KR910005047B1 - 병마개장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

병마개장치

제1도는 본 발명의 병마개장치로 공급될 때의 마개를 아니한 용기와 병마개장치에서 방출될 때의 마개를 한용기의 일반의 흐름을 표시하는 간략도.

제2도는 본 발명의 한 실시예에 의하여 구성된 병마개장치의 전체구조를 부분적 단면으로 표시한 간략도.

제3도는 제2도에 표시된 병마개장치의 마개부착헤드 하나의 상세한 구조를 표시하는 간략도.

제4도는 제2도 및 제3도에 표시된 병마개장치의 작동을 설명하는데 유용하는 시간도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 병마개장치 2, 6 : 콘베이어

3 : 용기 10 : 회전테이블

11 : 용기유지기 12 : 토오크모우터

13 : 마개유지기 29 : 마개

45 : 회전수검출기 46 : 위치검출기

50 : 제어장치

본 발명은 병과 같은 용기의 병마개장치에 관한 것이며, 특히 언제나 정확하게 소정의 죄는 토오크로 용기에 병마개를 부착할 수 있는 일정한 토오크의 병마개장치에 관한 것이다.

전형적으로 선행기술의 병마개장치는 회전테이블의 주위를 따라 배치된 다수의 용기유지기를 가진 회전테이블과 회전테이블과 같이 원의 통로를 따라 움직이게 구동되고 용기유지기에 대응하는 위치에 각기 제공되는 다수의 마개부착헤드를 포함한다.

마개부착헤드의 각각에는 저부에서 마개를 떼어놓을 수 있게 유지하고 회전테이블의 대응하는 용기유지기에 의하여 유지된 용기의 입에 마개를 틀어죄도록 회전되는 마개 유지기가 있다.

그러한 선행기술의 병마개장치에는 보통태양기어가 회전테이블의 회전축과 동축으로 설치되어 있고 다수의 피니온이 태양기어의 주위에 배치되어 맞물리게 제공된다.

피니온의 각각은 대응하는 마개유지기에 자동적으로 연결된 구동축에 고정되고 마개유지기는 대응하는 피니온이 그것과 맞물린 태양기어의 주의를 움직일 때 회전하게 구동되어 마개유지기로 유지된 마개가 대응하는 용기의 입에 틀어죄어지게 된다.

이 선행기술의 구조에서 클러치가 전형적으로 피니온과 마개유지기간의 동력전달장치에 제공되고 마개를 죄는 힘이 소정의 값에 도달하였을 때 클러치에 미끄러짐이 발생한다.

그러나 선행기술의 병마개장치에서 각 피니온의 자전은 회전테이블의 회전에 의존하므로, 용기의 마개를 틀어죄는 토오크는 회전테이블의 회전으로 직접 결정된다.

그 결과 어떤 이유로 회전테이블의 회전이 변하면, 틀어죄는 토오크도 역시 따라서 변한다.

이것은 바라는 내용물을 용기에 채우는 충전작업대 및 레벨을 용기에 붙이는 레벨부착대와 같이, 같은 용기처리 라인의 다른 처리장소와 관련하여 회전테이블의 회전속도가 다른 레벨로 설정되는 것이 때때로 요구되므로 대단히 불리하다는 것을 알게 되었다.

더우기 병마개장치 그 자체가 일정속도로 작동할지라도 마개를 하는 작업의 최종단계에서 마개에 적용되는 관성토오크의 크기가 여러 이유로 변동하므로 마개를 죄는 토오크를 정확히 일정하게 유지하는 것이 곤란하다.

그러므로 선행기술의 상술한 결점을 제거하고 개량된 병마개장치를 제공하는 것이 본 발명의 첫째의 목적이다.

