DE3209331A1

DE3209331A1 - Drehsegment-vorrichtung mit veraenderbarer winkelgeschwindigkeit zur entnahme und abgabe von etiketten in automatischen etikettiermaschinen

Info

Publication number: DE3209331A1
Application number: DE19823209331
Authority: DE
Inventors: Roberto Marmirolo Mantova Marchini
Original assignee: OCEA SRL
Current assignee: OCEA SRL
Priority date: 1981-04-17
Filing date: 1982-03-15
Publication date: 1982-11-11
Also published as: GB2096968A; IT8118107A0; GB2096968B; FR2504089A1; US4404058A

Description

Beschreibung

Wie bekannt 1st, befinden sich in den automatischen Etikettiermaschinen für mittlere und hohe Geschwindigkeiten die Etiketten eine hinter der anderen in einer vertikalen Position in einem festen Behälter, der als Magazin dient.Im vorderen Teil dieses Behälters werden die Etiketten nur durch kleine Zacken gehatten, die sich rundum an den Etiketten selbst befinden. Auf diese Weise bleibt die Oberfläche des Etiketts, besonders die der bedruckten Fläche entgegengesetzte, offen liegen. Ein Schieber bewirkt, dass das Etikettenpaket immer auf den vorderen Zacken aufliegt. In einer neben dem Etikettenbehälter liegenden Position ist eine Vorrichtung angeordnet, die eine Platte mit vertikaler Achse enthält, welche sich mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit dreht. Von dieser Platte aus erhebt sich eine Anzahl von Wellen (in den Zahlen 2-3-4-6 usw.), von denen jede ein Drehsegment trägt, dessen äussere Oberfläche ein Teil einer zylindrischen Oberfläche ist, und zwar mit den gleichen Abmessungen des sich im'Magazin befindlichen Etiketts. Während seiner Bewegung kommt jedes dieser Segmente auf seiner gesamten Oberfläche mit einer ersten zylindrischen Rolle in Berührung, die sich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit dreht und auf deren 0-berfläche sich eine Schicht Klebstoff von der Dicke eines Zehntelmillimeters befindet. Die Drehrichtung dieser ersten Rolle ist entgegengesetzt der Drehrichtung eines jeden Seg-

mentes. Damit jedes Segment den Klebstoff über die gesamte Oberfläche aufnimmt, ist es notwendig, dass der Kontakt zwischen der Oberfläche des Segmentes selbst und der Oberfläche der ersten Rolle zu jedem Zeitpunkt erfolgt. Dieser Kontakt muss durch ein reines Abrollen erfolgen und folglich ohne ein Schleifen der Oberflächen. Die Zeigersumme der Umlaufgeschwindigkeiten der ersten Rolle, der Halteplatte für die Segmente und der Segmente selbst muss also Null ergeben. Damit dies geschieht, muss jedes Segment aus Gründen der Kinematik sich in der an der ersten Rolle entlanglaufenden Strecke mit veränderbarer Geschwindigkeit drehen.

Das Drehsegment, auf dem sich nun ein dünner Klebstoff!Im befindet, muss dann ohne zu schleifen über das Etikett rollen, das sich in entsprechender Position in dem Behälter befindet. Auf diese Weise löst sich das Etikett selbst aus dem Behälter und legt sich auf die Oberfläche des Drehsegmentes. Auch in diesem Falle muss sich das Segment mit veränderbarer Winkelgeschwindigkeit drehen. Das Etikett muss dann mit Hilfe des Segmentes an eine zweite Rolle übergeben werden, die mit mechanischen Zangen zum Greifen desselben versehen ist.Diese zweite Rolle, ebenfalls mit einer vertikalen Achse, dreht sich mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit und in einer Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung eines jeden Segmentes. Auch in dieser Phase muss das Segment, damit kein Reissen des Etikettes erfolgt, auf der Rolle mit den Zangen ohne zu schleifen abrollen. Das Segment muss also auch in diesem Fall eine

veränderbare Winkelgeschwindigkeit haben. Das kinematische Problem ist daher, die Oberfläche des Drehsegmentes auf der Oberfläche der beiden zylindrischen Rollen ohne zu schleifen abrollen zu lassen, wobei diese Rollen konstante, jedoch unterschiedliche Winkelgeschwindigkeiten haben, sowie auf einer flachen, sich nicht bewegenden Oberfläche, die durch das Etikett In seinem Behälter gegeben ist. In Übereinstimmung mit der bis heute bekannten Technik wurde das Problem bisher durch die Verwendung von Planetengetrieben und Nocken mit zwei Laufflächen gelöst, welche die Umlaufgeschwindigkeit des Segmentes verändern, so dass das gewünschte Bewegungsgesetz erreicht wird. So ausgelegte Vorrichtungen weisen folgende Nachteile auf:

- Sie benötigen in der Herstellungsphase eine sehr akkurate Bearbeitung" der Zahnräder und der Nocken, die diese bilden.

