CN102189672B - 对旋转吹塑成型机的吹塑模具中塑料容器贴标签的贴标签机和贴标签方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对吹塑模具中的塑料容器贴标签的贴标签机和贴标签方法，所述贴标签方法使用根据本发明的贴标签机。贴标签机的旋转插入装置包括关节臂，这些关节臂的每个上旋转支撑有夹具，由于上述事实，可以以相对较低的速度从静止的盒中移走标签。同样地，在高速插入标签的过程中，关节臂能跟随吹塑模具的轨道。夹具被可旋转地支撑的事实也容许在插入标签的过程中，夹具相对于持续旋转的吹塑轮的旋转轴的精确地径向定向。这容许特别精确和可靠地贴标签。

Description

对旋转吹塑成型机的吹塑模具中塑料容器贴标签的贴标签机和贴标签方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的对吹塑模具中的塑料容器贴标签的贴标签机，而且涉及一种根据权利要求13的用于根据本发明的贴标签机的贴标签方法。

背景技术

众所周知，在实施容器的吹塑成型之前，通过将标签引入吹塑模具而经过所谓的模内贴标，在生产过程期间已经给塑料容器贴上标签了。

如US 6 649 119 B2所描述的，在旋转吹塑成型机中，标签通过旋转传送托盘从静止的盒中被移走，传送到设置有可径向移置和旋转的传送臂并且设置在供给星形轮和卸载星形轮之间的传送轮，并且通过这些传送臂被引入打开的吹塑模具中。然而，上述设置不利之处在于：不仅用于移走标签的独立的传送托盘需要成本，而且在一方面仅可利用机器的小角度范围用于将标签插入吹塑模具中，另一方面，将可用于吹塑成型的机器的角度范围降低到不受欢迎的程度。由此可见机器的生产效率也不会令人满意。

US 5 266 149 A描述了一种用于旋转吹塑成型机的贴标签系统，在这种情况下标签盒和传送臂直接设置在每个半模的吹塑轮上。然而，这个系统的不利之处在于其需要大量的标签盒和传送系统，并且在生产过程中吹塑轮上的标签盒难以接近。

WO 00 785 26 A1描述了一种静止贴标签系统，其中相互远离引导的两个夹具在两个静止的标签盒和吹塑轮的两个吹塑半模之间作上下摆动，夹具首先在反向点处水平地远离彼此运动，以便从盒中拾取标签，并将其引入到吹塑半模中，接着夹具相向移动以便在反向点间变换位置。然而，该循环式机器不利之处在于不能获得足够高的生产率。

发明内容

因此，本发明的目的是为模内贴标提供一种无上述缺陷的装置和方法。

由于贴标签机的旋转插入装置包括关节臂(articulated arm)，在每个关节臂上可旋转地支撑有夹具，因此可获得本发明目的。借助于关节臂，可将标签以相对较低的速度从静止的标签盒中移走。同样地，关节臂能够在高速插入标签的过程中跟随吹塑模具的轨道。夹具被可旋转地支撑的事实也容许在插入标签的过程中，夹具相对于连续旋转的吹塑轮的旋转轴的精确的径向定向。这增加了贴标签方法的精确性和可靠性。

优选地，夹具包括适于朝着吹塑模具枢转的夹持元件。这就使得在夹具的相对简单和轻巧结构设计的基础上，所述夹具以最小尺寸枢转到吹塑模具中，并且接着使标签与吹塑模具的内壁接触。

优选地，夹持元件被配置为使得它们与吹塑模具的一部分的底板(negative)相对应。因此可以将标签尽可能最大部分的表面与吹塑模具接触。这使得粘附力提高，特别是当标签被静电充电时。

