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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abschneiden von Etikettierhülsen von einem Folienschlauch, eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Etikettierhülse sowie ein Verfahren zum Aufbringen einer Etikettierhülse.
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Beispielsweise im Bereich der Getränkeabfüllung werden Schrumpfetiketten verwendet, die von einem Endlosschlauch auf die richtige Länge abgeschnitten und dann über die Flasche geführt werden. Anschließend kann die Flasche durch einen Schrumpftunnel geleitet werden, in dem die Etikettierhülse dann geschrumpft wird. Auch andere Etikettierhülsen, wie beispielsweise flexible Etikettierhülsen, können auf Folienschläuchen vorhanden sein und im Bereich der Getränkeabfüllung verwendet werden.
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Im Stand der Technik sind zum Abschneiden von Etikettierhülsen Vorrichtungen offenbart, die die Messer mittels Elektromagneten steuern wie in der
EP 1 454 832 B1 beschrieben, die Drehmesser wie in der
EP 0 330 167 B1 verwenden oder die Messer mit einem Fliehgewicht steuern wie in der
DE 2010 49 72 U1 .
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Solche Vorrichtungen, wenn sie mit Zahnriemen betrieben werden, haben den Nachteil, dass der Betrieb mit Riemen laut ist und die Riemen einen hohen Verschleiß haben und reißen können. Daher sind solche Maschinen laut, wartungsintensiv und ausfallgefährdet.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung zum Abschneiden von Etikettierhülsen anzugeben.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Abschneiden von Etikettierhülsen nach Anspruch 1.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Messerbetätigungsring und einen Messerträger, wobei die Messer drehbar auf dem Messerträger montiert sind und mechanisch über den Messerbetätigungsring gekoppelt sind. Messerträger und Messerbetätigungsring sind üblicherweise koaxial angeordnet. Werden Messerträger und Messerbetätigungsring in Rotationsrichtung gegeneinander in eine Richtung verschoben, so klappen die Messer aufgrund der mechanischen Kopplung über den Messerbetätigungsring in die Schneidposition nach innen. Messerträger und Messerbetätigungsring können im Folgenden beide auch als Schneidrad bezeichnet werden. Um die Messer wieder zurückzuklappen, werden Messerträger und Messerbetätigungsring wieder in ihre ursprüngliche Relativposition gebracht. Unter „nach innen“ wird insbesondere in eine im Wesentlichen radiale Richtung hin zum Mittelpunkt des im Wesentlichen ringförmigen Messerträgers verstanden, also in Richtung des zu schneidenden Etikettenmaterials.
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Der Messerbetätigungsring und/oder der Messerträger sind erfindungsgemäß drehbar gelagert. Im laufenden Betrieb laufen für diesen Vorgang Messerträger und Messerbetätigungsring synchron. Zum Schneidevorgang wird jeweils kurzzeitig eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Laufgeschwindigkeiten erzeugt, so dass sich Messerträger und Messerbetätigungsring (in Rotationsrichtung) gegeneinander verschieben. Beispielsweise kann der Messerbetätigungsring oder der Messerträger abgebremst werden im Vergleich zum anderen Schneidrad. Dadurch klappen die Messer in die Schneidposition. Während des Schnittes laufen Schneidring und Messerträger synchron, so dass sich die Position der Messer nicht verändert. Um die Messer wieder aus der Schneidposition zurückzuklappen muss diese relative Verschiebung nach dem Schnitt wieder aufgehoben werden. Dies erfolgt üblicherweise dadurch, dass wiederum kurzzeitig die umgekehrte Geschwindigkeitsdifferenz wie zuvor zwischen den Laufgeschwindigkeiten erzeugt wird bis die relative Verschiebung aufgehoben ist. Dazu kann beispielsweise der zuvor abgebremste Messerbetätigungsring oder Messerträger im Vergleich zum anderen Schneidrad kurzzeitig in Drehrichtung beschleunigt werden.
