DE69102814T2

DE69102814T2 - Verfahren und Vorrichtung für das Etikettieren.

Info

Publication number: DE69102814T2
Application number: DE69102814T
Authority: DE
Inventors: Svatoboj Otruba
Original assignee: B&J Manufacturing Co
Current assignee: B&J Manufacturing Co
Priority date: 1990-05-03
Filing date: 1991-04-17
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2011-04-18
Also published as: CA2040888A1; US5091040A; AU633720B2; EP0455377A1; JPH05221435A; AU7509591A; ZA913220B; EP0455377B1; CA2040888C; DE69102814D1; JP3192435B2

Description

Diese Erfindung betrifft die Art von Etikettiermaschinen, bei denen Etiketten durch eine Vakuumtrommel an einer Etikettaufnahmestation von einem Stapel von Etiketten, oder, wenn sie von einem Endlosstreifen eines Etikettenvorrats abgetrennt werden, aufgenommen und mittels eines Vakuums auf der Trommeloberfläche gehalten und zu einer Etikettanbringstation transportiert werden, und bei der Behälter von auf einem Revolver ausgerichteten Spannfuttern an einer Behälteraufnahmestation aufgenommen und zu der Etikettanbringstation transportiert werden, wo sie das vordere Ende der (freigegebenen) Etiketten berühren und durch eine Drehbewegung der Behälter um den Behälter gewickelt und zu einer Behälteraustrittstation transportiert werden.
Etikettiermaschinen der oben beschriebenen Art sind in dem US-Patent 4,108,709 und auch bei anderen auf dem Markt befindlichen Revolveretikettiermaschinen zu sehen. Bei dem US-Patent 4,108,709, auf dessen Offenbarung hier Bezug genommen wird, wird jeder Behälter nacheinander zwischen unteren und oberen Spannbacken gegriffen, die in Drehung um ihre gemeinsame Achse versetzt werden, wenn sich der Revolver um die Revolverachse dreht. Wenn jeder Behälter eine Tangentiallinie mit der Vakummtrommel erreicht, wird das vordere Ende des Etiketts an der Trommel mit einem Klebstoff auf den Behälter geklebt, von der Trommeloberfläche wird ein Vakuum freigegeben, so daß das Etikett dem Behälter folgen und sich um diesen wikkeln kann, und ein Segment des Etiketts befindet sich zwischen der Linie, an der es in Kontakt mit dem Behälter kommt, und der Linie, an der es die Vakuumtrommel noch berührt, wenn sich der Behälter von der Tangentiallinie mit der Vakuumtrommel entfernt. Wenn das Etikett schließlich völlig von der Vakuumtrommel gelöst ist, gibt es ein loses Ende an dem Etikett, das an dem drehenden Behälter, nicht jedoch an der Trommel, befestigt ist, wobei dieses losee Ende gewöhnlich als "flatterndes" Ende bezeichnet wird.
Diese unbefestigten oder flatternden Etikettsegmente werden schließlich um einen Behälter gewickelt, entweder vollständig als Gesamtumwicklung oder teilweise als sogenanntes "Punktetikett". Bei einem Punktetikett wird das hintere Ende des Etiketts mit einem Klebstoff auf den Behälter geklebt, oder bei einer Gesamtumwicklung überlappt es das vordere Ende des Etiketts und wird mit einem Klebstoff darauf geklebt.
Selbstverständlich können auch andere Segmente aus Bogenmaterial als Etiketten, wie z.B. Dekorations- oder Schutzbögen, verwendet werden, und die Artikel müssen nicht notwendigerweise Behälter sein. Obwohl die Behälter eine insgeamt zylindrische Form haben, können sie natürlich auch von der zylindrischen Form abweichen. Aus Gründen der Einfachheit werden im folgenden "Etiketten" und "Behälter" beschrieben, und die Behälter werden insgesamt als zylindrisch beschrieben.
Wegen der Bewegungsfreiheit des unbefestigten Segments oder flatternden Endes des Etiketts und dessen Tendenz, eine Zufallsbewegung auszuführen, gibt es bei Etikettiermaschinen dieser Art Schwierigkeiten. Dies ist insbesondere bei leichten, dünnen, biegsamen Kunststoffetiketten und/oder bei hohen Etikettiergeschwindigkeiten störend.
