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Die Erfindung betrifft eine Etikettiervorrichtung nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 9.
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In Etikettiervorrichtungen, beispielsweise solchen zur Kaltleim-Etikettierung von Behältern, werden drehbar gelagerte Beleimungselemente, wie beispielsweise Leimpaletten oder Leimwalzen, zum Auftragen eines Leimfilms auf Etiketten eingesetzt. Je nach Größe und Form der Etiketten und der zu etikettierenden Behälter müssen Leimpaletten und/oder Leimwalzen bei einem Formatwechsel ausgetauscht werden. Üblicherweise bilden derartige Beleimungselemente mit ihren Wellen fest montierte Baugruppen, die dann als Ganzes ausgetauscht werden.
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Im Hochleistungsbereich, wie beispielsweise für die Etikettierung in Getränke-Abfüllanlagen, haben sich Etikettieraggregate mit einer oszillierenden Palettenbewegung durchgesetzt. Die oszillierende Drehbewegung erhöht jedoch die Belastung der Lager und somit insbesondere auch den Verschleiß der Lager von Palettenwellen.
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Leimpalettenwellen sind mit ihrem unteren antriebsseitigen Wellenende beispielsweise mittels einer in der
DE 2 364 690 beschriebenen polygonalen Verzahnung oder mittels einer in der
DE 10 2011 08 22 83 A1 beschriebenen Hirth-Verzahnung in axialer Richtung nach oben lösbar mit einer Antriebswelle verbunden. An ihren entgegen gesetzten, nichtantriebsseitigen Enden werden die Leimpalettenwellen vorzugsweise in einer gemeinsamen Lagerplatte eines Palettenkarussells oder dergleichen radial gelagert. Die Palettenwellen werden für den Austausch frei gelegt, indem die Lagerplatte nach oben abgezogen wird.
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Die nichtantriebsseitigen Enden der Palettenwellen werden in der Lagerplatte üblicherweise mittels Lagerbuchsen im Sinne von Gleitlagern geführt. Aufgrund der geforderten axialen Ablösbarkeit der Lagerplatte ist ein radiales Spiel der Welle in der Lagerbuchse nötig. Dieses Spiel vergrößert sich durch Verschleiß im Produktionsbetrieb, so dass eine ausreichend exakte radiale Führung der Wellen und der darauf befestigten Leimpaletten nicht dauerhaft gewährleistet ist. In der Regel müssen dann sowohl die Lagerbuchsen als auch die Wellen ersetzt werden.
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Als Behelf schlägt die
DE 10 2011 08 22 83 A1 vor, die Wellen von Leimpaletten und Leimwalzen an ihren nichtantriebsseitigen Enden mittels Zentrierspitzen zu lagern, die in stirnseitige Zentriervertiefungen der Wellen eingreifen. Eine derartige Lagerung ist jedoch in der Herstellung aufwändig. Somit besteht nach wie vor Bedarf für eine einfach herzustellende und verschleißarme axial lösbare Lagerung von Palettenwellen, Leimwalzenwellen oder dergleichen.
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Die gestellte Aufgabe wird mit einer Etikettiervorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Demnach umfasst diese wenigstens ein an einer Welle drehbar gelagertes Beleimungselement, das insbesondere eine oszillierend angetriebene Leimpalette ist, wobei die Welle wenigstens an einem nichtantriebsseitigen Wellenabschnitt in axialer Richtung lösbar gelagert ist. Erfindungsgemäß ist im Inneren dieses Wellenabschnitts ein Kanal vorhanden zum Zuführen eines Schmiermittels in ein den Wellenabschnitt radial führendes Lager.