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In Drehrichtung beschleunigen wird im Text für Erhöhen der Geschwindigkeit in Drehrichtung verwendet. In anderen Ausführungsformen kann die Vorrichtung auch so ausgebildet sein, dass zuerst zum Ausklappen der Schneidmesser ein Schneidrad, also Messerträger oder Messerbetätigungsring in Drehrichtung beschleunigt und dadurch die Relativposition zwischen den beiden Schneidrädern geändert wird. Beispielsweise an einen Schnitt anschließend können die Schneidmesser durch Abbremsen des jeweiligen Schneidrads wieder in die ursprüngliche Relativposition gebracht werden. In weiteren Ausführungsformen wird ein Schneidrad in Drehrichtung beschleunigt und das zweite Schneidrad gleichzeitig abgebremst um die Schneidräder gegeneinander zu verschieben. Um die ursprüngliche Relativposition wieder herzustellen, kann dann beispielsweise nach dem Schnitt das zuvor in Drehrichtung beschleunigte Schneidrad wieder abgebremst und das zweite, zuvor abgebremste Schneidrad gleichzeitig in Drehrichtung beschleunigt werden.
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Messerbetätigungsring und/oder Messerträger werden in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung direkt angetrieben. Direkt angetrieben kann in diesem Fall bedeuten, dass der Messerträger und/oder der Messerbetätigungsring, der direkt angetrieben wird, durch einen Motor ohne Zahnriemenübertrag angetrieben wird. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn der Messerträger verbunden ist und/oder der Messerbetätigungsring direkt und/oder fest mit einem antreibbaren Bauteil verbunden ist, wobei die beweglichen Bauteile bei Bewegung den Messerträger und/oder Messerbetätigungsring antreiben. Insbesondere kann im Fall eines direkten Antriebs auf einen Zahnriemen verzichtet werden.
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Beispielsweise kann eine solche Vorrichtung so ausgebildet sein, dass ein Schneidrad mit Zahnriemen angetrieben wird und das zweite Schneidrad, das zum Aus- und Einklappen der Messer abgebremst und in Drehrichtung beschleunigt, oder in Drehrichtung beschleunigt und abgebremst wird, direkt angetrieben wird.
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In einer solchen Vorrichtung können aber auch Messerbetätigungsring und Messerträger direkt angetrieben werden. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, da dadurch der Platzbedarf für die Vorrichtung verringert werden kann, da beispielsweise der Motor in eine Aggregatgrundplatte integriert werden kann. Auch kann beispielsweise die Messereinheit dadurch vormontiert und getestet werden.
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In einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der direkte Antrieb für ein Schneidrad durch einen Elektromotor, insbesondere beispielsweise einen Torquemotor, erfolgen. Insbesondere kann für jedes direkt angetriebene Schneidrad ein Elektromotor vorhanden sein, der das jeweilige direkt antreibbare Schneidrad antreiben kann.
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In einigen Ausführungsformen können ein oder zwei Rotoren von ein oder zwei Elektromotoren die rotierenden Teile antreiben. Hierbei ist üblicherweise jeder Rotor Teil von genau einem Elektromotor und üblicherweise umfasst jeder Elektromotor genau einen Rotor. Insbesondere kann jedes direkt angetriebene Schneidrad mit einem Rotor eines Elektromotors verbunden sein oder einen Rotor eines Elektromotors umfassen oder Teil des Rotors sein, wobei diese Verbindung vorzugsweise nicht lösbar ist. Insbesondere können Messerbetätigungsring und/oder Messerträger jeweils mit einem Rotor eines Elektromotors verbunden sein, wobei die Verbindung vorzugsweise nicht lösbar ist. Nicht lösbar bedeutet in diesem Zusammenhang eine feste Verbindung, die nicht durch lösbare Mittel wie beispielsweise Schrauben, gehalten wird, sondern durch feste Verbindungen, wie beispielsweise Kleber, Nägel oder Schweißpunkte. Die Verbindung zwischen einem direkt angetriebenen Schneidrad und einem dazugehörigen Rotor eines Elektromotors kann jedoch auch lösbar erfolgen.