根据特别有利的实施方式，夹具包括对中尖端，借助于该对中尖端，夹具定位在吹塑模具的中心。这因此保证了在插入标签的过程中，夹具在吹塑模具中保持实质上不变的位置。

优选地，贴标签机可如此构思：当夹具枢转到吹塑模具内时，夹具的旋转位置适于相对于关节臂固定。夹具因此能以特别快速和可靠的方式位于吹塑模具中心。

优选地，插入装置被配置为使得其将标签直接从标签盒中移走。用该方式可实现特别节省空间的布置。

优选地，夹具被控制为使得当夹具拾取标签时，夹具以与标签滚动接触的方式运动经过所述标签。这防止标签滑落和/或起皱。另外，还可使用具有曲面的夹持元件。

优选地，夹具能够在两个基本上对置的位置处拾取两个标签。因此可以在一个插入过程中，在瓶子的前部和背部贴上标签。

根据优选的实施方式，根据本发明的贴标签机还包括对标签充静电以使其贴附到吹塑模具上的充电装置。这容许标签不用借助其他辅助材料进行贴附，并避免了在吹塑模具中碍事的技术复杂的吸嘴和通道。

优选地，插入装置设置在吹塑轮的供给星形轮或卸载星形轮的下方，并与之连接。这将节约空间并且标签插入所需的机器的角度范围将变得相对较小，即用于吹塑瓶子的角度范围将被减小到较低程度。

根据另一个有利的实施方式，插入装置配置成单独的传送星形轮，并设置在吹塑轮的供给星形轮和卸载星形轮之间。这样，传统的供给和卸载星形轮也能用于改装成根据本发明的贴标签机。

根据另一个有利的实施方式，插入装置设置在吹塑轮上，特别是在吹塑模具上、吹塑模具之间或吹塑模具上方。这样当标签插入到吹塑模具中时，由于关节臂和吹塑模具绕共轴旋转，夹具更易于定向。

该目的可另外通过如下贴标签方法来实现：其利用根据本发明的贴标签机，用于对旋转吹塑成型机中的吹塑模具中的塑料容器贴标签，所述贴标签方法的特征在于如下步骤：给夹具装配至少一个标签；使装配有标签的夹具枢转到吹塑模具内，并通过将夹具锁定在所述吹塑模具或吹塑模具的模具支撑件上的合适位置而使夹具位于所述吹塑模具的中心；伸展夹具并且将标签贴附到吹塑模具上，同时保持夹具的居中位置；以及枢转夹具远离吹塑模具。

这容许以高精度和花费较少时间进行贴标签。

优选地，夹具当拾起标签时被转动。因此可以从设置在夹具轨道外的标签盒中在夹具两侧给夹具装配标签。这样设置特别易于实现，并在生产过程中也容许易于接近标签盒。

优选地，标签涂有热敏性粘结剂，并且通过部分加热吹塑模具来活化所述粘结剂。

这使得在除去标签期间和它们的插入期间易于操作盒中的标签。

附图说明

本发明的优选实施方式显示在图中，并在下文说明：

图1表示第一实施方式的示意性俯视图；

图2表示插入装置的关节臂的斜视图；

图3表示置于吹塑模具中的夹具的俯视图；

图4表示第二实施方式的关节臂的示意性俯视图；

图5表示第三实施方式的关节臂的示意性侧视图。

具体实施方式

从图1可以看出，根据本发明的贴标签机1的第一实施方式包括：吹塑轮3，其设置有用于吹塑例如瓶子、特别是PET瓶的塑料容器7的多个吹塑模具5：以及旋转插入装置9，其用于借助旋转地支撑在插入装置9上的关节臂15，从静止的标签盒13中移走标签11并且将标签11插入打开的吹塑模具5中。这些关节臂15中的每一个上依次可旋转地支撑有夹具17，所述夹具17具有夹持元件19和将夹具17定位在打开的吹塑模具5的中心的对中尖端21。在插入装置9上还设置有用于枢转关节臂15的控制凸轮41和用于旋转贴标头17的控制凸轮43。

贴标签机1另外包括卸载星形轮23，例如节距(pitch)减小的星形轮，其带有不同杠杆长度的可旋转支撑的夹持臂25，这些夹持臂25用于移走完全吹塑成型的瓶子7。利用控制凸轮27按照常规方法控制夹持臂25。

