KR102298764B1 - 코안다 안정화 디바이스를 구비한 경로전환 장치 - Google Patents

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Abstract

이송 장치(10) 상에서 운반되는 용기, 번들, 패키지와 같은 물체들(18)을 경로전환하기 위한 장치로서, 이 장치는 물체들(18)이 단일의 열로 이송되는 제 1 이송 디바이스(12)와, 제 1 이송 디바이스(12)의 측면에 배치되는 제 2 이송 디바이스(16)와, 이송 장치의 일 측면에 제공되고 그것을 통해 경로전환 대상인 물체(18)가 제 1 이송 디바이스(12)로부터 제 2 이송 디바이스(16) 상으로 경로전환되는 경로전환 디바이스(14)를 포함한다. 이 장치는 경로전환 디바이스의 반대편에 위치된 이송 장치의 측면에 제공되는 레일(20) 및 에어 제트(24)를 발생시키기 위한 디바이스를 더 포함하며, 여기서 에어 제트를 발생시키기 위한 디바이스는, 발생되는 에어 제트(24)가 레일(20)에 평행하게 흐르도록 구성된다.

Description

코안다 안정화 디바이스를 구비한 경로전환 장치
본 출원은 이송 장치 상에서 운반되는 용기, 케이스, 패키지와 같은 물체를 경로전환하기 위한 장치에 관한 것이다.
이러한 경로전환 장치는 예를 들어, 결함이 있는 음료 병이나 또는 다른 비어 있거나 이미 채워진 식품 용기를 분리해 내거나 패키징하기 위해서 사용된다. 이송 디바이스는 컨베이어 벨트, 링크 체인 컨베이어 등이며, 여기서 2개 이상의 이러한 컨베이어가 적어도 일부 구획에서 이웃하여 서로 평행하게 운행되며, 경로전환 장치는 결함이 있는 병 또는 용기를 제 1 컨베이어로부터 인접 컨베이어들 중 하나의 컨베이어로 이동시키는 것이다.
물체들이 그들의 이송 방향에 대한 횡 방향에서 상이한 강도의 경로전환 임펄스를 수신함으로써 이웃하여 서로 평행하게 운행되는 여러 개의 제 2 이송 장치들 중의 하나에 도달하게 되도록 물체들이 경로전환되는 세기를 제어하는 것이 WO 00/68120(EP 1 175 361 B1)에 공지되어 있다.
마찬가지로, 물체들이 그들의 이송 방향에 대한 횡 방향에서 상이한 강도의 경로전환 임펄스를 수신함으로써 서로 이웃하여 운행되는 수 개의 이송 장치들 중의 제 2 이송 장치에 도달하게 되도록 물체들이 경로전환되는 세기를 제어하는 것이 DE 10 2009 003 847 A1로부터 공지되어 있다. 각 경우에 있어서 이송 디바이스들은 서로 평행하게 연장된다. 임펄스의 강도는 물체들의 무게 또는 무게 중심에 따라 정해지며, 선형 드라이브를 통해 물체들로 전달된다.
DE-C2-36 23 327로부터, 결함이 있는 패키징 유닛들을 분리해 내기 위한 장치가 공지되어 있으며, 여기서는 푸셔(pusher)가 패키징 유닛들을 컨베이어 벨트로부터 밀어내는 각도가 자동으로 제어된다. 이 각도는 컨베이어 벨트의 이송 속도 및 필요한 푸싱 속도의 수직 벡터에 따라 설정된다.
EP 0 019 117 A1로부터, 물체들이 복수의 경로전환 세그먼트들에 의해 제 1 이송 경로로부터 평행하게 운행되는 제 2 이송 경로 상으로 편향되는 것이 공지되어 있다. 경로전환 세그먼트들 각각이 연속적인 편향면(deflecting surface)을 형성한다. 경로전환 디바이스를 떠난 이후에는, 물체들이 관성으로 인해서 제 2 이송 경로로 이동한다. 높은 이송 속도를 위해서는, 편향면이 반드시 연속적일 필요는 없다. 이 경우, 경로전환 세그먼트들 중 일부만이 경사면(ramp)을 형성하면 충분하다. 이송되는 물체들은 관성으로 인해서 안내 없이도 인접한 이송 경로들로 더 이동한다.
특히, 경로전환 대상인 물체들이 상대적으로 가벼운 것일 경우, 당해 기술 분야에서 공지된 경로전환 장치에서는 그 경로전환 동안에 물체들이 넘어지는 것이 발생할 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 경로전환 프로세스를 더욱 개선하고, 경로전환 대상인 물체들이 넘어질 위험을 더욱 감소시키는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1의 특징에 의해서 처음 명명되는 유형의 장치에서 달성된다. 이송 장치 상에서 운반되는 물체들을 경로전환하기 위한 장치는 물체들이 단일의 열(row)로 이송되는 제 1 이송 디바이스와, 제 1 이송 디바이스의 옆에 배치되는 제 2 이송 디바이스와, 경로전환 대상인 물체들을 제 1 이송 디바이스로부터 제 2 이송 디바이스 상으로 이동시키는 경로전환 디바이스를 포함한다. 경로전환 디바이스는 이송 장치의 일 측면 상에 제공된다. 경로전환 대상인 물체들을 안내하기 위해, 경로전환 디바이스의 반대편에 위치되는 이송 장치의 측면에 레일이 제공된다. 경로전환 디바이스는 또한 레일에 평행하게 흐르는 적어도 하나의 플로우 성분을 갖는 에어 제트를 발생시키는 장치를 포함한다.