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In einer zuvor beschriebenen Vorrichtung können die Rotoren der Elektromotoren koaxial zueinander und/oder koaxial zu dem Messerbetätigungsring und dem Messerträger und/oder ihre Achse(n) parallel zu der Rotationsachse des Schneidmessers oder der Schneidmesser ausgebildet sein. Dies kann vorteilhaft sein, da dadurch beispielsweise bei Verschieben der beiden Schneidräder relativ zueinander die an den Messerbetätigungsring gekoppelten Messer durch die Verschiebung recht einfach weit bewegt werden können. Zusätzlich kann dadurch eine platzsparende Anordnung der Vorrichtungsteile erreicht werden.
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In einigen Ausführungsformen kann eine Vorrichtung zum Abschneiden von Etikettierhülsen (im Text auch als Vorrichtung bezeichnet) so ausgebildet sein, dass der oder die zu dem oder den Rotoren des oder der Elektromotoren gehörigen Statoren des oder der Elektromotoren an dem feststehenden Teil der Vorrichtung befestigt sind. (Als feststehender Teil der Vorrichtung wird hierbei der Teil bezeichnet, der bei Betrieb der Vorrichtung nicht bewegt wird. Eine Bewegung der ganzen Vorrichtung wird dabei nicht berücksichtigt.) Solche Statoren des oder der Elektromotoren können ebenfalls koaxial zueinander und/oder zu einer oder beiden Rotoren des oder der Elektromotoren der Vorrichtung angeordnet sein.
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In einigen Vorrichtungen können der Messerträger und/oder der Messerbetätigungsring einzeln ansteuerbar sein. Hierbei kann die Steuerung zum Beispiel durch eine zentrale Steuereinheit erfolgen, die beispielsweise die Steuerung und/oder Position des jeweils anderen Schneidrads berücksichtigen kann. In die Steuerung kann beispielsweise die optional stattfindende Positionserfassung von Messerbetätigungsring und/oder Messerträger einfließen.
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In einigen Ausführungsformen können Messerträger und/oder Messerbetätigungsring über ein, zwei oder mehr Kugellager an dem feststehenden Teil der Vorrichtung gelagert sein. Beispielsweise kann der Messerträger über ein erstes Kugellager an dem feststehenden Teil und der Messerbetätigungsring über ein zweites Kugellager an dem Messerträger gelagert sein. In einigen Ausführungsformen kann der Messerbetätigungsring über ein erstes Kugellager an dem feststehenden Teil und der Messerbetätigungsring über ein zweites Kugellager an dem Messerträger gelagert sein. In einigen Ausführungsformen können sowohl Messerbetätigungsring als auch der Messerträger über jeweils ein Kugellager an dem feststehenden Teil der Vorrichtung gelagert sein.
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In einigen Ausführungsformen der Vorrichtung kann die Vorrichtung einen Sensor umfassen, der die Position des Messerträgers erfassen kann. Beispielsweise kann dabei die Position relativ zum feststehenden Teil der Vorrichtung erfasst werden. So ein Sensor kann beispielsweise einen Abtastkopf beispielsweise eines Hohlwellengebers umfassen.
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In einigen Ausführungsformen der Vorrichtung kann die Vorrichtung einen Sensor erfassen, der die Position des Messerbetätigungsrings erfassen kann. Beispielsweise kann dabei die Position relativ zum feststehenden Teil der Vorrichtung erfasst werden. So ein Sensor kann beispielsweise einen Abtastkopf beispielsweise eines Hohlwellengebers umfassen.
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Ein Sensor, der die Position des Messerträgers erfassen kann und/oder ein Sensor, der die Position des Messerbetätigungsrings erfassen kann, kann die Position beispielsweise über am feststehenden Teil der Vorrichtung befestigte Hilfsmittel oder vom feststehenden Teil der Vorrichtung umfasste Hilfsmittel erfassen. Beispielsweise kann eine Positionserfassung aufgrund von einem Hohlwellengeber erfolgen, ein Hilfsmittel also beispielsweise als Geberrad eines Hohlwellengebers ausgebildet sein.
