DE20003798U1 - Rotierender Greiferzylinder für eine Etikettiermaschine - Google Patents

Description

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KN/mo 980477G
29. Februar 2000

Rotierender Greiferzylinder für eine Etikettiermaschine

Die Erfindung bezieht sich auf einen rotierenden Greiferzylinder mit an seinem Umfang jeweils aus einer Greiferauflage und verschwenkbar gelagerten Greiferfingern bestehenden Greifern, wobei die Verschwenkbewegung der Greiferfinger eines jeden Greifers über einen Hebel erfolgt, der eine für alle Greifer gemeinsame, ortsfeste Steuerkurve abtastet.

Greiferzylinder mit solchen Greifern werden bei verschiedenen Etikettiermaschinen eingesetzt. Bei solchen Etikettiermaschinen rotieren die Greiferzylinder entweder gleichsinnig oder gegensinnig zu einem mit Entnahmeelementen für Etiketten bestückten Träger. Eine Schwierigkeit beim Einsatz solcher Greiferzylinder besteht darin, daß in üblichen Leistungsbereichen von 10.000 bis 50.000 Etikettierungen pro Stunde für die Abnahme eines Etiketts von Aufnahmeelementen, an denen die Etiketten mit Leim gehalten sind, durch den Greifer nur Bruchteile von einer Sekunde zur Verfügung stehen. Diese Zeit ist insbesondere bei einer Etikettiermaschine kurz, bei der der Greiferzylinder und der Entnahmeelementeträger gleichsinnig, die Entnahmeelemente dagegen gegensinnig rotieren. Wegen dieser für die Übernahme der Etiketten zur Verfügung stehenden kurzen Zeiten werden die an der Übernahme beteiligten Elemente, insbesondere beim Erfassen der Etiketten an deren Vorderkante, das heißt unter Last, mechanisch stark beansprucht. Das führt zu einem hohen Verschleiß. Hinzu

kommt, daß die Belastung der Etiketten groß ist. Insbesondere bei Folien kommt es deshalb immer wieder zu Störungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Greiferzylinder mit Greifern zu schaffen, bei dem die Belastung der an der Etikettenübernahme beteiligten Elemente einschließlich des zu übernehmenden Etiketts vergleichsweise klein ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Greiferfinger und der Hebel voneinander unabhängige Lagerwellen aufweisen und über ein Übersetzungsgetriebe antriebsmäßig miteinander gekuppelt sind. Bei einem solchen Greiferzylinder kann wegen des eingeschalteten Übersetzungsgetriebes der Hub des die Steuerkurve abtastenden Hebels wesentlich kleiner als bei einer aus der Hebelbewegung unmittelbar abgeleiteten Verschwenkbewegung der Greiferfinger gehalten werden. Daraus resultiert eine geringere Massenbeschleunigung verbunden mit einer kleineren Belastung. Die mögliche kleinere Hubbewegung schafft die Voraussetzung dafür, daß die einzelnen Phasen bei der Schließbewegung günstiger gestaltet werden können. So kann die Schließbewegung in der Anfangsphase, wenn die Greiferfinger unbelastet sind, schnell erfolgen, während sie beim Aufbau des Druckes an der Greiferauflage, wenn das Etikett ergriffen wird, kleiner sein kann. Neben diesen bezüglich der Belastung der an der Etikettenübernahme beteiligten Elemente einschließlich des Etiketts günstigen Verhältnisse wirkt sich ferner günstig aus, daß das Übersetzungsgetriebe eine kompakte Bauweise erlaubt.

