棒狀物品儲存設備的製作方法

2023-07-01 18:35:51 2

專利名稱：棒狀物品儲存設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及棒狀物品儲存設備，特別是菸草工業中的物品，如捲菸或過濾嘴。
背景技術：
在菸草工業的物品如捲菸生產中，實際上普遍是直接把這種物品從製造這種物品的製作裝置輸送到如打包機這樣的接收裝置上。通常，這種物品本身沿著與這種物品長度成橫向的方向，以連續多層物品流形式或「地毯狀成層(carpet)」的形式移動被輸送。
按慣例，這種地毯狀成層厚度為50-100mm。
此外，由於菸草工業中所用製造機器與包裝機器二者的複雜性以及每臺機器製造和包裝產品的量大，如果由於工藝過程故障導致這些機器之一被迫關機，相當大量的產品常滯留在該機器中，由於這些產品的特性，常常意味著再啟動該機器時必須要去掉這些產品。同樣，由於這些機器同時運行來保持兩類機器作業，如果一種機器如包裝機產生故障，常常會使位於製造機器和包裝機器之間的傳送帶系統上的產品堆積阻塞，需要關閉成對機器中的相應一個機器。因此，問題就被翻倍了，在兩機器被關閉時兩機器中聚集過量產品，必然要去掉兩倍多的產品。為此，需要一種緩衝儲存設備來補償生產產品數與包裝產品數間的任何差異。
用於這種目的緩衝儲存設備有兩種基本類型。第一種稱作「FIFO」式儲存設備(先進先出式)，這種類型的儲存設備具有一條輸送帶，該輸送帶常以螺旋式在進口部與輸出部之間環繞著堆積圈，用於接收並傳送產品，該輸出部遠離進口部。無論該儲存設備是否保持連續運行，該輸送帶只在一個方向中傳送，以便在該儲存設備中接收到的第一產品也是第一個送出的產品。這種FIFO式儲存設備長度是可調的，這種螺旋帶的平行支架間的尺寸是可調節，可以在調節範圍內調節支架為彼此接近和遠離以為了調節容器增加或減小所需帶長。在這種方式中，如果包裝機不運行，調節這種FIFO式儲存設備螺旋帶支架間的距離會增加帶長，通過適當的帶進出速度的變化(事實上在保持進入速度恆定的同時，輸出可能被完全停止)，即使沒有產品輸出，被送進儲存設備中的過量產品可以被環繞各種螺旋的帶長的增加所收容。通常這種類型的帶被稱作連續環形帶，它連有一個與該帶相聯合的、收容帶的不載運產品的部分的調節裝置，這種無產品運載長度段的相關聯調節會提供用於加長螺旋的附加帶，或者，在螺旋長度段減少情況下收容帶長度段。這種FIFO式設備的實例參見EP0738478和WO99/44446。
另外，第二種緩衝儲存設備被稱作FIFO儲存設備(先進後出式)。來自製造機器的地毯狀成層式流動路徑通常沿著T形中繼站的一個分支流動並被傳送沿著該T形中繼站的主幹區到達包裝機。一旦包裝機不能應付來自製造機器的大量產品，通常，在貯存緩衝期間，T形中繼站使產品轉向通過第二分支到達一個螺旋形環形輸送帶的進口部，螺旋環形帶能使產品以遠離該進口部的方式進行運送。隨後，當不再需要附加貯存時，停止螺旋緩衝設備(buffer)中帶的移位，再把製造機器製造的產品轉向回到直接向包裝機運送。在這種情況下，現在地毯狀成層產品被保持在緩衝儲存設備中，如果製造過程受到幹擾，緩衝儲存設備的輸送帶就能反向以便把被貯存的產品沿著螺旋帶在相反的方向中回送向進口部，從而該產品被轉移到T形中繼站，並送到包裝機。由此可見，第一進入緩衝儲存設備的產品將是最後一個送出的產品。這種FILO式緩衝儲存設備的實例參見US5361888。
但是，這兩類標準型儲存設備有一定的缺陷，使用FILO式設備時進入該緩衝貯存設備中的產品可能在相當時期內被保存在其中，不利於產品本身。必須要使產品本身不在儲存區保持太長時間，否則由於儲存區的空氣溼度影響產品會受損或變得味道不新鮮。因此，FILO式設備常常需要定期清空以確保產品不會以這種方式損壞，並且，這本身需要對被貯存於這些緩衝儲存區的產品本身進行仔細監測。
另一方面，使用FIFO式設備時雖然避免了上述FILO式設備的缺陷，但需要產品輸送分支和輸送帶返回分支(產品輸送分支在產品輸入部與產品輸出部間伸展，而輸送帶返回分支從產品輸出部延伸到產品輸入部)，常需要大量的帶體保持在帶返回分支中，以補償帶體的產品輸送長度段的適當和必要的調節。特別是上述現有技術是利用兩種分離帶部以較複雜的方式來實現這種功能的，從而儲存設備要佔據大量空間。

發明內容
因此，本發明一個目的是提供一種改進的可調節的緩衝儲存設備(bufferreservoir)，它能克服上述缺陷。
根據本發明，變容式棒狀物品儲存系統包括一個產品輸入部和一個產品輸出部，具有一個連續環形輸送帶，該環形輸送帶具有可調節產品輸送長度段和互補的可調節輸送帶卷收長度段，該系統還具有輸送帶調節裝置，該輸送帶調節裝置具有增加或減少產品輸送長度和分別互補地增加或減少輸送帶卷收長度段的作用，其中輸送帶調節裝置包括第一和第二支撐構件，且在第一和第二支撐構件之間並由其支撐的是產品輸送長度段輸送帶卷收長度段中的一個以限定一個環繞著所述第一和第二支撐構件伸展著的螺旋路徑，其特徵在於所述產品輸送帶長度段或輸送帶卷收長度段中的另一個被支撐在所述第二支撐構件和一個第三支撐構件之間，其中所述第一和第三支撐構件是固定的，不能朝向所述第二支撐構件相對移位，而該第二支撐構件相對所述第一和第三支撐構件是可移位的，以同時分別對所述第一和第二支撐裝置之間以及所述第二和第三支撐裝置間伸展著的輸送帶長度進行互補的調節。
在一個優選方案實例中，至少所述第一和第三支撐構件之一是固定的不能相對於所述第二支撐構件移位，在一個實施方式中，第一和第三支撐構件都被固定而不能移位。或者通過在遠離所述第二支撐構件的方向中向所述第一和第三支撐構件中至少之一施加偏壓力，以便偏壓所述第一和第二支撐構件中所述至少之一使其遠離所述第二支撐構件，使至少所述第一和第三支撐構件之一被約束而不能朝向所述第二支撐構件移位。在這種方式中，所述第一和第三支撐構件中所述至少之一構成一個輸送帶鬆弛消除器，在施加偏壓力的情況下，該輸送帶鬆弛消除器會卷收輸送帶中的任何鬆弛。最好固定第一和第三支撐構件之一使其不能移位，而另一支撐構件將受偏壓力而形成這種輸送帶鬆弛消除器。
第二支撐構件可以偏離在第一和第三支撐構件之間伸展著的一個平面，最好第二支撐構件直接布置在所述第一和第三支撐構件之間。
通常，至少所述第一和第二支撐構件還包括支撐裝置，該支撐裝置實現對螺旋輸送帶進行的環繞著所述第一和第二支撐裝置的傳送和支撐。該支撐裝置通常限定一個拱型路徑，且該支撐裝置最好為繞著基本直立或垂直軸線布置的輪形。
支撐構件本身常包括一個圓筒形鼓輪，且把每一拱型路徑布置在一個與所述鼓輪的一個軸線垂直的平面內，最好在一個水平平面內。優選方式是這種儲存系統還包括導向裝置，該導向裝置與所述拱型路徑的入口和出口中至少一個相連，從而使所述環形輸送帶能從一個第一平面移位到一個第二平面。
在本發明的一優選方式中，產品輸送長度段和輸送帶卷收長度段都是繞著第二支撐構件伸展的，以便能被間隔交錯布置，特別是在具有圓筒形鼓輪的情況下。
最好是第一和第二支撐構件具有平行軸線，所述螺旋路徑環繞該軸線伸展。
此外，所述產品輸送長度段或輸送帶卷線長度段的另一個還限定一個互補的第二螺旋路徑，該互補的第二螺旋路徑繞所述第二和第三支撐構件並在它們之間，且常與第一螺旋路徑具有相同的螺旋間距。環繞該鼓輪這兩條或每條螺旋路徑的螺距可以是可變的，但最好兩條螺旋的螺旋路徑的螺距是固定的，且被間隔交錯布置的路徑的每條螺旋路徑的間距常是固定的。
所述產品輸送長度段或輸送帶卷收長度段中的另一個還可以限定至少一對第一和第二相鄰路徑長度段，該相鄰路徑長度段在平行於所述第二支撐構件的所述軸線的一個第一平面內的相對方向中伸展於所述第二和第三支撐構件之間；所述第三支撐構件具有傳送裝置，該傳送裝置用於傳送該第一平面內的所述相鄰第一和第二路徑長度段間的所述輸送帶。至少一個第三路徑長度段可以與該對第一和第二路徑長度段相連，且在第二和第三支撐構件之間伸展，並與所述第一和第二路徑長度段之一相鄰且反向，以便位於一個與第二支撐構件的軸線垂直的第二平面內，所述第二支撐構件具有傳送裝置，通常為拱型，用於傳送在該所述第二平面內的所述第三路徑長度段和所述第一及第二路徑長度段中所述之一之間的所述輸送帶。
