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Die Erfindung betrifft eine Vakuumzylindereinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine damit ausgestattete Etikettiervorrichtung zur Etikettierung von Behältern.
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Vakuumzylindereinheiten sind bekanntermaßen Bestandteile von Etikettieraggregaten zum Anbringen von auf Rollen bereit gestellten Etiketten auf Behältern, wie beispielsweise Flaschen mittels Heißleim. Hierbei hat der Vakuumzylinder die Aufgabe, die mit Leim versehenen Etiketten vakuumgestützt zur Transportbahn der Behälter zu transportieren und an diese zu übergeben.
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Der Vakuumzylinder ist formatspezifisch an die Etiketten angepasst und kann für Formatwechsel vom zugehörigen Drehantrieb nach oben abgezogen werden. Hinsichtlich einer Drehmomentübertragung und guten Rundlaufgenauigkeit hat sich hierfür eine Kombination aus einer Antriebswelle mit polygonalem Querschnitt und einer entsprechend formschlüssig ausgeformten Nabe am Vakuumzylinder bewährt. Die Polygonwelle erstreckt sich dann im Wesentlichen über die gesamte Höhe des Vakuumzylinders, so dass dieser beim Formatwechsel über die gesamte Länge der Polygonverbindung angehoben und so von der Antriebswelle gezogen werden muss. Wegen des relativ hohen Gewichts des Vakuumzylinders und des in der Regel eingeschränkten Zugangs bei Umrüstarbeiten ist dieses Vorgehen aus ergonomischer Sicht sehr ungünstig.
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Als Behelf wurden gattungsgemäße Vakuumzylindereinheiten beispielsweise in der
DE 10 2011 090 190 A1 ,
DE 10 2013 212 132 A1 und
DE 20 2013 103 475 U1 vorgeschlagen, bei denen die Polygonwelle durch eine selbstzentrierende Verbindung eines Spannzapfens mit einem Spanntopf ersetzt ist. Solche Verbindungen werden auch als Nullpunktspannsysteme bezeichnet. Bei den gattungsgemäßen Vorrichtungen weist die Antriebswelle zu diesem Zweck an ihrem oberen Ende einen vergleichsweise kurzen Wellenstummel auf und der zugehörige Vakuumzylinder einen dazu passenden Spanntopf, der zentrierend auf dem Wellenstummel verriegelt werden kann.
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Zwar lässt sich dadurch der beim Formatwechsel manuell zu überwindende Hub zum Abziehen des Vakuumzylinders gegenüber Vorrichtungen mit Polygonwellen reduzieren. Jedoch erhöhen der Spanntopf und der zugehörige Betätigungsmechanismus das Gewicht des Vakuumzylinders, wodurch die ergonomischen Vorteile beim Abheben des Vakuumzylinders teilweise zunichtegemacht werden. Zudem erhöht der Spanntopf und der zugehörige Betätigungsmechanismus den apparativen Aufwand für den als Wechselteil konzipierten Vakuumzylinder, was dessen Anschaffung in unerwünschtem Ausmaß verteuert.
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Die Nullpunktspannsysteme der gattungsgemäßen Vakuumzylindereinheiten haben sich daher bisher nicht durchgesetzt, so dass weiterhin Bedarf besteht, die Ergonomie beim Austausch von Vakuumzylindern zu verbessern und dabei möglichst auch die Kosten für die formatspezifisch vorzuhaltenden Vakuumzylinder zu minimieren.
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Die gestellte Aufgabe wird mit einer Vakuumzylindereinheit gemäß Anspruch 1 gelöst. Demnach dient diese zur vakuumgestützten Etikettenübergabe in einer Etikettiervorrichtung für Behälter und umfasst ein stationäres Unterteil, eine ringförmig vom stationären Unterteil umgebene Antriebswelle und einen Vakuumzylinder, der an die Antriebswelle mittels eines Nullpunktspannsystems zentriert mitnehmend gekoppelt ist.
