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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Anbringen elastischer Folienhülsen auf Behältern.
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Behälter, wie beispielsweise Getränkeflaschen, lassen sich u. a. durch das Aufziehen von schlauchförmigen Folienhülsen über die Behältermantelfläche etikettieren. Als Alternative zum thermischen Aufschrumpfen von Folienhülsen, das beispielsweise in der
WO 2007/060705 A1 beschrieben ist, finden elastisch verformbare Folienhülsen aufgrund des geringeren Material- und Energieverbrauchs zunehmend Interesse.
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Beispielsweise beschreibt die
WO 2000/066437 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen elastischer Folienhülsen auf Behältern. Hierbei wird ein Etikettenschlauch in einem Spendeaggregat über einen zentralen Dorn gezogen, die Folienhülse von dem Etikettenschlauch in der gewünschten Länge abgetrennt und von oben über zwei halbschalenförmige Zangenhälften gestülpt. Diese lassen sich zum Aufdehnen der Folienhülse auseinanderbewegen, so dass die zu etikettierende Flasche in die aufgedehnte Folienhülse geschoben werden kann. Die Flasche wird folglich mit der Folienhülse von den Zangenhälften abgezogen, und die Folienhülse dabei auf der Flasche angebracht. Derartige Etikettiervorrichtungen sind bekanntermaßen als Rundläufermaschinen mit einer Vielzahl umfänglich an einem Etikettierkarussell angeordneten Etikettierstationen ausgelegt. Obwohl derartige Vorrichtungen eine hohe Maschinenleistung ermöglichen, haben sie jedoch den Nachteil, dass die Zangenhälften nur eine vergleichsweise geringe Aufdehnung der Folienhülsen ermöglichen und auf im Wesentlichen runde Flaschenquerschnitte beschränkt sind.
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Für die Etikettierung gewölbter und unregelmäßig geformter Mantelflächen mit hochelastischen Folienhülsen beschreibt die
WO 2008/076718 eine in dieser Hinsicht verbesserte Vorrichtung, bei der die halbschalenförmigen Zangenelemente durch mehrere, im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende und umfänglich um eine zentrale Ausnehmung gruppierte Spreizfinger ersetzt sind. Die Spreizfinger sind bezüglich der zentralen Ausnehmung radial verschiebbar und können so weit auseinander bewegt werden, dass eine über die Spreizfinger gestülpte Folienhülse von diesem so weit aufgedehnt wird, dass eine zu etikettierende Flasche von unten durch die zentrale Ausnehmung in die Folienhülse geschoben werden kann. Die Folienhülse kann dann durch Zusammenfahren der Spreizfinger an die Flasche übergeben werden und diese von einer geeigneten Entnahmeeinheit nach oben von den Spreizfingern abgezogen werden. Zur Unterstützung der Etikettenübergabe an die Flasche sind an den Spreizfingern vorzugsweise Luftkanäle ausgebildet, durch die wahlweise Druckluft oder ein Unterdruck auf die Folienhülse gerichtet werden kann.
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Der Umstand, dass die Spreizfinger sowohl mechanische als auch pneumatische Funktionen beim Aufdehnen und beim Aufziehen der Folienhülse erfüllen und zu diesem Zweck um eine zentrale Ausnehmung herum angeordnet und betätigt werden müssen, bedingt eine mechanisch aufwändige und schwere Konstruktion. Zudem behindert der komplexe Betätigungsmechanismus der Spreizfinger eine Anpassung der Vorrichtung an unterschiedliche Folienhülsen und Flaschentypen.
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Es besteht somit der Bedarf für eine in dieser Hinsicht verbesserte Vorrichtung zum Aufbringen elastischer Folienhülsen auf Behältern sowie für ein entsprechend verbessertes Verfahren.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1. Demnach umfasst diese: umlaufende Dehneinheiten zum Aufnehmen und elastischen Aufdehnen der Folienhülsen; und den Dehneinheiten zugeordneten Aufzieheinheiten zum Aufziehen der Folienhülsen auf die Behälter. Dabei sind die Aufzieheinheiten so ausgebildet, dass sie die Folienhülsen in einem gedehnten Zustand von den Dehneinheiten übernehmen und an die Behälter übergeben. Somit sind für das Dehnen und für das Aufziehen separate Einheiten vorgesehen. Folglich lässt sich die Bauweise der Dehneinheiten und der Aufzieheinheiten jeweils vereinfachen und gezielt an die Aufgabe des Dehnens oder Aufziehens anpassen. Insbesondere die Aufzieheinheiten können in einer besonders leichten Bauweise hergestellt werden. Dies vereinfacht die Übergabe der aufgedehnten Folienhülsen an die Behälter und erleichtert die Anpassung oder den Austausch der Dehneinheiten und/oder der Aufzieheinheiten beim Wechsel zwischen unterschiedlichen Behältertypen, wie beispielsweise Getränkeflaschen, und/oder Folienhülsen, wie beispielsweise Etiketten. Aufgrund der separaten Aufzieheinheiten wird eine zentrale Ausnehmung in den Dehneinheiten entbehrlich. Dadurch lassen sich die Dehneinheiten erheblich vereinfachen.