본 발명에서는, 일반적으로 "에어 제트(air jet)"가 참조된다. 당연히, 이러한 에어 제트는 다른 기체 매개체에 의해서 발생될 수도 있다. 예를 들어, 이송 대상인 물체들이 이것을 필요로 하는 경우 불활성 기체 또는 보호성 기체가 사용될 수 있다. 따라서 "에어 제트"라는 용어가 기체 매개체로서 "에어"로 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
본 발명의 의미 내에서 물체들은 유리 병, 플라스틱 병, 용기, 캔, 케이스 또는 다른 패키지와 같은 용기일 수 있다. 본 발명은 경량이기 때문에 이송 중에 매우 쉽게 넘어질 수 있는, 빈 플라스틱 용기 또는 빈 캔과 같은 경량 용기를 경로전환하는데 특히 적합하다.
본 발명에서, 경로전환 대상인 물체들을 안내하기 위한 레일이, 경로전환 디바이스의 반대편에 위치된 측면 상에서 제 1 및 제 2 이송 디바이스를 따라 제공된다. 처음에, 이 레일은 제 1 이송 디바이스를 따라 평행하게 연장된다. 경로전환 디바이스의 영역에서, 레일은 곡선형으로 설계되며 경로전환 대상인 병들의 이송 경로를 따른다. 경로전환 장치의 단부에서, 레일은 제 2 이송 디바이스의 측면으로 이어진다. 레일은 경로전환된 병들을 안내하여 안정화시키는 역할을 한다.
또한, 본 발명에 따라 레일에 평행하게 흐르는 에어 제트를 발생시키기 위한 디바이스가 제공된다. 이 에어 제트는 바람직하게는 레일에 의해 정해지는 평면을 따라 흐르는 국소적으로 제한된 에어 플로우(air flow)를 나타낸다.
한편, 이 에어 플로우가 에어 쿠션을 형성하여 경로전환 대상인 물체들과 레일 사이의 심한 충돌을 완화하는 역할을 한다. 한편, 이 에어 플로우는 경로전환 대상인 물체들을 레일 방향으로 당기는 힘을 가한다. 이 당기는 힘은 코안다 효과(Coanda effect)에 의해 생성된다. 코안다 효과는 국소적으로 제한된 에어 플로우들이 표면들을 지나 안내될 때 발생한다.
따라서 한편으로는, 코안다 효과로 인해서 경로전환 대상인 물체들이 레일에 대해 가압되며, 다른 한편으로는, 에어 스트림에 의해서 물체들이 레일과 어떠한 충돌도 겪지 않게 되는 것이 보장된다. 따라서 전반적으로, 물체들이 경로전환 프로세스 이후에 제 2 이송 디바이스의 가이드 레일을 따라 안전하게 안내된다.
코안다 효과에 의해 생성되는 경로전환 대상인 물체들을 잡아당기는 힘은 비교적 작기 때문에, 본 발명은 특히 빈 병 또는 빈 캔과 같은 비교적 가벼운 물체들을 안정화시키는데 적합하다.
코안다 효과는 표면을 따라 흐르는 국소적으로 제한된 플로우들의 경우에 발생한다. 이러한 이유로, 에어 플로우를 발생시키는 디바이스는 하나 이상의 노즐을 갖는 것이 유리하다. 이 노즐에 의해, 에어 제트가 원하는 방향으로 목표로 하는 방식으로 제 2 이송 장치의 레일을 따라 안내될 수 있다.
코안다 효과를 발생시키기 위해서는, 에어 제트가 레일과 평행하게 흘러야 한다. 일 실시예에서, 에어 제트는 레일에 평행하게 그리고 레일을 따라 이송 방향으로 흐를 수 있다. 에어 제트가 이 구성에서 레일의 코스(course)를 따라갈 때, 이 실시예에서는 유효 영역의 길이가 상대적으로 길다. 그러나 에어 제트가 뒤에서 나오기 때문에 경로전환 대상인 물체들이 추가로 가속될 수 있다는 점을 고려해야 한다. 몇몇 상황들에서는, 이는 경로전환 디바이스의 치수를 정하는데 고려되어야 한다. 이 효과는 또한 경로전환 디바이스에 의해 경로전환되는 병들의 감속을 보상하기 위해 유리하게 이용될 수 있다.
이러한 에어 제트는 유리하게는 중공 프로파일(hollow profile)을 갖는 레일을 사용함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 레일은 C 프로파일의 형태를 가질 수 있으며, 이 형태에서는 연속적인 개구 또는 슬릿이, 이송 영역을 향하는 레일의 측면에 제공된다. 에어 제트를 발생시키기 위한 디바이스의 출구가 레일의 중공 프로파일 내부에 배치될 수 있다. 그러면 에어 제트가 레일과 실질적으로 평행한 개구를 통해 그리고 레일의 코스를 따라 이송 방향으로 빠져나갈 수 있다.
또한, 이 실시예는 에어 플로우가, 경로전환 대상인 물체들에 의해 완전히 차폐될 수 없다는 이점을 갖는다. 각각의 경로전환 작업과는 독립적으로, 이 실시예에서는, 미리 결정된 길이의 에어 제트 영향 영역이 제공될 수 있다.
