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Etikettiermaschine für Gegenstände, insbesondere
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Flaschen (Zusatz zu Patentanmeldung P 28 43 602.4) Die Erfindung
betrifft eine Etikettiermaschine für Gegenstände, insbesondere Flaschen, mit mehreren
längs einer Bahn hintereinander angeordneten Stationen, und zwar einer Beleimungsvorrichtung,
einer Etikettenvorratsstation und einer Etikettenübertragungsstation sowie mit mindestens
einem auf einem sich drehenden Träger drehbar gelagerten, eine dem Drehsinn des
Trägers gegensinnige Eigenrotation ausführenden und bei jeder Umdrehung des Trägers
an den Stationen vorbeibewegten Entnahmeelement für die Etiketten, das eine nach
außen gewölbte, sich auf dem jeweils vorderen Etikett der Vorratsstation und den
anderen Stationen abwälzende Aufnahmefläche für das Etikett aufweist, wobei als
Antrieb für das Entnahmeelement ein Umlaufrädergetriebe aus im Maschinengestell
feststehenden, innenverzahnten Sonnenrad und einem damit kämmenden Umlaufrad vorgesehen
ist.
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Während bei bekannten Etikettiermaschinen die für den Abwälzvorgang
der Entnahmeelemente erforderliche Beschleunigung und Verzögerung in der Eigenrotation
durch ein kurvengesteuertes Getriebe entweder in der Form eines zwischen dem Umlaufrad
und der Antriebswelle des Entnahmeelementes
angeordnetes Räder-Differentialgetriebe
(DE-PS 1 611 911) oder durch ein zwischen dem Umlaufrad und der Antriebsspindel
angeordnetes Steilgewinde (DE-AS 2 525 244), also durch mehr oder weniger aufwendige
Getriebe erzeugt werden kann, wird beim Gegenstand des Hauptpatentes die Beschleunigung
und Verzögerung in der Eigenrotation der Entnahmeelemente dadurch erzeugt, daß das
Sonnenrad und das Umlaufrädergetriebe eine Triebstockverzahnung aufweist,wobei das
die Triebstöcke für die Triebstockverzahnung tragende Umlaufrad drehfest auf der
Antriebswelle des Entnahmeelementes sitzt und die Steilheit der Zahnflanken der
Triebstockverzahnung nach Maßgabe der für die Abwälzbewegung des Entnahmeelementes
an den einzelnen Stationen geforderten Beschleunigung / oder Verzögerung in der
Eigenrotation unterschiedlich ist. Ein solcher Antrieb ist einfacher im Aufbau,
kompakter und hat weniger konstruktionsbedingtes Spiel als die herkömmlichen Antriebe.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Antrieb
weiter hinsichtlich des Verschleißes und der Geräuschbildung zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zahnflanken
der Triebstockverzahnung im Bereich einer oder mehrerer Stationen mit konvex, insbesondere
zylindrisch gekrümmten Abwälzfläche (n), wie der Leimwalzeund/oder des Greiferzylinders,
konvex gekrümmt und nicht hinterschnitten sind.