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Vorzugsweise sind die Dehneinheiten zwischen einer Aufnahmestellung zum Aufnehmen der Folienhülsen und einer Übergabestellung zum Übergeben des gedehnten Etiketts an die Aufzieheinheiten kippbar, wobei insbesondere die Aufnahmestellung und die Übergabestellung im Wesentlichen einander entgegengesetzt sind. Dadurch lässt sich beispielsweise eine Aufnahmestellung realisieren, bei der die Folienhülse von oben kommend von einem Etikettieraggregat übernommen werden kann. Dadurch lassen sich die Etiketten schnell und mit großer Zuverlässigkeit über die Dehneinheiten stülpen. Durch anschließendes Kippen der Dehneinheit mit der bereits gedehnten Folienhülse lässt sich diese auf einfache Weise für eine Etikettierung des Behälters von oben bereitstellen. Das Wenden der Dehneinheiten, also das Kippen zwischen einander im Wesentlichen entgegengesetzten Stellungen, ermöglicht eine Aufnahme der Folienhülse und deren Übergabe an eine zugeordnete Aufzieheinheit in einer im Wesentlichen von oben nach unten gerichteten Etikettierbewegung.
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Bei einer besonders günstigen Ausgestaltung sind die Aufzieheinheiten zwischen einem Übernahmebereich zur Übernahme der Folienhülse und einem Aufziehbereich zum Aufziehen der Folienhülse hin und her bewegbar, insbesondere durch Heben/Senken. Dadurch wird ein Heben/Senken der Dehneinheiten und/oder der zu etikettierenden Behälter entbehrlich. Anders gesagt, ist lediglich ein Heben/Senken der vergleichsweise leichten Aufzieheinheit erforderlich. Die ermöglicht eine besonders schnelle Etikettierung bei gleichzeitig geringem Energieverbrauch.
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Vorzugsweise umfassen die Aufzieheinheiten einen von umfänglichen Wandsegmenten umgebenen Behälterkanal, um die Folienhülse auf den Wandsegmenten aufzuspannen und den Behälter in dem Behälterkanal aufzunehmen. Somit lässt sich die Aufzieheinheit mit einer aufgespannten Folienhülse über einen zu etikettierenden Behälter stülpen. Umgekehrt ließe sich ein zu etikettierender Behälter in eine Aufzieheinheit mit einem auf dieser aufgespannten Folienhülse einführen. Die Segmentierung der Wand der Aufzieheinheiten ermöglicht bei Bedarf das gleichzeitige Aufspannen der Folienhülsen und einen Kontakt der Folienhülsen mit den zu etikettierenden Behältern in den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Wandsegmenten. Unter einer umfänglichen Segmentierung ist hierbei zu verstehen, dass zwischen den einzelnen Wandsegmenten umfängliche Zwischenräume ausgebildet sind. Besonders günstig ist eine Ausgestaltung, bei denen die Wandsegmente entlang des Umfangs des Behälterkanals schmäler sind als die zwischen den Wandsegmenten ausgebildeten Zwischenräume. Dies ermöglicht eine besonders leichte Bauform und erleichtert die Übergabe der Folienhülse von der Dehneinheit an die Aufzieheinheit. Es lässt sich dadurch bei Bedarf aber auch die Reibung zwischen den Folienhülsen und den Wandsegmenten auf ein gewünschtes Maß reduzieren. Entsprechend wird eine Übergabe der Folienhülsen an die zu etikettierenden Behälter durch Reibschluss erleichtert. Die Wandsegmente bilden somit einen Käfig zum Aufspannen der Folienhülsen während des Aufziehens. Da die Wandsegmente die Folienhülsen lediglich aufspannen müssen, im Gegensatz zu einem aktiven Aufdehnen, können die Wandsegmente während des Etikettiervorgangs zueinander feststehend angeordnet sein. Es wäre jedoch trotzdem möglich, die Wandsegmente radial verstellbar auszuführen, um die Aufzieheinheit bei einem Produktionswechsel an unterschiedliche Behältergrößen und Folientypen anzupassen.
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Vorzugsweise ist der Behälterkanal beidseitig offen, um die Behälter entlang ihrer Hauptachse durch die Aufzieheinheiten zu schleusen. Dies ermöglicht eine besonders effiziente Etikettierung, bei der die Aufzieheinheiten von oben nach unten über die zu etikettierenden Behälter gezogen werden. Zu diesem Zweck können die Wandsegmente der Aufzieheinheiten beispielsweise an einer ringförmigen Grundplatte befestigt sein. Die ringförmige Grundplatte ist hierbei derart ausgebildet, dass ein zu etikettierender Behälter durch die zentrale Ausnehmung der ringförmigen Grundplatte passt. Die Aufzieheinheit ist bei dieser Variante somit als beidseitig offener Käfig zum Aufspannen der Folienhülse ausgebildet.
