KR100246647B1 - 접혀진 슬리브형판 지상자 공급 및 조립준비 기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 호퍼(hopper)로부터 접혀진 상태로 상기 판지 상자를 공급하여 연속적으로 조립하는 작업을 시작하는 것에 관한 것으로서, 슬리브 형의 접혀진 끝이 장전된 판지 상자가 호퍼(4) 내에 층층이 쌓여 배치되고 최하위의 판지 상자는 한 방향으로 회전하는 판지 상자 픽업 장치(11,12)에 의해 맞물려 호퍼로부터 공급되고, 그것을 접혀진 상태로부터 이동시킴으로써 판지 상자 조립 작업을 시작하기 위해 보조 장치(24,26)는 판지 상자 벽(C)을 맞물고 판지 상자 픽업 장치의 회전과 반대 방향으로 회전하는 것을 특징으로 한다.

Description

[발명의 명칭]

접혀진 슬리브형 판지상자 공급 및 조립준비기계

[기술분야]

본 발명은 슬리브형 판지상자 내에 캔이나 병 같은 주 품목을 넣어 포장하는 것에 관한 것이고, 특히 판지상자를 연속적으로 조립하는 작업을 시작하기 위해 호퍼(hopper)로부터 접혀진 상태로 상기 판지상자를 공급하는 것에 관한 것이다.

[배경기술]

1971년 4월 20일자 미국 특허 제3,575,409호는 메카니즘을 고속으로 작동시키기 위해 협력 부품의 움직임이 기본적으로 본래 회전식이고, 급격하거나 갑작스러운 부품의 운동 방향없는 판지상자 공급장치에 관한 것이다.

1976년 11월 16일자 미국 특허 제3,991,660호에는 접힌 판지상자를 조립하는 것을 용이하게 하는 낮은 벽으로부터 낮은 판지상자 벽을 떨어뜨려 이동시킴으로써 벽과 접촉하는 상부 판지상자면을 맞물리기 위해 낮은 판지상자 벽내 구멍을 통해 돌출시키도록 개조된 그의 단부와 배열되고, 주 피더 암의 위에 중추적으로 장착된 보조 피더 암과 함께 낮은 판지상자 벽으로 순서대로 접혀지는 주 피더 암에 의해 호퍼로부터 조립개방단부의 조건으로 접혀진 개방단부 슬리브형 판지상자를 순서대로 조작하기 위한 판지상자 확장메카니즘이 개시 및 청구되어 있다.

1985년 8월 27일자 미국 특허 제4,537,587호에는 접혀진 판지상자를 조립 작업하기 위한 상태로 만들기 위해, 제 1 진공 컵 세트가 호퍼로부터 접혀진 판지상자를 빼내고, 상기 판지상자를 회전시켜 제 2 흡입 컵 세트와 단단히 맞물리게하는, 판지상자 개방장치를 개시 및 청구하고 있다. 본 특허에서, 제1 컵 세트의 가로회전운동은 픽업(pick up)되는 판지상자에 대해 방사형이라기보다는 접선형이고, 컵은 호퍼 내에서 판지상자벽을 따라 미끄러지는 경향이 있어 판지상자의 외관이나 조립 작업의 효율을 떨어뜨리는 경향이 있는 것으로 나타났다. 본 특허에서, 판지상자를 조립하기 위해 제2 컵은 제1 흡입 컵에서 멀어지는 방향으로 이동하지 않는다.

1986년 8월 12일자 미국 특허 제4,605,393호에는 회전 가능한 픽업(pick up) 장치가 그 위에 설치되는 축으로부터 떨어져 그 끝에 추축으로 설치되는 암 위에 차례로 설치되는 축 위에 회전가능부재가 설치되는 판지상자 블랭크 제거조립 및 전달장치가 개시되어 있다. 흡입 컵의 회전으로 인해 판지상자에 흠을 내고, 픽업되는 판지상자의 벽을 따라서 흡입 컵이 미끄러지는 것으로 인해 픽업 작업이 비효율적으로 되기 쉽기 때문에, 이 장치는 분명히 만족스럽지 못하다.

1991년 5월 28일자 미국 특허 제5,019,029호에는 판지상자 픽업장치가 한 단부에서 주 구동축에 보유되는 지지대(support rod) 위에 미끄러질 수 있게 설치되고, 오프닝(opening)이 형성되는 패널로부터 멀어지는 방향으로 다른 면 접촉 패널과 맞물려 이동하기 위해 접혀진 판지상자의 한 면 접촉패널에서 오프닝을 통해 돌출하도록 그의 다른 단부에 대해 배열되어 있는 판지상자 공급기계가 개시되어 있다.