노즐의 위치 설정을 통해, 에어 제트가 발생되는 경로전환 장치를 따르는 위치로부터 그리고 코안다 효과가 발생하는 시점으로부터 이것이 결정될 수 있다. 이에 따라, 코안다 효과의 안정화 작용이 예를 들어 이송 방향에 있어서 경로전환 디바이스 이전에 이미 이용될 수 있다.
레일은 원칙적으로 임의의 원하는 적절한 단면을 가질 수 있다. 특히, 레일의 내측면, 즉 물체들 및 에어 제트가 안내되는 측면은 직선형, 곡선형, 볼록형 또는 오목형으로 설계될 수 있다.
에어 제트는 반드시 이송 방향과 평행하게 흐를 필요는 없다. 코안다 효과는 또한 에어 제트가 레일을 지나 평행하게 안내될 때, 예를 들어 위로부터 또는 아래로부터 각도를 이루고서 안내될 때에도 또한 작용한다. 아주 일반적으로, 에어 제트는 레일 평면에서 임의의 원하는 각도로 레일을 지나 안내될 수 있다.
이송 평면에 대한 에어 제트의 각도가 클수록, 에어 제트에 의해 커버되고 코안다 효과가 경로전환 대상인 물체들에 작용하는 레일 영역이 더 짧아진다. 그러나 동시에, 에어 제트로 인해 발생하는 병들의 직접적인 가속도도 또한 감소된다. 에어 제트가 레일 평면에서 레일을 통과하여 안내되는 각도는 경로전환 작업 및 사용 분야에 따라 개별적으로 최적으로 설정될 수 있다.
플로우 레이트, 에어 압력, 에어 제트의 프로파일 등도 마찬가지로 각각의 경로전환 작업 및 사용 분야에 따라 개별적으로 설정될 수 있다. 상업상의 통상적인 컴프레서(compressor) 또는 컴팩터(compactor)가 에어 제트를 생성하는데 사용될 수 있다. 사용되는 컴프레서의 사양은 각각의 경로전환 작업에 맞게 구성될 수 있다. 200 mbar와 600 mbar 사이의 최대 압력에서, 공칭 전력이 1 kW와 4 kW 사이이고, 바람직하게는 약 1.5 kW이며, 통과유량(throughflow)이 40 m3/h과 100 m3/h 사이이고, 바람직하게는 약 65 m3/h인 컴팩터는 기존의 빈 PET 용기의 경로전환에 충분한 것으로 나타났다. 통과유량의 양을 제한하기 위해, 예를 들어 주파수 변환기가 추가로 사용될 수 있으며, 그 결과 컴팩터는 통상의 메인 주파수 50 Hz에서뿐만 아니라 원하는 저주파수에서도 작동될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "이송 디바이스"라는 용어는 전술한 물체들의 이송에 통상적으로 사용되는 임의의 타입의 컨베이어를 포함한다. 병 또는 캔은 바람직하게는 체인 링크 컨베이어들 또는 컨베이어 벨트들 상에서 이송되며, 이 벨트들은 편향 롤러를 통해 모터로 구동되며 직선형 및 곡선형으로 설계될 수 있다. 그러나 본 발명은 체인 링크 컨베이어 또는 벨트에 사용되는 것으로 제한되지 않는다.
이송 디바이스는 각 경우에 직선형으로 설계되며 서로 평행하거나 특정 각도로 배치될 수 있다. 직선형 이송 장치는 다루기가 쉽고 마모가 적다.
제 1 및 제 2 이송 장치들 사이의 각도는 원칙적으로 원하는 바에 따라 선택될 수 있다. 제 1 및 제 2 이송 디바이스들 사이의 각도는 바람직하게는 0°와 90°사이이고, 더욱 바람직하게는 30°도와 60°사이이며, 특히 바람직하게는 대략 45°이다. 또한 각도의 선택은 특히 물체들이 제 1 이송 디바이스에서 운반되는 속도에 의존한다. 매우 낮은 제 1 이송 디바이스 속도의 경우, 제 2 이송 디바이스가 배치되는 각도는, 예를 들어, 80°이상으로 매우 클 수 있다. 반면에, 매우 높은 속도의 경우, 각도를 더 작게 선택해야 한다.
원칙적으로는, 제 1 및 제 2 이송 디바이스들 사이의 각도가 조절될 수도 있다. 이를 위해, 예를 들어, 제 2 이송 디바이스는 이동식으로 설계될 수 있으며 위치 설정 메커니즘을 통해 작동될 수 있다. 이송 디바이스들 사이의 각도가 조절 가능한 경우에는, 경로전환 장치가, 이송 대상인 상이한 물체들에 맞게 유연하게 구성될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예들에서, 제 1 및 제 2 이송 디바이스들은 경로전환 디바이스의 영역에서 위 아래로 배치될 수 있다. 이것은 특히 직선으로 운행되는 제 2 이송 디바이스들의 경우에 의미가 있다. 이러한 적층 구성을 통해, 이송 디바이스들 사이의 정지 전이 요소(transition element)들에 대한 필요 없이, 연속적인 이송면(transport surface)이 보장될 수 있다. 이러한 전이 요소들은 바람직하지 않은 마찰 효과를 초래하여 경로전환에 부정적인 영향을 줄 수 있다.