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Bei einer besonders günstigen Ausgestaltung umfassen die Wandsegmente der Aufzieheinheiten Luftkanäle, um zwischen den Wandsegmenten und der Folienhülse einen Unterdruck und/oder einen Überdruck zu erzeugen. Mit einem Unterdruck lässt sich die aufgespannte Folienhülse zusätzlich auf den Wandsegmenten fixieren. Dadurch lässt sich beispielsweise vermeiden, dass die aufgespannte Folienhülse von den Wandsegmenten in Richtung des Behälterkanals herunterrutscht. Mit einer derartigen Absaugung können die aufgespannten Folienhülsen in einer Richtung entlang des Behälterkanals und/oder gegen ein Verdrehen geschützt werden. Durch einen Überdruck lässt sich zwischen den Wandsegmenten und der Folienhülse ein Luftkissen erzeugen, um die Übergabe der Folienhülsen an die zu etikettierenden Behälter zu erleichtern. Das Luftkissen kann zu einem Ablösen der Folienhülsen beitragen, indem zumindest die Reibung zwischen den Wandsegmenten und der Folienhülse reduziert wird. Hierbei ist zwischen der durch das Luftkissen erzeugten geringfügigen Aufdehnung zum Ablösen der Folienhülsen und dem Aufdehnen der Folienhülsen mit Hilfe der Dehneinheiten zu unterscheiden. Das Luftkissen bewirkt lediglich eine Dehnung der bereits aufgespannten Folienhülse bezüglich der Aufzieheinheit. Unter dem Aufdehnen der Folienhülse im Sinne der Erfindung ist dagegen zu verstehen, dass die Folienhülse von einem ungedehnten Zustand elastisch so weit aufgeweitet wird, dass sich der zu etikettierende Behälter in die Folienhülse einführen lässt. Dem gegenüber muss die Aufzieheinheit die Folienhülse lediglich in einem zur Etikettierung geeigneten gedehnten Zustand halten. Hierbei ist es ohne Weiteres möglich, dass die Dehnung der Folienhülse im aufgespannten Zustand auf der Aufzieheinheit geringer ist als im gedehnten Zustand auf der Dehneinheit. Eine derartige, tolerierbare Abnahme der Hülsendehnung kann beispielsweise durch die Übergabe der Folienhülse von der Dehneinheit auf die Aufzieheinheit verursacht sein.
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Vorzugsweise sind die Dehneinheiten und die Aufzieheinheiten zum gegenseitigen Ineinanderschieben entlang des Behälterkanals ausgebildet, um die Wandsegmente der Aufzieheinheiten in die gedehnte Folienhülse zu schieben. Dies ermöglicht ein besonders einfache und schnelle Übergabe der Folienhülsen von den Dehneinheiten an die Aufzieheinheiten. Insbesondere ermöglicht das Ineinanderschieben ein Aufrechterhalten des gedehnten Zustands der Folienhülsen bei der Übergabe. Um die Übergabe von der Dehneinheit auf die Aufzieheinheit zu erleichtern, kann die Dehnung der Folienhülse nach der Übergabe auf die Aufzieheinheit geringer sein als auf der Dehneinheit.
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Eine besonders günstige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst ferner eine Führungseinrichtung zum Führen der Wandsegmente der Aufzieheinheiten beim Ineinanderschieben der Dehneinheiten und der Aufzieheinheiten, wobei die Führungseinrichtung ausgebildet ist, um die Wandsegmente von einer dem Behälterkanal zugewandten Seite zu führen. Die Führungseinrichtung kann ein Hilfsmittel zum Einfädeln der Wandsegmente in geeignete Ausnehmungen und/oder Freiräume der Dehneinheiten sein. Beispielweise könnten in der Dehneinheit geeignete Profile vorgesehen sein, in die die Wandsegmente der Aufzieheinheiten eingeführt werden können. Die Führungseinrichtung ist demnach vorzugsweise so ausgebildet, dass sie in den Behälterkanal passt, so dass die Aufzieheinheit über die Führungseinrichtung geschoben werden kann. Dadurch wird vermieden, dass die Führungseinrichtung mit der auf der Aufzieheinheit aufgespannten Folienhülse kollidiert.
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Vorzugsweise umfassen die Dehneinheiten mehrere Spreizfinger, die von einer inneren Aufnahmestellung zum Überstülpen einer Folienhülse in eine äußere Dehnstellung zum Dehnen der Folienhülse voneinander weg bewegbar sind. Derartige Spreizfinger erleichtern die Übergabe der gedehnten Folienhülse an die Aufzieheinheit. Außerdem ermöglichen die Spreizfinger eine Aufdehnung hochelastischer Folienhülsen um wenigstens 50% und die Anpassung der Folienhülsen an unterschiedliche Behälterquerschnitte. Derartige Dehneinheiten lassen sich somit flexibel für unterschiedliche Folientypen und Flaschengrößen sowie Flaschenformen einsetzen. Besonders vorteilhaft ist der Antrieb der Spreizfinger mittels Servomotoren. Zu diesem Zweck kann beispielsweise an jeder Dehneinheit ein separater Servomotor vorgesehen sein. Dies ermöglicht eine besonders flexible Ansteuerung und Anpassung der Dehneinheiten.
