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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren gemäß Obergriff des Patentanspruchs 18.
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Vor der Wiederverwertung gebrauchter Kunststoffbehälter oder deren Material müssen Etiketten oder ähnliche Applikationen entfernt werden. In einem aus
DE 10 201 032 260 A1 bekannten Entetikettierer sind am Außenumfang des Rotors Werkzeuge aus Stahl oder Hartmetall verbaut, die in Drehrichtung des Rotors in Schneiden bildenden Stufen ansteigende, hochkantstehende Platten sind. Jedes Werkzeug ist auf zwei in Umfangsrichtung beabstandeten, axialen Lochleisten mit einer Tragplatte verschraubt, wobei das Werkzeug relativ zu einer Radialebene des Rotors schräg gestellt ist, um bei der Bearbeitung eine Förderwirkung zu erzeugen. Die zu behandelnden Kunststoffbehälter werden entweder mit Schwerkraft oder durch eine Zwangsführung zugeführt und verlassen die zwischen dem Rotor und dem Gehäuse vorgesehene Behandlungskammer am der Zuführseite abgewandten Ende des Entetikettierers. Die Innenseite des Gehäuses kann ebenfalls ähnliche Werkzeuge tragen. Aufgrund der Härte und der Schärfe der Schneiden der Werkzeuge und wegen der relativ hohen Drehzahl des Rotors werden die Kunststoffbehälter bei der Behandlung stark beschädigt. Beispielsweise brechen im Bereich von Mündungen von PET-Flaschen Teile des Gewindes aus und wird die Außenoberfläche stark zerkratzt oder sogar geschnitten. Außerdem nutzen sich die Werkzeuge auch abhängig vom Verschmutzungsgrad der Kunststoffbehälter relativ schnell ab, wodurch die Effizienz des Entetikettierers relativ schnell abnimmt und häufige Wartungszyklen erforderlich werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zum Entetikettieren anzugeben, die eine höhere Effizienz sowie eine schonende Behandlung der Kunststoffbehälter ermöglichen.
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Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder den Merkmalen des Patentanspruchs 18 gelöst.
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Die Elastomer-Rupffinger haben materialbedingt eine zumindest begrenzte Elastizität und dabei aber eine intensive Reibwirkung, mit der Etiketten oder andere Applikationen auf der Oberfläche der Kunststoffbehälter zügig abgerieben werden. Jeder Rupffinger wirkt ähnlich einem Radiergummi und erzeugt kaum Kratzer oder Schnitte. Gewinde im Bereich der Mündungen der Kunststoffbehälter werden nicht beschädigt. Die aktiven Oberflächen der Rupffinger, die an den Kunststoffbehältern angreifen, sind extrem reibungsaktiv und ggf. sogar strukturiert, um die Reibung zu intensivieren, z. B. genoppt. Die Rupffinger verschleißen nur langsam, jedoch bewirkt der Verschleiß keine nennenswerte Verminderung der Effizienz, da sich die aktiv eingesetzten Materialeigenschaften bei Verschließ kaum verändern.
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Bei dem Verfahren werden Beschädigungen der Kunststoffbehälter relativ zuverlässig vermieden, da die Rupffinger ohne Kratz- und Schnittwirkung für die Kunststoffbehälter im Wesentlichen reibend oder knetend an den Etiketten angreifen.
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Zweckmäßig bestehen die Rupffinger aus hochverschleißfestem Kunststoff, beispielsweise auf Polyurethan-Basis, wobei der Kunststoff eine Faserverstärkung haben kann, aber nicht muss. Bevorzugte Kunststoffe sind Polyurethan oder ein Kunststoff mit dem Handelsnamen RECATHAN in hochverschleißfester Einstellung.
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Dabei kann jeder Rupffinger mit annähernd kreisrundem Querschnitt gerade und zwischen einer Befestigungswurzel und einem stumpfen Rupfende in Richtung zum Rupfende konisch oder gestuft verjüngt sein. Die Rupffinger sind kostengünstig und maßgenau herstellbar und bedingen selbst bei Bruch keine Beschädigungsgefahr für die Kunststoffbehälter oder den Rotor und das Gehäuse. Die Oberfläche der Rupffinger kann strukturiert, z. B. genoppt sein, oder eine ähnlich raue Ausbildung haben, zumindest bereichsweise.