본 발명의 다른 목적은 언제나 정확하게 소정의 죄는 토오크로 병과 같은 용기의 마개를 하는 것이 가능한 개량된 병마개장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 일정하게 죄는 토오크로, 병과 같은 용기의 마개를 부착하기 위한 개량된 병마개장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 용기의 입에 마개를 연속적으로 하나씩 일정한 토오크로 단단하게 틀어죄는 개량된 병마개장치를 제공하는 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이제 제1도를 참조하면, 본 발명의 병마개장치(1)가 입구 스타아기어(4)를 경유하여 운송하는 콘베이어(2)로부터 공급된 병과 같은 용기(3)(제2도 참조)를 받으며, 병마개장치(1)에서 마개가 부착된 후, 용기(3)는 출구 스타아기어(5)를 통하여 다른 운송콘베이서(6)에 방출된다.

이들 스타아기어의 상세한 구조는 이 출원의 양수인에게 양도되고 참조로서 여기에 포함된 출원중의 미국특허출원 제06/537,456호에 나타나 있다.

제2도에 표시된 바와 같이 병마개장치는 장치의 베이스로부터 수직으로 뻗은 고정샤프트(7)를 포함하고, 회전실린더(8)는 위에서부터 고정샤프트(7)에 회전할 수 있게 끼워진다.

회전실린더(8)는 장치의 베이스에 고정적으로 설치된 모우터(9)에 작동할 수 있게 결합되고, 회전실린더(8)는 모우터로 구동될 때 고정된 샤프트(7) 주위를 회전하게 구동된다.

특별하게 표시가 안되었지만, 모우터(9)는 본 발명의 병마개장치와 같은 용기처리 라인에 배치된 충전 및 레벨부착대와 같은 다른 관련작업대의 작동속도와 관련하여 회전실린더(8)의 회전속도를 제어하게 구동된다.

회전테이블(10)이 회전실린더(8)에 고정적으로 설치되고, 회전테이블(10)에는 등간격으로 그것의 주위에 따라 배치된 다수의 용기유지기(11)가 제공된다.

병마개 부착헤드 조립체가 회전실린더와 일체로 그것의 바로 위에 제공되고 이 조립체에는 대응하는 용기유지기(11)에 가까이 또는 멀리 움직이게 용기유지기(11)에 대응하는 수로 그의 바로 위에 배치된 다수의 마개유지기(13) 및 대응하는 마개유지기(13)을 회전하게 구동하기 위한 토오크모우터(12)가 포함된다.

토오크모우터(12)는 각각의 브래킷(14)에 고정적으로 설치되고, 브래킷은 차례로 회전실린더(8)의 주위에 배치되어 고정적으로 설치된 안내로드(15)에 미끄러지게 지지된다.

그와 같이 브래킷(14)은 안내로드(15)에 의하여 상·하로 안내되면서 움직인다.

소정의 형상을 가진 캠레일(Cam rail)(16)이 역시 회전실린더(8)의 둘레에 고정되어서 제공된다.

브래킷(14)은 캠레일(16)과 맞물리고 브래킷(14)은 안내로드(15)만 아니라 캠레일(16)에 의하여 상·하로 움직이면서 안내된다.

제3도에 표시된 바와 같이 마개유지기(13)가 원통형 연결기(22)를 통하여 토오크모오터(12)의 회전샤프트(21)에 자동적으로 결합된 구동샤프트(20)의 하단에 고정적으로 부착되고 원통형 연결기(22)는 그의 내부 주위면에 길이방향의 홈(23)이 형성되고 회전샤프트(21)에 고정적으로 설치된다.

구동샤프트(20)의 상단에는 홈(23)에 느슨하게 끼워진 키이(24)가 제공된다.

그와 같이 구동샤프트(20)는 연결기(22)와 미끄러지게 접촉되고, 토오크모우터(12)와 마개유지기(13)간의 동력전달 관계를 유지하는 동안 연결기(22)에 관련하여 소정의 범위로 상·하로 움직이게 된다.

구동샤프트(20)에 고정적으로 설치된 정지링(25)이 역시 제공되고 정지링(25)은 마개유지기(13)의 최하위치를 결정하고 구동샤프트(20)가 미끄러져 나가는 것을 방지한다.

다른 한편으로 마개유지기(13)는, 회전테이블(10)에서 직립하고 용기유지기(11)에 의하여 유지된 용기(3)의 입에 단단하게 틀어죄어져야할 마개(29)를 일시적으로 유지하도록 되어 있다.

