KR20100036378A - 축적 및 방출 컨베이어 - Google Patents

Abstract

벨트 이동방향으로 회전하도록 배열되는 롤러들을 가지는 롤러 벨트를 사용하는 축적 및 방출 컨베이어. 상기 롤러들은 상기 벨트의 두께를 통하여 연장한다. 이동 가능한 멈추개는, 상기 롤러들에 접촉 및 접촉해제하면서 이동 가능한 베어링 표면의 바로 하류에서 운반 경로를 따라 위치된다. 상기 베어링 표면이 상기 롤러들과 접촉 해제될 때, 상기 롤러들은 자유롭게 회전 가능하다; 상기 베어링 표면이 상기 롤러들과 접촉할 때, 상기 롤러들은 물품들을 벨트 이동방향으로 추진시키기 위하여 상기 베어링 표면상에서 구른다. 상기 멈추개는, 물품들이 통과하는 것을 방지하며 상기 물품들을 상기 자유롭게 회전 가능한 롤러들 상에 낮은 백라인 압력으로 축적하는 차단위치와, 물품들을 축적 영역으로 통과시켜 상기 물품들이 전방으로 추진되고 상기 베어링 표면에서 구르는 롤러들의 회전에 의하여 서로 분리되도록 하는 방출위치 사이에서 선택적으로 이동 가능하다.

Description

축적 및 방출 컨베이어 {ACCUMULATION-AND-RELEASE CONVEYOR}

본 발명은 동력-구동 컨베이어 벨트들, 더욱 상세하게는 벨트 이동 방향으로 회전 가능한 물품-지지 롤러들을 가지는 컨베이어 벨트를 사용하여, 물품들을 축적하고 축적된 물품들을 선택적으로 방출하는 컨베이어에 관련된다.

컨베이어는 물품들을 하나의 진행위치로부터 다른 진행위치로 수송하는 산업적인 적용들에 사용된다. 연속으로 이동하는 컨베이어 벨트는 물품들을 하류의 진행위치로 전달하는데 종종 사용된다. 물품들의 공급이 하류의 진행위치의 처리 능력을 초과하자 마자, 상기 물품들은 진행위치의 상류 위치에 있는 컨베이어를 막으면서 정지 메카니즘(mechanism)에서 후진하기 시작한다. 이동 벨트의 운반 표면과 후진 또는 축적된 물품들 사이의 마찰은 상기 물품들이 서로에 대하여 푸쉬(push)하도록 한다. 축적된 물품들의 그룹 전방에서 물품들에 대하여 작용하는 압력은 백라인(back line) 압력이라 칭해질 수 있다. 더 많은 물품들이 후진하면 할수록, 상기 백라인 압력은 증가한다. 상기 백라인 압력은 상기 물품들에 손상을 가하며, 상기 컨베이어 벨트 및 그 구동요소들에 과도하게 하중을 가하며, 벨트 마모를 가속화시킬 수 있다. 분리하여 구동되는 연속된 컨베이어들이 물품에 대한 하류의 요구 및 상류의 공급에 의존하여 정지되고 출발될 수 있는 영역 축적(zone accumulation)은 백라인 압력을 제거하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 영역 축적은 다수의 구동원들 및 센서들을 요구하며, 이들은 물품들이 엎어지기 쉬운 연속적인 운반 영역들 및 이송점들 사이에서 값비쌀 수 있다.

운반되는 물품들의 하측에 접촉하여 구르는 자유롭게 회전 가능한 롤러들을 가지는 롤러-탑(roller-top) 벨트들은 종종 마찰을 감소시키고 백라인 압력을 낮추는데 사용된다. 상기 롤러-탑 벨트들은 전형적으로, 정지 메카니즘으로서 작용하기 위하여 그리고 상류 물품들이 상기 롤러-탑 벨트의 롤러들 꼭대기에 있는 낮은 백라인 압력을 가지고 축적할 수 있도록 하기 위하여 정지하며 그리고 나서 물품들을 전달 하류로 방출하기 시작하는, 높은 마찰력의 운반 표면들을 가지는 인덱싱(indexing) 컨베이어에 의하여 동반된다. 영역 축적과 같이, 이러한 배열은 분리하여 구동되는 컨베이어들을 요구하며, 다른 결점들을 겪게 한다.