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Dabei können die Rupffinger aus Vollmaterial oder zumindest bereichsweise hohl ausgebildet sein, um ein bestimmtes elastisches Verhalten zu haben.
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Da speziell das stumpfe Rupfende aktiv arbeitet, kann dort zur Verstärkung ein umlaufender Wulst angeformt sein.
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Die Rupffinger können, wie erwähnt, sowohl am Rotor als auch im Gehäuse verbaut sein. Dabei bilden Rupffinger an der Außenseite des Rotors jeweils in Umfangsrichtung und Axialrichtung des Rotors verteilte Gruppen, wobei in jeder Gruppe die Länge vom gruppenersten Rupffinger zum gruppenletzten Rupffinger stufenweise abnimmt, so dass z.B. der gruppenletzte Rupffinger in Drehrichtung des Rotors vorne liegt. Dadurch bildet jede Gruppe in Relation zum Innenumfang des Gehäuses einen sich stufenweise verengenden Spalt, in welchem die Kunststoffbehälter bei der Behandlung hineingezogen und unter reibender Beaufschlagung durchgeschleust werden.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform können die kürzeren Rupffinger stärker konisch sein als längere Rupffinger, derart, dass die Rupffinger in der Gruppe gleich große Befestigungswurzeln haben. Es ist alternativ möglich, die Rupffinger der Gruppe mit unterschiedlichen Durchmessern auszubilden.
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Zweckmäßig bildet jede Gruppe eine relativ gerade Reihe, in der die Rupffinger voneinander in etwa gleich weit beabstandet sind, d. h. vereinzelt stehen. Zum Erzeugen einer in Längsrichtung der Kammer oder spiralförmig orientierten Förderwirkung ist jede Reihe gegenüber einer Radialebene des Rotors unter einem spitzen Winkel, vorzugsweise etwa 45 Grad, schräg gestellt. Dieser Winkel und die Anzahl der verbauten Werkzeuge beeinflussen die Verweilzeit der Kunststoffbehälter in dem Entetikettierer, und können auf den jeweiligen Bedarf variabel abgestimmt sein. Die Behandlung läuft als kontinuierlicher Prozess ab, d. h., es werden permanent Kunststoffbehälter zugeführt bearbeitet und ausgestoßen.
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Zweckmäßig sind die kürzeren Rupffinger in jeder Gruppe in Rotationsrichtung des Rotors und in Förderrichtung unter der Förderwirkung der Rupffinger in der Gruppe vorne liegend positioniert.
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In einer zweckmäßigen Ausführungsform sind die Rupffinger jeder Gruppe mit ihren Befestigungswurzeln in wenigstens einer auf dem Außenumfang des Rotors tauschbar befestigten Tragplatte verankert, vorzugsweise einzeln in Aufnahmen der Tragplatte einsteckt und fixiert oder durch Spritzgießen form- und kraftschlüssig festgelegt.
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Alternativ können alle oder mehrere Rupffinger einer Gruppe, vorzugsweise in einem Spritzguss-Formteil, mit ihren Befestigungswurzeln an einer Basisplatte aus dem Elastomermaterial angeformt sein, die unter Durchstecken der Rupffinger durch die Aufnahmen an oder in der Rückseite der Tragplatte festgelegt ist. Eine vereinzelte Festlegung der Rupffinger ermöglicht deren individuellen Austausch. Mehrere oder alle Rupffinger einer Gruppe an einer Basisplatte anzuformen, ist herstellungstechnisch günstig und erleichtert den Austausch der mehreren oder aller Rupffinger einer Gruppe.