Für eine kompakte Bauweise ist auch günstig, wenn von der Mitte des Greiferzylinders aus gesehen, die Lagerwelle der Greiferfinger hinter der Lagerwelle des Hebels liegt. Die Belastung des Übersetzungsgetriebes bei kompaktem Aufbau kann dadurch klein gehalten werden, daß es aus einem vom Hebel gehaltenen Segment mit Innenverzahnung und einem Ritzel auf der Lagerwelle der Greiferfinger besteht. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß möglichst viele Zähne im Eingriff sind. Das wirkt sich günstig auf den Verschleiß aus. Ein solcher Antrieb läßt sich ohne zusätzlichen Aufwand für eine doppelte Lebensdauer auslegen, wenn das Zahnsegment und das Ritzel eine doppelt so lange Eingriffslänge haben, wie für die erforderliche Schwenkbewegung nötig ist. In diesem Fall kann zunächst der erste Abschnitt des Ritzels und des Segmentes für die Verschwenkbewegung benutzt werden. Ist er verschlissen, kann das Segment um 180° verdreht und umgesteckt werden und das Ritzel verdreht werden, so daß der bisher nicht benutzte zweite Abschnitt für die Verschwenkbewegung benutzt wird.

Auch bei der Erfindung kann an dem bewährten Prinzip festgehalten werden, daß die Steuerkurve einseitig ausgebildet ist und der Hebel durch eine Feder in Anlage an der Steuerkurve gehalten ist. Dabei sollte bei der Schließbewegung der Greiferfinger die Steuerkurve den Hebel gegen die Kraftrichtung der Feder schwenken. Auch ist für die Belastung des Etiketts aber auch der beteiligten Greiferelemente von Vorteil, wenn die Greiferfinger mit der Lagerwelle über ein elastisches Pufferelement gekuppelt sind.

Ferner hat sich bewährt, daß der Hebel mit einer Rolle an der Steuerkurve anliegt. Wegen der Möglichkeit der

kompakten Bauweise auch des Hebels kann die Rolle einen verhältnismäßig großen Durchmesser haben. Auch dies wirkt sich günstig auf den Verschleiß aus. Liegt der Drehpunkt vom Zahnsegment radial nach innen versetzt gegenüber dem Drehpunkt von Zahnritzel und Greifer, dann ergibt sich für den Antrieb ein günstiger Übertragungswinkel. Auch wirkt sich die Übersetzung günstig auf den Federweg aus, so daß der Federweg im Vergleich zu herkömmlichen Antrieben klein gehalten werden kann.

Für eine kompakte Bauweise ist weiter von Vorteil, wenn das Übersetzungsgetriebe, die Steuerkurve und die den Hebel belastende Feder in einer Ebene liegen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Figur 1 einen Greiferzylinder ohne oberseitige Tragplatte für eine Steuerkurve im Ausschnitt mit drei Greifern in Aufsicht,

Figur 2 den Greiferzylinder gemäß Figur 1 mit oberseitiger Tragplatte für die Steuerkurve ausschnittweise im Axialschnitt,

Figur 3 einen Greifer des Greiferzylinders gemäß Figur 1 in Aufsicht in vergrößerter Darstellung,

Figur 4 einen zweiarmigen Hebel mit Übersetzungsgetriebe eines Greifers gemäß Figur 3 im Axialschnitt,

Figur 5 einen Greifer in einer zu den Greifern der Figuren 1-3 abgewandelten Bauweise im Ausschnitt und in Aufsicht

Figur 6 ein Diagramm für die Verschwenkbewegung der Greiferfinger eines Greifers der Figuren 1-5.

Ein in Richtung des Pfeils P rotierender Greiferzylinder 1 weist an seinem Umfang mehrere gleiche Greifer 2 auf. Jedem Greifer 2 ist in Richtung des Pfeils P nachgeordnet ein Andrückkissen zugeordnet, das in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Ein Greifer 2 besteht im wesentlichen aus einer unbeweglichen Greiferauflage 3 und verschwenkbar gelagerten Greiferfingern 4. Bei Drehung des Greiferzylinders 1 in Richtung des Pfeils P werden die Greifer 2 im Gleichlauf an Entnahmeelementen eines nicht dargestellten Trägers vorbeibewegt und erfassen dabei mit den Greiferfingern 4 ein an einem Entnahmeelement mit Leim haftendes Etikett an dessen vorderer Kante und klemmen es zwischen sich und der Greiferauflage 3 ein. Bei weiterer Drehung wird dadurch das Etikett von dem Entnahmeelement abgelöst. Dieser Übernahmevorgang vollzieht sich bei den heute in Gebrauch befindlichen Etikettiermaschinen in Bruchteilen einer Sekunde. Die Belastung aller an der Übernahme beteiligten Elemente, insbesondere aber des zu übernehmenden Etiketts, ist entsprechend groß. Kritisch ist besonders die Phase, wenn die Greiferfinger 4 das Etikett zwischen sich und der Greiferauflage 3 einklemmen.

