DE102019118271A1

DE102019118271A1 - Schneidwerk für ein Etikettieraggregat sowie Etikettieraggregat mit einem solchen Schneidwerk

Info

Publication number: DE102019118271A1
Application number: DE102019118271.9A
Authority: DE
Inventors: Patrick Niehoff; Lutz Deckert; Gyula VARHANIOVSZKI
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2019-07-05
Filing date: 2019-07-05
Publication date: 2021-01-07
Also published as: US20220258903A1; EP3994065A1; JP2022538600A; CN114080309A; WO2021004767A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schneidwerk für ein Etikettieraggregat. Der wesentliche Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht dabei darin, ein Schneidwerk für ein Etikettieraggregat einer Etikettiermaschine vorzusehen,

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schneidwerk für ein Etikettieraggregat. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Etikettieraggregat mit einem solchen Schneidwerk.
Insbesondere zum Etikettieren von Flaschen oder dergleichen Behältern mit sogenannten Roll-Fed-Etiketten, die jeweils durch Abziehen und Abtrennen einer Etikettenlänge von einem endlosen Etikettenmaterial erzeugt werden, sind Schneidwerke bekannt. Diese bestehen z. B. im Wesentlichen aus einer Schneidtrommel mit wenigstens einem Schneidtrommelmesser an der Trommelumfangsfläche und aus einer Messerwelle mit wenigstens einem Gegenmesser.
In einer bekannten Ausführungsform sind die Schneidtrommel und die Messerwelle für den Schneidvorgang um ihre parallel zueinander angeordneten Achsen synchron umlaufend angetrieben, und zwar derart, dass die Messerwelle gegenläufig zur Schneidtrommel umläuft.
Während des Schneidprozesses sind die beiden, den Schneidspalt bildenden Schneiden der Messerelemente, nämlich des feststehenden sowie des rotierenden Messerelementes, derart angeordnet, dass sie einander unmittelbar gegenüberliegend, sich gerade noch nicht berühren, so dass im Idealfall die Breite des Schneidspaltes praktisch null ist. Auf jeden Fall ist es erforderlich, dass der Schneidspalt wesentlich kleiner ausgebildet ist als die Dicke des bahnförmigen Etikettenmaterials, und zwar über die gesamte Länge des Schneidspaltes.
Die Länge des Schneidspaltes ist wenigstens gleich, vorzugsweise aber größer als die Breite des bahnförmigen Etikettenmaterials. Jede Berührung der Schneiden der beiden Messerelemente beim Einstellvorgang oder beim Schneidvorgang führt zu einem erhöhten Verschleiß oder zu einer Zerstörung der Messerelemente. Speziell bei einem sehr dünnen Etikettenmaterial, beispielsweise bei Materialdicken von nur 4/100 mm oder weniger, wie sie u. a. auch bei Etikettenmaterialien für Folienetiketten üblich sind, ist mit der bisher bekannten Technik die Einstellung des Schneidspaltes äußerst schwierig und zeitaufwendig, und in der Regel ausschließlich durch hoch qualifiziertes Fachpersonal zuverlässig durchzuführen.
Um ein einwandfreies Schneiden zu erreichen und hierbei insbesondere auch eine gegenseitige Beschädigung der Messer zu verhindern, ist es bekannt, den Schneidspalt, d.h. den Abstand, den die sich überschneidenden Messer beim Schneidvorgang voneinander aufweisen, einzustellen. Diese Einstellung erfolgt beispielsweise durch eine Drehwinkelverstellung der Messerwelle, d.h. dadurch, dass bei in der Schneidposition befindlichem Schneidtrommelmesser die dieser Schneidtrommel-Drehstellung entsprechende Drehstellung der Messerwelle so verändert wird, dass sich der gewünschte, möglichst schmale Schneidspalt ohne die Gefahr einer Beschädigung der Messers ergibt.
Die Drehwinkelverstellung erfolgt dabei mechanisch beispielsweise über das die Messerwelle antreibende Getriebe, welches hierfür für die Drehwinkelverstellung ausgebildet ist und hierfür eine entsprechende, für die Drehwinkelverstellung betätigbare Drehwinkelverstellanordnung aufweist. Bekannt sind auch andere Ausführungsformen von Schneidwerken beispielsweise solche mit stationärem, d.h. nicht umlaufendem Gegenmesserträger, z. B. einer Messerwelle, welche beispielsweise eine gesteuerte oszillierende Hin- und Herbewegung ausführt.
Eine Vorrichtung, welche diese Nachteile zumindest teilweise vermeidet, wurde durch die DE 26 28 728 A1 vorgestellt. Diese Druckschrift zeigt eine Schneidevorrichtung, bestehend aus rotierenden mit festen Gegenmessern zusammenwirkenden Flügelmessern zur Herstellung von Formschnitten in die Ränder von bewegten Werkstoffbahnen, insbesondere in die Ränder von Papierbahnen zur Herstellung von Briefhüllen- bzw. Rohlingen, wobei die jeweils zusammenwirkenden Messer aus Materialien derart unterschiedlicher Härte bestehen, dass das weichere Messer am härteren Messer ohne eine Beschädigung des härteren Messers an diesem zerspanbar ist und wobei zumindest jeweils eines der Messer der zusammenwirkenden Messerpaare derart gelagert ist, dass es bei laufender Schneideinrichtung an sein Gegenmesser anstellbar ist.
Darüber hinaus sind aus der Druckschrift DE 10 2007 057 409 A1 aus Aluminium gebildete, feststehende Messerelemente mit einer eloxierten Oberfläche bekannt. Diese sind dabei mit einer hartanodischen Schicht versehen, die die erforderliche Oberflächenhärte herstellt. Insbesondere ist diese Beschichtung jedoch nur wenige Mikrometer stark ausbildbar und bricht dabei weg, wenn das Grundmaterial durch Abrasion abgetragen wird. Somit sind diese Messerelemente nur auf der feststehenden Seite einsetzbar, da hier das Etikettenmaterial nicht ständig über die Schneidkante schleift, sondern nur zum Schnittzeitpunkt mit dem rotierenden Messerelement und dem zu schneiden Etikett in Berührung gelangt.
Obwohl damit bereits eine grundlegende Verbesserung der Standzeit, d.h. Anzahl von Schnitten zwischen zwei Nachstellvorgängen, erzielt werden konnte, verspricht eine weitere Erhöhung der Standzeit erhebliche Kosteneinsparungen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schneidwerk für ein Etikettieraggregat aufzuzeigen, welches unter Beibehaltung der vorteilhaften Selbstnachschärfung eines solchen Schneidwerks, die Verschleißfestigkeit und damit die Standzeit der verwendeten Messer und somit wiederum die Anzahl der ausführbaren Schnitte zwischen zwei Nachstellvorgängen erheblich steigert.
Diese Aufgabe wird durch ein Schneidwerk mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen dabei besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung.
