Machine à étiqueter
La présente invention concerne une machine à étiqueter pour transférer des étiquettes, présentant des dessins décoratifs, d'une bande continue portant les étiquettes sur une surface conique ou effilée d'objets, par exemple des bouteilles. La présente inven- tion fait appel de préférence à certaines des particularités du brevet suisse Na 360939 du 8 décembre 1959 et du brevet suisse No 363608 du 5 mai 1960.
Les bouteilles présentant une ou plusieurs surfaces effilées sont avantageuses pour un certain nombre de raisons. Par exemple, une bouteille qui s'effile à partir d'une grande base vers un petit sommet est plus stable qu'une bouteille sensiblement entièrement cylindrique de la même hauteur et de la même capacité. Avec certaines bouteilles, il peut être souhaitable de prévoir un effilement de façon à avoir une partie qui est plus commode à maintenir qu'une plus grande partie de la bouteille ou qui dissimule moins l'ouverture supé rieure lorsque la bouteille est renversée pour verser son contenu.
Bien que les principes d'étiquetage des bouteilles par transfert thermique des étiquettes à partir d'une bande de support d'étiquettes contenue en mouvement sur une surface mobile d'une bouteille soient connus d'après les descriptions ci-dessus, et bien que ces principes soient utilisés en pratique d'une façon étendue, pour autant que la titulaire le sache, il n'exis- tait pas avant la présente invention de machines pouvant effectuer ce type de transfert sur une partie de surface effilée ou inclinée de la bouteille.
L'étiquetage par transfert thermique diffère par certaines conditions de l'étiquetage plus classique qui consiste d'une façon typique à contraindre une feuille découpée, de papier ou de matière analogue, désignée par étiquette, à adhérer à la bouteille par exemple par un enduit adhésif. Au cours de l'étiquetage par transfert thermique, comme dans les applications antérieures susmentionnées, l'objet désigné par étiquette est essentiellement une image d'encre qui adhère d'elle-même à la bouteille, tandis que la bande de papier qui portait cette image est enlevée en pratique instantanément au moment de l'adhérence de l'encre à la bouteille.
Si elle n'est pas enlevée suffisamment tôt en quittant la surface de la bouteille, la bande entraînerait une partie de l'image d'encre. Si un point donné de l'image d'encre ne se déplace pas, au cours du transfert, à la même vitesse que la surface de la bouteille et dans le même sens qu'un point correspondant de la surface de la bouteille se trouvant audessous et qui reçoit ce point de l'image, l'image est maculée ou n'adhère pas.
Pour l'étiquetage par transfert thermique de surfaces effilées, il se présente la complication supplémentaire que l'étiquette (l'image à transférer) doit être un développement de la surface effilée sur laquelle l'étiquette se trouve lorsqu'elle est sur la bouteille, alors que la bande supportant cette surface dévelop- pée ne peut pas être simplement enroulée autour de la surface effilée correspondante de la bouteille en raison de la condition critique de détachement de l'étiquetage par transfert thermique. La vitesse et le sens de chaque point de l'image doivent être conformes à ceux d'un point correspondant de la surface effilée de la bouteille, ces vitesses et ces sens étant différents pour les parties de l'étiquette destinées à chaque niveau différent de la surface effilée.
En considérant ainsi une bouteille dont la surface à étiqueter forme une partie d'un cône, et en supposant que cette bouteille doit tourner sur un axe vertical, sa plus petite partie étant dirigée vers le haut, alors sur la ligne où l'image est transférée de la bande d'étiquette sur la bouteille, chaque point de l'image sur cette ligne de transfert doit se déplacer dans un plan horizontal au contact du point de réception cor respondant de la bouteille, et un point d'image au voisinage de la base de cette ligne de transfert doit se déplacer d'une façon relativement rapide, et un point d'image situé près du sommet de la ligne de transfert doit se déplacer d'une façon relativement lente de façon à correspondre aux vitesses de la surface de la bouteille à ces endroits.
En même temps, la bande de support d'étiquettes quittant la ligne de transfert doit être maintenue sous tension pour obtenir un détachement correct de la bande à partir de l'image transférée, et la bande de support d'étiquettes doit s'étendre d'une façon continue pour revenir à sa source d'alimentation, par exemple une bobine, de façon que les applications d'étiquettes puissent se suivre cycle après cycle en une succession rapide.
Sur les dessins annexés :
La fig. 1 est une vue schématique montrant en particulier une relation inclinée réglable du carter principal de la machine et de certaines des pièces portées par lui par rapport à une tourelle verticale et à un transporteur de bouteilles généralement horizontal ;
les figures ultérieures prises suivant la ligne a-a ou des lignes parallèles à cette dernière peuvent être désignées comme étant des vues en plan ou des coupes horizontales, et les figures ultérieures prises suivant la ligne b-b ou des lignes parallèles à cette dernière peuvent être désignées comme étant des vues de face ou des coupes verticales ;
la fig. 11 qui est faite suivant la ligne c-c est ainsi une vue postérieure.
Cette terminologie est utilisée comme si le carter principal, par exemple au cours de la construction de la machine se tenait verticalement debout comme représenté sur la fig. 3 ;
la fig. 2 est un schéma d'une vue de face de la partie supérieure de la machine, certaines pièces étant omises ;
la fig. 2a est une coupe suivant la ligne 2a-2a de la fig. 2, mais à plus grande échelle ;
la fig. 3 est une vue de l'extrémité de droite de certaines des pièces de la fig. 2 ;
la fig. 4 est une vue en partie schématique et en plan, certaines pièces étant omises ;
la fig. 5 est une coupe horizontale, montrant principalement les connexions de commande ;
la fig. 6 est une vue en partie en élévation de face, en partie en coupe verticale, montrant certaines des connexions de commande de la fig. 5, et certaines des pièces ainsi commandées qui sont omises sur la fig. 2 ;
la fig. 7 est une vue en grande partie en coupe verticale suivant l'axe et la position de transfert de la tourelle porte-bouteilles et montrant également le montage du fer de transfert, le carter principal étant représenté dans ce cas dans sa position inclinée réelle de la fig. 1 ;
la fig. 8 est une vue en bout simplifiée de la matrice ou du fer applicateur ;
la fig. 9 correspond sensiblement à la fig. 2, et montre une partie de la machine plus en détail que sur la fig. 2 ;
la fig. 10 est une coupe détaillée suivant la ligne 10-10 de la fig. 9 ;
la fig. 11 est une vue détaillée sensiblement suivant la ligne c-c de la fig. 1, en omettant de nombreuses pièces ;
la fig. 12 est une coupe suivant la ligne 12-12 de la fig. 11 ;
les fig. 13, 14 et 15 sont des schémas montrant les positions successives d'une bande de support d'éti- quettes par rapport à un point de pivotement qui coincide avec le sommet commun du cône de la bouteille et du fer de transfert ;
la fig. 16 est analogue à la fig. 14, mais montre le sommet au-dessous du point de pivotement ; et
la fig. 17 est analogue à la fig. 14, mais montre le sommet au-dessus du point de pivotement.
On va décrire d'abord aussi brièvement que possible les pièces de la machine qui sont analogues à celles des machines des brevets susmentionnés.
Comme dans le premier de ces brevets, et comme indiqué sur la fig. 4, la machine comprend une bobine d'alimentation 2 et une bobine enrouleuse 3 de la bande S de support d'étiquette, un pignon d'avance 12 et un coulisseau oscillant 11 supportant des rouleaux 8 et 9. D'autres rouleaux de guidage 7 peuvent guider la bande entre la bobine d'alimentation et le pignon 12 et entre le rouleau 9 et le coulisseau et la bobine enrouleuse. Le parcours de la bande entre le rouleau 8 et le rouleau 9 du coulisseau oscillant 11 sera décrit plus loin. Le fer applicateur, désigné de façon générale par I, et le montage de ce fer, diffèrent également, et seront décrits ultérieurement.