제 1이송 디바이스 또는 상부 이송 디바이스의 이송면은 상대적으로 얇은 벽으로 설계될 수 있으며 대략 0.2 mm일 수 있고, 그 결과 제 1 이송 디바이스로부터 제 2 이송 디바이스 상으로의 전이 동안에 경로전환 대상인 물체들에 의해서 작은 단차만이 조정될 필요가 있다. 이것은 일반적으로 이 프로세스에서 물체가 넘어지는 것 없이 가능하다.
상부에 배치된 이송 디바이스는 바람직하게는 이송 방향으로 비대칭으로 설계될 수 있고, 그 결과, 제 1 이송 디바이스의 이송면이 제 2 이송 디바이스의 방향으로 길어지며, 따라서 두 이송 디바이스들 간에 더 큰 중첩 표면이 존재하게 된다.
제 2 이송 디바이스는 또한 비직선형 또는 곡선형 코스를 가질 수 있다. 제 2 이송 디바이스는 바람직하게는 이송 방향에 있어서 경로전환 장치의 상류에서 제 1 이송 디바이스와 실질적으로 평행하게 연장된 후에, 경로전환 장치의 영역에서 곡선형 코스를 취한 다음, 다시 직선형 영역으로 지나가게 되며, 이것이 두 이송 디바이스들 간의 각도를 정하게 된다. 비직선형으로 배치되는 제 2 이송 디바이스는 또한 제 1 이송 디바이스의 아래에 배치될 수도 있다. 원칙적으로, 제 1 이송 디바이스는 비직선형 코스를 가질 수도 있거나 또는 비직선형 코스만을 가질 수 있다.
제 2 이송 디바이스가 곡선형 또는 볼록형 코스를 갖는 경우, 가이드 레일은 또한 제 2 이송 디바이스의 영역에서 이와 대응하게 볼록형으로 형성된다. 그러나 그럼에도 불구하고 본 발명의 효과가 이에 따라 달성될 수 있다. 즉, 코안다 효과로 인해서 에어 제트가 레일의 코스를 따르게 된다. 제 2 이송 디바이스의 곡선형 코스의 경우에도 에어 제트가 가이드 레일의 코스를 따르므로, 에어 제트의 이러한 거동은 특히 에어 제트가 제 2 이송 방향에 있어서 실질적으로 레일에 평행하게 안내될 경우에 유리하다. 그러나 에어 제트가 이송 평면에 대해 소정 각도로 정렬되더라도, 이 효과가 이용될 수 있다. 이러한 실시예들에서는, 예를 들어 위에서 나오는 에어 제트가 레일의 볼록하게 형성된 내측면을 지나 안내될 수 있으며, 이에 따라 경로전환 대상인 물체들의 안정성을 악화시킬 수도 있는 분열성의 난류(disruptive turbulence)를 발생시키는 것 없이, 외부로 향하는 플로우 성분을 가지고 레일의 하부로 경로전환 장치를 빠져나갈 수 있다.
경로전환 요소는 원칙적으로 당업자에게 알려진 임의의 원하는 경로전환 요소일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 경로전환 요소는 제어 가능한 푸셔 또는 슬라이더일 수 있으며, 이것은 예를 들어 위치 제어형 선형 모터를 통해 구동된다. 이러한 선형 모터는 고속 및 고정밀로 작동되고 높은 작동력을 발생시킬 수 있기 때문에 특히 적합하다.
푸셔가 경로전환 디바이스로서 사용되는 경우에는, 바람직하게는 물체들이 안내 방식으로 경로전환되도록 설정되며, 이에 따라 푸셔와 경로전환 대상인 물체가 가능한 한 오랫동안 서로 직접 접촉하게 되도록 한다. 물체가 더 오랫동안 안내될수록, 경로전환 시에 물체가 기울어질 가능성이 줄어든다. 경로전환 프로세스의 끝에서, 즉, 경로전환 대상인 물체가 제 2 이송 디바이스 상에 직접 위치될 경우, 이상적으로는 이미 제 2 이송 디바이스의 방향 및 속도로 이동하는 것이 바람직하며, 그 결과 이 단계 동안의 이송 디바이스와 물체 사이에 상대 이동이 없게 된다. 이에 의해, 경로전환 장치에 의한 기울어짐을 방지하는 안전성이 실질적으로 증가된다.
푸셔는 제 1 이송 디바이스에 대해 수직으로 또는 임의의 원하는 각도로 배치될 수 있다. 푸셔의 작동력은 바람직하게는 경로전환 대상인 물체들이 그들의 무게 및 이송 디바이스들의 마찰과는 무관하게 항상 제 1 이송 디바이스의 이송 방향에 수직한 동일한 속도 성분을 따르게 되도록 매우 크다.
경로전환 디바이스는 또한 일련의 경로전환 세그먼트들을 포함할 수 있으며, 여기서 개별 경로전환 세그먼트들은 개별적으로 또는 공동으로 작동 가능하며, 함께 연속적인 편향면(deflecting surface)을 형성한다. 이러한 경로전환 장치의 장점은 경로전환 방향이 편향면에 의해서 고정적으로 미리 정해지며, 따라서 제 1 이송 디바이스의 이송 속도와 무관하다는 것이다. 또한, 물체들이 항상 레일에 대해 안내되며, 그 결과 이것이 경로전환 프로세스의 안정성 증가에 기여하게 된다.