Die oben genannten Schwierigkeiten lassen sich vermeiden oder stark reduzieren, wenn eine Vakuumtrommel mit einer solchen Ausgestaltung oder einem solchen Umriß geschaffen wird, daß wenn ein Behälter eine Kreisbewegung um die Revolverachse und eine Drehbewegung um seine eigene Achse durchführt, der Behälter zu jeder Zeit entweder in Tangentialkontakt mit der Vakuumtrommel steht oder sich sehr nahe an der Oberfläche der Vakuumtrommel befindet, bis das Umwickeln im wesentlich vollständig abgeschlossen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Revolvermaschine zum Umwickeln von Artikeln mit Segmenten aus Bogenmaterial geschaffen, die jeweils ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweisen, wobei die Maschine einen um eine zentrale Revolverachse 22 drehbaren Revolver 21 und mehrere von dem Revolver getragene Spannfutterpaare aufweist, wobei die Spannfutter jedes Paares koaxial und für eine Kreisbewegung um die Revolverachse sowie zum Drehen um ihre eigene Achse parallel zur Revolverachse ausgerichtet sind,
wobei die Maschine außerdem ein Vakuumzuführelement 23 für die Segmente 24 aufweist, das um eine zur Revolverachse 22 parallele Achse 25 drehbar ist und eine gewölbte Oberfläche 26 hat, die insgesamt konzentrisch zur Achse 25 ist, und das ein Segment 24 aus Bogenmaterial an einer Segmentaufnahmestation aufnehmen, ein solches Segment durch ein Vakuum auf einer solchen gewölbten Oberfläche 26 halten, während es zu einer Segmentanbringungsstation transportiert wird, und es an einer solchen Station freigeben kann,
dadurch gekennzeichnet, daß die gewölbte Oberfläche 26 bezüglich der Achse 25 radial fixiert und so ausgestaltet ist, daß sie einen Vorderabschnitt 30, der so wirkt, daß er auf das vordere Ende eines Segments 24 Druck ausübt, um es auf einen von einem Paar der Spannfutter gehaltenen Artikel I, II zu kleben, einen Hinterabschnitt 31, der so wirkt, daß er auf das hintere Ende eines solchen Segments 24 Druck ausübt, um es auf den Artikel I, II zu kleben oder damit es das vordere Ende des Segments 24 überlappt und es an das vordere Ende geklebt wird, und einen Mittelabschnitt 32 zwischen dem Vorderabschnitt und dem Hinterabschnitt 30, 31 aufweist, der eine solche Form und einen solchen Umriß hat, daß er in Kontakt mit dem sich auf einer Kreisbahn bewegenden und drehenden Artikel I, II steht oder sich so nahe daran befindet, daß dem Segment abgesehen von seinen Kreis- und Drehbewegungen keine wesentliche Bewegungsfreiheit gegeben ist.
Die vorliegende Erfindung stellt darüber hinaus ein Verfahren zum Wickeln von Segmenten aus Bogenmaterial bereit, von denen jedes ein vorderes Ende und ein hinteres Ende hat, um Artikel, von denen jeder eine Längsachse und eine zylindrische oder nicht-zylindrische Oberfläche parallel zur Längsachse und außerdem ein oberes Ende und ein unteres Ende hat, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
a) Greifen jedes derartigen Artikels I, II nacheinander an seinen Enden,
b) Bewegen jedes so ergriffenen Artikels auf einer Kreisbahn um eine zentrale Achse 22 für eine Kreisbewegung und außerdem Drehen jedes Artikels um seine Längsachse während wenigstens eines Abschnitts einer solchen Kreisbewegung,
c) Transportieren eines Segments 24 aus Bogenmaterial für jeden solchen Artikel auf einer gewölbten Oberfläche 26 eines Vakuumelements 23, das sich um eine Achse 25 und auf einem insgesamt kreisförmigen Weg zwischen einer Segmentaufnahmestation und einer Segmentfreigabestation dreht, und Freigeben des Segments 24 an der Freigabestation, wobei das Segment an der Freigabestation tangential zur Oberfläche des Artikels ausgerichtet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