La machine est commandée par un arbre commandé par moteur 42 (fig. 5), une roue dentée 49, une roue dentée 63 et un arbre 64, après quoi le train de commande se divise.
Un pignon 86 monté sur l'arbre 64 commande une chaîne 84 et un pignon 87 solidaire d'un arbre 83 pour entraîner le fer applicateur.
Une roue dentée 63 montée sur l'arbre 64 commande une roue dentée 66 montée sur l'arbre 67, ce dernier commandant une roue dentée 68 qui entraine une roue dentée 69 montée sur un arbre 71. La roue dentée 72 montée sur l'arbre 71 entraîne une roue dentée 73 montée sur un arbre 74. Un pignon 76 monté sur l'arbre 74 entraîne une chaine 77 pour commander la bobine enrouleuse 3 par un embrayage à friction non représenté, mais dont l'arbre de commande est désigné par 79'sur les fig. 5 et 6.
Une came 89 montée sur l'arbre 67 commande une soupape 91 pour admettre l'air sous pression à l'intérieur de bouteilles souples en cours d'étiquetage.
Une came 38 montée sur l'arbre 64 vient au contact de galets de came 37 et 37'pour actionner un coulisseau 27 qu'on voit en particulier sur la fig. 4 qui coulisse dans une glissière 25.
Un bloc de came 26 obliquement réglable, tourillonnant dans le coulisseau 27, actionne un galet de came 23 qui anime le coulisseau oscillant 11 d'un mouvement de va-et-vient.
Un bloc de came analogue 26'obliquement réglable actionne un galet de came 23'qui anime d'un mouvement de va-et-vient un coulisseau 39'relié à une crémaillère 39 pour actionner la tourelle portebouteilles.
Avant de quitter le coulisseau 27, on peut noter que le coulisseau 27 présente un troisième bloc de came obliquement réglable 200 qui actionne un galet de came 201 qui agit sur un coulisseau supplémentaire 202 qui doit faire osciller une partie de la bande de support d'étiquette, comme décrit ci-après.
La crémaillère 39, actionnée comme décrit en se référant à la fig. 4, vient en prise avec un pignon 32a (fig. 7) solidaire d'un manchon 32b qui tourillonne autour de l'arbre 28a de la tourelle. Une roue dentée 48a solidaire du manchon 32b porte un cliquet 36a susceptible de venir en prise avec une roue à rochet 37a solidaire de 1'arbre de tourelle pour faire tourner la tourelle d'un pas lorsque la crémaillère 39 se dé- place à l'écart de l'observateur de la fig. 7. En observant la fig. 4, cette avance pas à pas de la tourelle
T se fait dans le sens sinistrorsum. Pour les bouteilles particulières en question, l'avance pas à pas correspond à 90 comme déterminé par les dents de la roue 37a et le réglage du bloc de came 26'de la fig. 4.
Les bouteilles B sont amenées sur la tourelle par une courroie transporteuse 17a disposée dans des évidements ménagés dans des croisillons supérieur et inférieur 16a et transportées à l'écart de la tourelle par une courroie transporteuse 18a. Des guides 13a maintiennent les bouteilles en place et les laissent exposées à l'action du fer applicateur I.
Au poste d'application des étiquettes de la tourelle, la base de la bouteille glisse sur un mandrin 44a dans lequel elle est pressée de haut en bas par un ajutage à air rotatif 62a qui fait saillie vers le bas dans le goulot de la bouteille et qui maintient la bouteille gonflée par l'air comprimé pendant le transfert, après quoi l'admission d'air est automatiquement interrompue et l'ajutage est retiré pour libérer la bouteille.
Pendant le transfert, le mandrin 44a est mis en rotation par une roue dentée 47a qui engrène avec la roue dentée 48a. L'amplitude de la rotation est déterminée par la dimension relative des roues dentées 48a et 47a et par le réglage du bloc de came 26' (fig. 4). La rotation des bouteilles au poste d'applica- tion des étiquettes se fait dans le sens sinistrorsum en observant la fig. 4, et se produit entre les avances pas à pas successives de la tourelle.
De préférence, la tourelle est équipée d'un méca- nisme de repérage des bouteilles à une distance correspondant à un mouvement de division en avant du poste d'application des étiquettes.
Le fer applicateur I est représenté sur la fig. 8 ; sa surface active a la forme de la surface effilée d'un secteur d'un tronc de cône, et pour plus de brièveté on désignera simplement cette surface comme étant conique. La hauteur d'inclinaison de cette surface conique du fer est légèrement plus longue que la partie de la largeur de la bande de support d'étiquette qui supporte l'image à étiqueter. La longueur de l'arc de la surface conique est très légèrement supérieure à la longueur de l'arc de l'image à étiqueter, en supposant que l'image à étiqueter est enroulée autour de la surface du fer, bien qu'elle ne le soit pas.
La longueur de l'arc de la surface conique du fer est aussi susceptible de maintenir cette surface conique à l'écart de la position de fonctionnement pendant l'avance pas à pas de la tourelle d'une position à l'autre. Pour certaines petites bouteilles ou petites éti- quettes, il est possible de donner au fer une série de surfaces actives périphériquement espacées ayant chacune une forme conique appropriée.
Qu'on prévoie une ou plusieurs de ces surfaces coniques actives, tout le cône imaginaire dont la surface définit la ou les parties de surface active du fer a son sommet en un point qui coïncide avec le sommet de la surface conique de la bouteille.
Les axes autour desquels le fer et la bouteille tournent pendant le transfert se trouvent dans un plan commun. Le sommet commun du fer et de la surface de la bouteille se trouve dans ce plan commun, et il en est de même de la ligne de transfert. La ligne de transfert, si on la prolongeait, passerait par ce sommet commun.
Sur la fig. 8, les traits pleins montrent le fer, et les traits de construction complètent les diamètres supérieur et inférieur de la section du cône imaginaire dont le fer forme un secteur. Sur les autres figures comme sur la fig. 7, seule la section du cône imaginaire est représentée. Il est évident que la surface effilée du fer, par exemple de la fig. 8, balaie le trajet défini par cette section du cône imaginaire.
Comme on le voit sur la fig. 7, la bouteille en cours d'étiquetage se tient debout, son axe étant vertical, et l'axe du fer est incliné de façon à rendre la surface active du fer tangente à la surface conique de la bouteille.
De façon à pouvoir utiliser une construction classique d'une telle machine pour des bouteilles ayant diverses conicités et que la tourelle puisse encore se tenir verticalement, le bâti principal 1 de la machine est monté à pivot d'une façon réglable 206 (fig. 1) sur un socle 207 et la tourelle est fixée au bâti principal par un coin incliné de façon appropriée 208.
Le réglage du montage du fer par rapport au bâti principal pour permettre d'utiliser des fers de divers diamètres maximums et de diverses conicités est le suivant :
Une plaque 211 est calée d'une façon coulissante dans une glissière fixe 210 (fig. 2 et 9) et est horizontalement réglable vers et depuis l'observateur par une vis 214 et un volant 215. La chaîne de commande 84 (fig. 5) peut présenter un mou suffisant pour permettre ce réglage ou sinon un des pignons fous peut être réglable de façon appropriée.
Une plaque 212 (fig. 9) est calée de façon coulissante sur la plaque 211 et est verticalement réglable au moyen d'une vis 212a, de pignons coniques 212b, 212b, et d'un arbre fileté 212c. La plaque 212 fait partie intégrante d'un sous-bâti 213 dans lequel est monté un arbre transversal 216.
Ce dernier sert de pivot pour un étrier 217 (fig. 3, 7 et 9) dans lequel tourillonne un arbre 218 auquel est fixé le fer I. Cet étrier est réglable autour de l'arbre 216 comme pivot pour fournir l'inclinaison appropriée de 1'axe du fer, et est maintenu fixe par rapport au sous-bâti 213 par un boulon pivotant 217a serré de façon réglable sur une patte 217b du sous-bâti 213.