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Erfindungsgemäß umfasst das Nullpunktspannsystem einen in den Vakuumzylinder integrierten Spannzapfen und einen mit der Antriebswelle starr verbundenen Spanntopf mit einem pneumatisch mittels Druckluft zu öffnenden Schließmechanismus zum Festklemmen des Spannzapfens. Ferner sind im Unterteil elastisch aufblasbare Dichtungsringe angeordnet, die mittels Druckluft aufgeblasen werden können, um einen Ringspalt zwischen der Antriebswelle und dem Unterteil nach oben und unten hin abzudichten und dadurch zwischen den Dichtungsringen einen Ringkanal zur Druckluftzufuhr zum Schließmechanismus auszubilden.
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Die Dichtungsringe sind hierfür als Radialdichtungen ausgebildet, die sich durch Aufblasen elastisch nach innen ausdehnen und demzufolge an der Antriebswelle anliegend abdichten.
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Der Spannzapfen ist beim Nullpunktspannsystem die passive Komponente, der Spanntopf die aktiv schließende / öffnende Komponente. Somit lassen sich sämtliche zum Öffnen / Schließen des Nullpunktspannsystems zu betätigenden Komponenten in den beim Formatwechsel nicht auszutauschenden Bereich der Antriebswelle verlagern. Folglich muss der vergleichsweise schwere und teure Spanntopf mit den zugehörigen Betätigungselementen beim Austausch des Vakuumzylinders nicht angehoben / ausgetauscht werden, sodass sowohl die Ergonomie verbessert als auch eine vergleichsweise günstige Konstruktion des Vakuumzylinders möglich wird.
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Anders gesagt ist der am austauschbaren Vakuumzylinder angeordnete Spannzapfen vergleichsweise leicht und kostengünstig.
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Geeignete Nullpunktspannsysteme sind beispielsweise unter dem Namen „Zero Clamp®“ bekannt und umfassen in der Regel ein Spanntopfgehäuse aus gehärtetem Edelstahl, einen Stahlkonus für spielfreies Einspannen des zugehörigen Zapfens, eine zugeordnete Präzisionsradialfeder, ein Federblech und vorzugsweise eine Verrieglung, die mittels Federkraft schließt und pneumatisch geöffnet werden kann.
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Zudem ermöglicht der temporär zum Öffnen des Nullpunktspannsystems vollumfänglich erzeugte Ringkanal einen Austausch des Vakuumzylinders in beliebiger Drehlage. Die Anordnung der Dichtungsringe im stationären Unterteil ermöglicht eine einfache Druckluftzufuhr zu diesen und zum Ringkanal.
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Vorzugsweise sind die Dichtungsringe so ausgebildet und angeordnet, dass sie die Antriebswelle ohne Beaufschlagung mit Druckluft nicht berühren. Dadurch lässt sich unerwünschter Reibkontakt der Dichtungen mit der Antriebswelle im Produktionsbetrieb vermeiden.
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Vorzugsweise sind im Unterteil nach innen offene Nuten zur Aufnahme der Dichtungsringe ausgebildet. Vorzugsweise sind die drucklos entspannten Dichtungsringe dann in die Nuten vollständig versenkt.
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Vorzugsweise sind die Dichtungsringe nicht nur zur Antriebswelle, sondern auch an ihrem Außenumfang elastisch verformbar und weisen drucklos entspannt hinsichtlich ihres Umfangs ein Übermaß von 0,1 bis 3 %, insbesondere von 0,5 bis 1 %, bezogen auf einen in den Nuten jeweils im Sinne eines Dichtungssitzes ausgebildeten Nutgrund auf. Die Dichtungsringe sind in der Nut dann stets etwas auf Spannung, wodurch sich die Dichtungsringe nach ihrer Entlüftung zuverlässig in die Nut zurückziehen.
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Vorzugsweise weisen die Dichtungsringe ein Profil mit außenliegendem Klemmfuß auf. Ferner ist dann im Bereich eines in den Nuten jeweils ausgebildeten Nutgrunds ein korrespondierendes Verankerungsprofil zum formschlüssig und/oder kraftschlüssig radialen Verankern des Klemmfu-ßes ausgebildet. Das Verankerungsprofil kann beispielsweise ein C-Profil oder ein T-Profil sein oder eine beispielsweise als Negativ zum Klemmfuß passend hergestellte Formnut. Diese Art der Befestigung ist vergleichsweise flexibel anpassbar, platzsparend und zuverlässig.
