DE4428242A1 - Verfahren und Anlage zum automatischen Etikettieren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Etikettieren von hintereinander auf einer Förderbahn transportierten Gegenständen unterschiedlicher Größe insbesondere von Kartons, bei welchem an einer Etiket­ tierstation ein von einer Etikettenspendeeinrichtung an einer raumfesten Spendeposition abgespendetes Selbst­ klebeetikett mittels einer vorzugsweise pneumatisch an­ getriebenen Übergabeeinrichtung abgeholt und in einer Übergabebewegung auf die Oberseite des zu etikettieren­ den Gegenstands übertragen sowie darauf an einer defi­ nierten Haftstelle selbsthaftend angepreßt wird.

Die Erfindung betrifft weiter eine Anlage zum automati­ schen Etikettieren von hintereinander auf einer Förder­ bahn transportierten Gegenständen unterschiedlicher Größe, insbesondere von Kartons, mit einem an einer Etikettierstelle der Förderbahn angeordneten Tragge­ stell, einer an dem Traggestell befestigten Etiketten­ spendeeinrichtung zum Abspenden einzelner Selbstklebe­ etiketten über eine Spendekante, und einem am freien Kolbenende eines vorzugsweise als doppeltwirkender Pneu­ matikzylinder ausgebildeten Andrückzylinders angeordne­ ten Andrückstempel, der eine zur Übernahme der abge­ spendeten Etiketten ausgebildete stirnseitige Träger­ fläche aufweist, die beim Etikettierhub des Andrückzy­ linders gegen die Oberseite der zu etikettierenden Ge­ genstände andrückbar ist.

Es ist eine Anlage dieser Art bekannt (DE-PS 30 49 248), die einen pneumatischen Andrückzylinder aufweist, der entgegen der Vorlaufrichtung des Kolbens gegen eine Fe­ der begrenzt nach oben verschiebbar ist, und der beim Etikettierhub den Andrückstempel von der Spendekante bis zur Oberfläche des zu etikettierenden Gegenstands verschiebt und an dieser anpreßt. Beim weiteren Ausfah­ ren des auf dem Gegenstand abgestützten Kolbens wird der Andrückzylinder entgegen der Kraft der Feder ange­ hoben, bis er ein als Anschlagschalter ausgebildetes Umsteuerorgan betätigt, welches den Kolbenrücklauf aus­ löst. Auf diese Weise wird zwar erreicht, daß die Selbst­ klebeetiketten immer mit der gleichen Andrückkraft, die durch das Gewicht des Andrückzylinders und die Feder­ kraft bestimmt ist, auf die Gegenstände gedrückt wer­ den. Dazu ist es jedoch unumgänglich, daß der Gegen­ stand beim Etikettiervorgang angehalten wird, wodurch sich die maximal erreichbare Förderleistung der Förder­ bahn verringert.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, ein Verfahren und eine Anlage zum Etikettieren von hintereinander auf einer Förderbahn transportierten Gegenständen zu schaffen, womit sich auch bei hoher Transportleistung der Förderbahn Gegenstände unter­ schiedlicher Größe automatisch mit einem Selbstklebe­ etikett versehen lassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die in den Ansprüchen 1 bzw. 12 angegebenen Merkmalskombinationen vorgeschla­ gen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildung der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß durch eine von der Gegenstandsgröße abhängige Vorpositionierung der Übergabeeinrichtung bzw. des Andrückstempels die für die Etikettenübergabe erforderliche Zeit so weit verkürzt werden kann, daß eine Etikettierung der Gegen­ stände im Durchlauf möglich ist.

Um dies zu erreichen, wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgeschlagen, daß