L'arbre 213 du fer est entraîné à partir de l'arbre 83 par des pignons coniques 220, 221, 222 et une roue à denture droite 223 (fig. 2 ou fig. 9) et une roue à denture droite 224 (fig. 3 et 7). Des bagues collectrices 225 et des balais 226 (fig. 7) fournissent le courant à des ensembles de chauffage électrique appropriés à l'intérieur du fer.
Comme indiqué ci-dessus, la bande de support d'étiquettes reçoit un mouvement spécial au cours de son parcours du rouleau 8 au rouleau 9 du coulisseau oscillant 11, c'est-à-dire au cours de son parcours au-delà de la ligne de transfert. Bien que comme on le verra ci-dessous, le mouvement du pignon d'avance 12 et le mouvement du coulisseau oscillant 11 soient des facteurs pour déterminer le mouvement de la bande dans cette région, d'autres composantes de mouvement sont superposées.
Un étrier oscillant 230 en forme de U renversé (en observant la fig. 2) et en forme de L et (en observant la fig. 3) est monté à pivot en 231 sur un montant fixe 232 et porte des guides 236, 237 de la bande, inclinés l'un par rapport à 1'autre comme on le voit sur la fig. 2. Les guides 236, 237 de la bande se trouvent sur les côtés opposés du plan commun dans lequel les axes de rotation du fer et de la bouteille se trouvent c'est-à-dire qu'en fait les guides 236, 237 chevauchent la ligne de transfert. Un mouvement oscillant est conféré à l'étrier 230 et aux guides 236, 237 par un bras 239 solidaire de l'étrier et relié par une bielle pivotante 240 au coulisseau 202.
On peut mentionner que pour s'étendre du coulisseau 202 au bras 239, il arrive que la bielle 240 passe librement à travers un trou ménagé dans le montant 232. Une position intermédiaire des guides 236, 237 et de l'étrier 230 est représentée en trait plein sur la fig. 2. D'autres positions typiques du guide 237 sont représentées en traits mixtes.
Après avoir passé autour du rouleau 8, la bande est cintrée autour d'un guide fixe incliné 244 (voir fig. 14) puis autour du guide 236, en passant alors à travers la ligne de transfert après quoi la bande est cintrée autour du guide 237 puis autour d'un autre guide fixe incliné 245, et ensuite autour du rouleau 9 du coulisseau 11. On peut prévoir des guides fixes 247 (fig. 11 et 12) pour garantir que la bande de support d'étiquettes présente le léger arc de contact voulu avec la surface active du fer. Ces guides sont de préférence de section conique, leur sommet coïnci- dant avec le sommet commun du fer et de la bouteille.
On se souvient que la bande est amenée à une vitesse réglée par le pignon 12 vers le rouleau 8, et est enroulée sous tension par la bobine enrouleuse 3 après avoir passé en regard du rouleau 9 et d'un rouleau fou approprie.
Bien que la bande de support d'étiquettes puisse passer directement sur les guides oscillants 236, 237, et pour plus de simplicité elle est représentée ainsi sur certaines des figures des dessins, les guides 236 et 237 sont munis avantageusement de manchons coulissants 236a et 237a respectivement pour recevoir la bande. A mesure qu'un guide-bande 236 ou 237 oscille vers le haut, son manchon est légèrement dé- placé vers le point de pivotement 231, ceci facilitant le mouvement correspondant de la bande, et le manchon est décalé légèrement à l'écart du point de pivotement 231 lors du mouvement oscillant opposé du guide 236 ou 237. Ce décalage du manchon peut être effectué par des cames fixes 238 ayant chacune une fente de came 239 qui reçoit un galet de came 240 porté par le manchon.
Les guides fixes inclinés 244 et 245 sont de préférence parallèles aux positions médianes des guides oscillants respectifs 236 et 237.
Le mouvement oscillant des guides 236 et 237 est plus important que celui représenté par l'oscillation vers l'avant et vers l'arrière entre les positions des fig. 13 et 15, mais ces figures montrent en particulier les relations que l'on désire que la zone portant les étiquettes de la bande présente avec la ligne de transfert (indiquée par le trait TR). La zone de support des étiquettes est indiquée par des traits mixtes et peut être considérée comme étant la face postérieure de la bande, c'est-à-dire en position pour venir au contact de la bouteille. Le fer peut être considéré comme se trouvant entre l'observateur et la bande.
Sur la fig. 13, le bord menant de la zone de l'éti- quette se trouve sur la ligne de transfert, et sur la fig. 15 le bord de fuite se trouve sur la ligne de transfert. En passant de la fig. 13 à la fig. 15, les deux guides 236 et 237 présentent une composante dans le sens d'avance, c'est-à-dire horizontalement à angle droit de la ligne de transfert TR. Le guide 236 présente une composante vers le bas, dans le sens de la partie de plus grand diamètre du fer. Le guide 237 présente une composante vers le haut, dans le sens de la partie de plus petit diamètre du fer.
Les guides 236 et 237 oscillent avec l'étrier 230 autour du pivot 231 (fig. 2). La liaison à pivot entre le bras 239 et la bielle 240 est réglable, longitudinalement à la bielle 240, pour permettre le réglage de la zone de déplacement des guides 236 et 237. Le degré de déplacement des guides est déterminé par le réglage angulaire du bloc de came 200 (fig. 4).
Comme indiqué plus haut, la zone d'étiquette est un développement de la surface conique qu'elle forme sur la bouteille. Les bords menant et de fuite de la zone de l'étiquette, lorsqu'ils sont sur la ligne de transfert, et en fait un point quelconque de la zone de l'étiquette lorsqu'il se trouve entre le guide 236 et le guide 237 doit osciller par conséquent autour du sommet commun de la surface conique de la bouteille et de la surface conique du fer. Lorsque l'axe de pivotement 231 des guides 236, 237 passe par ce sommet commun, comme on peut supposer que cela se produit sur les fig. 13, 14 et 15, l'oscillation des guides 236, 237 satisfait elle-même cette condition. Dans ce cas, une composante supplémentaire quelconque appliquée à la bande dérangerait cette relation.
Par conséquent, dans ce cas, pendant tout le transfert de la séquence de la fig. 13 à la fig. 15, 1'effet d'avancement du pignon 12 est compensé exactement de la valeur d'un effet d'avance négatif ou en marche ar rière du coulisseau oscillant 11 de la fig. 4. On peut le réaliser par un réglage approprié du bloc de came 26.
Cette relation spéciale des avances qui s'applique lorsque 1'axe 231 coincide avec le sommet commun peut être utilisée pour les bouteilles et les fers de diverses conicités, le sommet-commun se trouvant à une hauteur correspondante en réglant cet axe 231 à la hauteur du sommet commun particulier. Ainsi, le montant 232 peut être réglable quant à sa hauteur ou on peut prévoir un montant de hauteur correcte pour l'utiliser avec un fer ayant une conicité particulière.
Toutefois, ce réglage de 1'axe 231 n'est pas né- cessaire, comme on le verra maintenant.
Dans la mesure où l'avance de la bande par les guides 236, 237 est augmentée d'un effet d'avance supplémentaire à partir de l'action du pignon 12 combinée avec 1'action du coulisseau 11, ceci contraint le point sommet autour duquel oscille la bande à se trouver au-dessous de l'axe 231 autour duquel oscillent les guides 236, 237. Par conséquent, lorsque pour une conicité donnée d'une bouteille, le sommet commun de la bouteille et du fer se trouve au-dessous de l'axe de pivotement 231 et que l'on ne désire pas modifier l'axe de pivotement, l'avance est augmentée suffisamment pour que le point autour duquel se produit l'oscillation de la bande coïncide avec le sommet commun. La fig. 16 montre cette condition.
Dans ce cas, l'action d'avance négative du coulisseau
11 n'est pas suffisante pour compenser complètement 1'action d'avance du pignon 12. Le bloc de came 26 est réglé pour avoir une moins grande course que ce qu'il faut pour compenser entièrement l'action d'avance du pignon 12.