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Vorzugsweise sind im stationären Unterteil im Bereich eines in den Nuten jeweils ausgebildeten Nutgrunds axial geführte und lösbare Bolzen zur radialen Verriegelung der Dichtungsringe angeordnet. Diese Befestigungsvariante eignet sich besonders, wenn die Dichtungsringe beispielsweise zur Reinigung aus dem Nutgrund entfernt werden sollen, oder um den Austausch ermüdeter Dichtungsringe zu vereinfachen, wodurch die Stillstandzeit der Maschine verkürzt wird.
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Vorzugsweise sind die Dichtungsringe mit einem in den Nuten jeweils ausgebildeten Nutgrund radial fixierend verklebt. Die Dichtung wird dann mit einem passenden Klebstoff ausschließlich im Nutgrund fixiert, was auf diese Weise besonders zuverlässig ist und hohe Belastbarkeit ermöglicht.
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Vorzugsweise sind im Unterteil ferner ausgebildet: wenigstens ein zwischen den Nuten mündender erster Versorgungskanal zum Zuführen von Druckluft in den Ringkanal; und in die Nuten mündende zweite Versorgungskanäle zum Zuführen von Druckluft zu den Dichtungsringen. Dadurch wird ein Dichtungssitz mit einfach zu führender stationärer Druckluftversorgung ermöglicht.
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Vorzugsweise sind dem ersten Versorgungskanal zum einen und den zweiten Versorgungskanälen zum anderen getrennte externe Druckluftanschlüsse zugeordnet. Dies ermöglicht eine separate und zeitlich koordinierte Druckluftbeaufschlagung zuerst der Dichtungsringe und dann des Spanntopfs sowie eine Druckentlastung in umgekehrter Reihenfolge.
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Vorzugsweise ist das Unterteil ein mittels 3D-Druck hergestelltes ringförmiges Bauteil im Wesentlichen aus Kunststoff. Dadurch lassen sich Nuten und Versorgungskanäle mit vergleichsweise komplexen Querschnitten und Verläufen auf hinsichtlich der Konstruktion flexibel optimierbare Weise im Unterteil ausbilden. Ferner ist eine kostengünstige Herstellung möglich.
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Vorzugsweise weist wenigstens eine und insbesondere jede der Nuten einen sich vom Nutgrund zum Ringkanal hin verengenden Querschnitt auf. Dies begünstigt ein selbsttätiges Zurückziehen der drucklosen Dichtungsringe in die Nuten, um Reibkontakt mit der Antriebswelle zu vermeiden. Die Dichtungsringe können dann einen sich entsprechend zum Nutgrund hin weitenden Außenquerschnitt aufweisen. Denkbar sind beispielsweise miteinander korrespondierende trapezförmige Querschnitte von Dichtungsring und zugeordneter Nut.
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Vorzugsweise umfasst der Spanntopf einen federnd vorgespannten Schließmechanismus, der pneumatisch geöffnet werden kann, also durch Beaufschlagung mit Druckluft. Die Federkraft hält die Verbindung auch bei Fehlen / Ausfallen der Druckluftversorgung zuverlässig geschlossen. Das heißt, der Spannzapfen wird bei anliegender Druckluft in den Spanntopf eingeführt und die kraftschlüssige Verbindung durch Unterbrechen der Druckluftzufuhr hergestellt und so bis zum erneuten Anlegen der Druckluft mechanisch gehalten. Somit ist ein ergonomisches Öffnen durch vorübergehende Druckluftzufuhr bei Stillstand des Vakuumzylinders gegeben.
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Vorzugsweise ist der Spanntopf zur Öffnung durch Druckluftbeaufschlagung mit einem Druck von 4 bis 8 bar ausgebildet. Dies ermöglicht ein vergleichsweise einfaches und ergonomisches Öffnen des Nullpunktspannsystems mittels herkömmlicher zentraler Druckluftversorgung.