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Vorzugsweise sind die Aufzieheinheiten und die Dehneinheiten so ausgebildet, dass sich die Spreizfinger der Dehneinheiten bei einer Überlappung mit den Wandsegmenten der Aufzieheinheiten entlang des Behälterkanals aufeinander zu bewegen lassen, ohne mit den Wandsegmenten zu kollidieren, insbesondere um die Folienhülse von den Spreizfingern an die Wandsegmente zu übergeben. Dies ermöglicht eine einfache Übergabe der aufgedehnten Folienhülsen von den Dehneinheiten auf die Aufzieheinheiten durch ein Zusammenziehen der Spreizfinger. Anders gesagt, werden die Spreizfinger der Dehneinheiten in einem mit der Aufzieheinheit zusammen geschobenen Zustand in den Behälterkanal der Aufzieheinheiten gefahren. Durch das Einfahren der Spreizfinger in den Behälterkanal der Aufzieheinheit lässt sich die Übergabe der aufgedehnten Folienhülsen realisieren, ohne den Dehnungsgrad der Folienhülsen nennenswert zu reduzieren. Außerdem kann die Aufzieheinheit nach dem Einfahren der Spreizfinger mit der aufgespannten Folienhülse in Richtung des Behälterkanals von der Dehneinheit abgezogen werden.
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Eine besonders günstige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst ferner eine Klemmenrichtung zum temporären Festklemmen der Folienhülse auf dem Behälter während des Aufziehens. Dadurch kann die Übergabe der Folienhülse von der Aufzieheinheit an den Behälter vereinfacht werden. Insbesondere kann eine korrekte Position der Folienhülse auf dem Behälter gewährleistet werden.
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Die gestellte Aufgabe wird ferner gelöst mit einem Verfahren nach Anspruch 12. Dieses umfasst die Schritte: a) Aufnehmen und elastisches Aufdehnen einer Folienhülse; b) Übergeben der gedehnten Folienhülse an eine Aufzieheinheit, um die Folienhülse in einem gedehnten Zustand aufzuspannen; und c) Aufziehen der aufgespannten Folienhülse auf einen Behälter. Dadurch, dass die Folienhülse in einem bereits gedehnten Zustand an die Aufzieheinheit übergeben wird, können die Funktionen des Dehnens und des Aufziehens in separaten Einheiten ausgeführt werden. Dies ermöglicht eine separate Optimierung der Schritte und den Einsatz von vereinfachten, flexibleren und/oder leichter auszutauschenden Maschinenkomponenten.
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Vorzugsweise wird die Folienhülse im Schritt a) in einer stehenden Lage aufgenommen und im Schritt b) in einer hängenden Lage übergeben. Dadurch kann zum Einen eine schnelle und zuverlässige Aufnahme der Folienhülse von einem Etikettieraggregat gewährleistet werden, zum Anderen eine einfache Übergabe von oben nach unten an eine nachgeordnete Aufzieheinheit. Dies ermöglicht eine funktionell sinnvolle Gruppierung der Aufnahme- und Übergabeeinheiten und eine Etikettierung von oben nach unten.
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Vorzugsweise wird die Folienhülse im Schritt a) für die Übergabe weiter aufgedehnt als beim Aufspannen im Schritt b). Dies ermöglicht eine besonders einfache Übergabe der Folienhülse von der Dehneinheit an die Aufzieheinheit. Insbesondere ein Zurückziehen der Dehneinheit in den Behälterkanal der Aufzieheinheit wird dadurch ermöglicht. Somit lassen sich die Dehneinheiten und die Aufzieheinheiten besonders einfach ineinanderschieben und die Folienhülsen schnell und mit großer Zuverlässigkeit übergeben. Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren somit bei Verwendung hoch elastischer Folienhülsen, die sich im Umfang um wenigstens 50% von ihrem ungedehnten Ausgangszustand elastisch verformen lassen.
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Bei einer besonders günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Aufzieheinheit vor dem Schritt c) in einer Stellung im Wesentlichen oberhalb des Behälters und wird im Schritt c) über den Behälter in eine Stellung im Wesentlichen unterhalb des Behälters gezogen. Dies ermöglicht die Etikettierung in einer durchgehenden Bewegung von oben nach unten. Somit lassen sich einzelne Etikettierstationen auf einer Rundläufermaschine mit geringem umfänglichen Abstand zueinander anordnen. Dies ermöglicht eine besonders hohe Maschinenleistung. Außerdem begünstigt dieses Vorgehen das Etikettenspenden und Aufziehen von oben nach unten, wodurch eine stabile und korrekte Ausrichtung der Folienhülsen bezüglich der Dehneinheiten und der Aufzieheinheiten auf besonders einfache Weise realisierbar ist.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
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1A–1D eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Aufnehmen, Wenden und Aufziehen einer elastischen Folienhülse auf einen Behälter;
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2 eine Schrägansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dehneinheit;
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3 eine Schrägansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufzieheinheit;
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4 die Dehneinheit aus 2 und die Aufzieheinheit aus 3 in einem zusammengeschobenen Zustand; und
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5 eine Führungseinrichtung zum Führen der Aufzieheinheit beim Zusammenschieben mit der Dehneinheit.