D'une façon analogue, si l'avance de la bande est diminuée par 1'effet net du pignon 12 et du coulisseau 11, le point autour duquel oscille la bande est plus haut que 1'axe 231 autour duquel oscillent les guides. La fig. 17 montre la façon dont ce point d'oscillation et le sommet commun peuvent être plus hauts que raxe de pivotement 231. Dans ce cas, le bloc de came 26 est réglé pour avoir une plus grande course que ce qu'il faut pour compenser exactement l'action du pignon 12.
Ainsi, généralement parlant, pendant le transfert, les guides 236, 237 exercent une action d'avance, le pignon 12 exerce une action d'avance, et 1'action d'avance du coulisseau 11 est négative. Les guides 236, 237 et le coulisseau 11 sont animés de mouvements en marche arrière entre les transferts succes sifs, l'action d'avance des guides 236, 237 est alors négative pendant le mouvement en marche arrière, et celle du coulisseau 11 est positive.
Bien qu'on ait décrit 1'action du coulisseau comme compensant plus ou moins l'action du pignon 12 pendant le transfert, le mouvement en marche arrière du coulisseau complétant l'avance du pignon, il est éga- lement approprié de considérer l'action du coulisseau 11 comme étant une action de compensation de l'ac- tion d'avance des guides oscillants 236, 237 dans les deux sens.
Par exemple, les guides 236, 237 au cours de leur oscillation en marche arrière feraient avancer la bande vers l'arrière, s'ils agissaient seuls. Cette action de recul des guides 236, 237 est plus ou moins compensée par 1'action d'avance du coulisseau 11. A ce sujet, le comportement du coulisseau 11 est différent dans ce cas de celui des machines des demandes an térieures, où il n'y a pas de guides oscillants correspondant aux guides 236 et 237 avec une compensation de leur action de recul.
La came 38 sur un secteur de 1600 peut avoir une course à mouvement uniforme de 7, 94 cm par exemple. Sur les 200 comprenant les 10o précédant et les 10o suivant ce secteur de 1600, la came peut avoir une autre course totale de 0, 32 cm. Ainsi, lorsque le secteur de 1600 à mouvement uniforme donne une course de 7, 94 cm, le secteur complet de 180 donne au total 8, 26 cm, ou 1, 04 fois la course disponible pour conférer le mouvement uniforme.
La détermination du diamètre de base correct du fer et des divers réglages corrects peut être réalisée le mieux en considérant la distance M que parcourt un point de la bande de support d'étiquette en regard de la base du fer pendant le mouvement de 160 de la came 38, pendant lequel la course de la came 38 est uniforme et pendant lequel le transfert se produit.
Ces 1600 peuvent être désignés par cycle d'étiquetage à mouvement uniforme. On verra qu'il n'est pas en tièrement occupé par le transfert de l'image sur la ligne de transfert.
Pendant le cycle d'étiquetage à mouvement uniforme de 1600, un point de la bouteille au niveau du bord inférieur du fer doit parcourir une distance de 20 à 25% supérieure à la longueur arquée du bord inférieur du fer. Cette distance parcourue par ce point correspond à M = An X L où L représente le nombre de tours (ou la fraction d'un tour) de la bouteille pendant le cycle d'étiquetage à mouvement uniforme de 1600 et A représente le diamètre de la bouteille au niveau en regard du bord inférieur du fer.
L est obtenu par l'équation L = 1/4 X J/K où
J/K représente le rapport d'engrenage entre les roues dentées 48a et 49a de la fig. 7.
La longueur arquée du bord inférieur du fer est déterminée naturellement par la dimension correspondante de la zone de l'étiquette, et elle n'est que légè- rement supérieure à cette dimension de la zone de l'étiquette. Si M ne dépasse pas correctement, par le calcul ci-dessus, la longueur arquée du bord inférieur du fer de 20 à 25% environ, on peut amener cette valeur M à le faire en réglant le rapport d'engrenage
J/K de façon à augmenter ou diminuer L, et par con séquent à augmenter ou à diminuer M.
L'expression 1/4 dans l'équation L = 1/4 X J/K signifie que dans la machine particulière représentée, lorsque la tourelle est avancée pas à pas de 900 par la course en marche arrière de la crémaillère 39, la roue dentée 48a portant le cliquet 36a peut être facilement contrainte, par un réglage correct du bloc de came 26', à parcourir exactement 900 pendant le cycle d'étiquetage à mouvement uniforme de 1600, de façon que la rotation de la bouteille pendant le cycle d'éti- quetage à mouvement uniforme soit provoquée par 1/4 de tour de la roue dentée 48a.
Après avoir déterminé la valeur de M et le fait que le rapport d'engrenage J/K soit en rapport approprié, la circonférence de base (et à partir de celleci le diamètre de base), du cône complet imaginaire dont le fer fait partie peut être déterminée à partir de M.
Lorsque le fer est un fer simple, se déplaçant à la même vitesse angulaire que la came 38, la circonférence de base du cône complet imaginaire du fer correspond à 360/160 fois la valeur M. Ceci provient du fait que les vitesses linéaires du fer et de la bande et de la bouteille doivent coïncider pendant le cycle d'étiquetage à mouvement uniforme qui ne représente que 160/360 parties du temps au cours duquel le fer est mis en rotation. Le fer doit parcourir un trajet correspondant à 360/160 fois la valeur de M.
Un fer double, tournant à la moitié de la vitesse angulaire de la came 38, aurait un diamètre double du diamètre de base d'un seul fer qui tourne à la même vitesse angulaire que la came 38. Il en est de même avec un fer triple.
Comme indiqué ci-dessus, le sommet du cône imaginaire du fer doit coïncider avec le sommet de la surface conique de la bouteille en position de récep- tion des étiquettes.
On voit que dans le cas d'un fer simple, la surface du fer s'étend sur un arc de l'ordre de 130 , de sorte que 160 dépassent cet arc de 20 à 25% environ.
La plus grande partie de la différence comprise entre la période à mouvement uniforme de 1600 du mandrin porte-bouteille, du coulisseau 11 et des guides 236, 237 d'une part, et de la période de contact de 130 environ du fer et de la bande à étiquettes d'autre part (différence qui peut être appelée dépas- sement ) se produit au début de la période de 160 .
Ceci assure que la bande et la bouteille effectuent entièrement leur mouvement uniforme avant que le fer entre en action.
Si P correspond à la différence comprise entre le bord inférieur du fer et le sommet qui est commun au fer et à la surface conique à étiqueter, alors P et
M déterminent ensemble l'angle V par lequel la bande de support d'étiquettes oscille pendant le cycle d'étiquetage à mouvement uniforme de 1600. Exprimé en radians, V = M/P ou en degrés V = 57, 296 M/P.
Pour faire osciller la bande sur cet angle V, les guides 236, 237 doivent osciller sur un angle correspondant à 1/2 V. Le nouveau troisième bloc de came 200 présente un cadran qui indique l'angle d'oscillation des
guides 236, 237, et ce bloc de came est réglé à l'angle approprié pour fournir l'angle d'oscillation voulu.
On peut considérer que le parcours M présente trois composantes : S, la composante due à l'oscillation ; T, la composante due au pignon d'avance 12 ; et U, la composante due au coulisseau oscillant 11.
La composante S est déterminée par le rapport de la distance de la base du fer au pivot 231 (indique par Q) à la distance de la base du fer au sommet (indiqué par P), et cette composante S est obtenue par S MQ.
P
La composante T s'élève à 160/360 de l'intervalle
dans lequel apparaissent les zones d'étiquettes successives sur la bande. Ainsi, en supposant que les zones d'étiquettes apparaissent à des intervalles de 26, 67 cm, la composante T correspond à 160/360 fois 26, 67 cm, ou 11, 84 cm.
La composante U doit être telle que le résultat net des trois composantes S, T et U soit alors égal à M, et le bloc de came 26 est réglé en conséquence.