Der wesentliche Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einem Schneidwerk für ein Etikettieraggregat einer Etikettiermaschine, umfassend eine um eine Trommelachse umlaufend antreibbare Schneidtrommel mit wenigstens einem an einem Trommelumfang vorgesehenen ersten Messerelement mit wenigstens einer ersten Schneide, welches zum Schneiden eines Etiketts mit zumindest einer zweiten Schneide eines zweiten, an einer Schalt- und Stellvorrichtung vorgesehenen zweiten Messerelementes unter Ausbildung eines Schneidspalts zusammenwirkt. Dabei weist das zweite Messerelement zumindest im Bereich seiner zweiten Schneide eine zweite Härte auf, die größer ausgebildet ist als eine erste Härte zumindest im Bereich der ersten Schneide des ersten Messerelements. Ferner ist die erste Schneide des ersten Messerelementes durch Materialabtrag an der zweiten Schneide des zweiten Messerelements mit der zweiten größeren Härte erzeugbar. Insbesondere zeichnet die Erfindung dadurch aus, dass das erste Messerelement zumindest im Bereich seiner ersten Schneide aus einem Stahl der Gruppe von Kaltarbeitsstählen und das zweite Messerelement zumindest im Bereich seiner zweiten Schneide aus einem Hartmetall gebildet ist. Diese spezifische Materialpaarung an den jeweiligen Schneiden der beiden Messerelemente hat sich als vorteilhaft erwiesen, da hierdurch Material vom feststehenden Messerelement zwar abgetragen und andererseits jedoch den abrasiven Eigenschaften des zu schneidenden Etikettenbandes wiederstanden wird. Damit kann unter Beibehaltung der vorteilhaften Selbstnachschärfung des Schneidwerks die Verschleißfestigkeit und damit die Standzeit der verwendeten Messerelemente und somit wiederum die Anzahl der ausführbaren Schnitte zwischen zwei Nachstellvorgängen gegenüber dem Stand der Technik erheblich gesteigert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass das erste Messerelement aus einem Vollmaterial eines Stahls der Gruppe der Kaltarbeitsstähle und/oder das zweite Messerelement aus einem Vollmaterial eines Hartmetalls gebildet, insbesondere hergestellt, sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass das zweite Messerelement zumindest im Bereich seiner zweiten Schneide aus gehärtetem Stahl oder Werkzeugstahl oder Keramik hergestellt ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass es sich bei dem Stahl aus der Gruppe der Kaltarbeitsstähle um einen unlegierten oder legierten Kaltarbeitsstahl handelt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass der Stahl aus der Gruppe der Kaltarbeitsstähle eine erste Härte nach Rockwell von 55 HRC bis 59 HRC aufweist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass der Stahl aus der Gruppe der Kaltarbeitsstahl als Kaltarbeitsstahl mit der Werkstoffnummer 1.2550, oder als Kaltarbeitsstahl mit der Werkstoffnummer 1.2379, oder als Kaltarbeitsstahl mit der Werkstoffnummer 1.4034 ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass der Stahl aus der Gruppe der Kaltarbeitsstahl als Kaltarbeitsstahl Vanadis 10 oder Viking mit einer chemischen Zusammensetzung von C 0,5%, Si 1%, Mn 0,5%, Cr 8%, Mo 1,5% und V 0,5% ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass das zweite Messerelement zumindest im Bereich seiner zweiten Schneide aus einem Hartmetall hergestellt ist, das als Metallmatrix-Verbundwerkstoff ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass das zweite Messerelement aus einem Hartmetall hergestellt ist, das als Wolframcarbid-Kobalt-Hartmetallsorte (WC-Co) und/oder als Hartmetallsorte für die Stahlbearbeitung (WC-(Ti,Ta,Nb)C-Co) und/oder als Cermet-Hartmetallsorte ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass das Hartmetall des zweiten Messerelements eine zweite Härte nach Vickers von 1150 (HV30) und/oder eine Bruchzähigkeit nach Palmqvist von 15,5 MN/mm aufweist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass ein Schneidwerk für ein Etikettieraggregat einer Etikettiermaschine vorzusehen, das eine um eine Trommelachse umlaufend antreibbare Schneidtrommel mit wenigstens einem an einem Trommelumfang vorgesehenes erstes Messer umfasst. Dabei ist das erste Messer zum Schneiden eines Etiketts an einem an einer Schalt- und Stellvorrichtung vorgesehenen Gegenmesser vorbeiführbar. Ferner ist das Gegenmesser über einen an der Schalt- und Stellvorrichtung ausgebildeten ersten Gelenkabschnitt zwischen einer Schneideposition und einer Warteposition derart gesteuert verschwenkbar, dass das Gegenmesser in der Schneideposition mit dem rotierenden ersten Messer in Wirkeingriff und in der Warteposition außer Wirkeingriff steht. Mithin ist über einen an der Schalt- und Stellvorrichtung ausgebildeten zweiten Gelenkabschnitt der in der Schneidposition zwischen dem ersten Messer und dem Gegenmesser gebildete Messerspalt unabhängig von der gesteuerten Schwenkbewegung des ersten Gelenkabschnittes einstellbar. Besonders vorteilhaft kann damit sowohl das Gegenmesser außer Wirkeingriff mit dem ersten Messer gebracht werden, als auch der Messerspalt eingestellt werden. Indem hierfür an der Schalt- und Stellvorrichtung zwei Gelenkbereiche ausgebildet sind, sind beide Funktionalitäten unabhängig voneinander einstellbar.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die Schalt- und Stellvorrichtung dazu ausgebildet ist, den ersten Gelenkabschnitt zwischen der Schneidposition und der Warteposition derart gesteuert zu verschwenken, dass bei einzelnen Lücken im Flaschenstrom des Etikettieraggregates für zumindest diese eine leere, nicht besetze Behälterbehandlungsposition am Rotor kein Etikett geschnitten wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die Schalt- und Stellvorrichtung ein U-profilförmiges Festkörpergelenk aufweist, an dem der erste und zweite Gelenkabschnitt ausgebildet sind.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass das Festkörpergelenk einen ersten Seitenschenkelabschnitt, einen zum ersten Schenkelabschnitt im Wesentlichen parallel orientieren zweiten Seitenschenkelabschnitt sowie einen die beiden Seitenschenkelabschnitte an einem freien Ende verbindenden Basisschenkelabschnitt aufweist.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass der erste Gelenkabschnitt an dem Festkörpergelenk im Übergangsbereich zwischen dem ersten Seitenschenkelabschnitt und dem Basisschenkelabschnitt und der zweite Gelenkabschnitt im Übergangsbereich zwischen dem zweiten Seitenschenkelabschnitt und dem Basisschenkelabschnitt ausgebildet ist, und dass das Festkörpergelenk zumindest in seinem jeweiligen Gelenkabschnitt elastisch verformbar ausgebildet ist.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass das Festkörpergelenk einteilig, insbesondere einstückig, ausgebildet ist.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die Schalt- und Stellvorrichtung über einen an dem ersten Seitenschenkelabschnitt befestigten Halter lagefest an einem Gehäuse des Schneidwerks befestig ist.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die Schalt- und Stellvorrichtung ein sich im Wesentlichen L-förmig erstreckendes Schalthebelelement ausweist, das zum Einleiten einer Schwenkbewegung zwischen der Schneideposition und der Warteposition auf das Gegenmesser mit einer ersten Seite an dem Basisschenkelabschnitt verbunden ist und mit einer zweiten Seite direkt oder indirekt mit einer Schalteinrichtung derart zusammenwirkt, dass das Schalthebelelement bei Einleiten einer Stellbewegung über die Schalteinrichtung um den ersten Gelenkbereich gesteuert verschwenkbar ist.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass das Schalthebelelement im Bereich seines freien Endabschnittes der zweiten Seite einen mechanischen Anschlag aufweist, mittels dem die Auslenkung des Schalthebelelementes zwischen der Warteposition und der Schneideposition einstellbar ist.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die Schalt- und Stellvorrichtung an ihrem zweiten Seitenschenkelabschnitt des Festkörpergelenks einen Messerhalter aufweist, an dem das Gegenmesser derart gehalten ist, dass das Gegenmesser bei einer gesteuerten Schwenkbewegung um den ersten Gelenkbereich direkt proportional zur Auslenkung des Schaltelementhebels mit verschwenkbar ausgebildet ist.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die relative Positionierung des an dem zweiten Seitenschenkelabschnitt vorgesehenen Messerhalters zu dem Schalthebelelement über eine Arretierungsplatte lagefest fixierbar ist.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass der Messerhalter einschließlich des daran gehaltenen Gegenmessers zur Einstellung des Messerspaltes mittels einer an dem Messerhalter vorgesehenen Verstelleinrichtung um den zweiten Gelenkabschnitt relativ zu dem Schalthebelelement verschenkbar ausgebildet ist.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die Verstelleinrichtung eine Gewindespindel mit einem Differenzgewinde aufweist, wobei die Gewindespindel entlang ihres Schaftes wenigstens einen ersten Gewindebereich und einen zweiten Gewindebereich vorsieht, die beide die gleiche Gewindegangrichtung bei unterschiedlich zueinander ausgebildeten Gewindesteigung aufweisen, wobei der erste Gewindebereich der Gewindespindel in einem Gegengewinde des Messerhalters und der zweite Gewindebereich in einem Gegengewinde des Schalthebelelements aufgenommen ist.
