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Die Erfindung betrifft eine Vakuumpalette gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Etikettenentnahme mit der Vakuumpalette.
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Die Entnahme von Etiketten aus einem Etikettenstapel erfolgt bei Kaltleimaggregaten in der Regel durch eine Schwenkbewegung umlaufender Vakuumpaletten. Folglich taucht die jeweilige Vakuumpalette zuerst mit einer zuvorderst laufenden Seite in den Etikettenstapel ein und rollt anschließend daran ab. Aufgrund dieser Eintauchbewegung liegen bei Verwendung einer Vakuumpalette deren Vakuumkanäle im nachlaufenden Bereich der Vakuumpalette zunächst frei. Dies hat zur Folge, dass in den freiliegenden Kanälen Luft angesaugt wird und nicht genug Vakuum für eine prozessstabile Entnahme des Etiketts bei hohen Maschinenleistungen aufgebaut werden kann.
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Deshalb wurden für den Hochleistungsbereich Vakuumpaletten mit einer zuvorderst ansaugenden Querreihe mit Absaugöffnungen vorgeschlagen, die getrennt von den nachfolgenden Querreihen mit Ansaugöffnungen mit Vakuum versorgt wird. Diese vorderste Startreihe ist entscheidend für die Etikettenentnahme bei hoher Leistung, die nachfolgenden Reihen dienen lediglich zum Halten des Etiketts. Dies bedingt, dass zu jeder Vakuumpalette zwei getrennt schaltbare Vakuumzuleitungen geführt werden müssen.
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Je nach Etikettenlänge und somit nach Position der zuvorderst ansaugenden Querreihe kommt zudem eine andere Vakuumpalette zum Einsatz, da die Verbindungskanäle, welche die Startreihe von den Folgereihen trennen, innerhalb der Vakuumpalette verlaufen. Demzufolge muss die gesamte Vakuumpalette bei Formatwechseln demontiert werden.
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Die Komplexität des zugeordneten Palettenkarussells wird hinsichtlich Konstruktion und Fertigung durch die Vielzahl der daran notwendigen Kanäle zur Versorgung der Vakuumpaletten mit Vakuum und gegebenenfalls auch Druckluft zudem in unerwünschter Weise erhöht.
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Es besteht daher Bedarf für diesbezüglich verbesserte Vakuumpaletten und vakuumgestützte Verfahren zur umlaufenden Entnahme von Etiketten aus Etikettenbehälter.
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Die gestellte Aufgabe wird mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Die beschriebene Vakuumpalette dient zum umlaufenden Aufnehmen eines Etiketts für einen Behälter von einem Etikettenstapel und umfasst eine konvex gekrümmte Ansaugseite mit Ansaugöffnungen, die in Querreihen gruppiert sind, von denen eine bezüglich einer vorgesehenen Abrollbewegung auf dem Etikett zuvorderst laufende Startreihe getrennt von diesbezüglich nachlaufenden Folgereihen mit einem Ansaugvakuum zum Ansaugen des Etiketts beaufschlagt werden kann.
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Erfindungsgemäß umfasst die Vakuumpalette ein Zuschaltventil zum Zuschalten des an der Startreihe anliegenden Ansaugvakuums zu den Folgereihen, wobei das Zuschaltventil ausgangsseitig mit der Startreihe verbunden und so ausgebildet ist, dass es vom ausgangsseitig anliegenden Ansaugvakuum bei dessen Anstieg auf / über einen Schwellenwert zu den Folgereihen hin geöffnet wird.
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Die Folgereihen können somit gezielt erst dann mit dem Ansaugvakuum beaufschlagt werden, wenn die Startreihe das Etikett bereits sicher angesaugt hat. Da beim Eintauchen in den Etikettenstapel anfänglich nur Vakuum an der Startreihe anliegt, kann die für eine zuverlässige Entnahme erforderliche Saugleistung reduziert werden.
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Aufgrund des in die Vakuumpalette integrierten Zuschaltventils ist nur eine einzige Vakuumzuleitung pro Palette nötig. Dadurch vereinfachen sich die zugehörigen Bauteile des Palettenkarussells, nämlich der daran vorhandene Drehverteiler, die Wellen der Vakuumpaletten und die Abdichtung am Übergang von den Wellen zum Drehverteiler.