En supposant que le pivot 231 et le sommet coincident, Q est égal à P et S = MQ est alors ramené à p
S = M. Dans ce cas, U doit être susceptible de compenser exactement la valeur de T, qui est supposée être de 11, 84cm. Par conséquent, le bloc de came 26 serait réglé de façon à conférer au coulisseau 11 un mouvement de recul de 11, 84 cm pendant le cycle d'étiquetage à mouvement uniforme de 1600 Ceci impliquerait un mouvement du coulisseau 11 correspondant à la moitié de cette valeur pendant cette période.
On supposera que Q est légèrement supérieur à P de façon que Q/P corresponde par exemple à 1, 1, et que S corresponde par conséquent à 1, 1 fois M.
Alors, U doit non seulement compenser T, mais doit aussi compenser l'excédent de S par rapport à M.
La valeur négative de U dans ce cas doit être néces- sairement plus grande que dans le cas où le sommet et le pivot coïncident.
D'une façon analogue, on supposera que P est légèrement supérieur à Q de sorte que Q/P correspond par exemple à 0, 9. Alors, U ne doit pas néces- sairement compenser T, mais doit compenser l'excé- dent par lequel le total de S et de T est supérieur à M.
Les blocs de came 26 et 26'sont habituellement gradués en centimètres de course, et si on le désire, les graduations peuvent être en centimètres de course se produisant pendant le cycle d'étiquetage à mouvement uniforme de 160 , en négligeant le fait que la course totale de la came 38 pendant 1800 de rotation correspond à 1, 04 fois la course qui se produit pendant le cycle d'étiquetage à mouvement uniforme.
On a dit que si l'angle d'oscillation de la bande de support d'étiquette est V, l'angle d'oscillation des guides correspond à 1/2 V. La bande est alors coudée sur un secteur complet de 1800 autour de chaque guide 236, 237, le plan occupé par la bande après avoir passé autour d'un guide étant parallèle au plan occupé par la bande avant de passer autour du même guide, bien que comme on le voit sur la fig. 14, les sens de ces parties de la bande dans ces plans soient différents. La course de la bande assure une multiplication du mouvement oscillant. Les fig. 13 et 15 montrent la façon dont la bande oscille sur une distance double de celle des deux guides 236, 237 bien que cette oscillation de la bande et des guides se fasse autour du même point 231.
Au cours de l'oscillation dans le sens sinistrorsum sur la fig. 14, on peut voir que la multiplication de l'oscillation est due à l'enroulement ou au cintrage de la bande autour du second guide oscillant 237 sur son parcours vers le guide fixe 245. La composante du mouvement d'avance de la bande qui est dû à l'oscillation est multipliée d'une façon analogue.
On peut mentionner que la direction de la bande du guide 244 au guide 236 et que la direction de la bande du guide 237 au guide 245 restent inchan gées, le changement de l'oblicité n'étant évident qu'entre les deux guides 236, 237.
On a indiqué ci-dessus que l'angle de l'oscillation des guides 236, 237 pendant la rotation à mouvement uniforme de 1600 de la came 38 correspond à 1/2 V où V (exprimé en radians) est égal à M/P, M correspondant à la distance parcourue par un point de la bande porte-étiquettes en regard du bord inférieur de la matrice ou du fer, et P correspondant à la distance comprise entre le bord inférieur du fer et le sommet commun projeté du fer et de la bouteille.
L'angle d'oscillation pendant le passage réel de la surface du fer sur la ligne de transfert est inférieur à 1/2 V, étant donné que ce passage, comme expliqué ci-dessus, occupe une distance inférieure à celle du mouvement uniforme à 1600 ci-dessus.
L'angle sous lequel la bande oscille pendant que le bord inférieur du fer croise la ligne de transfert peut être appelé V. Alors, V'= M'/P où M'est la longueur de l'arc du bord inférieur de la surface du fer, et P, comme ci-dessus, correspond à la distance du bord inférieur au sommet commun projeté. Les guides 236, 237 oscillent sous un angle de 1/2 V'pendant ce passage du bord inférieur du fer au-delà de la ligne de transfert. Ou, aux fins de la présente équation, V'= M'/P, M'peut être la distance de l'arc de la surface de segment du fer à un niveau donné quelconque, pas nécessairement la base, et P peut être la distance comprise entre ce niveau et le sommet.
Ou, M'peut être la distance parcourue par un point donné quelconque à un endroit quelconque de la surface du fer pendant le temps où la surface du fer existe sur la ligne de transfert, et P peut être la distance comprise entre ce point donné et le sommet.
Labeling machine
The present invention relates to a labeling machine for transferring labels, having decorative designs, from a continuous web carrying the labels to a conical or tapered surface of objects, for example bottles. The present invention preferably employs some of the features of Swiss Patent No. 360939 of December 8, 1959 and Swiss Patent No. 363608 of May 5, 1960.
Bottles having one or more tapered surfaces are advantageous for a number of reasons. For example, a bottle that tapers from a large base to a small top is more stable than a substantially fully cylindrical bottle of the same height and capacity. With some bottles it may be desirable to provide a taper so as to have a portion which is more convenient to hold than a larger portion of the bottle or which less conceals the top opening when the bottle is inverted to pour its liquid. content.
Although the principles of labeling bottles by thermal transfer of labels from a label carrier web contained in motion on a movable surface of a bottle are known from the above descriptions, and although these principles are widely used in practice, as far as the holder is aware, prior to the present invention there were no machines capable of performing this type of transfer on a tapered or inclined surface portion of the bottle .
Thermal transfer labeling differs in certain conditions from more conventional labeling which typically consists of forcing a cut sheet of paper or similar material, referred to as a label, to adhere to the bottle, for example by a coating. adhesive. In thermal transfer labeling, as in the aforementioned prior applications, the object referred to as the label is essentially an image of ink which adheres by itself to the bottle, while the web of paper which carried this label. Image is practically removed instantly upon adhesion of ink to the bottle.
If it is not removed early enough on leaving the surface of the bottle, the tape will carry away part of the ink image. If a given point on the ink image does not move, during transfer, at the same speed as the bottle surface and in the same direction as a corresponding point on the bottle surface below and who receives this point of the image, the image is smeared or does not adhere.
For thermal transfer labeling of tapered surfaces, there arises the additional complication that the label (the image to be transferred) must be a development of the tapered surface on which the label is located when on the bottle. , while the tape supporting this developed surface cannot simply be wrapped around the corresponding tapered surface of the bottle due to the critical condition of thermal transfer labeling peel. The speed and direction of each point of the image must conform to those of a corresponding point on the tapered surface of the bottle, these speeds and directions being different for the parts of the label intended for each different level of the tapered surface.
Considering thus a bottle whose surface to be labeled forms part of a cone, and assuming that this bottle must rotate on a vertical axis, its smallest part being directed upwards, then on the line where the image is transferred from the label strip to the bottle, each point of the image on this transfer line must move in a horizontal plane in contact with the corresponding receiving point of the bottle, and an image point in the vicinity of the base of this transfer line should move relatively fast, and an image point near the top of the transfer line should move relatively slowly so as to match the velocities of the surface of the bottle in these places.
At the same time, the label carrier tape leaving the transfer line should be kept under tension to achieve proper detachment of the tape from the transferred image, and the label carrier tape should be extended to a continuous way to return to its source of power, for example a reel, so that label applications can follow cycle after cycle in rapid succession.
In the accompanying drawings:
Fig. 1 is a schematic view showing in particular an adjustable inclined relationship of the main machine housing and some of the parts carried by it relative to a vertical turret and a generally horizontal bottle conveyor;
subsequent figures taken along line aa or lines parallel to the latter may be referred to as plan views or horizontal sections, and subsequent figures taken along line bb or lines parallel to the latter may be referred to as front views or vertical sections;
fig. 11 which is made along the line c-c is thus a posterior view.
