冲压切割机覆盖物锁定装置 本发明涉及用于覆盖片状材料冲压切割设备中的铁砧的冲压切割机覆盖物。
冲压切割机覆盖物是热固模制的聚氨脂材料，其围绕钢的圆柱形铁砧覆盖。该铁砧通常在其表面中具有沿着铁砧纵向轴线延伸的沟槽。该覆盖物围绕铁砧覆盖，且在一些实施例中具有锁定凸出物。该覆盖物是具有相对的端部边缘的片状材料，锁定凸出物位于这些边缘处。这些端部是互补的，且当锁定凸出物插入时，这些锁定凸出物接合到沟槽中。当锁定凸出物插入时，这些锁定凸出物互锁到铁砧沟槽中，将边缘锁定到覆盖物，将覆盖物锁定到铁砧，且阻止覆盖物围绕铁砧旋转。
美国专利No.3,765,329公开了具有这样的凸出物的覆盖物地一个方面。该塑料覆盖物具有一片金属内部衬垫。这些锁定凸出物形成结构为两个部分的搭扣，其中，凹的部分容纳凸的部分，该凹的部分从覆盖物在其具有纵向倒圆的凹槽的一个端部边缘处下垂，凸的部分与该凹槽互补，且咬接到该凹槽。该凸的部分可以由金属制成。该凹的部分具有金属支撑物。该凸凹部分从覆盖物边缘下垂，用于插入到铁砧沟槽中。
在美国专利No.4,848,204、3,885,486、4,867,024、5,078,535和5,758,560中显示了其它的互补锁定结构。所有上述专利使用互锁的互补下垂的结构，其装配到铁砧沟槽中，且相互合作以及与铁砧沟槽合作，以将覆盖物端部锁定在一起。
用于将覆盖物端部锁定在一起的另一种锁定装置使用互锁的相互交叉的指状物，这些指状物在形状上有些吻合。美国专利No.4,075,918、4,791,846和3,577,822公开了这种类型的与冲压切割机覆盖物一起使用的互锁装置。这些互锁指状物与覆盖物片状材料在相同的平面内，且位于铁砧上面。铁砧具有沟槽。在一些实施例中，这些互锁指状物可以位于沟槽上面。覆盖物互锁指状物的端部部分或者覆盖物的其它部分具有下垂的凸出物，其装配在铁砧沟槽中，以阻止覆盖物相对于铁砧旋转。除了下垂的凸出物以外，覆盖物通常具有均匀的厚度，这些下垂的凸出物在铁砧沟槽处给覆盖物增加了相当大的厚度。覆盖物由模制的聚氨脂制成，且在一些实施例中由纺织的尼龙或者玻璃纤维织物支撑。这样，覆盖物包括两种材料，形成覆盖物结构的聚氨脂和支撑纺织织物，该覆盖物模制到该支撑纺织织物。
这种结构的问题在于，在使用中，覆盖物最终在铁砧沟槽上表现为凹进的平的部分。该凹进的平的部分使由该设备冲压切割的产品产生了问题。冲压切割机切割正在被冲压切割的片状材料，通常是成波状或者压制的纸板。切割机还稍微切割覆盖物。由于覆盖物材料的弹性，除了在铁砧沟槽和下垂的凸出物处以外，该覆盖物均匀的磨损，该凸出物导致凹进的平的部分。由于该凹进的平的部分，冲模最终在该位置不均匀地切割毛坯片状材料，引起拙劣产品的不成熟的生产。该凹进的部分不允许冲模在该位置整齐地切割产品片状材料。
本发明人将凹进的平的部分归因于下垂到铁砧沟槽的凸出区域处的聚氨脂材料的较大的厚度。本发明人认识到了在本领域中的普通技术人员此前没有认识到的问题的根源。本发明人相信，由于材料是弹性的，在铁砧沟槽处的较厚的材料比在铁砧的其余部分上的片状覆盖物材料表现出非线性的愈加大的弹性。本发明人相信，与覆盖物表面的其余部分相比，这样的较大的弹性导致在该位置处的覆盖物材料的过度磨损。也就是，对于给定的使用时间周期，由于在铁砧沟槽区域处材料的弹性增加，冲压切割机从这个位置处的覆盖物切割掉的材料比在其余的覆盖物处更多。这个问题只存在于在铁砧沟槽处使用固体聚氨脂材料的互锁指状物结构。