在插入装置9上方，优选与之同轴设置一个供给星形轮29，例如节距减小的星形轮。类似于卸载星形轮27，在所述供给星形轮29上设置有夹持臂31，夹持臂31经由控制凸轮33(为了清楚起见，未在图1中示出)控制，并且夹持臂31用于从加热炉37中移走预成型件35，并且将预成型件35引入吹塑模具5内。

在所示的实施方式中，插入装置9和供给星形轮29共用旋转底座(baseplate)，其中关节臂15安装在旋转底座的下表面，夹持臂31安装在旋转底座的上表面。因此，控制凸轮41实施为在关节臂15下方的凸轮盘，并且控制凸轮33实施为在夹持臂31上方的凸轮盘。为了简单起见，关节臂15在图1全部用实线描绘。

贴标签机1另外包括用于对标签11进行静电充电的充电装置39，例如一个或多个高电压电极。

图2示出了关节臂15的操作方法。根据所述图2，关节臂15配置成所谓的SCARA臂，包括内臂15a和外臂15b以及夹具17，也就是说关节臂15总共有三个元件。内臂15a的位置由两个凸轮辊45和双轨控制凸轮41控制。外臂15b由伺服马达49通过皮带传动47来驱动。在所示的实施方式中，夹具17的旋转位置由带有四个辊53的旋转十字接头51和控制凸轮43来控制。为了将离心力降至最小，关节臂15和夹具17优选以轻巧的结构方式实施。

为了使夹具17旋转，所述夹具可选择地只在其上设置有一个辊53或带有传动装置、额外的伺服马达或气动传动的凸轮(例如在齿轮和齿条组合的情况下，或者在伸展臂的情况下)。在主动的旋转机构的情况下，控制凸轮43可以省去。

对于插入装置9的每次旋转，夹具17可完全旋转360°或两次旋转180°，这样对置的夹持元件19能将相应的标签11从设置在夹具17轨道外侧的标签盒13中取出。然而，可选择地，标签盒13也可以设置在内侧，这样夹具17在盒13之间就不需180°转向。可以将夹持元件19配置为使得夹具17能够拾取单独的标签11，两个相同或两个不同的标签11。

另外，也可以配置为使得当拾取标签11时，控制凸轮43旋转夹具17，使得夹持元件19以可控的方式滚过标签11。这将一方面防止标签11滑落和/或起皱。另一方面，这将改善标签11向弯曲的夹持元件19的传送，夹持元件19的曲度与将标签11贴附其上的吹塑模具部分的底板实质上相一致。这就确保了充有静电的标签11贴附到吹塑模具5上的充分粘结力。

另外，夹持元件19可以例如以吸盘的形式弹性地实施，或者它们可以弹性地被支撑，以保证当其滚过标签11时，夹持元件19和标签11之间的接触足够紧密和尽可能均匀。这将应对如下情况：标签11装配在平面状态下的盒13中，而夹持元件19在环形轨道上被沿着盒13引导，也就是说夹持元件19沿切向靠近标签11。可选择地或额外地，夹持元件19的环形轨道可随着标签11至少部分地转变成线性运动。为此，夹持元件19可以偏心地配置和/或关节臂15可以进行适当的反向运动。

为了便于除去标签11，可以在例如盒13下方的传送部位处设置例如电离装置的卸载单元(未示出)。另外，这个卸载单元将另外通过充电装置39支持标签11再充电。

当第一标签盒13设置在吹塑轮3和加热炉37之间并且第二标签盒13设置在加热炉37和电极39之间时，将实现可用空间的特别有利的应用。

从图3可以看出，夹具17上装有锁定机构55，依靠该锁定机构55来阻止夹具17的旋转位置，使得只要夹具17既不由控制凸轮43旋转，也不使对中尖端21与打开的吹塑模具5锁定接合时，夹具17的对中尖端21实质上与外臂15b成一直线。可将锁定机构55实施为带有锯齿57和制动杆59的棘轮。然而，夹具17也可由单独的伺服马达(未示出)旋转，如有必要，夹具17可由后者保持在适当位置，使得其与外臂15b成一直线。