Der Ausdruck „im Wesentlichen“ bzw. „etwa“ bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, so dass ein Block- oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparates) wie z. B. einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1 in schematischer Darstellung und in Draufsicht ein Etikettieraggregat einer Etikettiermaschine zum Etikettieren von Behältern,
2 eine beispielhafte Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Schneidwerks in schematischer Draufsicht,
3 der in 2 mit X gekennzeichnete Bereich des Schneidwerks in einer vergrößerten Darstellung,
4 eine schematisierte Darstellung des in 3 dargestellten vergrößerten Ausschnitts,
5 eine beispielhafte Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Schneidwerks in schematischer Draufsicht,
6 in schematischer Seitenansicht eine beispielhafte Ausführungsvariante einer Schalt- und Stellvorrichtung eines Schneidwerks,
7 in schematischer Draufsicht die Schalt- und Stellvorrichtung gemäß 6, und
8 in schematischer Perspektivansicht die Schalt- und Stellvorrichtung gemäß 6.

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden in den Figuren identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersichtlichkeit halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Auch ist die Erfindung in den Figuren nur als schematische Ansicht zur Erläuterung der Arbeitsweise dargestellt. Insbesondere dienen die Darstellungen in den Figuren nur der Erläuterung des grundlegenden Prinzips der Erfindung. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist darauf verzichtet worden, alle Bestandteile der Vorrichtung zu zeigen.
In den Figuren ist 1 ein Etikettieraggregat einer Etikettiermaschine zum Etikettieren von Flaschen oder dergleichen Behältern 2 mit sogenannten Roll-Fed-Etiketten 3, die von einer Vorratsrolle 4 eines endlosen, bandförmigen Etikettenmaterials 3.1 abgezogen und in einem Schneidwerk 5 des Etikettieraggregates 1 mit der jeweiligen, für ein Etikett 3 benötigten Länge von dem Etikettenmaterial 3.1 abgeschnitten werden. Die so erhaltenen Etiketten 3 werden über eine Etikettier- und Übergabetrommel 6 an die Behälter 2, die auf einem um eine vertikale Maschinenachse umlaufenden Rotor 7 der Etikettiermaschine an dem Etikettieraggregat 1 vorbeibewegt werden, übergeben und auf die Behälter 2 aufgebracht. Die Drehrichtungen des Rotors 7 und der Übergabetrommel 6 sind mit den Pfeilen A bzw. B angegeben.
Das Etikettenmaterial 3 wird von einer Vorratsrolle 4 mittels Förderwalzen 8 und 9 synchron mit der Drehbewegung des Rotors 7 abgezogen und dem Schneidwerk 5 zugeführt. Das Schneidwerk 5 umfasst insbesondere eine Schneidtrommel 10, die beim Etikettieren um ihre vertikale Trommelachse TA umlaufend angetrieben ist, und zwar gegensinnig zu der Übergabetrommel 6 (Pfeil C). Eine derartige Schneidtrommel 10 ist dem Fachmann dabei grundsätzlich in ihrem Aufbau und Funktion bekannt. Auf eine nähergehende Beschreibung wird daher verzichtet. Nur beispielhaft wird in diesem Zusammenhang auf die in der Druckschrift DE 20 2005 002 793 U1 gezeigte und beschriebene Schneidtrommel verwiesen.
An dem kreiszylinderförmigen Trommelumfang, insbesondere der Trommelumfangsfläche 10.1, weist die Schneidtrommel 10 an sich vorzugsweise gegenüberliegenden Seiten jeweils ein erstes Messerelement 11 auf, welches jeweils mit seiner ersten Schneide 11.1 im Wesentlichen parallel zur Trommelachse TA der Schneidtrommel 10 orientiert ist und mit zumindest einem eine zweite Schneide 12.1 aufweisenden zweiten Messerelement 12 unter Ausbildung eines Schneidspaltes ST derart zusammenwirkt, sodass bei einem Umlauf der Schneidtrommel 10 durch das Zusammenwirken der ersten Schneide 11.1 des ersten Messerelements 11 mit der zweiten Schneide 12.1 des zweiten Messerelements 12 die das Etikett 3 bildende Länge von dem Etikettenmaterial 3.1 abgetrennt und dann vorübergehend an der Umfangsfläche 10.1 der Schneidtrommel 10 beispielsweise durch Vakuum gehalten an die Übergabetrommel 6 übergeben wird.
In anderen Worten schneidet das Schneidwerk 5 also ein Etikett 3, indem das rotierende und an einem Trommelumfang 10.1 vorgesehene erste Messerelement 11 der Schneidtrommel 10 an dem an einer Schalt- und Stellvorrichtung 13 vorgesehenen und als Gegenmesser wirkenden zweiten Messerelement 12 vorbeiführ wird und damit der Schnitt erfolgt.
Mehr im Detail ist bei der in 4 dargestellten Ausführungsform die erste Schneide 11.1 an einer in Drehrichtung C der Schneidtrommel 10 vorauseilenden planen ersten Seitenfläche 11 des ersten Messerelementes 11 bzw. des über die Trommelumfangsfläche 10.1 wegstehenden Teilbereichs dieses ersten Messerelementes 11 gebildet, und zwar in der Weise, dass die erste Schneide 11.1 sich bei umlaufend angetriebener Schneidtrommel 10 auf einer die vertikale Trommelachse TA konzentrisch umschließenden kreiszylinderförmigen Bahn bewegt. Bevorzugt ist die erste Schneide 11.1 weiterhin auch parallel zu der Trommelachse TA orientiert.
