KR100684019B1

KR100684019B1 - 물품 운송, 계수 및 장전장치

Info

Publication number: KR100684019B1
Application number: KR1020017004979A
Authority: KR
Inventors: 컬페퍼윌엘.; 헌터조니제이.; 로빈슨그렌
Original assignee: 미드웨스트바코 패키징 시스템즈, 엘엘시
Priority date: 1998-10-21
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2007-02-20
Also published as: JP2002527318A; EP1124744B1; AU773738B2; AU6521499A; NZ511196A; WO2000023360A1; BR9914707A; KR20010089325A; ATE249995T1; JP4545316B2; EP1124744A1; DE69911449D1; MXPA01003992A; DE69911449T2

Abstract

본 발명은 연속-이동 포장장치, 더욱 특별하게는 복수의 물품 컨베이어의 운송 방향과 각도를 이루고 그 위에서 배치되는 평행한 복수의 레인 장치를 포함하는 물품 운송기, 측정기 및 적재기에 관한 것이다.

Description

물품 운송, 계수 및 장전장치{ARTICLE TRANSPORT, METERER AND LOADER}

본 발명은 연속작동식 포장장치, 더욱 구체적으로는 복수의 평행 컨베이어 위에 이 컨베이어의 운송 방향에 대하여 경사를 이루며 배치된 평행 이송 통로를 포함하는 물품 운송, 계수 및 장전장치에 관한 것이다.

카톤(carton)이나 또는 또 다른 포장 구성요소에 음료수 캔과 같은 복수의 물품을 포장하기 위해 연속작동식 카톤 포장장치가 사용되어진다. 이러한 연속작동식 카톤 포장장치는 미국특허 제 5,241,806호(Ziegler 외)에 개시되어 있다.

이러한 포장장치에서 중요한 기능은 포장장치의 길이에 따라 제 1 포장장치 위치에서 최종적으로 물품을 카톤안으로 압출되어지거나 그렇지 않으면 카톤내에 위치되는 제 2 포장장치 위치로 물품를 운송하는 것이다. 물품의 운송 및 장전은 가능한 빠르고 신뢰성 있게 수행되는 것이 중요하다. 빠르고 신뢰성 있게 물품을 우송하고 장전하는 수단을 구비하는 것이 유용한 것으로 평가되어진다.

삭제

본 발명의 하나의 태양은 한 쌍의 평행 컨베이어의 수직 위쪽에 설치되며 상기 컨베이어의 이송방향에 대해 각도를 갖고 배치되어 선택적으로 사용가능한 복수의 물품용 평행통로를 구비하며, 상기 한쌍의 평행 컨베이어는 제 1 선형 속도로 작동하는 물품 공급 제 1 컨베이어 및 물품에 맞는 간격으로 배치된 복수의 횡단 계수 러그를 구비하며 가변 제 2 선형 속도로 작동하는 계수용 제 2 컨베이어를 포함하는 물품 운송 및 계수용 장치를 제공한다. 물품은 상기 계수용 제 2 컨베이어에 의해 상기 물품 공급 제 1 컨베이어로부터 서로 소정 간격으로 배치된 상기 계수용 제 2 컨베이어에 근접한 위치로 압출되어진다. 이송 방향에 대한 각도는 약 18.7도인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제 2 선형 속도는 제 3 선형 속도와 거의 동등하게 설정된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제 2 선형 속도는 상기 제 3 선형 속도보다 저속으로 설정된다.
본 발명의 이 태양의 또 다른 특징에 따르면, 소정의 그룹 간격으로 배치된 복수의 횡단 그룹화 러그를 갖고 제 3 선형 속도로 작동하는 그룹화 제 3 컨베이어를 포함하는 물품 장전장치를 추가로 구비하며, 물품 공급 제 1 컨베이어로부터 상기 계수용 제 2 컨베이어에 의해 물품 배열부로 계수된 물품이 상기 그룹화 제 3 컨베이어의 상기 각 횡단 그룹화 러그 사이를 통과하고, 다음에 상기 물품은 상기 그룹화 제 3 컨베이어의 상기 배열부로부터 압출되어 카톤에 장전된다. 제 1 선형 속도는 상기 제 3 선형 속도보다 고속이며, 상기 제 2 선형 속도는 상기 제 1 선형 속도보다 저속인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 물품 평행 통로는 선택적으로 사용가능하다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제 2 선형 속도는 가변적이다.
본 발명의 또 다른 특징 및 목적은 첨부된 청구항 및 도면을 통해 하기의 설명에서 명확해진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 물품 운송, 계수 및 장전장치와 협력되는 연속작동식 카톤 포장장치를 도시하는 도면;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 물품 운송, 계수 및 장전장치를 도시하는 도면;

