KR101602383B1 - 컨베이어 벨트를 보관, 이송 및 불출하기 위한 장치 - Google Patents

컨베이어 벨트를 보관, 이송 및 불출하기 위한 장치 Download PDF

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KR101602383B1
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대롤 조셉 닐리
폴 스타인호프
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애슈워쓰 브라더스, 인코포레이티드
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Abstract

컨베이어 벨트를 보관, 이송 및 불출하기 위한 장치가 설명된다. 상자 형태의 장치는 상부(210a) 및 하부(210b)의 전통적인 팔레트를 포함하여, 추가적으로 적층된 상자들을 용이하게 취급하고 강화할 수 있게 한다. 상자의 중심부는 회전 운동하는 허브 조립체를 고정하고, 그에 감겨진 컨베이어 벨트의 연이은 층들이 매끄럽게 천이되도록 해준다. 선적된 동안, 컨베이어 벨트의 롤은 그 측면으로 놓여 있다. 일 실시예에 따르면, 스풀의 중심 파이프 축 부재(240)는 상부 및 하부 팔레트에 있는 구멍들(220a, 220b)을 통과한다. 다르게는, 중심 파이프 축 부재가 상부 및 하부 팔레트의 판자들 사이에 형성된 채널을 통과한다. 이러한 형상은 롤을 상자 안에 고정하고, 로딩 또는 언로딩 시에 롤이 자유롭게 회전할 수 있도록 해준다.

Description

컨베이어 벨트를 보관, 이송 및 불출하기 위한 장치{APPARATUS FOR STORING, TRANSPORTING AND DISPENSING CONVEYOR BELTS}
본 발명은 상자 포장 시스템(crating system)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 컨베이어 벨트를 보관, 이송 및 배송하기 위한 장치에 관한 것이다.
컨베이어 벨트 시스템은 일반적으로 재료의 취급 및 가공의 목적으로 다양한 산업 분야에서 이용된다. 예를 들어, 컨베이어 시스템은, 식품이 컨베이어 벨트의 지지면에 놓여 일 위치에서 다른 위치로 운반되는 동안에 가공되는 식품 가공 시스템에 이용된다. 식품 가공 시스템에서 특히 인기 있는 모듈형 컨베이어 벨트(modular conveyor belt)를 포함한 다양한 유형의 컨베이어 벨트가 존재한다. 나아가, 레인(Layne) 등의 미국특허 제5,070,999호에 개시된 바와 같이 많은 수의 품목을 컨베이어 시스템에 저장할 수 있게 해주는 나선형 어큐뮬레이터(accumulator)에 컨베이어 시스템이 종종 이용된다.
그러한 컨베이어 벨트는 종종 매우 길어서, 수백 또는 심지어 수천 피트(feet)까지 연장되기도 한다. 이러한 부피감 있는 벨트를 취급하여 이송, 보관 및 불출하기 위해, 다양한 종류의 이송용 상자(crate)들이 이용된다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 종래의 상자는 일반적으로 크고, 고정된 높이와 폭을 가지는 기본적으로 사면형(four-sided) 나무 박스이다. 도 1b 및 1c에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 자동 적층형 스파이럴 벨트(self-stacking spiral belt)를 그와 같은 상자 속에 포장하기 위해서는, 벨트가 짧고 평평한 섹션들로 분리된 뒤 상자 안에 적층되어야만 한다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 종래의 상자 시스템(100)은 분해된 벨트 섹션들(120a ~ 120c)이 그 안에 적층되고, 인접한 분해된 벨트 섹션들을 분리하는 측면 판들을 구비하는 하우징(110)으로 구성된다. 예를 들어, 분해된 벨트 섹션(120a)은 측면 판들(125a, 125b)을 구비하고, 이들 중 측면 판(125b)은 분해된 벨트 섹션(120a)을 분해된 벨트 섹션(120b)과 분리한다. 벨트가 그 목적지에 도착하면, 다시 분리된 섹션들은 재조립하여 서로 이어주어야 한다. 예를 들어, 작은 이동로와 좁은 개방 공간을 가지는 식품 가공 설비에서, 크고 부피감 있는 상자는 어디서도 분해되기 힘들고, 벨트 섹션이 하나씩 따로따로 조립 지점으로 이송되어야 한다.
또한, 컨베이어 벨트는 길이와 폭이 다양할 수 있기 때문에, 다양한 크기와 다양한 수의 이러한 종래의 상자들이 벨트를 선적하는데 필요하다. 이에 따라 벨트 생산자가 그 다양한 벨트 사이즈에 대한 주문을 수용하기 위해 매우 상이한 크기의 많은 수의 상자를 보유할 필요가 있다. 따라서, 사용되지 않는 상자들을 보관하기 위해 제조 공간의 많을 부분을 차지하게 되고, 간접비와 선적비를 추가시켜 결국 비용에 민감한 고객을 놓치게 된다.
재료를 평평한 섹션으로 분해하지 않고 말아서 운반할 수 있는 다른 컨테이너가 알려져 있다. 예를 들어, 엘드리지(Eldridge)의 미국 특허 제3,184,053호는 코일화된 재료를 선적, 저장 및 불출하는 컨테이너의 결합체를 개시하고, 여기서 코일의 어떠한 측면이나 모서리가 컨테이너의 내측면에 접촉하지 않도록 완전히 매달린 상태로 코일이 컨테이너 속에 장착된다. 엘드리지의 상기 특허는 보관된 재료 코일이 둘러지는 고정된 코어 부재와, 상기 코어 부재의 양 단부에서 상기 콘테이너에 고정 가능하게 부착되는 한 쌍의 컵(cup) 부재를 구비하는 사면형 박스를 개시한다. 하지만, 상기 특허에 따르면, 바람직하게는 주름진 박스 재료로 만들어지는 규칙적인 슬롯이 형성된 통이 필요하다. 또한, 코어 부재 상에 위치하는 재료의 수평 서스팬션(suspension)이 선적 및 보관 과정 동안 컨테이너를 압박한다. 따라서, 엘드리지의 특허에서는 선적하고 보관할 수 있는 재료들의 유형과 무게가 제한적이다.
맥코드(McCord) 등의 미국특허 제6,315,122호는 말려진 상품의 코어를 수용하는 수직 채널들을 가지는 단부 판을 구비한 팔레트(pallet)가 없는 포장 시스템을 개시한다. 하지만, 상기 시스템은 가볍고 재활용 가능하며, 나무가 아닌 것은 조금 밖에 담지 못한다. 또한, 말려진 상품의 코어는 수직 채널보다 낮아야 한다. 따라서, 맥코드 등의 특허는 단지 섬유, 얇은 필름, 또는 권선 등과 같은 가벼운 재료를 포장하는데 적합하다. 또한, 수직 채널을 제거하여 코어 재료를 로딩(loading)하거나 언로딩(unloading)하는 일은 재료를 적절히 취급하는데 필요한 추가적인 장소와 공구를 필요로 하기 때문에 시간과 에너지의 소모가 많다.
상술한 상자 포장 시스템들은 롤 물품을 이송, 보관 및 불출하기 위한 다양한 메커니즘을 제안한다. 하지만, 비용 효율과, 특히 자동 적층형 스파이럴 벨트에 대해 필요한 공간을 최소화하는 한편 보관되는 벨트의 양을 최대화하는 컨베이어 벨트의 보관, 이송 및 불출을 위한 견고한 장치에 대한 필요성이 여전히 존재한다. 또한, 장착 시간을 향상시킨 상자 포장 시스템에 대한 필요성이 존재한다. 나아가, 다양한 벨트 크기에 적합하게 만들어질 수 있는 상자 포장 시스템에 대한 해결되지 못한 필요성이 존재한다.
상기와 관련해, 본 발명에 일 측면에 따르면, 종래의 상부 팔레트 및 하부 팔레트를 이용한 신규 및 교체 컨베이어 벨트를 보관, 이송 및 불출하기 위한 장치가 제공된다. 장치에서 종래의 팔레트를 이용함으로써, 지게차로 용이하게 취급할 수 있고, 복수의 상자들이 적층될 수 있는 강화력을 제공한다. 나아가, 종래의 팔레트들은 크기가 크지 않고, 비용 효율이 높은 대량 생산이 아닌 주문 제작한 상자들과 비교하여 저렴하다. 따라서, 본 발명은 박스 트레일러에 용이하게 적치되고, 조립 지점에서 용이하게 기동 가능한 표준 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 일 이점은 벨트 특히, 자동 적층형 스파이럴 벨트가 스풀(spool)에 감겨질 수 있다는 것이다. 상기 스풀은 회전 운동이 가능하여, 벨트를 장착하기 위해 필요한 육체 노동의 양을 최소화한다. 또한, 회전 운동은 장착 위치에서 벨트가 자가 배출될 수 있도록 한다.