Die Bewegung der Greiferfinger 4 ist kurvengesteuert. Dazu hält eine Tragplatte 5 eine ortsfeste Kurvenscheibe

6 mit einer außenseitigen Steuerkurve 6a getragen. Die Tragplatte 5 trägt ferner eine Lagerhülse 7, in der mit einer Hülse 8 der rotierende Greiferzylinder 1 gelagert ist. Der Greiferzylinder 1 weist zwei mit Abstand voneinander gehaltene Lagerplatten la,Ib auf, in denen jeder Greifer 2 zweifach gelagert ist.

Jeder Greifer 2 umfaßt einen zweiarmigen Hebel 9 mit einer Lagerwelle 9a. An einem Ende trägt der zweiarmige Hebel 9 eine Rolle 10 und am anderen Ende eine Druckfeder 11. Die Druckfeder 11 hält die Rolle 10 in Anlage an der Steuerkurve 6a. Von der Mitte des Greiferzylinders 1 aus gesehen hinter der Lagerwelle 10a liegt eine weitere Lagerwelle 4a für die Greiferfinger 4. Für die Übertragung der Schwenkbewegung des zweiarmigen Hebels 9 auf die Greiferfinger 4, die durch die Steuerkurve 6a bei Drehung des Greiferzylinders 1 bewirkt wird, sind die Lagerwelle 4a und der Hebel 9 über ein Übersetzungsgetriebe miteinander gekuppelt. Das Übersetzungsgetriebe besteht aus einem von dem zweiarmigen Hebel 9 getragenen innenverzahnten Zahnsegment 12 und einem auf der Lagerwelle 4a sitzenden Ritzel 13. Wie Figur 4 am deutlichsten zeigt, weist dafür der zweiarmige Hebel 9 eine längliche Aussparung 14 auf. In dieser Aussparung 14 sitzt das insbesondere aus geräuschdämmendem Material, zum Beispiel einem Verbundwerkstoff, hergestellte Zahnsegment 12. Wie Figur 4 weiter erkennen läßt, liegt in der Ebene des Zahnsegmehtes 12 und dem auch in der Aussparung 14 untergebrachten Ritzel 13 auch die die Steuerkurve 6a abtastende Rolle 10. Auch diese Rolle 10 ist aus Gründen der Geräuschminderung aus einem besonderen Werkstoff, zum Beispiel Verbundwerkstoff, hergestellt.

Während bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 und die Greiferfinger 4 drehfest auf der Lagerwelle 4a sitzen, ist beim Ausführungsbeispiel der Figur 5 ein elastischer Puffer 15 in Form einer Druckfeder zwischen einem auf der Lagerwelle 4a drehfest sitzenden Widerlager 16 und einem Stützelement 17 der drehbeweglich auf der Lagerwelle 4 sitzenden Greiferfinger 4 angeordnet. Wegen dieses Puffers 15 ist es leichter möglich, die Greiferfinger 4 mit einer ausreichenden Anpreßkraft an der Greiferauflage 3 einzustellen.

Für die Verschwenkbewegung wird nur ein kurzer Abschnitt des Segmentes 12 und des Ritzels 13 benötigt. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß die Länge des Segmentes 12 und die Länge der Verzahnung des Ritzels 13 doppelt so lang sind wie für die Verschwenkbewegung benötigt. Damit ist die Voraussetzung geschaffen, daß in einer ersten Betriebszeit nur der erste Abschnitt des Segmentes und der erste Abschnitt des Ritzels für die Verschwenkbewegung benutzt wird. Sind diese Abschnitte verschlissen, dann kann das Segment 14 abgenommen und nach Drehung um 180° wieder aufgesetzt werden und das Ritzel 13 verdreht werden, so daß dann für den weiteren Betrieb die noch nicht verschlissenen Bereiche benutzt werden.