도 3은 도 2의 구성에서 제 1 형상을 개략적으로 도시하는 도면;

도 4는 도 2의 구성에서 제 2 형상을 개략적으로 도시하는 도면; 및

도 5는 도 2의 구성에서 제 3 형상을 개략적으로 도시하는 도면이다.

본 발명에서 동일하고 유사한 구성은 도면에서 동일한 도면부호로 나타내어진다.

도 1에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속작동식 카톤 포장장치(M)와 물품 운송, 계수 및 장전장치(400, an article transport, meterer and loader0)가 도시되어진다. 연속 포장장치에서, 카톤 호퍼(10)는 도시된 바와 같이 직립상태로 적층된 접혀진 카톤(C)을 수용한다. 카톤(C)은 조절가능한 카톤 공급기(feeder)(20)에 의해 카톤 호퍼(10)에서 인출되며, 카톤 컨베이어(30)의 시단부에 거의 조립상태로 공급된다. 카톤이 연속 포장장치(M)에 유지되어 연속적으로 이송될 때, 카톤(C)안에 포장되어지는 음료수 캔과 같은 물품도 카톤과 동기하여 연속 포장장치를 통해 이송된다. 물품 컨베이어(40, an article conveyor) 및 평행 이송통로(50, paralle lane arrangement)가 물품을 카톤(C)안으로 이동시키는 물품 운송, 계수 및 장전장치를 형성한다. 물품맞물림 휠(article-engaging wheel)(60)은 카톤(C)안으로 물품이 배치되도록 한다. 측면-플랩 폴딩 휠(side-flap folding wheel)(70)(도 1에서는 부분적으로 도시됨)은 측면 플랩을 구비하는 카톤의 측면 플랩과 맞물리고 플랩을 내측으로 접는다. 접착제는 접착 스테이션(80)에서 카톤(C)에 공급된다. 시일 스테이션(90)에서, 카톤(C)의 단부 플랩은 미리 공급된 접착제와 접촉하도록 압착유지된다. 포장되고 시일된 카톤은 배출 스테이션(100)에서 연속 포장장치로부터 배출된다.

도 2에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 물품 운송, 계수 및 장전장치(400)의 레이아웃을 평면도로서 도시하고 있다. 평행 이송통로(50)는 통상의 컨베이어로 알려진 복수의 무한 체인 위에 이송 방향과 각도를 갖거나 또는 비스듬하게 컨베이어 위에 배치되어 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 세개의 컨베이어(410, 430, 450)가 존재한다. 도 2에서는 컨베이어(410, 430, 450)의 프레임 및 모터가 도시되어 있다.

본 발명의 구조 및 작동은 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하여 기술한다. 우선 도 3에서는 카톤 컨베이어(300)를 구비한 본 발명의 장치가 도시되어 있다. 도면의 명확화를 위해, 카톤 컨베이어(300)에 의해 이송되는 카톤(C)의 하부도 도시되어 있다. 네개의 컨베이어(410, 430, 450, 300)는 화살표(401)가 나타내는 방향으로 서로 동기하여 이동한다.

