KR100290961B1 - 조정가능한포장기계용플라이트바시스템 - Google Patents

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로드니케이.칼버트
알톤제이.휘시백
죠오지반호네
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로렌 제이. 프란시스
더 미드 코포레이션
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Abstract

본 발명은 조정가능한 포장시스템용 플라이트바 시스템에 관한 것으로, 각각의 플라이트바는 리딩 구성요소 및 트레일링 구성요소와, 각각의 리딩 구성요소와 상호연결된 첫번째 무한 구동요소 쌍 및 각각의 트레일링 구성요소와 상호연결된 일정간격 떨어진 두번째 무한 구동요소 쌍을 가지며, 상기 플라이트바의 트레일링 구성요소와 바로 이어지는 플라이트바의 리딩 구성요소 사이에 거리를 변화시키고 그에 의해 플라이트바 시스템이 상기 플라이트바가 움직이는 방향으로 다양한 크기의 포장꾸러미와 함께 사용할 수 있도록 하기 위하여 상기 첫번째 및 두번째 무한 구동요소 쌍에 제어된 상대운동이 전달되는 것을 특징으로 한다.

Description

조정가능한 포장기계용 플라이트바(flight bars) 시스템
제 1 도는 미국특허 제 5,176,612 호에 공개된 것과 유사한 포장기계의 사시도이고,
제 2 도는 각각이 본 발명에 따라 형성되고 각 부분이 포장기계를 플라이트바의 이동방향으로 작은 크기를 갖는 비교적 작은 포장꾸러미와 함께 사용할 수 있도록 배열된 한 쌍의 플라이트바의 평면도이고,
제 3 도는 리딩 및 트레일링 구성요소가 서로 직면한 관계로 배치되어 상기 플라이트바를 플라이트바의 이동방향으로 비교적 큰 크기를 갖는 포장꾸러미와 함께 이용할 수 있도록 하는 부분을 나타내는 제 2 도와 유사한 도면이고,
제 4 도는 제 2 도에 나타내어진 것과 같이 리딩 및 트레일링 구성요소가 함께 연결된 구조의 단부를 나타내는 확대도이고,
제 5 도는 제 4 도에 나타내어진 선 5-5 를 따라 얻어진 단면도이고,
제 6 도는 제 4 도에 나타내어진 선 6-6 을 따라 얻어진 구조의 단면도이고,
제 7 도는 시스템 구성요소들을 개략적으로 묘사한 도면이고,
제 8 도는 기어박스(40)가 제 기능을 할 수 있도록 하는 공지의 감속기의 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,2 : 측면 프레임 지지패널 3 : 크로스바(cross bar)
4,5,6,7 : 흡입컵(suction cups) 8 : 주샤프트(main shaft)
9,9a : 상자
10,13 : 리딩 구성요소(leading component)
11a : 리딩 구성요소의 모서리 12 : 무한 구동요소
14,20 : 피봇(pivot) 15,21 : 끝판(end plate)
16,23 : 슬롯(slot) 17,22 : 핀(pin)
18 : 트레일링 구성요소의 다부 21a : 표면
19 : 트레일링 구성요소(trailing component)
24,25,26,27 : 무한 구동요소(endless driving component)
P2 : 포장꾸러미 30 : 구동모터
31,39,53,54 : 샤프트 33 : 구동체인
32,35,36,37,38,40,42,43,44 : 사슬톱니바퀴
34 : 구동사슬톱니바퀴 41a,45a : 내측샤프트
41 : 기어박스(gear box)
45 : 중공샤프트(hollow shaft) 48 : 고정 베어링(clamping bearing)
49 : 크랭크(crank) 50 : 썬기어(sun gear)
51,52 : 플래너터리 기어(planetary gear)
본 발명은 캔(can)이나 병과 같은 물품을 단부개방형 슬리브타입 상자에 포장하는 것에 관한 것으로, 특히 포장꾸러미가 움직이는 방향에서 다양한 수평 크기의 포장꾸러미들에 따라 포장시스템을 사용하기 손쉽게 조정할 수 있게 하기 위하여 리딩(leading) 플라이트바 구성요소와 트레일링(trailing) 플라이트바 구성요소 사이의 거리를 신속하고 효율적으로 변화시키기 위한 조정가능한 포장기계용 플라이트바 시스템에 관한 것이다.