• - die Höhe der transportierten Gegenstände in einer Hö­ henmeßstation in Förderrichtung vor der Etikettier­ station erfaßt wird,
• - die Übergabebewegung der Übergabeeinrichtung in eine in ihrer Weglänge von der erfaßten Höhe abhängige Voreilbewegung und eine mit fester Weglänge vorgege­ bene Etikettierbewegung unterteilt wird,
• - die Voreilbewegung während des Transports des Gegen­ stands von der Höhenmeßstation zur Etikettierstation ausgeführt wird, und
• - die Etikettierbewegung beim Durchlauf des Gegenstan­ des durch die Etikettierstation unter kurzzeitiger Anpressung des Etiketts mit seiner Klebeseite gegen die Haftstelle ausgeführt wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Etikettierbewegung als vorgegebener, vorzugs­ weise die Höhentoleranzen der Gegenstände um ein Über­ maß übersteigender vertikaler Etikettierhub vorzugswei­ se mittels eines pneumatischen Andrückzylinders der Übergabeeinrichtung ausgeführt. Dadurch ist es auf ein­ fache Weise möglich, die Etikettierbewegung in kurzer Zeit und unter Bewegung geringer Massen auszuführen. Zugleich wird sichergestellt, daß innerhalb eines Tole­ ranzbereichs verformte Gegenstände unter dem Andrück­ stempel durchlaufen, ohne sich zu verklemmen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Eintreffen des zu etikettierenden Gegenstands an einer Etikettierstelle der Etikettierstation vorzugs­ weise mittels einer Lichtschranke erfaßt und daraufhin der Etikettierhub gegebenenfalls in vorbestimmtem Zeit­ abstand ausgelöst wird. Dadurch wird erreicht, daß die Etiketten in gleichem Abstand zu einer in Förderrich­ tung weisenden Bezugskante der Gegenstände plaziert werden.

Vorteilhafterweise wird die während des Etikettierhubs erreichbare Anpreßkraft des Andrückzylinders auf einen einstellbaren Sollwert begrenzt. Dadurch werden die Etiketten auch bei leicht unterschiedlichen Hublängen immer mit der gleichen Andrückkraft angepreßt.

Der Etikettierhub kann auf einfache Weise dadurch ge­ steuert werden, daß nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer vom gegen die Oberfläche des zu etikettieren­ den Gegenstands gerichteten Anpreßvorlauf in den Rück­ lauf umgesteuert wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das abgespendete Selbstklebeetikett an seiner klebstofffreien Seite unter Einwirkung eines Saugdrucks an den Andrückstempel zunächst angesaugt und danach unter Umschaltung auf Blasluft an der Haftstelle der Gegenstandsoberfläche aufgepreßt. Das Ansaugen des Etiketts ermöglicht eine einfache Übernahme an der Spen­ deposition, während die Blasluft für eine sichere Ablö­ sung vom Andrückstempel sorgt und zusätzlich verhindert, daß Scherkräfte zwischen dem transportierten Gegenstand und dem Andrückstempel auftreten.

In einem einfach realisierbaren Bewegungsablauf kann die Voreilbewegung in einen von der oberhalb der maxi­ malen Gegenstandshöhe über der Förderbahn angeordneten Spendeposition ausgehenden horizontalen Etiketten-Abhol­ hub und einen nachfolgenden, in vorgegebenem Abstand oberhalb der erfaßten Gegenstandshöhe endenden vertika­ len Vorschubhub unterteilt werden.

Um einen gleichbleibenden Abstand bei der Etikettenauf­ bringung zu einer quer zur Förderrichtung weisenden Seitenfläche der Gegenstände zu erreichen und eine Eti­ kettenschrägstellung bei im Umriß rechteckigen Gegen­ ständen zu verhindern, werden die Gegenstände vorteil­ hafterweise zu einer Seite der Förderbahn hin ausge­ richtet auf der Förderbahn transportiert.

Vorteilhafterweise wird die Höhe der transportierten Gegenstände berührungslos, vorzugsweise mittels Ultra­ schall, Laserlicht oder einem Lichtgitter abgetastet, wobei die Gegenstandshöhe als Mittelwert aus mehreren in einem vorbestimmten Bereich der Gegenstandsoberflä­ che abgetasteten Höhenmeßwerten bestimmt werden kann.

Weiter ist es von Vorteil, wenn die bei Normalbetrieb in die Förderbahn eingreifende Übergabeeinrichtung bei einer Störung, beispielsweise bei Netzausfall oder Not­ ausschaltung, automatisch in eine obere Endlage bewegt und dort verriegelt.