d) die gewölbte Oberfläche 26 bezüglich der Achse 25 des Vakuumelements radial fixiert und so ausgestaltet ist, daß sie Druck auf das vordere Ende und auf das hintere Ende jedes Segments ausübt, um sie auf den Artikel zu kleben, oder im Falle der hinteren Enden, um sie auf die vorderen Enden zu kleben, und zwar so, daß der Artikel zu jeder Zeit in physischem Kontakt mit der gewölbten Oberfläche oder in ausreichend großer Nähe dazu bleibt, um eine Kontrolle über das Segment auszuüben.
Figur 1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Revolveretikettiermaschine mit einer Vakuumtrommel, wie sie in dem US-Patent 4,108,709 beschrieben ist, und sie ist in einer Arbeitsphase gezeigt in der das vordere Ende eines Etiketts an einem Behälter befestigt und das Etikett teilweise um den Behälter gewickelt worden ist. Diese Figur zeigt die oben erläuterten Probleme.
Figur 2A ist eine ähnliche Ansicht einer Revolveretikettiermaschine, bei der die Vakuumtrommel gemäß der vorliegenden Erfindung geformt ist, wobei diese Ansicht den Zustand bei Beginn der Etikettierung eines Behälters zeigt, wenn das vordere Ende des Etiketts an dem Behälter angebracht wird.
Figur 2B ist eine Fig. 2A ähnliche Ansicht, die die Maschine jedoch in einer späteren Arbeitsphase zeigt, in der das Etikett teilweise um den Behälter gewickelt ist.
Figur 2C ist eine ähnliche Ansicht, jedoch in der letzten Etikettierphase, in der das Etikett vollständig an dem Behälter befestigt worden ist und sein hinteres Ende das vordere Ende überlappt.
Figuren 3A, 3B und 3C sind den Figuren 2A, 2B bzw. 2C ähnlich, sie zeigen jedoch eine Maschine, bei der sich die Vakuumtrommel und der Revolver in entgegengesetzten Richtungen, z.B. eine im Uhrzeigersinn und die andere entgegen zum Uhrzeigersinn, drehen.
Figur 1 zeigt schematisch eine Etikettiermaschine, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet wird. Sie weist einen sich auf einer Kreisbahn um eine zentrale Revolverachse 12 drehenden Revolver 11 auf, der axial ausgerichtete Spannfutterpaare (nicht gezeigt) trägt, wie sie bei 39 und 36 in Fig. 2 des US-Patents 4,108,709 gezeigt sind. Jedes Spannfutterpaar spannt einen Behälter an seinen Enden ein, wie es bei I gezeigt ist, transportiert den Behälter zu einer Etikettaufnahmestation, wie es anhand des Behälters I gezeigt ist, wo er das vordere Ende eines Etiketts 13 von einer sich drehenden Vakuumtrommel 14 aufnimmt, die sich um eine zu der Revolverachse 12 parallelen Achse 15 dreht. Der Behälter, an dem das vordere Ende eines Etiketts 13 befestigt ist, wird in die durch den Pfeil dargestellte Richtung gedreht, wodurch das Etikett um ihn gewickelt wird. Der Revolver ist mit einer Vorrichtung zum Trennen jedes Spannbackenpaares an einer Behälteraufnahmestation ausgerüstet, damit ein Behälter zwischen ihnen aufgenommen wird und um sie dann zueinander zu bewegen, um den Behälter zwischen die Spannbacken einzuspannen und zu drehen. Nach erfolgter Etikettierung werden die Spannbacken getrennt, damit eine Entfernung eines etikettierten Behälters möglich ist, der an einer Behälterfreigabestation von dem Revolver entfernt wird.
Der Behälter II hat sich mit dem Revolver von der Vakuumtrommel wegbewegt, und ein Segment eines teilweise angebrachten Etiketts, das mit 17 bezeichnet ist, ist nicht an dem Behälter befestigt. Für eine kurze Zeit bleibt das hintere Ende des Etiketts nicht an der Vakuumtrommel befestigt, es wird jedoch später um den Behälter gewikkelt. Wenn das Etikett z.B. ein biegsames Kunststoffetikett ist und/oder wenn es aufgrund der Geschwindigkeit der Maschine Luftströme gibt, führt der unbefestigte Abschnitt des Etiketts, insbesondere wenn sein hinteres Ende die Vakuumtrommel verläßt, ungeordnete Zufallsbewegungen aus, die zu einer fehlerhaften Etikettierung führen.