1980년 12월 9일자로 특허되고 본 발명의 양수인에 의해 소유된 미국 특허 제 4,237,673 호는 단부개방형 슬리브타입 상자가 미리 결정된 경로를 따라 움직이고 특수한 콘테이너가 상기 상자의 한쪽 또는 양쪽 끝으로 실을 수 있도록 상기 단부 개방형 상자의 이동 경로를 향하여 안쪽으로 들어오는 물품을 구동하기 위한 효율적인 수단으로써 플라이트바의 기능을 쉽게 하기 위하여 V자형 단부가 제공된 플라이트바를 횡단시킴에 의해 상기 상자가 움직이는 경로에 정확한 각도로 제공된 장치를 공개하고 있다.
1993년 1월 5일자로 특허되고 본 발명의 양수인에 의해 소유된 미국특허 제 5,176,612 호는 호퍼(hopper)로 부터 단부개방형 슬리브타입 상자를 제공하고 상기 상자를 조립조건으로 조작한 후 다시 상기 상자를 조립상자의 리딩 및 트레일링 부분과 맞물릴 수 있는 횡단하는 플라이트바를 갖는 콘베이어 수단으로 넘겨주기 위한 기계를 공개한다.
본 발명의 한가지 형태에 따르면, 단부가 개방된 슬리브타입 상자는 단부가 개방된 상태로 조립된 후 리딩 구성요소 및 트레일링 구성요소를 각각 갖는 이동가능한 플라이트바 사이에 놓여진다. 첫번째 구동요소는 각각의 리딩 구성요소에 연결되고 두번째 구동요소는 각각의 트레일링 구성요소에 연결된다. 플라이트바의 트레일링 구성요소와 바로 연결되어 있는 플라이트바의 리딩 구성요소 사이의 거리를 변화시키기 위하여 상기 첫번째 및 두번째 구동요소에 대한 제어된 상대운동을 전달하기 위한 수단이 제공되며, 그에 의해 미리 결정된 경로를 따른 상기 플라이트바의 운동방향에서 다양한 수평크기의 포장꾸러미와 함께 사용하기에 적합한 본 발명의 시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 미리 결정된 범위내에서 그 사이의 상대적인 운동을 제한하기 위하여 트레일링 구성요소 사이를 상호 연결하기 위한 수단이 제공된다. 이 수다에 의하여 포장기계가 이동 방향으로 수평크기가 다른 포장상자와 함께 사용하기 용이하게 변환되고 그런 변환은 불과 몇분안에 이루어질 수 있다.
현재 알려져 있는 플라이트바 시스템을 포장꾸러미 이동 방향으로 다양한 수평 크기를 갖는 포장꾸러미와 함께 사용하기 적합하도록 하기 위하여는 현재의 플라이트바를 기계로 부터 떼어내고, 대체되어질 플라이트바와는 다른 크기와 첨단각도를 갖는 새로운 플라이트바와 함께 시스템이 효율적으로 작동할 수 있는 크기의 다른 플라이트바로 상기 바를 대체한다.
이와 유사하게, 인접하는 플라이트바사이의 간격을 증가시키기 위하여, 플라이트바 시스템을 변화시키는 것이 가능할 수도 있다. 예를 들어 추가적인 플라이트바 구성요소가 작은 포장꾸러미를 사용할 수 있는 시스템이 되도록 각각의 플라이트바에 스트립과 같은 형태가 추가되는 형식을 취할 수 있다. 이러한 추가적인 요소들은, 포장꾸러미가 움직이는 방향에서 좀 더 큰 횡단크기를 갖는 포장꾸러미를 사용할 수 있는 시스템이 되도록 하기 위하여 모든 플라이트바로부터 각각 제거될 수도 있다.
포장기계를 다양한 크기의 포장꾸러미에 사용하기에 적합하도록 하는 이들 알려진 방법은 모두 많은 시간이 소비되고 비싸며 지능있는 작업자나 또는 기술자의 서비스를 요구한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위한 것으로, 이하 첨부된 도면을 참고로 하여 보다 상세히 설명한다.