Bei einer bevorzugten Etikettieranlage wird zur Lösung der vorstehend angegebenen Aufgabe vorgeschlagen, daß in Förderrichtung vor der Etikettierstelle eine die Höhe der auf der Förderbahn vorbeitransportierten Ge­ genstände erfassende Höhenmeßeinrichtung angeordnet ist, und daß am Traggestell eine den Andrückzylinder tragende Vorschubeinrichtung angeordnet ist, womit der Andrückzylinder aus seiner Ausgangsposition im Bereich der Spendekante in eine in vorgegebenem Abstand über der erfaßten Gegenstandshöhe des nachfolgend die Etiket­ tierstelle erreichenden Gegenstands liegende Warteposi­ tion verschiebbar ist. Dadurch ist es möglich, die Vor­ laufzeit der Gegenstände von der Höhenmeßstelle bis zur Etikettierstelle zur Vorpositionierung des Andrückzylin­ ders zu nutzen, wodurch der Etikettierhub mit kurzer Hublänge und geringem Impuls ausreichend schnell erfol­ gen kann, um die Gegenstände im Durchlauf zu etikettie­ ren.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein beim Durchgang des Gegenstands durch die Etiket­ tierstelle ansprechender, vorzugsweise als Lichtschran­ ke ausgebildeter Durchgangsmelder vorgesehen, durch dessen Ausgangssignal der Etikettierhub des in der War­ teposition vorpositionierten Andrückzylinders auslösbar ist. Dadurch werden die Etiketten bei gegebener Hubdauer und Transportgeschwindigkeit stets im selben Abstand von der in Förderrichtung weisenden Kante der Gegenstän­ de aufgebracht.

Um zu erreichen, daß der Etikettiervorgang mit gleich­ bleibender Anpreßkraft und ohne aufwendige mechanische Krafteinstellung ausführbar ist, kann der Andrückzylin­ der auf seiner Bodenseite über ein vorzugsweise mit einer Entlüftung zum Ausgleich von Übersteuerungen ver­ sehenes Druckregelventil und ein dem Druckregelventil vorgeschaltetes, nach Maßgabe des Ausgangssignals des Durchgangsmelders betätigbares Druckschaltventil mit einem begrenzten Arbeitsdruck beaufschlagt werden.

Vorteilhafterweise ist der Etikettierhub nach Ablauf einer vorgegebenen Vorlaufzeit oder bei Erreichen eines vorgegebenen Innendrucks des Andrückzylinders mittels einer Umsteuereinheit umschaltbar.

Die Übernahme des Etiketts an der Spendekante und die Übertragung auf die Gegenstandsoberfläche kann dadurch erleichtert bzw. unterstützt werden, daß die Trägerflä­ che des Andrückstempels Ansaug- und Blasöffnungen auf­ weist, die zur Übernahme eines abgespendeten Etiketts mit Saugdruck und beim Andrücken des Etiketts auf die Gegenstandsoberfläche mit Blasdruck beaufschlagbar sind. Durch die Beaufschlagung mit Blasluft wird zwischen der Trägerfläche und dem Etikett ein Luftkissen erzeugt, welches das Auftreten von Scherkräften zwischen dem bewegten Gegenstand und dem Andrückstempel verhindert. Zusätzlich kann der Andrückstempel ein stirnseitig an­ geordnetes, vorzugsweise aus einem Schaumstoff bestehen­ des Preßkissen aufweisen, dessen gleitfähig beschichte­ te freie Stirnseite als Trägerfläche dient. Dadurch wird das Etikett auch bei unebenen oder geneigten Ober­ flächen großflächig und zuverlässig angeheftet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorschubeinrichtung einen entlang einer gestellfesten Führungsschiene verdrehsicher zwi­ schen der Höhenlage der Ausgangsposition und der darun­ terliegenden Warteposition des Andrückzylinders verfahr­ baren Vertikalschlitten auf, der mittels eines vorzugs­ weise servopneumatischen Positioniersystems lagegeregelt entlang der Führungsschiene positionierbar ist. Dadurch kann der mitbewegte Andrückzylinder auch bei langen Verschiebewegen, d. h. bei kleinen Gegenständen, mit ausreichender Schnelligkeit und Genauigkeit vorpositio­ niert werden.