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Unter einem nichtantriebsseitigen Wellenabschnitt oder Wellenende ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Abschnitt auf der dem Wellenantrieb abgewandten Seite des Beleimungselements zu verstehen. Unter einem axialen Ablösen ist zu verstehen, dass sich die Welle beim Austausch aus einem sie führenden Lager in axialer Richtung herausziehen lässt, und/oder dass sich das Lager von der Welle entsprechend abziehen lässt. Beispielsweise kann das Lager in eine Lagerplatte integriert sein, die bei einem Formatwechsel von wenigstens einer Leimpalettenwelle abgezogen wird.
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Unter einem radial führenden Lager ist zu verstehen, dass es die seitliche Position der Wellenachse bezogen auf ein Palettenkarussell oder dergleichen innerhalb einer für den Produktionsbetrieb geforderten Toleranz gegen seitlich einwirkende Kräfte festlegt. Das Schmiermittel ist beispielsweise ein Öl, ein Fett, eine schmierende Emulsion, Suspension oder dergleichen.
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Ein oszillierender Leimpalettenantrieb erfolgt definitionsgemäß bei regelmäßigem Wechsel der Drehrichtung der zugehörigen Palettenwellen, wodurch deren Lager besonders stark belastet werden. Ein erfindungsgemäßer Betrieb der Leimpaletten bei gleichbleibender Drehrichtung ist jedoch prinzipiell nicht ausgeschlossen.
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Vorzugsweise weist der Kanal eine stirnseitig am nichtantriebsseitigen Wellenabschnitt ausgebildete Eingangsöffnung auf. Durch die stirnseitige Eingangsöffnung lässt sich das Schmiermittel im eingebauten Zustand der Welle einfüllen/nachfüllen.
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Vorzugsweise ist der Kanal mit einem stirnseitig am Wellenabschnitt ausgebildeten Schmiernippel verbunden. Dies erleichtert den Anschluss von Schmiermittel führenden Leitungen, Schläuchen, Behältern oder dergleichen.
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Vorzugsweise weist der Kanal wenigstens eine seitlich am Wellenabschnitt ausgebildete Ausgangsöffnung auf. Durch diese lässt sich das Schmiermittel gezielt auf eine erfindungsgemäß gelagerte Mantelfläche der Welle leiten.
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Vorzugsweise ist die Ausgangsöffnung in/an einer umfänglich verlaufenden Schmiernut ausgebildet. Es lässt sich dann durch den Kanal ein geeigneter Vorrat an Schmiermittel in der Schmiernut bereitstellen. Die Schmiernut verläuft vorzugsweise, jedoch nicht zwangsläufig, vollumfänglich um den nichtantriebsseitigen Wellenabschnitt.
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Vorzugsweise ist das Lager ein Gleitlager. Vorzugsweise umfasst dieses dann eine Gleitbuchse aus einem gehärteten Stahl. Derartige Lager lassen sich auf konstruktiv einfache Weise in eine Lagerplatte oder dergleichen einsetzen.
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Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform ist das Lager ein Wälzlager. Auch dieses lässt sich über den Kanal erfindungsgemäß mit einem Schmiermittel versorgen. Es wäre auch möglich Gleitlager und Wälzlager an dem nichtantriebsseitigen Wellenabschnitt zu kombinieren.
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Die gestellte Aufgabe wird ebenso mit einer Etikettiervorrichtung nach Anspruch 9 gelöst. Erfindungsgemäß sitzt der nichtantriebsseitige Wellenabschnitt dann in axialer Richtung lösbar sowie mittels Formschluss und/oder Reibschluss verdrehfest in einer Führungsbuchse, die mittels wenigstens eines Wälzlagers in einer Lagerplatte in axialer Richtung fixiert gelagert ist.
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Die axiale Trennbarkeit der Lagerung für den Austausch der Welle entspricht funktionell den oben beschriebenen Ausführungsformen. Unter einem verdrehfesten Formschluss und/oder Reibschluss zwischen dem Wellenabschnitt und der Führungsbuchse ist zu verstehen, dass sich der Wellenabschnitt und die Führungsbuchse beim ordnungsgemäßen Betrieb der Etikettiervorrichtung gemeinsam drehen. Unter einer axialen Fixierung der Führungsbuchse in der Lagerplatte ist zu verstehen, dass sich die Führungsbuchse, das Wälzlager und die Lagerplatte beim Anheben der Lagerplatte nicht voneinander lösen. Stattdessen löst sich dann die Führungsbuchse von dem nichtantriebsseitigen Wellenabschnitt.