제 1 도에서 나타내어진 구조는 앞서 언급한 미국특허 제 5,176,612 호의 제 1 도와 여러가지 면에서 유사하다. 제 1 도에서 한쌍의 측면프레임 지지패널(1)(2)이 나타내어져 있고 크로스바(3)의 상부에 배치된 호퍼의 하부가, 상기 호퍼로부터 꺼내어져서 앞서 언급한 바와 같이 1993년 1월 5일자로 특허된 미국특허 제 5,176,612 호에서 가장 잘 나타내어진 바와같이 상기 호퍼로 부터 가장 아래에 있는 상자를 맞물어 꺼낸 후 조립조건으로 상자 패널을 조작하기 위하여 주샤프트(8) 주위로 회전할 수 있는 흡입컵(4),(5),(6),(7)에 의해 상부가 개방된 상태로 조립되어져야 할 몇개의 접힌 상자와 함께 나타내어져 있다.
상기 상자(9) 및 (9a)는 본 발명에 따라 형성되고 리딩 구성요소(10)와 트레일링 구성요소(19)를 포함하는 플라이트바에 의해 분리된다. 상기 리딩 구성요소(10)는 제 1 도에서 그의 한쪽이 숫자(13)으로 지시되고 다른 한쪽은 도시되지 않은 한쌍의 무한 구동요소에 의해 구동된다. 마찬가지로 트레일링 구성요소(19)는 무한 구동요소(12)와의 연결관계와 제 1 도에는 나타내어지지 않았지만 트레일링 구성요소(19)의 마주보는 양단부와 함께 작용하는 마찬가지 구동요소에 의해 움직인다.
상기 리딩 및 트레일링 구성요소(10)및 (19) 사이에는 미리 결정된 범위내에서 그 사이의 상대적인 움직임을 제한하기 위하여 상기 리딩트레일링 구성요소를 함께 서로 연결하기 위한 수단이 제공된다. 나타내어진 구체적 실시예에서, 그런 상호연결 수단은 판(15) 및 (21)로 이루어진다.
제 2 도에 잘 나타내어진 바와 같이 리딩 구성요소(10)는 그 안에 형성된 슬롯(16)을 갖고 트레일링 구성요소(19)의 단부(18)에 단단히 박혀 있는 핀(17)을 수용하는 끝판(15)에 피봇(14)으로 축을 이루며 장착된다. 플라이트바 FB1의 리딩 구성요소(10)의 오른쪽 끝은 끝판(21)에 피봇(20)으로 축을 이루며 연결된다. 또한 상기 트레일링 구성요소(19)의 오른쪽 끝에는 핀(22)이 장착되며 상기 핀(22)이 끝판(21)내에 형성된 슬롯(23)에 끼워질 수 있도록 배열된다. 상기 플라이트바 FB1의 리딩 구성요소(10)는 무한 구동요소(24) 및 (25)에 고정된다. 또한 상기 플라이트바 FB1의 트레일링 구동요소(19)는 무한 구동요소(26) 및 (27)에 고정된다.
제 2 도에서 플라이트바 FB1과 함께 나타내어진 구조를 제 3 도에서 나타내어진 보다 큰 포장꾸러미(P2)와 함께 사용하도록 변환하기 위하여, 상기 무한 구성요소(26) 및 (27)은 트레일링 구성요소를 리딩 구성요소(10)에 인접하면서 병렬접촉 관계로 배치되도록 무한 구동요소(24) 및 (25)와 함께 작동되며, 그에 의해 제 2 도에 나타내어진 구조가 제 3 도에 나타내어진 포장꾸러미(P2)와 함께 사용될 수 있게 된다. 분명히 이러한 기계의 조정은 효율적이고 신속한 방법으로 이루어진다.
제 3 도에 나타내어진 바와 같이, 리딩 구성요소(10) 끝부분의 모서리(11a)가 앞서 언급된 미국특허 제 4,237,673 호에서 나타내어지고 설명되어 있는 바와 같이 플라이트바의 이동경로로 정확한 각도로 움직이면서 들어오고 있는 물품의 열과 적절히 맞물리기 위하여 형성되어 있다. 상기 맞물림의 적절한 각도는 제 3 도 및 제 4 도에서 표면(21a) 및/또는 모서리(11a)에 의해 제공된다.