제 1 컨베이어는 물품 공급 컨베이어(410)로 간주되어진다. 물품 공급 컨베이어(410)는 음료수 캔과 같은 물품(A)를 포장장치내로 공급한다. 연속 포장장치의 시단부 또는 포장장치의 상류 부분에서, 평행 이송통로(50)는 물품 공급 컨베이어(410)와 평행하게 배치되며, 물품(A)은 평행 이송통로(50)내에 이송된다. 이송 통로(50)는 하류로 향함에 따라 물품 공급 컨베이어(410) 및 2개의 인접 컨베이어(430, 450)를 가로질러 경사져 연장한다. 하류 방향(401)으로의 컨베이어(410)의 이동으로 물품은 하류로 향함에 따라 경사져 이송되며, 인접하는 계수용 컨베이어(430)와의 교점에 도달한다.

계수용 컨베이어(430)는 편의를 위해 제 2 컨베이어로 간주한다. 계수용 컨베이어(430)는 횡단 계수 러그(metering lug)(432)에 의해 형성된 횡단 물품 통로를 구비한다. 선택적으로, 횡단 계수 러그(432)는 물품이 통로를 통해 자유롭게 이동하도록 충분한 간격을 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 최적의 통로 폭은 이송되어지는 물품의 직경보다 약간 크다. 예를들면, 일반적인 금속 음료수 캔의 직경은 3인치보다 작은 65밀리미터, 즉 약 2.6인치이다. 적절한 계수 러그 간격은 약 3인치이다.

계수용 컨베이어(430)의 하류(401) 이동은 하류로 이송되는 물품(A), 계수 러그(432) 및 평행 이송 통로(50)의 사이에서 상호작용을 일으키고, 물품(A)이 계수 러그(432)에 맞물릴 때 물품은 계수 러그(432)에 의해 형성된 통로를 통하여 횡단방향으로 이동함과 동시에 평행 이송통로의 각 통로를 통해 하류측으로 경사져 이동한다. 계수용 컨베이어(430)는 물품(A)을 그룹화 컨베이어(grouping conveyor)(450)와의 교점을 향하여 이송한다. 물품 공급 컨베이어(410)의 선형 속도는 계수용 컨베이어(430)의 선형 속도보다 빠르며, 따라서 간섭없이 인접하는 컨베이어로 일관되게 공급하기에 적합한 일정 라인 압력이 물품(A)에 대해 유지된다.

그룹화 컨베이어(450)는 그룹화 컨베이어(450)를 횡단하도록 연장하는 그룹화 러그(452)를 포함한다. 그룹화 러그(452)는 계수 러그(432)의 간격보다 큰 간격을 갖는 연장된 통로를 제공하도록 간격을 이루고 있다. 계수 러그(432)가 물품(A)을 1열씩 수용하도록 간격을 이루는 반면 그룹화 러그(452)는 그룹 또는 복수열의 물품(A)을 수용하도록 간격이 이루어진다. 바람직한 실시예에서, 그룹화 러그(452)는 계수 러그(432)의 복수배의 간격으로 간격이 이루어진다. 그룹화 러그(452) 사이의 공간을 보다 작은 공간으로 분할하기 위해 부가적 또는 보조적인 그룹화 러그(454)(후술함)를 부착하기 위한 수단이 제공되어 있다. 탈착가능한 많은 수단이 사용될 수 있지만, 바람직한 실시예에서는 키홀(keyhole) 개구부(453)가 사용되어진다.

또한, 바람직한 실시예에서 각 그룹화 러그(452)는 카톤 컨베이어(300)의 한 쌍의 후부 카톤 러그(320)에 정렬되어진다. 그룹화 컨베이어(450)와 카톤 컨베이어(300)는 동일한 선형 속도로 이동한다. 효과적으로, 물품(A)의 열은 물품 열의 후측에 위치하는 그룹화 러그(452)에 맞물리면서 그룹화 러그(452) 사이를 이동하고, 이송 통로의 각 통로를 통하여 하류측으로 이동한다. 그룹화 러그(452) 사이의 각 간격을 통해 이동하는 물품(A)의 수 및 물품사이의 간격은 공급 컨베이어(410)의 선형 속도 및 그룹화 컨베이어(450)의 선형 속도와, 계수용 컨베이어(430)의 선형 속도와의 관계에 의해 결정된다. 계수용 컨베이어(430)가 더 빠르게 이동하면, 더 많은 물품(A)들이 그룹화 러그(452) 사이의 각 간격을 통과한다.