This terminology is used as if the main housing, for example during the construction of the machine, stood vertically upright as shown in fig. 3;
fig. 2 is a diagram of a front view of the upper part of the machine, some parts being omitted;
fig. 2a is a section taken along line 2a-2a of FIG. 2, but on a larger scale;
fig. 3 is a view from the right end of some of the parts of FIG. 2;
fig. 4 is a partially schematic and plan view, certain parts being omitted;
fig. 5 is a horizontal section, mainly showing the control connections;
fig. 6 is a view partly in front elevation, partly in vertical section, showing some of the control connections of FIG. 5, and some of the parts so ordered which are omitted in FIG. 2;
fig. 7 is a view largely in vertical section along the axis and the transfer position of the bottle-holder turret and also showing the mounting of the transfer iron, the main housing being shown in this case in its actual inclined position of the fig. 1;
fig. 8 is a simplified end view of the die or the applicator iron;
fig. 9 substantially corresponds to FIG. 2, and shows part of the machine in more detail than in fig. 2;
fig. 10 is a detailed section taken on line 10-10 of FIG. 9;
fig. 11 is a detailed view taken substantially along the line c-c of FIG. 1, omitting many parts;
fig. 12 is a section taken along line 12-12 of FIG. 11;
figs. 13, 14 and 15 are diagrams showing the successive positions of a label support strip with respect to a pivot point which coincides with the common apex of the cone of the bottle and the transfer iron;
fig. 16 is similar to FIG. 14, but shows the top below the pivot point; and
fig. 17 is similar to FIG. 14, but shows the top above the pivot point.
The parts of the machine which are analogous to those of the machines of the aforementioned patents will first be described as briefly as possible.
As in the first of these patents, and as shown in fig. 4, the machine comprises a feed reel 2 and a winding reel 3 of the label carrier tape S, a feed pinion 12 and an oscillating slide 11 supporting rollers 8 and 9. Other guide rollers 7 can guide the strip between the supply reel and the pinion 12 and between the roller 9 and the slide and the winding reel. The path of the strip between the roller 8 and the roller 9 of the oscillating slide 11 will be described later. The applicator iron, generally designated by I, and the assembly of this iron, also differ, and will be described later.
The machine is controlled by a motor driven shaft 42 (Fig. 5), a toothed wheel 49, a toothed wheel 63 and a shaft 64, after which the drive train splits.
A pinion 86 mounted on the shaft 64 controls a chain 84 and a pinion 87 integral with a shaft 83 to drive the applicator iron.
A toothed wheel 63 mounted on the shaft 64 controls a toothed wheel 66 mounted on the shaft 67, the latter controlling a toothed wheel 68 which drives a toothed wheel 69 mounted on a shaft 71. The toothed wheel 72 mounted on the shaft 71 drives a toothed wheel 73 mounted on a shaft 74. A pinion 76 mounted on the shaft 74 drives a chain 77 to control the winding coil 3 by a friction clutch not shown, but whose control shaft is designated by 79 'in fig. 5 and 6.
A cam 89 mounted on the shaft 67 controls a valve 91 for admitting the pressurized air inside flexible bottles being labeled.
A cam 38 mounted on the shaft 64 comes into contact with cam rollers 37 and 37 'to actuate a slide 27 which can be seen in particular in FIG. 4 which slides in a slide 25.
An obliquely adjustable cam block 26, journaling in the slide 27, actuates a cam roller 23 which drives the oscillating slide 11 with a reciprocating movement.
A similar obliquely adjustable cam block 26 'actuates a cam roller 23' which drives a reciprocating movement of a slide 39 'connected to a rack 39 to actuate the bottle-holder turret.
Before leaving the slider 27, it can be noted that the slider 27 has a third obliquely adjustable cam block 200 which actuates a cam roller 201 which acts on an additional slider 202 which must oscillate a part of the support band. label, as described below.
The rack 39, actuated as described with reference to FIG. 4, engages a pinion 32a (FIG. 7) integral with a sleeve 32b which pivots around the shaft 28a of the turret. A toothed wheel 48a integral with the sleeve 32b carries a pawl 36a capable of engaging a ratchet wheel 37a integral with the turret shaft in order to rotate the turret by one step when the rack 39 moves in it. deviation of the observer from FIG. 7. By observing fig. 4, this turret step by step advance
T is done in the sinistrorsum direction. For the particular bottles in question, the step-by-step advance corresponds to 90 as determined by the teeth of the wheel 37a and the adjustment of the cam block 26 'of FIG. 4.
The bottles B are brought onto the turret by a conveyor belt 17a arranged in recesses formed in upper and lower cross members 16a and transported away from the turret by a conveyor belt 18a. Guides 13a hold the bottles in place and leave them exposed to the action of the applicator iron I.
At the turret label application station, the base of the bottle slides over a mandrel 44a into which it is pressed from top to bottom by a rotating air nozzle 62a which protrudes downward into the neck of the bottle and which keeps the bottle inflated by the compressed air during the transfer, after which the air intake is automatically cut off and the nozzle is removed to release the bottle.
During the transfer, the mandrel 44a is rotated by a toothed wheel 47a which meshes with the toothed wheel 48a. The amplitude of the rotation is determined by the relative size of the toothed wheels 48a and 47a and by the adjustment of the cam block 26 '(Fig. 4). The bottles are rotated at the label application station in the sinistrorsum direction, observing fig. 4, and occurs between successive step-by-step advances of the turret.
Preferably, the turret is equipped with a mechanism for locating the bottles at a distance corresponding to a dividing movement in front of the label application station.
The applicator iron I is shown in FIG. 8; its active surface has the shape of the tapered surface of a sector of a truncated cone, and for the sake of brevity this surface will simply be designated as being conical. The tilt height of this tapered surface of the iron is slightly longer than the part of the width of the label backing strip which supports the image to be labeled. The arc length of the conical surface is very slightly greater than the arc length of the image to be labeled, assuming the image to be labeled is wrapped around the surface of the iron, although it does not not.
The length of the arc of the tapered surface of the iron is also likely to keep this tapered surface away from the operating position during the stepping of the turret from one position to another. For some small bottles or labels, it is possible to give the iron a series of peripherally spaced active surfaces each having a suitable conical shape.
Whether one or more of these active conical surfaces are provided, the entire imaginary cone whose surface defines the active surface part (s) of the iron has its apex at a point which coincides with the apex of the conical surface of the bottle.
The axes around which the iron and the bottle rotate during the transfer are in a common plane. The common top of the iron and the bottle surface is in this common plane, and so is the transfer line. The transfer line, if extended, would pass through this common summit.
In fig. 8, the solid lines show the iron, and the construction lines complete the upper and lower diameters of the section of the imaginary cone of which the iron forms a sector. In the other figures as in fig. 7, only the section of the imaginary cone is shown. It is evident that the tapered surface of the iron, for example of FIG. 8, sweeps the path defined by this section of the imaginary cone.
As seen in fig. 7, the bottle being labeled stands upright, its axis being vertical, and the axis of the iron is inclined so as to make the active surface of the iron tangent to the conical surface of the bottle.
In order to be able to use a conventional construction of such a machine for bottles having various tapers and so that the turret can still stand vertically, the main frame 1 of the machine is pivotally mounted in an adjustable manner 206 (Fig. 1). ) on a pedestal 207 and the turret is secured to the main frame by a suitably angled wedge 208.
The adjustment of the iron mounting relative to the main frame to allow the use of irons of various maximum diameters and various taper is as follows:
A plate 211 is slidably wedged in a fixed slide 210 (Figs. 2 and 9) and is horizontally adjustable to and from the observer by a screw 214 and a handwheel 215. The control chain 84 (Fig. 5) ) may have sufficient slack to allow this adjustment or otherwise one of the idler sprockets may be suitably adjustable.
A plate 212 (Fig. 9) is slidably wedged on the plate 211 and is vertically adjustable by means of a screw 212a, bevel gears 212b, 212b, and a threaded shaft 212c. The plate 212 is an integral part of a subframe 213 in which is mounted a transverse shaft 216.
