DE68909677T2

DE68909677T2 - Etikettenmaschine mit geradliniger Bewegung der zu etikettierenden Gegenstände.

Info

Publication number: DE68909677T2
Application number: DE89304737T
Authority: DE
Inventors: Monte C Mitchell
Original assignee: B&J Manufacturing Co
Current assignee: B&J Manufacturing Co
Priority date: 1988-05-31
Filing date: 1989-05-10
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: JP2567280B2; EP0344932B1; AU618353B2; US4931122A; CA1322738C; JPH0257537A; AU3463489A; DE68909677D1; ZA893641B; ES2046473T3; EP0344932A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Etikettiermaschine, insbesondere zum Hochgeschwindigkeits-Etikettieren von zylindrischen Behältern.
Eine sehr erfolgreiche Maschine zum Etikettieren von Behältern ist die in US-A-4 500 386 beschriebene Maschine, bei der Behälter von einem Sternrad einer Vakuum- bzw. Unterdrucktrommel zugeführt werden, auf der Etiketten durch Vakuum gehalten werden, auf deren Vorder- und Hinterenden Klebstoff aufgebracht ist. Jeder Behälter wird in tangentialen Kontakt mit dem Vorderende eines auf der Vakuumtrommel gehaltenen Etiketts gebracht, und dann wird der Behälter veranlaßt, zwischen der zylindrischen Oberfläche der Vakuumtrommel und einem als "Abrollunterlage" bekannten Element, das mit der Vakuumtrommel konzentrisch ist, zu rollen. Während der Behälter sich entlang dem so gebildeten Kreisbogen bewegt, wickelt er das Etikett um sich selber.
Die Bahn von Behältern ist, solange sie unter der Kontrolle des Sternrad-Behältervorschubs und der Vakuumtrommel/der Abrollunterlage ist, eine S-förmige Bahn, die eine Richtungsänderung einschließlich einer Wendung an der Stelle des Übergangs von dem Sternrad zu der Vakuumtrommel/der Abrollunterlage verlangt.
Diese Richtungsänderungen bewirken eine Beschleunigung und hohe Handhabungskräfte, die die Etikettiergeschwindigkeit begrenzen.
Eine Durchgangs-Etikettiermaschine vermeidet solche Richtungsänderungen. (Mit "Durchgang" ist eine Maschine gemeint, bei der die Behälter die Etikettierstation in gerader Linie durchlaufen.) Durchgangs-Maschinen sind in US-A-2 524 945 von Hofe (Reissue-Patent Nr. 24 097), US-A-3 159 521 von Pechman, US-A-3 300 363 von Burroughs, US-A-3 367 822 von Hoffler und US-A-3 472 722 von Hutchinson beschrieben. Bänder werden verwendet, um die Behälter zu transportieren und zu drehen, um Etiketten aufzubringen. Das Pechman-Patent ist beispielhaft hierfür. Es fördert Behälter zu einer Vakuumtrommel mittels einer Förderschnecken/Zeitsteuereinrichtung (nachstehend als Förderschnecke bezeichnet); Etiketten mit durch Wärme aktiviertem Klebstoff werden von einer Vakuumtrommel zur Kontaktstelle mit einem Behälter getragen; und der Behälter mit einem angebrachten Etikett wird von der Vakuumtrommel freigegeben und von einem Endlosband, das auch die Vakuumtrommel antreibt, linear bewegt und zum Drehen veranlaßt.
Solche Durchgangs-Etikettiermaschinen weisen jedoch Nachteile auf, und zwar unter anderem deshalb, weil eine plötzliche Änderung der Drehgeschwindigkeit eintritt, wenn der Behälter die Förderschnecke verläßt und sich aufgrund des Kontakts mit dem Endlosband zu drehen beginnt. Diese plötzliche Änderung der Drehgeschwindigkeit bringt hohe Beschleunigungskräfte auf den Behälter auf und hat die Tendenz, ihn genau an dem Punkt zu destabilisieren, an dem maximale Stabilität erwünscht ist.
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Durchgangs-Etikettiermaschine, die im Hochgeschwindigkeitsbetrieb arbeiten kann und die Nachteile der bekannten Durchgangs-Maschinen vermeidet oder mildert.
Eine weitere und besondere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Durchgangs-Etikettiermaschine, bei der während des gesamten Etikettierzyklus keine oder nur eine minimale Änderung der Richtung, der Drehgeschwindigkeit und der Translationsgeschwindigkeit auftritt.
US-A-4 714 515 zeigt eine Maschine zum Aufbringen von Abschnitten von Folien- oder Filmmaterial auf zylindrische Oberflächen von zylindrischen Gegenständen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Diese bekannte Konstruktion verwendet zwei einander zugewandte Endlosbänder, um eine Bahn für die zu etikettierenden Gegenstände zu definieren, wobei das eine dieser Bänder porös ist, um nahe einem seiner Enden als Vakuumeinrichtung zu wirken, um einen Abschnitt in Kontakt mit einem Zylinder zu tragen, auf den er aufzubringen ist. Bei dieser Anordnung kann keine Differenz zwischen den Oberflächengeschwindigkeiten des Bands und der Oberfläche des Gegenstands auftreten, was