개별 경로전환 세그먼트들로 구성되는 경로전환 장치들은 종래 기술에서 충분히 알려져 있으며, 대표적으로는 동일한 출원인에 의한 EP-A1-0 019 117의 설명을 참조하도록 한다.
바람직하게는, 경로전환 디바이스는 이송 디바이스의 일 측면에 부착된다. 경로전환 대상인 물체들이 이동되는 제 2 이송 디바이스는, 제 1 이송 디바이스의 반대편 측면에 부착된다. 에어 제트가 바로 옆으로 흐르는 가이드 레일은, 경로전환 디바이스의 반대편에 위치된 각각의 이송 디바이스의 측면 상에 존재한다. 처음에 가이드 레일은 제 1 이송 디바이스를 따라 평행하게 연장되며, 그 후에 경로전환 대상인 병들의 이송 경로의 곡선형 코스를 따르게 된다. 경로전환 장치의 단부에서 레일은 제 2 이송 디바이스의 측면 상에 연장된다.
다른 실시예에서는, 마찬가지로 제 1 이송 디바이스가 적어도 경로전환 디바이스 이후에 곡선형 코스를 가질 수 있다. 제 1 이송 디바이스는 바람직하게는 제 2 이송 디바이스와 비교되는 반대 곡률을 갖는 곡선형 코스를 갖는다. 제 1 이송 디바이스 상에 물체들을 유지하기 위해, 추가의 경로전환 디바이스가 제공될 수 있다. 또한, 제 1 이송 디바이스에 할당된 레일에 평행하게 흐르는, 적어도 하나의 플로우 성분을 갖는 에어 제트를 발생시키기 위한 추가 디바이스가 제공될 수 있다. 에어 제트를 발생시키기 위한 이 추가 디바이스의 구성 및 동작 모드는 전술한 디바이스의 구성 및 동작 모드와 동일할 수 있다. 에어 제트를 발생시키기 위한 추가 디바이스는 이송 중에 제 1 이송 디바이스 상에 남아있는 용기들을 안정화시키는 역할을 한다. 제 1 이송 디바이스의 곡률 반경이 충분히 크면, 제 2 경로전환 디바이스가 생략될 수도 있다. 코안다 효과만으로 용기들을 제 1 이송 디바이스의 레일에 대해 가압하기에 충분하며, 그 결과 이 프로세스에서는 추가적인 경로전환 디바이스에 의한 방향 변화를 추가로 요구함 없이도 용기들이 이 레일의 곡선형 코스를 따를 수 있게 된다. 제한 반경, 즉 코안다 효과만으로 인해 용기가 계속적으로 경로전환될 수 있는 반경은, 경로전환 파라미터들, 특히 이송 속도, 용기 모양, 용기 무게 그리고 에어 플로우의 강도 및 에어 플로우의 프로파일에 따라 달라진다. 따라서 당업자는 경로전환 디바이스의 설계 시에 이들 파라미터를 고려해야 한다. 이 실시예는 특히 높은 용기 속도 및 작은 경로전환 각도의 경우에 유리하게 사용될 수 있다.
시간당 80,000 병 이상의 매우 빠른 속도로 작동되는 이송 디바이스들에서는, 경로전환 대상인 물체들에 대하여 필요한 횡 방향 임펄스를 제공하는 경사면(ramp)을 형성하도록 일부 경로전환 세그먼트들만 사용되는 것으로 충분할 수 있다. 그 후에, 관성으로 인해 물체들이 제 1 이송 디바이스로부터 비안내 방식으로 이동한 다음, 원하는 속도 및 원하는 이동 방향으로 제 2 이송 디바이스 상에 도달하게 된다. 이 경우 짧은 비안내 이동 섹션은 경로전환 프로세스를 거의 악화시키지 않는다.
경로전환 프로세스를 최적화하기 위해, 경로전환 대상인 물체들에 대한 추가 데이터가 경로전환 장치의 상류에 설치된 검사 디바이스들을 통해서 결정될 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 경로전환 대상인 물체의 중량, 속도, 재료, 마찰 또는 내용물과 같은 파라미터들이 결정될 수 있다. 이 정보가 원칙적으로 필수적인 것은 아니지만, 훨씬 더 목표화된 방식으로 경로전환 프로세스를 제어하는데 사용될 수 있다.
본 발명은 또한 물체들을 경로전환하는 방법에 관한 것으로서, 이 방법에서는 물체들이 단일의 열로 제 1 이송 디바이스 상에서 이송되며, 경로전환 대상인 물체들은 경로전환 디바이스에 의해서 제 1 이송 디바이스로부터 제 2 이송 디바이스 상으로 경로전환된다. 경로전환 대상인 물체들을 안내하기 위해, 경로전환 디바이스의 반대편에 위치된 측면 상에 레일이 제공된다. 이 레일에 평행하게 흐르는 에어 제트가, 에어 제트를 발생시키는 디바이스에 의해서 생성된다.