夹持元件19可沿吹塑模具5的方向枢转或向侧面伸展。为此，夹持元件19由销63可旋转地支撑在夹具17的上和下底座61上，并通过例如杠杆机构65操作如下：

在图3中，借助于限定在销63周围的两个辐条(radius)21a、21b，在半模5a、5b之间的中心，对中尖端21与吹塑模具5的模具支撑件67锁定接合。然而，对中尖端21可以具有容许与吹塑模具5和模具支撑件67分别稳定的锁定接合的任何形状。接着，将关节臂15翻转，也就是说关节臂15不仅沿着吹塑模具5的环形轨道拖动以保持其在半模5a、5b之间的中心位置，而且关节臂15抵抗复位弹簧71移动轴51a和沟槽69中夹具17的旋转轴17a，使得将配置成有孔真空座73和吸取装置75的夹持元件19压靠在半模5a、5b上。这样，仅仅在沿对中尖端21方向的关节臂15力的影响下和借助外臂15b的向前运动，夹持元件19能够伸展开来。

然而，为了避免关节臂15在翻转的过程中产生机械负荷或为了独立于臂15a、15b的位置单独移动夹具17，也可以想到通过单独的机构，借助于气压缸或伺服马达来伸展夹具17。杠杆机构65可以被任意的机构替换，所述任意的机构使夹持元件19通过一个或多个杠杆、槽孔链节控制旋转运动、或其组合而枢转。

由于在模具支撑件67上的两点定位，对中尖端21的两个辐条21a、21b保证了夹具17在半模5a、5b之间居中定向和相对于吹塑轮3径向定向。考虑到在将标签传送到吹塑模具5的过程中，吹塑轮3和插入装置9连续旋转的事实，当标签正在传送时，外臂15b必须相对于夹具17围绕旋转轴17a略微枢转。因此，锁定机构55配置为使得关节臂15能够相对于锁定在吹塑模具5上适当位置的夹具17枢转，使得夹具17在伸展过程中相对于吹塑轮3居中和径向定向。

在所示的实施方式中，夹持元件19从标签盒13中直接移走标签11，其中储存的标签11已经设置有可活化的粘结剂，优选设置有在室温下不会形成任何牢固粘结的热敏性粘结剂。这样标签能够以特别节约空间的方式被拾取。粘结剂可以通过例如加热元件被活化，所述加热元件结合在吹塑模具5中并且通过合适的阻隔层与吹塑模具5中的冷却区隔离，以及可选择性地加热标签11上方的吹塑模具5。

可选择地，借助于吸取装置75或合适配置的没有带孔真空底座73的吸盘，将标签11直接引入吹塑模具5中。这样，粘结剂将例如借助于粘结剂托盘传送带(未示出)，仅涂覆于标签11的某一个或某些区域，该传送带将标签11从盒13中移走，并将粘结剂涂于标签的某些部分上。为此，粘结剂托盘配置为使得没有粘合剂涂覆在吸取装置75吸住标签11的点上。在吸取装置75拾取标签11前，必须使标签11转动，其中在标签11的某些部分上涂有粘结剂。这可以用例如传统的夹持鼓(未示出)来实现，所述夹持鼓带有真空夹具或机械夹具并且从粘结剂托盘传送带无粘结剂一侧接收标签11并将其传送到夹具17上。这种变化也容许使用无需活化的粘结剂。由此可见，在该情况下吹塑模具5上的如加热元件的附加活化单元不是必需的。

作为借助于粘结剂托盘传送带将粘结剂涂覆于某些区域的另一种选择，局部自粘贴的标签11可以已知的方式在分离边缘上从运输带(carrier strip)脱离，并在没有粘结剂的标签区域由吸取装置75直接拾取。这样，上述用于转动标签11的附加单元可以省去。

另外，夹持元件19能够配有防粘结涂层，这样也就能拾取和插入全部区域涂覆有不可活化粘结剂的标签11。

在标签11引入吹塑模具5前，它们应当至少部分配有面对待吹塑的瓶子7的粘结剂层，以便在吹塑过程中使标签11和瓶子7稳固连接。

通过标签11和接地的或反向充电的吹塑模具5之间的静电引力，实现标签11到吹塑模具5的传送，同时释放施加到夹持元件19的真空。可选择地，也可以借助于吸附作用使标签11贴附到吹塑模具上。