bedeutet, daß das Etikett um den Gegenstand herum nicht gespannt werden kann. Die vorliegende Erfindung, wie sie in Patentanspruch 1 definiert ist, verwendet ein Paar von Schneckenförderern, um die Gegenstände in direkten Kontakt mit einer Vakuumtrommel zu fördern, die von dem Band getrennt ist, das die Drehung des Gegenstands bewirkt, was einen Unterschied der Oberflächengeschwindigkeit zwischen der Trommel und dem Gegenstand ermöglicht, wobei positiver Druck zwischen der Vakuumtrommel und dem Gegenstand durch die transportierenden Schneckenelemente ermöglicht wird, die einen positiven Eingriff mit der Vakuumtrommel unter Überdeckung des aufzubringenden Abschnitts sowie eine sorgfältig gesteuerte Geschwindigkeit des Gegenstands bewirkt, um so eine unnötige Beschleunigung oder Verzögerung des Gegenstands zu vermeiden, wodurch sich der Gegenstand unter stabilen Drehbedingungen von einem Ort vor dem Aufbringen eines Abschnitts auf ihn durch die Vakuumtrommel zu einem Ort bewegt, der erheblich abstromseitig davon liegt.
US-A 3 532 583 zeigt zwar die Verwendung eines Schneckenelements zum Vorschub der zu etikettierenden Gegenstände, aber das ist im allgemeinen bei einer Niedrigleistungs- Maschine der Fall, die nur mit relativ niedrigen Geschwindigkeiten etikettieren kann und bei der der Gegenstand während seiner Bewegung an einer Etikettiertrommel vorbei nicht gedreht wird. Die Gegenstände sind drehfest gehalten, und die Verwendung einer Schnecke, wie sie in dieser Druckschrift gezeigt ist, könnte die Forderungen der vorliegenden Erfindung nicht erfüllen, nämlich die Schaffung einer verbeserten hochleistungsfähigen Durchgangs-Etikettiermaschine.
Die Verwendung von zwei beabstandeten parallelen Schnecken bei der Erfindung, um die Gegenstände vorwärtszufördern, gewährleistet, daß die Gegenstände in einer gewünschten Orientierung gehalten werden, und zwar vollständig durch den Etiketten-Aufbringteil ihres Durchlaufs, wobei bevorzugt eine Abrollunterlage zwischen den Schnecken angebracht ist, um zusätzlich an der Oberfläche des Gegenstands anzugreifen und seine rollende Drehung während des Vorschubs an der den Abschnitt aufbringenden Vakuumtrommel vorbei sicherzustellen.
Ein Verfahren zum Aufbringen von Abschnitten gemäß der Erfindung ist in Patentanspruch 9 definiert, wobei der Oberbegriff dieses Patentanspruchs ebenfalls von der vorgenannten US-A-4 714 515 ausgeht.
Die Erfindung wird beispielhaft in den beigefügten Zeichnungen gezeigt, die bestimmte Ausführungsformen der Erfindung wiedergeben. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht von oben auf eine Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Paar von Förderschnecken, eine erstes Behälterantriebsband und ein zweites Band verwendet werden;
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 von Fig. 1; und
Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die eine Vakuumtrommel verwendet, die von demselben Antriebsband, das die Behälter dreht, angetrieben wird.
Fig. 1 zeigt eine Etikettiermaschine bei 10A mit einer Vakuumtrommel 11, die Etikettenabschnitte trägt, die auf zylindrische Behälter 13 aufzubringen sind. Es können auch von Behältern verschiedene Gegenstände etikettiert werden. Außerdem versteht es sich, daß die Abschnitte nicht Etiketten sein müssen, sondern Folien- oder Flächenkörpermaterial sein können, das zu Dekorationszwecken, zur Erhöhung der Festigkeit oder für andere Zwecke als eine Etikettierung um zylindrische Gegenstände herumgeschlagen ist. Die Etiketten können von einem fortlaufend bewegten Etikettenvorratsband abgeschnitten werden, oder die Etiketten können vorgeschnitten sein und der Vakuumtrommel von einem Stapel zugeführt werden. Geeignete Etikettenvorschubeinrichtungen (kontinuierliche und Stapelvorschubeinrichtungen) sind auf dem Gebiet wohlbekannt, ebenso wie Schneidmechanismen zum Abschneiden einzelner Etiketten von einem fortlaufenden Etikettenvorrat. Siehe beispielsweise US-A-4 108 710 in bezug auf einen Etikettenvorschub- und -schneidmechanismus, der für die Zwecke der Erfindung geeignet ist, um fortlaufenden Etikettenvorrat in Einzeletiketten zu trennen und jedes Etikett auf einer fortlaufend drehenden Vakuumtrommel anzuordnen. Siehe außerdem US-A-4 181 553 und 4 500 386.