優選方式是，通過在遠離所述第二支撐構件的方向中對第三支撐構件傳送器施加偏壓力，從而偏壓第三支撐構件傳送器使其遠離所述第二支撐構件，使所述第三支撐構件傳送器被獨立約束不能朝向所述第二支撐構件移位。在這種方式中，即使第三支撐構件相對於第二支撐構件是固定的，第三支撐構件上的傳送裝置也可以被獨立地以這種方式偏壓，從而實現輸送帶鬆弛消除器。
在本發明一個或多個實施例中，產品輸送長度段或輸送帶卷收長度段中的另一個可以限定至少一條蛇形路徑。
優選方式是，這種儲存系統可以包括一個先進先出體系，其中所述產品輸出部遠離所述產品輸入部，所述產品輸送長度段伸展於所述產品輸入部和所述產品輸出部之間，所述輸送帶卷收長度段伸展於所述產品輸出部和所述產品輸入部之間。
這種儲存系統也可以包括一個可反向的先進後出體系，其中所述產品輸入部和輸出部於所述輸送帶路徑的相同位置處重合，所述產品輸送長度段伸展於所述輸入部和所述環形輸送帶上的一個限定停止位置之間，所述輸送帶卷收長度段環繞著所述帶的剩餘部分伸展於所述停止位到所述產品輸入部之間。
優選方式是，這兩種類型的儲存系統可以包括直立著的第一和第二支撐構件，以便使兩者位於第一和第二水平平面之間，第二和第三支撐構件也位於相同的第一和第二水平面之間，以便產品輸送螺旋與輸送帶卷收長度段基本在這兩平面之間伸展。
參照下列附圖，僅用實施例來描述本發明的最佳實施例。


圖1是本發明變容(variable capacity)儲存設備的透視圖；圖2是圖1所示變容儲存設備輸送帶路徑的透視圖；圖3是圖2所示變容儲存設備的從上看的平面圖；圖4是圖2所示儲存設備中可調鼓輪構件的透視圖；圖4a是圖3所示儲存設備以及圖4所示可調鼓輪構件沿IV-IV線的橫剖面圖；圖4b是圖2所示輸送帶的一部分長度段的平面示圖；圖4c是圖4b所示輸送帶沿V-V線的橫剖面圖；圖5是圖2所示儲存設備中高度調節導件(guide)的側視圖；圖6是繞著圖2所示儲存設備的流動路徑局部側視圖，表示繞著一個末端鼓輪的輸送帶的高度調節；圖7是本發明另一實施例中儲存設備輸送帶路徑示圖；圖7a是圖7所示另一實施例中儲存設備從上看的平面圖；圖7b是圖7a所示另一實施例中儲存設備側視圖；
圖7c是圖1和圖7中所示儲存設備頭板(head board)設計的示圖；圖8是本發明又一實施例中儲存設備的局部側視圖；圖9a是圖2所示儲存設備的從上看的平面圖，其中在一個末端位置中有一個可調節鼓輪；圖9b是儲存設備的從上看的平面圖，具有圖7所示的路徑構造，並在一個末端位置中有一個可調節鼓輪；圖10a是用於圖1所示儲存設備的惰輪(idler wheel)透視圖；圖10b是圖10a所示惰輪的側視圖；圖10c是10a所示惰輪平面圖，表示沿第一方位安裝在其上的輸送帶橫剖面。
具體實施形式下面參照附圖，僅以實施例的方式，說明本發明的最佳實施方式。
圖1圖示細長棒狀物品如香菸或過濾嘴9使用的變容儲存設備10的一條輸送帶路徑(圖1所示實施例中呈分解狀)，具有在兩條互補的螺旋路徑(spiralpath)14、16中伸展著的一條連續環形輸送帶12，第一螺旋路徑14圍繞著一個第一固定鼓輪18(圖1中為示意性示出)和一個第二可調鼓輪20(為了清楚，圖1中省略了其結構，以後將詳細描述)並在它們之間延伸。第二螺旋路徑16伸展於第二鼓輪20和一個第三鼓輪22(圖1中也省略了其結構)之間。
與常規類型一樣，該儲存設備10包括一個標記為24所示的產品輸入部和標記為26所示的產品輸出部26。
在實際生產中，從製造機器起沿著一條常規的產品輸入流動路徑28輸送類似香菸(或菸草製造業所用的過濾嘴)的圓柱型棒狀物品，該流動路徑28包括一基本垂直的通道30，在其頂部基本以90°轉向，利用常規的輸送帶32把產品輸送到產品輸入部24。這種類型的產品遞送體系通常是與先進先出式儲存設備一起使用的，由於這並不是本發明的特徵，在此將不作更為詳細的說明。
同樣，這種類型先進先出(FIFO)式變容儲存設備上的產品輸出部26也是常規類型的，包括一個基本垂直的使產品(香菸或過濾嘴)落入其中的釋放滑通道34。這種產品輸出部26具有導向面36，協助把產品順利地流進通道34。由於產品輸出部本身並不構成本發明的特徵部分，在此也將不作更為詳細的說明。圖1中所示的輸入部和輸出部只是為了示意，在本技術領域內這種產品輸入和產品輸出有許多變化，任何或所有的變化都可以用於本發明中。
參照圖2，該視示出圖1所示輸送帶路徑結構的實際應用，表示輸送帶12分別環繞著第一鼓輪18、第二鼓輪20和第三鼓輪22伸展。在此需要注意的是，圖2中所示第一、第二、第三鼓輪間的相對距離與圖1中所圖示的是不同的，但原理是相同的，這在後面再作解釋，在這些鼓輪間的長度段可以根據最終使用者所要求的特殊的可變容量儲存設備來預設。圖1圖示了具有極大容量且也是在容量上具有最大變化的儲存設備實施例，而圖2表示容量上變化顯著減少的較小容量的儲存設備，如圖2所示，因為第二鼓輪20隻能在外側鼓輪18和22之間從左向右做受極大限制的移動。圖2隻是圖示，但在實際應用可以理解，在外側鼓輪18和22之間的最小距離要允許其間的可調鼓輪20有最小限度的移動，這在後面再作說明。不過，圖2以及相關聯圖示的輸送帶長度段中斷部21(參見圖3圖示)只表示這種類型儲存設備大小可變，以通過適當調節外側鼓輪18和22間的間距就能適應不同容量。但作業原理是相同的，圖2示出了(沒有產品輸入或產品輸出路徑)環繞鼓輪18、20和22的輸送帶20的關係。
用作傳送部件的這三個鼓輪本身基本上是相同的，參照圖4和圖4a，下面將詳細說明。圖4表示中心可調節鼓輪20的透視圖。該鼓輪具有一系列圓盤38，圓盤安裝在一個不可轉動的中心柱40上，該柱具有一中心軸線42。該中心鼓輪20被設計成能運載輸送帶12的每個螺旋路徑14和16的一末端；該圓盤成對布置，每對中的一個分別支撐每一螺旋路徑的一個分支。在這個特定實施例中，每對中的上圓盤37運載第一螺旋路徑14，而相關聯的下圓盤39運載第二螺旋路徑16。
圓盤的對數根據儲存設備所需總容量而定，可以隨著鼓輪20高度的增加而增加。尤其是可以看出，每個圓盤37、39分別安裝在相關聯的柱環41、43上(圖4a)；柱環安裝在柱40上，且是可轉動的。每個柱環41、43限定鼓輪結構中各圓盤38間的間距。通過改變柱環41和43的大小，就能改變圓盤間的間距。在這個特定實施例中，接連的頂部圓盤37間的間距P1是恆定的，接連的下部圓盤39間的間距P2是恆定的。但是，如果需要，通過調節各柱環高度就能使鼓輪上的間距P1和P2按所需變化。
如圖1所示，可以理解螺旋路徑布置為具有在兩鼓輪間伸展的平行側邊，事實上，環繞經過鼓輪20的輸送帶螺旋路徑14、16隻與其相關聯的圓盤37、39相配合，並圍繞該圓盤圓周的一半。在這個實施例中，鼓輪20具有相聯的具有外導向面的拱型杆44，該杆協助支撐繞該鼓輪的螺旋路徑14和16。
參照圖4c能更好地理解，圖4c表示輸送帶橫剖面。眾所周知，在這種體系中常用的輸送帶是由許多單個的鏈節元件46通過搭接部連接起來的，該搭接部具有通過其中的銷。參照圖4c，常用輸送帶元件46基本設計為具有T型橫截面；該截面具有寬闊上平臺48，用於支撐其上被運載的產品，從該上平臺48起向下伸展的是垂直的主幹部件50，該主幹部件50具有兩個被置於其兩側並向外伸展著的凸緣52，凸緣52與上平臺48平行但寬度基本小於上平臺48。這些凸緣52在主幹部件50兩側呈現為兩通道54。這種類型的輸送帶設計是工業中眾所周知的，它改善了輸送帶強度，與支撐構件的可靠嚙合能提高輸送帶長度段的剛性。
尤其是這種類型的輸送帶可以被支撐在一個特定的平面內，或者被支撐在由導向面或支撐面(未圖示)所限定的傾斜面內，以便下表面256與這種支撐構件接合。或者，通道54可以接收支撐構件的相配合的凸緣(也未圖示)，以另一種方式支撐該輸送帶。