优选充电装置39是静止的，并借助于一个或多个高电压电极产生标签11和夹具17一起经过的电场。然而可选择地，可以在关节臂15上设置合适的电极，以便使充电持续时间和电极与独立于关节臂15的运动的标签11之间的距离达到最佳。

供给星形轮29和传送装置9之间的连接不仅可借助于普通的底座来实现，还可通过上下设置和共同旋转的独立星形轮来实现。这样，传送星形轮围绕共同的旋转轴29′同轴地设置在供给星形轮29的下方。可选择地，传送装置9以相同的方式与卸载星形轮23连接。决定性的方面是，在移走瓶子7和插入预成型件35之间的机器角度范围得到有效利用，并且吹塑模具5必须全部打开以引入标签11的阶段也尽可能的短了。

根据本发明的贴标签机1可如下操作：

与供给星形轮29一起连续旋转的插入装置9，引导相对于其旋转位置锁定的空夹具17到达第一标签盒13。借助于控制凸轮43，夹具17的锁定状态解除，并且向外定位的夹持元件19跟随控制凸轮43，以与标签11滚动接触的方式运动经过标签11，并依靠吸力拾取标签。控制凸轮43继续旋转夹具17，直到夹具17再次转动和锁定。接着，支撑在夹具17上方的夹持臂31从加热炉37的卸载星形轮上移走预成型件35。当到达第二控制凸轮43时，另一个标签11被仍然是空的第二夹持元件19以上文描述的方式拾取，并且夹具17继续旋转直至对中尖端21再次与外臂15b成一条直线，并远离后者定向。随后，锁定的夹具17穿过充电装置39，以对标签11静电充电。于是充电的标签11枢转到打开的吹塑模具5中，夹具17的对中尖端21在半模5a、5b之间的中心锁定在适当的位置，并且夹具17在该位置伸展，使得夹持元件19将使标签11与半模5a、5b接触。在用于夹持元件19的真空释放后，标签11将因其静电充电状态而贴附到吹塑模具5上。在使用夹具31将预成型件35插入到吹塑模具5后，以已知的方式吹塑瓶子7，然后借助于卸载星形轮23将其移走。

接下来，描述另外的实施方式，这些实施方式与第一实施方式的主要不同在于：插入装置9配置在吹塑轮3圆周上，并与所述吹塑轮3一起围绕轴3′同轴旋转。而且在这些实施方式的情况下，配有供给星形轮29、卸载星形轮23、至少一个固定的与控制凸轮43关联的标签盒13、充电装置39和加热炉37。夹具17与第一实施方式中的夹具一致，除非另有说明。也可把各个实施方式及其变型例的特征组合起来。

从图4可以看出，第二实施方式的关节臂81以水平枢转的方式支撑在吹塑模具5的单个半模5b上，并且还包括内臂81a、外臂81b和带有对中尖端21和夹持元件19的夹具17。从图4中还可以看到，与夹持部件19相连的真空管道83配置成真空托盘。如有必要，用实线表示用于对夹持元件19装配标签11和对所述标签11充电的关节臂81的外部位置，并且用虚线表示夹具17伸展和标签11贴附到吹塑模具5的位置。如图4所示，优选内臂81a在水平方向上成角度。

可选择地，关节臂81可安装在吹塑模具5之间的吹塑轮3上。

虽然在此关节臂81和吹塑模具5围绕吹塑轮3的旋转轴3′一起旋转，但是与第一实施方式不同的是，当对中尖端21锁定在适当位置后，不需要相对于夹具17枢转外臂81b。从而，由于外臂81b和夹具17之间的连接能实施为刚性连接，当只有一个标签11必须贴附到瓶子7上并且当夹具上装配标签时无需转动的情况下是特别有利的。

