 전자 제어 유닛(7)에 의해 제어되되,
    상기 제 1 액츄에이터는, 상기 제 1 축을 중심으로 회전 가능하게 설치된 제 2 플레이트(20) 및 상기 제 2 플레이트(20)의 제 2 회전 구동 수단을 포함하며;
    상기 제 1 플레이트(10)의 상기 제 1 회전 구동 수단은 제 1 감소 서보 모터(11)를 포함하되, 제 1 감소 서보 모터의 구동 샤프트(12)는 상기 제 1 플레이트(10)와 일체로 된 제 1 톱니 바퀴(14)와 함께 작동하는 제 1 피니언(13)과 일체로 형성되며;
    상기 제 2 플레이트(20)의 상기 제 2 회전 구동 수단은 제 2 감소 서보 모터(21)를 포함하되, 제 2 감소 서보 모터의 구동 샤프트(22)는 제 2 플레이트(20)와 일체로 된 제 2 톱니 바퀴(24)와 함께 작동하는 제 2 피니언(23)과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 크림핑 유닛(1).
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 플레이트(10) 상에서 피봇 회전되도록 장착되고 제 1 단부(62)에 제 2 휠(64, 65)을 구비하는 제 2 레버(60); 및
    상기 제 2 레버의 제 2 단부(76)에 연결되는 제 2 액츄에이터;를 포함하되,
    상기 제 2 액츄에이터는 상기 제 1 축을 중심으로 상기 제 1 플레이트(10)의 각도 위치에 따라 상기 제 2 휠(64, 65) 및 상기 제 1 축 사이의 거리를 가변시키도록 상기 제 2 휠(64, 65)을 이동시키기 위하여, 전자 제어 유닛(7)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 크림핑 유닛(1).
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 액츄에이터는 상기 제 1 축를 중심으로 회전 가능하게 설치된 제 3 플레이트(30) 및 상기 제 3 플레이트의 제 3 회전 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 크림핑 유닛(1).
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 3 플레이트(30)의 제 3 회전 구동 수단은 제 3 감소 서보 모터(31)를 포함하되, 상기 제 3 감소 서보 모터의 구동 샤프트(32)는 상기 제 3 플레이트(30)와 일체로 된 제 3 톱니 바퀴(34)와 함께 작동하는 제 3 피니언(33)과 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 크림핑 유닛(1).
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 회전 구동 수단은 상기 제 1 톱니 바퀴(14)를 상기 제 1 플레이트(10)에 연결하는 제 1 샤프트(15)를 포함하고, 상기 제 2 회전 구동 수단은 상기 제 2 톱니 바퀴(24) 및 상기 제 2 플레이트(20)를 연결하는 제 2 중공 샤프트(25)를 포함하며, 상기 제 2 중공 샤프트(25)는 상기 제 1 샤프트(15) 주위에서 연장되는 것을 특징으로 하는 크림핑 유닛(1).
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 회전 구동 수단은 상기 제 1 톱니 바퀴(14)를 상기 제 1 플레이트(10)에 연결하는 제 1 샤프트(15)를 포함하고, 상기 제 3 회전 구동 수단은 상기 제 3 톱니 바퀴(34) 및 상기 제 3 플레이트(30)를 연결하는 제 3 중공 샤프트(35)를 포함하며, 상기 제 3 중공 샤프트(35)는 상기 제 1 샤프트(15) 주위에서 연장되는 것을 특징으로 하는 크림핑 유닛(1).
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 샤프트(15)는 맨드렐 지지 샤프트(40) 주위에서 연장되는 중공 샤프트인 것을 특징으로 하는 크림핑 유닛(1).
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 맨드렐 지지 샤프트(40)는 크림핑 후에 캔(90)을 맨드렐(42)로부터 분리시키는 이젝터(8.1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 크림핑 유닛(1).
  19. 제 18 항에 있어서,
    - 상기 제 1 플레이트(10)상에서 피봇 회전되도록 장착되고 제 3 휠(55)을 제 1 단부(53)에 구비한 제 3 레버(51);및
    - 상기 제 1 플레이트(10)상에서 피봇 회전되도록 장착되고 제 4 휠(65)을 제 1 단부(63)에 구비한 제 4 레버(61);를 포함하되,
    상기 제 3 레버(51)의 제 2 단부(73)는 상기 제 1 액츄에이터에 연결되고, 상기 제 4 레버(61)의 제 2 단부(77)는 상기 제 2 액츄에이터에 연결되는 것을 특징으로 하는 크림핑 유닛(1).
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛(7)은 상기 베이스(92)와 상기 캔(90) 사이의 접합부의 각각의 부분이 제 2 휠(64, 65)을 적어도 한번 통과하기 전에 제 1 휠(54, 55)을 2번 통과하도록 된 것을 특징으로 하는 크림핑 유닛(1).
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 프레임(3)의 높이를 조절하는 수단(5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 크림핑 유닛(1).
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 맨드렐(42) 바로 위에 캔(90)을 위치시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 크림핑 유닛(1).
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 캔을 위치시키는 수단은 전동식 잭(9)을 포함하는 것을 특징으로 하는 크림핑 유닛(1).
  24. 삭제
  25. 삭제
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