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Den erfindungsgemäßen Maßnahmen kommt besondere Bedeutung dann zu,
wenn die von den Abwälzflächen der Entnahmeelemente zu umfahrenden Stationen einen
kleinen Durchmesser (Verhältnis des Durchmessers des von Leimwalze, Etikettenkasten
und Greiferzylinder bestimmten Umkreises für die Abwälzflächen zum Durchmesser einer
Station, wie Leimwalze, etwa 2 bis 5:1). Auch in diesen kritischen Bereichen läßt
sich unter Berücksichtigung des für die Beschleunigung und
Verzögerung
vorgeschriebenen Bewegungsgesetzes der Eigenrotation der Entnahmeelemente für die
Triebstockverzahnung ein solcher Modul der Triebstockverzahnung, ein solcher Triebstockradius
und eine solche konvexe Form der Zahnflanken verwirklichen, daß die Triebstöcke
zwischen den Zahnflanken keine Schleifenbahn sondern allenfalls eine in Spitzen
im Bereich der Zahngründe auslaufende Bahn beschreiben. Bei einer solchen Bewegung
ist die Drehrichtung der die Zahnflanken abtastenden Rollen der Triebstöcke auf
der ganzen Bahn konstant. Dies wirkt sich sowohl günstig auf den Verschleiß als
auch die Geräuschbildung aus. Auch wenn im Vergleich zu einer konkav gekrümmten
Zahnflanke die örtliche Belastung der Zahnflanken größer ist, kann sie dadurch in
zulässigen Grenzen gehalten werden, daß gleichzeitig mehrere Triebstöcke mit der
Triebstockverzahnung in Eingriff stehen.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung können die Zahnspitzen über
ihren tragenden Bereich, der notwendig ist, um ununterbrochen ein gleichsinniges
Drehmoment auf die Triebstöcke auszuüben, verlängert sein und in diesem verlängerten
Bereich abgeflacht sein. Auf diese Weise erhält man einen sanften Einlauf der Triebstöcke,
was sich ebenfalls günstig auf den Verschleiß und die Geräuschbildung auswirkt.
Die Geräuschbildung kann weiter dadurch vermindert werden, daß der gesamte Antrieb
körperschallmäßig vom Gehäuse entkoppelt ist.
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Sofern zwei Triebstocksätze für jedes Entnahmeelement vorgesehen sind,
ist es sowohl für die Geräuscharmut, Spielfreiheit als auch Belastung günstig, wenn
die geometrischen Verhältnisse von dem Triebstockradius, von dem Modul der Triebstockverzahnung
und von der Form der Zahnflanken unter Berücksichtigung des Bewegungsgesetzes derart
aufeinander abgestimmt sind, daß abwechselnd zwischen den Triebstocksätzen deselben
Entnahmeelementes jeweils zwei benachbarte Triebstöcke mit einem Zahn der zugeordneten
Triebstockverzahnung kämmen.
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Bei einem derart aufgestalteten Antrieb sind im Minimum drei Triebstöcke
im Eingriff. Befindet sich der zwischen den beiden äußeren Triebstöcken liegende
mittlere Triebstock in Totlage, liegen die beiden äußeren Triebstöcke in ihrer für
die Übertragung des Drehmoments günstigsten Lage. In den weniger günstigen Lagen
wird das Drehmoment von drei Triebstöcken übertragen. Die Übernahme der Belastung
erfolgt immer von einem Triebstockpaar des einen Triebstocksatzes auf ein Triebstockpaar
des anderen Triebstocksatzes, wobei jedes Triebstockpaar einen Zahn einschließt.
Geringfügiges Spiel läßt sich durch Versetzung der beiden Triebstocksätze und/oder
der beiden Triebstockverzahnungen beseitigen.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert.
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Im einzelnen zeigen Fig. 1 eine Etikettiermaschine mit einem Etikettenkasten
in schematischer Darstellung in Aufsicht, Fig. 2 eine Etikettiermaschine mit zwei
Etikettenkästen in schematischer Darstellung in Aufsicht, Fig. 3 die Etikettiermaschine
gemäß Fig. 1 mit Antrieb in schematischer Darstellung in Aufsicht,
Fig.
4 die Etikettiermaschine gemäß Fig.1 und 5 im AxiSlschnitt nach der Linie I-I der
Fig. 3, Fig. 5 die Etikettiermaschine gemäß Fig. 2 im Axialschnitt nach der Linie
II-II der Fig. 2, Fig. 6 die Triebstockverzahnung des Sonnenrades der Etikettiermaschine
gemäß Fig. 3 in Auf sicht, Fig. 7 die Triebstockverzahnung des Sonnenrades gemäß
Fig. 6 im Ausschnitt mit einem Triebstöcke tragenden Umlaufrad in Aufsicht und Fig.