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Zudem ist keine externe Steuerung und/oder elektrische Energieversorgung erforderlich, da durch einen Ventilfeder-Stößel-Mechanismus bewirkt wird, dass die Folgereihen durch das Ansaugvakuum selbst erst dann versorgt werden, wenn die Startreihe durch das Etikett abgedeckt ist und das Ansaugvakuum sich im Bereich des Zuschaltventils über eine durch die Federkonstante der Ventilfeder definiertes Vakuumniveau aufgebaut hat und folglich das Etikett bereits grundlegend angesaugt ist.
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Die Vakuumpalette kann zudem als Universalpalette für unterschiedliche Etikettenformate ausgeführt werden, bei der die Position der Startreihe, welche für die Entnahme des Etiketts aus dem Etikettenbehälter entscheidend ist, je nach Etikettenformat eingestellt werden kann.
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Dies ist ohne Demontage der Vakuumpalette beispielsweise durch einen Drehstufenschalter an der Vakuumpalette selbst möglich. Somit kann bei Etikettenwechseln die passende Startreihe werkzeuglos eingestellt werden.
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Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen definiert. Die diesbezüglichen Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
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Eine bevorzugte Ausführungsform ist zeichnerisch dargestellt. Es zeigen:
- 1 eine Schrägansicht der Vakuumpalette;
- 2 eine Draufsicht auf die Vakuumpalette in einer ersten Schaltstellung;
- 3A eine Draufsicht auf die Vakuumpalette in einer zweiten Schaltstellung;
- 3B einen Schnitt entlang der Schnittlinie A -A der 3A bei nicht abgedeckter Startreihe;
- 3C einen Schnitt entlang der Linie A - A der 3A bei abgedeckter Startreihe;
- 3D einen Schnitt entlang der Linie B - B der 3A;
- 3E einen Schnitt entlang der Linie C - C der 3A;
- 4 eine Draufsicht auf die Vakuumpalette bei ausgebauter Schalttrommel;
- 5 die Schalttrommel von oben und unten sowie entlang der Schnittlinien E - E und F - F und;
- 6 eine schematische Darstellung der vakuumgestützten Ventilsteuerung.
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Wie die 1 und 2 in der Zusammenschau erkennen lassen, umfasst die Vakuumpalette 1 einen Grundkörper 2 mit einer konvex gekrümmten Ansaugseite 3, in der Ansaugöffnungen 4 in Querreihen 5 ausgebildet sind. Die Querreihen 5 sind im Arbeitsbetrieb der Vakuumpalette 1 vertikal und quer zu einer Umlaufbewegung 1a der Vakuumpalette 1 an einem (nicht dargestellten) Palettenkarussell prinzipiell bekannter Funktion ausgerichtet.
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Zum Aufnehmen eines Etiketts 6 von einem (nicht dargestellten) Etikettenstapel führt die Vakuumpalette 1 darauf bekanntermaßen eine (schematisch angedeutete) Abrollbewegung 1b unter Anlegen eines Ansaugvakuums 7 an den Ansaugöffnungen 4 aus. Bezogen auf die Abrollbewegung 1b ist die jeweils zuerst mit dem Etikett 6 in Kontakt kommende Querreihe 5 als (vorauslaufende) Startreihe 5a definiert, alle nachfolgend mit dem Etikett 6 in Kontakt kommenden Querreihen 5 als (nachlaufende) Folgereihen 5b.
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Die Startreihe 5a kann getrennt von den Folgereihen 5b mit dem Ansaugvakuum 7 beaufschlagt werden. Wie beispielsweise die 3B - 3E diesbezüglich erkennen lassen, umfasst die Vakuumpalette 1 einen Stufenschalter 8 und ein Zuschaltventil 9 zum Zuschalten des an der Startreihe 5a anliegenden Ansaugvakuums 7 zu den Folgereihen 5b.
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Die Startreihe 5a kann mittels des Stufenschalters 8 aus einer bestimmten Anzahl von Querreihen 5 beispielsweise passend zur Größe des aufzunehmenden Etiketts 6 ausgewählt werden. Das Zuschaltventil 9 ist dann ausgangsseitig (auf der Seite der Vakuumquelle) durch den Stufenschalter 8 mit der Startreihe 5a verbunden.
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Das Zuschaltventil 9 könnte der Startreihe 5a aber prinzipiell auch fest zugeordnet sein, der Stufenschalter 8 wäre dann entbehrlich.