Dem ersten rotierenden Messerelement 11 bzw. dessen ersten Schneide 11.1 ist ein als Gegenmesser wirkendes zweites Messerelement 12 mit einer zweiten Schneide 12.1 zugeordnet. Das zweite Messerelement 12 ist an dem Schneidwerk 5 mit der Schneidtrommel 10 nicht umlaufend, also relativ zur Schneidtrommel 10 ortsfest vorgesehen, und zwar an der Schalt- und Stellvorrichtung 13 in der Art, dass das zweite Messerelement 12 bzw. dessen zweite Schneide 12.1 radial oder etwa radial zur umlaufenden Schneidtrommel 10 auf diese zustellbar (Pfeil E). Für eine Einstellung sind zweite Messerelement 12 bzw. dessen zweite Schneide 12 beispielsweise so justierbar, dass das zweite Messerelement 12 bzw. dessen unmittelbar nach dem Einbau in die Schneidwerk 5 bereits vorhandene Schneide zumindest in etwa parallel zu der ersten Schneide 11.1 orientiert ist, wenn sich diese unmittelbar an der zweiten Schneide 12 befindet.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante sind die erste und zweite Schneide 11.1, 12.1 in ihrer jeweiligen Längserstreckung entlang der Trommelachse TA gegeneinander verschränkt, also nicht parallel, vorgesehen. Insbesondere sind die erste und zweite Schneide 11.1, 12.1 um 0,2mm bis 0,7mm, vorzugsweise um etwa 0,5mm, über ihre jeweilige Längserstreckung gegenseitig derart verschränkt vorgesehen, dass eine punktförmige Berührung zwischen den beiden Schneiden 11.1, 12.1 erzeugbar ist.
Dabei ist zwischen der ersten Schneide 11.1 und der zweiten Schneide 12.1 ein Schneidspalt ST gebildet, und zwar derart, dass sich bei jedem Schneidvorgang, d. h. immer dann, wenn sich bei umlaufender Schneidtrommel 10 das drehfest mit dieser mitrotierende erste Messerelement 11 am orstfest vorgesehenen zweiten Messerelement 12 vorbei bewegt, die erste und zweite Schneide 11 und 12 sich gerade berühren, oder aber gerade noch nicht berühren, und zwar vorzugsweise über die gesamte Länge des sich in Richtung der Trommelachse TA erstreckenden Schneidspaltes ST.
Die Länge des Schneidspaltes ST ist dabei wenigstens gleich, bevorzugt aber größer als die Breite des band- oder bahnförmige Etikettenmaterials 3.1. Dabei wird das band- oder bahnförmige Etikettenmaterials 3.1 durch den Schneidspalt ST in Richtung der Übergabetrommel 6 bewegt und ist beispielsweise zumindest im Bereich des Schneidspaltes ST in einer Ebene E parallel zur Trommelachse TA orientiert.
Um den Schneidspalt ST einzustellen und/oder auszurichten ist dabei vorgesehen, dass das zweite Messerelement 12 zumindest im Bereich seiner zweiten Schneide 12.1 eine zweite Härte HT2 aufweist, die größer ausgebildet ist als eine erste Härte HT1 zumindest im Bereich der ersten Schneide 11.1 des ersten Messerelements 11. Es ist also das feststehende zweite Messerelement 12 zumindest im Bereich seiner zweiten Schneide 12.1 härter ausgebildet, als das rotierende erste Messerelement 11 im Bereich seiner ersten Schneide 11.1. Somit ist die erste Schneide 11.1 des ersten Messerelementes 11 durch Materialabtrag an der zweiten Schneide 12.1 des zweiten Messerelements 12 mit der größeren zweiten Härte HT2 erzeugbar.
Erfindungsgemäß ist das erste Messerelement 11 zumindest im Bereich seiner ersten Schneide 11.1 aus einem Stahl der Gruppe der Kaltarbeitsstähle und das zweite Messerelement 12 zumindest im Bereich seiner zweiten Schneide 12.1 aus einem Hartmetall gebildet.
Um den erforderlichen Schneidspalt ST durch Materialabtrag zu erreichen, ist also das zweite Messerelement 12 zumindest an seinem, die zweiten Schneide 12.1 bildenden Schneidenbereich mit einer zweiten, im Vergleich zur ersten Härte HT1 größeren Härte HT2 hergestellt, indem diese aus Hartmetall beispielsweise aus gehärtetem Stahl, Werkzeugstahl, oder Keramik, hergestellt ist, während das erste Messerelement 11 aus einem im Vergleich zum Schneidenbereich des zweiten Messerelementes 12 weicheren Werkstoff, nämlich einem Stahl aus der Gruppe der Kaltarbeitsstähle hergestellt ist.
Vorteilhaft kann dabei das erste Messerelement 11 aus einem Vollmaterial eines Stahls der Gruppe der Kaltarbeitsstähle und/oder das zweite Messerelement 12 aus einem Vollmaterial eines Hartmetalls gebildet, insbesondere hergestellt, sein.
Bei dem Stahl aus der Gruppe der Kaltarbeitsstähle kann es sich um einen unlegierten oder legierten Kaltarbeitsstahl handeln.
Vorteilhaft weist der Stahl aus der Gruppe der Kaltarbeitsstähle eine erste Härte HT1 nach Rockwell von 55 HRC bis 59 HRC auf. Es hat sich bei langwierigen Versuchen im Hause der Antragstellerin herausgestellt, dass bei einer ersten Härte HT1 von über 59 HRC nicht mehr ausreichend Material zum Nachschärfen der Schneide abgetragen wird. Ferne hat sich herausgestellt, dass sich bei einer ersten Härte HT1 von weniger als 55 HRC die beiden Messerelemente 11, 12 zwar gut nachschärfen lassen, jedoch der Verschleiß durch die abrasive Oberfläche des Etikettenmaterials übermäßig ansteigt.
Insbesondere ist der Stahl aus der Gruppe der Kaltarbeitsstahl als Kaltarbeitsstahl mit der Werkstoffnummer 1.2550 (auch bekannt unter Normbezeichnung 60WCrV7), oder als Kaltarbeitsstahl mit der Werkstoffnummer 1.2379 (auch bekannt unter Normbezeichnung X 153 CrMoV 12), als Kaltarbeitsstahl mit der Werkstoffnummer 1.4034 (auch bekannt unter Normbezeichnung X46Cr13) ausgebildet. Auch kann der Stahl aus der Gruppe der Kaltarbeitsstahl als Kaltarbeitsstahl Vanadis 10 oder Viking mit einer chemischen Zusammensetzung von C 0,5%, Si 1%, Mn 0,5%, Cr 8%, Mo 1,5% und V 0,5% ausgebildet sein.
Unter einem für das zweite Messerelement 12 verwendeten Hartmetall wird vorliegend ein metallisches Material verstanden, das als Metallmatrix-Verbundwerkstoff ausgebildet ist, bei dem Hartstoffe, die als kleine Partikel vorliegen, durch eine Matrix aus Metall zusammengehalten werden. Damit weist das Hartmetall eine große Zähigkeit auf.