參照圖4a，輸送帶螺旋路徑14和16(用於圖示目的)與各自的圓盤37和39相嚙合。在這種方式中，可以看出，在輸送帶繞鼓輪20伸展時，圓盤38之一提供與輸送帶14的內通道54相嚙合的凸緣56，隨著輸送帶繞鼓輪20在其拱型路徑中伸展，由提供適當支撐的拱型杆44支撐輸送帶14的外通道54。同樣，圓盤39和相關聯的拱型杆44與輸送帶16的配合也是類似的。由於輸送帶只沿遠離主螺旋的半周環繞鼓輪，拱型杆44隻需繞鼓輪一半路徑伸展。
在這個實施例中可以看出，每個圓盤38都是繞著固定柱40可轉動的，以便能支撐環繞鼓輪的各個螺旋的可轉動移動。不過，圓盤本身可以不繞柱40轉動，輸送帶12可以只由這些圓盤和相關聯的拱型杆44支撐在可轉動的路徑中，從而輸送帶14和16會在這些圓盤上以滑動接合的形式通過。
此外，圖4和圖4a所示的鼓輪包括帶有大量缺口區156的圓盤，可以認為這僅僅是為了降低設備的重量和成本。
由額外框架58支撐杆44，該額外框架被限制不能繞柱40移動，利用安裝在柱40上的橫向伸展的支撐臂60限制該額外框架。
如上所述，圖4和圖4a所示的鼓輪20是用於支撐兩螺旋14和16(參見圖1)內端的可調節中心鼓輪。相關聯的外鼓輪18和22在設計上是相似的，但每個外鼓輪只支撐相關聯的螺旋輸送帶14和16的外端，只需要每對圓盤37和39中的一個圓盤，因此未被利用的圓盤是可以被拆下的。如果要拆下未被利用的圓盤，必須把相適當的隔開構件限定在鼓輪柱上，以保持或實現相繼的圓盤間理想距離。但是，圓盤與輸送帶的作業關係是一樣的。為了清楚起見，省去圓盤39就成為鼓輪22的類似橫剖面視圖，而省去圓盤37就成為鼓輪18的類似橫剖面視圖。
不過，這些鼓輪18、20和22與現有技術中所用的類似鼓輪裝置有顯著的不同方面。從圖1和圖4a可以清楚的看到，環繞鼓輪伸展著的螺旋輸送帶的每層拱型路徑被保持在一個與鼓輪軸線42基本垂直的平面內。在這種方式中，輸送帶沿循的環繞鼓輪的拱型路徑保持在一個水平的平面內。現有技術中螺旋輸送帶是沿著環繞鼓輪的圓周的傾斜路徑伸展來實現螺旋高度變化的。
但是，可以看出，傾斜這種類型螺旋輸送帶的拱型路徑會對由這種輸送帶運載的產品產生附加應力，在產品為類似香菸或過濾嘴這樣的易受損棒狀物品的情況下，對產品本身會造成損壞。不過，如果把拱型路徑保持在一個水平的平面上，這些附加應力被最小化，因此會顯著減少額外的損壞的可能性。
可以認為，在螺旋的相繼分支間螺旋排列需要有高度變化，現有技術中這種高度變化是通過傾斜繞鼓輪的拱型路徑來實現的，而本發明產生這種必要的高度變化是分別在相鄰的鼓輪18和20以及20和22之間伸展著的輸送帶路徑上實現的。
參照圖5，圖示出隨著圓盤38繞鼓輪22轉動，鼓輪22帶有圓盤38，圓盤38在箭頭72所示的方向輸送輸送帶16離開該鼓輪。鼓輪22的每個圓盤38都有一個相聯合的傾斜的導向斜面70，該斜面70與輸送帶12以類似於圓盤38的方式通過帶有與每個鏈節元件46的通道54相嚙合的凸緣(未圖示)的方式相配合。相對於鼓輪22限定該斜面70，以便當水平輸送帶14被驅動脫離鼓22時，沿傾斜的斜面70向下移動預定的距離，直到輸送帶12與基本水平的導向面72接合併由其支撐該輸送帶12，該導向面72支撐著位於其上的輸送帶12的基部56。如圖5所示，斜面70相對於水平面的角度α最好為7°。不過，根據需要該角度本身可以在1°至15°間變化。該斜面70準確長度要預定為對這種類型儲存系統的特定使用能使螺旋的相繼的垂直分支間產生需要的間距。需要較大的間距就要增加該角度α，或者增加斜面70的長度。
或者，如在此所示的最佳實施例，尤其是參照圖1，可以看出，中心鼓輪20沒有任何與其相關聯的導向面，但被固定的外側鼓輪18和22的每一個都有與導入鼓輪的輸送帶輸入路徑和鼓輪輸送帶輸出路徑相關聯的傾斜的斜面70。這實現了繞鼓輪22的每個拱型路徑的產品輸入分支80和產品輸出分支82間螺旋路徑的雙重高度變化。圖6表示繞圖1所示的相關聯鼓輪18的輸送帶路徑14的局部側立面。輸送帶14的產品輸入分支80先隨著基本水平的被支撐路徑100朝向鼓輪18，然後與移動輸送帶向上的一個第一傾斜的導向面70相接合，如圖6所示，進入與鼓輪18的圓盤38的嚙合，就能實現在水平螺旋路徑100與水平圓盤路徑38間的高度變化。隨後，當輸送帶離開鼓輪18後，再與實現到達一個第二水平流動路徑102的輸送帶的一個第二高度變化的一個相關聯的導向斜面70″相嚙合，從而實現繞鼓輪18的帶輸入與帶輸出路徑間輸送帶路徑高度的兩步變化。再次說明，這是產生想要高度變化的一種最佳實施方式，可以認為，通過使用斜面對螺旋排列的相繼分支產生適當的高度變化，在本發明的範圍內可以有許多種變化形式。作為實施例，可以不用相鄰鼓輪間輸送帶14、16基本為水平路徑的形式，該路徑也可以沿循使用相似斜面構件構成的一系列的傾斜面。此外，圖1所示最佳實施方式沒有與中心鼓輪20相關聯的任何傾斜導向件70，但可以理解本發明可以偏移傾斜構件70″或70″″中之一，使其中一個或另一個與可調節鼓輪20相關聯。
或者，可調節鼓輪20還可以附加包括有與其帶輸入和帶輸出路徑相關聯的另一斜面構件70，以在螺旋中產生進一步的高度變化。在此，這種斜面構件70可能必須相對於鼓輪20固定而不能移動，而鼓輪20在兩個固定鼓輪18、22間是可移動的(後面將進行說明)。參照圖5，這類斜面可以具有一個與平臺狀基部構件72相嚙合的末端連接件97，以便被限定為不能相對於它垂直移動但可以沿其滑動，從而在該末端連接件97處產生從這種傾斜輸送帶路徑長度段到平臺狀路徑長度段的過渡，該末端連接件97沿著相關聯的平臺路徑72進行布置。還可以把末端連接件97限定為沿路徑72相對於縱向是不能移動的，並且，可以完全省掉斜面70，而通過使鼓輪22的輸出和末端連接件97間輸送帶長度段處於張力狀狀來保持傾斜，鼓輪朝向或遠離該末端連接件97的移動就能產生角度α的變化。在這種實施方式中，適當的輸送帶張緊要能保持輸送帶整體的一致性。
關於螺旋路徑的長度段的傾斜的一個重要特點是，對於產品輸送長度段14來說，由於這種儲存設備輸送的產品通常是厚度為70-100mm的地毯狀成層物品，重要的是在螺旋路徑的相繼的垂直分支間要保持不變的間距。因此，間距必須大於產品層的最大高度，以防止產品層受損。產品輸送螺旋相繼的分支間的這種間距還必須環繞著鼓輪18、20，特別是要環繞著鼓輪20被保持，對這種類型儲存設備(參見圖4a)來說，由於兩圓盤37、39的設置，一對圓盤中的頂部圓盤37與相鄰對圓盤的底部圓盤39間的間距P3也必須大於最大層高度，但在每對圓盤的相鄰圓盤36、39間的間距P4可以較小，不受這種限制，因為輸送帶16不運載任何產品，只要求把輸送帶布置的足以低於輸送帶14，以防止兩輸送帶進/出鼓輪20時交搭部相接觸。
最簡單的方式是在不可調節的螺旋FILO式儲存設備中，使用斜面元件70以沿相鄰鼓輪間形成螺旋的整個輸送帶長度段以所需角度逐漸傾斜。這種連續導向元件可以在這種整個的傾斜的路徑中物理限定輸送帶，或者，在任一端使用導向元件，在不同高度條件下拉緊路徑來達到相同的傾斜，條件是把足夠張力保持在輸送帶12中。
在使遠離鼓輪的螺旋路徑排列中的輸送帶12傾斜有許多變化形式，重要的是當輸送帶14在螺旋排列的另一端進行拱型過渡時，要把該輸送帶14保持在一個基本水平的平面內。
不過，圖1所示的優選實施方式中，兩螺旋14、16都是在一個水平的平面上保持其拱型路徑長度段的，實際上，輸送帶的第二螺旋路徑16沒有運載任何產品，因此，不需要同樣限定為把其拱型長度段保持在水平平面中。
本發明設備第二個主要創新點在於該儲存設備的容量可選擇調節的方式。可以認為，把輸送帶螺旋路徑14的拱型路徑保持在一個水平的平面內的益處可以用於任何儲存系統，是否是先進先出式或先進後出式以及是否儲存設備本身可調節都能應用，本實施例方式是直接特定到一種可調節的FIFO儲存設備，該設備的發明點在於儲存容量的調節方式。