1991년 3월 5일자 출원된 미국 특허 출원 제664,639호는 접혀진 판지상자를 호퍼로부터 빼내고, 열린 위치를 향해 접혀진 판지상자의 패널을 연속적으로 맞물어 이동시킬 궤도 경로 외부에 배치된 진동장치와 함께 궤도 경로에서 상기 빼내진 판지상자를 선회시키는 판지상자 공급장치가 개시되어 있다.

[발명의 요약]

본 발명에 따른 한 형태에서, 접혀진 슬리브형 단부부하(loading) 판지상자는 호퍼로부터 연속해서 빼내지고 회전가능한 축에 대해 한 방향으로 한 궤도 경로로 이동하고, 조립은 상기 회전가능축의 회전과 동시에 작동할 수 있는 보조 회전가능장치를 포함하고, 조립 작업을 시작하기 위해 판지상자를 맞물리기 위한 상기 판지 상자 픽업장치의 궤도 이동의 상기 한 방향으로부터의 반대회전방향으로 궤도운동을 하도록 배치된 장치에 의해 시작된다. 그 회전 중심에 대한 이동 궤도 경로는 일치하여, 조립이 시작될 때 어떤 상대적인 이동 없이 생긴다. 이것은 조립 컵에 의해 판지상자가 파기되는 것을 막는다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 따라 제작된 포장 기계의 사시도,

제2도는 제1도의 지시선 2-2를 따라 얻어진, 제1도에 도시한 기계의 횡단면도,

제2a도는 부분적으로 조립된 판지상자의 개략 단부도,

제3도는 제2도와 약간 유사한 도면으로서, 제2도의 하부구조의 도면,

제4도는 제3도와 유사한 도면이나, 판지상자 조립 작업의 다음 단계에서의 실시부분의 도면,

제5도는 제2도의 지시선 5-5를 따라서 얻어진 확대된 도면,

제6도는 제2도, 제3도 및 제4도의 우측에서 얻어진 확대도,

제7도는 제6도의 지시선 7-7을 따라서 얻어진 횡단면도이다.

[발명을 실시하는 최상의 방식]

제 1도를 참조해서 설명하면, 한 쌍의 측면 프레임 지지판(1,2) 부품은 가로 연결대(3)에 의해 그 앞 상단 끝을 따라 서로 연결된 것으로 도시되어 있으며; 판지상자 호퍼(4)는 호퍼 내에 배열된 끝이 열린 접혀진 판지상자가 쌓여있는 것과 함께 부분적으로 도시되어 있고 가장 아래의 판지상자는 숫자 5에 의해 지시된다. 본 발명에 따라 형성된 공급 메카니즘은 측면 프레임 지지판(1,2)에 의해 지지되는, 도시되지 않은 통상의 적절한 베어링(bearing) 구조물내 단부에서 일반적으로 지지되는, 고정축 주위에서 회전할 수 있는, 주축(6)을 포함한다. 적절한 통상의 구동 장치는 축(6)을 회전시키기 위해 배치되지만 도면에서는 도시되어 있지 않다. 고정된 캠 플레이트(cam plate)(7)는 측면 프레임 지지판(1)의 안쪽면 위에 설치되고, 턴 버클(turn buckle)(8)에 의해 측면 프레임 지지판(1) 위에 조정할 수 있게 위치되어 있다. 고정 캠 플레이트(7)는 구동축(6)이 뻗는, 도시되어 있지 않는 베어링을 가지는 구멍을 구비하고 있다. 회전 플레이트(10)는 구동축(6)에 고정되어 보유되고 그와 함께 회전할 수 있다. 회전 플레이트(10)는 고정 캠 플레이트(7)에 아주 근접하여 배치된다.

가장 아래에 있는 접힌 판지상자(5)를 호퍼(4)로부터 빼내기 위해, 제1 컵(11a) 및 그와 관련된 제2 컵(11b)이 제1 흡입 컵(12a) 및 제2 흡입 컵(12b)과 함께 제공되고, 각기 지지대(13,14)를 따라서 미끄러지고, 호퍼(4) 내에 배치된 가장 아래에 있는 판지상자(5)와 맞물린다. 잘 이해하는 바와 같이, 상기 컵들은 컵 홀더(11c,11d) 위에 설치된다. 축(6)과 함께 회전하고 그에 보유되는 칼라(collar)(14)에 의해 서로 밀접해 있기 때문에, 지지대(13,14)는 주 구동축(6)과 미끄러질 수 있게 연결된다. 1986년 12월 2일자 미국 특허 제4,625,575호에 보다 상세히 설명된 바와 같이 흡입 컵 및 그의 관련된 컵 홀더는 캠 경로(15)를 따라서 적절한 캠 메카니즘에 의해 안내된다.