Das Hartmetall des zweiten Messerelements 12 kann als Wolframcarbid-Kobalt-Hartmetallsorte (WC-Co) und/oder als Hartmetallsorte für die Stahlbearbeitung (WC-(Ti,Ta,Nb)C-Co) und/oder als Cermet-Hartmetallsorte ausgebildet sein.
Im Gegensatz zu konventionellen Schneidstoffen, beispielsweise Schnellarbeitsstählen, weisen Hartmetalle eine geringe Bruchzähigkeit und Thermoschockbeständigkeit auf. Demgegenüber stehen jedoch signifikante Vorteile wie eine höhere Härte und Temperaturbeständigkeit. Vor allem die hohe Härte führt zu einem hohen abrasiven Verschleißwiderstand. Alleine dies ermöglicht höhere Schnittgeschwindigkeiten. Diese können auch realisiert werden, da Hartmetalle eine Temperaturbeständigkeit von bis zu 1100 °C aufweisen.
Vorteilhaft weist das Hartmetall dabei eine zweite Härte HT2 nach Vickers von 1150 (HV30) und/oder eine Bruchzähigkeit nach Palmqvist von 15,5 MN/mm auf. Damit weist das Hartmetall eine ausreichende Zähigkeit auf, damit bei der schlagenden Beanspruchung beim Aufeinandertreffen der beiden Messerelemente 11, 12 kein Material aus der Schneide ausbricht.
Bei der ersten Inbetriebnahme der Schneidvorrichtung beispielsweise auch nach einem Auswechseln von Funktionselementen der Schneidvorrichtung 1, z. B. eines der Messerelemente 11 und 12, erfolgt zunächst die Grobeinstellung dieser Messerelemente und dabei insbesondere auch des zweiten Messerelementes 12 in der Weise, dass das zweite Messerelement 12 zumindest annähernd parallel zu dem ersten Messerelement 11 bzw. deren ersten Schneide 11.1 orientiert ist. Diese Einstellung kann mittels der Schalt- und Stellvorrichtung 13 erfolgen. Anschließend erfolgt bei umlaufender Schneidtrommel 10 ein Zustellen des zweiten Messerelementes 12, so dass mit der zweiten Schneide 12.1 durch Materialabtrag am ersten Messerelement 11 die erste Schneide 11.1 gebildet wird. Das Zustellen des zweiten Messerelementes 12 zur umlaufenden Schneidtrommel 10 mittels der Schalt- und Stellvorrichtung 13 wird dann beendet, wenn die durch Materialabtrag erzeugte erste Schneide 11.1 sich über die gesamte Länge des Schneidspaltes ST erstreckt und der Schneidspalt ST über seine gesamte Länge so ausgeführt ist, dass sich die zweite Schneide 12.1 und die durch Materialabtrag gebildete erste Schneide 11.1 bei jedem Vorbeibewegen des ersten Messerelementes 11 an dem Messerelement 12 über die gesamte Länge des Schneidspaltes ST gerade berühren, oder gerade eben nicht mehr berühren. Anhand von Schnittproben des Etikettenmaterials 3.1 wird die ordnungsgemäße Ausbildung der Schneide 11.1 überwacht bzw. festgestellt und das Zustellen des zweiten Messerelementes 12 dann beendet, wenn durch den, durch die zweite Schneide 12 erzeugten Materialabtrag die Bildung der ersten Schneide 11.1 abgeschlossen ist, bzw. wenn der Schneidvorgang zur Abtrennung eines Etikettes über die gesamte Etikettenbreite fehlerfrei und gleichmäßig erfolgt.
Während des Betriebes der Schneidvorrichtung erfolgt beispielsweise ein manuelles geringfügiges Nachstellen bzw. Zustellen des zweiten Messerelementes 12 mittels der Schalt- und Stellvorrichtung 13 um die erste Schneide 11.1 nachzuschärfen.
Dabei kann auch vorgesehen sein, dass zeitgesteuert und/oder in Abhängigkeit der Anzahl der durchgeführten Schnitte, d. h. jeweils nach einer vorgegebenen Anzahl von Schneidvorgängen, ein automatisches geringfügiges Nachstellen bzw. Zustellen des zweiten Messerelementes 12 in Richtung der ersten Schneide 11 mittels der Schalt- und Stellvorrichtung 13, um deren Schneidkante nachzuschärfen, d. h. eine verschleißbedingte Abnutzung der zweiten Schneide 12 zu beseitigen.
Zur Bildung der ersten Schneide 11.1 weist das zweite Messerelement 12 eine zweite plane Fläche FL2 in einer Ebene F auf, in der beim Vorbeibewegen des ersten Messerelementes 11 am zweiten Messerelement 12 auch die erste Schneide 11.1 und/oder deren erste plane Seitenfläche FL1 des ersten Messerelementes 11 angeordnet sind und die sich quer zur Bewegungsrichtung der ersten Schneide 11.1 beim Vorbeibewegen am zweiten Messerelement 12 erstreckt, d. h. die Ebene F erstreckt sich in etwa radial zur Maschinenachse FA.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, das erste und/oder zweite Messerelement 11, 12 zumindest in Teilbereichen an den Oberflächen zu behandeln und/oder zu beschichten, um deren entsprechende erste und/oder zweite Härte HT1, HT2 zu erzeugen.
Zur Einstellung des Schneidspaltes ST kann dabei vorgesehen sein, dass das zweite Messerelement 12 hierfür über einen an der Schalt- und Stellvorrichtung 13 ausgebildeten ersten Gelenkabschnitt GA1 zwischen einer Schneideposition SP und einer Warteposition WP derart gesteuert verschwenkbar, dass es in der Schneideposition SP mit dem rotierenden ersten Messerelement 11 in Wirkeingriff steht - also Etiketten 3 schneidet - während das zweite Messerelement 12 in der Warteposition WP außer Wirkeingriff mit dem Messerelement 11 ist - also keine Etiketten 3 schneidet.
Ferner ist über einen an der Schalt- und Stellvorrichtung 13 ausgebildeten zweiten Gelenkabschnitt GA2 der in der Schneideposition SP zwischen dem ersten Messerelement 11 und dem zweiten Messerelement 12 gebildete Schneidspalt ST unabhängig von der gesteuerten Schwenkbewegung des ersten Gelenkabschnittes GA1 einstellbar.
Dabei kann die Schalt- und Stellvorrichtung 13 dazu ausgebildet sein, den ersten Gelenkabschnitt GA1 zwischen der Schneidposition SP und der Warteposition WP derart gesteuert zu verschwenken, dass bei einzelnen Lücken im Flaschenstrom des Etikettieraggregates 1 für zumindest diese eine leere, nicht besetze Behälterbehandlungsposition am Rotor 7 kein Etikett 3 geschnitten wird - das zweite Messerelement 12 also kurzzeitig außer Eingriff mit dem an der Schneidtrommel vorgesehenen ersten Messerelement 11 steht.