The latter serves as a pivot for a yoke 217 (fig. 3, 7 and 9) in which a shaft 218 is journalled to which the iron I is attached. This yoke is adjustable around the shaft 216 as a pivot to provide the appropriate inclination of The axis of the iron, and is held fixed with respect to the subframe 213 by a pivoting bolt 217a adjustable tightly to a tab 217b of the subframe 213.
The shaft 213 of the iron is driven from the shaft 83 by bevel gears 220, 221, 222 and a spur gear 223 (fig. 2 or fig. 9) and a spur gear 224 (fig. 3 and 7). Slip rings 225 and brushes 226 (Fig. 7) supply current to suitable electric heating assemblies inside the iron.
As indicated above, the label carrier web receives a special movement during its travel from roll 8 to roll 9 of the oscillating slide 11, i.e. during its travel beyond the transfer line. Although as will be seen below, the movement of the feed pinion 12 and the movement of the oscillating slide 11 are factors in determining the movement of the web in this region, other components of the movement are superimposed.
An inverted U-shaped (observing Fig. 2) and L-shaped oscillating bracket 230 (observing Fig. 3) is pivotally mounted at 231 on a fixed upright 232 and carries guides 236, 237 of the strip, inclined with respect to one another as seen in FIG. 2. The web guides 236, 237 lie on the opposite sides of the common plane in which the axes of rotation of the iron and the bottle lie ie the guides 236, 237 actually overlap. the transfer line. An oscillating movement is imparted to the caliper 230 and to the guides 236, 237 by an arm 239 integral with the caliper and connected by a pivoting rod 240 to the slide 202.
It may be mentioned that in order to extend from the slide 202 to the arm 239, it happens that the connecting rod 240 passes freely through a hole made in the upright 232. An intermediate position of the guides 236, 237 and of the yoke 230 is shown in solid line in fig. 2. Other typical positions of guide 237 are shown in phantom.
After having passed around the roller 8, the band is bent around a fixed inclined guide 244 (see fig. 14) then around the guide 236, then passing through the transfer line after which the band is bent around the guide 237 then around another inclined fixed guide 245, and then around the roller 9 of the slider 11. Fixed guides 247 (fig. 11 and 12) can be provided to ensure that the label support strip presents the slight arc. contact with the active surface of the iron. These guides are preferably of conical section, their apex coinciding with the common apex of the iron and of the bottle.
It will be remembered that the strip is brought at a speed regulated by the pinion 12 towards the roller 8, and is wound under tension by the winding reel 3 after passing opposite the roller 9 and a suitable idle roller.
Although the label support strip can pass directly over the oscillating guides 236, 237, and for simplicity is shown as such in some of the figures of the drawings, the guides 236 and 237 are advantageously provided with sliding sleeves 236a and 237a. respectively to receive the tape. As a web guide 236 or 237 swings upward, its sleeve is moved slightly towards pivot point 231, this facilitating the corresponding movement of the web, and the sleeve is shifted slightly away from the web. pivot point 231 during the opposite oscillating movement of guide 236 or 237. This offset of the sleeve can be effected by fixed cams 238 each having a cam slot 239 which receives a cam follower 240 carried by the sleeve.
The inclined fixed guides 244 and 245 are preferably parallel to the middle positions of the respective oscillating guides 236 and 237.
The oscillating movement of the guides 236 and 237 is greater than that represented by the oscillation forwards and backwards between the positions of FIGS. 13 and 15, but these figures show in particular the relations which it is desired that the zone carrying the labels of the strip present with the transfer line (indicated by the line TR). The label support area is indicated by broken lines and can be considered to be the rear face of the strip, that is to say in position to come into contact with the bottle. The iron can be thought of as lying between the observer and the tape.
In fig. 13, the leading edge of the label area is on the transfer line, and in fig. 15 the trailing edge is on the transfer line. Passing from fig. 13 in fig. 15, the two guides 236 and 237 have a component in the direction of advance, that is to say horizontally at a right angle to the transfer line TR. The guide 236 has a component downwards, in the direction of the part of the largest diameter of the iron. The guide 237 has a component upwards, in the direction of the part of the smallest diameter of the iron.
The guides 236 and 237 oscillate with the caliper 230 around the pivot 231 (fig. 2). The pivot connection between the arm 239 and the connecting rod 240 is adjustable, longitudinally to the connecting rod 240, to allow the adjustment of the displacement zone of the guides 236 and 237. The degree of displacement of the guides is determined by the angular adjustment of the block. cam 200 (fig. 4).
As noted above, the label area is a development of the conical surface it forms on the bottle. The leading and trailing edges of the label area, when on the transfer line, and makes it any point in the label area when it is between guide 236 and guide 237 must therefore oscillate around the common apex of the conical surface of the bottle and the conical surface of the iron. When the pivot axis 231 of the guides 236, 237 passes through this common vertex, as one can assume that this occurs in FIGS. 13, 14 and 15, the oscillation of the guides 236, 237 itself satisfies this condition. In this case, any additional component applied to the band would disturb this relationship.
Therefore, in this case, during the whole transfer of the sequence of fig. 13 in fig. 15, the advancing effect of pinion 12 is exactly compensated for by the amount of a negative or reverse advancing effect of the oscillating slide 11 of FIG. 4. This can be achieved by appropriate adjustment of the cam block 26.
This special relation of the feeds which applies when axis 231 coincides with the common top can be used for bottles and irons of various taper, the common top being at a corresponding height by adjusting this axis 231 to the height. of the particular common summit. Thus, the post 232 may be adjustable as to its height or one may provide a post of correct height for use with an iron having a particular taper.
However, this adjustment of axis 231 is not necessary, as will now be seen.
Since the web feed through guides 236, 237 is increased by an additional advancing effect from the action of pinion 12 combined with the action of slider 11, this constrains the peak point around. which oscillates the strip to lie below the axis 231 around which the guides 236, 237 oscillate. Therefore, when for a given taper of a bottle, the common top of the bottle and the iron is above below the pivot axis 231 and it is not desired to change the pivot axis, the feed is increased enough so that the point around which the oscillation of the belt occurs coincides with the common vertex. Fig. 16 shows this condition.
In this case, the negative advance action of the slide
11 is not sufficient to fully compensate for the advancing action of pinion 12. Cam block 26 is set to have less travel than necessary to fully compensate for the advancing action of pinion 12. .
Similarly, if the web feed is reduced by the net effect of pinion 12 and slider 11, the point around which the web oscillates is higher than axis 231 around which the guides oscillate. Fig. 17 shows how this oscillation point and the common vertex can be higher than the pivot axis 231. In this case, the cam block 26 is set to have a greater stroke than necessary to compensate exactly. the action of the pinion 12.
Thus, generally speaking, during the transfer, the guides 236, 237 exert a feed action, the pinion 12 exerts a feed action, and the feed action of the slide 11 is negative. The guides 236, 237 and the slide 11 are driven in reverse movements between successive transfers, the advancing action of the guides 236, 237 is then negative during the movement in reverse, and that of the slide 11 is positive .
Although the action of the slider has been described as more or less compensating for the action of pinion 12 during transfer, with the backward movement of the ram completing the advance of the pinion, it is also appropriate to consider action of the slide 11 as being a compensating action for the advance action of the oscillating guides 236, 237 in both directions.
For example, guides 236, 237 during their reverse oscillation would advance the web backward, if they were acting alone. This retraction action of the guides 236, 237 is more or less compensated for by the forward action of the slide 11. In this regard, the behavior of the slide 11 is different in this case from that of the machines of previous applications, where it is there are no oscillating guides corresponding to the guides 236 and 237 with a compensation for their recoil action.
