DE19735086C2 - Etikettierstation für Gegenstände, insbesondere Flaschen, in einer Etikettiermaschine mit geräusch- und verschleißarmen Antrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Etikettierstation für Gegenstände, insbesondere Flaschen, mit mehreren längs einer Bahn hintereinander angeordneten Stationen, und zwar einer Leimwalze, einem Etikettenkasten und einem Etikettenübertragungszylinder, sowie mit mindestens einem auf einem sich drehenden Träger drehbar gelagerten und bei jeder Umdrehung des Trägers an den Stationen vorbeibewegten Entnahmeelement für die Etiketten, das jeweils eine nach außen gewölbte, sich auf dem jeweils vorderen Etikett der Etikettenvorratsstation und an den anderen Stationen abwälzende Aufnahmefläche für das Etikett aufweist, wobei als Antrieb für jedes Entnahmeelement ein Kurvengetriebe vorgesehen ist, das aus einer für alle Entnahmeelemente gemeinsamen, ortsfesten Doppelkurvenscheibe mit in zwei Ebenen übereinander und mit Abstand voneinander angeordneten einseitigen Kurven und aus zwei Sätzen von Eingriffsgliedern besteht, die mittels eines Trägerelements auf einer Antriebswelle des Entnahmeelements gelagert sind und durch Formschluß mit den beiden Kurven bei Drehung des Trägers den Zwangslauf eines jeden Entnahmeelements über seine volle Umdrehung sichern, wobei die Antriebswelle vor der Ebene, in der die dieser Welle näherliegende erste Kurve liegt, endet, und wobei die Eingriffsglieder, die der anderen zweiten Kurve zugeordnet sind, an einem zwischen den beiden Kurven liegenden Brückenglied drehversetzt gelagert sind, das von den Eingriffsgliedern der ersten Kurve getragen ist.

Etikettierstationen dieser Art sind bekannt und haben sich in der Praxis bewährt. Mit ihnen lassen sich hohe Durchsatzleistungen erzielen, weil die Entnahmeelemente nur Drehbewegungen und keine oszillierenden Bewegungen durchführen und deshalb die positiven und negativen Beschleunigungen, die erforderlich sind, um die Entnahmeelemente mit ihren gekrümmten Aufnahmeflächen an den verschiedenen Stationen abzuwälzen, verhältnismäßig klein gehalten werden können. Bei der bekannten Etikettierstation wird die Drehbewegung der Entnahmeelemente aus Außenkurven, mit denen Eingriffsglieder im Eingriff stehen, abgeleitet und mittels eines Übersetzungsgetriebes an die Entnahmeelemente übertragen. Die Eingriffsglieder können sowohl symmetrisch angeordnet sein und gleich lange wirksame Hebelarme aufweisen (DE 38 11 869 A1) oder unsymmetrisch angeordnet sein und unterschiedlich lange Hebelarme aufweisen (DE 39 08 378 A1). Im letzteren Fall ermöglichen die unterschiedlich langen und drehversetzten Eingriffsglieder eine verbesserte Zwangsführung an kritischen Stellen. In jedem Fall sind solche Antriebe, die Übersetzungsgetriebe erfordern, aufwendig und wegen der Vielzahl der an der Drehbewegung beteiligten Bauelemente unpräzise und nicht gerade geräusch- und verschleißarm.