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Vorzugsweise weist der Spannzapfen eine Eingriffslänge von 10 bis 50 mm bezüglich des Spanntopfs auf. Darunter ist zu verstehen, dass die Eingriffslänge beim Abheben des Vakuumzylinders vom Antrieb durch manuellen Hub überwunden werden muss. Damit ist ein relativ ergonomisches Abnehmen des Vakuumzylinders gegeben.
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Die gestellte Aufgabe wird ebenso mit einer Etikettiervorrichtung nach Anspruch 13 und mit einer Etikettiermaschine nach Anspruch 15 gelöst. Die Etikettiervorrichtung dient definitionsgemäß der Etikettierung von Behältern, insbesondere Flaschen, und umfasst zu diesem Zweck eine zur unmittelbaren Übergabe von Etiketten an die Behälter angeordnete Vakuumzylindereinheit gemäß wenigstens einer der beschriebenen Ausführungsformen. Die Etikettiervorrichtung ist beispielsweise zur Rundumetikettierung der Behälter mittels von der Rolle bereitgestellter und dann mit Heißleim beschichteter Etiketten ausgebildet. Die Etikettiervorrichtung ist dann ein Heißleim-Etikettieraggregat. Es kann sich dabei aber auch um ein Kaltleim-Etikettieraggregat für Behälter handeln.
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Die Etikettiermaschine umfasst die beschriebene Etikettiervorrichtung und ein kontinuierlich drehbares Behälterkarussell zur Positionierung der Behälter bei der Etikettenübergabe.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist zeichnerisch dargestellt. Es zeigen:
- 1 einen Schnitt durch die Vakuumzylindereinheit;
- 2 einen Teilbereich der Vakuumzylindereinheit bei entspannten Dichtungsringen;
- 3 einen Teilbereich der Vakuumzylindereinheit bei aufgeblasenen Dichtungsringen;
- 4 die Anordnung gemäß 3 in einer anderen Schnittebene;
- 5 eine Schrägansicht des stationären Unterteils,
- 6 eine Schrägansicht der Antriebsbaugruppe der Vakuumzylindereinheit; und
- 7 eine schematische Draufsicht auf ein Etikettieraggregat mit der Vakuumzylindereinheit.
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Wie beispielsweise die 1 und 2 erkennen lassen, umfasst die Vakuumzylindereinheit 1 in bevorzugter Ausführungsform eine Antriebswelle 2 (mit einem davon umfassten Adapter 2a) und einen Vakuumzylinder 3, die mittels eines Nullpunktspannsystems 4 bezüglich einer aufrechten Drehachse 1a zentriert und Drehmoment übertragend aneinandergekoppelt sind.
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Das Nullpunktspannsystem 4 umfasst einen am Vakuumzylinder 3 befestigten und im Arbeitsbetrieb nach unten weisenden Spannzapfen 5 sowie einen mit der Antriebswelle 2 starr verbundenen Spanntopf 6 zum greifenden Festklemmen des Spannzapfens 5.
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Die Verbindung zwischen der Antriebwelle 2 und dem Spanntopf 6 wird beispielsweise durch einen am Ende der Antriebswelle 2 angeordneten Adapter 2a hergestellt, der vereinfachend als Bestandteil der Antriebswelle 2 angesehen wird.
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Der Spanntopf 6 umfasst einen federnd vorgespannten Schließmechanismus 7, der durch Beaufschlagung mit erster Druckluft 8a (3) pneumatisch geöffnet werden kann, wie beispielsweise vom System „Zero Clamp®“ bekannt ist.
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Die Vakuumzylindereinheit 1 umfasst ferner ein stationäres Unterteil 9, das die Antriebswelle 2 ringförmig umgibt. Zwischen der im Arbeitsbetrieb rotierenden Antriebswelle 2 bzw. dem Adapter 2a und dem stationären Unterteil 9 ist ein Ringspalt 10 ausgebildet (2).