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Mit einem Wälzlager lässt sich der Aufwand für die Schmierung des Lagers im laufenden Betrieb minimieren. Nichtsdestoweniger kann das eingebaute Wälzlager mit einem Schmiermittel abgeschmiert werden, insbesondere durch einen Kanal gemäß wenigstens einer der oben beschriebenen Ausführungsformen.
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Vorzugsweise ist das Wälzlager selbstschmierend. Dadurch kann der Wartungsaufwand für die Lagerung der Welle minimiert werden.
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Vorzugsweise ist das wenigstens ein Wälzlager ein Rillenkugellager und/oder ein Nadellager.
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Vorzugsweise ist das wenigstens ein Wälzlager ein Hybridlager. Darunter ist beispielsweise ein Kugellager zu verstehen, bei dem bei den Lagerringen und den Wälzkörpern unterschiedliche Materialien eingesetzt werden. Eine bevorzugte Bauart ist die des Rillenkugellagers mit herkömmlichen Lagerringen aus Wälzlagerstahl und Kugeln aus einer hochfesten Keramik, beispielsweise aus Siliziumnitrid.
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Vorzugsweise lassen sich der Wellenabschnitt und die Führungsbuchse mit wenigstens einem zwischen diesen eingreifenden, gefederten Druckstück verdrehfest miteinander verriegeln. Dadurch lässt sich beispielsweise ein Formschluss zwischen dem Wellenabschnitt und der Führungsbuchse herstellen oder sichern. Das Druckstück lässt sich dann beispielsweise durch eine axiale Relativbewegung und/oder ein Verdrehen der Welle gegenüber der Führungsbuchse in eine geeignete verriegelnde Stellung bringen.
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Bei einer besonders günstigen Ausführungsform sind mehrere Wellen mit Beleimungselementen in Form von Leimpaletten vorhanden, deren nichtantriebsseitige Wellenabschnitte gemeinsam in einer nach oben abziehbaren Lagerplatte auf einem Palettenkarussell gelagert sind. Die Wellen/Beleimungselemente lassen sich dann in einem einzigen Arbeitsschritt frei legen.
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Vorzugsweise ist ein Beleimungselement als Leimwalze ausgebildet. Es wäre dann beispielsweise möglich, den nicht antriebsseitigen Wellenabschnitt unterhalb der Leimwalze auszubilden und den antriebsseitigen Wellenabschnitt oberhalb der Leimwalze an einen Antriebsmotor oder dergleichen zu koppeln.
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Ebenso wäre es denkbar, die vorstehend beschriebenen Merkmale einzeln oder in technisch sinnvoller Kombination an einem antriebsseitigen Wellenabschnitt der jeweiligen Welle auszubilden.
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Vorzugsweise ist die Etikettiervorrichtung zur Kaltleim-Etikettierung von Behältern, insbesondere Getränkeflaschen, ausgebildet.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
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1 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Etikettiervorrichtung;
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2 einen schematischen Teilschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wellenlagerung; und
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3 einen schematischen Teilschnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wellenlagerung.
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Wie die 1 erkennen lässt, umfasst eine erfindungsgemäße Etikettiermaschine 1 beispielsweise die folgenden an sich bekannten Konstruktionselemente: ein Palettenkarussell 2 mit mehreren umfänglich gleichmäßig verteilt an Wellen 3 befestigten und vorzugsweise bei wechselnder Drehrichtung betriebenen Leimpaletten 4; eine obere Lagerplatte 5 zum radialen Führen der Wellen 3; eine Leimwalze 6; ein Etikettenmagazin 7 mit Etiketten 7a; ein Maschinengestell 8; und einen Greifmechanismus 9 zum Anbringen der beleimten Etiketten 7a' an Behältern 10. Die Lagerplatte 5 lässt sich für einen Austausch der Leimpaletten 4 samt ihren Wellen 3 in herkömmlicher Weise lösen und nach oben von den Wellen 3 abziehen.