在可調節輸送帶設計領域中，眾所周知螺旋輸送帶路徑通過在輸送帶上提供一層在另一層之上的相繼多層產品，佔據最小量的地面空間就能提供最大量的貯存容量，唯一的限制是用這種設備的環境的物理高度(即天花板)。對於不可調節的FIFO式設備來說，提供已知容量的儲存設備，該設備通過小心控制和確定輸送帶的流動速率提供一個在預定時間內貯存被環繞路徑運載的產品的貯存裝置。這種形式可以用於這種情況，以這種情況為例，在所需時間內，要求產品必須沿著一條路徑流動，在流動到下一個工藝階段或到達包裝機前，要使產品本身足夠乾燥。但是，這種裝置不能達到在包裝或其它輸出設備容量出現故障的情況下改變這種儲存設備容量以適應產品供應量的增加的目的。在產品輸入受阻而變慢的情況下(如製造設備出現故障)，這也不能解決把產品輸出流動保持在所需速率的問題。為此，FIFO設計成具有可變容量。現有技術中FIFO設計利用一條連續環形輸送帶形成一個環繞兩相關聯鼓輪的螺旋，其中一個鼓輪相對另一個鼓輪是可移動的，以增加其間的長度，相應會增加其間每個螺旋分支的長度，當需要時可以顯著增加儲存設備的容量，因為容量的增加量等於螺旋的路徑長度段的個數乘以移動的數量，這是由於每個路徑長度段都隨著移動增加之故。因此，相對小量移動就能顯著增加貯存容量。
為了進一步進行說明，參照圖3，本發明包括兩個螺旋14、16，從而可以根據用戶需要來預設在未啟動位置中每個螺旋的確切路徑長度(斷開線所示的路徑長度只是以實施例的方式來表示這種結構的，更大或更小容量的儲存設備(與圖1和圖2相比)是都能實現的)。
圖3中的儲存設備10(也參照圖1)具有一個導入繞鼓輪18的螺旋14第一下分支的輸送帶輸入部90。然後，輸送帶在兩鼓輪18和20之間形成一個第一螺旋路徑增加了繞鼓輪18和20的高度，一直到輸送帶沿著輸送帶輸出部91自該螺旋出來，並朝向輸出部26運行為止。隨後，如圖1所示，經過一系列鏈惰輪92和一個常規輸送帶拉緊元件94，該連續環狀輸送帶12向回餵進，形成伸展於鼓輪20和22間的第二螺旋16的輸入分支95，到第二螺旋的輸出分支96，然後，輸出分支96繞另一系列鏈惰輪移動回到輸入部24，完成繞輪93的連續環狀輸送帶，並向回餵進到第一螺旋14的輸送帶輸入部90。
儲存設備在輸入部24處接收產品，在此處產品被轉移到第一螺旋14，然後，再在一個繞兩鼓輪18和20的螺旋路徑中移動到輸出部26。在這種方式中，第一螺旋輸送帶14運載產品，而第二螺旋16上沒有運載產品。
從圖10a到圖10c明顯可以看出，鏈惰輪92具有帶軸線111的塑料模鑄圓筒輪(儘管可以使用任何常用材料)。輪92具有一個軸向伸展孔113，用於把輪92安裝在適當軸上並繞該軸轉動，基本上該輪92有最大外直徑D3(圖10b)，帶有直徑為D1的薄管狀芯115，該管狀芯115在具有最大直徑D3的兩個平行且相對的環狀端面117間伸展。壁117和芯115是共軸於軸線111安裝的。從每個側壁117向內伸展的是兩個環形臺階部119，該臺階部119沿著管狀芯115的軸向長度部分伸展。臺階部119的直徑為D2，介於直徑D1和D3之間，形成一個基本臺階狀的橫截面輪廓，如圖10c所示。
參照圖4c，表示用在這種類型儲存系統中的常規輸送帶的橫剖面視圖，可以理解，所用的輸送帶具有基本為T型的橫截面。當這種輸送帶環繞著此處所述類型的惰輪92通行時，輸送帶上的寬闊上平臺48具有適當寬度，以便在兩相對側壁117之間提供互補配合，並位於圖10c所示的兩相對環狀臺階部119之上。在這樣的位置中，主幹部件50和外伸凸緣52隨後在槽口內配合，該槽口是環繞著輪92上兩相對臺階部119間的細芯115形成的。優選實施方式是，把芯115和臺階部119的直徑D1和D2設計為使上平臺48位於臺階部119外表面上，這樣將會使輸送帶的下表面256位於芯115的表面上。另外，要注意兩臺階部119間軸向距離具有與輸送帶46的凸緣52寬度相互補配合的尺寸。或者，也可以只有表面56或48之一需要嚙合並安裝在輪92共同配合的表面上，以給輸送帶提供足夠的支撐；另一方面，在這些臺階部119之間形成的槽口內，簡單地提供上平臺48和兩相對端壁117間或者凸緣52與臺階部119的側壁嚙合間的互相作用的互補配合，就能使輸送帶46對準在適當的惰輪92內。在這個實施方式中，嚙合在這種T型輸送帶的兩部分46和52上實現以提供環繞這種惰輪的輸送帶的對準對正的最大效率。
從圖1可以看出，輸送帶12會繞著環繞整個儲存系統的一系列惰輪92通過，以便輸送帶12上的下部56會被置於繞這種輪(如圖10c所示)上輸送帶路徑的一個內彎曲上，或者被置於繞這種輪上的一個外彎曲路徑上，即，上表面或平臺48與該惰輪92相嚙合，而把主幹部件50自該惰輪徑向向外布置。這可以從圖1中繞該拉緊元件94的輸送帶路徑視圖看出。在後一種情況下，可以從圖10c的視圖中看出，主幹部件50會在與圖10c所示方向相反的方向中突出，而只有平臺48會被接收與該輪92嚙合，以便位於端壁117之間，並置於臺階部119之上。在這種情況下，主幹部件50通常向該輪92的外側移動；在這種模式中，只利用外側壁117就能實現輸送帶12在該輪92上的對準和支撐。可以認為，調惰輪92的這種簡單設計提供了一種單一的輪設計，不論繞這種惰輪的輸送帶12彎曲方向如何，該輪設計都能用於該實施方式中整個儲存系統，因為事實上，這種惰輪既能容納輸送帶的上部48並與其嚙合，也能容納下部T型部50、52並與其嚙合。如上所述，由於芯並不是與輸送帶46相嚙合的主要部分，所以，可以顯著減少該芯直徑D1；另外，臺階部119的直徑D2也是可變的，唯一的要求是直徑D1和D2間有足夠大的差異，以便能容納輸送帶46的主幹部件50和外伸凸緣52；其次，兩相對壁117間的寬度要足以取得與輸送帶本身的寬度的互補配合，從而足以對準。惰輪這種設計的主要益處在於能提供單一的組件，能在使輸送帶環繞儲存設備的運行中進行自由設計。
雖然鼓輪18、22具有有助於繞這些鼓輪的輸送帶的可轉動移動的可轉動圓盤38(如上所述)，但這兩個外側鼓輪18、22本身是固定的不能相對移動，從而限定該儲存設備的最大尺寸。不過，鼓輪20具有成對可轉動圓盤38，還具有不可轉動式移動的中心柱，該中心柱可在兩固定外側鼓輪18、20間側向移動(圖3用箭頭100所示)。鼓輪20自圖3所示位置起從左到右向鼓輪22的移動通過增加鼓輪18和20間輸送帶分支長度而增加螺旋14。螺旋14長度增加是通過鼓輪20和22間距離減小以減小螺旋16相應長度來進行補償的。由於第一螺旋路徑14與第二螺旋路徑16一樣具有同樣數目的分支，這種補償調節是有效的。
事實上，這種布置的創新點在於，通過兩個構件間一個單一構件的移動，其中兩螺旋路徑環繞這些構件運行，以長度補償式同步調節兩螺旋路徑。這種布置可以顯著減小已有可調節變容儲存設備所佔據的體積。在這種方式中，兩輸送帶螺旋14、16提供了兩個截然不同的部分，即明顯的產品輸送螺旋12和輸送帶返回分支16(在這個特定實施例中的第二螺旋)，輸送帶返回分支的目的只是在需要時提供輸送帶容量，以增加產品輸送分支的長度；其次，在產品輸送長度(螺旋)減小時貯存過量的輸送帶長度段。通過以上述方式提供補償螺旋，提供了用於主螺旋14的這種補償調節的很有效的裝置，與現有技術系統以及這種類型已有輸送帶佔據的空間相比，通過在單一鼓輪20上交替交叉間隔設置的兩個螺旋的分支，能顯著降低高度。
與現有技術中的設備相比，這種特殊的設計不僅能減小變容儲存設備的大小，還能提供已降低高度的儲存設備。特別是在這種情況下，這類儲存設備受限之一可能是由用機器的工廠的天花板的高度決定的最大高度。現有技術設備常需要把這種類型儲存設備的輸送帶返回分支(卷收路徑長度段)豎直排列在主貯存設備之上，明顯地減小了設備的整個作業高度，並限制了儲存設備的容量。但是，本發明的儲存設備能很好地利用高度，因為輸送帶返回長度段被沿著主貯存設備14的長度段方向保持，能把儲存設備更按人類工程學設計排列在製造環境中。