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Wie die 1A erkennen lässt, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Anbringen elastischer Folienhülsen 2 auf Behältern 3, wie beispielsweise Getränkeflaschen und dergleichen, vorzugsweise als Etikettiermaschine vom Rundläufertyp ausgebildet, bei der auf einem drehbar um eine Achse 4' gelagerten Etikettierkarussell 4 eine Vielzahl umfänglich gleichmäßig verteilter Etikettierstationen 5 vorgesehen sind. Der Einfachheit halber ist in der 1A lediglich eine der Etikettierstationen 5 mit einer Dehneinheit 6 zum Aufnehmen und Dehnen der Folienhülsen 2, mit einer Aufzieheinheit 7 zum Aufziehen der gedehnten Folienhülsen 2 auf die Behälter 3 und mit einer Haltevorrichtung 8 zum Halten der zu etikettierenden Behälter 3 während der Etikettierung schematisch dargestellt. Die Positionen der übrigen, ansonsten baugleichen Etikettierstationen 5 sind lediglich angedeutet. Lediglich schematisch ist ferner ein Etikettenspender 9 angedeutet, der nicht mit den Etikettierstationen 5 mitrotiert. Derartige Etikettenspender 9 zum Abtrennen der Folienhülsen 2 von einem Folienschlauch und zum Aufschießen der Folienhülsen 2 auf zu etikettierende Behälter oder Etikettenhalterungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und daher nicht näher beschrieben.
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An der Dehneinheit 6 sind mehrere Spreizfinger 10 zum Aufnehmen und Aufdehnen einer Folienhülse 2 vorgesehen. Die Spreizfinger 10 sind seitlich, insbesondere radial zueinander, verschiebbar gelagert. Somit können sie von einer in der 1A gezeigten inneren Aufnahmestellung S1, in der die Folienhülse 2 über die Spreizfinger 10 gestülpt werden kann, in eine in 1B gezeigte Dehnstellung S2 verschoben werden, in der die aufgenommene Folienhülse 2 wenigstens so weit aufgedehnt ist, dass die Folienhülse 2 über einen zu etikettierenden Behälter 3 gezogen werden kann.
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Die Dehneinheit 6 ist ferner um eine horizontale Achse 6' drehbar gelagert und kann vorzugsweise von einer in der 1A gezeigten aufrechten Stellung P1 mittels einer Dreheinrichtung 11, beispielsweise mit Hilfe geeigneter Führungsrollen, in eine in 1B gezeigte hängende Stellung P2 gewendet werden. Die in der 1A gezeigte aufrechte Stellung P1 der Spreizfinger 10 ermöglicht eine besonders schnelle und zuverlässige Übernahme der Folienhülse 2 von dem Etikettenspender 9. Es wäre generell jedoch auch eine andere Ausrichtung der Dehneinheiten 6 bei der Aufnahme der Folienhülsen 2 denkbar, beispielsweise eine horizontale Ausrichtung.
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Die Aufzieheinheit 7 umfasst vorzugsweise eine Hubeinrichtung 12 zum Heben/Senken der Aufzieheinheit 7 zwischen einem Übernahmebereich 13 zur Übernahme der Folienhülse 2 und einem Aufziehbereich 14 zum Aufziehen der Folienhülse 2 auf den Behälter 3. Der Übernahmebereich 13 liegt vorzugsweise oberhalb des zu etikettierenden Behälters 3, der Aufziehbereich 14 erstreckt sich vorzugweise bis unterhalb des zu etikettierenden Behälters 3. Vorzugsweise erfolgt das Aufziehen der Folienhülse 2 auf den Behälter 3 von oben nach unten. In 1A ist die Aufzieheinheit 7 in einer unteren Endposition des Aufziehbereichs 14 gezeigt und der bidirektionale Hub der Hubeinrichtung 12 durch den Pfeil 12' angedeutet. Wie in der 1A andeutet ist, kann die Dehneinheit 6 bereits eine Folienhülse 2 aufnehmen, während sich ein im vorangegangenen Umlauf des Etikettierkarussells 4 etikettierter Behälter 3 noch unter der Dehneinheit 6 befindet. Angedeutet ist ferner die Hauptachse 3' des Behälters 3.
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In den 1B bis 1D sind der Einfachheit halber lediglich die für die Erklärung der Funktion notwendigen Positionen des Behälters 3, der Dehneinheit 6 und der Aufzieheinheit 7 dargestellt. Die Ansichten in den 1A bis 1D sind auf das Etikettierkarussell 4 bezogen, dass sich kontinuierlich um die Drehachse 4' dreht.
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Der Betriebszustand der 1B unterscheidet sich von demjenigen der 1A im Wesentlichen dadurch, dass die Spreizfinger 10 in die gespreizte Dehnstellung S2 auseinander gefahren sind. Entsprechend ist die Folienhülse 2 in einem für die Etikettierung geeigneten gedehnten Zustand, in dem diese an die Aufzieheinheit 7 übergeben werden kann. Zu diesem Zweck ist die Dehneinheit 6 ferner in die hängende Stellung P2 gewendet. Die 1B zeigt ferner einen Zustand unmittelbar vor dem Ausschleusen des zuvor etikettierten Behälters 3. Dies ist in der 1B durch den Pfeil A angedeutet. Das Ausschleusen könnte jedoch auch zu einem anderen, insbesondere früheren Zeitpunkt erfolgen.