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Das Unterteil 9 umfasst zwei nach innen offene Nuten 11, in denen jeweils ein elastisch aufblasbarer Dichtungsring 12 sitzt. Durch Anlegen zweiter Druckluft 8b (4) können die Dichtungsringe 12 aufgeblasen werden, um einen zwischen den Dichtungsringen 12 liegenden Abschnitt des Ringspalts 10 nach oben und unten hin abzudichten und dadurch einen Ringkanal 10a für die zum Öffnen des Schließmechanismus 7 benötigte erste Druckluft 8a am Spanntopf 6 temporär auszubilden. Die Angaben „erste“ und „zweite“ legen hier keine Reihenfolge fest, sondern dienen lediglich der funktionalen Zuordnung.
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Die (pneumatisch) drucklos entspannten Dichtungsringe 12 sind in die Nuten 11 vorzugsweise vollständig versenkt.
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Die 2 zeigt den Ringspalt 10 im Arbeitsbetrieb des Vakuumzylinders 3 bei entspannten / drucklosen Dichtungsringen 12, die 3 und 4 dagegen im Stillstand des Vakuumzylinders 3 mit aufgeblasenen Dichtungsringen 12 und dem temporär dazwischen ausgebildeten Ringkanal 10a.
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Der Ringkanal 10a wird nur bei stillstehendem Vakuumzylinder 3 temporär erzeugt und dann vollumfänglich von den Dichtungsringen 12, der Antriebswelle 2 bzw. dem Adapter 2a und dem Unterteil 9 begrenzt. Dadurch ist eine Druckluftversorgung des Spanntopfs 6 unabhängig von der Drehlage des Vakuumzylinders 3 möglich.
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Wie in der 2 zu erkennen ist, sind die Dichtungsringe 12 derart in den Nuten 11 verankert, dass sie die Antriebswelle 2 ohne Beaufschlagung der Dichtungen 12 mit der zweiten Druckluft 8b nicht berühren. Ein unerwünschter Reibkontakt der Dichtungen 12 im Arbeitsbetrieb wird dadurch vermieden.
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Zu diesem Zweck können die Dichtungsringe 12 beispielsweise am Nutgrund 11a (am nach au-ßen weisenden Wandbereich) der Nuten 11 eingeklebt und/oder mechanisch befestigt sein, insbesondere (zerstörungsfrei) lösbar durch formschlüssiges und/oder kraftschlüssiges Klemmen und/oder durch eine Bolzenverriegelung (nicht dargestellt), wie voranstehend bereits beschrieben ist.
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Ergänzend oder alternativ können die Dichtungsringe 12 im drucklos entspannten Zustand ein Umfangsübermaß bezüglich der zugeordneten Nutgründe 11a aufweisen, beispielsweise um 0,1 bis 3 % und insbesondere um 0,5 bis 1 % (nicht dargestellt). Dadurch werden die Dichtungsringe 12 auch im drucklosen Zustand umfänglich komprimiert und weichen der dadurch erzeugten Spannung aus, indem sie gegebenenfalls wieder zurück zum Nutgrund 11a hin wandern und dann dort verbleiben, sodass sie im Arbeitsbetrieb zuverlässig auf Abstand zur Antriebswelle 2 / zum Adapter 2a angeordnet sind und Reibkontakt damit vermieden wird.
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Ergänzend oder alternativ könnten die Nuten 11 einen sich vom Nutgrund 11a nach innen hin zumindest abschnittsweise verengenden Querschnitt (nicht dargestellt) aufweisen. Beispielsweise könnten die Nuten 11 und die Dichtungsringe 12 sich zum Ringspalt 10 hin verjüngende trapezförmige Querschnitte aufweisen.
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Die oben genannten Maßnahmen bewirken jeweils, dass sich die drucklos entspannenden Dichtungsringe 12 wieder zuverlässig in die Nuten 11 zurückziehen, so dass sie anschließend auf Abstand zu der im Arbeitsbetrieb rotierenden Antriebswelle 2 / zum Adapter 2a gehalten werden.