Die Kinematik muss absolut frei von Spiel sein, da dieses, falls vorhanden, zu einer nicht perfekten Entnahme der Etiketten und damit zu einer schlechten Etikettierung führen würde;

- es werden in der Herstellungsphase Materialien mit erheblichen mechanischen Eigenschaften benötigt, da die zahlreichen Zahnräder aus PlatzgrUnden nur geringe Abmessungen haben dürfen;

- es ist eine kontinuierliche Schmierung der verschiedenen übertragungselemente erforderlich, weshalb diese in einem hermetisch geschlossenen Gehäuse Im ölbad laufen müssen.

Unter den oben angeführten Betrachtungen geht deutlich hervor, dass die Kosten dieser bekannten Vorrichtungen sehr hoch sind.

Hauptzweck der vorliegenden Erfindung Ist deshalb der, eine Drehsegment-Vorrichtung mit veränderbarer Winkelgeschwindigkeit von einfacher Bauart und begrenzten Kosten herzustellen, mit der es möglich ist, die Entnahme der Etiketten aus einem Behälter, der als Magazin dient, und den Weitertransport derselben in einen Bereich zu deren Anbringung vorzunehmen, wobei die in den Vorrichtungen bekannter Art feststellbaren Nachteile, die zurückzuführen sind auf die Verwendung von Plane tengetrieben und Nocken mit zwei Laufflächen, um das Bewegungsgesetz eines jeden Drehsegmentes zu erreichen, vermieden werden.

Dieser und noch weitere Zwecke werden alle erreicht durch die betreffende Drehsegment-Vorrichtung mit veränderbarer Winkelgeschwindigkeit zur Entnahme und Abgabe von Etiketten in automatischen Etikettiermaschinen vom Typ bestehend aus einer Stützplatte, die auf eine sich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit drehende vertikale Welle aufgezogen ist, und mit der eine Anzahl von Segmenten verbunden ist, sich jedes um eine entsprechende vertikale Achse drehend, und zwar mit veränderbarer Winkelgeschwindigkeit nach einem vorbestimmten Bewegungsgesetz, wobei dl© genannten Drehsegmente mit ihrer eigenen gebogenen seitlichen Oberfläche nacheinander eine erste, mit Klebstoff versehene und sich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit drehende Rolle berühren, dann ein Etikett, dass sich in einem festen und als Magazin dienenden Behälter befindet, und schlfessllch eine zweite Rolle, die mit Zangen zur Entnahme

des genannten Etiketts versehen ist und sich mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit dreht, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte vorbestimmte Bewegungsgesetz durch einen Zahnriemen festgelegt wird, der kinematisch mit einer kreisförmigen verzahnten Riemenscheibe verbunden ist, welche koaxial zu einem entsprechenden Drehsegment angeordnet und mit diesem verbunden, sowie mit einer asymmetrischen verzahnten Riemenscheibe, die in fester Position auf die genannte vertikale Welle aufgezogen Ist, wobei die geraden Erzeugenden der seitlichen Oberfläche der genannten asymmetrischen Riemenscheibe parallel zur Längsachse der genannten vertikalen Welle verlaufen und von dieser in veränderbarem Abstand angeordnet sind, und zwar je nach den Veränderungen der vorgesehenen Winkelgeschwindigkeit für jedes der genannten Drehsegmente und abhängig von der entsprechenden Position eines jeden dieser Segmente im Verhältnis zu der genannten asymmetrischen Riemenscheibe. Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer vorgezogenen VerwirkI Ichungsform hervor, die rein als Beispiel und nllicht begrenzend In den beiliegenden Zeichnungen dargestellt wird, von denen

- Abb. 1 eine schematische Plandarstellung der mit der betreffenden Vorrichtung verbundenen Elemente zeigt;

- Abb. 2 zeigt eine schematische Plandarstellung der betreffenden Vorrichtung;