따라서, 영역 축적기들의 결점 없이 물품들을 운반되는 물품들을 축적하고 방출할 수 있고 축적과 인덱싱 컨베이어들을 분리할 수 있는 컨베이어에 대한 요구가 있다.

이러한 결점들은 본 발명의 특징들을 구체화하는 축적 및 방출 컨베이어에 의하여 극복된다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 컨베이어는 상류 단부로부터 하류 단부까지 벨트 이동 방향으로 전진하는 컨베이어 벨트를 포함한다. 상기 컨베이어 벨트는 상기 컨베이어 벨트의 두께를 통하여 연장하며, 벨트 이동 방향으로 회전할 수 있는 롤러들을 포함한다. 상기 컨베이어 벨트를 따라 위치되는 이동 가능한 멈추개(stop)는 운반되는 물품들을 막는 차단위치와 물품들이 통과되도록 하는 방출위치 사이에서 이동한다. 상기 이동 가능한 멈추개 상류의 컨베이어 벨트,의 하측에 배치되는 이동 가능한 베어링 표면은 하측으로부터 상기 롤러들과 접촉 및 접촉해제되면서 선택적으로 이동 가능하다. 상기 베어링 표면이 상기 롤러들과 접촉될 때, 상기 베어링 표면은 상기 컨베이어 벨트가 전진함에 따라 상기 롤러들이 마찰 구름접촉에 의하여 회전되도록 한다. 상기 이동 멈추개에 접촉하지 않는 컨베이어 벨트의 롤러들은 자유롭게 회전 가능하다.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 대상물들을 운반하는 방법은: (a) 벨트 이동방향으로 상류로부터 하류로 전진하는 컨베이어 벨트의 물품-지지 롤러들의 꼭대기에 있는 물품들을 운반하는 단계; (b) 상기 컨베이어를 따라 차단위치에서 상기 컨베이어 벨트위에 운반되는 물품들을 막고, 상기 물품들을 방출하기 위하여 멈추개를 선택적으로 이동시키는 단계; (c) 베어링 표면들에 접촉하는 롤러들이 전진하는 컨베이어 벨트를 따라 상기 롤러들의 꼭대기에 있는 물품들을 전방으로 추진시키기 위하여, 상기 차단위치의 바로 상류에 있는 롤러들에 접촉하는 상기 베어링 표면을 선택적으로 이동시키는 단계; 및 (d) 상기 베어링 표면의 이동과 상기 멈추개의 이동을 통합하여 움직이게 하는 단계를 포함한다.

본 발명의 이점뿐만 아니라, 본 발명의 이러한 관점 및 특징들은 후술하는 상세한 설명, 추가된 청구항들 및 아래와 같은 첨부된 도면을 참조하는 것에 의하여 더 잘 이해된다:
도 1은 본 발명의 특징들을 구체화하는 축적 및 방출 컨베이어의 평면도이다;
도 2a-2c는 연속되는 작동을 보여주는 도 1의 컨베이어에 관한 측면도이다;
도 3a 및 3b는 복수의 평행한 롤러 벨트들을 포함하는, 본 발명의 특징들을 구체화하는 축적 및 방출 컨베이어의 다른 버전에 관한 측면도 및 배척의 평면도이다;
도 4는 물품들을 테이크 어웨이(take-away)방식의 롤러 컨베이어로 공급하기 위하여 도 3a 및 3b에서와 같이 다수의 나란한 컨베이어들을 사용하는 일부 절개된 컨베이어 시스템에 관한 현척 도면이다; 및
도 5는 도 4의 컨베이어 시스템에 대한 부분 확대도이다.