8 eine Etikettiermaschine im Axialschnitt entsprechend Fig. 4,aber mit zwei Umlaufrädern
für jedes Entnahmeelement und diesem zugeordneten Sonnenrädern und Fig. 9 die Innenverzahnung
von zwei auf Lücke angeordneten Sonnenrädern in ausschnittweiser Aufsicht und vergrößerter
Darstellung für die Etikettiermaschine nach Fig. 8.
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Die in der Zeichnung dargestellte Etikettiermaschine besteht aus einem
tellerförmigen Träger 1, auf dem unter gleichen Winkeln drei Entnahmeelemente 2,
3, 4 angeordnet sind. Jedes Entnahmeelement weist eine zylindrisch gekrümmte Aufnahmefläche
5 für ein Etikett auf. Jedes Entnahmeelement ist zwischen dieser gekrümmten Aufnahmefläche
5 und deren Krümmungsmittelpunkt mit einer Antriebswelle 6 im Träger 1 gelagert.
Bei Drehung des Trägers 1 in Richtung des Pfeils 7 drehen sich zwangsläufig durch
einen noch zu beschreibenden Antrieb die Entnahmeelemente 2, 3, 4 in Richtung des
Pfeils 8, also gegensinnig zum Träger 1.
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Bei Drehung des Trägers 1 werden die Entnahmeelemente 2, 3, 4 an verschiedenen
Stationen, und zwar einer in Richtung des Pfeils 9 rotierenden Leimwalze 1o, einem
feststehenden Etikettenkasten 11 mit einem dort eingeordneten Etikettenstapel und
einem in Richtung des Pfeils 12 rotierenden Greiferzylinder 13 unter Ausführung
einer Abwälzbewegung an den einzelnen Stationen vorbeibewegt. Dabei wird zunächst
die Aufnahmefläche 5 eines jeden Entnahmeelementes 2 durch die Leimwalze lo beleimt.
Beim Abwälzen an dem vorderen Etikett des im Etikettenkasten 11 bevorrateten Etikettenstapels
wird das vordere Etikett infolge der Haftwirkung des Leims an der Aufnahmefläche
5 dem Etikettenstapel entnommen und bei weiterer Drehung des Trägers 1 dem Greiferzylinder
13 zugeführt, der es von der Aufnahmefläche 5 abnimmt.
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Sofern gemäß Fig. 2 ein weiterer Etikettenkasten 41 in Umfangsrich.lng
neben dem ersten Etikettenkasten 11 ebenfalls strahlenförmig, bezogen auf den Mittelpunkt
des Trägers 1 angeordnet ist, ist diesem Etikettenkasten 41 ein weiteres, auf dem
Träger 1 wie die anderen Entnahmeelemente 2, 3 4 ausgebildetes und drehbar gelagertes
Entnahmeelement 42 zugeordnet. Neben dem Entnahmeelement 42 ist auch das gegenüberliegende
Entnahmeelement 2 dem Etikettenkasten41 zugeordnet, während die gegenüberliegenden
Entnahmeelemente 3 4 dem Etikettenkasten 11 zugeordnet sind.
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Damit die Aufnahmefläche 5 eines jeden Entnahmeelementes 2, 5, 4,42
sich an den verschieden gestalteten Stationen lo, 11, 13, 41 abwälzen können, ist
es erforderlich, daß die Eigenrotation eines jeden Entnahmeelementes 2, 3, 4 in
Richtung des Pfeils 8 beschleunigt und verzögert wird. Für diesen Zweck ist im Falle
des Ausführungsbeispieles der Fig. 1 den Entnahmeelementen 2, 5, 4 ein gemeinsames
Getriebe zugeordnet, während im Falle des Ausführungsbeispieles
der
Fig. 2 den gegenüberliegenden Entnahmeelementen 2, 42 und 3, 4 jeweils ein eigenes
Getriebe zugeordnet ist.