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Die reaktive Ventilsteuerung mittels des Ansaugvakuums 7 ist in der 6 schematisch und nicht maßstäblich als Unterdruck-Zeit-Diagramm dargestellt.
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Das Zuschaltventil 9 ist demnach in jedem Fall so ausgebildet, dass es vom ausgangsseitig anliegenden Ansaugvakuum 7 bei dessen Anstieg auf / über einen Schwellenwert 7a zu den Folgereihen 5b hin geöffnet wird. Das Ansaugvakuum 7 steigt generell von einem Anfangswert 7b bei nicht abgedeckter Startreihe 5a und Zustrom von Umgebungsluft durch die Startreihe 5a bis auf einen Endwert 7c an, der erreicht wird, wenn die Startreihe 5a vom Etikett 6 abgedeckt ist und der Zustrom von Umgebungsluft durch die Startreihe 5a im Wesentlichen unterbunden wird. Der Zeitpunkt TA des Abdeckens der Startreihe ist in der 6 schematisch angedeutet.
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Der Schwellenwert 7a kann auf geeignete Weise zwischen Anfangswert 7b und Endwert 7c, vorzugsweise näher am Endwert 7c als am Anfangswert 7b, vorgegeben werden.
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Durch dieses pneumatisch gesteuerte Zuschalten des Ansaugvakuums 7 für die Folgereihen 5b kann sich das Ansaugvakuum 7 an der Startreihe 5a zu Beginn zuverlässig aufbauen, um das Etikett 6 damit aufzunehmen und mitzunehmen. Die Folgereihen 5b dienen dann lediglich noch zum ergänzenden Halten des so mitgenommenen Etiketts 6 beim weiteren Transport an der Vakuumpalette 1.
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Das Etikett 6 kann an vorderster Position eines liegenden Etikettenstapels mittels eines Etikettenbehälters (nicht dargestellt) auf prinzipiell Weise bereitgestellt werden. Der Grundkörper 2 wird hierzu an einer Schwenkachse eines Palettenkarussells befestigt und führt die Abrollbewegung 1b durch gleichzeitiges Umlaufen und Schwenken am Palettenkarussell aus. Auch dies ist prinzipiell bekannt und daher weder dargestellt noch im Detail beschrieben.
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Das Zuschaltventil 9 ist in der 3B in geschlossener Stellung und in 3C - 3E in geöffneter Stellung dargestellt. Die 3B und 3C zeigen den Anschluss des Ansaugvakuums 7 an die ausgewählte Startreihe 5a, die 3D den Anschluss an die mittels Stufenschalter 8 ausgewählten Folgereihen 5b und die 3E den Anschluss an die permanenten Folgereihen 5b.
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Das Zuschaltventil 9 ist demnach auf seiner Ausgangsseite 9a (auf der Seite der Vakuumversorgung) permanent mit der ausgewählten Startreihe 5a verbunden, auf seiner Eingangsseite 9b (auf der Seite der Ansaugöffnungen 4) permanent mit den Folgereihen 5b.
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Das Zuschaltventil 9 umfasst einen Ventilstößel 10, einen zugehörigen Ventilsitz 11 und eine Ventilfeder 12, die den Ventilstößel 10 stirnseitig gegen den Ventilsitz 11 drückt und dadurch das Zuschaltventil 9 schließt.
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Ein ausgangsseitig am Zuschaltventil 9 anliegendes Ansaugvakuum wirkt der Ventilfeder 12 entgegen und öffnet das Zuschaltventil bei Erreichen / Überschreiten des Schwellenwerts 7a.
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An der Ausgangsseite 9a und der Eingangsseite 9b herrscht dann der gleiche Ansaugdruck 7, der damit im Wesentlichen auch an der Startreihe 5a und den Folgereihen 5b anliegt.
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Das Zuschaltventil 9 ist ausgangsseitig sowohl mit der Startreihe 5a als auch mit einem Vakuumanschluss 13 verbunden. Die zugehörige Vakuumquelle (nicht dargestellt) ist so ausgelegt, dass das Ansaugvakuum 7 bei vom Etikett 6 abgedeckter Startreihe 5a auf / über den Schwellenwert 7a ansteigt.