제 2도에 있어서 제1 흡입 컵(11b)은 흡입 컵(11a) 보다 최하단의 판지상자에 더 인접해 있다. 상기 흡입 컵(11b)은 제 2도에서 도시한 바와 같이 판지상자(5)와 맞물리고, 바로 다음에는 최하단의 판지상자(5)의 오른쪽 부분과 흡입 컵(11a)의 맞물림이 뒤따른다. 상기 작업은 빠른 방식으로 일어나고, 제 2도에서 도시한 바와 같이 흡입 컵(11a)은 짧은 시간 내에 약간 아래로 판지상자(5)의 일부(5a)를 빼낸다. 이 작업은 흡입 컵(11a,11b)이 호퍼(4)로부터 한번에 하나 이상의 판지상자를 빼내는 일이 생기지 않도록하기 위해, 최하부 판지상자(5)와 그 바로 위의 판지 상자 사이의 진공 작용이 공기 중으로부터의 공기류에 의해 없어지게 한다.

제 2도에 도시한 바와 같이, 흡입 컵(11a,11b)의 계속된 이동은 점선으로 지시되고, 실선인 P 위치에 도달한다. 이 점에서 판지상자는 제 2도에 도시한 바와 같이 완전히 접혀진 상태에 있다.

본 발명은 큰 접혀진 판지상자를 공급하고 조립하도록 잘 적용되어 있기 때문에 때이른 조립 작업이 시작될 가능성이 있다. 그러한 때이른 작업을 막고 본 발명의 한 형태에 따라 요구되는한 접혀진 상태로 블랭크(5)를 확보하기 위해, 공급된 판지상자는 블랭크(5)와 연결되어 제 5도에 지시한 바와 같이 굽혀진다. 이 굽힘 작용은 각각 컵 홀더(19,20)에 확보되는 교대부재들(21,22)에 의해 수행된다. 제 5도에서 명백한 바와 같이 흡입 컵(11b,12b)에 의해 아래로 당김으로써 교대부재(21,22)로 하여금 판지상자와 맞물리게 하여, 흡입 컵(11b,12b)을 계속 아래로 당김으로써 판지상자가 때이르게 조립을 시작하지 않도록 확실히 하기 위해 제 5도에 도시한 바와 같이 이 판지상자를 굽히는 작용을 하게 한다. 이 교대부재(21,22)는 반드시는 아니지만 바닥 부분과 제 1도에서 볼 수 있는 바와 같은 한 쌍의 똑바로 선 핑거(finger)를 포함하는 것이 바람직하다.

제 2, 3 및 4도를 참조하면, 제 2도의 판지상자(5)는 판지상자 조립 작업을 시작하기 전에 5a로 나타나 있다. 제 2도의 판지상자(5)는 5a로 지시되는 위치에 앞서 차지하는 위치에서 가상선으로 도시된다.

제 3도는 5b로 지시되는 위치에 있는 판지상자를 도시하는데, 이때 흡입 컵(26)과 그 관련된 컵(24)(제 6도에서 최상으로 도시됨)은 조립 작업 중에 있기 위해 5b에 도시된 바와 같이 위치한 판지상자와 함께 패널C와 맞물린다. 이 지점에서 제1 흡입 컵(11b)은 패널d와 맞물리나, 흡입 컵(11a)은 패널a를 해제함으로써 판지상자(5b)와 맞물려 있지 않다. 고정 가이드(G)는 제 2,3,4도에 나타난 바와 같이 배치되고, 완전히 조립된 판지상자가 5c로 지시되는 제 4도에 도시된 바와 같이 완전히 조립된 상태로의 이전을 용이하게 하기 위해 조립 작업이 연속되게 한다. 이 위치에서 판지상자는 종래의 방식으로 컨베이어 체인(conveyer chain)(29) 위에 설치된 종래의 플라이트 바(flight bar)(28)와 맞물려 있는 것으로 보여진다. 컨베이어 체인(29)의 이동이 오른쪽에서 왼쪽으로 나아감에 따라, 플라이트 바(30)는 물론 완전히 열린 상태로 조립된 판지상자(5c) 바로 뒤의 위치를 차지한다. 제 3도에서 실선으로 도시된 위치로부터 제 5c도 및 제 4도에 실선으로 도시된 위치로 판지상자를 조정하는데 기여하는 것은, 제 2,3 및 4도에 도시한 바와같이 위치되어 있는 가이드(31)이다. 명백한 바와 같이 가이드의 입구 단부는 제 2,3,4도에서 분명히 알 수 있는 바와 같이 위로 반전된다.