In Figur 2A ist schematisch eine Revolver-/Vakuumtrommeletikettiermaschine gezeigt, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet ist. Sie weist einen sich um eine Revolverachse 22 drehenden Revolver 21 auf. Es sind Behälter I und II gezeigt, wobei der Behälter I in der Anfangsposition des Etikettierens dargestellt ist. Eine Vakuumtrommel ist bei 23 gezeigt, die Etiketten 24 zu den Behältern transportiert und an diesen anbringt.
Die Vakuumtrommel 23 dreht sich parallel zu der Revolverachse 22 um die Achse 25. Die Trommel 23 ist mit zwei Abschnitten oder durch Segmente 27 getrennte Auflagen 26 gezeigt. Ebenso sind jedoch nur eine Auflage 26 und ein Segment 27 oder mehr als zwei Auflagen 26 und mehr als zwei Segmente 27 möglich. Die Auflagen 26 sind vorzugsweise aus einem harten Kautschukmaterial von einer Art hergestellt, die für die Herstellung von Vakuumtrommeln für Etikettiermaschinen gewöhnlich verwendet wird, und sie sind perforiert, um das Vakuum aus dem Vakuumsystem der Maschine für den Zweck einzusetzen, die Etiketten durch Saugwirkung auf der Trommeloberfläche durch zu halten, während sie von der Etikettaufnahmestation zu der Etikettanbringstation transportiert werden, wobei diese Saugwirkung an der Etikettanbringstation nachläßt, damit sich das Etikett von der Vakuumtrommel lösen und mit Hilfe von Klebstoff auf den Behälter geklebt werden kann.
Jede Auflage 26 weist ein vorderes Segment 30, ein hinteres Segment 31 und ein Mittelsegment 32 auf, die folgendermaßen geformt und ausgestaltet sind: Das vordere Segment 30 ist leicht gekrümmt und konvex und so angeordnet, daß es tangential zu einem Behälter ist, der die Position des Behälters I in Figur 2A einnimmt und Druck auf das vordere Ende eines Etiketts 24 ausübt, um es auf den Behälter zu kleben. Das Mittelsegment 32 ist so geformt und ausgebildet, daß es entweder tangential zu einem Behälter ist, wenn es sich von der in Figur 2A gezeigten Position in die in Figur 2B gezeigte Position und darüber hinaus bewegt, oder, wenn es nicht tangential ist, befindet es sich nahe genug am Behälter und am Etikett, so daß das Etikett nicht dazu tendiert, sich ohne die Vakuumtrommel und den Behälter zu bewegen. Das Segment 31 ist ebenso wie das Segment 30 leicht gekrümmt und konvex, so daß es Druck auf das hintere Ende des Etiketts ausübt, um es im Falle einer Gesamtumwicklung auf das vordere Ende des Etiketts oder im Falle eines Punktetiketts direkt auf den Behälter zu kleben. Die Positionen des Behälters und des Segments 31 am Ende des Etikettiervorgangs sind in Figur 2C gezeigt.
Die Formen und Ausgestaltungen der Segmente 30, 31 und 32 lassen sich experimentell ableiten oder durch methematische Berechnung bestimmen. Die Segmente 30 und 31 sind so ausgestaltet, daß sie den Behälter (mit dem Mitteletikett) berühren und genügend Druck auf das Etikett ausüben, damit das Etikett auf dem Behälter klebt, oder, damit bei dem Segment 31 das hintere Ende auf dem vorderen Ende klebt. Für die Ausgestaltung des Mittelsegments 32 besteht ein größerer Spielraum, wenn es sich nahe genug am Behälter befindet, um das Etikett zu steuern. Es ist weder mathematische Präzision ausschlaggebend, noch muß die Distanz zwischen dem Segment 32 und dem Behälter konstant sein.
In den Figuren 3A, 3B und 3C, in denen die gleichen Bezugszeichen wie in den Figuren 2A, 2B und 2C verwendet werden, ist der Revolver 21 gezeigt, wie er sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, und die Vakuumtrommel ist gezeigt, wie sie sich im Uhrzeigersinn dreht. Die Behälter drehen sich ebenfalls entgegen dem Uhrzeigersinn. Die Vakuumtrommel 23 ist genauso wie in den Figuren 2A, 2B und 2C ausgestaltet. Wie zu sehen ist, werden die Etiketten auf die gleiche Weise wie in den Figuren 2A, 2B und 2C angebracht.
Es ist daher offensichtlich, daß eine neue und vorteilhafte Etikettiermaschine geschaffen worden ist.