另外，這個最佳實施方式所示的是三個鼓輪位於同一垂直平面內，但也可以理解可調節鼓輪20無需直接在這些鼓輪間移動來按前述方式作業，僅有的要求是該鼓輪能在兩個方向移動，沿第一個方向移動時增加第一螺旋14的長度段，同時減小第二螺旋16的長度段，或反之。
如通常可以理解的，在這種類型輸送帶儲存系統中，輸送帶本身是由與產品輸入部24和產品輸出部26相關聯的機動化輸送帶驅動元件(未圖示)驅動的；驅動機械是常規的，並在輸入部和輸出部提供與輸送帶的可靠的馬達驅動嚙合來控制輸送帶的速度。在這種方式中，輸送帶12在輸入部和輸出部的速度是彼此獨立可變的。實際上，在儲存設備的容量保持不變的情況下(鼓輪20未移動，以保持固定的儲存設備容量)，輸送帶在整個長度上的速度是固定，因此，由輸入驅動和輸出驅動控制的輸送帶速度是一致的。
再次參照圖3，可以理解，如果產品輸出受到幹擾(例如，由於產品被直接輸送到達的包裝設備不能工作)，那麼，第一螺旋14的輸出分支92的輸出速度就會減小或完全停止，如果必要，不必打斷或改變該螺旋14的輸入分支90的輸入速度。事實上，在這種方式中，輸送帶輸入速度是不變的，而是利用與其關聯的機動驅動元件，從相應的輸送帶返回分支16拉被餵進輸入部24的輸送帶12(從第三鼓輪22的輸出分支96拉)。這有效移動了可調節鼓輪20，或者如圖1所示，把鼓輪20從左到右拖向端鼓輪22。在這個方向中鼓輪20的這種移動也會增加儲存系統的產品輸送長度段14，以卷收輸送帶12在輸入部24處由馬達把被驅動的輸送帶12輸進儲存設備中。通過控制該儲存設備輸送帶輸入速度和輸出速度，就能自動調節鼓輪20朝向第三構件22。另一方面，如果輸入驅動被停止且輸出驅動以固定速度保持，那麼，如圖1所示，輸出驅動自鼓輪20起拖拉輸送帶12，就能有效地從右向左移動鼓輪20，減小儲存設備容量的大小。最好與圖3所示的最簡單方式相結合來理解，如果停止輸送帶輸出部91輸出，且以固定速度保持輸入部90，以固定的速度從鼓輪22起有效移動輸出分支96，那麼，輸出分支96的移動就能導致鼓輪20從左到右的自動移動(由於停止了把輸入部95輸進第二螺旋16之故)。另一方面，如果輸入部90的速度停止，且以固定速度保持輸出部91，那麼，如圖3所示，在輸出部91處被移動的輸送帶12必須由可調鼓輪20從右到左的移動來提供，輸送帶經過輸出部91，在輸入部95的作用下返回到第二螺旋16，並且是利用鼓輪20從右到左有效移動被拖拉進第二螺旋中的。在這種方式中，可以認為，調節鼓輪20的調節改變了儲存設備的容量，小心控制儲存系統輸入和輸出速度就能自動產生產品返回分支。這種在朝向鼓輪22的方向中對可調節鼓輪20的小心控制移動，使被連續餵進第一螺旋14的輸送帶能適當地自動適應，直到儲存設備輸出91再次被啟動。同樣，如果打斷產品輸入，那麼，相反，如圖3所示，把鼓輪20從右到左進行適當移動，給輸出部92供給適當的輸送帶長度(運載有產品)以保持產品輸出穩定，無論輸入速度或螺旋中的產品輸入分支90是否完全停止，輸送帶的產品輸出分支96也會以固定速度保持。可以根據常規可調螺旋儲存設備的這種類型來理解這種作業。
圖1至圖3所示的第一最佳實施方式，利用兩條互相補償螺旋提供這種連續輸送帶儲存設備的產品輸送分支和輸送帶返回分支，但可以理解為這種技術中這種系統的產品返回分支不一定必須包括圖1所示的補償螺旋排列。在特殊的情況下，必須要仔細考慮的是，這種儲存設備的產品輸送分支能確保產品被小心支撐在正確平面內而沒有明顯增加傾斜或角度，以確保產品不受到過分的壓力，這種限定對這種連續輸送帶的輸送帶返回分支是不需要的，因為該分支沒有運載任何產品，因此，不必保持基本水平。
參照圖7，表示出了本發明的另一實施方式，它能實現相同的作業但作業方式顯著不同。圖7表示輸送帶路徑的另一種實施方式(圖示)，基本包括一個被固定而不能相對於一個第二可調鼓輪120移動的一個第一鼓輪118，類似第一種實施方式，該第二可調節鼓輪是可按箭頭200所示方向朝向或遠離第一鼓輪118移動的(為了顯示的目的，在這個特定實施方式中，把這兩鼓輪118和120間的輸送帶螺旋路徑示為在其整個路徑長度段上傾斜的，儘管實際上，通過利用圖1所示的相關聯斜面，可以把這些路徑長度段保持為基本水平的)。不過，優選方式是，繞兩鼓輪的拱型輸送帶再次被分別保持在垂直於這些鼓輪118和120的垂直軸線121和123的一個水平平面內。儲存設備還包括有一個產品輸入部124和一個相應的產品輸出部126，輸入部124處進入的產品，環繞著螺旋狀產品輸送長度段114(類似於第一實施方式中所述)而運行通過，一直到產品到達輸出部126。然後，連續長度輸送帶112(可以是和前述類似的結構和形狀)繞著一系列惰輪92運行通過，到達儲存設備110一個輸送帶返回分支131，象第一種傳送方式一樣，該儲存設備110也可以利用可調鼓輪120，以類似於第一種實施方式中所述方式繞著該鼓輪運行通過，但在此沒有形成一個第二螺旋，實際上，輸送帶返回分支限定了一個臺階式排列，該排列中的平行路徑伸展於鼓輪120和第二固定傳送元件之間，該第二固定傳送元件是由一系列被固定的惰輪135(此處的惰輪135與前述的惰輪92的結構可以是相同的)的形式構成的。這些惰輪135(傳送元件)被固定以防止彼此間以及與通常安裝在一個剛性結構上的固定鼓輪118間相對移動。
在這種方式中，輸送帶返回分支131以類似於第一種實施方式所述的形式，首先環繞著鼓輪120且繞著一個第一圓盤138運行通過。不過，正運行出鼓輪120的輸送帶長度段137基本平行於輸送帶輸入長度段伸展，與一個垂直的惰輪135嚙合，被定向在平行於第二鼓輪軸線121的豎直向下方向中，到達一個豎直下部排列的第二惰輪以便使輸送帶沿著一個水平平面朝向鼓輪120返回，在此輸送帶在一個基本水平拱型路徑中再繞該鼓輪並繞下一個可轉動圓盤139運行通過，該圓盤139在與第一圓盤相對的方向中是可轉動的，輸送帶返回分支繞著該圓盤139運行通過(如圖7中箭頭所示)。再參照圖4a，可以看出運載著螺旋114的產品輸送長度段的相鄰圓盤間的間距可以是一個不變的間距，或者是可選擇的可變的間距P1；而運載著輸送帶返回分支131的轉動著的相鄰圓盤139間的間距也可以是固定的間距，但在這個特定的實施方式中，最好相鄰圓盤139間的這種第二間距可以是可變的。然後，輸送帶退出鼓輪120，朝向第二套垂直偏移且垂直對準的惰輪135，再次產生輸送帶的高度變化，並朝向該鼓輪返回。重複這個過程，在鼓輪120和該被固定的惰輪135間形成水平的輸送帶長度段的臺階式排列，從而使朝向或遠離固定鼓輪118的鼓輪120的移動能相對減小或增加螺旋114的產品輸送長度，同時，使鼓輪120和被固定的惰輪135間的儲存設備上輸送帶返回分支131的輸送帶長度產生互相補償的增加或減小。
可以看出，雖然圖7所示的實施方式利用成對豎直排列的平行惰輪135，在平行於第二鼓輪軸線的方向中產生輸送帶向下豎直移動，但可以認為，每個分支的這兩類垂直排列的惰輪都可以用一個單一的更大的豎直排列的惰輪替換，在相同平面內產生繞該輪的拱型移動，從而使輸送帶在這個區域內在豎直相鄰的分支間豎直向下移動。輸送帶返回分支131上交替的傳送元件135的主要特點是，在這個區域內相鄰分支間產生傳送的平面，是與繞第二支撐構件120產生傳送的平面基本成橫向的。雖然最好輪135間是豎直的，但輪135間傾斜不會影響這種實施方式的作業，因此，術語「成橫向」也指包括有非垂直。
參照圖7，輸送帶返回分支131的最終輸出分支151經過最終惰輪135後，再繞一系列附加的惰輪被輸送回產品輸入部124，完成連續環狀輸送帶。在這種方式中，提供簡單設置第二固定傳送元件就取消第二可轉動鼓輪的要求，尤其是在惰輪作為路徑傳送元件時在繞惰輪的基本垂直方向中，產生這種輸送帶返回分支上豎直相鄰分支間輸送帶傳送的情況下。不過，產品傳輸分支114和輸送帶返回分支131不同長度的調節原理是相同的，都是利用兩個外側固定構件間的一個單一的可移動構件，來調節分支的各自長度。需要注意的是，鼓輪120的圓盤138在繞鼓輪軸線的任一方向中可以自由轉動，從而使輸送帶返回分支上不同路徑長度段能在圖7所示的適當方向中實現圓盤轉動。