도 3 및 도 4에서는, 본 발명의 작동 및 구조가 더욱 상세하게 기술되어진다. 도 3, 도 4 및 도 5에서 계수용 컨베이어(430) 및 그룹화 컨베이어(450)는 각 그룹화 러그(452)가 계수 러그(432)의 1개에 정열된 상태로 도시되어 있다. 그러나, 이러한 정렬은 설명의 편의를 위한 것이다. 계수용 컨베이어(430)가 그룹화 컨베이어(450)와는 다른 선형 속도로 이동하면, 그룹화 러그(452)와 계수용 러그(432)의 위치관계는 끊임없이 변화한다.

전후부 카톤 러그(320, 330)사이의 공간, 그룹화 러그(452)사이의 공간 및 계수 러그(432)사이의 공간 사이에는 특정 관계가 성립한다. 도 3에 도시된 바람직한 실시예에서, 전후부 카톤 러그(320, 330) 사이의 공간은 각 열이 여섯개의 물품을 포함하고 네개의 열로 24개의 물품(A)을 포장하는 카톤(C)를 수용하도록 형성되어 있다. 도시된 바와 같이, 각 열에 수용되는 물품의 수는 이송 통로에서의 통로수, 이 경우에 있어서는 6인 통로수에 대응한다. 전술한 바와 같이, 각 카톤(C)은 카톤(C)의 내부가 보여지도록 상부 패널이 제거된 상태로 도시되어 있다.

그룹화 러그(452)는 후부 카톤 러그(320) 사이의 공간에 대응하는 공간을 갖도록 배치되어 있다. 하기에 설명되어지는 것처럼, 바람직한 실시예에서는 카톤 러그(320, 330) 사이의 공간은 특정 사이즈의 카톤(C)으로의 장전시에 계속적으로 사용되는 "기본" 공간이며, 이 기본 공간은 사이즈가 다른 카톤(K)으로의 장전시에는 변경된다. 후부 카톤 러그(320)사이의 거리는 P로 나타내어지고 포장장치의 피치, 즉 기본 간격 또는 카톤 공간으로 간주되어질 수 있다. 전술한 바와 같이, 일반적인 음료수 캔의 직경은 약 65밀리미터, 즉 3인치보다 약간 작은 약 2.6인치이다. 바람직한 실시예에서, 물품(A)의 사이즈(즉, 3인치보다 약간 작은 캔의 직경)에 대응하여 공간 또는 피치(P)는 3인치의 복배수인 18인치이다. 24개 물품 카톤은 4열 ×6개의 물품을 수용하도록 구성되어 있다. 4열을 수용하기 위한 카톤(C)의 폭은 최대가능 인치인 18인치의 피치보다 작다. 전부 카톤 러그(330)는 부호 "W"로 표시된 거리만큼의 간격으로 배치되어 있다. 물품(A)의 크기에 대응하는 적절한 크기의 W는 12인치이다. 이것으로 본 발명의 바람직한 실시예에서 전후부 카톤 러그(320, 330) 사이의 공간, 그룹화 러그(452) 사이의 공간 및 계수용 러그(432) 사이의 공간 사이에 성립되는 관계는 아래와 같이 기술되어질 수 있다.

S는 물품(A)을 수용하기 위한 계수용 러그(432) 사이의 간격,

P는 후부 카톤 러그(320) 사이의 공간 및 그룹화 러그(452) 사이의 공간에 대응한 간격 및 피치,

W는 특정 사이즈 및 형상의 카톤에 대응하여 설정되는 후부 카톤 러그(320)와 전부 카톤 러그(330) 사이의 간격, 및

n은 포장되어 그룹화되는 열의 수를 나타내며, 여기서,

P = n의 최대값 ×S,

W = n ×S
가 된다.