본 발명에 따른 특징들을 구체화하는 컨베이어의 일 버전은 도 1 및 2A에 도시된다. 상기 특징들은 벨트 이동방향(18)으로 상류 단부(16)로부터 하류 단부(17)로 운반경로를 따라 물품(14)들을 운반하기 위하여 컨베이어 벨트(12)를 사용하는 컨베이어 벨트의 상부 운반경로 일부(10)를 도시한다. 바람직한 컨베이어 벨트는 운반경로의 하류 및 상류 단부들에서, 상기 벨트가 구동 스프로켓(24) 및 아이들(idle) 스프로켓(25)에 대하여 연결되도록 하는 힌지 결합부(23)들에 함께 연결되는 벨트 모듈(22)들의 열(row)(20)들로 구성되는 모듈(module)식 플라스틱 컨베이어 벨트이다. 롤러(26)들은 상기 벨트에 형성되는 공동(cavity)(28)들의 내부에 축(30)들에 의하여 유지되며, 상기 축(30)은 상기 구멍(28)들의 양 끝을 연결한다. 상기 축들은 상기 롤러들의 구멍들을 통하여 연장하며, 벨트 이동방향에 수직한, 상기 컨베이어 벨트의 폭 방향을 향한다. 이는, 상기 롤러들로 하여금 상기 축들의 중심축에 대하여 벨트 이동 방향으로 회전하게끔 한다. 도시되는 롤러들은 일반적으로 상기 롤러의 직경을 규정하는 균분원(equator)를 따라 들어올려진 나사산(32)을 가지는 구형 형상이다. 상기 나사산의 외주면은, 더 나은 맞물림을 위하여 높은 마찰력의 특징을 제공하기 위하여 엘라스토머(elastomer) 또는 고무에 유사한 물질로 코팅되거나 그에 의하여 형성될 수 있다. 상기 롤러들의 직경은, 상기 롤러들의 돌출부(34,35)들이 상기 벨트의 외측 운반면(36) 및 반대 내측면(37)을 지나 연장하도록 하기 위하여 상기 컨베이어의 두께를 초과한다.

상기 운반 경로는 2개의 영역들로 나누어진다. 상류 영역(40)에서, 상기 벨트는 롤러들의 세로 열(44)들 사이에서 상기 벨트의 내측면에 접촉하는 평행 지지레일(42)들의 꼭대기에 지지된다. (상기 지지 레일은 명확성을 위하여 도 2A에서 생략된다). 이러한 상류 영역에서, 운반 경로구조에 접촉되지 않는 롤러들은 그 축들을 중심으로 회전하는 것이 자유롭다. 하류 영역(46)에서, 상기 롤러들은 선택적으로 이동 가능한 베어링 표면(48)을 아래에 놓는다. 도시되는 베어링 표면은, 예를 들어 화살표(38)에 의하여 나타나는 바와 같은 베어링 표면을 들어올리고 낮추기 위하여 배열되는 수압의, 공압의, 전자기적인, 또는 기계적인 작동기들에 의하여, 상기 롤러들과 접촉 및 접촉해제되면서 이동될 수 있다. 상기 벨트가 벨트 이동방향으로 전진함에 따라, 상기 내측 벨트 표면을 지나 연장하는 상기 롤러들의 돌출부들은 상기 베어링 표면이 들어올려질 때 상기 베어링 표면에 마찰 접촉한다. 상기 마찰 접촉은 상기 롤러들로 하여금, 벨트 이동방향으로 화살표(50)에 의하여 나타나는 바와 같이, 회전하는 벨트의 외측 물품운반 표면을 지나 연장하는 롤러들의 돌출부들과 함께 축들을 중심으로 회전하게끔 한다. 상기 하류 영역에서 회전하는 롤러들의 꼭대기에 지지되는 물품은, 상기 롤러들과 베어링 표면 사이 및 상기 롤러들과 운반 물품들 사이의 미끄러짐이 없다면, 벨트 속도의 2배에 해당하는 절대속도 또는 외측 운반표면에 상대하여 상기 벨트 속도와 동일한 속도로 벨트 이동방향으로 상기 운반 경로를 따라 추진된다.