為了再次提供緊湊式儲存設備設計，可以繞中心鼓輪120再次插入產品傳輸螺旋分支114和輸送帶返回分支131的臺階式排列的分支，就能提供一種垂直緊湊式儲存設備。
圖7a表示基本根據本發明又一實施方式的可調節的FIFO式儲存設備，在圖7中圖示了它的流動路徑。該儲存設備110包括一個固定的不能縱向移動的第一鼓輪118，和一個縱向可調節的第二鼓輪120；其作業方式類似於圖1所示實施方式中所述的鼓輪18和20的作業方式。如上所述，儲存設備110和圖1所示儲存設備10的不同點只在於輸送帶返迴路徑116的作業以及可交替換的支撐元件135的結構不同。不過，儲存設備110上螺旋式產品貯存輸送帶114的作業與圖1中儲存設備10相應結構的作業是相同的。如圖7a所示，表示可調節鼓輪120在最右手位置處，致使該儲存設備的產品輸送長度段114達最大值，而輸送帶返回分支116為最小值。圖7b所示實施方式110與圖7所示實施方式的一個微小差別在於，用一個單一輪170代替了被豎直移位的成對相關聯惰輪135(用於在第三支撐構件處在一個豎直路徑中改變輸送帶方向)，能準確實現輸送帶豎直移動的同樣的功能。
與圖1-3的設計相比，圖7中儲存設備設計的一個主要優點是在圖9a和圖9b中圖示出來的，分別表示出了圖2和圖7所示設備的相應平面圖。對於第一種實施方式來說，如圖所示，各個鼓輪20和22的範圍限制了鼓輪20從左至右的相對移動，相應於其總體長度段限定出該儲存設備的最大容量(特別是第一螺旋14)。這導致了該儲存設備10上產品返回分支41的剩餘螺旋長度段取決於鼓輪20能接近鼓輪22的最小距離。但在圖7(圖9b)所示的實施方式中，鼓輪120從左到右的移動不受第三鼓輪(限定第二傳送元件)的限制，因此，與圖9a所示的實施方式相比，輸送帶返回分支131各分支輸送帶長度段141(當儲存設備需要最大貯存容量時)顯著減小，在儲存設備體積大小相同的情況下，會顯著增加最大產品容量，同時，利用圖7中的路徑設計也會顯著增加容量變化的範圍。因此，第一種實施方式中的螺旋排列提供了這種設備的簡單設計，而圖7中臺階式路徑排列提供了更大的變容性，或者提供了具有相同產品的容量的更小的儲存設備機械。
本發明還有一重要發展是頭板300相對於儲存設備10和110的產品輸送分支的定位。如所述，儲存設備10和儲存設備110，關於輸入輸出部24、124的位置和輸送帶18和20以及118和120間螺旋排列中產品輸送長度段14的作業，基本是一致的。因此，使用相同的標號對兩相同儲存設備上的頭板300布置進行說明。首先，參照圖1，頭板(head board)300基本包括產品輸入部24。圖1中圖示的產品輸入部24包括兩平行輸送帶的相遇點，以把一層棒狀物品(香菸)從儲存設備第一輸送帶32輸送到輸入分支90，實際頭板設計可以略有不同，圖7c中圖示的頭板，表示常規頭板設置。參照圖7c，產品輸入部24包括一個常規的頭板或中間緩衝部310，它把地毯狀成層產品轉移到該儲存系統的輸入分支90，並提供產品的附加貯存，在任何在其間輸送帶10、110的輸入驅動被停止或被再啟動的轉換期間，產品的附加貯存被用於保持層的厚度的一致性。輸入輸送帶32有一個與其聯合的上覆重疊的平行輸送帶332，用於在產品層輸送進頭板310時限定層的有限高度。隨後，該產品層被輸送到一個傾斜的中間輸送帶傾斜輸送帶334(或者可選擇使用具有傾斜角度的板)，使產品層向下移動到儲存設備10的產品輸入分支90上。產品輸入分支90具有一個與其相聯合的上部輸送帶390，以通過常規的方式控制輸出頭板310的最大層高度。因此，在帶32上輸入的產品向下經過傾斜輸送帶334(或有角度的板)輸送到儲存設備輸入帶90，以保持一致的層厚度。不過，由於輸送帶中輸入分支90的輸入速度是可變的，且在這種變容儲存設備的作業中偶然停止(如前所述)，這種重複的變化會使產品層流動經過頭板310，頭板310帶有一個附加的臨時緩衝部350，該緩衝部350有效地包括一個繞軸線354可轉動的樞軸連接蓋352，該蓋352在未被開動位置中平躺，基本與傾斜輸送帶334(或板)平行。該蓋352可從右到左樞軸轉動到圖7c所示的最大位置，從而把額外量的產品356(通常包括幾百支香菸)保持在傾斜輸送帶334或板之上的產品層流動路徑之上。由於是傾斜設計的，保持在緩衝部中的產品356經受平滑通過流動，以確保產品不被保留在這個區域內，而是連續流動到輸送帶90上的。即使打斷了輸送帶90的輸出速度，來自輸送帶32的產品356的連續輸入將會增加緩衝部350中的產品356的數量。如果輸送帶32的輸入速度中斷，保持在緩衝部350中的產品356確保地毯狀成層的厚度被保持恆定並在儲存設備的整個工作過程中一致。這種緩衝部或頭板在與用於菸草工業中的儲存系統一起使用中是常規的，但需要一個頭板高度H，以提供足夠的緩衝部容量356。緩衝部350的容量限定頭板的高度。
在常規儲存設備設計中，頭板310被置於儲存設備貯存區(在這種情況下是產品輸送螺旋14)之下，再次增加了對這類儲存設備上的進一步厚度限制，而這種儲存設備的整體厚度限定不僅取決於產品輸送帶厚度，還取決於這種儲存設備的附加特點，如頭板310。由於本發明的目的之一是減少這種儲存設備的厚度限制，以便由作業產品輸送帶厚度來限制儲存設備10和110的厚度，所以，把本發明儲存設備設計成把頭板移位到儲存設備14的側面，在增加儲存設備的整體寬度的同時，顯著降低了儲存設備的高度。
一般來說，當把頭板310置於輸送帶系統之下時，通常需使輸送帶輸入分支90向上傾斜近7°(如上所述，產品層流動經過不同高度時的最好最大角度為7°)，傾斜進入第一鼓輪18。因此，當傾斜為7°時，為了產生產品層從頭板到鼓輪18的適當的高度移動，依靠頭板310的準確高度，在輸入分支90進入第一鼓輪18和退出頭板310之間需要足夠的縱向距離。這當然會限制頭板相對儲存設備的準確位置。此外，由於儲存設備長度段本身受限，這會限制頭板的高度H，如果頭板高度H太大，那麼，傾斜輸入帶90就可能不足以在儲存設備長度段上取得適當的高度轉移。
在操作中常會發現，是相對特定的製造工廠內不同產品製造設備和包裝設備來限定頭板或輸入部24的位置的，工廠本身可能會限制儲存設備在生產線中的定位。把頭板置於產品運載輸送帶14邊側的這種設計的顯著優點在於，象產品輸送螺旋14的第一分支一樣，基本上把輸入分支90保持在與第一分支相同的平面上，所以，頭板310的縱向位置可按使用者的要求進行限定，而不必由分支90上的足夠輸入傾斜度來限定。這在設計上提供的較大自由度，不僅能針對這類儲存設備，而且能針對合併有儲存設備的整個製造生產線。
與常規把頭板置於儲存設備下部的方式相對，把頭板置於儲存設備側面的這種新式結構，在本實施方式中結合可調FIFO式儲存設備進行了說明，明顯可以看出，圖7和圖7a中所示的頭板側置的這種設計，同樣可以用於非可調節的儲存設備，無論這種儲存設備是FILO式儲存設備還是FIFO式儲存設備，這是因為能把同樣的設計考慮事項和益處用於減少儲存設備設計的作業高度，以及頭板可以沿儲存設備長度移動到任一處，且頭板不必以優選最大角度7°傾斜形成足夠斜面90來限定。頭板縱向移動自由的主要益處在於，儲存設備組配本身可以自由地放置在生產線中而不受產品餵入部33位置的限制。