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Der Aufbau eines jeden Getriebes ist gleich.
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Bei dem dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 zugeordneten Getriebe,
das in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ist die Antriebswelle 6 eines jeden Entnahmeelementes
2, 5, 4 in einem oberen Teil 14 und einemunteren Teil 15 des in Fig. 1 allgemein
mit 1 bezeichneten Trägers mittels Lager 16, 17 drehbar gelagert. Die beiden Teile
14, 15 des Trägers 1 werden ihrerseits von einer Hülse 18 getragen, die mittels
Lager 19, 20 drehbar auf einem zentralen Ständer 21 des Maschinengestells 22 gelagert
ist. An der Hülse 18 ist ein Zahnrad 23 angeflanscht, das mit einem nicht dargestellten
Antriebsritzel des zentralen Antriebs kämmt.
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In dieses Zahnrad 23 wird die Drehbewegung des Trägers 1 eingeleitet.
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Das Maschinengestell 22 weist ferner ein Gehäuse 24 auf, das ein innenverzahntes
Sonnenrad 25 trägt. Dieses Sonnenrad 25 steht im Eingriff mit jeweils einem Satz
Triebstöcke, der jeweils aus fünf unter gleichen Winkeln angeordneten, als Rollen
ausgebildeten Triebstücken 27, 29, So, 51, 32 besteht, die ihrerseits in einem Rad
37 drehbar gelagert sind. Das Rad 37 ist an einem auf der Antriebswelle 6 drehfest
sitzenden Mitnehmer 39 angeflanscht.
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Der Antrieb des Ausführungsbeispiels der Fig. 8 und 9 unterscheidet
sich von demjenigen der Fig. 4 dadurch, daß das Gehäuse 24 in einer Ebene unterhalb
der Ebene des Sonnenrades 25 ein weiteres innenverzahntes Sonnenrad 26 trägt und
auf der Antriebswelle 6 ein diesem zweiten Sonnenrad 26 zugeordneter Satz Triebstöcke
28 sitzt. Die Zähne des innenverzahnten Sonnenrades 26 sind auf Lücke gegenüber
den Zähnen des Sonnenrades 25 angeordnet. Der Satz Triebstöcke 28 besteht ebenfalls
aus vier unter gleichen Winkeln angeordneten,
als Rollen ausgebildeten
Triebstöcken, die wie am Beispiel des dargestellten Triebstockes 28 in einem Rad
38 drehbar gelagert sind. Das Rad 38 ist wie das Rad 37 an dem Mitnehmer 39 angeflanscht.
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Wie bereits erwähnt, ist für das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und
5 ein zweites gleichartiges Getriebe vorgesehen.
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Während das erste Getriebe zum Antrieb der Entnahmeelemente 3, 4 dient,
dient das zweite Getriebe zum Antrieb der Entnahmeelemente 2, 42. Wie die Entnahmeelemente
3, 4 tragen auch die Entnahmeelemente 2, 42 jeweils einen Satz Triebstöcke 47. Diesem
Triebstocksatz ist ein vom Gehäuse 24 getragenes und unterhalb der Ebene des ersten
Sonnenrades 25 angeordnetes innenverzahntes Sonnenrad 45 zugeordnet. Die Triebstöcke
47 eines jeden Satzes sind drehbar in einem Rad 48 gelagert, das an drehfest auf
der Antriebswelle 46 sitzenden Mitnehmern 49 angeflanscht ist. Wie beim gemäß Fig.
8 und 9 abgewandelten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 mit zwei Sonnenrädern 25, 26
und jeweils zwei Triebstocksätzen können auch die Antriebswellen 6, 46 der Entnahmeelemente
gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 jeweils zwei Triebstocksätze tragen, die
jeweils mit zwei Paar Sonnenrädern kämmen.