Bei einer anderen bekannten Etikettierstation (DE 29 01 853 C2) sind die Kurven der Doppelkurvenscheibe des Kurvengetriebes eines jeden Entnahmeelementes nach Art einer Triebstockverzahnung innenverzahnt. Bei diesem Kurvengetriebe sind jeder Kurvenscheibe vier Eingriffsglieder zugeordnet, die auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sind, der auf der Antriebswelle des Entnahmeelementes drehfest sitzt, die sich bis zu einer Lagerung unterhalb der unterseitigen Eingriffsglieder erstreckt. Der Vorteil eines solchen Kurvengetriebes besteht darin, daß nicht länger ein Übersetzungsgetriebe erforderlich ist. Die Anzahl der Eingriffsglieder ist allerdings gegenüber der Anzahl der Eingriffsglieder der anderen bekannten Etikettierstation wesentlich höher, weil anders ein sicherer Eingriff über einen Drehwinkel von 360° des Entnahmeelementes bei der verhältnismäßig niedrigen Zahnhöhe nicht zu gewährleisten ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Etikettierstation der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der Antrieb der Entnahmeelemente bei geringem konstruktiven Aufwand möglichst verschleiß- und geräuscharm ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Doppelkurvenscheibe mit ihren beiden Kurven nach Art einer innenverzahnten Triebstockverzahnung mit Spiel an den Zahnfüßen zumindest im Bereich der Stationen derart ausgebildet ist, daß davon unmittelbar (ohne Übersetzungsgetriebe) die Drehbewegung der Entnahmeelemente abgeleitet wird und dabei bis auf kurze Übergangsbereiche von den Eingriffsgliedern jeweils nur ein Eingriffsglied je Satz mit der Doppelkurve im Eingriff sich befindet, wobei zumindest im Bereich der Stationen der Eingriff auf die Zahnflanken der Kurve beschränkt ist, und daß von den Eingriffsgliedern nur ein Eingriffsglied einen längeren, wirksamen Hebelarm als die anderen Eingriffsglieder hat und dieses Eingriffsglied in der Anfangsphase der Abwälzbewegung der Aufnahmefläche sich zusätzlich im drehmomentwirksamen, treibenden Eingriff mit der Doppelkurvenscheibe befindet.

Bei der erfindungsgemäßen Etikettierstation ist über den vollen Drehwinkelbereich von 360° der Entnahmeelemente mit einem Minimum an Eingriffsgliedern ein sicherer Eingriff gewährleistet, weil wegen des Brückengliedes die Zähne der Triebstockverzahnung bis in den Bereich der gedachten Verlängerung der Antriebswelle ragen können. Für diesen sicheren Eingriff der Antriebsglieder und damit auch für die Einleitung eines Drehmomentes reichen - bis auf kurze Übergangsbereiche - zwei aktive Eingriffsglieder aus. Das gilt auch in den besonders kritischen Bereichen, in denen die Abwälzbewegung ein hohes Drehmoment verlangt, wie in den Anfangsphasen der Abwälzbewegung an den verschiedenen Stationen. Hier wird dieser hohen Beanspruchung durch einen längeren Hebelarm des drehmomentwirksamen Eingriffsgliedes Rechnung getragen. Insgesamt kommt man also mit einem minimalen konstruktiven Aufwand aus. Der Fortfall des Übersetzungsgetriebes und der auf ein Minimum reduzierte Eingriff der Eingriffsglieder führen zu einer geringeren Geräuschentwicklung und zu einem geringerem Verschleiß. Es ist sogar möglich, zur Herabsetzung der Beschleunigungsbewegungen den Modul so zu gestalten, daß er am Ende der Bewegung zwischen den Stationen eine leichte Rückdrehung bewirkt.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Modul der Triebstockverzahnung der Doppelkurvenscheibe zwischen den Stationen so groß, daß das Entnahmeelement nach Verlassen einer Station nur bis in die erforderliche Drehstellung am Anfang der Abwälzbewegung an der nächsten Station gedreht wird. Vorzugsweise ist der Modul zwischen einzelnen Stationen für die Drehbewegung bis zum Stillstand eingerichtet. Dies läßt sich erreichen, wenn bei Verlassen einer Station die Drehbewegung bei nur gering verminderter Drehwinkelgeschwindigkeit bis zu einem Winkel fortgeführt wird, mit dem die Drehbewegung an der nächsten Station wieder aufgenommen wird. Auf diesem Weg kann es dann sogar zu einem Stillstand kommen, bei dem von dem Antrieb keine weitere Geräuschbildung ausgeht.