Die Behälter 13 bewegen sich aufgrund der Schwerkraft oder anderer Mittel längs einer Führungsbahn 14 zu den Enden eines Paars von parallelelen Förderschnecken (die auch als eine Zeitsteuereinrichtung dienen) 15A und 15B, die die Behälter vorwärts bzw. in Fig. 1 nach rechts bewegen. Die Behälter werden außerdem veranlaßt, sich in Fig. 1 gesehen im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, und zwar von einem Endlosband 16, das über Rollen oder Scheiben 17 und 18 läuft, die im Rahmen der Maschine drehbar angebracht sind. Eine der Rollen oder Scheiben 17, 18 wird in zeitlicher Abstimmung mit der Oberflächengeschwindigkeit der Vakuumtrommel angetrieben, und der Behälter dreht sich weiter, bis das Etikett fest aufgebracht ist. Die Vorrichtung kann zum "punktweisen Etikettieren" verwendet werden, wobei ein Etikett nicht vollständig um den Behälter herumgeschlagen wird. Wenn eine vollständige Umwickeletikettierung angewandt wird, erstrekken sich die Förderschnecken 15A bevorzugt weit genug für ein vollständiges Herumschlagen des Etiketts um den Behälter. Es ist aber nicht wesentlich, daß ein Etikett vollständig auf einen Behälter aufgebracht ist, bis er das Austrittsende der Förderschnecken verläßt, obwohl das bevorzugt wird. Es kann ausreichend sein, einen genügenden Teil des Etiketts, der fest aufgebracht ist, um den Behälter zu wickeln.
Das Band 16 wird von einem unabhängigen Antrieb angetrieben, der aber bevorzugt mit der Geschwindigkeit der Vakuumtrommel abgestimmt ist, so daß sich der Behälter 13 mit einer solchen Geschwindigkeit dreht, daß seine Oberflächengeschwindigkeit gleich der Oberflächengeschwindigkeit der Vakuumtrommel oder bevorzugt etwas höher als diese ist. Die Oberflächengeschwindigkeit des Behälters ist die Resultierende seiner Drehgeschwindigkeit und seiner Translationsgeschwindigkeit. Die Förderschnecke verläuft über den Berührungspunkt zwischen dem Behälter 13 und der Vakuumtrommel 11 hinaus um eine ausreichende Strecke, so daß, bevor der Behälter von der Förderschnecke freigegeben wird, das Etikett sicher auf den Behälter aufgebracht ist.
Der etikettierte (oder teilweise etikettierte) Behälter wird dann an eine abstromseitige Komponente abgegeben, die ein zweites Endlosband 20 aufweist, das auf Rollen oder Scheiben 21 und 22 läuft und eine Abrollunterlage 23 aufweist. Die Geschwindigkeit des Bands 20 kann entweder an diejenige des Bands 16 angepaßt sein, und in diesem Fall verringert sich die Translationsgeschwindigkeit der Behälter (aufgrund der Abwesenheit der Förderschnecke in diesem Bereich), oder die Geschwindigkeit des Bands 20 kann größer als die des Bands 16 sein, um diesen Effekt zu minimieren oder auszuschließen.
Die abstromseitige Behälterhandhabungseinrichtung kann von der gezeigten verschieden sein, aber die gezeigte Einrichtung wird bevorzugt, weil sie einfach ist und die gerade Bahn der Behälter fortsetzt und mit der gewünschten Geschwindigkeit betrieben werden kann. Selbstverständlich werden die etikettierten Behälter schließlich aus der Maschine entfernt, wie Fig. 1 zeigt.
Wie der Schnitt von Fig. 2 zeigt, liegt die eine der beiden Förderschnecken 15A und 15B nahe dem oberen Ende des Behälters 13 und die andere nahe dem Unterende des Behälters 13; eine primäre Abrollunterlage 30 ist zwischen den Förderschnecken vorgesehen; und zwei Primäre Antriebsbänder 16A und 16B sind vorgesehen, und zwar eines über und eines unter der Vakuumtrommel. Fig. 2 zeigt ferner eine untere Abstützung 31 für die Behälter. Selbstverständlich ist bei sämtlichen Ausführungsformen eine untere Abstützung vorhanden.
Die Vorteile der Maschine mit zwei Förderschnecken, wie gezeigt, umfassen die Tatsache, daß der Behälter, besonders im Fall eines hohen Behälters und/oder eines leichten Kunststoffbehälters, stabiler von der primären Abrollunterlage 30 gehalten und bewegt wird, die, wie die Strichlinien in Fig. 1 zeigen, im wesentlichen über die Länge der Förderschnecken 15A und 15B verläuft, wodurch sichergestellt wird, daß der Behälter die gewünschte Geschwindigkeit erreicht. Außerdem wird durch die Abrollunterlage, die zwischen den Förderschnecken aufgenommen ist, das anfängliche Aufrollen des Etiketts auf den Behälter verbessert.
Die in Fig. 3 gezeigte Maschine gleicht der Maschine von Fig. 1 mit Ausnahme des kombinierten Band- und Vakuumtrommel-Antriebs. Gleiche Bezugszeichen sind größtenteils bei der Maschine von Fig. 3 verwendet. Das primäre Behälterantriebsband 16A wird von der Vakuumtrommel 11A angetrieben. Das Band 16A kann um einen Bereich der Oberfläche der Trommel 11A geführt sein, der den gleichen Durchmesser wie der Bereich der Trommeloberfläche hat, der die Etiketten 12 trägt, und in diesem Fall bewegen sich das Band 16A und die Behälter 13 mit einer linearen Geschwindigkeit, die gleich der Oberflächengeschwindigkeit der Trommel ist.