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Wie die 1C verdeutlicht, kann die Aufzieheinheit 7 nach Ausschleusen des zuvor etikettierten Behälters 3 in Richtung der Dehneinheit 6 angehoben werden. Hierbei ist in der 1C eine Variante der Dehneinheit 6 angedeutet, bei der die Spreizfinger 10 ein nach außen offenes U-Profil aufweisen. Die Aufzieheinheit 7 umfasst entsprechende Aufspannfinger 15, die in die U-förmigen Profile der Spreizfinger 10 geschoben werden können. Die Aufspannfinger 15 können, wie in der 1C angedeutet, einen runden Querschnitt aufweisen, sind jedoch nicht auf die in der 1C angedeutete Konfiguration beschränkt. Generell sind die Aufspannfinger 15 als umfängliche Wandsegmente um einen gedachten Behälterkanal 16 für den zu etikettierenden Behälter 3 zu verstehen und daher nachfolgen als solche bezeichnet. Zwischen den Wandsegmenten 15 sind vorzugsweise umfängliche Zwischenräume ausgebildet, so dass die Wandsegmente 15 einen Aufspannkäfig für die Folienhülse 2 um den Behälterkanal 16 ausbilden.
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Der Querschnitt des Behälterkanals 16 ist so dimensioniert, dass er den zu etikettierten Behälter 3 aufnehmen kann. Anders gesagt haben die umfänglichen Wandsegmente 15 die Aufgabe, auf ihrer Außenseite die aufgedehnte Folienhülse 2 aufzuspannen und auf ihrer Innenseite eine Passage für den zu etikettierenden Behälter 3 bereitzustellen. Zu diesem Zweck ist zwischen den einzelnen Wandsegmenten 15 vorzugsweise jeweils ein umfänglicher Zwischenraum vorgesehen. Vorzugsweise ist hierbei der umfängliche Anteil der Zwischenräume zwischen den einzelnen Wandsegmenten 15 an dem von den Wandsegmenten 15 definierten Aufspannkäfig größer als der umfängliche Anteil der Wandsegmente 15. Dies begünstigt eine Übergabe der von den Wandsegmenten 15 aufgespannten Folienhülse 2 an den Behälter 3.
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In der 1C ist der besseren Übersichtlichkeit halber eine teilweise axiale Überlappung U der Spreizfinger 10 und der Wandsegmente 15 entlang des Behälterkanals 16 gezeigt. Für die Etikettierung wird die Aufzieheinheit 7 jedoch vorzugsweise bis zu einer maximalen Überlappung U der Spreizfinger 10 und der Wandsegmente 15 in die Dehneinheit 6 geschoben. Sobald die gewünschte Überlappung U erreicht ist, können die Spreizfinger 10 der Dehneinheit 6 wieder zusammengefahren werden. Hierbei sind die Spreizfinger 10 und die Wandsegmente 15 zueinander derart ausgebildet, dass die Spreizfinger 10 beim Zusammenfahren nicht mit den Wandsegmenten 15 kollidieren. Beim Zusammenfahren der Spreizfinger 10 wird folglich die aufgedehnte Folienhülse 2 an die Wandsegmente 15 übergeben und von diesem in einem gedehnten Zustand aufgespannt. Sobald die Folienhülse 2 von den Wandsegmenten 15 übernommen ist, kann die Aufzieheinheit 7 wieder aus der Dehneinheit 6 herausgefahren werden.
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Die 1D zeigt einen Zustand, bei dem die Spreizfinger 10 bereits wieder vollständig in die innere Aufnahmestellung S1 zurückgefahren worden sind. Die Aufzieheinheit 7 mit der auf den Wandsegmenten 15 aufgespannten Folienhülse 2 befindet sich auf Höhe des zu etikettierenden Behälters 3. Dieser wurde in einem in der Figur nicht gezeigten Zwischenschritt auf der Halteeinrichtung 8 positioniert.
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In der 1D ist ferner eine Klemmvorrichtung 17 schematisch angedeutet, die die Folienhülse 2 auf dem Behälter 3 festklemmt, insbesondere während die Aufzieheinheit 7 weiter nach unten abgesenkt wird. Die Klemmeinheit 17 ist lediglich schematisch in Form eines zwischen den Wandsegmenten 15 radial hindurch greifenden Klemmbackens angedeutet. Die Klemmeinrichtung 17 könnte jedoch auch eine Klammer oder dergleichen umfassen, die beispielsweise in einem Bereich der Behälterschulter 3a an der Folienhülse 2 angreift, um diese im Wesentlichen umfänglich oder zumindest an mehreren umfänglichen Teilsegmenten gleichzeitig zu halten. Die Klemmeinrichtung 17 ist jedoch nicht zwingend notwendig. Es wäre auch möglich, die Abstände zwischen den einzelnen Wandsegmenten 15 und den Abstand zwischen dem zu etikettierenden Behälter 3 und den einzelnen Wandsegmenten 15 so auszubilden, dass die Folienhülse 2 durch den Reibschluss zwischen der Folienhülse 2 und dem Behälter 3 bereits in einer korrekten Stellung auf den Behälter 3 gezogen wird. Dies könnte beispielsweise auch, wie nachfolgend noch ausführlicher erläutert, mit Hilfe geeigneter Unterdruck- und/oder Überdruckzufuhr zwischen den Wandsegmenten 15 und der Folienhülse 2 unterstützt werden.
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Während des weiteren Absenkens der Aufzieheinheit 7 kann die Dehneinheit 6 wieder in die aufrechte Stellung P1 aus der 1A zurückgeschwenkt werden. Ebenso kann die Klemmeinrichtung 17 wieder gelöst werden, so dass der in 1A gezeigte Zustand erreicht wird. Es versteht sich hierbei von selbst, dass der beschriebene Etikettiervorgang vorzugsweise während einer Umdrehung des Etikettierkarussells 4 abläuft.