상기 컨베이어 및 선택적으로 이동 가능한 베어링 표면의 작동은 도 2A-2C에 연속하여 도시된다. 도 2A에서, 선택적으로 이동 가능한 멈추개(51)는, 물품(14)들이 하류 방향으로 더 전진하는 것을 방지하는 차단위치에 도시된다. 상기 멈추개가 차단위치에 있을 때, 상기 베어링 표면(48)은 벨트 롤러들이 자유롭게 회전할 수 있도록 낮추어져, 상기 벨트 롤러들과 접촉 해제된다. 상기 물품들은 선두 물품(14')의 상류로 후진한다. 물품 축적 영역에서 상기 자유롭게 회전 가능한 롤러들은, 상기 축적된 물품들에 대하여 백라인 압력을 감소시키기 위하여 차단된 물품들과 낮은 마찰력으로 구름 접촉하여 회전한다. 도 2B에 도시되는 바와 같이, 상기 멈추개는 상기 차단위치로부터 방출위치(51')를 향하여 상방으로 이동하여, 상기 선두 물품(14')이 통과되도록 한다. 동시에, 상기 베어링 표면(48')은 상기 롤러들과 접촉하도록 들어올려져, 상기 축적된 물품들을 전방으로 추진시킨다. 상기 회전하는 롤러들은 상기 선두 물품(14')을 전방으로 가속시켜, 상기 선두 물품을 뒤따르는 물품들로부터 분리시키고 상기 선두 물품과 뒤따르는 물품들 사이의 공간(56)을 남겨둔다. 상기 멈추개는, 다음의 축적 물품(14'')이 상기 물품 축적 영역을 떠나기 전에 상기 공간을 통하여 상기 차단위치로 다시 이동될 수 있다. 물론, 상기 멈추개는, 상기 차단위치로 되돌아가기 전에 요구되는 많은 물품들이 통과될 수 있도록 상기 들어올려진 위치에서 상기 베어링 표면과 통합되어, 방출위치에 남아있을 수 있다. 축적이 다시 시작될 때, 상기 베어링 표면은 도 2C에 도시되는 바와 같이 낮추어진다. 상기 멈추개는 도시되는 바와 같이 수직으로 들어올려지고 낮추어질 수 있으며, 또는 다른 예로서 상기 베어링 표면에 사용되는 종류의 작동기에 의하여 상기 차단위치와 방출위치 사이에서 옆 방향으로 이동될 수 있다. 이러한 방식으로, 하나의 컨베이어 벨트는, 가속 및 방출 컨베이어를 제공하기 위하여 멈추거나 출발하는 것 없이, 벨트 이동방향으로 연속적으로 구동될 수 있다.

축적 및 방출 컨베이어의 또 다른 버전은 도 3A 및 3B에 도시된다. 이러한 컨베이어는 개재하는 갭(gap)(60)을 가로질러 분리되는 복수의 평행롤러 벨트(58,58')를 사용한다. 양측의 벨트들은 동일한 속도로 벨트 이동방향(18)으로 전진하며, 공통되는 구동 및 아이들 축(62,63)을 중심으로 한 스프로켓 세트(24,25)들에 탑재될 수 있다. 상기 롤러들의 꼭대기에서 운반되는 물품(14)들은 각 벨트에 지지되는 부분을 가지고 상기 갭의 양 끝을 연결한다. 상기 컨베이어들 사이의 갭은, 이동 가능한 멈추개(62)가 들어올려진 차단위치로부터 상기 벨트들의 내측면 하측의 방출위치까지 상기 갭을 통하여 낮추어지도록 한다. 상부 공간이 제한된다면, 방출위치가 상기 벨트의 상측에 있는 것이 바람직하다. 다른 모든 관점들에서, 도 3A 및 3B의 컨베이어는, 상기 벨트들이 벨트 이동방향으로 연속적으로 함께 전진할 때, 물품-축적 영역에서 상기 멈추개의 상류로 물품들을 축적하고, 상기 롤러들에 접촉하여 선택적으로 이동되는 아래에 놓인 베어링 표면(48)상에 가속되는 컨베이어의 하류 단부로 물품들을 방출하는 점에서, 도 1 및 2의 컨베이어와 동일하게 작동한다.