根据图5，第三实施方式与第二实施方式的主要区别在于：关节臂85设置在吹塑模具5上方的吹塑轮3上，并可垂直枢转。内上臂85a优选由平行的杠杆构成，同时外下臂85b由水平定向的接收盘构成，其中用于夹持标签11的夹具87被支撑为使得可围绕立轴87′旋转。

在该实施方式的情况下，有利的是，仅用很短的时间升高关节臂85，就可以避开供给星形轮29和卸载星形轮23。插入装置9的有效旋转半径和所产生的离心力以及相对于标签盒13的速度可因此降至最低。

Claims (15)

1.一种对旋转吹塑成型机中的吹塑模具中的塑料容器贴标签的贴标签机（1），包括：

-吹塑轮（3），其包括多个吹塑模具（5）；

-至少一个静止的标签盒（13）；和

-旋转插入装置（9），其用于将标签（11）插入所述吹塑模具（5）中，

所述贴标签机（1）的特征在于

关节臂（15，81，85）可旋转地支撑在所述插入装置（9）上，在这些关节臂（15，81，85）的每个上可旋转地支撑有夹具（17），其中

所述夹具（17）包括适于朝着吹塑模具（5）的内壁枢转的夹持元件（19）。

2.根据权利要求1所述的贴标签机，其特征在于这些夹持元件（19）配置为使得它们与所述吹塑模具（5）的一部分的底板相对应。

3.根据权利要求1或2所述的贴标签机，其特征在于所述夹具（17）包括对中尖端（21），借助于该对中尖端（21），所述夹具（17）在所述吹塑模具（5）中在中心定向。

4.根据权利要求1或2所述的贴标签机，其特征在于当所述夹具（17）枢转到所述吹塑模具（5）内时，所述夹具（17）的旋转位置适于相对于关节臂（15）固定。

5.根据权利要求1或2所述的贴标签机，其特征在于所述插入装置（9）配置成使得其直接从所述标签盒（13）中移走所述标签（11）。

6.根据权利要求1或2所述的贴标签机，其特征在于夹具（17）被控制为使得当所述夹具（17）拾取标签（11）时，所述夹具（17）以与标签（11）滚动接触的方式运动经过所述标签。

7.根据权利要求1或2所述的贴标签机，其特征在于夹具（17）能够在两个基本上对置的位置处拾取两个标签（11）。

8.根据权利要求1或2所述的贴标签机，其特征进一步在于对标签（11）静电充电的充电装置（39），用于将这些标签贴附到吹塑模具（5）上。

9.根据权利要求1或2所述的贴标签机，其特征在于插入装置（9）设置在吹塑轮（3）的供给星形轮（29）或卸载星形轮（23）的下方，并与之连接。

10.根据权利要求1或2所述的贴标签机，其特征在于插入装置（9）配置为单独的传送星形轮，并设置在吹塑轮（3）的供给星形轮（29）和卸载星形轮（23）之间。

11.根据权利要求1或2所述的贴标签机，其特征在于插入装置（9）设置在吹塑轮（3）上。

12.根据权利要求11所述的贴标签机，其特征在于插入装置（9）设置在吹塑模具（5）上、在吹塑模具（5）之间或在吹塑模具（5）上方。

13.一种利用根据前述权利要求之一所述的贴标签机（1）、对旋转吹塑成型机中的吹塑模具（5）中的塑料容器贴标签的贴标签方法，其特征在于如下步骤：

a)给夹具（17）装配至少一个标签（11）；

b)将装配有标签的所述夹具（17）枢转到吹塑模具（5）中，并通过将所述夹具（17）锁定在所述吹塑模具（5）上或吹塑模具（5）的模具支撑件（67）上的合适位置，而使夹具（17）位于所述吹塑模具（5）的中心；

c)伸展所述夹具（17），并且将所述标签（11）贴附到所述吹塑模具（5）上，同时保持所述夹具（17）的居中位置；和

d)枢转所述夹具（17）远离所述吹塑模具（5）。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于当夹具（17）拾取标签（11）时被转动。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于标签（11）涂有热敏性粘结剂，且可通过部分加热吹塑模具（5）来活化所述粘结剂。

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