專利名稱：具有改良沖頭的打包工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種打包工具，其型式為使一條鋼帶成為可拉緊的環(huán)捆扎包裝物上，該工具通過(guò)一系列互鎖的接頭將帶連接起來(lái)，這些接頭具有多個(gè)互鎖的肩部，而這些肩部是由工具內(nèi)部的沖頭在帶的搭接端上沖出來(lái)的，從而可無(wú)封口地將帶端連接起來(lái)。本發(fā)明提供一個(gè)改良的沖頭設(shè)計(jì)，可增加沖頭的耐磨壽命并在肩部形成后使沖頭和帶容易脫開(kāi)。
廣泛使用的一種打包工具的設(shè)計(jì)是使一條鋼帶的搭接端能被拉緊，該鋼帶從供源被拉出并被卷繞在包裝物或貨物上，再在鋼帶的搭接端上沖出可互鎖的肩部，然后使鋼帶從供源上被切開(kāi)。當(dāng)工具使連接好的鋼帶從工具上松開(kāi)時(shí)便形成一個(gè)具有這樣沖出的互鎖肩部的拉緊的環(huán)。上述型式的打包工具例如在Tremper等的美國(guó)專利4,825, 512號(hào)中所說(shuō)明的那樣。
上述型式的打包工具大多數(shù)為電動(dòng)或氣動(dòng)，它們具有分開(kāi)的電動(dòng)機(jī)以便各自將鋼帶拉緊在一起并用來(lái)沖制和切割鋼帶。對(duì)這種工具典型的是有各種不同的大小可以供售以便匹配鋼帶的可變的寬度和厚度。例如上述型式的鋼帶常見(jiàn)的寬度為1/2英寸、5/8英寸或3/4英寸，而各該鋼帶的厚度為0.015到0.025英寸。最近的趨勢(shì)表明正在更廣泛地應(yīng)用這種打包和捆扎操作，結(jié)果便需要采用更厚的如0.025-0.031英寸的鋼帶以資承受較大貨物的力。
對(duì)較厚鋼帶的要求，關(guān)鍵是要提供更強(qiáng)的打包工具，該工具須能完整地形成沖制的互鎖肩部以資保證鋼帶的完全封接；否則，部分沖制的接頭將會(huì)損害封接包裝的整體性。但曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)采用較厚規(guī)格的鋼帶時(shí)，每平方英寸需要更多的力才能通過(guò)兩層鋼帶完整地沖制出接頭，而這種操作會(huì)有害地影響打包工具內(nèi)部的沖頭。圖2示出兩層鋼帶用上述打包工具一起沖制和封接的透視圖。對(duì)沖壓操作熟悉的人都知道，在形成互鎖接頭16的短肩18、20時(shí)，在形成肩部的相應(yīng)沖頭的表面會(huì)受到高度集中的沖壓載荷。另外，這些沖壓力被高度集中在一個(gè)很小的沖頭表面面積內(nèi)。由于這樣一個(gè)集中的沖頭應(yīng)力，沖頭表面就會(huì)剝落，從而損害互鎖肩部的形成。
采用較厚鋼帶的另一問(wèn)題關(guān)系到在接頭被沖制并釋放后將鋼帶互鎖在一起需有較高的拉緊載荷。以后將會(huì)明白，在較高的拉緊載荷下，沖制的鋼帶肩部會(huì)垂直地刮削沖頭的相應(yīng)邊，最后會(huì)導(dǎo)致沖頭肩部角落的碎裂。
本發(fā)明的主要目的是要提供一套改良的打包機(jī)用的沖頭，該沖頭須不易剝落碎裂。
按照本發(fā)明，用在上述這種打包機(jī)上的沖頭在致力沖壓互鎖接頭肩部的那個(gè)部分上設(shè)有卸載(relief)部分的側(cè)表面。
有卸載部分的肩部可消除沖頭上的高度集中的壓縮載荷而把這些載荷分布到較寬廣的表面面積上。另外，當(dāng)互鎖接頭從沖頭上脫開(kāi)時(shí)，有卸載部分的肩部可減少發(fā)生在沖頭邊角上的刮削作用的嚴(yán)重性。
在閱讀下面的詳細(xì)說(shuō)明并參考附圖后當(dāng)可對(duì)本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)有所了解，其中