바람직한 실시예에서, 포장되어지는 열의 최대수는 6이며, n을 6으로 하여 피치(P)는 18인치가 된다. 카톤(C)에 수용되는 열의 수가 4인 경우에는 W = 4 ×S =12인치가 된다.

도 3의 형태에서, 포장장치의 피치에 미치지 않는 배열형태이므로, 그룹화 러그(452) 사이에 최대수 이하의 물품(A)을 수용하기 위해 계수용 컨베이어(430)의 선형 속도는 그룹화 컨베이어(450) 및 카톤 컨베이어(300)의 선형 속도보다 낮게 설정된다. 각 컨베이어의 선형 속도 사이의 관계는 수학적으로 기술되어질 수 있다. 여기서,

V1은 물품 공급 컨베이어(410)의 선형 속도,

V2는 계수용 컨베이어(430)의 선형 속도,

V3은 그룹화 컨베이어(450)의 선형 속도, 및
V4는 카톤 컨베이어(300)의 선형 속도를 나타내며,
일반적인 관계는 아래와 같다.

삭제

V3 = V4

V1 > V2

V1 > V3
도 3에 도시된 배열 사이즈, 즉 계수용 컨베이어(430)가 그룹화 컨베이어(450)보다 저속으로 주행하는 경우,

삭제

V1 > V3 > V2
가 된다.

본 발명의 또 다른 특징은 도 4를 참고하여 설명되어진다. 도 4는 도 3에 도시된 카톤과는 다른 크기의 카톤(K)으로 장전을 행하는 그룹화 러그의 배치를 변경한 형태를 나타낸다. 본 발명은 카톤 컨베이어(30)와 협력되어 사용되는 것에 제한되지는 않지만, 이와 같은 구성이 바람직하다.

도 4에서, 선택된 카톤 형태는 3열 ×6개 배열의 18팩을 수용한다. 각 카톤(K)은 도 3에 도시된 카톤(C)보다 작은 크기이지만, 풀 또는 최대 피치(P)가 수용되어야 한다. 따라서, 계수용 컨베이어(430)의 선형 속도(V2)는 그룹화 컨베이어(450)의 속도(V3)까지 상승되어 V2=V3=V4가 된다. 이 형태에서는, 각 후부 카톤 러그(320) 및 전부 러그(330)는 함께 전부 러그, 후부 카톤 러그 쌍방의 기능을 갖는다. 작은 카톤(K)은 9인치(3열 수용) 또는 피치(P)의 1/2이다. 카톤 컨베이어의 간격(W2)에 대응하는 간격을 그룹화 컨베이어(450)상에 형성하기 위해 보조 그룹화 러그(454)가 그룹화 컨베이어(450)에 부착되어 있다. 바람직한 실시예에서는 보조 그룹화 러그를 부착하기 위한 수단으로서 키홀 개구부(453)(도 3에서 도시됨)가 설치되어 있다.

도 5는 3열 ×4개의 형태가 카톤 컨베이어(300)에 수용되어 카톤(K2)에 포장되는 본 발명의 구성을 약간 변경한 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 1열에 포함되는 물품(A) 수와 이송 통로(50)의 통로 수와의 사이에는 1대1의 대응관계가 성립되기 때문에, 1열에 포함되는 물품(A)의 수는 사용된 통로 수를 감소시키는 것에 의해 감소된다. 도 5에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에서는 4개의 물품으로 이루어진 열을 형성하기 위해 최내측의 2개의 통로가 봉쇄되어 있다. 적은 물품의 배열을 형성하기 위해서는 어떠한 조합의 통로를 봉쇄할 수 있지만, 최외측의 통로에 있어서의 물품이 포장장치의 다음 스테이션에 가장 가까운 위치에서 포장되는 이유에서 최외측의 통로를 사용상태로 하는 것이 포장공정의 안정성이 있다. 다음 스테이션에 근접하도록 하는 것은 밀봉이 행해지기 까지 카톤이 완전중량으로 이송되는 시간이 짧다는 것을 의미하며, 따라서 카톤내에서의 제품(A)의 불안정성을 감소시키게 된다. 통로는 탈착가능하게 부착된 차폐부재(51)와 같은 적절한 수단에 의해 봉쇄된다. 클램프와 같은 간단한 수단이 사용될 수 있다.