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Die 2 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäß axial lösbaren Lagers 11 der Welle 3 mit ihrem nichtantriebsseitigen Wellenabschnitt 3a sowie ihrem entgegen gesetzten antriebsseitigen Wellenabschnitt 3b. Dazwischen liegt ein in der 2 lediglich durch Bezugszeichen angedeuteter Befestigungsabschnitt 3c zur Befestigung einer Leimpalette 4 oder dergleichen Beleimungselement.
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Der nichtantriebsseitige Wellenabschnitt 3a ist mittels einer Lagerbuchse 12 in der Lagerplatte 5 in radialer Richtung R geführt. Die Lagerplatte 5 lässt sich in axialer Richtung A von dem nichtantriebsseitigen Wellenabschnitt 3a abziehen. Zu diesem Zweck ist zwischen der Lagerbuchse 12 und dem nicht antriebsseitigen Wellenabschnitt 3a ein der Übersichtlichkeit halber übertrieben dargestellter Gleitspalt 13 vorgesehen, der im laufenden Betrieb der Etikettiervorrichtung 1 mit einem Schmiermittel 14 befüllt ist, das in der 2 als schwarze Füllung des Gleitspalts 13 dargestellt ist.
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Das Schmiermittel 14 lässt sich durch einen stirnseitigen Schmiernippel 15 und einen daran anschließenden, in dem nichtantriebsseitigen Wellenabschnitt 3a ausgebildeten Kanal 16 in den Gleitspalt 13 leiten. Der Kanal 16 besteht beispielsweise aus mehreren miteinander verbundenen Bohrkanälen und hat eine in der Stirnfläche 3d der Welle 3 ausgebildete Eingangsöffnung 16a und wenigstens eine seitliche, an der Mantelfläche 3e der Welle 3 ausgebildete Ausgangsöffnung 16b für das Schmiermittel 14. Die wenigstens eine Ausgangsöffnung 16b liegt vorzugsweise in und/oder an einer umfänglich um den nichtantriebsseitigen Wellenabschnitt 3a verlaufenden Schmiernut 17. In dieser lässt sich ein schematisch angedeuteter Vorrat 14a des Schmiermittels 14 innerhalb der Lagerbuchse 12 bereitstellen.
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Am antriebsseitigen Wellenabschnitt 3b ist eine polygonale Verzahnung 18 angedeutet, die in eine entsprechend polygonal ausgebildete Nabe 19 einer Antriebseinheit verdrehfest eingreift. Stattdessen wäre auch eine Hirth-Verzahnung oder dergleichen möglich. Die Ankopplung des antriebsseitigen Wellenabschnitts 3b ist ebenfalls in axialer Richtung A nach oben lösbar ausgebildet.
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Über den stirnseitigen Zugang mittels Schmiernippel 15 und den Kanal 16 lässt sich das Schmiermittel 14 auch im betriebsbereiten Zustand der Etikettiervorrichtung 1, also bei funktionsfähig eingebauten Wellen 3, auf ergonomisch günstige Weise einfüllen. Hierbei ermöglicht die Schmierung zwischen der Mantelfläche 3e des nicht antriebsseitigen Wellenabschnitts 3a und der sie umgebenden Lagerbuchse 12 einen verschleißarmen Betrieb bei gleichzeitig einfacher Konstruktion des Lagers 11. Zur Erhöhung der Standzeit kann die Lagerbuchse 12 beispielsweise aus einem gehärteten Stahl bestehen.