圖1為一打包工具的透視圖，該圖示出鋼帶與用來(lái)形成無(wú)封口接頭的沖頭的相對(duì)位置；圖2為用圖1中的打包機(jī)沖出的無(wú)封口接頭的透視圖；圖3為兩條疊置鋼帶的頂視圖，圖中著重示出形成接頭的互鎖肩部的Z狀外形；圖4為沿圖3中IV-IV線切開(kāi)的剖面的側(cè)視圖，每一鋼帶都處在互鎖位置；圖5為簡(jiǎn)化的現(xiàn)有技術(shù)的沖頭和陰模裝置的端剖視圖，圖中著重示出在沖頭外邊緣上沖壓力的集中；圖6為在圖1的打包工具中用來(lái)形成Z狀互鎖肩部的現(xiàn)有技術(shù)沖頭的頂視圖；圖7為圖6所示沖頭的側(cè)視圖；圖8為簡(jiǎn)化的本發(fā)明的沖頭和陰模裝置的剖面的部分側(cè)視圖，圖中示出在鋼帶的拉力松弛時(shí)沖頭外邊緣受到刮削作用；
圖9為本發(fā)明的沖頭的頂視圖，圖中示出在形成互鎖Z狀切縫的沖頭肩部上有卸載部分的沖頭邊緣；圖10為圖9中的卸載邊緣之一的局部剖視圖；圖11為簡(jiǎn)化的本發(fā)明的沖頭和陰模裝置的端剖視圖，圖中著重示出鋼帶的切割從沖頭的較強(qiáng)的內(nèi)角開(kāi)始；圖12為一部分側(cè)視圖，該圖示出在鋼帶拉力松弛后刮削時(shí)適用的較不尖銳的角。
如圖1所示，上述型式的打包工具或打包機(jī)5有鋼帶的兩端插入其內(nèi)以便連接在一起。打包工具5被用來(lái)將鋼帶12捆扎在包裝物10上成為被拉力牽引的環(huán)，然后用數(shù)個(gè)互鎖的接頭16將兩個(gè)帶端連接在一起(最好看圖2)。在打包工具5底部?jī)?nèi)的陰模(未示出)和沖頭50裝置是機(jī)構(gòu)的一部分，它可允許搭接的端頭32進(jìn)行到工具內(nèi)，然后疊置的帶端被兩臺(tái)內(nèi)部電動(dòng)機(jī)(未示出)之一機(jī)械地自拉緊。第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制沖頭和陰模裝置的操作以便保持搭接的端頭，同時(shí)在每一條鋼帶上沖壓出一連串的互鎖肩部。一旦沖壓操作完畢，搭接的鋼帶就無(wú)封口地連接在一起，并從工具5內(nèi)脫出。
現(xiàn)在看圖2，可以看到鋼帶12在接受沖壓的區(qū)域內(nèi)在沖壓后立即有一波狀的外觀；這個(gè)外觀是沖頭和陰模相互作用的結(jié)果，并在鋼帶互鎖的操作上有功能性的意義，不久你就會(huì)明白這一點(diǎn)。
按照已知的實(shí)踐，無(wú)封口的連接具有六個(gè)相應(yīng)的接頭16，這些接頭被成對(duì)平行排列形成兩個(gè)縱向列。從圖3可看到每一接頭16都由上帶端12和下帶端14上的相似的Z狀切縫22構(gòu)成，在沖壓操作時(shí)鋼帶上所說(shuō)Z狀切縫的一部分向下成形，這樣就造成波狀的外觀如圖2所示。每一接頭16都由一短肩18和一長(zhǎng)肩20構(gòu)成。應(yīng)該知道的是標(biāo)號(hào)18和20只是上帶端12上形成的接頭的肩部，而標(biāo)號(hào)24和26則指下帶端14上形成的接頭的短肩和長(zhǎng)肩。每一帶段上的上述肩部適宜互鎖在一起，當(dāng)帶段從工具5的拉力下解脫時(shí)，端頭12和14會(huì)在縱向上相互相對(duì)地移動(dòng)，從而使Z狀接頭16互鎖在一起并形成無(wú)密封的接頭。圖4示出在縱向上移動(dòng)過(guò)的一組帶端12、14，其中接頭16已經(jīng)“鎖住”。在連接帶中的波狀輪廓(圖2)有助于促進(jìn)并維持肩部的互鎖。