Cam 38 over a sector of 1600 may have a uniform motion stroke of 7.54 cm, for example. On the 200 including the 10o preceding and the 10o following this sector of 1600, the cam may have another total stroke of 0.32 cm. So when the 1600 sector with uniform motion gives a stroke of 4.94 cm, the full sector of 180 gives a total of 8.26 cm, or 1.04 times the stroke available to give the uniform motion.
Determination of the correct base diameter of the iron and the various correct settings can best be done by considering the distance M that a point of the label backing strip travels opposite the base of the iron during the 160 movement of the blade. cam 38, during which the stroke of cam 38 is uniform and during which transfer occurs.
These 1600s can be referred to as Uniform Motion Labeling Cycle. It will be seen that it is not entirely occupied by the transfer of the image on the transfer line.
During the 1600 uniform motion labeling cycle, a point on the bottle at the bottom edge of the iron should travel 20 to 25% greater than the arc length of the bottom edge of the iron. This distance traveled by this point corresponds to M = An XL where L represents the number of turns (or fraction of a turn) of the bottle during the 1600 uniform motion labeling cycle and A represents the diameter of the bottle at the level opposite the lower edge of the iron.
L is obtained by the equation L = 1/4 X J / K where
J / K represents the gear ratio between the toothed wheels 48a and 49a of FIG. 7.
The arcuate length of the lower edge of the iron is naturally determined by the corresponding dimension of the label area, and is only slightly greater than that dimension of the label area. If M does not correctly exceed, by the above calculation, the arched length of the lower edge of the iron by about 20 to 25%, this M value can be made to do so by adjusting the gear ratio
J / K so as to increase or decrease L, and consequently to increase or decrease M.
The expression 1/4 in the equation L = 1/4 XJ / K means that in the particular machine shown, when the turret is advanced 900 step by step by the reverse travel of rack 39, the toothed wheel 48a carrying the pawl 36a can be easily constrained, by proper adjustment of the cam block 26 ', to travel exactly 900 during the 1600 uniform motion labeling cycle, so that the rotation of the bottle during the 1600 cycle. Uniform movement labeling is caused by 1/4 turn of toothed wheel 48a.
After determining the value of M, and that the J / K gear ratio is in the proper ratio, the base circumference (and from this the base diameter), of the imaginary full cone of which the iron is a part can be determined from M.
When the iron is a single iron, moving at the same angular speed as the cam 38, the base circumference of the imaginary full cone of the iron is 360/160 times the M value. This is because the linear speeds of the iron and tape and bottle must coincide during the uniform motion labeling cycle which is only 160/360 parts of the time the iron is rotated. The iron must travel a path corresponding to 360/160 times the value of M.
A double iron, rotating at half the angular speed of cam 38, would have a diameter double the base diameter of a single iron which rotates at the same angular speed as cam 38. The same is true with an iron triple.
As noted above, the top of the imaginary cone of the iron should coincide with the top of the conical surface of the bottle in the label receiving position.
It can be seen that in the case of a simple iron, the surface of the iron extends over an arc of the order of 130, so that 160 exceeds this arc by approximately 20 to 25%.
Most of the difference between the period of uniform movement of 1600 of the bottle-holder mandrel, the slide 11 and the guides 236, 237 on the one hand, and the contact period of about 130 of the iron and the Label tape on the other hand (difference which can be called overflow) occurs at the start of the 160 period.
This ensures that the belt and bottle make their full uniform motion before the iron kicks in.
If P corresponds to the difference between the lower edge of the bar and the top which is common to the bar and to the conical surface to be labeled, then P and
M together determine the angle V by which the label carrier web oscillates during the 1600 uniform motion labeling cycle. Expressed in radians, V = M / P or in degrees V = 57, 296 M / P.
To make the strip oscillate at this angle V, the guides 236, 237 must oscillate at an angle corresponding to 1/2 V. The new third cam block 200 has a dial which indicates the angle of oscillation of the
guides 236, 237, and this cam block is set at the appropriate angle to provide the desired oscillation angle.
We can consider that the path M has three components: S, the component due to the oscillation; T, the component due to the advance pinion 12; and U, the component due to the oscillating slide 11.
The S component is determined by the ratio of the distance from the base of the shoe to the pivot 231 (indicated by Q) to the distance from the base of the shoe to the top (indicated by P), and this S component is obtained by S MQ.
P
The T component amounts to 160/360 of the interval
in which appear the successive label areas on the tape. So, assuming the label areas appear at 26.67cm intervals, the T component is 160/360 times 26.67cm, or 11.84cm.
The U component should be such that the net result of the three components S, T and U is then equal to M, and the cam block 26 is adjusted accordingly.
Assuming that the pivot 231 and the vertex coincide, Q is equal to P and S = MQ is then reduced to p
S = M. In this case, U must be able to exactly compensate for the value of T, which is assumed to be 11.84cm. Therefore, the cam block 26 would be adjusted so as to give the slider 11 a backward movement of 11.84 cm during the 1600 uniform motion labeling cycle. This would involve a motion of the slider 11 corresponding to half of this. value during this period.
Assume that Q is slightly greater than P so that Q / P corresponds for example to 1, 1, and that S therefore corresponds to 1, 1 times M.
So, U must not only compensate T, but must also compensate for the excess of S over M.
The negative value of U in this case must necessarily be greater than in the case where the vertex and the pivot coincide.
Similarly, we will assume that P is slightly greater than Q so that Q / P corresponds for example to 0, 9. Then, U does not necessarily have to compensate T, but must compensate for the excess by where the total of S and T is greater than M.
Cam blocks 26 and 26 'are usually graduated in centimeters of stroke, and if desired the graduations can be in centimeters of stroke occurring during the 160 uniform motion labeling cycle, neglecting the fact that the Total stroke of cam 38 during 1800 of rotation is 1.04 times the stroke that occurs during the uniform motion labeling cycle.
It has been said that if the oscillation angle of the label carrier tape is V, the oscillation angle of the guides is 1/2 V. The tape is then bent over a full sector of 1800 around each guide 236, 237, the plane occupied by the strip after having passed around a guide being parallel to the plane occupied by the strip before passing around the same guide, although as can be seen in FIG. 14, the meanings of these parts of the strip in these planes are different. The travel of the belt ensures a multiplication of the oscillating movement. Figs. 13 and 15 show how the band oscillates over a distance double that of the two guides 236, 237 although this oscillation of the band and the guides takes place around the same point 231.
During the oscillation in the sinistrorsum direction in fig. 14, it can be seen that the oscillation multiplication is due to the web winding or bending around the second oscillating guide 237 on its path to the fixed guide 245. The component of the web feed motion which is due to the oscillation is multiplied in an analogous way.
It may be mentioned that the direction of the strip from guide 244 to guide 236 and that the direction of the strip from guide 237 to guide 245 remain unchanged, the change in obliqueness only being evident between the two guides 236, 237.
It has been stated above that the angle of oscillation of guides 236, 237 during the 1600 uniform motion rotation of cam 38 corresponds to 1/2 V where V (expressed in radians) is equal to M / P , M corresponding to the distance traveled by a point of the label holder strip opposite the lower edge of the die or iron, and P corresponding to the distance between the lower edge of the iron and the common projected top of the iron and the bottle.
The oscillation angle during the actual passage of the iron surface over the transfer line is less than 1/2 V, since this passage, as explained above, occupies a smaller distance than the uniform movement at 1600 above.
The angle at which the strip oscillates as the lower edge of the iron crosses the transfer line can be called V. Then, V '= M' / P where M is the length of the arc from the lower edge of the surface iron, and P, as above, is the distance from the lower edge to the projected common vertex. Guides 236, 237 oscillate at an angle of 1/2 V 'during this passage from the lower edge of the iron past the transfer line. Or, for the purposes of this equation, V '= M' / P, M 'can be the distance of the arc from the segment surface of the iron at any given level, not necessarily the base, and P can be the distance between this level and the top.
Or, M 'can be the distance traveled by any given point at any location on the iron surface during the time the iron surface exists on the transfer line, and P can be the distance between that given point and the top.