KR20130004901A - 역방향 계량식 벨트 컨베이어 - Google Patents

역방향 계량식 벨트 컨베이어 Download PDF

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매튜 엘. 포르니
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Abstract

본 발명은 벨트 진행 방향으로 전진하는 컨베이어 벨트 상에 물품들을 계량하는 방법 및 컨베이어에 관한 것이다. 벨트 내의 물품 지지 롤러들이 상류 가속 구역을 정의하는 정지 지지면에 의해 작동되어, 물품들을 컨베이어 벨트를 따라 전방으로 가속시킨다. 컨베이어 벨트보다 높은 속도로 벨트 진행 방향으로 전진하는 활성화 벨트는 벨트 롤러들이 하류 감속 구역에서 벨트 진행 방향과 반대로 회전하도록 작동시키는 이동 지지면을 제공한다. 컨베이어 벨트는 또한 균일하게 이격된 후퇴 가능한 플라이트들을 구비하고, 상기 플라이트들은 가속 구역에서 정지 지지면과의 접촉에 의해 후퇴되고, 감속 구역에서 이동 지지면과의 접촉에 의해 차단 위치로 연장된다. 감속 구역의 물품들은 플라이트들의 리딩면에 반하여 계량 위치로 롤러들 상부에서 후방으로 밀린다.

Description

역방향 계량식 벨트 컨베이어{REVERSE METER BELT CONVEYOR}
본 발명은 전반적으로 동력 구동식 컨베이어에 관한 것으로, 특히 운반 물품들을 선택적으로 상승되며 균일하게 이격된 플라이트들에 반하여 등록 위치로 후진 구동시키도록 작동 가능한 롤러들을 구비한 컨베이어 벨트를 이용하는 컨베이어에 관한 것이다.
물품들의 연속적, 규칙적인 공급을 위해, 물품들을 컨베이어 벨트 상의 균일한 위치 또는 주지의 위치에 분리 이격시키는 것이 종종 필요하다. 운반 물품들을 분리 이격시키는 시스템의 일례가 2008년 10월 30일자로 공개된 매튜 엘 포니(Matthew L. Fourney)의 미국 특허출원공개 제2008/0264757 A1호("개선된 타이밍 컨베이어를 제공하는 시스템 및 방법(Systems and Methods for Providing an Improved Timing Conveyor)")에 기재되어 있다. 이 시스템에서는, 컨베이어 벨트가 작동 가능한 롤러들을 이용하여, 운반 물품들이 벨트 상에 균일한 간격으로 위치된 후퇴 가능한 플라이트들의 트레일링면에 도달할 때까지, 운반 물품들을 롤러들 상부에서 전방으로 가속시킨다. 이런 방식으로, 물품들은 벨트 상에서 분리되어 균일하게 이격되고, 각각의 물품은 플라이트 뒤의 롤러들에 안착된다. 그러나, 이 컨베이어에서는, 물품들을 전방으로 미는 유일한 힘이 롤러들에 의해 가해진다. 물품들이 전진 이동에 대한 충분한 저항에 직면하는 경우(소정의 공정들을 거칠 때 일어날 수 있음), 물품들은 롤러들 상에서 미끄러질 수 있고, 느려지거나 심지어 멈출 수도 있으므로, 균일한 간격에 영향을 미치고 공정 단계를 열화시킬 수 있다.