根据本发明，通过与在表面中具有轴向延伸的沟槽的铁砧一起使用的一种冲压切割机覆盖物来最小化上述问题，该覆盖物包括具有第一和第二端部的聚氨脂片状部件覆盖物，该覆盖物用于围绕铁砧覆盖。多个互补的互锁指状物位于第一和第二端部，用于选择性地相互互锁接合，以将覆盖物固定到铁砧。第一凸出物至少在端部之一从与覆盖物相同材料制成的片状部件覆盖物下垂，且与该片状部件覆盖物一体形成，以与沟槽互补接合，形成凸出物和覆盖物的材料具有第一给定的特性，使得与覆盖物表面的其余部分相比，在使用中覆盖物在第一凸出物处表现了过度的表面磨损，除非另外阻止。插入物在至少位于该第一凸出物上的端部的至少一处嵌入覆盖物，该插入物具有不同于第一给定特性的第二给定特性，以大致阻止过度磨损。
在一个方面，该插入物是聚氨脂，在另一个方面，该插入物形成指状物的一部分。
在又一个方面，插入物是片状材料，其具有从此下垂、形成第一凸出物的一部分的第二凸出物。
在又一个方面，包括纺织片状支撑部件，覆盖物固定到该部件。
在又一个方面，该插入物具有多个通孔，覆盖物的一部分材料嵌入到这些通孔中。
最好，这些通孔具有斜切的端部区域。
在又一个方面，支撑部件具有从支撑材料的平面延伸到第一凸出物的下垂部分。
最好，覆盖物具有面朝切割冲模的工作表面，支撑部件在整个覆盖物均匀地从覆盖物的工作表面分开。
该插入物最好是片状部件。在又一个方面，该片状部件具有从此下垂的凸出物。最好，该片状部件插入物在平面图中近似是矩形的，其具有相对的端部边缘和侧向相对的边缘，凸出物跨过端部边缘中间的片状部件横向延伸到相对的侧向边缘。
在又一个方面中，覆盖物第一个特性是大约85的硬度计，插入物第二个特性是大约90的硬度计。
还有一个方面，第一和第二特性是材料的耐切割和撕扯的值，其中，对于给定的载荷，覆盖物表现出比插入物差的耐切割和撕扯的值。
在又一个方面，第一和第二特性是材料的回弹值，其中，覆盖物表现出比插入物更高的回弹值。
在又一个方面，第一和第二特性是材料的模数值，其中，覆盖物表现出比插入物更高的模数。
【附图说明】
图1是根据本发明的实施例的覆盖物和铁砧组件的端部剖视图；
图2是图1的组件的顶部平面视图，示出了覆盖物的互锁指状物接缝；
图3是图2的一组代表性指状物的互锁接缝的一部分的更详细的片断视图；
图4是根据本发明的实施例的图2的组件沿着线4-4截取的剖视图；
图5是图6的实施例的沿着图6的线5-5截取的剖视图；
图6是根据本发明的第二个实施例的铁砧覆盖物端部片断顶部平面图；
图7是根据第三实施例的覆盖物锁定部分的端部剖视片断视图；
图8是图7的实施例在区域8截取的更详细的视图；
图9是根据一个实施例的覆盖物插入物的顶部平面图；
图10是图9的实施例沿着线10-10截取的剖视图；
图11是根据第二个实施例的覆盖物插入物的顶部平面图；
图12是图11的实施例沿着线12-12截取的剖视图；
图13是图5和6的实施例的锁定指状物的等角视图；
图14是根据又一个实施例的覆盖物的端部互锁指状物部分的平面图；以及
图15是图14的实施例沿着线15-15截取的剖视图。
在图1中，在本实施例中的组件10包括钢的圆柱形铁砧12和冲压切割机覆盖物组件14。该组件设置在设备的铁砧上，其中，冲模切割片状材料在旋转的铁砧和覆盖物上运动。冲模稍微穿透覆盖物材料。该材料是弹性的，但是经过一段时间在碰撞覆盖物的冲模区域会磨损。
铁砧12具有沟槽16，其沿着铁砧的轴线进入图纸延伸铁砧的长度。该沟槽根据实现是正方形的或者矩形。覆盖物组件14具有与沟槽互补的凸出物18，且当铁砧在诸如纸板等之类的毛坯片状材料被冲压切割的冲压切割过程期间旋转时，凸出物18固定组件14防止相对于铁砧旋转。在已有技术中，覆盖物的凸出物和片状部分由聚氨脂材料模制，且通常模制到由纺织玻璃纤维或者其它含纤维的材料制成的支撑件。