- Abb. 3 zeigt eine Darstellung der Vorrichtung im Schnitt nach

der Linie NI-III aus den Abbildungen J und 2. Unter Bezugnahme auf die belllegenden Abbildungen ist mit 1 eine Stützplatte bezeichnet, die auf eine sich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit drehende vertikale Welle 2 aufgezogen ist. Mit der Platte I Ist eine Anzahl von kleinen Wellen 3 verbunden (der Einfachheit halber ist in den beiliegenden Abbildungen nur eine der kleinen Wellen 3 dargestellt), auf denen jeweils ein Segment 4 montiert ist, das sich mit veränderbarer Winkelgeschwindigkeit um eine vertikale Achse Ai dreht, und zwar in einer Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Stützplatte 1. die äussere seitliche Oberflcähe eines jeden Drehsegmentes 4 ist Teil einer zylindrischen Oberfläche, deren Achse Im Verhältnis zu der Rotationsachse jA des Segmentes 4 exzentrisch ist. Mit 5 ist ein Behälter bezeichnet, der als Magazin dient, und in dem in vertikaler Position die Etiketten 6 angeordnet sind. Peripherisch zu der Stützplatte 1 Ist eine erste zylindrische Rolle 7 angeordnet, deren vertikale Achse sich mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit und in Übereinstimmung mit der Drehrichtung der Platte 1 dreht. Diese erste Rolle 7 wird durch eine an der Platte 1 befestigte verzahnte Riemenscheibe 8, einen Zahnriemen 9 und eine verzahnte Riemenscheibe 10 angetrieben, die koaxial auf die erste Rolle 7 aufgezogen ist; sie hat eine äussere zylindrische und mit Gummi überzogene Oberfläche und ist durch bekannte Mittel mit einer Schicht Klebstoff bedeckt. Peripherisch zu der Platte 1 ist weiter eine zweite

zylindrische Rolle (11) mit vertikaler Achse angebracht, die sich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit und in der gleichen Richtung dreht wie die Platte 1. Diese Rolle 11, welche direkt angetrieben wird (auf an sich bekannte Weise und daher nicht in den belllegenden Zeichnungen dargestellt), überträgt ihre Bewegung auf die Platte 1 und folglich auf die erste Rolle 7, und zwar über einen Zahnriemen 12, der auf eine zu der ersten Rolle 7 koaxialen verzahnten Riemenscheibe 13 montiert ist, sowie auf eine verzahnte Riemenscheibe 14, die koaxial zu der Platte 1 ist.

Unter besonderer Bezugnahme auf die Abbildung 3 kann bemerkt werden, dass die vertikale Welle 2 mit Ihrem unteren Teil In einem ersten Support 15 gelagert Ist, welcher, mit Kugellagern 16 versehen, auf einer Grundplatte 17 befestigt ist.Auf der Welle 2 befinden sich: Die verzahnte Riemenscheibe 8, die in den entsprechenden Riemen 9 greift; die verzahnte Riemenscheibe 14, über die der entsprechende Riemen 12 läuft; ein Flansch 18, der durch Befestigungsschrauben 19 mit der Platte 1 verbunden ist. Koaxial zu der Welle 2 ist ein zweiter mit Lagern 21 versehener Support 20 angeordnet, in seiner festen Position gehalten durch einen Bügel 22, der an dem ersten Support 15 mit Hilfe eines ersten Ringes 23 befestigt ist und an dem zweiten Support 20 mit Hilfe eines zweiten Ringes 24. Auf dem zweiten Support 20 ist mit Schrauben 25 eine Riemenscheibe 26 befestigt, deren verzahnte,sei tiiche, zylindrische Oberfläche nicht kreisförmig, sondern asymmetrisch ist. Diese

asymmetrische Riemenscheibe 26 hält einen entsprechenden Zahnriemen 27.

Auf der Platte 1 ist ein dritter Support 28 befestigt und mit Lagern 29 versehen, in dem eine Welle 30 gelagert ist, auf deren unteren Teil eine verzahnte Riemenscheibe 31 mit dem entsprechenden Zahnriemen 27 und eine verzahnte Riemenscheibe 32 (notwendigerweise mit einem anderen Durchmesser als der von der Riemenscheibe 31), verbunden mit einem entsprechenden Riemen 33, aufgezogen sind. Immer auf der Platte 1, jedoch mit einem entsprechenden Abstand von dem dritten Support 28, ist ein vierter und mit Lagern 35 versehenr Support 34 befestigt, in dem sich die kleine Welle 3 dreht. Am oberen Teil der kleinen Welle 3 ist das Drehsegment 4 befestigt, während sich am unteren Teil eine verzahnte Riemenscheibe 36 befindet, die mit dem Riemen 33 verbunden ist.