如圖7a和圖7b所示，把頭板鄰近儲存設備產品輸送長度段14放置的再一個好處在於，因設備具有一個更大的總體寬度，設備的這種附加寬度還能用於改善產品輸送長度段14和輸送帶返回長度段16間的輸送帶路徑。這在圖7a和圖7b明顯可以看出，伸展於產品輸出部126和輸送帶返回長度段的輸入分支195之間的輸送帶路徑長度段得到改善。在圖7所示的流動路徑圖示方式中，低於儲存設備本身的輸送帶112，經過一系列惰輪(類似於圖10a至圖10c所示類型)，從產品輸出部126返回到輸送帶返迴路徑上的輸入分支195。本發明目的之一是降低這種儲存設備的整體高度，圖7a和圖7b表示從輸送帶輸出部126伸展到輸送帶返迴路徑195的被改變的輸送帶返迴路徑長度段390。在這種實施方式中，輸送帶397從產品輸出部126起的輸出長度段沿側向移動路徑399首先側向移動遠離儲存設備110，以便在鄰近產品輸送螺旋14的縱向長度段的基本平行的路徑中伸展，該路徑平躺在頭板310之上，不會突出在儲存設備螺旋114的最大高度之上。圖7b還可以看出，該返迴路徑390是在403處進行一個第二側向路徑變化之前在401處進行一個高度變化，返回到一個基本豎直的平面內，在該平面內使用高度調節惰輪135產生適當的豎直移動和輸送帶方向改變。從圖7b可以看出，在這個實施方式中，事實上用拱型輪170代替了圖7所示的惰輪135，也產生同樣的豎直移動和輸送帶返回的方向改變。
輸送帶返回長度段的輸送帶輸出151經過直接位於儲存設備下部的惰輪的適當排列，以圖7所示的方式返回到輸入部124。在這種方式中，通過利用能提供輸送帶返回流動路徑的儲存設備上附加的側向尺寸，也能把儲存設備的整個高度保持最小。
最後，圖8表示本發明的又一種實施方式，其中，連續輸送帶212的產品返回分支231伸展於分開的惰輪235的兩平行排列之間。在這種方式中，儲存設備包括兩鼓輪(只圖示其中一個)，該鼓輪類似於前兩實施方式中的鼓輪，且帶有在一個可調節鼓輪220和一個如針對圖7所說明的固定鼓輪(未圖示)間形成的一個常規的螺旋儲存裝置214。類似圖7所示，該連續輸送帶212包括一個產品輸入部和一個產品輸出部(未圖示)。不過，在這種實施方式中，輸送帶返回分支231不是繞著可調節鼓輪220在水平的拱型路徑中，而是鼓輪220在其上安裝有豎直的惰輪237構成的豎直排列，該豎直惰輪237平行於補償的惰輪235的排列伸展，該惰輪235相對可移動鼓輪220是固定的，產品輸送帶返回分支231的路徑長度段在沿分支212最終返回到產品輸入部前，以蛇形蜿蜒(serpentine)方式在兩套惰輪間伸展。在這種方式中，隨著鼓輪220被移動朝向或遠離第一鼓輪來改變產品輸送螺旋長度時，安裝在該鼓輪上的固定的惰輪237排列被移動遠離或朝向固定的惰輪235，對輸送帶返回分支的長度進行補償調節。在圖7和圖8兩種實施方式中，重要的是要採取適當的設計，使得在輸送帶返回分支231上提供足夠的路徑長度，以補償產品輸送分支上螺旋長度的變化。如果需要，可以採用一系列類似圖8所示豎直蛇形蜿蜒路徑，而不是用一條圖8所示豎直排列。在這種情況下，要把惰輪235或237之一水平裝配，以能在相鄰蜿蜒排列間產生水平移動。另外，還要注意，輸送帶返回分支231包括一個可調節路徑長度段的排列，其被間隔交替插在產品輸送長度段214的螺旋分支之間，以確保把輸送帶返回分支231基本保持在由產品輸送螺旋214上、下範圍所限定的兩個水平平面間，保證儲存設備具有受精心控制的高度，從而使所有的有效高度都通過輸送帶上產品輸送帶分支的螺旋來實現。
如上參照圖1所述，輸送帶12具有拉緊元件94或更特殊的輸送帶鬆弛消除裝置94，保持輸送帶中的適當拉緊。一般來說，這類儲存設備中所用的塑料鏈節輸送帶在首次使用時，隨著輸送帶上的各個鏈節件46被拉伸到其正常作業位置被拉伸。輸送帶的這種沉降可以進行幾周，導致輸送帶長度在約為幾百米的輸送帶長度上增加幾百釐米。因此，必須提供一個元件來補償帶的任何拉伸，通常是利用圖1所示的簡單的鬆弛消除裝置來實現的，而輸送帶本身以蛇形蜿蜒路徑在一系列豎直惰輪上經過，下部惰輪相對上部惰輪是可移動的，並有力作用在其上(圖示如重量98)，這種力使可移動惰輪向下移動，經過這種惰輪的蜿蜒排列增長了輸送帶長度段，從而補償同輸送帶拉伸引起的任何長度增加，消除了輸送帶本身內任何鬆弛。如果這種鬆弛消除裝置本身不足以補償作業中輸送帶長度的所有增加，系統會臨時關閉，然後，從輸送帶中除去一些單個的輸送帶元件46，鬆弛消除裝置重新設置，以補償長度的再增加。
本發明對這類儲存系統進一步改進的方式是，把完整的鬆弛消除裝置與一個或多個輸送帶支撐構件或各支撐裝置相結合。特別是參照圖7中所示路徑長度段的圖示，利用適當的偏壓力，會使至少惰輪135之一能被移動遠離第二鼓輪120。這種偏壓力可以由一個彈簧拉伸構件來提供，或者使用常規壓重物繞支點產生圖7所示從左到右的拉伸力來提供。在這種方式中，只要輸送帶112長度中產生了任何增加，施加到適當構件135上的偏壓力都能使適當的惰輪135如圖7所示從左到右移動，給惰輪支撐的特定分支提供附加長度，以補償輸送帶112上長度的增加。
如上所述，在本發明一種實施方式中，優選方式是惰輪135彼此間相對固定，在這種實施方式中，可以把所有這些惰輪的支撐裝置有選擇地偏壓，以便能在如圖7所示的方向中從左向右移動，再次為這種鬆弛消除裝置提供同時施加於圖7所示所有惰輪135上的適當偏壓力。如上所述，鬆弛消除元件與支撐裝置131綜合起來(無論是結合還是單獨)都不會影響可調節儲存設備的全部作業，因為移動只發生在輸送帶上有附加鬆弛的時候，一旦這種鬆弛被消除，系統返回到平衡狀態，阻止了鬆弛消除裝置的進一步移動。在這種方式中，至少末端輸送支撐構件118、122之一是可以移動遠離第二支撐構件或鼓輪120的，但利用適當的偏壓力，其可以被限制不朝該鼓輪120移動。
把鬆弛消除裝置與產品支撐元件131相結合這種設計的優點在於，能把兩者均等用於圖1所示實施方式中，利用適當的偏壓力，可以使整個鼓輪22如圖所示被從左偏壓向右，以再次適應在輸送帶12內產生的不同程度的鬆弛。不過，也可以不使整個鼓輪22被偏壓來產生圖1所示從左向右的移動，可以使一個或多個單獨的圓盤可移動並被從左向右偏壓，產生這種鬆弛消除。
如所述，可以把完整的鬆弛消除裝置整合進輸送帶返迴路徑長度段中，同樣可以看出，這類儲存設備的產品輸送長度段也可以利用集中在一起的鬆弛消除裝置，例如，利用適當的偏壓力，可以把圖1和圖7分別所示的鼓輪18或118如各圖所示從右向左偏壓。
在這種方式中，把鬆弛消除裝置整合進輸送帶支撐裝置的主要特點在於，提供了一個為增加整個輸送帶長度的元件，以適應啟始作業期間輸送帶的延長，而同時限制外側支撐件18和22朝中心支撐件20移動。在這種方式中，還可以看出，可以利用一個棘齒排列，在一個外側支撐件18或20被移動遠離中心支撐件20時，該棘齒機構能用於阻止被移動的外側支撐件18或22從被移到處返回其原始位置，即朝向中心支撐鼓輪20返回。本領域內的普通技術人員都知道，在常規的鬆弛消除裝置上利用這種棘齒構件能在它們一旦處於補償位置時保持它們處在其補償位置，阻止其返回到其原始未被偏移的位置，在該未被偏移的位置，會使輸送帶再次鬆弛。
用本發明的優選實施方式說明了把鬆弛消除裝置與輸送帶支撐構件或這種構件的單個支撐元件相整合的新特點，該新特點可以均等用於此處所述的其它類型儲存設備，因為這種鬆弛消除裝置是這類儲存設備通用的，特別是對利用螺旋式產品輸送長度段的那些儲存設備，其中，螺旋中的一個支撐構件可以利用適當的偏壓力被偏移遠離另一支撐構件，以提供一個完整的鬆弛消除裝置。
可以看出，把鬆弛消除裝置(或鏈拉緊裝置)與這類儲存設備中的一個輸送帶支撐構件相整合的主要優點在於，總體上縮小了儲存設備本身的體積。在圖1所示的實施方式中，鬆弛消除裝置使這種儲存設備設計的整個長度段增加了近10％，通過把這種裝置與鼓輪18或22中的一個或另一個相整合，消除了這種尺寸的增加。此外，這種鬆弛消除裝置一般偏置在這類儲存設備上的輸送帶上方或下方，為了降低這類儲存設備的整體高度，這種整合起到支持本發明的該目的的作用。
上述不同實施方式的說明只是以實施例的方式說明的，可以看出，雖然沒有詳細說明使輸送帶連續移動所用的驅動元件，但可以認為這是本技術領域的公知常識，包括不同設計的機動輪，常在分別位於或繞著產品輸入部和產品輸出部處與輸送帶相嚙合，以便在連續輸送帶上的適當位置處控制輸送帶速度。不過，由於變容儲存設備上的這種輸送帶驅動元件的作業是眾所周知的，此處不進行詳細說明。