본 발명의 다른 이점은 벨트가 연속적인 길이로 포장, 선적 및 불출될 수 있다는 것이다. 컨베이어 벨트를 연결하는 것은 시간-, 에너지-, 비용-소모가 있는 과정이므로, 가능한 긴 컨베이어 벨트를 이용하는 것이 벨트를 목적지에서 연결하기 위해 필요한 시간과 재료를 감소시키는데 바람직하다. 본 발명의 장치는 15 피트 이상의 벨트의 연속적인 섹션을 고정하여 재조립을 위한 용접 스플라이스 조인트(welded splice joint)의 수를 감소시키는 요구를 만족시킨다. 이것은 목적지에서 벨트를 포장하고, 포장을 풀고, 장착하는 일을 가속시킨다.
본 발명의 또 다른 이점은 자유롭게 롤링(rolling) 및 언롤링(unrolling)될 수 있는 캠 형상의 허브가 제공되고, 말려진 컨베이어 벨트 사이가 매끄럽게 천이(smooth transition)된다는 것이다. 일 실시예에 따르면, 상기 캠은 자동 적층형 스파이럴 벨트의 상이한 높이의 측면 판들을 수용하기 위해 상이하게 오프셋되도록 만들어진다.
본 발명의 또 다른 이점은 스풀이 상부 팔레트로부터 하부 팔레트로 수직하게 연장되어, 컨베이어 벨트의 롤이 선적 및 취급 과정에서 그 측면으로 눕게 된다는 것이다. 따라서, 이송 과정에서 회전 운동 및 컨베이어 벨트의 하중에 허브에 가해지는 스트레스를 현저하게 감소시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 이점은 종래의 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템보다 크기자 작아서, 박스 트레일러에 용이하게 적치되고, 조립 위치로의 기동성을 가진다는 것이다. 또한, 본 발명은 식품 처리 설비와 같이 일반적으로 통로가 작고, 자유공간이 매우 협소한 조립 위치에서 종래의 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템보다 적은 면적을 차지한다.
일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템은, 각각 팔레트 구멍, 복수의 판자 및 인접한 판자들 사이의 하나 이상의 채널을 포함하고, 제1 팔레트의 팔레트 구멍이 제2 팔레트의 팔레트 구멍과 평행한 제1 팔레트 및 제2 팔레트를 구비하는 하우징; 서로 평행하게 배치되고, 상기 제1 팔레트 및 제2 팔레트 사이에 배치되며, 각각 허브 구멍을 구비하는 제1 드럼 허브 및 제2 드럼 허브; 및 상기 제1 드럼 허브와 상기 제2 드럼 허브의 허브 구멍들과, 상기 제1 팔레트와 상기 제2 팔레트의 팔레트 구멍들에 결합되어, 제1 팔레트와 제2 팔레트를 서로 연결시키는 축 부재를 포함한다.
상기 제1 드럼 허브와 상기 제2 드럼 허브는 최소 반경(ro1) 및 최대 반경(ro2)과 동일한 적어도 두 개의 외측 반경 치수들로 이루어질 수도 있다. 이러한 외측 반경 치수들은 최소 반경(ro1)에서부터 최대 반경(ro2)까지 점진적으로 증가할 수도 있다. 상기 제1 드럼 허브와 상기 제2 드럼 허브는 단차를 더 구비할 수도 있다. 상기 단차의 길이는 최대 반경(ro2)에서 최소 반경(ro1)을 뺀 값과 동일할 수 있다.
상기 제1 드럼 허브 및 제2 드럼 허브에 감겨진 컨베이어 벨트를 더 포함할 수도 있다. 상기 컨베이어 벨트는 단일하고 연속적인 조각의 컨베이어 벨트일 수도 있다. 상기 컨베이어 벨트는 예를 들어, 자동 적층형 스파이럴 컨베이어 벨트일 수도 있다. 자동 적층형 스파이럴 컨베이어 벨트의 두 개 이상의 인접한 층들은 서로 결합될 수 있다.
컨베이어 벨트 상자 포장 시스템의 상기 하우징은, 말단부가 상기 제1 팔레트와 상기 제2 팔레트의 하나 이상의 대응하는 모서리에 부착되는 복수의 모서리 지지체를 더 포함할 수도 있다. 상기 하우징은 하나의 모서리 지지체의 상단부와 이웃한 모서리 지지체의 하단부에 대각선으로 부착되는 하나 이상의 가로방향의 교차 빔들을 더 포함할 수도 있으며, 하나 이상의 상기 가로방향의 교차 빔들은 제거 가능할 수 있다. 상기 모서리 지지체들 및/또는 가로방향의 교차빔들에 선택적으로 또는 추가적으로, 상기 하우징은 상부 팔레트 및 하부 팔레트의 대응하는 모서리에 부착되는 하나 이상의 측면 판을 더 포함할 수도 있다. 또한, 모서리 지지체들은 그 내측면에 결합되는 하나 이상의 내측 지지빔을 구비할 수도 있다. 상기 제1 팔레트 및 상기 제2 팔레트는 종래의 선적 팔레트로 이루어지고, 및/또는 하나 이상의 채널이 지게차의 타인(tine)을 수용하도록 형성될 수 있다. 또한, 상부 팔레트 및 하부 팔레트에 구비된 복수의 판자들은 두 개 이상의 층으로 배치될 수 있다.
컨베이어 벨트 상자 포장 시스템의 축 부재는 원통형 형상이거나 정사각형 형상의 단면을 가질 수 있다. 상기 축 부재는 노치, 구멍, 키, 핀 및 훅(hook) 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 상기 제1 팔레트 및 상기 제2 팔레트 각각의 외측면은 평평할 수 있다. 상기 팔레트 구멍은 제1 및/또는 제2 팔레트 중 적어도 하나의 팔레트에 형성될 수 있다. 선택적으로 또는 추가적으로, 팔레트 구멍은 제1 및/또는 제2 팔레트의 인접한 판자들 사이의 하나 이상의 채널 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면, 특징 및 이점은 본 발명을 실시하기 위해 고려된 최적 실시예를 포함하는 많은 예시적인 실시예 및 실시형태를 단순히 설명하기 위한 이하의 구체적인 내용으로부터 쉽게 이해될 것이다. 또한, 본 발명은 다른 상이한 실시예가 가능하며, 그 일부 상세 구성은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 모든 것에 대해 다양한 측면에서 변경될 수 있다. 따라서, 도면과 설명은 근본적으로 설명을 위한 것이지 한정하는 것으로 여겨져서는 안 된다.
도 1a는 콘베이어 벨트를 보관 및 이송하기 위한 종래의 상자들이 적층된 모습을 도시한 것이다.
도 1b는 그 안에 벨트의 분해된 섹션들이 적층되어 있는, 자동 적층형 스파이럴 컨베이어 벨트를 보관 및 이송하기 위한 종래의 상자가 개방된 모습을 도시한 것이다.
도 1c는 그 안에 벨트의 분해된 섹션들이 적층되어 있는, 자동 적층형 스파이럴 컨베이어 벨트를 보관 및 이송하기 위한 종래의 상자의 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨베이어 벨트를 보관, 이송 및 불출하기 위한 상자 포장 시스템의 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 상자 포장 시스템에 이용되는 허브 조립의 사시도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 허브 조립체의 말단부의 확대 사시도이다.
도 3c는 도 3a에 도시된 허브 조립체의 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 상자 포장 시스템에 이용되는 드럼 허브의 사시도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 드럼 허브의 단면도이다.
도 4c는 도 4a에 도시된 드럼 허브의 측면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 상자 포장 시스템에 이용되는 단부 팔레트의 내부도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 단부 팔레트의 측면도이다.
도 5c는 도 5a에 도시된 단부 팔레트의 다른 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 상자 포장 시스템의 보관 및 이송 상태를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 상자 포장 시스템의 사전 로딩(pre-loading) 및/또는 사전 언로딩 상태를 도시한 사시도이다.