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Wie Fig. 6 stellvertretend für sämtliche Ausführungsbeispiele zeigt,
sind die Zähne der Innenverzahnung dort am dichtesten, wo die größte Winkelgeschwindigkeit
in der Eigenrotation der Entnahmeelemente 2, 3, 4, 42 verlangt wird, im Beispiel
im Bereich der den kleinsten Krümmungsradius aufweisenden Leimwalze lo, die von
der Aufnahmefläche des Entnahmeelementes zu umfahren ist. Der Modul (Dichte) der
Verzahnung und der Triebstockradius werden so gewählt, daß sich Zahnformen ergeben,
die ohne Schleifenbildung von den Triebstöcken abgetastet werden können (keine Hinterschneidung).
Das bedeutet, daß die Rollen ihre Drehrichtung während ihrer gesamten Abtastung
der Zahnflanken beibehalten. Dies wirkt sich günstig auf den
Verschleiß
und die Geräuschbildung aus. In Fig. 6 ist rechts oben strichpunktiert ein Zahn
mit konvexen Flanken und ohne Hinterschneidung aus dem Bereich der Leimwalze dargestellt,
wo wegen des Bewegungsgesetzes am ehesten eine Hinterschneidung erforderlich wäre.
Solche Zahnformen lassen sich aber nicht nur im Bereich der im Durchmesser verhältnismäßig
kleinen Leimwalze lo, sondern auch an dem Greiferzylinder 15 verwirklichen, wenn
dieser einen entsprechend kleinen Durchmesser erhält.
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Die Beschleunigung und Verzögerung der Entnahmeelemente läßt sich
grundsätzlich mit einem einzigen Sonnenrad und einem Satz Triebstöcke bestehend
aus fünf Triebstöcken verwirklichen, wie Fig. 5 und 7 zeigen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
helfen sich die Triebstöcke gegenseitig über ihre Totpunktlagen hinweg. Bei einer
geringeren Anzahl von Triebstöcken innerhalb eines Triebstocksatzes ist es dagegen
günstiger, zwei innenverzahnte Sonnenräder mit zwei Satz Triebstöcken für den Antrieb
einzusetzen, wie das Ausführungsbeispiel der Fig. 8 zeigt. In diesem Fall hilft
der eine Triebstocksatz dem anderen Triebstocksatz über dessen Totlage hinweg, so
daß fortwährend auf das zugehörige Entnahmeelement ein Drehmoment ausgeübt wird.
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Obgleich die Triebstöcke unter verhältnismäßig flachem Winkel in die
Zahnlücken einlaufen, kann der Einlauf insbesondere im Bereich der konkav gestalteten
Zahnflanken, also vor allem im Bereich des Etikettenkastens, dadurch weiter verbessert
werden, daß die nicht tragenden Zahnspitzen der Triebstockverzahnung abgeflacht
sind. In Fig.9 sind die tragenden Bereiche der Zahnflanken durch eine hinter den
Zahnflanken angeordnete strichpunktierte Linie angedeutet. Insbesondere die rechts
dargestellte Vergrößerung zeigt die den sanften Einlauf der Triebstöcke begünstigende
Zurücknahme der Zahnspitzen. Es sei darauf hingewiesen, daß die Zurücknahme der
Zahnspitzen nicht nur bei den doppelten
Sonnenrädern, sondern auch
bei einem einzigen Sonnenrad verwirklicht werden kann.
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Zu der Geräuschverminderung dienenden körperschallmäßigen Trennung
von Antrieb und Gehäuse kann der untere Teil 22 des Trägers über Gummipuffer 51
vom Gehäuse 24 und der obere Teil 14 mit dem Sonnenrad 25 über Gummipuffer 52 vom
Gehäuse 24 getrennt sein. Ferner können Büchsen 55 oder Hülsen 54 die Triebstöcke
von der nach außen geführten Antriebswelle 6 geräuschmäßig entkoppeln.