Die Module der Triebstockverzahnung in den Bereichen zwischen den Stationen können verschieden groß gewählt werden. Um einerseits einen Gegenstandstransport längs des Etikettenübertragungszylinders zu ermöglichen, andererseits aber die dem häufigen Zugriff der Bedienungsperson freizuhaltenden Stationen möglichst gut zugänglich zu gestalten, kann der Modul zwischen Etikettenübertragungszylinder und Leimwalze möglichst groß gewählt werden, im Grenzfall, wie geschildert, sogar bis zum Stillstand der Drehbewegungen, während er im Bereich von Leimwalze und Etikettenkasten sehr klein ist, so daß diese beiden Stationen unter einem Winkel von rund 90° angeordnet sein können.

Für eine optimale Auslegung der Triebstockverzahnung kann es von Vorteil sein, wenn der gegenseitige Drehwinkelversatz der Eingriffsglieder mindestens für einige ≠ 90° ist. Für eine Verminderung des Verschleißes und der Geräuschbildung ist auch von Vorteil, wenn die Eingriffsglieder durch Zurücknahme der tragenden Zahnflanken sanft auf die tragenden Zahnflanken auflaufen und von ihnen ablaufen.

Die Erfindung läßt sich vorteilhaft verwirklichen mit einer zentralen Schmierung für die Lager der Antriebswelle und die Eingriffsglieder. In diesem Fall ist vorgesehen, daß die Antriebswelle eines jeden Entnahmeelementes eine über dem Trägerelement für die Eingriffsglieder angeordnete Lagerung aufweist, über der stationär auf dem Träger eine Schmiermittelzuführung angeordnet ist. Die Lagerung wird dann geschmiert, wenn sie die stationäre Schmiermittelzuführung passiert. Von der Lagerung läuft das Schmiermittel aufgrund von Schwerkraft auf die Eingriffsglieder. Die Schmiermittelverteilung ist dann besonders wirksam, wenn das Trägerelement an seiner der Lagerung zugekehrten Seite einen Verteilerteller für das von der Lagerung abtropfende und auf die den Rand des Verteilertellers überragenden Eingriffsglieder zu gebende Schmiermittel trägt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen

Fig. 1 eine Etikettierstation einer Etikettiermaschine für Gegenstände, insbesondere Flaschen, in schematischer Darstellung in Aufsicht,

Fig. 2 die Etikettierstation gemäß Fig. 1 in schematischer Darstellung mit einer Doppelkurvenscheibe und einem mit der Doppelkurve im Bereich zwischen Etikettenübertragungszylinder und Leimwalze in Eingriff stehendem Entnahmeelement,

Fig. 3 die Etikettierstation gemäß Fig. 1 und 2 mit einem an einer Leimwalze wirksamen Entnahmeelement in schematischer Darstellung,

Fig. 4 die Etikettierstation gemäß Fig. 1 und 2 mit einem an einem Etikettenkasten wirksamen Entnahmeelement in schematischer Darstellung und im Ausschnitt,

Fig. 5 eine Antriebswelle eines Entnahmeelementes einer Etikettierstation nach Fig. 1 und 2 mit Lagerung und einem Brückenglied mit zwei Sätzen Eingriffsglieder im Axialschnitt,

Fig. 6 das Brückenglied gemäß Fig. 5 im Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 5 und

Fig. 7 das Brückenglied gemäß Fig. 5 im Schnitt nach der Linie B-B der Fig. 5.