Mehr im Detail weist das Schneidwerk 5 ein Gehäuse 21 auf, an dem sämtliche Bauteile und Baugruppen angeordnet bzw. aufgenommen sind. Insbesondere ist am dem Gehäuse 21 auch die Schalt- und Stellvorrichtung 13 über einen plattenförmigen Halter 15 angeordnet, vorzugsweise mit dem Gehäuse 21 lösbar verschraubt. An dem plattenförmigen Halter 15 wiederum sind sämtliche nachstehend noch nähergehend erläuterten Bauteile und Baugruppen der Schalt- und Stellvorrichtung 13 gehalten.
Dabei ist an dem plattenförmigen Halter 15 eine Schalteinrichtung 19 zum gesteuert verschwenkbaren Bewegen des ersten Gelenkabschnittes GA1 zwischen der Schneideposition SP und der Warteposition WP des zweiten Messerelements 12 vorgesehen. Die Schalteinrichtung 19 ist vorzugsweise als Pneumatikzylindereinrichtung ausgebildet, die eine mit einem Doppelpfeil D kenntlich gemacht beidseitige Stellbewegung erzeugen kann.
An der der Schalteinrichtung 19 gegenüberliegenden Seite ist an dem Halter 15 ein im Wesentliches U-profilförmiges Festkörpergelenk 14 vorgesehen, an dem der erste und zweite Gelenkabschnitt GA1, GA2 ausgebildet ist. Mehr im Detail weist das U-profilförmige Festkörpergelenk 14 hierbei einen ersten Seitenschenkelabschnitt 14.1 auf, mit dem das Festkörpergelenk 14 an dem Halter 15 angeordnet, insbesondere fest jedoch lösbar mit diesem verbunden, beispielsweise verschraubt ist. Ferner ist ein zu dem ersten Seitenschenkelabschnitt 14.1 im Wesentlichen parallel orientierter zweiter Seitenschenkelabschnitt 14.2 vorgesehen, wobei die beiden Seitenschenkelabschnitte 14.1, 14.2 über einen dritten, vorzugsweise lotrecht zu den beiden Seitenschenkelabschnitten 14.1, 14.2 verlaufenden, Basisschenkelabschnitt 14.3 miteinander verbunden sind.
Mehr im Detail ist dabei der erste Gelenkabschnitt GA1 an dem Festkörpergelenk 14 im Übergangsbereich zwischen dem ersten Seitenschenkelabschnitt 14.1 und dem Basisschenkelabschnitt 14.3 und der zweite Gelenkabschnitt GA2 im Übergangsbereich zwischen dem zweiten Seitenschenkelabschnitt 14.2 und dem Basisschenkelabschnitt 14.3 ausgebildet. Insbesondere ist das Festkörpergelenk 14 zumindest in seinem jeweiligen Gelenkabschnitt GA1, GA2 elastisch verformbar ausgebildet.
Vorzugsweise ist das Festkörpergelenk 14 mit seinem ersten und zweiten Seitenschenkelabschnitt 14.1, 14.2 sowie dem die Seitenschenkelabschnitte 14.1, 14.2 verbindenden Basisschenkelabschnitt 14.3 einteilig, insbesondere einstückig, ausgebildet und aus einem metallischen Werkstoff hergestellt.
An dem Basisschenkelabschnitt 14.3 weist die Schalt- und Stellvorrichtung 13 zum Einleiten der Schwenkbewegung zwischen der Schneideposition SP und der Warteposition WP auf das zweite Messerelement 12 ein sich im Wesentlichen in Draufsicht L-förmig erstreckendes Schalthebelelement 16 auf. Das Schalthebelelement 16 ist mit seiner ersten, an einem kurzen Schenkel ausgebildeten Seite 16.1 fest, jedoch lösbar, an dem Basisschenkelabschnitt 14.3 angeordnet, insbesondere mit diesem verbunden, und wirkt mit seiner zweiten, an einem längeren Schenkel ausgebildeten Seite 16.2 über eine Aufnahme 23 mit der Schalteinrichtung 19 derart zusammen, dass das Schalthebelelement 16 bei Einleitung einer Stellbewegung über die Schalteinrichtung 19 um den ersten Gelenkabschnitt GA1 verschwenkbar ist. Die beidseitige Schwenkbewegung ist mit einem Doppelpfeil E angedeutet.
Zudem weist das Schalthebelelement 16 im Bereich seines freien Endabschnittes der zweiten Seite 16.2 einen mechanischen Anschlag 20 auf, mittels dem die Auslenkung des Schalthebelelementes 16, also der Hub der Schwenkbewegung, zwischen der Warteposition WP und der Schneideposition SP einstellbar ist. Beispielsweise kann der Anschlag 20 durch eine in dem Halter 15 eingeschraubte Gewindespindel 20.1 gebildet sein, an der an gegenüberliegenden Seiten des Schalthebelelementes 16 jeweils ein Anschlagselement 20.2, 20.3 beispielsweise in Form einer Mutter vorgesehen ist.
Dabei bildet das an der dem Halter 15 abgewandten Seite der Gewindespindel 20.1 vorgesehene Anschlagselement 20.2 einen mechanischen Endanschlag für die maximal mögliche Auslenkung des Schalthebelelementes 16 aus, in der sich das zweite Messerelement 12 in seiner Schneideposition SP, also in Wirkeingriff mit dem ersten Messerelement 11 zum Schneiden von Etiketten 3 befindet, während das an der dem Halter 15 zugewandten Seite der Gewindespindel 20.1 vorgesehene Anschlagselement 20.3 einen mechanischen Endanschlag für die Warteposition WP ausbildet, in der sich das zweite Messerelement 12 außer Wirkeingriff mit dem ersten Messerelement 11 befindet. Durch Verdrehen der jeweiligen Anschlagselemente 20.2, 20.3 entlang der Längsachse der Gewindespindel 20.1 lässt sich der entsprechende Endanschlag stufenlos einstellen.
Überdies weist die Schalt- und Stellvorrichtung 13 an ihrem zweiten Seitenschenklabschnitt 14.2 einen Messerhalter 17 auf, an dem das zweite Messerelement 12 auswechselbar gehalten ist und zwar vorzugsweise parallel verlaufend zu der Trommelachse TA. Insbesondere wird jedoch der Messerhalter 17 samt des daran gehaltenen zweiten Messerelements 12 bei einer gesteuerten Schenkbewegung um die erste Gelenkachse GA1 zwischen der Schneideposition SP und der Warteposition WP über das Festkörpergelenk 14 direkt proportional zur Auslenkung des Schalthebelelementes 16 mit verschwenkt.
Vorzugsweise ist der Messerhalter 17 an dem zweiten Seitenschenkelabschnitt 14.2 lösbar, jedoch fest, angeordnet, vorzugsweise mit dem zweiten Seitenschenkelabschnitt 14.2 verschraubt und zwar an der dem Schalthebelelement 16 gegenüberliegenden Außenseite des zweiten Seitenschenkelabschnittes 14.2.
Hierfür ist die relative Positionierung des an dem zweiten Seitenschenkelabschnitt 14.2 vorgesehenen Messerhalters 17 zu dem Schalthebelelement 16 über eine Arretierungsplatte 22 lagefest fixierbar. Beispielsweise kann die Arretierungsplatte 22 hierfür mittels Schrauben 25 sowohl mit dem Schalthebelelement 16 als auch Messerhalter 17 verschraubt sein.