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Günstig sind die Tragplatten in Tragplattenreihen zumindest im Wesentlichen in Axialrichtung des Rotors in einer Reihe mit Zwischenabständen hintereinander gesetzt, wobei auf jede eine Gruppe Rupffinger tragende Tragplatte mindestens eine leere Platte folgt. In der in Drehrichtung des Rotors jeweils benachbarten Plattenreihe sind die Gruppen tragenden Tragplatten in Förderrichtung in etwa um eine Tragplattenlänge versetzt, derart, dass die Rupffinger-Gruppen entlang des Umfangs des Rotors einem im Wesentlichen gewindegangartigen Verlauf folgen. Die Tragplatten und die dazwischenliegenden Platten können am Rotor in innen vorgesehenen Aufnahmen von außen festgelegt, z. B. verschraubt sein, und bilden somit insgesamt einen Verschleißschutz der Oberfläche des Rotors. Ähnlich kann auch die Innenseite des Gehäuses durch Verschleißbleche geschützt sein.
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Um zusätzlich eine Zwangsförderung der Kunststoffbehälter zumindest in Drehrichtung des Rotors als zusätzliche Bearbeitungsmaßnahme sicherzustellen, können am Rotor in Axialrichtung des Rotors neben zumindest einigen Rupffinger-Gruppen die Kammer vom Rotor bis zum Gehäuse durchsetzende Mitnehmer angebracht sein, beispielsweise stählerne Konsolen.
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Am in Förderrichtung hinten liegende Ende des Gehäuses kann oben ein Schwerkraft-Zuführschacht vorgesehen sein, in welchem die zu behandelnden Kunststoffbehälter bereitgehalten oder dort eingefüllt werden. Eine Zwangszuführung ist als Alternative denkbar, jedoch nicht unbedingt erforderlich, da die Rupffinger die durch Schwerkraft zugeführten Kunststoffbehälter effizient übernehmen und wegfördern.
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Um beispielsweise bei Sleeve- und Folienetiketten ein besseres Ablöseverhalten zu erzielen, kann es zweckmäßig sein, wenn die Kammer an eine Heißluftzufuhr angeschlossen ist, vorzugsweise an eine in den Schwerkraft-Zuführschacht einmündende Heißluftzufuhr. Gleichzeitig wird mit der Heißluft eine Vortrocknung beispielsweise schon im Zuführschacht erzielt.
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In einer zweckmäßigen Ausführungsform weist das Gehäuse einen stationären Gehäuserahmen und einzeln aufklappbare oder entfernbare Segmente im Gehäuserahmen auf, die die äußere Begrenzung der Kammer bilden. Dadurch ist ein rascher Zugriff zum Rotor und den Werkzeugen gegeben, beispielsweise für Reparaturen, einen Austausch oder zum Entfernen von Verschmutzungsansammlungen.
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Obwohl das Gehäuse und / oder der Rotor unrund ausgebildet sein können, ist bei einer zweckmäßigen Ausführungsform das Gehäuse und der Rotor jeweils in etwa kreiszylindrisch ausgebildet und sind der Rotor und das Gehäuse zumindest im Wesentlichen koaxial zueinander angeordnet.
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Bei einer zweckmäßigen Verfahrensvariante wird der Rotor von einem Elektromotor, z. B. über ein Getriebe, angetrieben, und wird die Menge pro Zeiteinheit behandelter Kunststoffbehälter über einen Abgriff der Stromaufnahme des Elektromotors geregelt.
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Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Entetikettieren, teilweise im Schnitt,
- 2 einen Radialschnitt,
- 3 eine perspektivische Detailansicht einer Behandlungskammer des Entetikettierers mit als Rupffingern ausgebildeten Werkzeugen, und
- 4 eine Perspektivdarstellung der Vorrichtung bei einer Wartungsarbeit.