在图2中，覆盖物组件14形成有多个互锁的指状物20和22，它们互补构造为吻合形状。由聚氨脂材料模制的插入物24嵌入组件14的覆盖物26中。
在图9和10中，第一实施例的插入物24模制为矩形形状，如图9所示。该插入物24具有多个形成在其中的通孔28。该插入物24具有第二多个通孔30。孔28锥形扩孔为成锥形的部分32，如图10所示。孔30均匀贯穿。
插入物24形成有下垂的凸出物34。孔30穿透凸出物34的一部分。从凸出物34在相反方向上延伸的插入物24的剩余部分是大致均匀厚度的片状材料。插入物在中心区域36具有平的表面，且具有相同厚度的两个片状材料镜像部分38、40，它们从区域36的平面倾斜大约6度。两个边缘区域42、44在顶部表面46稍微斜切。这些部分倾斜。当覆盖物固定到铁砧12时，插入物24倾斜的部分38、40和区域36近似覆盖物的曲率。在图9中，插入物24从左到右的长度尺寸跨过覆盖物26横向延伸。插入物具有大约90的肖氏硬度的硬度计，覆盖物具有大约85的肖氏硬度的硬度计。然而，这些值是标称的，可以在大约+/-2硬度计的范围内变化。然而，不管硬度值可能从上述值稍微变化，插入物的硬度总是大于覆盖物材料的硬度。这样，尽管都是由热固模制的聚氨脂材料制成的，插入物比覆盖物硬。这种特性差别的原因将在下面解释。
根据给定的实现，插入物可以和覆盖物在其它特性上不同。这样的特性包括抗切割和抗撕扯强度，即，材料响应于由边缘形成的切割的抗切割和撕扯能力，以及响应于撕扯力的抗撕扯能力、回弹，其中，回弹是材料响应于变形力返回其默认的位置的能力，且是返回速率的测量，以及材料模数，响应于张力载荷的材料伸长，即，给定载荷的伸长量。在使用期间，任何这些特性，或者这些特性的任何组合可以在位于铁砧沟槽的凸出物区域处在覆盖物中产生缺陷，如下将要解释的。
在图4中，所示的插入物24模制为嵌入覆盖物26的材料。插入物跨过覆盖物从图2所示的覆盖物边缘46、48延伸的范围在大约1/4英寸(6.4mm)内。在模制过程期间，孔28充满覆盖物材料。斜切的部分32(图10)也充满覆盖物材料，且由斜切的部分形成的覆盖物材料的凸缘50将插入物锁定到覆盖物。孔30(在图4中没有显示)将插入物24的凸出物34固定到覆盖物，且没有类似的凸缘。插入物24在覆盖物下表面52处嵌入覆盖物26，且两种材料可以共面。这样，插入物24的部分38和40、底部表面54与覆盖物下表面52共面。
在工业中使用的传统的纺织片状玻璃纤维织物56或者其它织物模制到覆盖物26和插入物24，当模制覆盖物时将它们模制在一起。织物56在凸出物18处稍微成U形，且在插入物24的凸出物34的下面和附近下垂到该凸出物，如同4所示。
在图3中，指状物20和22具有长度1’。指状物20和22的位置在图4中显示为尺寸1’。指状物20的顶端从凸出物18的侧面58延伸到邻近凸出物18的侧面62的插入物24的凸出物34的侧面60。这样，凸出物18的主要部分形成指状物，且插入物的凸出物34的整个部分在凸出物18内。
在操作中，覆盖物组件14以传统的方式通过将凸出物18插入铁砧沟槽16来接附到铁砧12，且互锁指状物20和22。然而，凸出物18在其中具有大量插入物的凸出物34。插入物的凸出物的主体具有比覆盖物材料凸出物18的硬度更大的硬度。聚氨脂材料的弹性是非线性的，这意味着厚度越大，弹性以非线性的增长方式变大。这样，越厚的材料比相同特性的更薄的材料表现出愈加大的弹性。