Vorteilhafterweise umfaßt das Positioniersystem einen Stellantrieb, der einen doppeltwirkenden, mit einem kolbenstangenlosen, dauermagnetischen Magnetkolben ver­ sehenen pneumatischen Langhubzylinder aufweist, durch dessen Zylinderrohrmantel hindurch der Vertikalschlit­ ten mit dem Magnetkolben magnetisch kraftschlüssig ver­ bunden ist. Ferner kann das Positioniersystem eine Lage­ meßeinrichtung umfassen, die ein achsparallel zu dem Langhubzylinder angeordnetes Linearpotentiometer auf­ weist, an dessen mit dem Vertikalschlitten über ein Joch starr verbundenem Schleifer ein von der Schlitten­ lage abhängiges Potential abgreifbar ist. Zur Lagerege­ lung kann eine Regeleinheit vorgesehen sein, die nach Maßgabe einer aus der gemessenen Schlittenlage und einer Positionsvorgabe gebildeten Regeldifferenz den Innen­ druck auf beiden Kolbenseiten des Langhubzylinders über ein elektrisch betätigbares Steuerventil einstellt. Zur Auf- und Abbewegung des Magnetkolbens als auch zur Ein­ stellung einer festen Zwischenhublage kann das Steu­ erventil als 5/3-Proportionalwegeventil ausgebildet sein, in dessen federzentrierter oder magnetisch ein­ gespannter Nullstellung alle Anschlüsse gesperrt sind, und in dessen beiden stetig veränderlichen Funktions­ stellungen die beiden Kolbenseiten des Langhubzylinders wechselseitig mit dem Versorgungsdruck beaufschlagbar und rückflußseitig entlastbar sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Andrückzylinder bodenseitig mit der Unterseite eines auf dem Vertikalschlitten begrenzt verschiebbaren Horizontalschlittens starr verbunden ist. Der Horizontalschlitten ermöglicht es, den Andrückstem­ pel nach dem Abholen des abgespendeten Etiketts aus dem Eingriffsbereich der Etikettenspendeeinrichtung zu ent­ fernen, bevor der Vertikalhub ausgeführt wird. Die Abhol­ bewegung des Horizontalschlittens kann dabei mittels eines doppeltwirkenden Pneumatikzylinders angetrieben werden, welcher an dem Horizontalschlitten angeflanscht ist, und dessen Kolbenstange mit dem Vertikalschlitten starr verbunden ist.

Vorteilhafterweise ist der Vertikalschlitten in seiner oberhalb der Spendenkante gelegenen oberen Endlage durch ein Rastgesperre verriegelbar, dessen Sperrklinke beim Hochfahren des Vertikalschlittens mit einem im oberen Bereich der Führungsschiene angeordneten Sperrstück federbelastet selbsttätig in Eingriff kommt und pneuma­ tisch oder elektrisch ausklinkbar ist. Dadurch kann die Förderbahn im Bedarfsfall ohne den Eingriff von Bedie­ nungspersonal freigegeben werden. Durch die mechanische Verriegelung ist der Vertikalschlitten auch bei Netzaus­ fall in der Endlage gesichert.

Zur Erfassung der für die Vorpositionierung des Andrück­ zylinders maßgeblichen Höhenlage der Gegenstandsobersei­ te umfaßt die Höhenmeßeinrichtung vorteilhafterweise eine die Oberfläche der Gegenstände mit Ultraschall oder Laserlicht oder einem Lichtschrankengitter berüh­ rungslos abtastende Höhenabtasteinheit und eine die erfaßten Meßwerte verarbeitende Auswerteeinheit. Dabei genügt es zur Vorgabe der Warteposition, wenn bei der Messung nicht die Gegenstandshöhe, sondern der Abstand der Oberfläche zu einem raumfesten Bezugspunkt erfaßt wird.

Zur Steuerung des Funktionsablaufs beim Etikettiervor­ gang kann ein Kontroller vorgesehen sein, der die Aus­ werteeinheit der Höhenmeßeinrichtung und die Regelein­ heit des Positioniersystems umfaßt und die Steuersigna­ le zur Auslösung und Umsteuerung des Etikettierhubs zeitgereicht liefert.

Ein vorzeitiger Verlust des Etiketts bei der Übertra­ gung von der Spendekante auf den zu etikettierenden Ge­ genstand kann durch eine auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Etiketts am Preßkissen anspre­ chende Überwachungseinrichtung erfaßt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eine Etikettieranlage an einer Förderbahn für Kartons,

Fig. 2 die Etikettieranlage nach Fig. 1 in einer An­ sicht entgegen der Förderrichtung,

Fig. 3 eine Übergabeeinrichtung der Anlage in einer Detailvergrößerung der Fig. 2,

Fig. 4 eine weitere Ansicht der Übergabeeinrichtung in Richtung des Pfeils IV der Fig. 3 gesehen bzw. in Detailvergrößerung der Fig. 1, und

Fig. 5 eine Pneumatikschaltung zur Steuerung der verti­ kalen Übergabebewegung eines Andrückstempels einer Etikettieranlage.