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In einigen Ausführungsformen kann beispielsweise die Positionserfassung aufgrund von einem oder zwei optischen Sensoren erfolgen, die beispielsweise am feststehenden Teil der Vorrichtung angebrachte Messskalen erfassen können.
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In manchen Ausführungsformen kann der Sensor zur Erfassung der Position des Messerbetätigungsrings und/oder der Sensor zur Erfassung der Position des Messerträgers am feststehenden Teil der Vorrichtung angebracht oder von diesem umfasst sein. Gleichzeitig können auch Hilfsmittel zur Erfassung der Position am Messerbetätigungsring und/oder dem Messerträger angebracht oder von diesem oder diesen umfasst sein.
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Der feststehende Teil der Vorrichtung kann beispielsweise eine Hohlwelle umfassen, insbesondere kann er als Hohlwelle ausgebildet sein.
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In einigen Ausführungsformen kann die Vorrichtung vier einzelne Schneidmesser auf dem Messerträger umfassen. Solche Schneidmesser werden in diesem Text auch als Messer bezeichnet. Die Vorrichtung kann alternativ nur ein oder zwei oder drei Schneidmesser auf dem Messerträger umfassen. Bei einer Anordnung von mehr als einem Messer, insbesondere beispielsweise vier Messern, kann jedoch ein deutlich schnellerer Schnitt erreicht werden, da jedes Messer nur einen Teil des Umfangs des Folienschlauchs schneiden muss. Üblicherweise sind die Messer in äquidistanten Abständen auf dem Messerträger angeordnet. Mit einer solchen Vorrichtung kann beispielsweise ein Schnitt innerhalb von weniger als 100 ms, insbesondere weniger als 60 ms, insbesondere weniger als 40 ms durchgeführt werden. Auf die Schnittgeschwindigkeit kann sich auch der direkte Antrieb positiv auswirken, da dadurch in einigen Fällen die Schnittgeschwindigkeit erhöht werden kann.
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Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Etikettierhülse, die eine zuvor beschriebene Vorrichtung zum Abschneiden von Etikettierhülsen von einem Folienschlauch (die auch als Vorrichtung bezeichnet wird) umfasst.
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Weiterhin umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zum Aufbringen einer Etikettierhülse mit einer Vorrichtung zum Abschneiden von Etikettierhülsen von einem Folienschlauch (die auch als Vorrichtung bezeichnet wird). Das Verfahren umfasst ein synchrones Antreiben von Messerträger und Messerbetätigungsring. Dabei wird der Messerträger und/oder der Messerbetätigungsring direkt angetrieben. Weiterhin umfasst das Verfahren das kurzzeitige Erzeugen einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Laufgeschwindigkeiten, so dass sich Messerträger und Messerbetätigungsring (in Rotationsrichtung) gegeneinander verschieben. Beispielsweise kann der Messerbetätigungsring oder der Messerträger abgebremst werden im Vergleich zum anderen Schneidrad. Dadurch klappen die Messer in die Schneidposition. Während dem Schnitt können die beiden Schneidräder dann wieder synchron laufen. Um die Messer wieder aus der Schneidposition zurückzuklappen muss diese relative Verschiebung wieder aufgehoben werden. Dies erfolgt üblicherweise dadurch, dass wiederum kurzzeitig eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Laufgeschwindigkeiten erzeugt wird, bis die relative Verschiebung wieder aufgehoben ist, also die beiden Schneidräder insbesondere wieder in der ursprünglichen Relativposition sind und weiter synchron angetrieben werden können. Insbesondere kann dazu die zuvor erzeugte Geschwindigkeitsdifferenz für die gleiche Dauer mit umgekehrtem Vorzeichen auf das Schneidrad, dessen Geschwindigkeit zuvor geändert wurde, ausgeübt werden. Dazu kann beispielsweise der zuvor abgebremste Messerbetätigungsring oder Messerträger im Vergleich zum anderen Schneidrad kurzzeitig in Drehrichtung beschleunigt werden.