Claims

1. Revolvermaschine zum Umwickeln von Artikeln mit Segmenten aus Bogenmaterial, die jeweils ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweisen, wobei die Maschine

- einen um eine zentrale Revolverachse (22) drehbaren Revolver (21) und

- mehrere von dem Revolver getragene Spannfutterpaare aufweist,

- wobei die Spannfutter jedes Paares koaxial und für eine Kreisbewegung um die Revolverachse sowie zum Drehen um ihre eigene Achse parallel zur Revolverachse ausgerichtet sind,

- wobei die Maschine außerdem ein Vakuumzuführelement (23) für die Segmente (24) aufweist, das um eine zur Revolverachse (22) parallele Achse (25) drehbar ist und eine gewölbte Oberfläche (26) hat, die insgesamt konzentrisch zur Achse (25) ist, und das ein Segment (24) aus Bogenmaterial an einer Segmentaufnahmestation aufnehmen, ein solches Segment durch ein Vakuum auf einer solchen gewölbten Oberfläche (26) halten, während es zu einer Segmentanbringungsstation transportiert wird, und es an einer solchen Station freigeben kann,

dadurch gekennzeichnet, daß die gewölbte Oberfläche (26) bezüglich der Achse (25) radial fixiert und so ausgestaltet ist, daß sie

- einen Vorderabschnitt (30), der so wirkt, daß er auf das vordere Ende eines Segments (24) Druck ausübt, um es auf einen von einem Paar der Spannfutter gehaltenen Artikel (I, II) zu kleben,

- einen Hinterabschnitt (31), der so wirkt, daß er auf das hintere Ende eines solchen Segments (24) Druck ausübt, um es auf den Artikel (I, II) zu kleben oder damit es das vordere Ende des Segments (24) überlappt und es an das vordere Ende geklebt wird, und

- einen Mittelabschnitt (32) zwischen dem Vorderabschnitt und dem Hinterabschnitt (30, 31) aufweist, der eine solche Form und einen solchen Umriß hat, daß er in Kontakt mit dem sich auf einer Kreisbahn bewegenden und drehenden Artikel (I, II) steht oder sich so nahe daran befindet, daß dem Segment abgesehen von seinen Kreis- und Drehbewegungen keine wesentliche Bewegungsfreiheit gegeben ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, bei welcher die gewölbte Oberfläche (26) so ausgestaltet ist, daß der Artikel (I, II) im wesentlichen während der gesamten Zeit, in der das Segment (24) um ihm herum gewickelt wird, in physischem Kontakt mit der gewölbten Oberfläche steht.