Die in der Zeichnung dargestellte Anlage dient zum auto­ matischen Etikettieren von hintereinander auf einer Förderbahn 12 transportierten Kartons 14, 16 und besteht im wesentlichen aus einem an einer Etikettierstelle der Förderbahn 12 angeordneten Traggestell 18, einer an dem Traggestell 18 befestigten Etikettenspendeeinrichtung 20 zum Abspenden einzelner Selbstklebeetiketten 22, einer pneumatisch angetriebenen Etiketten-Übergabeein­ richtung 26 sowie einer in Förderrichtung vor der Eti­ kettierstelle angeordneten Höhenmeßeinrichtung 28.

Die gemäß Fig. 1 im oberen Teil des Traggestells 18 angeordnete Etikettenspendeeinrichtung 20 weist eine Vorratsrolle 30 auf, von der ein Selbstklebeetiketten tragendes Etikettenband mit Hilfe eines Vorzugmechanis­ mus 32 abgezogen und während des schrittweisen Vorzugs an einer Spendekante 24 spitzwinklig umgelenkt wird, so daß das zuvorderst auf dem Etikettenband angeordnete Etikett 22 abgelöst und mit seiner nichtklebenden Ober­ seite nach oben weisend noch ein Stück weit über die Spendekante 24 nach vorn geschoben wird. Die Etiketten 22 sind entweder bereits vorbedruckt oder können beim Vorzug des Etikettenbands an einem nicht dargestellten Druckwerk bedruckt und dabei gegebenenfalls mit gegen­ standsbezogenen Informationen versehen werden.

Um ein abgespendetes Etikett 22 abzuholen und es auf die Oberseite des zu etikettierenden Gegenstands 16 zu übertragen, ist die Übergabeeinrichtung 26 aus ihrer Ausgangsposition an der Spendekante 24 begrenzt horizon­ tal und vertikal verschiebbar (in Richtung der Doppel­ pfeile in Fig. 1).

Zur Ausführung der Vertikalbewegung weist die in Fig. 3 und 4 im Detail dargestellte Übergabeeinrichtung 26 einen Vertikalschlitten 34 auf, der mit Gleitstücken 36 an einer gestellfesten vertikalen Führungsschiene 38 längsverschiebbar gelagert ist. Der Vertikalschlitten 34 kann mittels eines Positioniersystems, das einen pneumatisch arbeitenden Stellantrieb 40 umfaßt, ange­ trieben und in einer definierten Höhenlage positioniert werden. Der Stellantrieb 40 weist hierzu einen parallel zu der Führungsschiene 38 angeordneten und an dieser befestigten Langhubzylinder 42 mit einem über die bei­ den Zylinderanschlüsse 44′, 44′′ beidseitig mit Druck­ luft beaufschlagbaren und dadurch heb- und senkbaren kolbenstangenlosen Flugkolben 46 als Antriebselement auf. Der Flugkolben 46 ist als Dauermagnet ausgebildet und mit einem auf der Außenseite des Zylinderrohrs ge­ führten Koppelkörper 48 magnetisch kraftschlüssig ver­ bunden, während der Koppelkörper 48 seinerseits über ein U-Stück 50 an dem Vertikalschlitten 34 befestigt ist.

Die Ist-Lage des Vertikalschlittens 34 läßt sich über eine Lagemeßeinrichtung 52 bestimmen. Diese umfaßt ein achsparallel zu dem Langhubzylinder 42 angeordnetes Linearpotentiometer 52, dessen Widerstandsschiene 54 endseitig mit Spannung beaufschlagt wird, so daß an dem mit dem Vertikalschlitten 34 über ein Joch 56 starr verbundenen, in leitendem Kontakt an der Führungsschiene 54 anliegenden Schleifer 58 ein von der Lage des Verti­ kalschlittens 34 abhängiges Potential abgreifbar ist. Der auf diese Weise erfaßte Ist-Wert der Schlittenlage wird in einer nicht dargestellten Regeleinheit mit ei­ nem vorgebbaren Sollwert verglichen. Die Regeleinheit erzeugt nach Maßgabe der Regeldifferenz ein Stellsignal, das einem den Arbeitsdruck auf beiden Kolbenseiten des Langhubzylinders 42 regelnden Steuerventil zugeführt wird.