표시된 바와 같이 마개유지기(13)에는 압력실(30)이 제공되고, 그것을 한편에서 형성하는 원판(31)은 압축된 가스가 압력실(30)에 도입되었을 때 아래로 힘을 받아 움직인다.

고리형 탄성부재(32)가 역시 원판(31)밑에 부분적으로 접촉하게 제공되고 고리형 탄성부재(32)는 사용되는 마개(29)의 외경보다 약간 큰 직경의 개구를 가진다.

원판(31)에는 그의 저부에서 주위에 따라 연장한 원형융기부가 제공되므로 융기부는 통상적으로 고리형탄성부재(32)와 접촉하고 그것은 마개(29)가 그것을 통하여 연장할 수 있을 정도로 큰 중앙구멍이 있는 밀폐부재에 지지된다.

그와 같이 하여 원판(31)이 하부로 압축되었을 때 고리형 탄성부재(32)는 변형되어 그의 개구의 직경이 작게되어 마개(29)는 일시적으로 마개유지기(13)에 의하여 유지된다.

압력실(30)은 유체역학적으로 통로(33), (34) 및 (35)와 도관(36) 및 전자밸브(37)를 통하여 압축가스원(38)에 연결된다.

추가의 통로(39) 및 (40)이 마개유지기(13)에 마련되는데, 이 통로들은 마개(29)가 고리형 탄성부재(32)에 의하여 유지되었을 때 마개(29)의 윗면이 위치되는 지점으로부터 대기까지 이어지게 되어 있어, 마개(29)가 그 윗면의 진공의 발생으로 인하여 마개유지기(13)에 달라붙는 것을 방지한다.

토오크모우터(12)에는 제2도에 표시된 바와 같이 회전엔코더와 같은 회전수검출기(45)가 제공되고, 병마개장치는 그의 기계하우징에 고정적으로 설치된 회전실린더(8)의 회전위치를 검출하기 위한 위치검출기(46)을 포함한다.

검출기(45)로부터의 도선(47)이 회전죠인트(48)를 통하여 마이크로컴퓨터와 같은 제어장치(50)에 연결되고 다른 검출기(46)부터의 도선(49)은 제어장치(50)에 직접 연결된다.

제어장치(50)는 토오크모우터(12)의 각각에 공급되는 전류의 레벨을 조정하는 것에 의하여 토오크모우터(12)의 각각의 출력을 제어하므로써 마개유지기(13)로 마개(29)를 조이기 위한 토오크의 레벨을 제어한다.

뒤에 상세히 설명되는 바와 같이, 회전실린더(8)의 회전위치에 따라, 마개부착 작업의 제1단계에서 마개유지기(13)에 의하여 마개(29)에 공급되는 토오크는 소정의 기준레벨보다 큰 제1레벨에 설정되고, 마개부착작업의 다음 제2단계동안 토오크는 소정의 기준레벨보다 낮은 제2레벨에 설정되고, 제3단계에서는 토오크가 소정의 기준레벨에 설정된다.

상술된 구조를 가지고, 회전실린더(8)가 모우터(9)로 회전되었을 때 마개가 안되어 있는 상태로 운송콘베이어(2)에 세워져 있는 용기(3)가 입구 스타아기어(4)에 의하여 규정된 순서로 하나씩 회전테이블(10)의 대응하는 용기유지기(11)에 안내되고 일시적으로 직립한 상태로 회전테이블(10)위에 고정된다.

다른 한편으로 마개(29)가 공급원(도시안됨)으로부터 공급되어 제3도에 표시된 바와 같은 마개유지기(13)에 의하여 개별적으로 보유된다.

마개가 고리형 탄성부재(32)에 이루어진 개구에 삽입되었을 때 검출신호가 검출기(미표시)에 의하여 제어장치(50)에 공급되고 제어장치(50)는 전자밸브(37)에 작동신호를 공급하여 그것을 여기시켜 개방상태로 만든다.