본 발명의 또 다른 장점은 경로전환된 물체들을 달라진 방향에서 추가로 운반하는 장치들이 본 발명의 도움에 의해서 보다 콤팩트하게 구축될 수 있다는 것이다. 지금까지, 기존 이송 시스템에서는 이를 위해 2 단계 방법을 사용해야 했다. 먼저, 경로전환 대상인 물체들이 병렬-연장 트랙으로 상으로 경로전환된다. 그 후에, 이들 경로전환된 물체들이 곡선형 컨베이어 등을 통해 원하는 이송 방향으로 향할 수 있다. 이러한 순차적인 방법으로 인해, 이러한 종래의 시스템은 상대적으로 높은 공간 요구 사항을 갖게 된다. 반면에, 본 발명은 경로전환 대상인 물체들의 경로전환 및 방향 변경 모두가 더 짧은 이송 경로에서 이루어질 수 있도록 한다.
본 발명의 예시적인 실시예들이 도면을 참조하여 아래에서 설명된다.
도 1은 직선형 제 1 이송 디바이스 및 곡선형 제 2 이송 디바이스를 구비한 경로전환 장치의 평면도;
도 2는 경로전환 영역에서의 제 2 이송 디바이스의 단면도;
도 3은 상이한 레일 프로파일들의 단면도들;
도 4는 에어 제트가 이송 평면에 대해 소정 각도로 흐르는 추가 경로전환 장치의 평면도;
도 5는 도 4에 따른 레일 및 대각선으로 흐르는 에어 제트를 구비한 경로전환 장치의 측면도;
도 6은 경로전환 영역에서의 도 4에 따른 제 2 이송 디바이스의 단면도;
도 7은 직선형 제 1 이송 디바이스 및 이와 평행하게 운행되는 제 2 이송 디바이스를 구비한 경로전환 장치의 평면도;
도 8은 경로전환 디바이스로서 푸셔를 구비한 도 7에 따른 경로전환 장치를 나타낸 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 경로전환 장치(diverting apparatus)를 도시한 것이다. 이 경로전환 장치는 빈 플라스틱 병들을 위한 경로전환 디플렉터(diverting deflector, 10)를 형성한다. 경로전환 디플렉터(10)는 병들(18)이 화살표(X) 방향으로 이송되는 직선으로 운행되는 제 1 이송 디바이스(12)를 포함한다. 병들(18)은 경로전환 디바이스(14) 수단에 의해 제 1 이송 디바이스(12)로부터 제 2 이송 디바이스(16) 상으로 이동된다. 제 2 이송 디바이스(16)는 경로전환 디바이스(14)의 상류에 위치된 섹션에서는 제 1 이송 디바이스(12)와 평행하게 운행되고, 경로전환 디바이스(14)의 하류에 위치된 섹션에서는 30°의 각도(α)로 제 1 이송 디바이스(12)로부터 분기된다.
경로전환 디바이스(14)는 제 1 이송 디바이스(12)의 측면, 즉 제 2 이송 디바이스(16)의 반대편에 위치된 측면 상에 제공된다. 도 1에 도시된 실시예에서, 경로전환 디바이스(14)는, 함께 연속적인 편향면(deflecting surface)을 형성하는 복수의 개별 세그먼트(14a)들로 구성된다.
경로전환 대상인 병들(18)의 이송 경로를 따라 경로전환 장치를 통과하여 운행되는 섹션들에서는 곡선으로 이루어진 레일(20)이 경로전환 장치의 반대편에 제공된다. 이 레일(20)은 먼저 제 1 이송 디바이스(12)를 따라 평행하게 연장된다. 경로전환 디바이스(14)의 영역에서, 레일(20)은 곡선형으로 설계되며 경로전환 대상인 병들(18)의 이송 경로를 따르고 있다. 경로전환 장치의 단부에서, 레일(20)은 제 2 이송 디바이스(16)의 측면 상에서 연장된다. 레일(20)은 경로전환된 병들(18)을 안내하고 안정화시키는 역할을 한다.
경로전환 디플렉터(10)는 레일(20)을 따라 흐르는 에어 제트(air jet)(24)를 발생시키기 위한 압축 에어 발생기(22)를 더 포함한다. 도 1에 따른 실시예에서는, 이 목적을 위해, 주변 에어가 압축 에어 호스(26) 및 이에 상응하게 배치되는 노즐(28)을 통해 레일(20)의 내측을 따라 이송 방향으로 송풍된다.
코안다(Coanda) 효과로 인해, 에어 제트(24)는 항상 레일(20)의 볼록한 코스를 따른다. 이것은 레일(20)이 곡선을 나타내고 경로전환 장치를 통해 경로전환되는 병들(18)의 이송 경로를 따를 때에도, 에어 제트(24)가 레일(20)의 표면을 따라 계속된다는 것을 의미한다. 따라서 에어 제트(24)는 노즐(28)로부터 시작하여, 직선으로 흐르는 것이 아니라, 레일(20)의 구부러진 코스를 따른다.
에어 제트는 경로전환된 병들(18)에 대한 안정화 효과를 갖는다. 한편, 에어 제트(24)는 병들(18)과 레일(20) 사이에 에어 쿠션을 형성함으로써, 병들(18)과 레일(20) 사이의 충돌을 완화시킨다. 다른 한편으로는, 에어 제트(24)는 코안다 효과로 인해 동시에 병들(18)이 레일(20) 방향으로 당겨지는 힘을 받도록 하는 효과를 갖는다. 에어 제트(24)에 의해 발생되는 이러한 당기는 힘 및 에어 쿠션은, 병들(18)이 레일(20)을 따라 안전하게 안내되도록 하는 것을 보장한다. 이에 따라 경로전환 프로세스 동안에 병들(18)이 넘어지게 되는 것이 크게 방지된다.