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Eine in den 1 und 2 gezeigte Vorrichtung E zum Entetikettieren weist ein stationäres Gehäuse 1 mit einem Rahmen 2 und darin verbauten, hier beispielsweise schalenförmigen Segmenten 2 auf, die entweder im Rahmen 2 aufklappbar oder daraus entnehmbar sind, um Zugriff zu einem in 1 nicht gezeigten, innen im Gehäuse 1 angeordneten Rotor (2 Bezugszeichen 12) zu schaffen. Die Segmente 3 und der Rotor 12 sind in der gezeigten Ausführungsform zumindest in etwa kreiszylindrisch und koaxial zueinander angeordnet. Alternativ könnte eine unrunde Bauform (z.B. des Rotors 12) vorgesehen sein. An den Segmenten 3 sind Befestigungsstellen 4 ggf. für innenliegende Werkzeuge oder Verschleißplatten 14 des Gehäuses 1 gezeigt. An einem Zuführende ist oben ein Schwerkraft-Zuführschacht 5 angeordnet, an welchen optional eine Heißluftzufuhr 6 angeschlossen sein kann. Bei der Behandlung optional eingesetzte Heißluft könnte auch auf andere Weise in den Entetikettierer eingeführt werden. Am in 1 rechten Austragende 7 ist ein nach unten gerichteter Schacht 7 vorgesehen, aus welchem die behandelten Kunststoffbehälter und ggf. die Verunreinigungen abgegeben werden. Beispielsweise am in 1 linken Zuführende ist als Antrieb für den Rotor 12 ein Elektromotor auf dem Rahmen 2 vorgesehen, der über ein Getriebe 9 den Rotor 12 antreibt. Die Stromaufnahme des Elektromotors 8 kann abgegriffen werden, um die Menge der behandelten Kunststoffbehälter zu regeln. Durch einen Pfeil 10 ist eine Förderrichtung bzw. Förderungsrichtungskomponente angedeutet. Die tatsächliche Förderbewegung der Kunststoffbehälter wird allerdings spiralförmig oder gewindegangartig verlaufen.
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In der Radialschnittansicht in 2 ist die koaxiale Anordnung des Rotors 12 und des Gehäuses 1 mit den Segmenten 3 ersichtlich, wobei zwischen dem Rotor 12 und beispielsweise an der Innenseite der Segmente 3 angebrachten Verschleißschutzblechen 14, festgelegt an den Befestigungsstellen 4, eine im Querschnitt etwa kreisringförmige Behandlungskammer K gebildet ist, in welcher bei der gezeigten Ausführungsform als Werkzeuge W jeweils Gruppen 19 von Rupffingern R aus elastomeren Kunststoff, beispielsweise auf Polyurethanbasis oder aus RECATHAN, zumindest in etwa radial stehend hier auf dem Umfang des Rotors 12 verbaut sind. Der Rotor 12 weist eine vom Elektromotor 8 angetriebene Hauptwelle 11 auf und rotiert in einer Drehrichtung 13, in 2 in Uhrzeigersinn.
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Der Rotor 12 hat in 2 einen annähernd regelmäßigen zwölfeckigen Querschnitt seines Mantels 15 mit innliegenden Aufnahmen 16, in welchen von außen Tragplatten 17 festgelegt sind, deren jede eine Gruppe 19 der Rupffinger R trägt. Alternativ könnte jede Tragplatte 17 mit mehreren Reihen 19 von der Rupffingern R bestückt sein. Zusätzlich sind am Rotor 12 beispielsweise bei jeder Gruppe 19 in Axialrichtung dahinter oder davorliegend in etwa radiale Mitnehmer 18 vorgesehen, die sich ausgehend vom Rotoer 12 durch die Tiefe der Kammer K erstrecken.
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Die Rupffinger R können in jeder Gruppe 19 einzeln verbaut sein, oder an einer Basisplatte 20 einstückig angeformt und durch Aufnahmen 21 in den Tragplatten 17 von hinten durchgesteckt sein, wobei die jeweilige Basisplatte 20 an der Rückseite der Tragplatte 17 und auf dem Außenumfang des Mantels 15 des Rotors 12 festgelegt ist.
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Wie 2 erkennen lässt, haben die Rupffinger R jeder Gruppe 19 unterschiedliche Längen und optional unterschiedliche Konizitäten. Es sind die Rupffinger in der Gruppe 19 so angeordnet, dass der kürzeste Rupffinger R in Drehrichtung 13 vorne und der längste Rupffinger R in Drehrichtung hinten liegt.