圖6有意地被放置在圖4的下面示出，以便能在沖頭的表面和Z狀切縫以及在沖壓后留在帶內(nèi)的波狀輪廓之間作出關(guān)聯(lián)。圖7為圖5中的沖頭的側(cè)視圖，沖頭50具有一般為平面的底面60以便通過(guò)導(dǎo)銷和螺釘(未示出)連結(jié)在打包機(jī)5上，導(dǎo)銷和螺釘分別與通孔65和螺紋孔67配合；這兩孔都從底壁60通到頂面52。頂壁52由一連串的弧形的互連弓形段53形成，這些弓形段并與側(cè)壁62和端壁64互連。每一側(cè)壁上都有對(duì)置的凸部，該凸部是由長(zhǎng)壁58和短壁56形成的。長(zhǎng)壁和短壁還在頂壁52和側(cè)壁62的連接處形成長(zhǎng)和短的頂邊表面57、55。當(dāng)沖頭50和陰模(未示出)相互配合作用時(shí)，疊置的帶端12、14在實(shí)質(zhì)上被沖壓，因此對(duì)著頂表面52，并相應(yīng)地分別對(duì)著沖頭的短壁和長(zhǎng)壁56、58上的短邊和長(zhǎng)邊55、57被向下推進(jìn)。當(dāng)完全壓到?jīng)_頭的頂表面52上時(shí)，每一沖頭的短邊和長(zhǎng)邊55、57同時(shí)在上、下帶端12、14上切割出Z狀切縫。但如同前面說(shuō)明過(guò)的那樣，當(dāng)帶厚增加時(shí)，在每一帶上剪切出Z狀切縫所需的壓力便會(huì)顯著增加。如圖5所示，在沖頭外角上會(huì)發(fā)生高度集中的載荷。特別是，邊緣55和57經(jīng)受著極其集中在一線上的壓縮力，特別是沿著較短的邊55，使它們?cè)谳^短的期間使用后便會(huì)剝落。剝落的邊緣會(huì)完全損害無(wú)封口接頭的完整性。
與此有關(guān)，還曾發(fā)現(xiàn)即使沖頭沒(méi)有由于沖壓而發(fā)生剝落，在沖壓完成后要使鋼帶從沖頭上脫開(kāi)或取出也還會(huì)遇到困難；這種情況主要發(fā)生在鋼帶厚度為0.025到0.031英寸的時(shí)候。過(guò)了一段時(shí)間，還曾發(fā)現(xiàn)脫開(kāi)的問(wèn)題也會(huì)導(dǎo)致邊緣55和57的剝落，特別是在角上兩條邊緣相交而用字母C指出的地方。從圖8可看到?jīng)_壓過(guò)的鋼帶被打包機(jī)5內(nèi)的提升機(jī)構(gòu)推動(dòng)向上并離開(kāi)沖頭50，新被切割的鋼帶邊緣由于保持在每一條鋼帶上的巨大拉力(可達(dá)2000磅)會(huì)嚴(yán)重地刮削沖頭特別是在外角，引起90°角部C的掉屑和剝落。
為了克服上述困難，沖頭50可被設(shè)有卸載的角部C’，該角部C’由圖6中每一壁56和58上的有卸載部分的或延伸的短邊和長(zhǎng)邊55’或57’構(gòu)成，最好請(qǐng)看圖9和10。當(dāng)將本發(fā)明的沖頭(圖9)與現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)生剝落的沖頭比較時(shí)，可以看到短邊55’和一部分長(zhǎng)邊57’現(xiàn)在具有一個(gè)寬得多的邊緣表面。這樣，巨大的壓縮沖壓力就不再會(huì)只是集中在沖頭孤立的外側(cè)邊緣上，而是可分布在一個(gè)大得多的邊緣表面上如圖11所示，這時(shí)切縫的切割實(shí)際上是從沖頭的內(nèi)角D’開(kāi)始的，而在那里存在著較強(qiáng)和較大的邊緣表面，從而這些表面的脫開(kāi)可消除只是由沖壓引起的剝落問(wèn)題。另外，如圖12所示，每當(dāng)邊緣有卸載部分，在沖頭上就會(huì)形成一個(gè)較不尖銳的角(小于90°)，這也會(huì)有利地消除在鋼帶脫開(kāi)時(shí)只是由于鋼帶的拉力而引起的掉屑和剝落問(wèn)題。如圖10所示，最好將所說(shuō)卸載部分設(shè)為一個(gè)可達(dá)10°的θ角和一個(gè)約為0.015英寸的深度。這樣，沖壓力就可分布在一個(gè)較寬的邊緣表面W上，而可不會(huì)損害沖頭50正確形成Z狀切縫以致最終造成接頭16的能力。應(yīng)當(dāng)明白θ角如大于10°，卸載部分的邊緣表面會(huì)變小。