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Die 3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäß axial lösbaren Lagers 21 der Welle 3 mit ihrem nichtantriebsseitigen Wellenabschnitt 3a. Der antriebsseitige Wellenabschnitt 3b und der Befestigungsabschnitt 3c sind in der 3 nicht dargestellt.
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Demnach sitzt der nichtantriebsseitige Wellenabschnitt 3a beim Betrieb der Etikettiervorrichtung 1 reibschlüssig und/oder formschlüssig, und somit verdrehfest, in einer Führungsbuchse 22, die mittels wenigstens eines Wälzlagers 23 in der Lagerplatte 5 befestigt ist. Gezeigt sind beispielhaft zwei Wälzlager 23, die mittels an sich bekannter Befestigungselemente 24a, 24b, wie beispielsweise einem Lagersitz und einem Sicherungsring, in axialer Richtung A in der Lagerplatte 5 fixiert sind. In gleicher Weise lässt sich die Führungsbuchse 22 mittels an sich bekannter Befestigungselemente 24c, 24d in axialer Richtung A an dem wenigstens einen Wälzlager 23 fixieren. Demgegenüber ist der nichtantriebsseitige Wellenabschnitt 3a in der Führungsbuchse 22 in axialer Richtung A lösbar geführt, um die Welle 3 beim Anheben der Lagerplatte 5 frei zu legen.
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Eine im ordnungsgemäßen Betrieb verdrehfeste Verbindung zwischen der Führungsbuchse 22 und der Welle 3 lässt sich beispielsweise durch einen Reibschluss herstellen. Vorteilhaft ist jedoch ein Formschluss zwischen diesen Bauteilen, insbesondere mit Hilfe eines gefederten Druckstücks 25, das beispielsweise als Bolzen oder Kugel ausgebildet sein kann. Beim Aufsetzen der Lagerplatte 5, und gegebenenfalls nach Verdrehen der Welle 3, rastet das vorzugsweise in der Führungsbuchse 22 geführte Druckstück 25 dann in eine entsprechende in der Welle 3 ausgebildete Ausnehmung ein und stellt auf diese Weise eine drehfeste Verbindung in einer vorgegebenen relativen Drehlage zwischen der Führungsbuchse 22 und der Welle 3 her.
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Die drehfeste Verbindung lässt sich allein durch eine axiale Relativbewegung beim Abziehen der Lagerplatte 5 lösen, indem das Druckstück 25 gegen seine Federvorspannung in die Führungsbuchse 22 gedrückt wird. Folglich werden Lagerplatte 5, Wälzlager 23 Führungsbuchse 22 gemeinsam von dem nichtantriebsseitigen Wellenabschnitt 3a abgezogen.
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Mit der oben beschriebenen Drehlagenarretierung zwischen der Führungsbuchse 22 und dem nichtantriebsseitigen Wellenabschnitt 3a lässt sich ein Verschleiß des erfindungsgemäß gelagerten Wellenabschnitts 3a bei ordnungsgemäßem Betrieb vermeiden. Die Ausführungsformen 11, 21 des erfindungsgemäßen Lagers ließen sich auch für die Lagerung antriebsseitiger Wellenabschnitte 3b einsetzen.
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Auch ließen sich Gleitlager und Wälzlager, beispielsweise in Form von Hybridlagern, beliebig in technisch sinnvoller Weise kombinieren.
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Ebenso eignen sich die Lager 11, 21 zur axial lösbaren Lagerung beliebiger Beleimungselemente, wie beispielsweise der Leimwalze 6. Hierbei spielt es für die vorliegende Erfindung eine untergeordnete Rolle, ob der nichtantriebsseitige Wellenabschnitt 3a im Betrieb nach oben oder unten weist. Insbesondere Leimwalzen lassen sich mit oben liegenden Motoren (nicht dargestellt) vorteilhaft antreiben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2364690 [0004]
- DE 102011082283 A1 [0004, 0006]