도 8은 로딩 및/또는 언로딩하는 동안의 본 발명의 일 실시예에 따른 상자 포장 시스템의 상태를 도시한 사시도이다.
도 9는 자동 적층형 스파이럴 벨트가 감겨진 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼 허브의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컨베이어 벨트를 보관, 이송 및 불출하기 위한 상자 포장 시스템의 조립된 상태를 도시한 사시도이다.
도 11a는 예를 들어, 도 10의 실시예에 따른 상자 포장 시스템에 이용되는 단부 팔레트의 내부도이다.
도 11b는 도 11a에 도시된 단부 팔레트의 측면도이다.
도 11c는 도 11a에 도시된 단부 팔레트의 다른 측면도이다.
컨베이어 벨트를 보관, 이송 및 불출하기 위한 장치가 설명된다. 이하의 설명에는, 예시적인 실시예들에 대한 전체적인 이해를 제공하기 위한 목적으로 설명과 많은 구체적인 세부사항들이 제시되었다. 하지만, 본 발명은 이러한 구체적인 세부사항 없이도 또는 그와 균등한 배치로도 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.
이제 몇몇 도면들에서 동일하거나 대응되는 부품에 유사한 도면 부호가 지정된 도면들은 참조하면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨베이어 벨트를 저장, 이송 및 불출하기 위한 상자 포장 시스템(200)의 분해 사시도이다. 상자 포장 시스템은 당업자에게 알려져 있고, 여기서 더 설명되는 바와 같이, 전통적인 팔레트인 상부 팔레트(210a) 및 하부 팔레트(210b)를 구비한다. 상부 팔레트(210a) 및 하부 팔레트(210b)는 각각 그 중앙에 위치하고 축 부재(axle)(240)와 드럼 허브들(250a, 250b)을 구비한 허브 조립체의 말단부들을 수용하도록 형성된 팔레트 구멍(220a)과 팔레트 구멍(220b)을 구비한다. 팔레트 구멍(220a)과 팔레트 구멍(220b)은 예를 들어, 구멍 톱과 같은 공구를 이용해 상부 팔레트(210a) 및 하부 팔레트(210b)에 형성될 수 있다.
상부 팔레트(210a) 및 하부 팔레트(210b)는 각각 그 대응하는 모서리가 서로 대략 같은 높이를 가지는 모서리 지지체들(230a ~ d)에 의해 연결된다. 모서리 지지체들(230a ~ d)은 예를 들어, 나무, 금속 및/또는 플라스틱과 같은 견고한 임의의 재료로 만들어질 수 있으며, 특히 상자 포장 시스템(200)이 적층되었을 때 상부 팔레트(210a) 및 하부 팔레트(210b)를 지지하는 기능을 한다. 본 실시예에 따르면, 모서리 지지체들(230a ~ d)은 두 개의 나무재질의 판자가 그 길이 방향으로 합쳐져 상부 팔레트(210a) 및 하부 팔레트(210b)의 대응하는 외측 코너들을 감싸도록 형성된다.
또한, 모서리 지지체들(230a ~ d)은 모서리 지지체(230d)에 대해서 도면 부호 231d로 도시된 바와 같은 내측 지지빔들을 구비한다. 본 실시예에 따르면, 내측 지지빔(231d)은 모서리 지지체(230d)의 안 쪽에 위치하여, 두 측면 상에서 내측 지지빔(231d)은 모서리 지지체(230d)에 대해 매끈하게 이어진다. 나아가, 내측 지지빔(231d)은 지지빔(230d)보다 짧은 길이로 형성되어, 내측 지지빔(231d)의 말단부가 상부 팔레트(210a) 및 하부 팔레트(210b)의 내면에 접촉하도록 한다. 모서리 지지체들(230a ~ d) 및 그와 관련된 내측 지지빔들은 임의의 높이를 가질 수 있지만, 일반적으로 컨베이어 벨트의 폭이 더 클수록 이를 수용하기 위하여 더 큰 높이를 가지고, 컨베이어 벨트의 폭이 더 작을수록 이를 수용하기 위하여 더 작은 높이를 가진다.
측면 빔들(235a ~ d)은 모서리 지지체들(230a ~ d)의 내측면 및/또는 대응하는 내측 지지빔들을 가로질러 대각선을 연장되어, 이웃한 모서리 지지체 및/또는 내측 지지빔을 서로 연결하고, 상자 포장 시스템(200)에 추가적인 지지력을 제공한다. 예를 들어, 측면 빔(235a)은 모서리 지지체(230a)의 상단부에서 모서리 지지체(230b)의 하단부까지 연장되고; 측면 빔(235b)은 모서리 지지체(230b)의 상단부에서 모서리 지지체(230c)의 하단부까지 연장되는 것 등등이다. 모서리 지지체들(230a ~ d) 및 대각선 빔들(235a ~ d)은 상자 포장 시스템(200)의 네 개의 개방된 측면을 형성하고, 상부 팔레트(210a) 및 하부 팔레트(210b)의 대응하는 모서리에 연결된다. 측면 빔들(235a ~ d)은 임의의 길이를 가질 수 있으나, 일반적으로 큰 폭의 컨베이어 벨트를 수용하기 위해서 및/또는 더 두꺼운 롤의 벨트를 수용하기 위하여 더 길어질 수 있고, 작은 폭의 컨페이어 벨트를 수용하기 위해서 및/또는 얇을 롤의 벨트를 수용하기 위해서 더 짧아질 수 있다.
상자 포장 시스템(200)의 내부에 위치한 허브 조립체, 또는 "스풀"은 축 부재(240)와 드럼 허브들(250a, 250b)을 구비한다. 축 부재(240)는 원통형으로 형성되고, 예를 들어, PVC 배관과 같은 임의의 적합한 재질로 만들어질 수 있으며, 재활용 가능하거나 일회용일 수 있다. 축 부재(240)의 직경은 팔레트 구멍들(220a, 220b)의 직경 및 드럼 허브들(250a, 250b)의 구멍들(이하에서 설명됨)의 직경 이하로 형성되어, 조립 또는 분리 과정에서 축 부재(240)가 팔레트 구멍들(220a, 220b) 및 드럼 허브들(250a, 250b)에 삽입되거나 그로부터 제거될 수 있다. 축 부재(240)는 후술하는 바와 같이, 그 단부가 드럼 허브들(250a, 250b)에 결합된다.
도 2에서 모서리 지지체들(230a ~ d) 및 측면 빔들(235a ~ d)에 대해 도시하고 설명하였지만, 임의 개수의 다른 형상들이 상부 팔레트(210a) 및 하부 팔레트(210b)를 연결하고 지지하는데 이용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 측면 빔들(235a ~ d)이 모서리 지지체들(230a ~ d)의 외부면에 걸쳐 형성될 수 있다. 선택적으로 또는 추가적으로, 견고한 나무 패널 및/또는 금속 판 조각이 상자 포장 시스템(200)의 폐쇄된 측면을 형성하는데 이용되어, 상부 팔레트(210a) 및 하부 팔레트(210b)의 대응하는 모서리를 연결할 수 있다. 예를 들어, 모서리 지지체들(230a ~ d)을 통해 상부 팔레트(210a) 및 하부 팔레트(210b)에 드릴링된 나사와 같은 다른 형태의 지지체가 추가적으로 또는 선택적으로 제공될 수도 있다. 선택적으로, 측면 빔들(235a ~ d) 또는 상기 다른 형태의 지지체는 전체적으로 제거될 수도 있다.
도 3a 및 3c는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 상자 포장 시스템에 이용되는 허브 조립체(300)의 사시도와 단면도이다. 허브 조립체(300)는 축 부재(340)와 드럼 허브들(350a, 350b)을 구비한다. 전체적으로 원통형 형상으로 도시되었지만, 축 부재(340)는 화살표로 지시된 바와 같이, 시계방향 및/또는 반시계방향의 회전 운동을 허용하는 임의의 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 축 부재(340)는 주로 정사각형 튜브로 이루어지고 말단부에 원통형 튜브가 용접된 형상일 수 있다.