그와 같이 하여 압력하의 가스가 압축가스원(38)부터 압력실(30)에 공급되어 고리형 탄성부재(32)가 변형되어 일시적으로 마개(29)를 단단하게 잡는다.

마개가 안된 용기(3)가 용기유지기(11)에 의하여 회전테이블(10) 위에 안정되게 보유되고 마개(29)가 마개유지기(13)로 단단하게 유지된 상태에서 토오크모우터(12)와 마개유지기(13)가 캠레일(16)에 의하여 안내되어 점차적으로 하강하여 마개유지기(13)로 단단하게 유지된 마개(29)가 대응하는 용기(3)의 입에 끼워지게 된다.

토오크모우터(12)는 그의 하부에 소정의 위치에 올때까지는 작동하지 않게 유지된다.

제4도에 표시된 바와 같이 검출기(46)는 회전실린더(8)의 회전위치가 마개를 틀어죄는 동작개시위치(S)에 있는 상태, 즉, 토오크모우터(12)가 하강 위치에 있어 마개(29)가 대응하는 용기(3)의 입에 끼워지게 되는 상태를 검출하였을 때 검출기는 검출신호를 제어장치(50)에 공급하고 제어장치(50)는 제1구동신호를 토오크모우터(12)에 공급하여 토오크모우터(12)가 소정의 기준레벨을 가진 밀폐 토오크(F)보다 높은 레벨인 제1의 토오크(G)로 구동되게 한다.

큰 토오크(G)가 마개부착작업의 제1단계에 적용되는 이유는 마개(29)가 용기(3)에 관련하여 부적당하게 배향되거나 기울어지지 않게 하기 위해서다.

마개(29)가 처음에 마개유지기(13)의 하강운동으로 결합하게 될 때 용기(3)의 입에 대하여 기울어 지더라도 큰 토오크(G)로 구동될때에는 그것이 용기(3)의 입에 대하여 적절하게 배향될 수 있다.

이 큰 구동토오크(G)의 레벨은 유리하게 마개(29)의 재질이나 형상을 고려하여 설정된다.

마개(29)가 개시위치(S)로부터 한번 회전된 후 도달하는 위치(A)보다 약간 더 회전되었을 때 마개(29)는 필연적으로 용기(3)의 입의 나사부와 결합하게 되어 제어장치(50)는 이제 제2구동신호를 토오크모우터(12)에 공급하고 그것에 의하여 토오크모우터(12)는 밀폐토오크(F)보다 낮은 레벨인 제2의 토오크(H)로 구동된다.

마개(29)가 개시위치(S)로부터 소정의 회전수로 회전되었다고 가정하면 용기(3)의 입에 마개(29)를 틀어죄기 위한 작업은 마개(29)와 용기(3)의 입간의 나사결합이 정상이라면 제4도에 표시된 위치(B)에 앞선 위치에서 종료한다.

따라서, 이 경우에 마개(29)의 회전은 제4도에 표시된 1점 쇄선(I)으로 표시된 바와 같이 끝난다.

이 순간에 회전으로 인한 관성토오크가 토오크(H)보다 높은 레벨로 마개(29)에 적용될지라도 최종 밀폐토오크(F)가 그러한 관성토오크 보다 크게 설정되어 있는 한 본 발명에서 문제는 일어나지 않는다.

제어장치(50)가 검출기(45)에 의하여 마개(29)가 위치(B)로 회전되어 있지 않다는 사실을 검출하였을 때, 그것은 제3구동신호를 토오크모우터(12)에 공급하여 토오크모우터(12)는 최종 밀폐토오크(F)로 회전된다.

그와 같이 마개(29)는 항상 같은 토오크 레벨에서 용기(3)의 입에 단단하게 죄어지게 된다.

그후, 제어장치(50)가 회전실린더(8)가 제4도에 표시된 위치(C)를 취하게된 사실을 검출하였을 때 그것은 토오크모우터(12)의 회전을 정지하게 하고, 전자밸브(37)의 여기 상태를 제거하고 마개유지기(13)부터 마개(29)를 해방시킨다.