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In einigen Ausführungsformen kann eine Geschwindigkeitsdifferenz und dadurch ausgelöste Verschiebung der Schneidräder zueinander auch dadurch erzeugt werden, dass zugleich ein Schneidrad abgebremst und das andere in Drehrichtung beschleunigt wird. Zum Rückführen in die ursprüngliche Relativposition können dann jeweils die Vorgänge umgekehrt werden, also beispielsweise das zuvor abgebremste Schneidrad in Drehrichtung beschleunigt und das zuvor in Drehrichtung beschleunigte Schneidrad abgebremst werden.
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Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Figuren beschrieben. Dabei zeigt
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1a Ein Beispiel für eine Vorrichtung zum Abschneiden von Etikettierhülsen von einem Folienschlauch in Richtung der Achse des Messerträgers und Messerbetätigungsrings;
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1b Eine Detail einer beispielhaften Vorrichtung zum Abschneiden von Etikettierhülsen von einem Folienschlauch.
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2 Einen Ausschnitt aus einer beispielhaften Vorrichtung zum Abschneiden von Etikettierhülsen im Querschnitt durch die Achse des Messerträgers und Messerbetätigungsrings.
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In 1a ist eine Vorrichtung zum Abschneiden von Etikettierhülsen von einem Folienschlauch in Richtung der Achse des Messerträgers und Messerbetätigungsrings gezeigt. Sichtbar ist in 1a der Messerbetätigungsring 3, der Messerträger 2 und die Schneidmesser 14, die drehbar um eine Achse 15 gelagert sind. Die Schneidmesser 14 sind mechanisch, hier beispielhaft, über einen Pin 16a an den Messerbetätigungsring 3 gekoppelt. Der optional vorhandene schwenkbare Begrenzungsbereich 16b kann beispielsweise die Bewegungsmöglichkeit des Pins 16 einschränken. Die in 1a gezeigte Anordnung kann so betrieben werden, dass Messerbetätigungsring und Messerträger mit Zahnriemen betrieben werden. Wird mindestens Messerbetätigungsring oder Messerträger direkt angetrieben, kann die in 1a gezeigte Anordnung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abschneiden von Etikettierhülsen von einem Folienschlauch umfasst sein.
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In 1b ist ein Detail einer Vorrichtung zum Abschneiden von Etikettierhülsen sichtbar, in dem ein Schneidmesser 14 genauer sichtbar ist. Die Ansicht erfolgt von der in 1a nach hinten gelegenen Seite, so dass Details sichtbar sind, die in 1a nicht sichtbar sind. Je nach Antriebsart des Messerträgers und Messerbetätigungsrings kann eine solche Anordnung in einigen Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst sein. Ebenfalls sichtbar ist die Achse 15, um die das Schneidmesser 14 drehbar gelagert ist. Das Schneidmesser 14 ist wie eingezeichnet auf dem Messerträger 1 drehbar gelagert, und mechanisch an den Messerbetätigungsring 3 gekoppelt. Diese Kopplung an den Messerbetätigungsring kann beispielsweise über einen Pin (hier nicht gezeigt) erfolgen, dessen Bewegungsmöglichkeit beispielsweise durch die Öffnung 17 im optional vorhandenen schwenkbaren Begrenzungsbereich 16b eingeschränkt werden kann. Der schwenkbare Begrenzungsbereich 16b kann beispielsweise um die Achse 18 geschwenkt werden.
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In 2 ist ein Beispiel für eine Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt durch die Achse des Messerbetätigungsrings und des Messerträgers gezeigt. Da eine erfindungsgemäße Vorrichtung rotationssymmetrisch sein kann, ist in 2 nur eine Hälfte des Querschnitts der Vorrichtung gezeigt. Sichtbar sind dabei der feststehende Teil 1 der Vorrichtung, der der Messerträger 2 und der Messerbetätigungsring 3. Der Messerträger 2 ist in diesem Beispiel verbunden mit Rotor 6, der Teil eines Elektromotors, insbesondere eines Torquemotors, sein kann, der weiterhin Stator 7 umfasst.