축 부재(340)의 끝 단부들(345a, 345b)이 드럼 허브들(350a, 350b)을 넘어 돌출되도록 드럼 허브들(350a, 350b)이 축 부재(340)의 말단부에 부착된다. 이러한 형상은, 축 부재(340)의 끝 단부들(345a, 345b)이 도 2의 상부 팔레트(210a) 및 하부 팔레트(210b)의 내부 판자를 통해 팔레트 구멍들(220a, 220b)과 같은 팔레트 구멍들에 슬라이드되어 삽입될 수 있게 해준다. 드럼 허브들(350a, 350b)은 나무, 플라스틱 및/또는 금속과 같은 임의의 견고한 재료로 만들어지고, 재활용 가능하거나 일회용일 수 있다.
도 3a 및 3c에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따르면 축 부재(340)의 끝 단부들(345a, 345b) 각각은 그 안쪽으로 절개된 노치(notch)를 구비한다. 이러한 노치는 예를 들어, 축(ar)에 대해 컨베이어 벨트를 드럼 허브들(350a, 350b)로부터 감거나 및/또는 풀기 위한 수동 또는 자동의 구성요소(component)를 결합하는데 이용된다. 예를 들어, 자동 롤러가 가공 위치에서 컨베이어 벨트를 드럼 허브들(350a, 350b) 상에 감기 위해 이용될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 자동 롤러 상의 키(key)가 축 부재(340)의 하나 또는 두개의 노치 속에 슬라이드되어 결합될 수 있고, 자동 롤러가 축 부재(340)에 토크를 가하여, 축 부재(340)의 축(ar)에 대한 회전 운동을 일으킨다. 노치에 대해 도시하고 설명하였지만, 마찰 구성요소, 자기(magnetic) 구성요소, (구멍과 핀과 같은) 기계적 구성요소와 같은 임의의 구성요소 또는 구성요소들의 결합이 축(340)을 잡거나 및/또는 축(340)에 결합되어 회전시키는데 이용될 수 있다.
도 3b는 도 3a 및 3c에 도시된 허브 조립체의 말단부의 세부적인 사시도로서, 일 실시예에 따른 축 부재(340)와 드럼 허브(350a) 사이의 연결을 도시한 것이다. 본 실시예에 따르면, 축 부재(340)는 각각 앵글 브래킷(angle bracket)과 스크류로 구성되는 앵글 브래킷 조립체들(355a, 355b)을 이용하여 대략 180° 이격된 두 지점에서 드럼 허브(350a)에 연결된다. 앵글 브래킷 조립체들(355a, 355b)은 후술하는 바와 같이 로딩 또는 언로딩 도중에 수동 또는 자동 회전 수단에 의해 가해지는 토크에 저항하여 회전 운동을 일으키는 기능을 한다. 앵글 브래킷 조립체들(355a, 355b)에 대해 도시하고 설명하였지만, 축 부재(340)는 당업자들에게 명백한 동일한 목적을 만족하는 임의의 방법에 따라 드럼 허브들(350a, 350b)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 축 부재(340)는 선택적으로 또는 추가적으로 글루(glue), 칼라(collar), 클램프(clamp) 등을 이용하여 드럼 허브들(350a, 350b)에 고정될 수 있다.
축 부재(340)는 다양한 폭의 컨베이어 벨트를 수용하기 위해 다양한 길이를 가질 수 있다. 일반적으로, 축 부재(340)의 길이는 컨베이어 벨트 폭이 커질수록 증가하고, 컨베이어 벨트 폭이 작아질수록 감소한다. 유사하게, 드럼 허브들(350a, 350b) 사이의 거리는 컨베이어 벨트 폭이 커질수록 증가하고, 컨베이어 벨트 폭이 작아질수록 감소한다.
도 4a 및 4b는 각각 상자 포장 시스템에 이용되는 허브 조립체의 드럼 허브(400)의 사시도 및 측면도이다. 드럼 허브(400)는 일정한 반경(ri)의 허브 구멍(410)을 구비한다. 반경(ri)은 도 2의 축 부재(240)와 같은, 축 부재가 허브 구멍(410) 속으로 슬라이드되어 삽입될 수 있도록 하기 위하여 전체 허브 조립체에서의 축 부재의 반경 이상이다. 드럼 허브(400)의 외부 최소 반경(ro1)에 대한 중심에 위치하는 것으로 도시하였지만, 허브 구멍(410)은 임의의 특정한 중심 반경을 가질 필요는 없으며, 대신 드럼 허브(400) 상에 편심하여 위치할 수도 있다. 허브 구멍(410)의 위치는 축 부재의 드럼 허브 상에 감기는 컨베이어 벨트가 상자 포장 시스템 안에서 중심이 정렬될 수 있도록 선택될 수 있다.
원통형의 형상으로 도시되었지만, 허브 구멍(410)은 축 부재를 수용하기 위한 임의의 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 허브 구멍(410)은 정사각형 튜브로 이루어진 축 부재를 수용하기 위해 정사각형으로 형성될 수도 있다. 본 실시예에 따르면, 정사각형의 모든 네 모서리에서 작용되는 토크에 대한 저항력이 증가하므로, 컨베이어 벨트, 특히 큰 컨베이어 벨트를 로딩 또는 언로딩하기 위한 큰 견인력이 제공될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 선택적으로 축 부재와 드럼 허브(400) 사이가 고정 연결될 수 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 드럼 허브(400)는 최소 반경(ro1)과 최대 반경(ro2) 사이에서 길이가 증가하는 외부 반경들을 가진다. 최대 반경(ro2)에 도달한 후, 드럼 허브(400)의 외부 반경은 최소 반경(ro1)으로 되돌아가 드럼 허브(400)에 단차(s)를 형성한다. 도시된 실시예에 따르면, 드럼 허브(400)의 전체 360°회전에서 최초 180°회전 동안은 일정한 최소 반경(ro1) 치수로 시작하였다가 최대 반경(ro2)의 치수까지 점진적으로 증가하고, 360° 회전이 완료되면 최소 반경(ro1) 치수로 떨어진다.
최소 반경(ro1)과 최대 반경(ro2) 사이의 증가는 점진이거나, 일정하거나, 떨리거나(staggered), 가변적일 수 있지만, 부드럽게 변환되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 최초 180°회전 동안에는 일정한 최소 반경(ro1)인 것으로 도시하고 설명하였지만, 드럼 허브(400)의 외부 반경은 전체 360°회전에 걸쳐 최소 반경(ro1)에서 최대 반경(ro2)으로 증가할 수도 있다. 본 실시예에 따르면, 드럼 허브(400)가 도 4b에 도시된 것보다 더 나선형으로 형성될 것이다.
도 4a 및 4b의 드럼 허브의 단면도인 도 4c에 도시된 바와 같이, 드럼 허브(400)는 일정한 폭(W)을 가진다. 다른 실시예에 따르면 드럼 허브는 다중의 폭을 가지면서도 일정한 폭(W)을 가진 드럼 허브(400)와 여전히 동일한 기능을 수행할 수도 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 드럼 허브(400)는 상술한 바와 같이, 외부 최소 반경(ro1)에 대한 중심에 위치할 수도 있고, 편심하여 위치할 수도 있는 축(ar)에 대해 회전 운동하도록 형성된다.
드럼 허브(400)는 다양한 두께의 컨베이어 벨트를 수용하기 위해 다양한 크기로 생성된다. 예를 들어, 가장 전통적인 컨베이어 벨트에 대해서, 드럼 허브(400)의 최소 반경(ro1)과 최대 반경(ro2) 사이의 단차(S)는 벨트의 두께가 커질수록 증가하거나, 벨트의 두께가 작아질수록 감소한다. 자동 적층형 스파이럴 벨트에 대해서, 이하 설명하고 도시하는 바와 같이 단차(S)는 벨트의 측면판의 높이와 대략 동일하다. 다른 실시예에 따르면, 벨트가 단차(S)에 부착되면 최소 반경(ro1)과 최대 반경(ro2) 사이의 틈을 채워 실질적으로 매끈한 면이 형성된다. 다른 실시예에 따르면, 최소 반경(ro1)은 최대 반경(ro2)과 동일하여 단차(S)가 전체적으로 제거된다.