Ferner ist über den an der Schalt- und Stellvorrichtung 13 ausgebildeten zweiten Gelenkabschnitt GA2 der in der Schneideposition SP zwischen dem ersten Messerelement 11 und dem zweiten Messerelement 12 gebildete Schneidspalt ST unabhängig von der gesteuerten Schwenkbewegung des ersten Gelenkabschnittes GA1 einstellbar.
Mehr im Detail kann hierfür der Messerhalter 17 einschließlich daran gehaltenen zweiten Messerelements 12 zur Einstellung des Messerspaltes mittels einer an dem Messerhalter 17 vorgesehenen Verstelleinrichtung 18 um den zweiten Gelenkabschnitt GA2 relativ zu dem Schalthebelelement 16 verschenkbar ausgebildet sein. Das Verschwenken des Messerhalters 17 mittels der Verstelleinrichtung 18 um den zwischen dem zweiten Seitenschenkelabschnitt 14.2 und dem Basisschenkelabschnitt 14.3 ausgebildeten zweite Gelenkbereich GA2 erfolgt damit unabhängig von der gesteuerten Schwenkbewegung des ersten Gelenkabschnittes GA1.
Die Verstelleinrichtung 18 kann hierfür Kräfte in beide Richtungen der um den zweiten Gelenkabschnitt GA2 ausgebildeten Schwenkbewegung aufnehmen. Mehr im Detail kann die Verstelleinrichtung 18 mithin eine Gewindespindel 18.1 mit einem Differenzgewinde aufweisen. Die Gewindespindel 18.1 weist dabei entlang ihres Schaftes zwei Gewindebereiche auf, nämlich einen erstes Gewindebereich W1 und einen zweiten Gewindebereich W2, die beide die gleiche Gewindegangrichtung umfassen, jedoch eine unterschiedlich zueinander ausgebildete Gewindesteigung aufweisen. Dabei ist der erste Gewindebereich W1 der Gewindespindel 18.1 in einem Gegengewinde 17.1 des Messerhalters 17 aufgenommen und der zweite Gewindebereich W2 in einem Gegengewinde 16.3 des Schalthebelelements 16.
Beispielsweise kann der erste Gewindebereich W1 eine größere Gewindesteigung aufweisen als der zweite Gewindebereich W2 der Gewindespindel 18.1. Bei einem Anziehen der Gewindespindel 18.1 gleitet der Gewindebereich W1 der Gewindespindel 18.1 mit der größeren Gewindesteigung in dem Gegengewinde 17.1 des Messerhalters 17 ab. Gleichzeitig bewegt sich aber der Gewindebereich W2 mit der kleineren Steigung in dem Gegengewinde 16.3 des Schalthebelelementes 16. Da bei einer Umdrehung der Gewindespindel 18.1 in dem Gewindebereich mit der kleineren Steigung W2 ein kürzerer Weg zurückgelegt wird, verspannen sich die beiden Gewindebereiche W1, W2 der Gewindespindel 18.1 gegeneinander, also insbesondere aufeinander zu.
Die Einstellung des Messerspaltes mittels der Verstelleinrichtung 18 erfolgt beispielsweise bei abgeschraubter Arretierungsplatte 22 erfolgt, die nach der Einstellung des Messerspaltes wieder zur Lagefixierung des Messerhalters 17 an dem Schalthebelelement 16 aufgeschraubt wird.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. Die Patentansprüche werden zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Bezugszeichenliste

1: Etikettieraggregat
2: Behälter
3: Etikett
3.1: Etikettenmaterial
4: Vorratsrolle
5: Schneidwerk
6: Übergabetrommel
7: Rotor
8: Förderwalze
9: Förderwalze
10: Schneidtrommel
10.1: Trommelumfangsfläche
11: erstes Messerelement
11.1: erste Schneide
12: zweites Messerelement
12.1: zweite Schneide
13: Schalt- und Stellvorrichtung
14: Festkörpergelenk
14.1: erster Seitenschenkelabschnitt
14.2: zweiter Seitenschenkelabschnitt
14.3: Basisschenkelabschnitt
15: Halter
16: Schalthebelelement
16.1: erste Seite
16.2: zweite Seite
16.3: Gegengewinde
17: Messerhalter
17.1: Gegengewinde
18: Verstelleinrichtung
18.1: Gewindespindel
19: Schalteinrichtung
20: Anschlag
20.1: Gewindespindel
20.2: Anschlagselement
20.3: Anschlagselement
21: Gehäuse
22: Arretierungsplatte
23: Aufnahme
25: Schraube
A: Drehrichtung Rotor
B: Drehrichtung Übergabetrommel
C: Drehrichtung Schneidtrommel
D: Stellbewegung Schalteinrichtung
E: Schwenkbewegung um den ersten Gelenkabschnitt
FL1: erste Fläche
FL2: zweite Fläche
F: Ebene
GA1: erster Gelenkabschnitt
GA2: zweiter Gelenkabschnitt
SP: Schneideposition
ST: Schneidspalt
WP: Warteposition
W1: erster Gewindebereich
W2: zweiter Gewindebereich
TA: Trommelachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2628728 A1 [0008]
DE 102007057409 A1 [0009]
DE 202005002793 U1 [0042]

Claims

Schneidwerk für ein Etikettieraggregat einer Etikettiermaschine, umfassend eine um eine Trommelachse (TA) umlaufend antreibbare Schneidtrommel (10) mit wenigstens einem an einem Trommelumfang (10.1) vorgesehenen ersten Messerelement (11) mit wenigstens einer ersten Schneide (11.1), welches zum Schneiden eines Etiketts (3) mit zumindest einer zweiten Schneide (12.1) eines zweiten, an einer Schalt- und Stellvorrichtung (13) vorgesehenen zweiten Messerelementes (12) unter Ausbildung eines Schneidspalts (ST) zusammenwirkt, wobei das zweite Messerelement (12) zumindest im Bereich seiner zweiten Schneide (12.1) eine zweite Härte (HT2) aufweist, die größer ausgebildet ist als eine erste Härte (HT1) zumindest im Bereich der ersten Schneide (11.1) des ersten Messerelements (11) und wobei die erste Schneide (11.1) des ersten Messerelementes (11) durch Materialabtrag an der zweiten Schneide (12.1) des zweiten Messerelements (12) mit der größeren zweiten Härte (HT2) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Messerelement (11) zumindest im Bereich seiner ersten Schneide (11.1) aus einem Stahl der Gruppe der Kaltarbeitsstähle und das zweite Messerelement (12) zumindest im Bereich seiner zweiten Schneide (12.1) aus einem Hartmetall gebildet ist.
Schneidwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Messerelement (11) aus einem Vollmaterial eines Stahls der Gruppe der Kaltarbeitsstähle und/oder das zweite Messerelement (12) aus einem Vollmaterial eines Hartmetalls gebildet, insbesondere hergestellt, sein.
Schneidwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Messerelement (12) zumindest im Bereich seiner zweiten Schneide (12.1) aus gehärtetem Stahl oder Werkzeugstahl oder Keramik hergestellt ist.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Stahl aus der Gruppe der Kaltarbeitsstähle um einen unlegierten oder legierten Kaltarbeitsstahl handelt.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl aus der Gruppe der Kaltarbeitsstähle eine erste Härte (HT1) nach Rockwell von 55 HRC bis 59 HRC aufweist.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl aus der Gruppe der Kaltarbeitsstahl als Kaltarbeitsstahl mit der Werkstoffnummer 1.2550, oder als Kaltarbeitsstahl mit der Werkstoffnummer 1.2379, oder als Kaltarbeitsstahl mit der Werkstoffnummer 1.4034 ausgebildet ist.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl aus der Gruppe der Kaltarbeitsstahl als Kaltarbeitsstahl Vanadis 10 oder Viking mit einer chemischen Zusammensetzung von C 0,5%, Si 1%, Mn 0,5%, Cr 8%, Mo 1,5% und V 0,5% ausgebildet ist.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Messerelement (12) zumindest im Bereich seiner zweiten Schneide (12.1) aus einem Hartmetall hergestellt ist, das als Metallmatrix-Verbundwerkstoff ausgebildet ist.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Messerelement (12) aus einem Hartmetall hergestellt ist, das als Wolframcarbid-Kobalt-Hartmetallsorte (WC-Co) und/oder als Hartmetallsorte für die Stahlbearbeitung (WC-(Ti,Ta,Nb)C-Co) und/oder als Cermet-Hartmetallsorte ausgebildet ist.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hartmetall des zweiten Messerelements (12) eine zweite Härte (HT2) nach Vickers von 1150 (HV30) und/oder eine Bruchzähigkeit nach Palmqvist von 15,5 MN/mm aufweist.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenmesser (12) über einen an der Schalt- und Stellvorrichtung (13) ausgebildeten ersten Gelenkabschnitt (GA1) zwischen einer Schneideposition (SP) und einer Warteposition (WP) derart gesteuert verschwenkbar ist, dass das Gegenmesser (12) in der Schneideposition (SP) mit dem rotierenden ersten Messer (11) in Wirkeingriff und in der Warteposition (WP) außer Wirkeingriff steht, und dass über einen an der Schalt- und Stellvorrichtung (13) ausgebildeten zweiten Gelenkabschnitt (GA2) der in der Schneidposition (SP) zwischen dem ersten Messer (11) und dem Gegenmesser (12) gebildete Messerspalt unabhängig von gesteuerten Schwenkbewegung des ersten Gelenkabschnittes (GA1) einstellbar ist.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalt- und Stellvorrichtung (13) dazu ausgebildet ist, den ersten Gelenkabschnitt (GA1) zwischen der Schneidposition (SP) und der Warteposition (WP) derart gesteuert zu verschwenken, dass bei einzelnen Lücken im Flaschenstrom des Etikettieraggregates (1) für zumindest diese eine leere, nicht besetze Behälterbehandlungsposition am Rotor (7) kein Etikett (3) geschnitten wird.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalt- und Stellvorrichtung (13) ein U-profilförmiges Festkörpergelenk (14) aufweist, an dem der erste und zweite Gelenkabschnitt (GA1, GA2) ausgebildet sind.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Festkörpergelenk (14) einen ersten Seitenschenkelabschnitt (14.1), einen zum ersten Schenkelabschnitt (14.1) im Wesentlichen parallel orientieren zweiten Seitenschenkelabschnitt (14.2) sowie einen die beiden Seitenschenkelabschnitte (14.1, 14.2) an einem freien Ende verbindenden Basisschenkelabschnitt (14.3) aufweist.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gelenkabschnitt (GA1) an dem Festkörpergelenk (14) im Übergangsbereich zwischen dem ersten Seitenschenkelabschnitt (14.1) und dem Basisschenkelabschnitt (14.3) und der zweite Gelenkabschnitt (GA2) im Übergangsbereich zwischen dem zweiten Seitenschenkelabschnitt (14.2) und dem Basisschenkelabschnitt (14.3) ausgebildet ist, und dass das Festkörpergelenk (14) zumindest in seinem jeweiligen Gelenkabschnitt (GA1, GA2) elastisch verformbar ausgebildet ist.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Festkörpergelenk (14) einteilig, insbesondere einstückig, ausgebildet ist.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalt- und Stellvorrichtung (13) über einen an dem ersten Seitenschenkelabschnitt (14.1) befestigten Halter (15) lagefest an einem Gehäuse (21) des Schneidwerks (5) befestig ist.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalt- und Stellvorrichtung (13) ein sich im Wesentlichen L-förmig erstreckendes Schalthebelelement (16) ausweist, das zum Einleiten einer Schwenkbewegung zwischen der Schneideposition (SP) und der Warteposition (WP) auf das Gegenmesser (12) mit einer ersten Seite (16.1) an dem Basisschenkelabschnitt (14.3) verbunden ist und mit einer zweiten Seite (16.2) direkt oder indirekt mit einer Schalteinrichtung (19) derart zusammenwirkt, dass das Schalthebelelement (16) bei Einleiten einer Stellbewegung über die Schalteinrichtung (19) um den ersten Gelenkbereich (GA1) gesteuert verschwenkbar ist.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalthebelelement (16) im Bereich seines freien Endabschnittes der zweiten Seite (16.2) einen mechanischen Anschlag (20) aufweist, mittels dem die Auslenkung des Schalthebelelementes (16) zwischen der Warteposition (WP) und der Schneideposition (SP) einstellbar ist.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalt- und Stellvorrichtung (13) an ihrem zweiten Seitenschenkelabschnitt (14.2) des Festkörpergelenks (14) einen Messerhalter (17) aufweist, an dem das Gegenmesser (12) derart gehalten ist, dass das Gegenmesser (12) bei einer gesteuerten Schwenkbewegung um den ersten Gelenkbereich (GA1) direkt proportional zur Auslenkung des Schaltelementhebels (16) mit verschwenkbar ausgebildet ist.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Positionierung des an dem zweiten Seitenschenkelabschnitt (14.2) vorgesehenen Messerhalters (17) zu dem Schalthebelelement (16) über eine Arretierungsplatte (22) lagefest fixierbar ist.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messerhalter (17) einschließlich daran gehaltenen Gegenmessers (12) zur Einstellung des Messerspaltes mittels einer an dem Messerhalter (17) vorgesehenen Verstelleinrichtung (18) um den zweiten Gelenkabschnitt (GA2) relativ zu dem Schalthebelelement (16) verschenkbar ausgebildet ist.
Schneidwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (18) eine Gewindespindel (18.1) mit einem Differenzgewinde aufweist, wobei die Gewindespindel (18.1) entlang ihres Schaftes wenigstens einen ersten Gewindebereich (W1) und einen zweiten Gewindebereich (W2) vorsieht, die beide die gleiche Gewindegangrichtung bei unterschiedlich zueinander ausgebildeten Gewindesteigung aufweisen, wobei der erste Gewindebereich (W1) der Gewindespindel (18.1) in einem Gegengewinde (17.1) des Messerhalters (17) und der zweite Gewindebereich (W2) in einem Gegengewinde (16.3) des Schalthebelelements (16) aufgenommen ist.
Etikettieraggregat für eine Etikettiermaschine zum Etikettieren von Behältern (2) mit einem Roll-Fed-Etikett, zumindest aufweisend ein Schneidwerk (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerk (5) entsprechend einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.