도 4는 각 높이에서 도 3A 및 3B에 도시되는 바와 같이, 6개의 2중 벨트 컨베이어들을 사용하여 양 높이의 6개 레인(lane) 축적 및 방출 컨베이어 시스템을 도시한다. 각 레인은 나란하게 배열되는 2개의 컨베이어 벨트(12A,12B)들로 구성된다. 상기 벨트들은 측면 레일(71)들에 지지되며, 각 벨트가 상류 단부로부터 하류 단부까지 연장하는 각각의 물품-운반 레인(70)을 형성하도록 하기 위하여, 분할기(68)들에 의하여 분리된다. 도 3A 및 도 3B의 컨베이어와 같이, 이러한 복수의 레인 컨베이어는 상류의 자유 회전영역(40)을 가지며, 상기 벨트 롤러(32)들이 구를 수 있는 신축 가능한 베어링 표면이 아래에 놓이는 하류의 선택 가능한 물품-가속 영역(46)을 가진다. 독립적으로, 이동 가능한 멈추개(38)들은 각 레인의 하류 단부에 위치된다. 상기 멈추개들은 피스톤과 같은 작동기(80)들에 의하여 선택적으로 올려지거나 낮추어진다. 각 높이의 모든 벨트들은 구동 및 아이들 스프로켓(73)들 또는 공통되는 아이들(idle)(72)에 탑재되는 드럼들과, 상기 컨베이어의 반대 단부들에서의 구동축(74)들 사이에서 조작된다. 상기 공통되는 구동축에 결합되는 구동 모터(미도시)는 각 높이에서 벨트 이동방향(18)으로 동일한 속도로 모든 벨트들을 구동하는 데 사용된다. 대안적으로, 도 4의 평행 벨트들은 상기 벨트의 물품-운반 표면 바로 상측에 위치된 분할기들에 의하여 평행 레인들로 분할되는, 하나의 넓은 벨트에 의하여 대체될 수 있다. 상기 벨트들의 하류 단부로 가속되는 물품들은, 축적 및 방출 컨베이어 벨트들에 수직하게 배열되는 구동 롤러 컨베이어(78)와 같은 테이크 어웨이(take-away) 컨베이어에 배치된다.

상기 멈추개 및 베어링 표면들은 단순한 타이머(timer)에 의하여 수동으로 또는 운반 라인들을 따라 위치되는 여러가지 물품 센서들로부터 입력을 수용하는 제어부에 의하여 제어될 수 있다. 상기 멈추개들 및 롤러들의 활성화를 통합하는 것에 의하여, 상기 제어부는 상기 테이크 어웨이 컨베이어 상에 연속적인 물품들 사이의 공간을 조절하기 위하여, 또는 각각의 컨베이어들이 넘쳐나는 것을 방지하기 위하여, 또는 다른 기준을 충족하기 위하여 상기 레인들로부터 물품들의 공급을 제어할 수 있다.

본 발명이 몇가지 바람직할 버전들에 관하여 상세하게 설명되었을지라도, 다른 버전들은 가능하다. 예를 들면, 상기 벨트는 플랫(flat) 벨트 또는 금속 벨트 또는 체인(chain)으로 대신될 수 있다. 편평한 판상으로서 도시되는 상기 롤러 베어링 표면은 물품-가속 영역에서 1열의 롤러들의 각 아래에 놓이면서 연속한 평행 베어링 표면일 수 있다. 상기 롤러들은, 반대편 단부들이 상기 벨트의 바디(body) 내부 개구부들에 회전 가능하게 수용되는 축들 또는 축의 돌출부들과 일체로 형성될 수 있다. 게다가, 상기 멈추개 및 베어링 표면은, 오직 하류 단부가 아니라 상기 컨베이어의 길이를 따라 어떠한 위치에도 배치될 수 있다. 더욱이, 상기 베어링 표면 또는 다른 베어링 표면은 상기 멈추개 위치의 하류로 연장할 수 있다. 다른 예로서, 상기 롤러 벨트들은 연속적인 구동 대신에, 선택적으로 멈추거나 출발될 수 있다. 따라서, 이러한 몇가지 예들이 제안되더라도, 청구항들의 범위는 바람직한 버전들에 한정되는 것으로 의미되지는 않는다.