드럼 허브(400)의 외부 둘레는 곡률 반경이 다른 벨트를 수용하기 위해 증가또는 감소할 수 있다. 예를 들어, 작은 곡률 반경을 가진 벨트는 드럼 허브(400)의 외부 둘레가 작아도 좋지만, 큰 곡률 반경을 가진 벨트는 더 큰 외부 둘레의 드럼 허브(400)를 필요로 할 수 있다. 바람직하게는, 드럼 허브(400)의 외부 둘레는 감겨진 벨트의 연결부가 이격되는 것을 방지할 수 있을 정도로 충분히 크다. 예를 들어, 감겨진 자동 적층형 스파이럴 벨트에 대해서는, 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이 측면판들 사이의 틈이 바람직하게는 측면판 그 자체의 폭보다 좁다. 본 실시예에 따르면, 측면판의 높이의 증가에 따라 틈의 폭이 증가하기 때문에, 더 큰 곡률 반경 및 그에 따른 더 큰 외부 둘레의 드럼 허브(400)가 가용 폭으로 틈의 크기를 감소시키기 위해 필요할 수도 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 상자 포장 시스템에 이용되는 단부 팔레트(500)의 내부도이다. 단부 팔레트(500)는 당업자에게 알려진 종래의 선적 팔레트와 유사하지만, 임의의 형상의 팔레트일 수 있다. 단부 팔레트(500)는 일반적으로 나무로 만들어지고, 예를 들어 다양한 크기의 열처리된 목재로 만들어질 수 있다. 하지만, 단부 팔레트(500)는 예를 들어 금속 및/또는 플라스틱과 같은 임의의 다른 적합한 재료로 만들어질 수 있다. 바람직하게는, 단부 팔레트(500)는 내수 및 국제 수송품에 대해 허가된 것이다.
단부 팔레트(500)는 상자 포장 시스템이 전체적으로 조립되었을 때 그 내부에 위치하는 내부 판자들(510a ~ e)을 구비한다. 대략 동일하게 이격된 것으로 도시되었지만, 내부 판자들(510a ~ e)을 동일하게 이격시키는 것이 단부 팔레트(500)의 기능을 수행하는데 꼭 필요한 것은 아니라는 것이 당업자에게 이해될 것이다. 하지만, 내부 판자들(510a ~ e) 중 하나는 팔레트 구멍(520)을 형성하기 위해 중앙에 위치하는 것이 바람직하다. 도시된 실시예에 따르면, 팔레트 구멍(520)는 내부 판자(510c)에 절단, 드릴링, 또는 다른 방법에 의해 형성되어, 단부 팔레트(500)의 폭방향 및 길이방향 모두에 대해 중앙에 위치한다.
도 5b는 단부 팔레트(500)의 측면도로서, 예를 들어, 그 자체로 서로 평행하게 형성된 내부 판자들(510a ~ e)과 외부 판자들(515a ~ e)이 측방에서 볼 때 평행하다는 것이 도시되어 있다. 외부 판자들(515a ~ e)은 상자 포장 시스템에 전체적으로 조립되었을 때 그 외부에 위치한다. 대략 동일하게 이격된 것으로 도시되었지만, 외부 판자들(515a ~ e) 또한 동일하게 이격시키는 것이 단부 팔레트(500)의 기능을 수행하는데 꼭 필요한 것은 아니라는 것이 당업자에게 이해될 것이다. 하지만, 외부 판자들(515a ~ e)은 내부 판자(510c)의 팔레트 구멍(520)으로의 진입로를 제공할 수 있도록 단부 팔레트(500)에 위치하는 것이 바람직하다.
내부 판자들(510a ~ e)과 외부 판자들(515a ~ e) 각각은 대략 동일한 길이로 형성된다. 또한, 그 사이의 이격 거리를 포함한 내부 판자들(510a ~ e)의 결합된폭(combined width)은 그 이격 거리를 포함한 외부 판자들(514a ~ e)의 결합된 폭과 실질적으로 동일하다. 단부 팔레트(500)의 임의의 측면에 돌출된 부분이 조금 존재 또는 존재하지 않도록, 내부 판자들(510a ~ e)과 외부 판자들(515a ~ e)은 교차 판자들(530a ~ e)의 폭에 걸쳐 수직하게 부착된다. 다시 말해서, 각각의 교차 판자들(530a ~ e)의 길이는 바람직하게는 상술한 결합된 폭 중 하나보다 작거나 같다.
내부 판자들(510a ~ e), 외부 판자들(515a ~ e) 및 교차 판자들(530a ~ e)이 특정한 수인 것으로 도시 및 설명되었지만, 어떠한 위치에 사용된 판자들이라도 그 수는 변화될 수 있다. 또한, 그 길이가 실질적으로 동일하여 도 5a에 도시된 각도에서 볼 때 정사각형 형상으로 도시되어 있지만, 내부 판자들(510a ~ e) 및 외부 판자들(515a ~ e)은 선택적으로 교차 판자들(530a ~ e)의 길이보다 작거나 큰 길이를 가져서, 대신에 도 5a에 도시된 각도에서 볼 때 사각형 형상일 수도 있다.
도 5c는 교차 판자들(530a ~ e)이 평행하게 보여진 단부 팔레트(500)의 다른 측면도이다. 교차 판자들(530a ~ e)은 상술한 바와 같이, 내부 판자들(510a ~ e) 및 외부 판자들(515a ~ e)의 사이에서 그에 수직하게 위치한다. 교차 판자들(530a ~ e)은 그 사이 공간에 지게차 또는 다른 리프팅 기계 또는 장치의 타인을 수용할 수 있도록 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 교차 판자들(530a ~ e)은 상술한 바와 같이, 단부 팔레트(500)의 임의의 측면에 돌출된 부분이 조금 존재 또는 존재하지 않도록 하는 길이를 가진다.
설명된 바와 같이, 단부 팔레트(500)는 본 발명에 따른 상자 포장 시스템에서 상부 팔레트와 하부 팔레트 모두로 이용되어 상자 포장 시스템의 아래 위 위치가 무관하도록 할 수 있다. 다르게는, 단부 팔레트(500)는 지게차가 용이하게 취급할 수 있도록 하기 위해 단지 하부 팔레트로 이용될 수도 있다. 본 실시예에 따르면, 상부 팔레트는 외부 판자들(515a ~ e)을 채널 안에 수용하여, 상자가 견고하게 적층될 수 있도록 디자인될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 상자 포장 시스템(600)의 사시도이다. 본 실시예에 따르면, 상자 포장 시스템(600)은 벨트 롤(610)을 보관 및 이송하기 적합하도록 형성되어 있다. 따라서, 상자 포장 시스템(600)은 박스 트레일러에 용이하게 적치되고, 조립 위치에서 용이하게 기동 가능한 표준 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 상자 포장 시스템(600)은 8' 트레일러에 의해 이동되기 위해 4'×4'×4'의 큐브 형태일 수 있다.
벨트 롤(610)은 임의의 말려진 재료일 수 있으나, 바람직하게는 컨베이어 벨트이다. 벨트 롤(610)은 수요자를 위한 새로운 또는 교체 컨베이어 벨트일 수 있고 또는 제조자에게 반납되는 오래되고, 낡고, 손상되거나 결함이 있는 컨베이어 벨트일 수 있다. 또한, 벨트 롤(610)은 여기서 설명한 바와 같이 자동 적층형 스파이럴 컨베이어 벨트 또는 다른 유형의 컨베이어 벨트일 수 있다. 상술한 바와 같이, 축 부재에 부착된 드럼 허브에 둘러지는 컨베이어 벨트의 단일 연속 섹션이 벨트 롤(610)로 귄취될 수 있다.
본 형태에 따르면, 벨트 롤(610)은 축 부재가 단부 팔레트들(620a, 620b)에 수직하도록 그 측면이 배치된다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 상자 포장 시스템(600)의 폭은 그 다중 권취 층에 걸쳐서 벨트 롤(610)의 두께와 같거나 그보다 살짝 큰 것이 바람직하다. 벨트 롤(610)의 수직 위치는 상자 포장 시스템(600)을 이송하는 동안 회전 운동을 감소시키고, 벨트 롤(610)의 하중에 의해 허브 조립체에 가해지는 스트레스를 경감시킨다.
도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 상자 포장 시스템(600)은 선택적으로 그 측면과 상하부 팔레트(620a, 620b)의 둘레를 감는 끈(strapping)을 구비할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상자 포장 시스템(600)은 열악한 날씨나 환경 조건에서 그를 보호하기 위해 플라스틱 도는 다른 재료(미도시)로 씌워질 수 있다.