제 5도에서 도시한 구조는 앞서 지시된 바와 같이 측면 프레임 지지판(1,2)에 형성된 구멍으로 지지되는 베어링(B1,B2)에 설치된 주축(6)에 회전운동을 부가하는 구동 스프로킷(sprocket)(34)으로 나타내는 통상의 동력장치에 의해 제 1,2,3 및 4도에서 최상으로 도시한 구조에 작동 운동을 보낸다. 고정 캠 플레이트(35)는 한쌍의 캠공이(cam follower)(37,38)가 이동가능하게 설치된 깊은 캠 홈(cam track)(36)을 포함하고, 또한 하나의 캠공이(40)가 배치되어 있는 얕은 캠 홈(39)도 포함한다. 롤러(40)는 캠 막대(bar)(42)에 확보되는 회전축(41)에 대해 회전하고 캠 롤러(37,38)는 캠 막대(42) 위에 설치되는 회전축(43) 위에 설치된다. 캠축(45)은 그 오른쪽 끝에서 캠 막대(42)의 허브 부분(46)에, 그리고 그 반대 끝에서 캠 암(cam arm)(48)에 고정되게(rigidly) 확보된다.

캠 로드(cam rod)(47)는 캠 암(48)과 컵 홀더(19,20)에 확보된다. 제 5도에 도시한 구조물은 1986년 12월 2일자 미국 특허(제4,625,575호)에서 보다 완전히 나타나는 캠 홈(15)을 따라서 컵 홀더와 컵을 이동시킨다.

흡입 컵(24,26)의 작동은 제 6도와 7도에서 최상으로 도시되어 있다. 베어링(50)은 스프로킷(52)이 확보되고, 체인(53) 같은 적절한 메카니즘에 의해 주축(6)의 작동과 동시에 구동되는 스터브 축(stub shaft)(51)을 지지한다. 부재(54)는 스터브 축(51)의 우측 단부에 고정되게 확보되고, 구동 로드(55)에 밀착된다. 외부 튜브(56)는 구동 로드(55) 주위에 배치되고, 외부 튜브(56)와 구동 로드(55)의 왼쪽 단부에서 구리로 형성된 슬리브 베어링(57)과 같은 적절한 베어링 구조물에 의해 그의 단부에서 지지된다. 암(58,59)은 플레이트 구조물(60,61)에 의해 외부 튜브(56)에 고정되게 확보된다.

제 6도의 오른쪽 측면에서 외부 튜브(56)는 플레이트(66) 위에 설치되는 스터브축(65) 위에 설치되는 아이들 기어(idler gear)와 협력하는 피니언(pinion)(63)에 고정되게 확보된다. 숫자 67이 지시하는 구조물은 측면 프레임(1)에 고정되게 확보되며, 피니언(68)을 구비하고 있다. 소망한다면 피니언(68)과 부품(67)은 도시한 바와 같이 분리된 부품(67,68)을 구성하는 대신에 하나의 부품일 수도 있다.

스프로킷(52)의 회전은 스터브축(51), 구동 부재(54) 및 튜브 로드(55)를 포함하는 구조물에 회전을 부가한다. 이 부재들은 크랭크를 이루는 것을 구성함으로써 지시된 구조물은 제 6도에서 가상선으로 가장 낮은 위치에 도시된다. 피니언(63,64,68)에 대한 포장은 70으로 나타낸다. 구동 로드(55)의 회전은 제 2,3,4도에 도시한 바와 같이 반시계 방향으로 제 7도의 구조물을 회전시킨다. 기어들(63,64,68)의 협력은 구동로드(55)에 대해 외부 튜브(56)를 회전시키고, 암(58,59)을 원형 경로(circular path)로 회전시키고 제 2,3,4도에서 지시된 바와 같이 흡입컵(24,26)을 위치시킨다.

따라서 본 발명에 따르면 판지상자 위에서의 조립 흡입 컵의 긁기 작용(scraping action)은 조립 작업을 시작할 때 조립 컵과 픽업 컵과의 어떤 상대적 이동이 있다면 거의 없으므로 피해진다.