다시 도 3, 도 4 또는 도 5를 참조하면, 통로가 컨베이어(410, 430, 450)에 대하여 경사져 연장하는 형태를 나타낸 각도 "Z"는 변경가능하다. 그러나, 도시되고 설명된 바람직한 실시예에서 동기상태의 물품이송, 계수, 장전을 실현하기 위한 최적 각도(Z)는 약 20도이며, 가장 바람직한 것은 약 18.7도이다.

본 발명은 첨부된 청구범위의 범위 및 정신에 벗어남이 없이 변형가능하다.

Claims

물품 운송 및 계수 장치에 있어서,

상기 장치는

한 쌍의 평행 컨베이어(410,430)의 수직 위쪽에 설치되며 상기 컨베이어의 이송방향에 대해 각도를 갖고 배치되어 선택적으로 사용가능한 복수의 물품 평행 이송통로(50)를 구비하고,

상기 한 쌍의 평행 컨베이어는

제 1 선형 속도(V1)로 작동하는 물품 공급 제 1 컨베이어(410), 및

물품에 맞는 간격(S)으로 배치된 복수의 횡단 계수 러그(432)를 구비하며 가변 제 2 선형 속도로 작동하는 계수용 제 2 컨베이어를 포함하며,

물품(A)은 상기 물품 공급 제 1 컨베이어(410)로부터 상기 계수용 제 2 컨베이어(430)에 의해 물품 배열부로 계수되는 것을 특징으로 하는 물품 운송 및 계수 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이송 방향에 대한 각도는 약 18.7도인 것을 특징으로 하는 물품 운송 및 계수 장치.
제 1 항에 있어서,

소정의 그룹 간격(P)으로 배치된 복수의 횡단 그룹화 러그(452,454)를 갖고 제 3 선형 속도(V3)로 작동하는 그룹화 제 3 컨베이어(450)를 포함하는 물품 장전장치를 더 포함하며,

상기 물품(A)은 물품 공급 제 1 컨베이어(410)로부터 상기 계수용 제 2 컨베이어(430)에 의해 물품 배열부로 계수된 물품이 상기 그룹화 제 3 컨베이어의 상기 각 횡단 그룹화 러그 사이(452,454)를 통과하고, 다음에 상기 물품은 상기 그룹화 제 3 컨베이어(450)의 상기 물품 배열부로부터 압출되어 카톤(C)에 장전되는 것을 특징으로 하는 물품 운송 및 계수 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 제 2 선형 속도(V2)는 제 3 선형 속도와 동등한 것을 특징으로 하는 물품 운송 및 계수 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 제 2 선형 속도(V2)는 상기 제 3 선형 속도(V3)보다 저속인 것을 특징으로 하는 물품 운송 및 계수 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 제 1 선형 속도(V1)는 상기 제 3 선형 속도(V3)보다 고속이며,

상기 제 2 선형 속도(V2)는 상기 제 1 선형 속도(V1)보다 저속인 것을 특징으로 하는 물품 운송 및 계수 장치.
제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 물품 평행 이송통로(50)는 선택적으로 작동하지 않게 되어 있는 것을 특징으로 하는 물품 운송 및 계수 장치.
제 3 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 제 2 선형 속도(V2)는 상기 제 3 선형 속도(V3)에 대해 가변적인 것을 특징으로 하는 물품 운송 및 계수용 장치.