도 7은 (예를 들어, 상술한 측면 빔을 구비하는) 측면 상으로 엎어지거나 또는 회전된 상자 포장 시스템(600)의 사시도이다. 이러한 형태는 벨트 롤(610)을 로딩한 후에 이용되거나, 벨트 롤(610)을 언로딩하기 전에 이용된다. 단부 팔레트들(620a, 620b) 및 그와 인접한 드럼 허브 사이의 공간을 최소화하여, 상자 포장 시스템(600)이 엎어지거나 회전되었을 때 벨트 롤(610)이 그 속에서 실질적으로 이동하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
벨트 롤(600)은 드럼 허브 주위를 감은 상태를 유지하고, 축 부재는 단부 팔레트들(620a, 620b)에 대해 수직하게 유지된다. 축 부재가 가로로 위치하면, 벨트 롤(610)은 벨트 롤(610)을 용이하게 로딩 또는 언로딩할 수 있도록 벨트 롤(610)이 드럼 허브에서 회전 운동할 수 있게 해준다.
도 8은 그 측면으로 엎어지고, 벨트 롤(610)을 로딩 또는 언로딩하기 위해 그와 이웃한 측면이 제거된 상자 포장 시스템(600)의 다른 사시도이다. 엎어져 있는 측면과 이웃한 상자 포장 시스템(600)의 일 측면은 부분적으로 또는 전체적으로 제거된다. 언로딩 시간을 줄이기 위해 모든 다른 측면들은 온전하게 유지될 수 있다. 그 후, 벨트 롤(610)은 그 목적지에 이송되기 위해 상자 포장 시스템(600)의 제거된 부분을 통해 풀려진다. 선택적으로 또는 추가적으로, 엎어져 있는 측면의 반대쪽에 위치한 상자 포장 시스템(600)의 측면이 예를 들어, 상자 포장 시스템(600)의 위쪽에서 로딩 또는 언로딩을 가능하게 하기 위해 제거될 수 있다.
벨트 롤(610)은 상자 포장 시스템(600)으로부터 수동으로 풀려질 수도 있고, 모터나 다른 기계장치를 이용해 풀려질 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 벨트 롤(610)을 수동으로 드럼 허브에서 빼내 상자 포장 시스템(600)에서 배출하기 위한 크랭크 핸들이 축 부재(640)에 부착될 수 있다. 상기 크랭크 핸들은 상술한 바와 같이, 사용자가 벨트 롤(610)을 풀기 위한 더 큰 견인력을 제공하기 위해 축 부재(640)의 노치에 결합되도록 형성될 수 있다.
또한, 벨트 롤(610)은 목적지에 있는 기존 컨베이어 벨트를 이용해 풀려져 자가 방출(self-dispense)될 수도 있다. 예를 들어, 목적지의 수요자는 벨트 롤(610)의 말단부를 잡고 그것이 교체될 기존 컨베이어 벨트의 맨 끝 단부에 연결되기에 충분한 길이로 풀릴 때까지 드럼 허브로부터 벨트 롤(610)을 풀어낼 수 있다. 용접 스플라이스 조인트 또는 다른 수단을 이용해 벨트 롤(610)과 기존 벨트 사이의 연결이 이루어진 후, 기존 컨베이어 벨트 시스템을 동작시켜, 벨트 롤(610)을 풀어낼 수 있다.
벨트 롤(610)은 축 부재(640) 상의 드럼 허브로부터 회전에 의해 풀려진다. 축 부재(640)는 드럼 허브 너머로 돌출되어, 단부 팔레트들(620a, 620b)의 팔레트 구멍들을 통해 돌출된다. 축 부재(640)의 말단부는 단부 팔레트들(620a, 620b)의 내부 판자들과 외부 판자들 사이에 놓이는 것이 바람직하다. 따라서, 축 부재(640)는 축 부재(640) 및 상자 포장 시스템(600)이 움직이는 동안 외부 판자들 너머로 돌출되지 않고 다양한 팔레트 구멍 속에서 온전히 유지된다. 단부 팔레트들(620a, 620b) 각각에 형성된 팔레트 구멍들은 축 부재(640)에 대한 베어링 및 지지면의 작용을 하여, 벨트 롤(610)이 그 축에 대해 자유롭게 회전할 수 있게 해준다.
일 실시예에 따르면, 벨트 롤(610)이 부착되지 않는 기존의 벨트의 반대편 맨 끝 단부는 그 안에 벨트 롤(610)이 없는 비어 있는 상자 포장 시스템(미도시)의 드럼 허브에 위치하고 그에 부착되어, 기존 벨트가 동일한 기존의 벨트 시스템을 이용해 권취되어 자가-로드되도록 할 수도 있다. 다시 말해서, 기존에 컨베이어 벨트 시스템이 작동하면, 기존의 벨트는 포장 상자 시스템의 드럼 허브 상에 권취되는 한편, 벨트 롤(610)이 동시에 상자 포장 시스템(600)으로부터 풀려질 수 있는 것이다. 따라서, 목적지에 위치한 기존의 벨트의 포장 및 배출 시간이 감소하고, 그러한 기능을 수행한 추가적인 공급 요소가 필요하지 않게 된다.
첫 번째 벨트 롤(610)이 풀리고 나면, 다른 상자 포장 시스템(600)가 해당 위치로 이동하고, 그에 대응하는 벨트 롤(610)이 용접 스플라이스 조인트 또는 다른 수단을 이용해 먼저 풀려진 벨트의 맨 끝 단부에 부착된다. 기존 벨트의 원하는 부분이 교체될 때까지, 이러한 과정은 복수의 상자 포장 시스템에 대해 반복될 수 있다. 전체를 교체하는 경우, 구(久) 벨트는 제1 벨트 롤(610)이 용접된 곳에서 절단되고, 용접 스플라이스 조인트 또는 다른 수단이 제1 벨트 롤의 풀린 단부(loose end)를 마지막 벨트 롤의 풀린 단부에 연결한다. 바람직하게는, 각각의 벨트 롤은 하나의 벨트의 연속적인 섹션으로 이루어져, 목적지에서 벨트를 재결합하는데 필요한 용접 스플라이스 조인트의 수를 감소시킨다.
기존 벨트가 사용되지 않거나 비어 있는 상자 포장 시스템에 말려 회수되는 본 실시예에 따르면, 벨트는 상자 포장 시스템이 그 최대 로딩 용량에 도달한 후 벨트가 절단된다. 그 후, 최근에 언로링되는 등에 의해 사용되지 않거나 비어 있는 다른 상자 포장 시스템을 해당 장소에 위치시키고, 기존 컨베이어 시스템에 아직 부착되어 있는 기존 벨트의 풀린 단부를 다음 상자 포장 시스템의 드럼 허브 상에 위치시키고, 기존 컨베이어 벨트를 작동시켜 로딩을 재개할 수 있다. 이러한 과정은 구 벨트의 원하는 부분이 모두 하나 이상의 상자 포장 시스템에 완전히 로딩될 때까지 반복될 수 있다. 상자 포장 시스템은 제거, 재사용, 그 안에 적재된 구 벨트가 있거나 없는 채로 생산자에게 반납, 재활용 또는 파쇄 및 판매되기 위해 이송될 수 있다.
도 9는 도면 부호 960으로 지시되는 바와 같은 복수의 단부 판을 구비하는 자동 적층형 스파이럴 벨트가 그에 감겨진 드럼 허브(950)의 평면도이다. 드럼 허브(950)는, 드럼 허브(950)의 허브 구멍에 끼워진 축 부재(910)에 부착되어 있다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 축 부재(910) 상에는 자동 적층형 스파이럴 벨트의 폭과 대략 동일한 거리에 드럼 허브(950)와 평행하게 제2 드럼 허브(미도시)가 위치한다. 상기 제2 드럼 허브에는 제2의 복수의 단부판을 포함하는 자동 적측형 스파이럴 벨트의 맞은 편 말단 에지가 둘러져서, 도 6 또는 도 7에 도면 부호 610로 지시된 바와 같은 벨트 롤을 형성한다. 하지만, 도 9에서는, 자동 적층형 스파이럴 벨트의 하나의 말단 에지가 둘러진 하나의 드럼 허브(950)만이 도시되고 설명될 것이다.