Claims

1. Maschine zum Aufbringen von Abschnitten (12) eines Folien- bzw. Filmmaterials auf die zylindrischen Flächen zylindrischer Gegenstände (13), welche eine vorschiebbare Unterdruckeinrichtung (11) aufweist, zu deren Oberfläche die Abschnitte geführt und auf der sie gehalten werden, sowie eine Einrichtung (15, 16) zum Zuführen der Gegenstände (13) tangential zur Oberfläche der Unterdruckeinrichtung (11), während die Gegenstände (13) um ihre Achse gedreht werden, wodurch die Abschnitte (12) auf die zylindrischen Flächen der Gegenstände aufgebracht werden, und bei welcher die Zuführeinrichtung ein kontinuierlich bewegliches Endlosband (16) aufweist, auf welchem die Gegenstände gelagert und gedreht werden, sowie eine von dem Band (16) beabstandete und diesem zugekehrte Fördereinrichtung (15), welche die Gegenstände gegen das Band (16) und die Oberfläche der Unterdruckeinrichtung (11 spannt, und wobei die Fördereinrichtung (15) so ausgebildet ist, daß sie den linearen Vorschub der Gegenstände mit anderer Geschwindigkeit als der Vorschubgeschwindigkeit des Bandes (16) veranlaßt, wodurch der lineare Vorschub der Gegenstände (13) mit vorgegebener Geschwindigkeit unter deren Drehung um ihre Achse veranlaßt wird, und wobei die Fördereinrichtung (15) eine Längserstreckung aufweist, um die Gegenstände (13) ohne erhebliche Beschleunigung bzw. Abbremsung von einem im wesentlichen vor der Unterdruckeinrichtung (1) liegenden Stelle (17) zu einer im wesentlichen hinter der Unterdruckeinrichtung liegenden Stelle zu verbringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckeinrichtung eine Unterdrucktrommel (11) aufweist, deren Achse parallel zu den Achsen der daran vorbeigeführten Gegenstände (13) liegt und deren Oberfläche tangential zum Bewegungsweg der Gegenstände (13) verläuft, und daß die Fördereinrichtung ein Paar paralleler drehbarer schraubenlinienförmiger Schneckenelemente (15A, 15B) für den Vorschub und die zeitliche Steuerung der Gegenstände (13) umfaßt, von denen das eine nahe den jeweiligen Oberseiten der Gegenstände (13) und das andere (15B) nahe den jeweiligen Unterseiten der Gegenstände (13 liegt, um die Gegenstände (13) gegen die Unterdrucktrommel (11) zu halten, während die Gegenstände (13) daran vorbeigeführt werden.