Die in der Zeichnung dargestellte Etikettierstation besteht aus einem Träger 1, auf dem unter gleichen Winkeln drei Entnahmeelemente 2, 3, 4 angeordnet sind. Jedes Entnahmeelement 2, 3, 4 weist eine zylindrisch gekrümmte Aufnahmefläche 5, 6, 7 für ein Etikett auf. Jedes Entnahmeelement 2, 3, 4 ist zwischen dieser gekrümmten Aufnahmefläche 5, 6, 7 und deren Krümmungsmittelpunkt mit einer Antriebswelle 8, 9, 10 im Träger 1 drehbar gelagert. Bei Drehung des Trägers 1 in Richtung des Pfeils 11 drehen sich zwangsläufig durch Kurvenantriebe die Entnahmeelemente 2, 3, 4 in Richtung der Pfeile 12, 13, 14, also gegensinnig zum Träger 1.

Bei Drehung des Trägers 1 werden die Entnahmeelemente 2, 3, 4 an verschieden Stationen, und zwar an einer in Richtung des Pfeils 15 rotierenden Leimwalze 16, einem feststehenden Etikettenkasten 17 mit einem darin befindlichen Etikettenstapel und einem in Richtung des Pfeils 18 rotierenden Etikettenübertragungszylinder (Greiferzylinder) 19 unter Ausführung einer Abwälzbewegung der Aufnahmeflächen 5, 6, 7 an den einzelnen Stationen vorbeibewegt. Dabei wird zunächst die Aufnahmefläche 5, 6, 7 eines jeden Entnahmeelementes 2, 3, 4 durch die Leimwalze 16 beleimt. Beim Abwälzen an dem vorderen Etikett des im Etikettenkasten 17 bevorrateten Etikettenstapels wird das vordere Etikett infolge der Haftwirkung des Leims an der Aufnahmefläche 5, 6, 7 dem Etikettenstapel entnommen und bei weiterer Drehung des Trägers 1 dem Etikettenübertragungszylinder 19 zugeführt, der es von der Aufnahmefläche 5, 6, 7 abnimmt.

Damit an den verschiedenen gestalteten Stationen 16, 17, 19 die Aufnahmeflächen 5, 6, 7 sich abwälzen können, ist es erforderlich, daß die Rotationsbewegung eines jeden Entnahmeelementes 2, 3, 4 in Richtung des Pfeils 12, 13, 14 beschleunigt und verzögert wird. Für diesen Zweck sind die erwähnten Kurvenantriebe vorgesehen, die aus einer gemeinsamen stationären Doppelkurvenscheibe 20 mit in zwei Ebenen übereinander und mit Abstand voneinander angeordneten einseitigen Kurven 20a, 20b nach Art einer, Triebstockverzahnung, deren Modul nicht konstant ist, und aus den einzelnen Entnahmeelementen 2, 3, 4 zugeordneten Sätzen von je zwei Eingriffsgliedern, die mit den Kurven 20a, 20b im Eingriff stehen, wie die Fig. 2, 3, 4 zeigen. Dazu ist am unteren Ende der Antriebswelle 6, 7, 8 eines jeden Entnahmeelementes 2, 3, 4 ein Trägerelement 21 befestigt, insbesondere einstückig mit der Welle ausgebildet, das unterseitig zwei angeformte Zapfen 22, 23 mit einem darauf angeordneten Satz Rollen 24, 25 als Eingriffsglieder trägt. An den Zapfen 22, 23 ist ein Brückenglied 26 befestigt, das seinerseits um etwa 90° zu den Zapfen 22, 23 winkelversetzte Zapfen 27, 28 für eine weiteren Satz von Rollen 29, 30 als Eingriffsglieder trägt. Das Trägerelement 21 ist, wie aus Fig. 5 ersichtlich, als Verteilerteller gestaltet. Über seine Peripherie ragen die Rollen 24, 25, 29, 30 hinaus. Oberhalb des Trägerelementes 21 ist die Antriebswelle 8 in einer zweifachen Lagerung 31, eine stationäre im Maschinengestell angeordnete Schmiermittelzuführung 32 vorgesehen. Die bei jedem Umlauf der Entnahmeelemente diese Schmiermittelzuführung passierende Lagerung 31 und die Rollen 24, 25, 29, 30 erhalten von dieser Schmiermittelzuführung 32 Schmiermittel, das sich über die beiden Lager der Lagerung 31 verteilt, dann auf den Verteilteller 21 und von hier auf die Rollen 24, 25, 29, 30 und damit auch an die Kurven 20a, 20b gelangt.