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Der Messerbetätigungsring 3 ist in diesem Beispiel verbunden mit Rotor 8, der Teil eines Elektromotors, insbesondere eines Torquemotors, sein kann, der weiterhin Stator 9 umfasst. Die beiden Rotoren 6, 8 und/oder die beiden Statoren 7, 9 können koaxial zueinander angeordnet sein, wie in 2 sichtbar. Die Rotoren 6, 8 und/oder die Statoren 7, 9 können insbesondere auch koaxial zu dem Messerträger 2 und Messerbetätigungsring 3 angeordnet sein.
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Der feststehende Teil 1 der Vorrichtung kann eine Hohlwelle umfassen. Der Messerträger kann an dem feststehenden Teil 1 über Kugellager 4 gelagert sein. Ebenfalls durch ein Kugellager 5 können wie in dem in 2 gezeigten Beispiel Messerbetätigungsring 3 und Messerträger 2 gelagert sein. Messerbetätigungsring und Messerträger sind rotierbar angeordnet und können durch die Elektromotoren direkt angetrieben werden, insbesondere kann durch Antreiben des Rotors 6 der Messerträger 2 und durch Antreiben des Rotors 8 der Messerbetätigungsring 3 angetrieben werden.
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Alternativ können Messerbetätigungsring und Messerträger auch anders angeordnet sein als in 2 gezeigt. So kann beispielsweise ein Messerträger als inneres Schneidrad und ein Messerbetätigungsring als äußeres Schneidrad angeordnet sein, im Gegensatz zu dem in 2 gezeigten Beispiel, in dem der Messerträger als äußeres, und der Messerbetätigungsring als inneres Schneidrad ausgebildet sind.
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Ebenfalls sichtbar sind in 2 ein optional vorhandener Abtastkopf 12 eines Hohlwellengebers für den Messerträger und das optional vorhandene Geberrad 13 eines Hohlwellengebers für den Messerträger. Entsprechend sind auch der optionale Abtastkopf 10 eines Hohlwellengebers für den Messerbetätigungsring und das optionale Geberrad 11 eines Hohlwellengebers für den Messerbetätigungsring sichtbar. Die Verbindung zwischen Messerträger 2 und Abtastkopf 12 erfolgt in dem hier gezeigten Beispiel lösbar, beispielsweise durch eine Schraube, die Verbindung zwischen dem Messerbetätigungsring und dem Abtastkopf 10 erfolgt in dem hier gezeigten Beispiel ebenfalls lösbar, beispielsweise durch eine Schraube.
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Wird die gezeigte Vorrichtung betrieben, so rotieren die beiden Schneidräder, nämlich Messerbetätigungsring 3 und Messerträger 2 synchron. Um die Schneidmesser in Schneidposition auszuklappen wird einer der beiden Schneidräder kurzzeitig bezüglich des anderen Schneidrads beschleunigt, beispielsweise abgebremst oder seine Drehgeschwindigkeit erhöht, wodurch die beiden Schneidräder gegeneinander verschoben werden. Dadurch klappen die Schneidmesser in Schneidposition. In dieser Position kann ein Schnitt durchgeführt werden, während die beiden Schneidräder wieder synchron laufen. Um die Schneidräder wieder zurückzuklappen, wird wieder das zuvor beschleunigte Schneidrad kurzzeitig beschleunigt, beispielsweise seine Drehgeschwindigkeit erhöht oder abgebremst, so dass die beiden Schneidräder in die ursprüngliche Relativposition gelangen und weiter synchron betrieben werden können. Zum besseren Verständnis ist ein Schneidmesser 14, das beispielsweise einem Schneidmesser aus 1a entsprechend kann, strich-punktiert im Querschnitt dargestellt.
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Die in 2 gezeigte Vorrichtung kann Teil einer Vorrichtung zum Aufbringen einer Etikettierhülse sein (hier nicht gezeigt).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1454832 B1 [0003]
- EP 0330167 B1 [0003]
- DE 20104972 U1 [0003]