Zur Ausführung der Horizontalbewegung der Übergabeein­ richtung 26 ist an einem seitlichen Ausleger 60 des Vertikalschlittens 34 ein Horizontalschlitten 62 ange­ ordnet. Der Horizontalschlitten 62 weist einen aus drei U-förmig miteinander verbundenen Rechteckplatten 64, 64′, 64′′ gebildeten Verschiebekörper auf, dessen verti­ kale Schenkel 64′, 64′′ an den Enden zweier den Ausleger 60 querverschiebbar durchsetzender Führungsstangen 66 befestigt sind. Zum Antrieb des Horizontalschlittens 62 ist ein doppelt wirkender Pneumatikzylinder 68 vorgese­ hen, welcher deckelseitig an dem Schenkel 64′′ ange­ flanscht ist, und dessen Kolbenstange in zentrischer Anordnung zu den Führungsstangen 66 an dem Ausleger 60 befestigt ist.

Ein als doppelt wirkender Pneumatikzylinder ausgebilde­ ter Andrückzylinder 70 ist an der Unterseite des Quer­ schenkels 64′ parallel zu zwei seitlichen Führungsbüch­ sen 72 bodenseitig befestigt. Der Andrückzylinder 70 ist zur Betätigung eines Andrückstempels 74 vorgesehen, der mit einer Tragplatte 76 an den freien Enden der nach unten weisenden Kolbenstange des Andrückzylinders 70 und der in den Führungsbüchsen 72 geführten Füh­ rungsstangen befestigt ist. Mit der Unterseite der Tragplatte 76 ist ein aus einem Schaumstoffblock beste­ hendes Preßkissen 78 verbunden, dessen durch eine gleitfähige Oberflächenschicht 80 gebildete freie Stirnseite 82 als Trägerfläche für ein auf den Gegen­ stand 14 zu übertragendes Etikett 22 dient. An der Trä­ gerfläche 82 kann das Etikett 22 an zwei Öffnungen 84, die über den Andrückstempel 74 durchsetzende Kanäle 86 mit Unterdruck beaufschlagbar sind, durch Einwirkung des Außendrucks festgehalten werden.

Zur Lagesicherung des Vertikalschlittens 34 in einer oberhalb der Spendekante 22 gelegenen oberen Endlage ist ein Rastgesperre vorgesehen, das eine an einem nach oben weisenden Lagerzapfen 88 des Auslegers 60 entgegen der Kraft einer Feder drehbar gelagerte Sperrklinke 90 und ein am oberen Abschnitt der Führungsschiene 38 be­ festigtes Sperrstück 92 aufweist. Die Sperrklinke 90 kommt beim Hochfahren des Vertikalschlittens 34 feder­ belastet selbsttätig mit dem Sperrstück 92 in Eingriff und kann durch einen Pneumatikzylinder 94 wieder ausge­ klinkt werden.

Die pneumatische Ansteuerung des Stellantriebs 40 und des Andrückzylinders 70 ergibt sich aus Fig. 5. Wie vorstehend erwähnt, wird der Stellantrieb 40 über ein durch die Regeleinheit betätigbares Steuerventil ange­ steuert. Das Steuerventil ist als 5/3-Proportionalwege­ ventil 96 ausgebildet, in dessen federzentrierter Null­ bzw. Mittelstellung alle Anschlüsse gesperrt sind. Die beiden Funktions- bzw. Schaltstellungen I, II des Wege­ ventils 96 sind über einen in zwei Wirkrichtungen konti­ nuierlich einstellbaren Elektromagnet 98 stetig veränder­ lich, wobei die beiden verbraucherseitigen Leitungen 100′, 100′′ wechselseitig mit der Druckquelle 102 bzw. einer der Entlüftungen 104 verbunden werden. Die aus­ gangsseitigen Leitungen 100′, 100′′ des Proportionalven­ tils 96 sind über 3/2-Wegeventile 106 und 108 in deren Schaltstellung I mit den Druckluftanschlüssen 44′, 44′′ des Langhubzylinders 42 verbindbar. In dieser Schalt­ stellung kann der Magnetkolben 46 des Langhubzylinders 42 in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerventils 96 frei bewegt oder zwischen den Luftpolstern in den beiden Zylinderräumen eingespannt werden.