Unter Bezugnahem auf die Abbildung 2 ist mit 37 in seiner Gesamtheit ein Riemenspanner bezeichnet, der aus einer Spannrolle 38 besteht, montiert auf einen Schwenkarm 39, der an die Achse A_- angelenkt ist.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende: Angenommen, die zweite Rolle 11 dreht sich gleichmässig kreisförmig. Mit Hilfe der sich auf der Achse der Rolle 11 befindlichen verzahnten Riemenscheibe 13, des Zahnriemens 12 und der verzahnten Riemenscheibe 14, die sich auf der die Platte 1 tragenden Welle 2 befindet, wird die Bewegung auf die Platte 1 übertragen. Durch die Riemenscheibe 8, den Riemen 9 und die Rie-

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menscheibe 10 wird die Bewegung auf die erste Rolle 7 übertragen. Die zweite Rolle 11, die Platte 1 und die erste Rolle 7 drehen sich also mit einer gleichmässigen und kreisförmigen Bewegung. In seiner Drehbewegung nimmt die Platte 1 den dritten Support 28 und die darin lagernde Welle 3ü mit. Die Welle 30 erhält durch die Wirkung der verzahnten Riemenscheibe 31, die in den mit der verzahnten asymmetrischen Riemenscheibe 26 verbundenen Zahnriemen 27 greift, eine im Verhältnis zu der Platte 1 entsprechende Drehbewegung. Diese Bewegung ist nicht gleichmässig kreisförmig, sondern folgt einem anderen Gesetz, und zwar auf Grund des besonderen Profils der äusseren Oberfläche der asymmetrischen Riemenscheibe 26, das während der Planungsphase im Verhältnis zu der Position der beiden Rollen 7 und 11 sowie des Behälters 5 gegeben wird. In der Tat wickelt sich der Riemen 27 bei jedem unendlich kleinen Drehwinke IiV der Platte 1 um die asymmetrische Riemenscheine 6, die fest ist, um eine Strecke entsprechend r -(X. Da _r_ der Radius der asymmetrischen Riemenscheibe 26, diese jedoch nicht kreisförmig ist, ist der Wert v_ nicht konstant, sondern veränderbar. Veränderbar zusammen mit r_ ist folglich auch die Strecke des Riemens 27, der sich um die asymmetrische Riemenscheibe 26 und damit um die Riemenscheibe 31 wickelt. Die richtige Spannung des Riemens 27 wird durch den Riemenspanner 37 erreicht, welcher den Veränderungen der Positionen des Riemens 27 folgt. Die Welle 30, die mit einer kreisförmigen Bewegung und veränderbarer Winkelgeschwindigkeit versehen ist, überträgt diese

Bewegung durch die Riemenscheibe 32, den Riemen 33, die Riemenscheibe 36 und die kleine Welle 3 auf das Drehsegment 4. Das Segment 4 hat also im Verhältnis zu der Platte 1 eine Bewegung mit veränderbarer Winkelgeschwindigkeit, welche dem gleichen Gesetz folgt wie die der Welle 30, jedoch mit einem absoluten Wert, der auf Grund des Übertragungsverhältnisses zwischen der Welle 30 und der kleinen Welle 3 und durch das Vorhandensein der Riemenscheiben 31 und 32 anders ausfällt. Die peripherische Oberfläche des Segmentes 4 aus der Sicht des Betrachters der Vorrichtung eine Bewegung, die durch die Verbindung der kreisförmigen gleichmässigen Bewegung der Platte 1 und der kreisförmigen nicht gleichmässigen Üewegung der asymmetrischen Riemenscheibe 26 gegeben ist. Das Profil der asymmetrischen Riemenscheibe 26 wird so ausgelegt, dass die äussere Oberfläche des Segmentes 4 auf der ersten Rolle 7 abrollt ohne zu schleifen, um einen dünnen Film von Klebstoff aufzunehmen, dann ohne zu schleifen über das Etikett 6 in dem Behälter 5 rollt, um dieses aufzunehmen und schliesstich ohne zu schleifen auf der zweiten Rolle 11 abrollt, um dieser mit ftilfe der mechanischen Zangen (hier nicht abgebildet) die Möglichkeit zu geben, das Etikett zu übernehmen, um es auf das Produkt (Flaschen, Schachteln usw.) zu kleben, dem es zugedacht ist.