본 발명은 역방향 계량식 벨트 컨베이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 특징들을 구현하는 컨베이어의 일 형태는, 상류 단부에서 하류 단부까지 벨트 진행 방향으로 운반로를 따라 제1 속도로 전진하는 컨베이어 벨트를 포함한다. 컨베이어 벨트는 운반용 외측 및 반대편의 내측을 포함한다. 운반용 외측 및 반대편의 내측에서 외부로 연장되는 물품 지지 롤러들이 벨트 진행 방향에 수직하는 축 상에서 회전하도록 배치된다. 플라이트들이 컨베이어 벨트의 길이를 따라 이격된 위치에 배치된다. 각각의 플라이트는, 컨베이어 벨트의 내측에서 외부로 연장되는 작동 부재, 및 운반용 외측에서 외부로 연장된 롤러들의 높이 또는 그 아래의 높이의 후퇴 위치 및 운반용 외측으로부터 롤러들의 높이 위로 외부 연장된 차단 위치 사이에서 이동 가능한 멈춤부를 포함한다. 운반로의 일부에서 컨베이어 벨트의 아래에 배치된 활성화 벨트는 컨베이어 벨트의 내측에서 롤러들 및 플라이트들의 작동 부재들과 접촉하는 이동 지지면을 제공한다. 활성화 벨트는 제1 속도보다 높은 제2 속도로 벨트 진행 방향으로 전진한다. 이는 플라이트들이 차단 위치로 이동하게 하고, 롤러들이 운반측에서 벨트 진행 방향과 반대로 회전하게 하여, 롤러들 상부에 지지된 물품들을 차단 위치의 멈춤부들에 반하여 벨트 진행 방향과 반대로 민다.
본 발명의 다른 양상에서, 컨베이어 벨트 상에 물품들을 계량하는 방법은: (a) 운반로의 하류 부분에서, 하강된 후퇴 위치에서 차단 위치까지, 벨트 진행 방향으로 운반로를 따라 전진하는 컨베이어 벨트의 길이를 따라 이격된 위치에서 멈춤부들을 상승시키는 단계; 및 (b) 컨베이어 벨트가 벨트 진행 방향으로 전진함에 따라, 컨베이어 벨트의 롤러들을 벨트 진행 방향과 반대로 회전시킴으로써, 물품들을 차단 위치의 멈춤부들에 반하여 컨베이어 벨트의 롤러들 상부에서 후방으로 미는 단계를 포함한다.
본 발명의 이러한 양상들 및 특징들은 후술하는 설명, 첨부된 청구범위, 및 아래의 첨부 도면을 참조함으로써 더 잘 이해된다.
도 1은 본 발명의 특징들을 구현하는 컨베이어의 일 형태의 측입면도이다.
도 2는 도 1의 컨베이어에서 사용 가능한 컨베이어 벨트의 일 형태의 부분 등각도이다.
도 3은 도 1의 컨베이어의 상류 가속 구역의 확대 측입면도이다.
도 4는 도 1의 컨베이어의 하류 감속 구역의 확대 측입면도이다.
도 5는 감속 구역의 하류에 제2 가속 구역을 포함하는 본 발명의 특징들을 구현하는 컨베이어의 다른 형태의 측입면도이다.
도 1은 본 발명의 특징들을 구현하는 계량식 컨베이어를 도시한다. 컨베이어(10)는 하류 단부(14)의 구동 스프로켓들 및 상류 단부(15)의 아이들 스프로켓들 주위에서 이어지는(trained) 무한 컨베이어 벨트(12)를 포함한다. 스프로켓들은 화살표(16, 17)로 나타낸 방향으로 샤프트(미도시) 상에서 회전하여, 벨트를 벨트 진행 방향(20)으로 상부 운반로(18)를 따라 제1 속도로 구동시킨다.
컨베이어 벨트는 벨트 진행 방향(20)에 수직하는 축 상에서 회전하도록 배치되는 복수의 롤러(22)를 포함한다. 롤러들은 벨트(12)의 운반용 외측(24) 및 반대편의 내측(25)에서 외부로 돌출된다. 컨베이어 벨트는 또한 그 길이를 따라 균일한 간격(28)의 플라이트(26)들을 포함한다. 각각의 플라이트는 후퇴 가능하며, 벨트의 운반측의 롤러들 외부의 차단 위치 및 롤러들의 높이 아래의 하강된 후퇴 위치 사이에서 이동 가능한 멈춤부(30)를 포함한다. 각각의 플라이트는 또한 멈춤부(30)의 반대편에, 컨베이어 벨트의 내측에서 외부로 연장되는 작동 부재(32)를 포함한다.