상기 무한 구동요소의 간단하고 쉬운 조작은 제 7 도 및 제 8 도에서 나타내어진 배열에 의해 이루어진다. 제 7 도에 나타내어진 바와 같이, 구동모터(30)가 그의 샤프트(31)와, 구동 사슬톱니바퀴(34)에 회전운동을 전달할 수 있도록 구동체인(33)을 구동하기 위하여 상기 샤프트(31)상에 탑재된 사슬톱니바퀴(32)를 관통하여 배치된다. 상기 구동 사슬톱니바퀴(34)는 내측 샤프트(45a)를 통하여 사슬톱니바퀴(35),(36),(37) 및 체인(24),(25)를 구동한다. 사슬톱니바퀴 (37)은 사슬톱니바퀴 (38)과, 샤프트(39)와, 기어박스(41)의 외측샤프트(41b)를 구동한다. 사슬톱니바퀴(42),(43),(44)는 공동의 외측샤프트(45)에 고정되어 있으며, 사슬톱니바퀴(40)은 기어박스(41)에 고정되어 있다.
만약 기어박스(41)로의 내측샤프트(41a)가 고정 베어링(48)에 의해 회전되지 않도록 고정된다면 그때 샤프트(45),(45a)는 그 사이에 어떠한 상대적인 회전도 없이 함께 회전한다. 물론, 이것은 상기 체인(26)(27)이 체인(24)(25)에 대하여 움직이지 않고 따라서 각 플라이트바의 트레일링 구성요소가 그와 연결된 리딩 구성요소에 대하여 고정된 관계로 유지되는 정적인 관계를 이룬다.
상기 시스템을 제 2 도에서 나타내어진 구조로 부터 제 3 도에 나타내어진 구조와 함께 사용하기 위하여 조절변환하는 것이 필요할 때는, 내측 샤프트(41a)의 고정상태는 내측샤프트(41a)가 회전할 수 있도록 하기 위하여 상기 내측샤프트(41a)를 회전하지 못하게 고정하는 볼트를 느슨하게 해줌으로써 자유롭게 해 줄 수 있다. 상기 회전각도는 수동으로 작동시키는 크랭크(49)에 의해 조절된다. 제 8 도에는 기어박스(41)의 내부 구성요소가 개략적으로 나타내어져 있다. 제 8 도를 참고로 하면, 기어박스(41)은 기어박스(41)의 내측표면상에 형성된 내측기어와, 썬기어(sun gear)(50)와, 플래너터리 기어(planetary gear)(51)(52)를 포함한다. 내측샤프트(41a)가 회전하면 그때 샤프트(53)(54) 주위로 각각 플래너터리 기어(51)(52)가 회전한다. 그러나, 기어(51)(52)가 썬기어(50) 주위를 공전하지는 않는다. 상기 기어(51)(52)가 샤프트(53)(54) 주위로 회전하면 그때 기어박스(41)이 회전하고, 그것은 또한 여전히 정지되어 있는 샤프트(45a)에 대한 사슬톱니바퀴(42) 및 샤프트(45)의 회전을 일으킨다. 상기 샤프트(45)는 제 7 도로 부터 분명히 알 수 있는 바와 같이 계속해서 체인(26)(27)의 움직임을 제어하는 사슬톱니바퀴(43)(44)를 회전시키고, 따라서 트레일링 구성요소의 위치가 제 2 도에 도시된 위치로 부터 예를들면 제 3 도에 도시된 위치로 변이를 일으키게 된다. 일단 플라이트바의 트레일링 구성요소의 위치에 있어서 필요한 변이가 수행되면, 고정 베어링(48)이 내측샤프트(41a)에 대하여 단단하게 고정되므로 상기 내측샤프트(41a)가 더이상 회전하는 것을 막고, 샤프트(45)(45a)로 하여금 그 사이에 어떠한 상대적인 회전도 없이 함께 회전할 수 있게 한다. 이것은 그들의 연결된 리딩 구성요소에 대하여 바람직한 위치로 트레일링 구성요소를 복구한다.
내측샤프트(41a)이 억제되고 있는 동안 모터(30)가 활성화되었을때 사슬톱니바퀴(40)는 샤프트(39)와 약간 다른 속도로 회전한다. 따라서 사슬톱니바퀴(42)는 공동의 샤프트(45)의 작용에 의해 사슬톱니바퀴(43)(44) 및 무한구동요소(예:체인)(26)(27)과 함께 구동된다.
샤프트(39) 및 사슬톱니바퀴(40)을 다른 속도로 회전시키는 기어박스(41)의 비율은 사슬톱니바퀴(38)과 사슬톱니바퀴(40)상에서 이빨수에 차이를 줌에 의해 보정되며 따라서 중공샤프트(hollow shaft)(45)로 하여금 내측샤프트(45a)와 동일한 속도로 회전할 수 있게 한다. 그러한 기어박스(41)과 같은 감속기가 미국의 뉴져지주(우편번호:07608), 테테르보로, 말콤가 7번지에 위치된 기계회사에 의해 상품명 S.M.Cyclo로 판매되고 있다.