2. Maschine nach Anspruch 1, bei welcher das Band (16) mit einer solchen Geschwindigkeit bewegbar ist, daß die Oberflächengeschwindigkeit jedes Gegenstandes (13) höher ist als die Oberflächengeschwindigkeit der Unterdrucktrommel (11).

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das Endlosband (16) und die Unterdrucktrommel (11) unabhängig voneinander angetrieben werden.

4. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das Band (16) und die Unterdrucktrommel (11) einen gemeinsamen Antrieb besitzen.

5. Maschine nach Anspruch 4, bei welcher das Band (16) von der Unterdrucktrommel (11) angetrieben wird.

6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher zwischen den beiden Förderschnecken (15A, 15B) eine Abrollunterlage (30) so angeordnet ist, daß sie die Oberfläche des Behälters (13) gegenüber dem Endlosband (16) berührt.

7. Verfahren zum Aufbringen von Abschnitten (12) eines Filmbzw. Folienmaterials auf die zylindrische Oberfläche zylinderförmiger Gegenstände (13), welches die folgenden Schritte umfaßt:

a) Anordnen einer zur Aufnahme dieser Abschnitte (12) nacheinander an einer Abschnittaufnahmestation geeigneten zylindrischen Unterdrucktrommel (11), Halten jedes Abschnitts auf der der zylindrischen Fläche und Fördern des so gehaltenen Abschnitts zu einer Abschnittaufbringstation durch Drehung der Trommel um ihre Zylinderachse;

b) Betätigung der Unterdrucktrommel (11) in dieser Weise;

c) Fördern dieser zylindrischen Gegenstände (13) nacheinander, wobei ihre Zylinderachsen parallel zur Zylinderachse der Unterdrucktrommel (11) gerichtet sind und dieser Transport geradlinig von einer ersten Stelle (17) zu einer zweiten Stelle (18) erfolgt, wobei dieser Weg so positioniert ist, daß zwischen der ersten und der zweiten Stelle jeder Gegenstand in tangentialen Kontakt mit dem Vorderende eines Abschnitts (12) in der Abschnittaufbringstation gebracht wird, während der Weg durch einen zum Berührungspunkt des Abschnitts in der Abschnittaufbringstation tangentialen Strang eines Endlosbandes (16) definiert wird, während dieser Kontakt in erheblichem Abstand von der ersten und der zweiten Stelle erfolgt; und

d) Beaufschlagen jedes Gegenstands (12) bei dessen Transport von der ersten zur zweiten Stelle unter schraubenförmiger Drehbewegung um dessen Zylinderachse,

wobei jeder Abschnitt (12) seinerseits in der Abschnittaufbringstation losgelassen wird, von dem Gegenstand (12), auf den er aufzubringen ist, erfaßt und um den Gegenstand zumindest teilweise gewickelt wird, während gleichzeitig eine lineare und eine schraubenförmige Drehung vorgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt von dem Gegenstand (13) direkt von der Unterdrucktrommel (11) aufgenommen wird, wobei der Weg zwischen einem Paar paralleler Förderschnecken (15A, 15B) und dem Endlosband (16) definiert und von diesem gebildet wird, und wobei jeder Gegenstand (13) zwischen den Schnecken und dem Band eingeschlossen und entlang des Weges durch die Förderschnecken bewegt und durch die Bewegung des Bandes mit einer schraubenförmigen Drehung beaufschlagt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem eine mit dem Gegenstand in Eingriff bringbare Abrollunterlage (70) zwischen den Förderschnecken (15A, 15B) die Gegenstände (13) gegen die Unterdrucktrommel (11) drückt.