Claims (9)

1. 구동장치, 상기 구동장치와 결합되고, 고정축에 대해 회전할 수 있는 주축, 상기 주축 위에 미끄러질 수 있게 설치된 한 단부를 가지고, 그와 함께 전체적으로 회전할 수 있는 긴 지지대, 최하위에 있는 판지상자의 노출된 벽과 연속해서 맞물리고 호퍼로부터 최하위의 판지상자를 빼내기 위해 상기 주축에 대해 한 방향으로 궤도운동하고, 상기 주축에 가로 방향으로 상응 이동하기 위한 상기 긴 지지대의 다른 단부 위에 고정되게 설치된 판지상자 픽업장치, 및 상기 픽업장치로부터 접혀진 판지상자를 직접 수용하고 판지상자 조립 작업을 시작하기 위해 판지상자를 맞무는 상기 판지상자 조립 장치의 궤도운동의 상기 한 방향으로부터 반대 방향으로의 궤도운동을 하도록 배치된 부분을 가지는 상기 주축과 동시에 회전하는 상기 구동장치에 의해 회전할수 있는 보조장치로 구성되며; 상기 판지상자 픽업장치는 판지상자중 다른 하나를 맞물리는 한쌍의 흡입 컵을 포함하며, 상기 흡입 컵중 하나는 다른 흡입 컵이 빼내는 작용을 하기 전에 호퍼로부터 판지상자를 빼내기 시작하고, 상기 흡입 컵중 하나는 상기 다른 흡입 컵에 의해 판지상자를 해제하기 전에 판지상자를 해제하는, 접혀진 슬리브형의 끝이 장전된 판지상자를 호퍼로부터 연속해서 처리하고, 끝이 열린 상태로 그 조립을 시작하기 위한, 접혀진 슬리브형 판지상자 공급 및 조립준비기계.
2. 제1항에 있어서, 상기 보조 회전장치는 상기 회전 장치의 회전과 협력하여 이동되는 암에 확보되는 흡입 컵을 포함하는 것을 특징으로 하는 접혀진 슬리브형 판지상자 공급 및 조립준비기계.
3. 제2항에 있어서, 상기 판지상자 픽업장치는 상기 흡입 컵이 각기 그 위에 설치되는 컵 홀더를 포함하고, 인접 장치는 호퍼로부터 판지상자를 빼내는 동안 판지상자를 구부려진 상태로 하여 판지상자와 맞물리기 위해 상기 컵 홀더의 일부 위에 설치되는 것을 특징으로 하는 접혀진 슬리브형 판지상자 공급 및 조립준비기계.
4. 제2항에 있어서, 상기 다른 흡입 컵은 상기 한 흡입 컵보다 호퍼로부터 더 멀리 떨어진 것을 특징으로 하는 접혀진 슬리브형 판지상자 공급 및 조립준비기계.
5. 제4항에 있어서, 상기 흡입 컵중 하나는 전체 노출된 판지상자를 빼내기 전에, 노출된 판지상자의 일부를 빼냄으로써 상기 노출된 판지상자에 인접해서 접촉한 판지상자를 때이르게 빼내는 것을 막는 것을 특징으로 하는 접혀진 슬리브형 판지상자 공급 및 조립준비기계.
6. 제1항에 있어서, 상기 보조 회전장치는 고정 스터드 주위를 회전할 수 있는 아이들 피니언과 연관하여 작동할 수 있는 고정 피니언, 제 3의 피니언에 확보되고 상기 아이들 피니언과 함께 회전할 수 있는 튜브, 상기 튜브내에 배치된 구동 로드, 상기 구동 로드에 원 운동을 부가하도록 배치된 크랭크 장치, 상기 튜브에 확보되는 적어도 하나의 암 및, 상기 암 위에 설치되고 판지상자의 일부와 맞물리기 위해 원 경로를 통해 이동할 수 있는 흡입 컵과 컵 홀더로 구성되는 것을 특징으로 하는 접혀진 슬리브형 판지상자 공급 및 조립준비기계.
7. 제6항에 있어서, 상기 고정 피니언과 상기 제 3 피니언은 직경이 갖은 것을 특징으로 하는 접혀진 슬리브형 판지상자 공급 및 조립준비기계.
8. 제6항에 있어서, 상기 흡입 컵과 컵 홀더는 판지상자가 상기 판지상자 픽업장치에 의해 이동되는 동안 판지상자의 일부를 맞물리기 위해 궤도 경로로 이동하는 것을 특징으로 하는 접혀진 슬리브형 판지상자 공급 및 조립준비기계.
9. 제6항에 있어서, 상기 크랭크 장치는 상기 구동 로드를 포함하며, 회전할 수 있는 구동장치는 방사형의 연결 링크(connecting link)에 의해 상기 구동 로드와 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 접혀진 슬리브형 판지상자 공급 및 조립준비기계.