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In der Teilansicht in 3 ist zu erkennen, dass in Längsrichtung des Rotors 12 auf jede Tragplatte 17 mit zumindest einer Gruppe 19 Rupffinger R eine leere Platte 28 folgt. Die Tragplatten 17 (und die leeren Platten 28) sind beispielsweise mit Schrauben 22 in den innerenim Rotor 12 liegenden Aufnahmen 16 nach außen herausnehmbar festgelegt. Die Tragplatten 17 und die Platten 28, die jeweils in Axialrichtung des Rotors 12 hintereinander liegen, bilden einen Verschleißschutz des Rotors 12. Dabei sind in benachbarten Plattenreihen die Tragplatten 17 mit den Gruppen 19 jeweils um etwa um eine Tragplattenlänge zueinander versetzt.
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Jeder Rupffinger R hat eine Befestigungswurzel 23, die zum Beispiel in der Aufnahme 21 verankert ist, oder, wie erwähnt, bis zur Basisplatte 20 verläuft, und einen konischen Außenmantel 24 und ein stumpfes Rupfende 26. Um Befestigungswurzeln 23 mit gleicher Größe und somit gleichgroße Aufnahmen 21 zu haben, können kürzere Rupffinger R stärker konisch sein als längere. Ferner kann an jedem Rupfende 26 ein umlaufender Wulst 25 vorgesehen sein. Der Außenmantel 24 jedes Rupffingers kann glatt oder strukturiert sein. Die Rupffinger R sind entweder aus Vollmaterial ausgebildet (Spritzguss-Formteile) oder zumindest bereichsweise hohl, wie beispielsweise bei 29 angedeutet.
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Jede Reihe 19 ist in Bezug auf eine radiale Ebene des Rotors 12 unter einem spitzen Winkel 27 angeordnet, beispielsweise unter etwa 45 Grad. Die Reihe 19 bzw. die Aufnahmen 21 folgen einer wesentlichen geraden Linie. Dabei liegen die jeweils kürzesten Rupffinger R der Gruppen 19 in Förderrichtung 10 vorne. Die aufeinanderfolgend angreifenden Gruppen 19 folgen insgesamt einem gewindegangartigen Verlauf, um die Förderwirkung zu leisten.
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4 zeigt die Vorrichtung E bei einer Betriebsunterbrechung beispielsweise für Wartungsarbeiten, wobei zumindest einige der Segmente 3 aufgeklappt sind, sodass zu den auf dem Rotor 12 verbauten Rupffingern R und ihren Tragplatten 17 Zugang gegeben ist und die Tragplatten 17 beispielsweise nach Lösen der Befestigungsschrauben 22 entnommen werden können.
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Bei der gezeigten Ausführungsform des Entetikettierers E sind Rupffinger R in etwa radial stehend nur am Rotor 12 vorgesehen. Alternativ könnten innen an den Segmenten 3 Rupffinger R verbaut sein. Ferner wird in der gezeigten Ausführungsform der Rotor 12 drehangetrieben, während die Segmente 3 stationär sind. In einer nicht gezeigten Alternative könnte der Rotor stationär sein und könnten die Segmente 3 drehangetrieben werden. Es ist sogar eine Hybridbauform möglich, bei der sich der Rotor 12 und die Segmente 3 in zueinander entgegengesetzten Drehrichtung drehen.
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Im Betrieb beaufschlagen die Rupffinger R die eingeführten Kunststoffbehälter, z.B. gebrauchte PET-Flaschen, mit Reibung, um ähnlich einem Radiergummi Etiketten oder ähnliche Applikationen effizient abzulösen, ohne die Oberflächen der Kunststoffbehälter oder im Falle von PET-Flaschen deren Gewinde oder Tragringe zu beschädigen. Mit der optionalen Heißluftzufuhr können die Kunststoffbehälter nicht nur vorgetrocknet oder während der Behandlung getrocknet werden, sondern es wird bei Sleeve- oder Folienetiketten eine raschere Ablösung bewirkt, und werden abgelöste Verunreinigungen vom Heißluftstrom aktiv zum Austragende gebracht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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