예를들면 (10)과 같은 모든 리딩 구성요소에 상대하여 예를들면 (19)와 같은 모든 트레일링 구성요소에 동시에 움직임을 전달하기 위하여 수동으로 작동되는 크랭크(49)와 같은 제어기의 적절한 회전이 수행된다. 그러므로, 크랭크(49)의 회전은 포장꾸러미의 이동방향에서 넓은 범위의 크기를 갖는 포장꾸러미와 함께 사용하기 위하여 신속하고 효율적으로 적용할 수 있도록 무한구동요소(예:체인)(26)(27)을 통하여 트레일링 구성요소(19)에 움직임을 전달한다. 플라이트바의 판(15)(21)은 또한 들어오는 생산물과 맞물리는 각도를 변화시키기 위해 움직인다.
무한 구동요소를 제어하기 위한 다른 구성이 본 발명에서는 택일적으로 사용될 수도 있다. 그러한 구성들 중 하나는 첫번째 무한 구동요소 쌍(24)(25)가 적절한 클럿치 수단을 통해 모터에 작동할 수 있게 연결되고 두번째 무한 구동요소 쌍(26)(27)이 또 다른 적절한 클럿치 수단을 통하여 동일한 모터에 작동할 수 있게 연결될 수도 있다. 그러한 구성은 첫번째 및 두번째 무한 구동요소로 하여금 서로 상대되는 리딩 및 트레일링 구성요소의 위치를 변화시키기 위하여 서로 독립적으로 이동할 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 리딩 구성요소및 트레일링 구성요소를 갖는 각각의 플라이트바와, 미리 결정된 경로를 따라 상기 리딩 구성요소를 이동시키기 위하여 상기 리딩 구성요소의 각각에 연결된 첫번째 구동수단과, 미리 결정된 경로를 따라 상기 트레일링 구성요소를 이동시키기 위하여 상기 트레일링 구성요소의 각각에 연결된 두번째 구동수단을 갖고, 상기 첫번째 및 두번째 구동수단은 상기 미리 결정된 경로를 따라 포장꾸러미에 움직임을 전달하기 위하여 동시에 운동가능하고, 플라이트바의 트레일링 구성요소와 바로 이어지는 플라이트바의 리딩 구성요소 사이의 거리를 변화시켜서 포장시스템이 상기 미리 결정된 경로를 따라 진행하는 상기 플라이트바의 운동방향으로 다양한 수평크기를 갖는 포장꾸러미에 적합하도록 하기 위하여 상기 첫 번째 및 두번째 구동수단에 제어된 상대 운동을 전달하기 위한 수단을 갖고, 미리 결정된 범위내에서 상기 리딩 및 트레일링 구성요소 사이에 상대적인 운동을 제한하기 위하여 상기 리딩 및 트레일링 구성요소를 서로 상호연결하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 미리 결정된 경로를 따라 일렬로 진행하는 포장꾸러미를 위한 플라이트바로 이루어지는 조정가능한 포장기계용 플라이트바 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 첫번째 구동수단이 상기 리딩 구성요소의 각각에 서로 연결된 일정간격이 떨어진 첫번째 무한 구동요소 쌍으로 이루어지고, 상기 두번째 구동수단은 상기 트레일링 구성요소의 각각에 서로 연결된 일정간격이 떨어진 두번째 무한 구동요소 쌍으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 상호연결 수단이 상기 플라이트바의 리딩 구성요소의 각 끝 가까이에 각각 피봇으로 연결된 끝판과, 상기 트레일링 구성요소의 각 끝 가까이에 각각 고정된 핀으로 이루어지고, 상기 각 끝판은 상기 핀들중 인접한 하나가 미끄러질 수 있게 장착되는 슬롯을 포함하는 것을 특징으로하는 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 각 리딩 구성요소의 각 끝은 인접한 플라이트바 사이의 공간으로 생산물이 도입되도록 정확한 측정각의 형태로 배열되어 있는 것을 특징으로하는 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 슬롯은 상기 끝판이 인접한 플라이트바 사이의 공간속으로 생산물이 도입되도록 상기 끝판의 모서리가 정확한 측정각을 형성하는 위치로 배열되도록 하는 각도로 배치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
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