与单独地由一种类型的聚氨脂在凸出物中形成的覆盖物相比，对于给定的切割载荷，较硬的插入物材料防止图4中的覆盖物表面64偏斜的趋势，这样在该位置为覆盖物提供支撑物。相信，在已有技术中，对于给定的冲压切割载荷，较厚的凸出物允许表面在凸出区域偏斜得比在非凸出区域更大。这样的较大的偏斜导致在介绍部分中讨论的凸出物和铁砧沟槽区域中形成不期望的平的凹进。也就是，由于表面响应于切割机冲模的碰撞的较大的偏斜，在铁砧凸出的区域中出现的覆盖物表面64的磨损比在剩余的覆盖物表面区域出现的磨损要过度。
通过由插入物24形成的更硬的材料来加强具有更大聚氨脂厚度或者其它不同的增强特性的凸出物18区域，表面64的偏斜标准化为除铁砧沟槽区域和凸出物18区域以外的剩余的表面64处出现的偏斜。这样，该标准化偏斜导致表面64的更均匀的磨损。这样最小化在纸板材料的冲压切割片中出现的缺陷，且提供了更长寿命的覆盖物。这样降低了更换覆盖物的成本和由切割设备形成的丢弃的拙劣产品的成本，为产品提供了更低的成本。
根据给定的实现，上述的插入物各自不同的特性还可以有助于最小化在较厚凸出区域处的覆盖物表面的磨损。除了上述的硬度以外的多种特性在某种情况下可以是覆盖物中的由于磨损产生的表面缺陷的主要原因。不同特性的效果根据经验以不同情况为基础来确定。
图11和12示出了不同形状的插入物66。插入物66大致与插入物24相同，但是没有凸出物。插入物66具有斜削的通孔68和非斜削的通孔70。孔70位于匹配的覆盖物的凸出区域上，从而位于铁砧沟槽上。孔68位于插入物的部分72和74中。上表面76成形为与上述的插入物24相同。插入物66具有与上述的插入物24相同的特性。插入物66在图11中的平面图中是矩形的。它稍微有角度，以适应覆盖物的曲率，如上述对于插入物24的情况。然而，尽管插入物66具有稍微弯曲的形状，其大致是片状材料的。
在图7中，覆盖物组件78包括定位成与覆盖物82的凸出物80有些对称的插入物66。在图8中，插入物66大致与覆盖物82共面，且嵌入其中。插入物66邻近覆盖物的下表面84，且与其一体模制。纺织的玻璃纤维支撑物86模制到或者另外结合到覆盖物82的下表面。在这样的情况下，支撑物跨过覆盖物82的凸出物80共同延伸，该凸出物从织物支撑物86下垂。指状物88(由虚线88’表示)形成在凸出物80的区域中，且位于凸出物80上。在该实施例中，插入物的特性具有这样的价值，使得插入物不需要下垂到凸出物80来最小化在覆盖物82中的表面缺陷。
在图13-15中，示出了又一个实施例。覆盖物组件90包括支撑在玻璃纤维纺织的支撑物94上的由聚氨脂模制的覆盖物92。更硬材料的聚氨脂模制的插入物96结合到纺织的支撑物94的下侧。插入物96为图9和10所示的插入物24的外形和形状。图4和图13的实施例之间的差别在于，纺织的织物支撑物94模制在覆盖物92的内部，如图15所示，而不是如图4和8中的实施例中显示的在底部表面。这样，凸出物98包括在指状物100的顶部表面和底部表面上的覆盖物材料。织物支撑物94嵌入覆盖物材料中。插入物96嵌入在指状物100中的织物支撑物下和覆盖物材料上。指状物100具有长度1”。一个覆盖物端部的指状物100终止于在凸出物98区域中的它们的根部102，如图14很好地显示。这样，指状物完全由凸出物98层形成。匹配覆盖物镜像端部的指状物可以类似地构成。
对于本领域中的普通技术人员会在不偏离本发明的精神和范围情况下对所公开的实施例进行各种改进。所公开的实施例是示例性的而不是限制。本发明由后附的权利要求书限定。