본 실시예에 따르면, 단차의 길이와 대략 동일한 두께는 가지는 제1 단부 판(970)이 드럼 허브(950)에 부착되고, 드럼 허브(950)의 최소 반경과 최대 반경 사이의 틈을 채운다. 그 후, 벨트는 상술한 바와 같이, 수동 또는 자동으로 드럼 허브(950) 상에 로딩된다. 따라서, 벨트의 두 번째 및 후속 층과, 측면 판(960)과 같은 그에 대응하는 측면판들은 벨트의 첫 번째 층 위로 올려져 로딩 및 언로딩 동안 매끄럽게 천이될 수 있다. 드럼 허브(950)의 단차를 통해 벨트의 첫번째 층을 하강시키거나 및/또는 벨트의 두번째 층을 상승시키는 일 없이도, 드럼 허브의 반경과 단부 판(970)의 두께 사이에 형성되는 공간으로 인해 벨트 롤에 실질적인 "요철(bump)"이 형성된다. 따라서, 드럼 허브(950)의 단차는 벨트의 후속 층들 사이가 매끄럽게 천이되도록 하고, 벨트 그 차체 및 측면 판들이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 9에 도시된 자동 적층형 스파이럴 컨베이어 벨트에서, 복수의 측면 판들 각각은 측면 판(960) 상의 에지(965)와 같은 에지들은 구비한다. 이러한 에지들은 벨트의 이전 층의 측면 판들에 결합되는 노치를 포함한다. 예를 들어, 벨트의 두 번째 층에 있는 측면 판(960)의 에지(965)는 벨트의 첫 번째 층에 있는 측면판(970)에 결합되는 노치를 구비할 수 있다. 따라서, 복수의 측면판들은 감겨졌을 때 서로 결합(interconnect)되어 로딩 및 언도링 동안에 서로 어긋나는 것을 방지한다. 또한, 측면 판들의 결속은 마주하는 드럼 허브들 사이에서 벨트의 위치를 고정하고, 상자 포장 시스템에서의 벨트의 움직임을 최소화하여, 벨트의 손상을 방지한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컨베이어 벨트를 보관, 이송 및 불출하기 위한 조립된 상자 포장 시스템(1000)의 사시도이다. 본 실시예에 따르면, 축 부재(1040)을 결합하기 위해 상부 팔레트(1005a) 및 하부 팔레트(1005b)의 판자들 사이에 채널 형태로 팔레트 구멍이 형성된다. 도시된 바와 같이, 하부 팔레트(1005b)는, 축 부재(1040)이 내부 판자들(1010a ~ f) 너머로 수직하게 연장되어 교차 판자들(1030b, 1030c)에 결합될 수 있도록 배치되는 내부 판자들(1010a ~ f), 외부 판자들(1015a ~ d) 및 교차 판자들(1030a ~ d)을 구비한다. 바람직하게는, 축 부재(1040)는 외부 판자들(1015a ~ d) 너머로 연장되지 않아서, 매끈한 외부 면이 하부 팔레트(1005b)에 형성된다. 상부 팔레트(1005a)는 하부 팔레트(1005b)와 유사하게 형성되거나, 또는 후술하는 바와 같이 다른 형상으로 형성될 수도 있다.
팔레트 구멍은 내부 판자들(1010c, 1010d) 사이에 겹쳐진 채널 형태로 형성되어, 축 부재(1040)를 고정할 수 있다. 축 부재(1040)의 직경은 내부 판자들(1010c, 1010d) 사이의 공간과 교차 판자들(1030b, 1030c)보다 약간 작은 것이 바람직하다. 따라서, 축 부재(1040)는 내부 판자들(1010c, 1010d)과 교차 판자들(1030b, 1030c) 사이에서 크게 움직이지 않고 팔레트 구멍 속에서 자유롭게 회전할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 윤활제 또는 다른 국소적 요법이 축 부재(1040)의 표면 및/또는 팔레트 구멍의 내부 면에 가해져, 축 부재(1040)의 자유 회전 운동을 촉진할 수도 있다.
이전의 실시예에 대해 도시하고 설명한 바와 같이, 상자 포장 시스템(1000)은 모서리 지지체들(1060a ~ d) 및 측면 빔들(1065a, 1065c, 1065d)(도시되지 않았지만 네 개의 측면 빔이 존재할 수 있다)을 구비한다. 또한, 축 부재(1040)는 상부 팔레트(1005a) 및 하부 팔레트(1005b) 사이에서 드럼 허브들(1050a, 1050b)와 결합된다. 컨베이어 벨트(미도시)는 드럼 허브들(1050a, 1050b)에 감겨진다. 드럼 허브들(1050a, 1050b)은 상술한 바와 같이 벨트의 첫 번째 층이 둘러질 수 있는 단차를 구비하여 벨트의 후속 층들이 매끄럽게 천이될 수 있도록 할 수 있다.
도 11a는 예를 들어 도 10에서 설명된 것과 같은 상자 포장 시스템에 이용되는 본 발명의 일 실시예에 따른 단부 팔레트(110)의 내부도이다. 당업자에게 이해될 수 있는 바와 같이, 단부 팔레트(1100)는 당업자에게 알려진 종래의 선적 팔레트와 유사하지만, 임의의 형상의 팔레트일 수 있다. 단부 팔레트(110)는 일반적으로 나무로 만들어지고, 예를 들어 다양한 크기의 열처리된 목재로 만들어질 수 있다. 하지만, 단부 팔레트(1100)는 예를 들어 금속 및/또는 플라스틱과 같은 임의의 다른 적합한 재료로 만들어질 수 있다. 바람직하게는, 단부 팔레트(1100)는 내수 및 국제 수송품에 대해 허가된 것이다.
단부 팔레트(1100)는 상자 포장 시스템이 전체적으로 조립되었을 때 그 내부에 위치하는 내부 판자들(1110a ~ f)을 구비한다. 대략 동일하게 이격된 것으로 도시되었지만, 내부 판자들(1110a ~ f)을 동일하게 이격시키는 것이 단부 팔레트(1100)의 기능을 수행하는데 필요한 것은 아니라는 것이 당업자에게 이해될 것이다. 하지만, 어떠한 내부 판자들(1110a ~ f)도 중앙에 위치하지 않도록 하여, 내부 판자(1110c)와 내부 판자(1110d) 사이에 채널을 형성하는 것이 바람직하다. 도 10에 대해 설명한 바와 같이, 내부 판자(1110c)와 내부 판자(1110d) 사이에 형성되는 채널은 축 부재의 직경보다 약간 큰 폭을 가진다.
도 11b는 단부 팔레트(1100)의 측면도로서, 예를 들어, 그 자체로 서로 평행하게 형성된 내부 판자들(1110a ~ f)과 외부 판자들(1115a ~ d)이 측방에서 볼 때 평행하다는 것이 도시되어 있다. 외부 판자들(1115a ~ d)은 상자 포장 시스템에 전체적으로 조립되었을 때 그 외부에 위치한다. 대략 동일하게 이격된 것으로 도시되었지만, 외부 판자들(1115a ~ d) 또한 동일하게 이격시키는 것이 단부 팔레트(1100)의 기능을 수행하는데 꼭 필요한 것은 아니라는 것이 당업자에게 이해될 것이다.
내부 판자들(1110a ~ f)과 외부 판자들(1115a ~ d) 각각은 대략 동일한 길이로 형성된다. 또한, 그 사이의 이격 거리를 포함한 내부 판자들(1110a ~ f)의 결합된 폭은 그 이격 거리를 포함한 외부 판자들(1115a ~ d)의 결합된 폭과 실질적으로 동일하다. 단부 팔레트(1100)의 임의의 측면에 돌출된 부분이 조금 존재 또는 존재하지 않도록, 내부 판자들(1110a ~ f)과 외부 판자들(1115a ~ d)은 교차 판자들(1130a ~ d)의 폭에 걸쳐 수직하게 부착된다. 다시 말해서, 각각의 교차 판자들(1130a ~ d)의 길이는 바람직하게는 상술한 결합된 폭 중 하나보다 작거나 같다.
또한, 교차 판자들(1130b, 1130c)는 그 사이에 축 부재의 직경보다 약간 큰 폭의 채널이 형성되도록 이격되는 것이 바람직하다. 따라서, 축 부재는 내부 판자들(1110c, 1110d) 사이의 채널과 교차 판자들(1130b, 1130c) 사이의 채널이 오버랩되어 형성된 팔레트 구멍(1120)에 삽입될 수도 있다. 즉, 팔레트 구멍(1120)에 삽입된 축 부재는 내부 판자들(1110c, 1110d)과 교차 판자들(1130b, 1130c)에 의해 둘러싸여진다.