도 2는 도 1의 컨베이어에서 사용 가능한 벨트의 일례를 도시한다. 도시된 벨트의 부분은 미국 루이지애나주 하라한 소재의 인트라로스사(Intralox L.L.C.)에서 제조하여 판매하는 INTRALOX®시리즈 900 프리-머지 모듈식 플라스틱 컨베이어 벨트이다. 도시된 벨트 섹션(34)은 3행의 벨트 모듈(36)을 포함하되, 이들은 인접한 행들의 인터리브식 힌지 부재(39)들에 삽입된 힌지핀(38)들에 의해 힌지 조인트(37)들에서 서로 연결된다. 이 예에서, 롤러(22)는 롤러 회전축(40)을 정의하는 힌지핀에 장착된다. 플라이트(26)의 작동 부재(32)는 행들 사이의 힌지 로드에 회전 가능하게 장착된다. 작동 부재는 롤러(22)와 유사한 구성 및 동일한 반경의 롤링면(42)을 가진다. 작동 부재는 플라이트의 하측(43)을 측방향으로 지지하여, 플라이트가 저토크 활성화 시스템 내에서 작동 부재와 함께 회전하게 한다. 도 2의 후퇴 가능한 플라이트(26)는 하강된 후퇴 위치로 도시되어 있다. 플라이트의 멈춤부(30)의 윈도우(44)는 벨트 진행 방향(20)으로 플라이트의 전방에서 롤러를 수용한다. 이런 방식으로, 롤러들은 완전히 후퇴된 멈춤부(30)들보다 운반측(24)에서 더 외부로 연장된다. 플라이트 상의 구조 및 벨트 내의 구조 사이의 간섭에 의해, 플라이트는 멈춤부가 벨트의 운반측 평면에 대략 수직하는 상승된 차단 위치를 지나 회전하지 않게 된다.
도 2의 컨베이어 벨트는 도 1의 컨베이어에서 사용 가능한 벨트의 단지 일례를 나타낸다. 그러나, 다른 벨트 구성을 사용할 수도 있다. 예컨대, 회전축은 힌지핀 대신 전용 축에 의해 정의될 수 있다. 그리고, 롤러는 도 2에서와 같이 길게 형성되지 않아도 되며, 벨트의 더 많은 폭을 가로질러 장착될 수 있다. 작동 부재는 도 1에서와 같이 일체형 구성으로 멈춤부와 함께 형성될 수 있다. 아울러, 플라이트는 그 내부에 윈도우가 형성됨 없이, 후퇴된 경우 롤러들과 간섭하지 않도록 크기가 정해지고 배치될 수 있다.
도 1에서, 플라이트(26)들의 멈춤부(30)들은 아이들 스프로켓들 주위의 하부 반환로(19)로부터 운반로(18)의 상류 단부(15)로 나아가므로, 연장된 차단 위치로 도시되어 있다. 컨베이어의 상류 부분의 컨베이어 벨트(12)의 아래에 배치된 정지 마찰 베드(46)는, 컨베이어 벨트가 벨트 진행 방향(20)으로 전진함에 따라 벨트 롤러(22)들이 롤링하게 되는 정지 지지면(48)을 제공한다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 정지 지지면에 탑재된 물품 지지 롤러(22)들은 화살표(50)로 나타낸 바와 같이 그 축 상에서 회전한다. 이는 롤러들 상부에 지지된 물품(52)들이 운반로를 따라 컨베이어 벨트의 속도(VB)의 2배 속도(VA)로 전방으로 가속되게 한다. (본 명세서에 사용된 바와 같이, 속도는 지상의 멈춰있는 관찰자에게 상대적인 것이다). 이 상류 가속 구역에서, 컨베이어 벨트 상에 공급된 선두 물품들은 후속 물품들과 더욱 분리된다. 마찰 베드의 지지면 역시 플라이트(26)들의 작동 부재(32)들과 맞물린다. 작동 부재들은 롤러들처럼 컨베이어 벨트의 내측(25)에서 외부로 연장된다. 롤링면 또는 캠면(42)이 정지 지지면(48)과 접촉하는 경우, 플라이트는 화살표(54)로 나타낸 바와 같이 하강된 후퇴 위치로 그 축을 중심으로 전방으로 피벗한다. 멈춤부(30)는 롤러 높이(58) 또는 그 아래의 높이(56)에 있고, 이는 롤러(22)들의 최고점에 대한 접선에 의해 정의된다. 이런 방식으로, 멈춤부는 상류 가속 구역에서 물품(52)들의 전방 가속과 간섭하지 않는다.