노즐(28)은 경로전환 디바이스(14)의 상류에서 레일(20) 상에 제공된다. 이에 의해, 병들(18)이 경로전환 디바이스 이전에 이미 에어 제트(24)와 접촉하게 된다. 이에 따라, 전체 경로전환 프로세스 동안에 병들(18)의 안정화가 달성될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서는, 에어 제트(24)를 안내하기 위한 레일(20)이, 이송 영역에 대한 연속적인 개구를 갖는 중공 프로파일(hollow profile)로서 형성된다.
에어 제트(24)를 발생시키기 위해, 이 실시예에서는, 압축 에어 라인(26)의 노즐(28)이 레일(20)의 중공 프로파일의 내부로 개방될 수 있다. 이어서, 에어 제트(24)는 레일(20)을 따라 프로파일 내부로 흐르며, 또한 레일(24)에 평행한 프로파일 외부의 연속 개구(30)를 통해 확장한다. 거기에서, 에어 제트(24)는 또한 병들(18)을 지나 흐름으로써 병들(18)에 대한 전술한 안정화 효과를 발생시킨다. 이 실시예는 에어 제트(24)가 병들(18)에 의해 완전히 차폐될 수 없다는 이점을 갖는다. 다수의 병들(18)이 줄지어서 연이어 경로전환되는 경우, 에어 제트(24)는 이전의 모든 이미 경로전환된 병들(18)에 대하여 작용한다.
도 1의 경로전환 영역의 단면이 도 2에 도시되어 있다. 경로전환된 병(18)은 레일(20)과 대향 레일(20a) 사이에서 제 2 이송 디바이스(16) 상에서 안내된다. 레일(20)은 중공 프로파일, 보다 정확하게는 C 프로파일에 의해 형성된다. C 프로파일은 이송 영역을 향하는 레일(20)의 측면(20a) 상에 연속 슬릿 또는 연속 개구(30)를 갖는다. 도 2에 도시된 레일의 크기는 약 5 cm x 1 cm이다. 연속 슬릿의 폭은 약 4 cm이다.
상업상의 통상적인 컴팩터가 에어 제트를 발생시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 이것은 400 mbar에서 송풍 에어량이 70 m3/h인 1.5 kW 전력의 컴팩터일 수 있다.
레일(20)은 또한 다른 프로파일들을 가질 수도 있다. 대안의 레일 프로파일들이 도 3에 도시되어 있다. 도 3c에 도시된 바와 같은 이미 기술된 중공 프로파일 외에, 도 3a에 따른 직사각형 프로파일 또는 도 3b에 따른 라운드형 프로파일을 갖는 레일이 사용될 수도 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 실시예들에서는, 에어 제트(24)가 실질적으로 이송 방향으로 그리고 레일(20)의 내측면을 따라 평행하게 흐른다. 그러나 안정화 효과는 또한 레일 평면에는 실질적으로 평행하지만, 이송 평면에 대하여는 미리 정해진 각도(β)로 흐르는 에어 제트(24)에 의해서 달성될 수 있다.
이러한 실시예가 도 4 내지 도 6에 도시되어 있다. 경로전환 디플렉터(10)가 마찬가지로 도 4에 도시되어 있으며, 여기서는 제 2 이송 디바이스(16)가 곡선을 나타내고, 제 1 이송 디바이스(12)에 대해 30°의 각도로 분기된다. 경로전환 디바이스는, 함께 연속적인 편향면을 형성하는 복수의 개별 세그먼트들(14a)로 구성된다.
안정화 에어 제트(24)는 다수의 노즐들(28)에 의해서 발생된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 노즐들(28)은 이송 평면에 대해 대략 40°의 각도로 레일(20) 위에 배치된다. 이 실시예에서, 에어 제트(24)는 마찬가지로 병들(18)과 레일(20)의 내측면 상의 레일(20) 사이로 안내된다. 에어 제트(24)가 비교적 짧은 영역에서만 병들(18)과 상호 작용하고 있지만, 이 영역은 서로 이격된 다수의 노즐들(28)의 배열을 통해 필요에 따라 연장될 수 있다.
이 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 레일 프로파일은 내측면(20a)이 라운드져 있으며, 여기서 코안다 효과로 인해 에어 제트(24)가 레일(20)의 내측면(20a)의 곡률을 따르게 된다.
이 실시예에서는 이송 방향으로 흐르는 에어 제트(24)의 성분이 더 작을수록, 에어 제트(24)에 의해 야기되는 병들의 가속도도 마찬가지로 크게 감소된다.
본 발명에 따른 경로전환 장치의 구현에서는, 에어 제트(24)의 각도(α, β) 및 속도가 각각의 이송 작업에 맞게 구성될 수 있으며 사용되는 이송 디바이스들(12, 16) 및 경로전환 대상인 병들(18)의 특성들에 따라 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 경로전환 장치(10)의 추가 실시예가 도 7에 도시되어 있다. 이 장치는 실질적으로 도 1에 도시된 장치에 대응한다. 그러나 도 7에서는, 경로전환 대상인 병들(18)이 제 1 이송 디바이스(12)와 평행하게 운행되는 제 2 이송 디바이스(16) 상으로 푸시된다. 이 경우에 있어서도, 에어 제트(24)가 이 경우에서의 측면 레일(20)의 곡률을 따르기 때문에, 에어 제트(24)의 안정화 작용이 유리하게 이용될 수 있다.