Wie die Fig. 2 bis 4 sowie 6 und 7 zeigen, sind die Eingriffsglieder 24, 25, 29, 30 nicht alle mit einem Winkelversatz von 90° sondern teilweise mehr, teilweise weniger angeordnet. Darüber hinaus ist der wirksame Hebelarm des Eingriffsgliedes 25 größer als der wirksame Hebelarm der übrigen Eingriffsglieder 24, 29, 30.

Aus den Fig. 3 und 4 ist zu entnehmen, daß die als Triebstockverzahnung ausgebildeten Kurven 20a, 20b mit Spiel an den Zahnfüßen ausgebildet ist, wie es in Fig. 3 an zwei Stellen 20a*, 20b* angedeutet ist. Diese Bereiche sind vor allem da vorgesehen, wo der Modul der Verzahnung klein ist. Dies ist abhängig vom Krümmungsradius der Station, d. h. an der Leimwalze 16 ist er kleiner als an der ebenen Vorderseite des Etikettenkastens 17. Besonders groß kann der Modul in den Bereichen zwischen den Stationen sein, wo es sogar zu einem Stillstand kommen kann, wie in Fig. 4 für den links unten dargestellten Bereich vorgesehen ist. Es ist sogar denkbar, daß es in diesem Bereich zu einer kleinen Rückdrehung kommt, wenn dadurch bessere Ergebnisse in der Verzögerung und in der Beschleunigung der Entnahmeelemente und damit in der Belastung der an der Bewegung beteiligten Elemente und eine Verminderung der Geräuschbildung erzielt werden kann. In jedem Fall ist die Geometrie des Kurvenantriebes so gestaltet, daß bis auf wenige kurze Übergangsbereiche immer nur je ein Eingriffsglied von je einem der beiden Sätze in Eingriff mit den Kurven 20a, 20b steht. Die Zahnflanken sind durch Materialzurücknahme so gestaltet, daß sich für jedes Eingriffsglied an jeder Flanke ein sanfter Ein- und Auslauf ergibt. Schließlich und vor allem ist aber vorgesehen, daß zu Beginn der Abwälzbewegung eines Entnahmeelementes an einer Station, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, treibend drehmomentwirksam nur das Eingriffsglied 25 mit dem längsten Hebelarm ist.

Alle diese Maßnahmen führen dazu, daß bei einem minimalen konstruktiven Aufwand der Kurvenantrieb extrem laufruhig und verschleißarm ist.

Claims (7)