這樣，按照本發(fā)明提供的有卸載部分的沖頭表面顯然可以完全滿足上面列出的目的和要求。雖然本發(fā)明只是結(jié)合一個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，但根據(jù)上述說(shuō)明，本行業(yè)的行家顯然容易作出各種替代方案、修改和變化。因此本發(fā)明應(yīng)該包括所有這些替代方案、修改和變化，只要它們是在下面權(quán)利要求的精神和廣闊范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在打包工具內(nèi)與陰模配合使用的改進(jìn)沖頭，打包工具將裝置的上、下帶端連接在一起，辦法是通過(guò)沖壓在每一所說(shuō)帶端上形成一連串縱向排列的互鎖的肩部，所說(shuō)沖頭由一個(gè)平面的底壁、一個(gè)頂壁、將所說(shuō)頂壁和底壁連接起來(lái)的第一和第二端壁、及將所說(shuō)頂壁、底壁和端壁連接起來(lái)的第一和第二側(cè)壁構(gòu)成，在所說(shuō)頂壁和側(cè)壁之間的所說(shuō)連接分別構(gòu)成第一和第二頂邊表面，每一所說(shuō)側(cè)壁具有多個(gè)從其上突出的而在所說(shuō)頂壁和底壁之間延伸的對(duì)置且相同的凸部，為了在所說(shuō)帶段上形成所說(shuō)互鎖的肩部，每一所說(shuō)凸部均由至少一個(gè)短壁和至少一個(gè)長(zhǎng)壁構(gòu)成，所說(shuō)短壁一般與縱長(zhǎng)方向成銳角設(shè)置，所說(shuō)長(zhǎng)壁一般與所說(shuō)側(cè)壁平行，其特征為，當(dāng)所說(shuō)沖頭與所說(shuō)陰模配合作用時(shí)，所說(shuō)長(zhǎng)壁和短壁在所說(shuō)帶段上形成一般為Z狀的切縫，所說(shuō)改進(jìn)為在每一所說(shuō)凸部的所說(shuō)短壁的所說(shuō)頂邊表面上都制出卸載部分，以便使頂邊表面延長(zhǎng)，當(dāng)所說(shuō)沖頭形成所說(shuō)互鎖肩部時(shí)，這種延長(zhǎng)表面不易剝落。
2.按照權(quán)利要求1的改良沖頭，其特征為，在每一所說(shuō)凸部的短壁上用同樣方式切出所說(shuō)卸載部分，所說(shuō)卸載部分為與所說(shuō)沖頭的所說(shuō)頂壁形成的一個(gè)銳角。
3.按照權(quán)利要求2的改良沖頭，其特征為，所說(shuō)卸載部分從所說(shuō)沖頭的所說(shuō)頂壁向下延伸，所說(shuō)卸載部分從所說(shuō)頂壁垂直向下延伸使所說(shuō)銳角不大于10°。
4.按照權(quán)利要求3的改良沖頭，其特征為，所說(shuō)卸載部分只是在所說(shuō)沖頭的所說(shuō)第一和第二頂邊表面上設(shè)置。
全文摘要
一種沖頭設(shè)計(jì)的改進(jìn),該沖頭用在打包工具內(nèi)以便在要捆扎在一起而搭接的兩段鋼帶上造成無(wú)封口的連接。沖頭沿著其邊緣表面有卸載部分,該表面在實(shí)質(zhì)上將兩段鋼帶捆扎在一起的沖壓操作時(shí)受到巨大的力。卸載部分的邊緣還使沖壓過(guò)的邊緣表面具有較不尖銳的角,該表面在鋼帶上的拉力松弛后會(huì)受到刮削。
文檔編號(hào)B65B13/30GK1182030SQ9712243
公開(kāi)日1998年5月20日 申請(qǐng)日期1997年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月6日
發(fā)明者尼爾森·陳 申請(qǐng)人:伊利諾斯工具制造公司