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Zur Versorgung des Ringkanals 10a mit der ersten Druckluft 8a von außen ist im stationären Unterteil 9 wenigstens ein erster Versorgungskanal 13 ausgebildet.
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Zur Versorgung der Dichtungsringe 12 mit der zweiten Druckluft 8b von außen sind im stationären Unterteil 9 zweite Versorgungskanäle 14 ausgebildet.
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Zudem ist in der Antriebswelle 2 bzw. im Adapter 2a wenigstens ein Verbindungskanal 15 beispielsweise in Form einer Bohrung ausgebildet, der auf Höhe des temporären Ringkanals 10a in den Ringspalt 10 mündet und zum Spanntopf 6 des Schließmechanismus 7 führt.
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Nach Aufblasen der Dichtungsringe 12 durch Anlegen der zweiten Druckluft 8b kann somit die erste Druckluft 8a durch den ersten Versorgungskanal 13, den temporären Ringkanal 10a und die Verbindungsleitung 15 am Spanntopf 6 angelegt werden, um den Schließmechanismus 7 pneumatisch zu öffnen, so dass der Vakuumzylinder 3 infolge einer Freigabe des Spannzapfens 5 abgenommen werden kann.
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Die Nuten 11 und die Dichtungsringe 12 sind vollumfänglich ausgebildet, um ein Beaufschlagen des Spanntopfs 6 mit der ersten Druckluft 8a unabhängig von der Drehlage des Vakuumzylinders 3 bezüglich des Unterteils 9 zu ermöglichen. Das heißt, der Vakuumzylinder 3 kann in beliebiger Drehlage bezüglich des Unterteils 9 bei geeigneter Druckluftbeaufschlagung des Spanntopfs 6 nach oben abgezogen werden. Dies ermöglicht eine ergonomische Handhabung des Vakuumzylinders 3 beim formatspezifischen Austausch.
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Das stationäre Unterteil 9 ist vorzugsweise ein ringförmiges Bauteil, das beispielsweise in einem 3D-Druckverfahren auf prinzipiell bekannte Weise hergestellt wird. Wie die 5 beispielhaft erkennen lässt, kann man die Nuten 11 und die Versorgungskanäle 13, 14 so mit vergleichsweise komplexer Formgebung herstellen und auf besonders praktikable Weise optimieren.
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Die erste Druckluft 8a kann beispielsweise über einen eingangsseitigen Druckluftanschluss 13a der ersten Versorgungsleitung 13 und die zweite Druckluft 8b über einen separaten Druckluftanschluss 14a den zweiten Versorgungsleitungen 14 von außen zugeführt werden, siehe beispielsweise die 3 und 4.
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Die erste und zweite Druckluft 8a, 8b können dann auf prinzipiell bekannte Weise getrennt voneinander maschinell zugeschaltet werden.
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Die erste und zweite Druckluft 8a, 8b können auf prinzipiell bekannte Weise mit unterschiedlichen Druckniveaus bereitgestellt werden oder auch identische Druckniveaus aufweisen.
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Insbesondere die erste Druckluft 8a könne auch über einen Schlauch mit einer Luftdruckpistole oder dergleichen Ventil infolge manueller Zuschaltung bereitgestellt werden.
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Im Bereich des Nullpunktspannsystems 4, beispielsweise am Vakuumzylinder 3, können den Spannzapfen 5 umgebend Indexierstifte und/oder Indexierbohrungen vorhanden sein (nicht dargestellt), um die Drehlage des Vakuumzylinders 3 bezüglich der Antriebswelle 2 festzulegen. Im Bereich des Spanntopfs 6 sind dann damit jeweils korrespondierende Öffnungen und/oder Stifte vorhanden. Derartige Indexierung kann aber nicht nur der Festlegung der relativen Drehlage zueinander dienen, sondern die Drehmomentübertragung von der Antriebswelle 2 auf den Vakuumzylinder 3 durch das Nullpunktspannsystem 4, also die kraftschlüssige Verbindung zwischen Spannzapfen 5 und Spanntopf 6, ergänzen.