可以認為，雖然這裡優先的實施方式是針對FIFO式設備說明的，但同樣能用於先進後出式變容儲存設備，這種先進後出變容儲存設備包括一個環繞伸展於兩鼓輪間的螺旋式輸送帶路徑，這種FILO式儲存設備的最大容量是可以利用上述實施方式來調節的。在這種情況下，對於FILO式設備來說，只需輸送帶能繞其路徑長度段反向，且產品輸入部也包括一個常規的產品輸出部。
此外，雖然上述優選實施方式利用上述類型的鼓輪限定各種螺旋路徑，但可以認識到，這類鼓輪並不是必須的，可以用能在基本為拱型的路徑中運輸輸送帶的替可換的傳送元件排列來代替。這些元件可以包括在基本拱型的路徑中限制輸送帶逐漸移動的輥或惰輪的一種排列。同樣，雖然在這些優選實施方式中把鼓輪布置在一個豎直軸線上，但也可以認識到，這並不是必須的，也可以包括傾斜軸線，只要把輸送帶保持在繞任何這種傾斜軸線的一個水平平面內，以及利用非豎直的鼓輪軸線造成的偏移螺旋配有在連續輸送帶上的另一個輸送帶返回分支或產品輸送分支上的互補螺旋。
最後，雖然在此描述的實施例討論了在兩相鄰傳送件或鼓輪之間使用伸展的輸送帶螺旋14，以提供一產品輸送螺旋，可以看到輸送帶本身也可以繞著三個、四個或任意數量的多個傳送件或鼓輪伸展，以形成不同形狀的螺旋，同樣，也在本發明的範圍之內。重要特徵在於繞這些傳送件的輸送帶的傳送被保持垂直於傳送件的軸線，並且最好在水平面上。
權利要求
1.一種變容式棒狀物品儲存系統，包括一個產品輸入部和一個產品輸出部，具有一個連續環形輸送帶，該環形輸送帶具有一可調節產品輸送長度段和一互補的可調節輸送帶卷收長度段；輸送帶調節裝置，其具有增加或減少產品輸送長度段和分別互補增加或減少輸送帶卷收長度段的作用，其中輸送帶調節裝置包括第一和第二支撐構件，且在第一和第二支撐構件之間並由它們支撐的是所述產品輸送長度段或輸送帶卷收長度段中的一個，以限定一個環繞著所述第一和第二支撐裝置伸展著的螺旋路徑；其特徵在於所述產品輸送長度段或輸送帶卷收長度段中的另一個被支撐在所述第二支撐構件和一個第三支撐構件之間，其中，所述第一和第三支撐構件被約束而不能朝向所述第二支撐構件相對移位，而該第二支撐構件能相對所述第一和第三支撐裝置移位，以同時實現分別對所述第一和第二支撐裝置之間以及所述第二和第三支撐裝置間伸展著的輸送帶長度段進行互補的調節。
2.根據權利要求1所述的儲存系統，其中至少所述第一和第三支撐構件之一被固定不能相對於所述第二支撐構件移位。
3.根據權利要求1或2所述的儲存系統，其中通過在遠離所述第二支撐構件的方向中向至少所述第一和第三支撐構件之一施加偏壓力，以便偏壓所述第一和第三支撐構件中所述至少之一遠離所述第二支撐構件，使所述第一和第三支撐構件中的至少一個被約束而不能朝向所述第二支撐構件移位。
4.根據權利要求3所述的儲存系統，其中所述第一和第三支撐構件中所述至少之一形成一個輸送帶鬆弛消除器。
5.根據上述任一權利要求所述的儲存系統，其中所述第二支撐構件被直接布置在所述第一和第三支撐構件之間。
6.根據上述任一權利要求所述的儲存系統，其中至少所述第一和第二支撐構件包括支撐裝置，該支撐裝置用於實現支撐和傳送環繞著所述第一和第二支撐裝置的螺旋輸送帶。
7.根據權利要求6所述的儲存系統，其中所述的支撐裝置限定一個拱型路徑。
8.根據權利要求7所述的儲存系統，其中至少所述支撐構件之一包括一個圓筒形鼓輪，且把每一拱型路徑布置在一個與所述鼓輪的一個軸線垂直的平面內。
9.根據權利要求8所述的儲存系統，還包括導向裝置，該導向裝置與所述拱型路徑的入口和出口至少其中之一相連，從而使所述環形輸送帶從第一水平面傾斜移位到第二水平面。
10.根據上述任一權利要求所述的儲存系統，其中產品輸送長度段和輸送帶卷收長度段都是繞著第二支撐構件伸展的，以便能被交錯間隔布置。
11.根據上述任一權利要求所述的儲存系統，其中所述第一和第二支撐構件包括基本平行的軸線，所述螺旋路徑是環繞該軸線伸展的。
12.根據上述任一權利要求所述的儲存系統，其中所述產品輸送長度段或輸送帶卷收長度段中的另一個還限定一個互補的螺旋路徑，該互補的螺旋路徑繞著所述第二和第三支撐構件。
13.根據上述任一權利要求所述的儲存系統，其中該螺旋或每個螺旋的間距是固定的。
14.根據權利要求11所述的儲存系統，其中所述產品輸送長度段或輸送帶卷收長度段中的所述另一個限定至少一對第一和第二相鄰路徑長度段，該相鄰路徑長度段在平行於所述第二支撐構件的所述軸線的一個第一平面內沿相對方向中伸展於所述第二和第三支撐構件之間；所述第三支撐構件包括傳送裝置，該傳送裝置用於傳送該第一平面內的所述相鄰第一和第二路徑長度段間的所述輸送帶。
15.根據權利要求14所述的儲存系統，其中所述產品輸送長度段或輸送帶卷收長度段中的所述另一個限定至少一個伸展於所述第二和第三支撐構件之間的第三路徑長度段，該第三路徑長度段與所述第一和第二路徑長度段之一相鄰且反向；所述第三路徑長度段和所述第一及二路徑長度段中所述之一位於一個與所述第二支撐構件的所述軸線垂直的第二平面內；所述第二支撐構件包括傳送裝置，該傳送裝置用於傳送在該所述第二平面內的所述第三路徑長度段和所述第一及第二路徑長度段中所述之一之間的所述輸送帶。
16.根據權利要求14或15所述的儲存系統，其中通過在遠離所述第二支撐構件的方向中向所述第三支撐構件傳送裝置施加偏壓力，從而偏壓第三支撐構件傳送裝置遠離所述第二支撐構件，使所述第三支撐構件傳送裝置被約束不能朝向所述第二支撐構件移位。
17.根據權利要求1至10或14至16之一所述的儲存系統，其中所述產品輸送長度段或輸送帶卷收長度段中所述另一個，限定至少一個在所述第二和第三支撐構件間的蛇形蜿蜒路徑。
18.根據上述任一權利要求所述的儲存系統，包括一個先進先出體系，其中所述產品輸出部遠離所述產品輸入部，所述產品輸送長度段伸展於所述產品輸入部和所述產品輸出部之間，所述輸送帶卷收長度段伸展於所述產品輸出部和所述產品輸入部之間。
19.根據權利要求1至17任一所述的儲存系統，包括一個可反向的先進後出體系，其中所述產品輸入部和輸出部於所述輸送帶路徑的相同位置處重合，所述產品輸送長度段伸展於所述輸入部和所述環形輸送帶上的一個限定停止位置之間，所述輸送帶卷收長度段伸展於環繞著所述帶的其餘部分的所述停止位置到所述產品輸入部之間。
20.根據上述任一權利要求所述的儲存系統，其中第一和第二支撐構件是直立的，且位於一第一和第二水平面之間，所述第二和第三支撐構件位於相同的第一和第二水平面之間。
21.根據權利要求20所述的儲存系統，所述輸入部包括一個限定所述輸入部高度的頭板，且把所述輸入部布置在所述第一和第二水平面之間。
全文摘要
本發明提供了一種棒狀物品變容儲存設備(10)，包括一個產品輸入部(24)和一個產品輸出部(26)；具有一條在其之間伸展著的連續環狀輸送帶(12)，該輸送帶(12)具有可調節產品輸送長度段(14)和互補可調節輸送帶卷收長度段(16)，可調節產品輸送長度段(14)伸展於產品輸入部和輸出部之間，互補可調節輸送帶卷收長度段(16)伸展於輸出部和輸入部之間。其中，產品輸送長度段(14)以螺旋排列方式伸展於一個第一鼓輪(18)和一個第二鼓輪(20)之間；輸送帶卷收長度段(16)伸展於所述第二鼓輪(20)和一個第三鼓輪(22)之間；第二鼓輪(20)在兩固定的外側鼓輪(18、20)間是可調節的，能以互補的方式調節產品輸送長度段(14)和輸送帶卷收長度段(16)的長度。
文檔編號B65G21/18GK1444881SQ03128659
公開日2003年10月1日 申請日期2003年3月12日 優先權日2002年3月12日
發明者邁克·哈莫克, 安東尼·R·布朗, 艾倫·K·理查森, 沃爾特·卡拉斯康, 加裡·T·沃爾福德 申請人:茂林斯公共有限公司