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Wie die 2 erkennen lässt, umfasst eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dehneinrichtung 6 eine Führungsplatte 21 mit radialen Führungseinrichtungen 22 zum Auseinander- und Zusammenfahren der Spreizfinger 10. Die radialen Führungseinrichtungen 22 können beispielsweise in Form von in der Führungsplatte 21 ausgebildeten Führungsnuten 21a und darin verschiebbaren Sockeln 10a der Spreizfinger 10 ausgebildet sein. Zum radialen Verschieben der Spreizfinger 10 ist vorzugsweise ein zentraler Betätigungsmechanismus 23 vorgesehen. Dieser ist mit den Spreizfingern 10 vorzugsweise über Gelenkstangen 24 derart verbunden, dass eine axiale Bewegung des zentralen Betätigungsmechanismus 23 in eine radiale Bewegung der Spreizfinger 10 umgewandelt wird.
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Der zentrale Betätigungsmechanismus 23 könnte beispielsweise mittels einer Kurvenrolle (nicht dargestellt) angetrieben werden. Vorzugsweise ist an der Dehneinheit 6 jedoch ein Servomotor (nicht dargestellt) zum Antrieb des zentralen Betätigungsmechanismus 23 vorgesehen. Damit lassen sich auf besonders flexible Weise unterschiedliche Betätigungszeitpunkte, Stellgeschwindigkeiten und Sollpositionen der Spreizfinger 10 realisieren. Entsprechend lässt sich mit vergleichsweise geringem mechanischem Aufwand eine flexible Anordnung zum Aufdehnen unterschiedlicher Folienhülsen 2 bereitstellen. Der zentrale Betätigungsmechanismus 23 lässt sich mit erheblich geringerem Aufwand umsetzen als im Stand der Technik bekannte ringförmige Betätigungsmechanismen um eine zentrale Ausnehmung. Außerdem lässt sich die erfindungsgemäße Dehneinheit 6 als schnellwechselbares Garniturenteil realisieren. Hierbei ist insbesondere eine Variante von Vorteil, bei der die Führungsplatte 21, der Betätigungsmechanismus 23 und die Spreizfinger 10 Bestandteil des Garniturenteils sind. Ein zugeordneter Servomotor ist dagegen vorzugsweise fest mit dem Etikettierkarussell 4 verbunden.
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Die 3 zeigt die als Gegenstück zu der Dehneinheit 6 ausgebildete Aufzieheinheit 7 in einer besonders bevorzugten Ausführungsform. Demnach sind die umfänglichen Wandsegmente 15 fingerförmig ausgebildet und an einer ringförmigen Grundplatte 25 um den Behälterkanal 16 herum angeordnet. An der Außenseite der Wandsegmente 15 sind jeweils Öffnungen 26 vorgesehen, die über nicht dargestellte Druckkanäle mit Anschlüssen 27 für Druckleitungen verbunden sind. Über die Druckleitungen 27 kann wahlweise Druckluft oder ein Vakuum durch die Öffnungen 26 an die auf die Wandsegmente 15 aufgespannte Folienhülse 2 angelegt werden. Dadurch ist es möglich, die Folienhülse 2 an den Wandsegmenten 15 entweder anzusaugen und insbesondere gegen ein axiales Verschieben und/oder gegen ein Verdrehen zu fixieren, oder die Folienhülse 2 mit Hilfe eines Druckluftkissens von den Wandsegmenten 15 abzustoßen. Dadurch kann der Reibschluss zwischen der Folienhülse 2 und den Wandsegmenten 15 reduziert werden, um die Folienhülse 2 an einen innerhalb der Wandsegmente 15 positionierten Behälter 3 zu übergeben. Dies kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass der Behälter beim Durchschleusen durch den Behälterkanal 16 so eng an der Folienhülse 2 anliegt, dass diese von dem Behälter 3 mitgenommen wird. Es wäre aber auch möglich, die Folienhülse 2 temporär durch die Klemmeinrichtung 17 an dem Behälter 3 zu fixieren, bis dieser die Folienhülse 2 von den Wandsegmenten 15 übernommen hat.
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Wie die 3 verdeutlicht, sind die umfänglichen Wandsegmente 15 vorzugsweise fest mit der ringförmigen Grundplatte 25 verbunden. Dadurch erübrigt sich ein komplizierter Verstellmechanismus für die Wandsegmente 15. Es wäre jedoch auch möglich, einen vorzugsweise radialen Verstellmechanismus vorzusehen, um die lichte Weite des von den Wandsegmenten 15 eingeschlossenen Behälterkanals 16 bei einem Produktionswechsel verstellen zu können. Damit ließe sich die Aufzieheinheit 7 beispielsweise an unterschiedlich große Behälter 3 und/oder unterschiedlich elastische Folienhülsen 2 anpassen.