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Die Indexierstifte und zugehörige Bohrungen können im Spanntopf 6 und in einem Adapter für den Spannzapfen 5 eingelassen sein und auf einer herkömmlichen Verdrehsicherung für eine anderweitige Nutzung solcher Spanntöpfe beruhen. Auf prinzipiell bekannte Weise ist visuelle, optoelektronische, kontaktelektrische Kontrolle und/oder eine Vakuumabfrage möglich, um ein korrektes Einrasten des Vakuumzylinders 3 sicherzustellen.
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Das Nullpunktspannsystem 4 schließt vorzugsweise selbsttätig mittels Federvorspannung, könnte aber prinzipiell zusätzlich mechanisch festgezogen werden. Zum Trennen und Zusammenfügen des Nullpunktspannsystems 4 wird dieses pneumatisch geöffnet, beispielsweise durch Anlegen der ersten Druckluft 8a mit einem Luftdruck von 4 bis 8 bar an den temporären Ringkanal 10a. Durch Druckentlastung verriegelt sich das Nullpunktspannsystems 4 zentrierend und kraftschlüssig von selbst und bleibt ohne erneute Druckbeaufschlagung permanent verriegelt.
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Der Spannzapfen 5 hat vorzugsweise eine beim Abheben des Vakuumzylinders 3 zu überwindende Eingriffslänge 16 von höchstens 50 mm in den Spanntopf 6, um einen ergonomischen Austausch des Vakuumzylinders 3 zu ermöglichen.
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Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass am Vakuumzylinder 3 prinzipiell bekannte Ansaugelemente 3a zur Etikettenaufnahme/ -abgabe umfänglich gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Ein zugehöriger Vakuumverteiler-Ring 17 umgibt das stationäre Unterteil 9, siehe die 1. Der Vakuumverteiler-Ring 17 wird mittels Druckfedern gegen eine korrespondierende Dichtfläche des Vakuumzylinders 3 gedrückt, um dessen Vakuumversorgung zu ermöglichen. Über pneumatische Anschlüsse und Schläuche (nicht dargestellt) kann Vakuum dann auf prinzipiell bekannte Weise zu den Ansaugelementen 3a geleitet werden.
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Die 6 zeigt beispielhaft den Spanntopf 6 und das Unterteil 9 als Bestandteile einer Antriebsgruppe 18 für den Vakuumzylinder 3 mit einer stationären Tragplatte 19 (siehe beispielsweise auch 2 bis 4) und einem Antriebsmotor 20.
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In der 7 ist beispielhaft und schematisch eine Etikettiervorrichtung 21 zur Etikettierung von Behältern 22 (nur einer dargestellt), insbesondere Flaschen, dargestellt, mit der zur unmittelbaren Übergabe von Etiketten 23 (nur eines dargestellt) an die Behälter 22 angeordneten Vakuumzylindereinheit 1 mit einem austauschbaren Vakuumzylinder 3.
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Die Etiketten 23 werden beispielsweise von Rollen 24 bereitgestellt und von einem Leimwerk 25 mit Heißleim beschichtet. Die dargestellte Etikettiervorrichtung 21 ist somit vorzugsweise ein Heißleim-Etikettieraggregat.
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Alternativ wäre eine entsprechende Ankopplung einer Vakuumzylindereinheit 1 aber auch bei einem Kaltleim-Etikettieraggregat (nicht dargestellt) denkbar und/oder bei Greiferzylindern, Transferzylindern oder dergleichen rotierenden Einheiten, die in Gänze an Etikettiervorrichtungen formatabhängig ausgetauscht werden müssen.
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Die Etikettiervorrichtung 21 ist dann vorzugsweise Bestandteil einer Etikettiermaschine 31, die ein kontinuierlich drehbares Behälterkarussell 32 zur Positionierung der Behälter 22 bei der Etikettenübergabe umfasst sowie wenigstens eine in der Peripherie des Behälterkarussells 32 auf prinzipiell bekannte Weise angedockte Etikettiervorrichtung 21.