그때 캠레일(16)과의 결합을 통하여 마개유지기(13)와 토오크모우터(12)는 그들의 원래의 상부위치에 복귀된다.

다른 한편으로 이제 적절하게 마개(29)가 씌워진 용기(3)는 용기유지기(11)로부터 출구 스타아기어(5)를 경유하여 운송콘베이어(6)에 전달된다.

검출기(45)가 위치(A)에 마개유지기(13)가 회전하고 있지 않은 상태를 검출하면 제어장치(50)는 양호하게 경보장치(미표시)를 작동시키기 위하여 경보신호를 공급하도록 구성된다.

또, 한가지 방법으로 대응하는 용기(3)가 용기유지기(11)로부터 해방되었을 때 적절한 기구를 통하여 소정의 장소에 운송되도록하여 정상의 처리 라인에서 문제의 용기(3)를 제거하도록 구성하여도 좋다.

한편으로 마개유지기(13)가 위치(B) 및 역시 위치(C)에서 회전되는 것이 검출되면 이것은 고장상태를 표시하므로 양호하게 제어장치(50)가 상술된 제어기구를 작동 또는 경보신호를 공급하게 구성된다.

제4도에서 위치(E)는 마개유지기(13)로 마개(29)를 해방하기 위하여 소요되는 시간을 고려하여 마개유지기(13)와 토오크모우터(12)가 캠레일(16)과의 결합을 통하여 그들의 원래의 상부위치에 복귀하는 위치에 앞서도록 설정된 위치를 표시한다.

제어장치(50)에 의한 제어작동이 고장과 같은 어떠한 이유로 위치(E)에서 아직 계속된다면 그의 제어작동은 강제적으로 종료되고 마개(29)는 마개유지기(13)로부터 강제적으로 해방된다.

검출기(46)를 사용하는 대신에 이 위치(E)를 전격으로 검출하는 다른 검출기가 제공되어도 좋다.

상술된 실시예에서 토오크모우터(12)의 토오크의 레벨은 직접적으로 제어된다.

그러나, 본 발명의 다단계 클러치가 태양기어와 피니온간의 동력전달계통에 제공되면 전술한 태양기어와 피니온의 조합에 역시 적용될수 있고 여기에서 클러치는 공기압과 같은 적당한 수단으로 전달되는 토오크의 레벨을 조정한다.

이 경우에 클러치는 그것에 공급되는 공기압의 레벨에 따라 달라지는 레벨의 토오크를 전달한다.

Claims (4)

1. 소정의 죄는 토오크로 용기의 입부분에 마개를 틀어죄는 병마개장치로서, 소정의 통로를 따라 용기를 운반하는 운반수단과; 용기에 부착될 마개를 해방할 수 있게 유지하는 유지수단(13)으로서, 상기 유지수단(13)은 용기에서 떨어져 놓여지는 비작동위치와 용기에 마개를 부착하도록 용기에 가까이 놓여지는 작동위치의 사이에서 움직일 수 있는 유지수단(13)과; 상기 유지수단(13)이 작동위치에 놓여졌을 때 유지수단(13)에 토오크를 적용하는 토오크 적용수단(12)과; 상기 유지수단(13)에 적용하는 토오크의 레벨을 제어하여 마개부착작업의 제1단계동안 상기 토오크가 소정의 기준레벨보다 낮은 제1레벨을 가지게 하고 제1단계에 연속하는 제2단계동안 상기 토오크가 기준레벨을 가지도록 하는 제어수단(50)으로 구성된 것을 특징으로 하는 병마개장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1단계는 그 앞에 토오크가 기준레벨보다 높은 제3레벨에 설정되는 예비단계가 있는 병마개장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1단계는 용기의 입부분에 마개를 틀어죄는 작동의 완료시에 종료되고, 기준레벨은 틀어죄는 작동의 완료시에 마개에 적용되는 관성토오크의 레벨보다 높은 병마개장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 운반수단은 회전할수 있게 지지된 회전테이블(10)과 서로 간격을 떼어 회전테이블의 주위에 따라 제공된 다수의 용기유지기(11)를 포함하는 병마개장치.

Images