1. Etikettierstation für Gegenstände, insbesondere Flaschen, mit mehreren längs einer Bahn hintereinander angeordneten Stationen, und zwar einer Leimwalze (15), einem Etikettenkasten (17) und einem Etikettenübertragungszylinder (19), sowie mit mindestens einem auf einem sich drehenden Träger (1) drehbar gelagerten und bei jeder Umdrehung des Trägers (1) an den Stationen (15, 17, 19) vorbeibewegten Entnahmeelement (2, 3, 4) für die Etiketten, das jeweils eine nach außen gewölbte, sich auf dem jeweils vorderen Etikett des Etikettenkastens (17) und an den anderen Stationen (15, 19) abwälzende Aufnahmefläche (5, 6, 7) für das Etikett aufweist, wobei als Antrieb für jedes Entnahmeelement (2, 3, 4) ein Kurvengetriebe (20, 21 bis 30) vorgesehen ist, das aus einer für alle Entnahmeelemente (2, 3, 4) gemeinsamen, ortsfesten Doppelkurvenscheibe (20) mit in zwei Ebenen übereinander und mit Abstand voneinander angeordneten einseitigen Kurven (20a, 20b) und aus zwei Sätzen von Eingriffsgliedern (24, 25; 29, 30) mit verschieden langen wirksamen Hebelarmen besteht, die mittels eines Trägerelements (21) auf einer Antriebswelle (31) des Entnahmeelementes (2, 3, 4) gelagert sind und durch Formschluß mit den beiden Kurven (20a, 20b) bei Drehung des Trägers (1) den Zwangslauf eines jeden Entnahmeelementes (2, 3, 4) über seine volle Umdrehung sichern, wobei die Antriebswelle (31) vor der Ebene, in der die dieser Welle (31) nächstliegende erste Kurve (20a) liegt, endet, und wobei die Eingriffsglieder (29, 30), die der zweiten Kurve (20b) zugeordnet sind, an einem zwischen den beiden Kurven (20a, 20b) liegenden Brückenglied (26) drehversetzt gelagert sind, das von den Eingriffsgliedern (24, 25) der ersten Kurve (20a) getragen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelkurvenscheibe (20) mit ihren beiden Kurven (20a, 20b) nach Art einer innenverzahnten Triebstockverzahnung mit Spiel an den Zahnfüßen zumindest im Bereich der Stationen (15, 17, 19) derart ausgebildet ist, daß davon unmittelbar (ohne Übersetzungsgetriebe) die Drehbewegung der Entnahmeelemente (2, 3, 4) abgeleitet wird und dabei bis auf kurze Übergangsbereiche von den Eingriffsgliedern jeweils nur ein Eingriffsglied (24, 25; 29, 30) nur je Satz mit der Doppelkurve (20a, 20b) im Eingriff sich befindet, wobei zumindest im Bereich der Stationen (15, 17, 19) der Eingriff auf die Zahnflanken der Kurve beschränkt ist, und daß von den Eingriffsgliedern (24, 25; 29, 30) nur ein Eingriffsglied (25) den längeren, wirksamen Hebelarm als die anderen Eingriffsglieder (24, 29, 30) hat und dieses Eingriffsglied (25) in der Anfangsphase der Abwälzbewegung der Aufnahmefläche (5, 6, 7) an den Stationen (15, 17, 19) sich zusätzlich im drehmomentwirksamen, treibenden Eingriff mit der Doppelkurve (20a, 20b) befindet.

2. Etikettierstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Modul der Doppelkurve (20a, 20b) zwischen den Stationen (15, 17, 19) so groß ist, daß das Entnahmeelement (2, 3, 4) nach Verlassen einer Station (15, 17, 19) nur bis in die erforderliche Drehstellung am Anfang der Abwälzbewegung an der nächsten Station gedreht wird.

3. Etikettierstation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Modul zwischen einzelnen Stationen (15, 17, 19) für die Drehbewegung bis zum Stillstand eingerichtet ist.

4. Etikettierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Drehwinkelversatz der Eingriffsglieder (24, 25; 29, 30) mindestens für einige ≠ 90° ist.

5. Etikettierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (8, 9, 10) eines jeden Entnahmeelementes (2, 3, 4) eine über dem Trägerelement (21) für die Eingriffsglieder (24, 25; 29, 30) angeordnete Lagerung (31) aufweist, über der stationär auf dem Träger (1) eine Schmiermittelzuführung (32) angeordnet ist.

6. Etikettierstation nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (21) an seiner der Lagerung (31) zugekehrten Seite als Verteilerteller für das von der Lagerung (31) abtropfende und an die den Rand des Verteilertellers teilweise überragende Eingriffsglieder (24, 25; 29, 30) zu gebende Schmiermittel ausgebildet ist.

7. Etikettierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsglieder (24, 25) an der Unterseite des Trägerelementes (21) angeformt sind.