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Die beschriebene Anordnung des Nullpunktspannsystems 4 mit am Vakuumzylinder 3 angeordnetem Spannzapfen 5 und mit an der Antriebswelle 2 angeordnetem Spanntopf 6 ermöglicht einen ergonomischen Austausch des Vakuumzylinders 3 bei Formatwechseln und reduziert zudem die Kosten für die einzelnen formatspezifisch vorzuhaltenden Vakuumzylinder 3.
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Der temporäre Ringkanal 10a ermöglicht zudem einen Austausch des Vakuumzylinders 3 unabhängig von seiner Drehlage.
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Für den Austausch des Vakuumzylinders 3 wird der mit der Antriebswelle 2 verbundene Motor abgeschaltet und die Vakuumzylindereinheit 1 in Stillstand, also ohne laufenden Drehantrieb, versetzt.
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Sobald der Vakuumzylinder 3 nicht mehr rotiert, kann die zweite Druckluft 8b beispielsweise am externen Druckluftanschluss 13a zugeschaltet werden. Dadurch werden die Dichtungsringe 12 aufgeblasen und der Ringkanal 10a temporär im Ringspalt 10 ausgebildet. Anschließend kann die erste Druckluft 8a zugeschaltet und über den Ringkanal 10a am Spanntopf 6 angelegt werden, wodurch sich dieser derart öffnet, dass der Spannzapfen 5 freigegeben und der Vakuumzylinder 3 von der Antriebswelle 2 nach oben abgehoben werden kann.
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Bei weiterhin anliegender erster und zweiter Druckluft 8a, 8b kann ein passender Vakuumzylinder 3 für ein anderes Etikettenformat aufgesetzt werden, indem dessen Spannzapfen 5 in den Spanntopf 6 eingeführt wird.
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Der Spannzapfen 5 wird anschließend durch Wegschalten der ersten Druckluft 8a und Belüften des Ringkanals 10a mittels Federvorspannung des Spanntopfs 6 mechanisch in diesem festgeklemmt und dadurch drehsteif verriegelt. Indexierstifte, die ansonsten zur Verdrehsicherung bei Einzelverwendung des Spanntopfes 6 dienen, können die Drehmomentübertragung hierbei unterstützen.
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Das heißt, beim Einsetzen des Spannzapfens 5 in den Spanntopf 6 ist dieser mit der ersten Druckluft 8a beaufschlagt und damit geöffnet. Durch Abschalten der Druckluftzufuhr und belüften des Ringkanals 10a schließt sich der Spanntopf 6 mittels Federvorspannung selbsttätig um den Spannzapfen 5.
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Anschließend kann auch die zweite Druckluft 8b weggeschaltet werden, so dass die Dichtungsringe 12 belüftet werden, sich entspannen und sich dabei wieder in ihre Nuten 11 zurückziehen.
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Zur korrekten Zuordnung der Drehlage des Vakuumzylinders 3 zur Antriebswelle 2 werden vorzugsweise am Vakuumzylinder 3 vorhandene Indexierstifte und/oder Indexierlöcher mit korrespondierenden Strukturen im Bereich des Spanntopfs 6 in Eingriff gebracht. Das im Arbeitsbetrieb erforderliche Drehmoment wird dann überwiegend durch den Kraftschluss des Nullpunktspannsystems 4 von der Antriebswelle 2 beispielsweise mittels des Adapters 2a auf den Vakuumzylinder 3 übertragen.
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Die absolute Drehlage der Antriebswelle 2 / des Spanntopfs 6 kann dabei aufgrund der vollumfänglichen Druckankopplung durch den temporär ausgebildeten Ringkanal 10a beliebig sein.
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Nach dem Schließen des Nullpunktspannsystems 4 durch Abschalten der Zufuhr sowohl der ersten als auch der zweiten Druckluft 8a, 8b kann die Vakuumzylindereinheit 1 und die damit zugeordnete Etikettiervorrichtung 21 / Etikettiermaschine 31 den Arbeitsbetrieb wiederaufnehmen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011090190 A1 [0004]
- DE 102013212132 A1 [0004]
- DE 202013103475 U1 [0004]