3. Maschine nach Anspruch 1, bei welcher die gewölbte Oberfläche (26) ein vorderes Ende (30) und ein hinteres Ende (31) hat, die in physischem Kontakt mit dem Artikel (I, II) stehen, um Druck auf das vordere Ende bzw. das hintere Ende des Segments (24) auszuüben, damit sie auf den Artikel geklebt werden, wobei der Abschnitt der gewölbten Oberfläche zwischen ihrem vorderen Ende und ihrem hinteren Ende sich sehr nahe an dem Artikel befindet, aber nicht in physischem Kontakt mit ihm steht, wobei diese große Nähe genügt, um den den Spalt zwischen der gewölbten Oberfläche und dem Artikel überbrückenden Abschnitt des Segments zu kontrollieren und ein fehlerhaftes Umhüllen des Artikels zu verhindern.

4. Maschine nach einem vorhergehenden Anspruch, bei welcher die gewölbte Oberfläche (26) so ausgestaltet ist, daß sie Segmente (24) aus Bogenmaterial um zylindrische Artikel wickelt.

5. Maschine nach einem vorhergehenden Anspruch, bei welcher die gewölbte Oberfläche (26) so ausgestaltet ist, daß sie Segmente (24) aus Bogenmaterial um nicht-zylindrische Artikel wickelt.

6. Verfahren zum Wickeln von Segmenten aus Bogenmaterial, von denen jedes ein vorderes Ende und ein hinteres Ende hat, um Artikel, von denen jeder eine Längsachse und eine zylindrische oder nicht-zylindrische Oberfläche parallel zur Längsachse und außerdem ein oberes Ende und ein unteres Ende hat, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

a) Greifen jedes derartigen Artikels (I, II) nacheinander an seinen Enden,

b) Bewegen jedes so ergriffenen Artikels auf einer Kreisbahn um eine zentrale Achse (22) für eine Kreisbewegung und außerdem Drehen jedes Artikels um seine Längsachse während wenigstens eines Abschnitts einer solchen Kreisbewegung,

c) Transportieren eines Segments (24) aus Bogenmaterial für jeden solchen Artikel auf einer gewölbten Oberfläche (26) eines Vakuumelements (23), das sich um eine Achse (25) und auf einem insgesamt kreisförmigen Weg zwischen einer Segmentaufnahmestation und einer Segmentfreigabestation dreht, und Freigeben des Segments (24) an der Freigabestation, wobei das Segment an der Freigabestation tangential zur Oberfläche des Artikels ausgerichtet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

d) die gewölbte Oberfläche (26) bezüglich der Achse (25) des Vakuumelements radial fixiert und so ausgestaltet ist, daß sie Druck auf das vordere Ende und auf das hintere Ende jedes Segments ausübt, um sie auf den Artikel zu kleben, oder im Falle der hinteren Enden, um sie auf die vorderen Enden zu kleben, und zwar so, daß der Artikel zu jeder Zeit in physischem Kontakt mit der gewölbten Oberfläche oder in ausreichend großer Nähe dazu bleibt, um eine Kontrolle über das Segment auszuüben.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die Artikel (I, II) Behälter und die Segmente (24) aus Bogenmaterial Etiketten sind.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem die Behälter (I, II) zylindrisch sind.

9. Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem die Behälter (I, II) nicht-zylindrisch sind.

10. Verwendung einer Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Etikettieren von Artikeln.