Claims (9)

1. 상류 단부로부터 하류 단부까지 벨트 이동 방향으로 전진하는 컨베이어 벨트로서, 상기 컨베이어 벨트는 상기 컨베이어 벨트의 두께를 통하여 연장하며 벨트 이동방향으로 회전 가능한 다수의 롤러들을 포함하는 컨베이어 벨트;
   상기 컨베이어를 따라 위치되며, 운반되는 물품들을 막는 차단위치와 물품들이 통과되도록 하는 방출위치 사이에서 이동 가능한 멈추개(stop); 및
   상기 이동 가능한 멈추개 상류에서, 컨베이어 벨트 하측에 배치되는 이동 가능한 베어링 표면으로서, 상기 컨베이어 벨트가 전진함에 따라 상기 베어링 표면이 상기 롤러들과 접촉할 때, 상기 롤러들이 상기 베어링 표면과 마찰 구름접촉하는 것에 의하여 회전되도록 하기 위하여 하측으로부터 상기 롤러들과 접촉 및 접촉해제되면서 선택적으로 이동 가능한 베어링 표면을 포함하며,
   상기 베어링 표면에 접촉하지 않는 컨베이어 벨트의 롤러들은 자유롭게 회전 가능한 것을 특징으로 하는 컨베이어.
2. 제 1 항에 있어서,
   제 2의 유사한 컨베이어 벨트를 더 포함하며, 양 컨베이어 벨트들은 개입되는 갭(gap)을 가로질러, 상류 단부로부터 하류 단부까지 벨트 이동방향으로 평행하게 전진하며, 상기 갭의 양측을 연결하는 물품을 동시에 운반하기 위하여 유사하게 작동되는 것을 특징으로 하는 컨베이어.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 이동 가능한 멈추개는 상기 갭을 통하여 이동하는 것을 특징으로 하는 컨베이어.
4. 이전의 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이동 가능한 멈추개 및 이동 가능한 베어링 표면은 상기 컨베이어의 하류 단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 컨베이어.
5. 이전의 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 컨베이어 벨트는 벨트 이동방향에 수직하게 벨트 내부에 유지되는 축들을 더 포함하며, 상기 롤러들은 상기 축들을 중심으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 컨베이어.
6. 이전의 청구항 들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 컨베이어 벨트상의 롤러들은 열(column)들을 이루어 배열되며, 상기 롤러들의 열들 사이에서 상기 컨베이어 벨트를 접촉 지지하면서, 상기 이동 가능한 멈추개의 상류로 상기 컨베이어 벨트의 아래에 놓이는 벨트 지지레일을 더 포함하는 컨베이어.
7. 이전의 청구항 들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 컨베이어 벨트를 상기 상류 단부로부터 상기 하류 단부까지 벨트 이동방향으로 연장하는 평행한 레인들로 분할하기 위하여 상기 컨베이어 벨트의 상측에 배치되는 하나 또는 그 이상의 레인 분할기들; 및
   하나 또는 그 이상의 부가적인 이동 가능한 멈추개로서, 각 레인마다 하나의 멈추개가 배치되는 멈추개를 더 포함하는 컨베이어.
8. 이전의 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
   평행한 물품-운반 레인들을 형성하기 위하여 평행하게 배열되는, 청구항 1에서와 같은 하나 또는 그 이상의 컨베이어 벨트;
   각 물품-운반 레인들에 대한 이동 가능한 멈추개;
   상기 컨베이어 벨트들을 벨트 이동방향으로 평행하게 전진시키기 위하여, 상기 모든 컨베이어 벨트들에 대한 공통의 구동부를 더 포함하는 컨베이어.
9. 벨트 이동방향으로 상류로부터 하류로 전진하는 컨베이어 벨트의 물품-지지 롤러들의 꼭대기에 있는 물품들을 운반하는 단계;
   상기 컨베이어를 따라 차단위치에서 상기 컨베이어 벨트위에 운반되는 물품들을 막고, 상기 물품들을 방출하기 위하여 멈추개를 선택적으로 이동시키는 단계;
   베어링 표면들에 접촉하는 롤러들이 전진하는 컨베이어 벨트를 따라 상기 롤러들의 꼭대기에 있는 물품들을 전방으로 추진시키기 위하여, 상기 차단위치의 바로 상류에 있는 롤러들에 접촉하는 상기 베어링 표면을 선택적으로 이동시키는 단계; 및
   상기 베어링 표면의 이동과 상기 멈추개의 이동을 통합하여 움직이게 하는 단계를 포함하는 컨베이어에 물품들을 운반하는 방법.

Images