활성화 벨트(60)가 도 1에 도시된 바와 같이 운반로(18)의 하류 구역에서 롤러(22)들 및 플라이트(26)들의 작동 부재(32)들에 이동 지지면(62)을 제공한다. 활성화 벨트는 상류의 정지 마찰 베드 없이 사용될 수 있다. 활성화 벨트(60)는 컨베이어 벨트(12)처럼 벨트 진행 방향(20)으로 상위런(upper run)으로 전진한다. ("이동(mobile)"이라는 용어는 본 명세서에서 지지면이 벨트 진행 방향을 따라 전진할 수 있다는 것을 의미하도록 사용되며, 지지면이 벨트 진행 방향을 따라 전진할 수 없는 것을 의미하는 "정지(stationary)"라는 용어에 반대된다). 편평한 상부를 가진 모듈식 플라스틱 벨트 또는 고마찰 외면을 가진 편평한 벨트로 실현될 수 있는 활성화 벨트는 예컨대 각 단부에서 화살표(64, 65)로 나타낸 바와 같이 구동 및 아이들 풀리들, 스프로켓들, 또는 드럼들의 주위에서 이어진다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 활성화 벨트는 컨베이어 벨트의 속도(VB)보다 예컨대 50% 더 높은 속도(VK)로 상위런을 따라 구동된다. 이는 이동 지지면(62)에 탑재된 벨트의 롤러(22)들이 화살표(66)로 나타낸 바와 같이 벨트 진행 방향(20)과 반대로 회전하게 한다. (본 명세서 전반에 사용된 바와 같이, 롤러 회전 방향은 운반로를 따른 최고점(68)에서의 롤러의 접선 속도 방향을 가리킨다). 가속 구역의 롤러들은 활성화 벨트와 접촉하는 롤러들과 반대로 회전하므로, 물품들을 감속시킨다. 결과적으로, 활성화 벨트는 감속 구역을 정의한다. 벨트 진행 방향으로 전진하는 이동 지지면 및 플라이트(26)들의 작동 부재(32)들 사이의 접촉 역시 화살표(70)로 나타낸 바와 같이 플라이트들을 회전시키고, 멈춤부(30)들을 롤러들의 높이(58) 위의 차단 위치로 상승시킨다. 역회전하는 롤러(22)들은 물품들을 차단 위치의 후속 멈춤부의 리딩면(72)에 반하여 (컨베이어 벨트의 운반측에 대해) 후방으로 민다. 물품들이 차단하는 플라이트들과 접촉하면, 컨베이어 벨트의 속도(VB)로 플라이트들과 함께 전방으로 전진한다. 회전하는 롤러들은 단지 차단된 물품들의 저면을 따라 슬라이딩한다. 그러므로, 컨베이어는 물품들을 역방향으로 계량하고, 연속적인 개별 물품(52)들을 플라이트들의 위치에 의해 정의된 균일한 간격(28)으로 분리한다. 아울러, 차단 위치의 플라이트들은 물품들이 소정의 외력의 저항에 의해 더 후방으로 밀리는 것을 방지한다.
도 5는 본 발명의 특징들을 구현하는 다른 컨베이어를 도시한다. 컨베이어(74)는 활성화 벨트(60)의 범위에 의해 정의된 감속 구역의 하류에 제2 가속 구역(76)을 추가한다. 제2 가속 구역의 길이는 상부 정지 지지면(80)을 제공하는 제2 마찰 베드(78)의 길이에 의해 정의된다. 이러한 제2 가속 구역은 상류 가속 구역과 마찬가지로 작동하여, 플라이트(26)들을 후퇴 위치로 하강시키고, 롤러(22)들을 벨트 진행 방향(20)으로 정회전시키고, 물품(52)들을 전방으로 가속시켜 더 분리되게 한다.