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Bei nicht abgedeckter Startreihe 5a wird dort Luft angesaugt, sodass das Ansaugvakuum 7 an der Ausgangsseite 9a des Zuschaltventils 9 dann nur so abgeschwächt anliegt, dass sich das Zuschaltventil 9 nicht vakuumgestützt öffnet
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Die Rückstellkraft der Ventilfeder 12 wird auf geeignete Weise an das zum Aufnehmen der Etiketten erforderliche Ansaugvakuum 7 angepasst.
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Bei geschlossenem Zuschaltventil 9 ist der Vakuumanschluss 13 somit nur an die Startreihe 5a angeschlossen, bei geöffnetem Zuschaltventil 9 dagegen an die Startreihe 5a und sämtliche Folgereihen 5b.
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Sind die Folgereihen 5b vom Vakuumanschluss 13 abgetrennt, kann durch die Folgereihen keine Umgebungsluft angesaugt werden. Folglich kann sich an der Startreihe 5a ein relativ starkes Ansaugvakuum 7 aufbauen, was für eine gleichermaßen schnelle und zuverlässige Etikettenentnahme zu Beginn der Abrollbewegung 1b erforderlich ist. Somit sind vergleichsweise hohe Maschinenleistungen mit der Vakuumpalette 1 möglich.
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Erreicht / übersteigt das Ansaugvakuum 7 daraufhin den Schwellenwert 7a, sitzt das Etikett 6 bereits zuverlässig an der Startreihe 5a, sodass auch die Folgereihen 5b mit einem für das unterstützende Halten beim Weitertransport des Etiketts 6 ausreichenden Ansaugvakuum beaufschlagt werden können, was durch das Öffnen des Zuschaltventils 9 automatisch erfolgt.
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Prinzipiell könnte die Vakuumpalette 1 auch einen (nicht dargestellten) Druckluftanschluss umfassen, um die Startreihe 5a und/oder Folgereihen 5b zum späteren Abstoßen des Etiketts 6 vorübergehend mit einem geeigneten Überdruck zu beaufschlagen.
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Mit dem Stufenschalter 8 kann die Startreihe 5a formatabhängig, also passend zur Länge der Etiketten 6, aus einer Anzahl bei der Abrollbewegung 1b vorauslaufender (das Etikett 6 zuerst kontaktierender) Querreihen 5 ausgewählt werden. Gemäß dem Beispiel der 2 und 3A, stehen hierfür beispielsweise neun Querreihen zur Auswahl. In der 2 ist die zweite Querreihe 5 beispielhaft als Startreihe 5a ausgewählt, in der 3A sowie 3B - 3D die erste Querreihe 5.
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Der Stufenschalter 8 ist so ausgebildet, dass sich die Folgereihen 5b immer direkt an die ausgewählte Startreihe 5a anschließen, sodass dazwischen keine Querreihen 5 vom Ansaugvakuum 7 völlig ausgespart bleiben.
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Der Stufenschalter 8 ist zu diesem Zweck vorzugsweise in Form eines Drehverteilers mit Einrastpositionen 14 für je eine der zur Auswahl stehenden Querreihen 5 ausgebildet.
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Der Stufenschalter 8 / Drehverteiler umfasst dann beispielsweise eine das Zuschaltventil 9 umgebende Schalttrommel 15, die von einer im Grundkörper 2 ausgebildeten Schaltbuchse 16 aufgenommen wird.
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In der Schalttrommel 15 ist erster Verteilerkanal 17 ausgebildet, der permanent mit der Ausgangsseite 9a des Zuschaltventils 9 verbunden ist und an der innenliegenden Stirnseite 15a der Schalttrommel 15 an einer punktuellen Öffnung 17a mündet.
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In der Schalttrommel 15 ist ferner ein zweiter Verteilerkanal 18 ausgebildet, der permanent mit der Eingangsseite 9b des Zuschaltventils 9 verbunden ist und an der innenliegenden Stirnseite 15a der Schalttrommel 15 in Form eines Ringkanals 18a mündet und den jeweils mit dem Stufenschalter 8 ausgewählten Folgereihen 5b und den von der Stellung des Stufenschalter 8 unabhängigen, also permanenten Folgereihen 5b zugeordnet ist.