도 8에 도시된 실시예는 실질적으로 도 7에 도시된 장치에 대응한다. 다시 설명하면, 경로전환 대상인 병들(18)이 제 1 이송 디바이스(12)와 평행하게 운행되는 제 2 이송 디바이스(16) 상으로 푸시된다. 그러나 도 7에서는, 경로전환 디바이스(14)가 위치 제어식 선형 드라이브를 포함하는 푸셔에 의해 형성된다. 경로전환 대상인 병들(18)이 푸셔에 의해서 제 1 이송 디바이스(12)로부터 제 2 이송 디바이스(16) 상으로 이동된다.
10: 경로전환 디플렉터 21: 레일
12: 제 1 이송 디바이스 22: 압축 에어 발생기
14: 경로전환 디바이스 24: 에어 제트
14a: 경로전환 세그먼트들 26: 압축 에어 호스
16: 제 2 이송 디바이스 28: 노즐
18: 병들 30: 레일 개구
20: 레일 20a 레일 내측면

Claims (9)

  1. 이송 장치 상에서 운반되는 용기(containers), 케이스(cases), 패키지(packages)와 같은 물체들(18)을 경로전환하기 위한 장치로서,
    상기 물체들(18)이 단일의 열(row)로 이송되는 제 1 이송 디바이스(12)와,
    상기 제 1 이송 디바이스(12)의 측면에 배치되는 제 2 이송 디바이스(16)와,
    상기 이송 장치의 일 측면에 제공되며, 경로전환 대상인 상기 물체들(18)을 상기 제 1 이송 디바이스(12)로부터 상기 제 2 이송 디바이스(16) 상으로 경로전환시키는 경로전환 디바이스(14)와,
    상기 경로전환 디바이스(14)의 반대편에 위치되는 상기 이송 장치의 측면에 제공되는 레일(20)을 구비하고,
    발생된 에어 제트(air jet)(24)가 코안다 효과를 발생시키도록 상기 레일(20)에 평행하게 흐르도록 구성되는, 상기 에어 제트(24)를 발생시키기 위한 디바이스를 가지며,
    상기 에어 제트(24)를 발생시키기 위한 상기 디바이스는 상기 경로전환 디바이스(14)부터의 상류에서 상기 레일(20)에 제공되는 적어도 하나의 노즐(28)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    경로전환 대상인 상기 물체들(18)로의 에어 플로우(air flow)가 상기 레일(20) 방향으로의 힘을 생성하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어 제트(24)는 압축 에어 발생기(22)에 의해 발생되며, 상기 노즐(28)을 가진 압축 에어 라인(26)을 통해 상기 레일(20)에 평행하게 조정되는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 에어 제트(24)는 상기 레일(20)에 평행하게 그리고 상기 물체들(18)의 이송 방향으로 흐르는 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레일(20)은 상기 에어 제트(24)가 안내되는 중공 프로파일(hollow profile)을 가지며, 상기 레일(20)은, 상기 레일(20)에 실질적으로 평행하고 상기 에어 제트(24)가 상기 레일(20)에 빠져나가는 적어도 하나의 개구(30)를 갖는 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 에어 제트(24)는 상기 레일(20)에 평행하게 그리고 상기 이송 디바이스들(12, 16)에 의해 정해지는 이송 평면(transport plane)에 대해 미리 정해진 각도(β)로 흐르는 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 이송 디바이스(16)는 운반 방향 상류에서는 상기 제 1 이송 디바이스(12)와 실질적으로 평행하게 운행되며, 상기 경로전환 디바이스(14)의 영역에서는 선택적으로 조정 가능한 각도(α)로 상기 제 1 이송 디바이스(12)로부터 벗어나는 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 경로전환 디바이스(14)는 일련의 경로전환 세그먼트들(14a)을 포함하며, 상기 경로전환 세그먼트들(14a) 각각이 함께 연속적인 편향면(deflecting surface)을 형성하는 장치.
  9. 이송 장치 상에서 운반되는 용기(containers), 케이스(cases), 패키지(packages)와 같은 물체들(18)을 경로전환하기 위한 방법으로서,
    상기 물체들(18)이 단일의 열(row)로 이송되는 제 1 이송 디바이스(12)와,
    상기 제 1 이송 디바이스(12)의 측면에 배치되는 제 2 이송 디바이스(16)와,
    상기 이송 장치의 일 측면에 제공되며, 경로전환 대상인 상기 물체들(18)을 상기 제 1 이송 디바이스(12)로부터 상기 제 2 이송 디바이스(16) 상으로 경로전환시키는 경로전환 디바이스(14)와,
    상기 경로전환 디바이스(14)의 반대편에 위치되는 상기 이송 장치의 측면에 제공되는 레일(20)을 구비하고,
    발생된 에어 제트(air jet)(24)가 코안다 효과를 발생시키도록 상기 레일(20)에 평행하게 흐르도록 구성되는, 상기 에어 제트(24)를 발생시키기 위한 디바이스가 제공되고,
    상기 에어 제트(24)를 발생시키기 위한 상기 디바이스는 상기 경로전환 디바이스(14)로부터의 상류에서 상기 레일(20)에 제공되는 적어도 하나의 노즐(28)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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