Claims (8)

  1. 상류 단부에서 하류 단부까지 벨트 진행 방향으로 운반로를 따라 제1 속도로 전진하며, 운반용 외측 및 반대편의 내측을 포함하는 컨베이어 벨트;
    운반용 외측 및 반대편의 내측에서 외부로 연장되며, 벨트 진행 방향에 수직하는 축 상에서 회전하도록 배치되는 복수의 물품 지지 롤러;
    컨베이어 벨트의 길이를 따라 이격된 위치에 배치되며, 각각이 컨베이어 벨트의 내측에서 외부로 연장되는 작동 부재, 및 운반용 외측에서 외부로 연장된 롤러들의 높이 또는 그 아래의 높이의 후퇴 위치 및 운반용 외측으로부터 롤러들의 높이 위로 외부 연장된 차단 위치 사이에서 이동 가능한 멈춤부를 포함하는 복수의 플라이트; 및
    운반로의 일부에서 컨베이어 벨트의 아래에 배치되며, 컨베이어 벨트의 내측에서 롤러들 및 플라이트들의 작동 부재들과 접촉하는 이동 지지면을 제공하고, 제1 속도보다 높은 제2 속도로 벨트 진행 방향으로 전진하여, 플라이트들이 차단 위치로 이동하게 하고, 롤러들이 운반측에서 벨트 진행 방향과 반대로 회전하게 하고, 그에 따라 롤러들 상부에 지지된 물품들을 차단 위치의 멈춤부들에 반하여 벨트 진행 방향과 반대로 미는 활성화 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어.
  2. 제1항에 있어서,
    작동 부재는 멈춤부 반대편에 롤링면을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어.
  3. 제1항에 있어서,
    활성화 벨트의 상류의 운반로의 일부에서 컨베이어 벨트의 아래에 배치되며, 내측에서 외부로 연장된 롤러들과 접촉하여 롤러들이 운반용 외측에서 벨트 진행 방향으로 회전하게 하고, 플라이트들의 작동 부재들과 접촉하여 멈춤부들을 후퇴 위치로 강제하는 정지 지지면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어.
  4. 제3항에 있어서,
    활성화 벨트의 하류의 운반로 상에서 컨베이어 벨트의 아래에 배치되며, 플라이트들의 작동 부재들과 접촉하여 플라이트들을 후퇴 위치로 강제하고, 컨베이어 벨트의 내측에서 외부로 연장된 롤러들과 접촉하여 롤러들이 운반용 외측에서 벨트 진행 방향으로 회전하게 하고, 지지 물품들을 벨트 진행 방향으로 컨베이어 벨트의 길이를 따라 가속시키는 제2 정지 지지면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어.
  5. 컨베이어 벨트 상에 물품들을 계량하는 방법에서,
    운반로의 일부에서, 하강된 후퇴 위치에서 차단 위치까지, 벨트 진행 방향으로 운반로를 따라 전진하는 컨베이어 벨트의 길이를 따라 이격된 위치에서 멈춤부들을 상승시키는 단계; 및
    컨베이어 벨트가 벨트 진행 방향으로 전진함에 따라, 컨베이어 벨트의 롤러들을 벨트 진행 방향과 반대로 회전시킴으로써, 물품들을 차단 위치의 멈춤부들에 반하여 컨베이어 벨트의 롤러들 상부에서 후방으로 미는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상에 물품들을 계량하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    컨베이어 벨트의 속도보다 높은 속도로 컨베이어 벨트의 내측을 따라 롤러들과 접촉하여 벨트 진행 방향으로 이동하는 이동 지지면을 제공함으로써, 물품들을 후방으로 미는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상에 물품들을 계량하는 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    컨베이어 벨트가 전진함에 따라, 롤러들을 벨트 진행 방향으로 회전시킴으로써, 물품들을 운반로의 상류 부분의 컨베이어 벨트의 롤러들 상부에서 전방으로 가속시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상에 물품들을 계량하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    운반로의 추가 하류 부분에서 멈춤부들을 하강시키는 단계; 및
    컨베이어 벨트가 전진함에 따라, 롤러들을 벨트 진행 방향으로 회전시킴으로써, 물품들을 추가 하류 부분의 롤러들 상부에서 전방으로 가속시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트 상에 물품들을 계량하는 방법.
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