내부 판자들(1110a ~ f), 외부 판자들(1115a ~ d) 및 교차 판자들(1130a ~ d)이 특정한 수인 것으로 도시 및 설명되었지만, 어떠한 위치에 사용된 판자들이라도 그 수는 변화될 수 있다. 또한, 그 길이가 실질적으로 동일하여 도 11a에 도시된 각도에서 볼 때 정사각형 형상으로 도시되어 있지만, 내부 판자들(1110a ~ f) 및 외부 판자들(1115a ~ d)은 선택적으로 교차 판자들(1130a ~ d)의 길이보다 작거나 큰 길이를 가져서, 대신에 도 11a에 도시된 각도에서 볼 때 직사각형 형상일 수도 있다.
도 11c는 교차 판자들(1130a ~ d)이 평행으로 보여진 단부 팔레트(1100)의 다른 측면도이다. 교차 판자들(1130a ~ d)은 상술한 바와 같이, 내부 판자들(1110a ~ f) 및 외부 판자들(1115a ~ d)의 사이에서 그에 수직하게 위치한다. 교차 판자들(1130a ~ d)은 그 사이 공간에 지게차 또는 다른 리프팅 기계 또는 장치의 타인 및/또는 축 부재를 수용할 수 있도록 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 교차 판자들(1130a ~ d)은 상술한 바와 같이, 단부 팔레트(1100)의 임의의 측면에 돌출된 부분이 조금 존재 또는 존재하지 않도록 하는 길이를 가진다.
설명된 바와 같이, 단부 팔레트(1100)는 본 발명에 따른 상자 포장 시스템에서 상부 팔레트와 하부 팔레트 모두로 이용되어 상자 포장 시스템의 아래 위 위치가 무관하도록 할 수 있다. 다르게는, 단부 팔레트(1100)는 지게차가 용이하게 취급할 수 있도록 하기 위해 단지 하부 팔레트로 이용될 수도 있다. 본 실시예에 따르면, 상부 팔레트는 외부 판자들(1115a ~ d)을 채널 속에 수용하여, 상자가 견고하게 적층될 수 있도록 디자인될 수도 있다.
한정이 아닌 어느 면으로나 묘사를 의도로 한 특정 예시들을 통해 본 발명이 설명되었다. 당업자는 본 발명을 실시하기 위해 많은 다른 재료 및 구성 요소의 조합이 적합할 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
여기에 설명된 본 발명의 세부 설명 및 실시예를 통해 당업자가 다른 실시예를 도출할 수 있다는 것은 명백할 것이다. 설명된 실시예의 다양한 측면 및/또는 구성요소는 개별적으로 또는 조합하여 이용될 수도 있다. 명세서와 예시들은 예시적으로 고려될 것을 의도한 것으로, 본 발명의 진정한 범위 및 사상은 이하의 청구범위에 의해 지시된다.

Claims (30)

  1. 제1팔레트 및 제2 팔레트를 구비하는 하우징;
    서로 이격되어 평행하게 배치되고, 상기 제1 팔레트 및 제2 팔레트 사이에 배치되는 제1 드럼 허브 및 제2 드럼 허브;
    제1 팔레트 및 제2 팔레트를 서로 연결시키는 축 부재를 포함하고,
    상기 제1 팔레트와 제2 팔레트는 각각 팔레트 구멍, 복수의 판자 및 인접한 판자들 사이에 형성되는 하나 이상의 채널을 포함하고,
    상기 제1 팔레트의 팔레트 구멍은 상기 제2 팔레트의 팔레트 구멍과 평행하게 형성되며,
    상기 제1 드럼 허브 및 상기 제2 드럼 허브는 각각 허브 구멍을 구비하고.
    상기 축 부재는 상기 제1 드럼 허브와 상기 제2 드럼 허브의 허브 구멍들과, 상기 제1 팔레트와 상기 제2 팔레트의 팔레트 구멍들에 결합되어, 제1 팔레트와 제2 팔레트를 서로 연결시키고,
    상기 제1 드럼 허브는 제1 외부 둘레를 구비하고, 상기 제2 드럼 허브는 제2 외부 둘레를 구비하며,
    상기 제1 드럼 허브는 상기 제1 외부 둘레를 따라 컨베이어 벨트가 말려 수용 및 지지되도록 형성되고, 상기 제2 드럼 허브는 상기 제2 외부 둘레를 따라 상기 컨베이어 벨트가 말려 수용 및 지지되도록 형성되어,
    상기 컨베이어 벨트가 상기 제1 드럼 허브 및 상기 제2 드럼 허브 상에 감겨지고,
    상기 컨베이어 벨트의 폭은 상기 제1 드럼 허브 및 상기 제2 드럼 허브의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 드럼 허브와 상기 제2 드럼 허브는 최소 반경(ro1) 및 최대 반경(ro2)에 해당하는 적어도 두 개의 외측 반경 치수를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 드럼 허브와 상기 제2 드럼 허브의 적어도 두 개의 외측 반경 치수들은 최소 반경(ro1)에서부터 최대 반경(ro2)까지 점진적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 드럼 허브와 상기 제2 드럼 허브는 외측 반경 치수가 불연속적으로 변화하는 단차를 구비하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단차의 길이는 최대 반경(ro2)에서 최소 반경(ro1)을 뺀 값과 동일한 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은, 말단부가 상기 제1 팔레트와 상기 제2 팔레트의 하나 이상의 대응하는 모서리에 부착되는 복수의 모서리 지지체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하우징은 하나의 모서리 지지체의 상단부와 이웃한 모서리 지지체의 하단부에 대각선으로 부착되는 하나 이상의 가로방향의 교차 빔들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    하나 이상의 가로방향의 교차 빔들은 제거 가능한 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    하나 이상의 모서리 지지체는 그 내측면에 결합되는 하나 이상의 내측 지지빔을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 하우징은 두 개의 이웃한 모서리 지지체와 상기 제1 팔레트 및 상기 제2 팔레트에 부착되는 하나 이상의 측면 판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 제1 팔레트 및 상기 제2 팔레트의 하나 이상의 대응하는 모서리에 부착되는 하나 이상의 측면 판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 축 부재는 원통형 형상인 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 채널 중 적어도 하나는 지게차의 포크의 타인(tine)이 삽입되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 축 부재는 상기 제1 팔레트 및 상기 제2 팔레트의 팔레트 구멍들 너머로 연장되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 팔레트 및 상기 제2 팔레트 각각의 외측면은 평평한 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 팔레트 및 상기 제2 팔레트는 종래의 선적 팔레트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  18. 삭제
  19. 제1항에 있어서,
    상기 컨베이어 벨트는 자동 적층형 스파이럴 컨베이어 벨트인 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    자동 적층형 스파이럴 컨베이어 벨트의 두 개 이상의 인접한 층들은 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 컨베이어 벨트는 연속적인 단일의 섹션으로 이루어진 컨베이어 벨트인 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 축 부재는 노치, 구멍, 키, 핀 및 훅 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  23. 제1항에 있어서,
    복수의 판자들은 적어도 두 개의 층을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 팔레트 구멍은 상기 복수의 판자 중 적어도 하나에 형성된 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 팔레트 구멍은, 인접한 판자들 사이에 형성되는 채널 중 적어도 하나에 형성된 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  26. 제1항에 있어서,
    상기 축 부재는 자유 회전 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 제1 드럼 허브와 상기 제2 드럼 허브는 상기 축 부재에 고정되고,
    상기 제1 드럼 허브와 상기 제2 드럼 허브는 상기 축 부재와 함께 자유 회전하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  28. 제22항에 있어서,
    상기 노치, 구멍, 키, 핀 및 훅 중 적어도 하나에 부착되는 핸들을 더 포함하고,
    상기 핸들은 상기 축 부재를 회전시키도록 형성된 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  29. 제1항에 있어서,
    상기 제1 팔레트와 상기 제2 팔레트 사이에 컨베이어 벨트를 로딩 또는 언로딩하기 위해 상기 컨베이어 벨트의 폭보다 큰 폭을 가지는 구멍이 형성되고,
    상기 구멍은 상기 하우징의 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
  30. 제4항에 있어서,
    상기 단차의 길이는 컨베이어 벨트의 단부 판 및 측면 판 중 적어도 하나의 두께와 동일하고,
    상기 컨베이어 벨트의 단부 판 및 측면 판은 상기 컨베이어 벨트의 측면에 위치하는 판인 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상자 포장 시스템.
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