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Dazu jeweils passend sind im Grundkörper 2 erste Verbindungskanäle 19 ausgebildet, die permanent mit je einem der als Startreihe 5a auswählbaren Querreihen 5 verbunden sind und im Boden 16a der Schaltbuchse 16 in einem Schaltbereich / Anschlussbereich der punktuellen Öffnung 17a und des Ringkanals 18a derart münden, dass stets nur eine der Querreihen 5, nämlich die ausgewählte Startreihe 5a, mit der punktuellen Öffnung 17a verbunden ist und alle anderen auswählbaren Querreihen 5 mit dem ersten Ringkanal 18a.
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Ferner ist im Grundkörper 2 ein zweiter Verbindungskanal 20 ausgebildet, der permanent mit den von der Stellung des Stufenschalter 8 unabhängigen, permanenten Folgereihen 5b verbunden ist und im Boden 16a der Schaltbuchse 16 in einem permanenten Überlappungsbereich mit dem Ringkanal 18a mündet, so dass die nicht schaltbaren Folgereihen 5b permanent an den Eingangsbereich 9b des Zuschaltventils 9 angeschlossen sind.
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Damit lässt sich die oben beschriebene Zuschaltfunktion des Zuschaltventils 9 gezielt auf die schaltbare Startreihe 5a und die schaltbaren sowie nicht schaltbaren Folgereihen 5b anwenden, insbesondere zur Formatanpassung der Vakuumpalette 1 an das jeweils aufzunehmende Etikett 6.
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An der außenliegenden Stirnseite 15b der Schalttrommel 15 ist vorzugsweise ein Drehknauf 21 ausgebildet mit einer Strichmarkierung 22 oder dergleichen zur Auswahl / Anzeige der als Startreihe 5a ausgewählten Querreihe 5.
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Hierzu passend sind auf der Oberseite des Grundkörpers 2 beispielsweise Positionsmarkierungen 23 an den einzelnen Schaltstellungen für die Startreihe 5a ausgebildet.
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Der Stufenschalter 8 rastet vorzugsweise an jeder der möglichen Schaltstellungen für die Auswahl der Startreihe 5a ein.
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Die Längsabstände 24 zwischen den als Startreihe 5a auswählbaren Querreihen 5, insbesondere zwischen allen Querreihen 5, betragen beispielsweise 5 bis 10 mm, um die Lage der Startreihe 5a praxistauglich an unterschiedliche Etikettenformate anpassen zu können.
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Die ausgewählte Startreihe 5a wird hierzu möglichst nah am zugeordneten Etikettenrand platziert. Sämtliche Folgereihen 5b halten das restliche Etikett 6 beim anschließenden Transport an der Vakuumpalette 1. Hierbei müssen nicht alle Folgereihen 5b vom Etikett 6 abgedeckt sein.
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Vorzugsweise sind wenigstens drei, insbesondere wenigstens fünf Querreihen 5 vorhanden, die wahlweise als Startreihe 5a ausgewählt werden können, wie oben beschrieben wurde.
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In der Praxis sind die Ansaugöffnungen 4 vorzugsweise in einem elastische Oberflächenelement 25 ausgebildet, das auf der Absaugseite 3 des Grundkörpers 2 befestigt wird. Dies ist in der 4 der Vollständigkeit halber schematisch angedeutet.
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Derartige Oberflächenelemente 25 lassen sich auf der Ansaugseite 3 auf bekannte Weise durch Formschluss befestigen. Das Funktionsprinzip des Stufenschalters 8 und/oder des Zuschaltventils 9 ändert sich durch die diesbezügliche Ausgestaltung der Ansaugöffnungen 4 nicht.
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Die Vakuumpalette 1 ist Bestandteil eines Palettenkarussells, das an sich bekannte Funktionen, einschließlich der zugehörigen Vakuumversorgung für die einzelnen Vakuumpaletten über deren Vakuumanschlüsse 13 aufweisen kann und daher weder dargestellt noch im Detail beschrieben ist.
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Dies gilt prinzipiell auch für eine Etikettiermaschine zur Kaltleimetikettierung von Behältern, die an einem Behälterkarussell auf bekannte Weise umlaufen können. Ferner kann die Etikettiermaschine neben dem Palettenkarussell ein Etikettenmagazin zum Vorhalten eines liegenden Etikettenstapels mit von den Vakuumpaletten 1 aufzunehmenden Etiketten 6 umfassen, ebenso einen Leimdrucker zum direkten Leimauftrag auf die daran vorbeilaufenden Etiketten 6 vorzugsweise durch Aufspritzen.