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Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 liegt jedoch gerade darin, dass die Wandsegmente 15 während des Aufziehens der Folienhülse 2 auf den Behälter 3 in radialer Richtung nicht verstellt werden müssen. Dies wird im Wesentlichen dadurch erreicht, dass die für ein Durchschleusen des Behälters 3 durch die Folienhülse 2 erforderliche Dehnung der Folienhülse 2 bereits in der Dehneinheit 6 erzeugt wird. Die Aufzieheinheit 7 hat dagegen lediglich die Aufgabe, die Folienhülse 2 in einem ausreichend gedehnten Zustand aufzuspannen. Das heißt, die Aufzieheinheit 7 hat vorzugsweise keine aktive Dehnfunktion mit Ausnahme eines kurzzeitigen Abstoßens der Folienhülse 2 mittels Druckluft. Entsprechend lässt sich die Aufzieheinheit als schnellwechselbares Garniturenteil ausbilden, um eine flexible und ökonomische Anpassung der Vorrichtung 1 an unterschiedliche Behälter- und Etikettentypen zu begünstigen.
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Die 4 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der die Drehlagen der Dehneinheit 6 und der Aufzieheinheit 7, im Gegensatz zur Variante der 1A bis 1D, zueinander versetzt sind. In diesem Fall werden die Wandsegmente 15 der Aufzieheinheit 7 in die zwischen den Spreizfingern 10 der Dehneinheit 6 ausgebildeten umfänglichen Zwischenräume geschoben. Dadurch kann auf einfache Weise eine Kollision der Spreizfinger 10 und der Wandsegmente 15 beim Zusammenschieben vermieden werden.
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Wie der 4 ferner zu entnehmen ist, ist der Umkreis um die Spreizfinger 10 beim Zusammenschieben größer als der Umkreis um die Wandsegmente 15, um die Aufzieheinheit in die aufgedehnte Folienhülse 2 einführen zu können. Aus der in der 4 gezeigten umfänglich versetzten Anordnung der Spreizfinger 10 und der Wandsegmente 15 folgt ferner, dass die Spreizfinger 10 für die Übergabe der Folienhülse 2 an die Wandsegmente 15 nach innen gefahren werden können, ohne mit den Wandsegmenten 15 zu kollidieren. Besonders vorteilhaft ist hierbei eine Variante, bei der der Abstand zwischen den Spreizfingern 10 mindestens doppelt so groß ist wie die Breite der Wandsegmente 15. Ebenso ist es besonders vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen den Wandsegmenten 15 mindestens doppelt so groß ist wie die Breite der Spreizfinger 10. Hierdurch lässt sich nicht nur eine besonders unproblematische Übergabe der Folienhülse 2 bei hohen Maschinenleistungen sicherstellen sondern auch eine einfache Übergabe der aufgespannten Folienhülse 2 an die Behälter 3.
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Die 5 zeigt eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der eine Führungseinrichtung 31 zum Einfädeln der Aufzieheinheit 7 in die Dehneinheit 6 vorgesehen ist. Die ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Spreizfinger 10, wie in der 5 dargestellt, ein nach außen offenes Profit aufweisen, in das die Wandsegmente 15 der Aufzieheinheit 7 geschoben werden. Die Führungseinheit 31 wird vorzugsweise beim Anheben der Aufzieheinheit 7 zwischen diese und die Dehneinheit 6 gefahren und nach dem Zurückziehen der Aufzieheinheit 7 wieder zurückgefahren. Um die Übergabe der Folienhülse 2 von der Dehneinheit 6 an die Anzieheinheit 7 nicht zu behindern, ist die Führungseinrichtung 31 vorzugsweise so ausgebildet, dass sie in den Behälterkanal 16 passt. Wie die 5 zeigt ist die Führungseinrichtung aus diesem Grund so ausgebildet, dass sie die Wandsegmente auf der dem Behälterkanalzugewandten, inneren Seite 15a führt. Die Führungseinrichtung 31 könnte jedoch auch bei einer umfänglich versetzten Anordnung der Spreizfinger 10 und der Wandsegmente 15 zum Einsatz kommen.
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Die beschriebenen Ausführungsformen lassen sich beliebig in technisch sinnvoller Weise kombinieren. Sie ermöglichen eine funktionelle Trennung des Dehnens der Folienhülsen 2 ausgehend von dem ungedehnten Ausgangszustand und des Aufziehens der gedehnten Folienhülsen 2 auf die zu etikettierenden Behälter 3. Folglich lassen sich diese Schritte mit getrennten Dehneinheiten 6 und Aufzieheinheiten 7 durchführen. Dies ermöglicht besonders einfache und flexibel anzupassende Etikettierstationen 5.
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Beispielsweise wäre es auch möglich, die im Vergleich zum Stand der Technik erheblich vereinfachten und leichteren Dehneinheiten 6 radial verschiebbar auf dem Etikettierkarussell 4 zu lagern. Dies ermöglicht beispielsweise eine von einer Kreisbahn abweichende Bahnkurve der Dehneinheiten 6 im Bereich des Etikettenspenders 9, insbesondere nach außen abweichend. Der feststehende Etikettenspender 9 könnte dann in einem größeren Abstand von der Drehachse 4' des Etikettierkarussells 4 angeordnet werden, so dass eine Kollision von umlaufenden Behältergreifern mit dem Etikettenspender 9 vermieden werden kann, ohne die Bewegungsfreiheit und/oder die Konstruktion der Behältergreifer einzuschränken. Eine derartige Variante ist insbesondere mit den erfindungsgemäßen Dehneinheiten 6 besonders praktikabel.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2007/060705 A1 [0002]
- WO 2000/066437 [0003]
- WO 2008/076718 [0004]