Aus Figur 3 ist auch zu entnehmen, daß wegen der Versetzung des Drehpunktes das Hebels 9 gegenüber dem Drehpunkt des Ritzels 13 und des Greifers 4 sich ein günstiger Übertragungswinkel X ergibt.

In dem Diagramm der Figur 6 ist die Schwenkbewegung der Greiferfinger 4 auf gleich große Schritte des für diese Schwenkbewegung zur Verfügung stehenden Drehwinkels des

Greiferzylinders 1 aufgeteilt. Wie zu erkennen ist, werden die Greiferfinger 4 in der ersten Phase der Schließbewegung bis etwa zum Ende des vierten bis fünften Schrittes sehr schnell bewegt, und von da an zunehmend langsamer. In der ersten Phase ist diese schnelle Bewegung möglich, weil das Schließen noch ohne Druckbelastung geschieht. In der zweiten Phase wird dagegen das Etikett mit Druck eingeklemmt. Diese schnelle Schließbewegung in der ersten Phase ist möglich, weil wegen des Übersetzungsgetriebes der dafür erforderliche Hub noch ausreichend klein ist.

Claims (11)

1. Rotierender Greiferzylinder mit an seinem Umfang jeweils aus einer Greiferauflage (3) und verschwenkbar gelagerten Greiferfingern (4) bestehenden Greifern (2), wobei die Verschwenkbewegung der Greiferfinger (4) eines jeden Greifers (2) durch eine für alle Greifer (2) gemeinsame, ortsfeste Steuerkurve (6a) abtastenden zweiarmigen Hebel (9) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferfinger (4) und der zweiarmige Hebel (9) voneinander unabhängige Lagerwellen (4a, 9a) aufweisen und über ein Übersetzungsgetriebe (12, 13) antriebsmäßig miteinander gekuppelt sind.

2. Greiferzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Mitte des Greiferzylinders (1) aus gesehen die Lagerwelle (4a) der Greiferfinger (4) hinter der Lagerwelle (9a) des zweiarmigen Hebels (9) liegt.

3. Greiferzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsgetriebe (12, 13) aus einem vom zweiarmigen Hebel (9) getragenen Segment (12) mit Innenverzahnung und einem Zahnritzel (13) auf der Lagerwelle (4a) der Greiferfinger (4) besteht.

4. Greiferzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment (12) und das Zahnritzel einen um das zweifache längeren Verzahnungsbereich aufweisen, derart, daß durch Umstecken des Segmentes und Verdrehen des Zahnritzels wahlweise die ersten Bereiche oder die zweiten Bereiche wirksam sind.

5. Greiferzylinder nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurve (6a) derart ausgelegt ist, daß die Greiferfinger (4) bei der Schließbewegung bis zur Greiferauflage (3) eine schnellere Schwenkbewegung als beim danach erfolgenden Druckaufbau ausführen.

6. Greiferzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurve (6a) einseitig ausgebildet ist und der zweiarmige Hebel (9) durch eine Feder (11) in Anlage an der Steuerkurve (6a) gehalten ist.

7. Greiferzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Schließbewegung der Greiferfinger (4) die Steuerkurve (6a) den zweiarmigen Hebel (9) gegen die Kraftrichtung der Feder (11) verschwenkt.

8. Greiferzylinder nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder auf einem vergleichsweise kleinen Federweg arbeitet.

9. Greiferzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferfinger (4) mit der Lagerwelle (4a) über ein elastisches Pufferelement (15) gekuppelt sind.

10. Greiferzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiarmige Hebelarm (9) mit einer Rolle (10) an der Steuerkurve (6a) anliegt.

11. Greiferzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsgetriebe (12, 13), die Steuerkurve (6a) und die den zweiarmigen Hebel (9) belastende Feder (11) in einer Ebene liegen.