Die Erfindung kann in ihrer praktischen Verwirktichungsform auch andere Formen als die oben beschriebene annehmen, besonders können zahlreiche Änderungen praktischer Art angebracht

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werden wie zum Beispiel das Fortlassen des Riemenscheibenpaares 31 und 32, um die asymmetrische Riemenscheibe 26 direkt mit der Riemenscheibe 36 zu verbinden, ohne dass dabei jedoch aus dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung herausgegangen wird.

Claims

Titel: Drehsegment-Vorrichtung mit veränderbarer Winkelgeschwindigkeit zur Entnahme und Abgabe von Etiketten in automatischen Etikettiermaschinen PATENTANSPRÜCHE

1.) Drehsegment-Vorrichtung mit veränderbarer Winkelgeschwindigkeit zur Entnahme und Abgabe von Etiketten in automatischen Etikettiermaschinen, vom Typ bestehend aus einer auf eine vertikale und sich mit konstanter Winkelgeschwindikeit drehende Welle (2) aufgezogene Stützplatte (1), an der eine Anzahl von sich drehenden Sehmenten (4) befestigt sind, jedes um eine entsprechende vertikale Achse (A) und mit einer nach einem bestimmten Bewegungsgesetz veränderbaren Winkelgeschwindigkeit, wobei die genannten Drehsegmente (4) nacheinander mit ihrer gebogenen seitlichen Oberfläche eine erste Rolle (7) berühren, die mit Klebstoff versehen ist und sich mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit dreht, dann ein Etikett (6), das sich in einem feststehenden Behälter (5) befindet, welcher als Magazin dient, und schliesslich eine zweite Rolle (11), die mit Zangen zur Entnahme des genannten Etiketts (6) versehen ist und sich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit dreht, dadurch gekennzeich-

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net, dass das genannte vorbestimmte Bewegungsgesetz durch einen Zahnriemen (27) festgelegt wird, der kinematisch mit einer verzahnten Riemenscheibe (36) verbunden Ist, die sich koaxial zu einem entsprechenden Drehsegment (4) befindet und mit diesem gekoppelt Ist, sowie mit einer asymmetrischen verzahnten Riemenscheibe (26), aufgezogen In einer festen Position auf die genannte vertikale Welle (2), wobei die geraden Erzeugenden der seitlichen Oberfläche der genannten asymmetrischen Riemenscheibe (26) parallel zur Längsachse der genannten vertikalen Welle (2) verlaufen und von dieser in veränderbarem Abstand angeordnet sind, je nach den Veränderungen der vorgesehenen Winkelgeschwindigkeiten für Jedes der genannten Drehsegmente (4), abhängig von der entsprechenden Position eines jeden dieser Segmente im Verhältnis zu der genannten asymmetrischen Riemenscheibe (26).

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend zu jedem der genannten Drehsehmente (4) ein Riemenspanner (37) vorgesehen ist, der aus einer Spannrolle (38) besteht, die auf einem an die genannte vertikale Achse (M'des genannten Drehsehmentes (4) angelenkten Schwenkarm (39) montiert ist, wobei der genannte Riemenspanner (37) dazu dient, die Veränderungen der Positionsgeometrie des genannten Zahnriemens (27) aufzufangen, der sich während der Rotation der genannten Stützplatte (1) um die genannte asymmetrische Riemenscheibe (26) wickelt.

3. Vorrichtung nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch ge-

kennzeichnet, dass ein Paar von kreisförmigen, verzahnten und koaxial angeordneten Riemenscheiben (31-32) vorgesehen ist, die unterschiedliche Durchmesser haben und mit der genannten Stützplatte (1) verbunden sind, und zwar ist auf die eine ein entsprechender Zahnriemen (33) aufgezogen, der mit der genannten kreisförmigen Riemenscheibe (36) verbunden ist, und auf die andere der genannte Zahnriemen (27), verbunden mit der genannten Spannrolle (38) und der genannten asymmetrischen Riemenscheibe (26), wobei das genannte Paar von verzahnten Riemenscheiben (31-32) ein entsprechendes Übersetzungsverhältnis zwischen der genannten kreisförmigen Riemenscheibe (36) und der genannten asymmetrischen Riemenscheibe (26) herstellt, wodurch eine Verkleinerung derselben möglich ist.

4. Vorrichtung nach den vorstehenden Patentansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass alle Übertragungselemente aus Zahnriemen bestehen, die kinematisch mit verzahnten Riemenscheiben verbunden sind.