Im Störfall, sowohl bei Ausfall der elektrischen Ansteu­ erung als auch bei Druckluftausfall (Überwachung durch Druckwächter), schalten die Ventile 96, 106, 108 automa­ tisch in ihre federzentrierte 0-Stellung. Dabei wird die untere Kolbenseite des Langhubzylinders 42 mit dem gegebenenfalls als Restdruck anstehenden Versorgungs­ druck beaufschlagt und die obere Kolbenseite gegen Atmo­ sphäre entlastet, wodurch der Vertikalschlitten 34 in die obere Endlage bewegt und dort durch das Rastgesperre selbsttätig verriegelt wird.

Die pneumatische Beschaltung des Andrückzylinders 70 ist im linken Zweig der Fig. 5 dargestellt. In der Schaltstellung I des Druckschaltventil 110 strömt Druck­ luft von der Versorgungsquelle 102 über ein Druckregel­ ventil 112 und ein dem Druckregelventil nachgeschalte­ tes Drosselrückschlagventil 114 mit Rückluftdrosselung (verstellbare Drossel 116) auf die Bodenseite des An­ drückzylinders 70. Der in der Vorlaufendstellung des Zylinders 70 bzw. durch das Auftreffen des Andrückstem­ pels auf der Gegenstandsoberfläche schnell anwachsende bodenseitige Zylinderdruck kann über die Entlüftung 118 des Druckbegrenzungsventils 112 auf einen einstellbaren Spitzenwert begrenzt werden. Die Umsteuerung des Andrück­ zylinders 70 läßt sich durch eine nicht dargestellte Umsteuereinheit bewerkstelligen, die das Druckschaltven­ til 110 nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls oder bei Erreichen eines vorgegebenen Innendrucks des Andrückzylinders 70 in seine Ruhestellung 0 umschaltet. Der Rücklauf erfolgt dann durch die Abluftdrosselung des Drosselrückschlagventils 114 gedämpft.

Im folgenden wird der Funktionsablauf bei der Etikettie­ rung eines auf der Förderbahn 12 transportierten Kartons 14 beschrieben. Im Zuge seines Transports passiert der Karton 14 zunächst die an der entgegen der Förderrich­ tung weisenden Seite des Traggestells 18 angeordnete Höhenmeßeinrichtung 28 (Fig. 1). Die Vorderkante des Kartons 14 unterbricht dabei eine Lichtschranke 120, deren Ausgangssignal mehrere aufeinanderfolgende Höhen­ messungen auslöst. Diese werden mittels einer Ultra­ schall-Abstandsmeßeinheit 122 ausgeführt, die sich bei Auslösung der Lichtschranke bereits über der Oberseite des Gegenstands 14 befindet. Die Gegenstandshöhe bzw. der Abstand zwischen dem Ultraschallsensor 122 und der Gegenstandsoberseite wird als Mittelwert aus mehreren abgetasteten Meßwerten unter Verwerfung der minimalen und maximalen Extremwerte bestimmt.

In Abhängigkeit von der so bestimmten Gegenstandshöhe kann, während der Gegenstand 14 von der Höhenmeßeinrich­ tung 28 zur Etikettierstelle transportiert wird, die der Andrückzylinder 70 mit der Übergabeeinrichtung 26 26 aus der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsposition in ei­ ner Voreilbewegung in einer Warteposition positioniert werden. Die Voreilbewegung wird dabei in zwei Teilschrit­ ten ausgeführt: Zuerst wird der Hydraulikzylinder 70 nach Übernahme des abgespendeten Etiketts 22 mittels des Horizontalschlittens 62 aus dem Eingriffsbereich der Etikettenspendeeinrichtung 20 entfernt. Daraufhin wird der Vorschubhub des Vertikalschlittens 34 ausge­ löst und der Andrückstempel in vorgegebenem Abstand oberhalb der erfaßten Gegenstandshöhe vorpositioniert.

Der eigentliche Etikettierhub, d. h. die Übertragung des Etiketts 22 auf den in Bewegung befindlichen Gegenstand 14, wird mittels des Andrückzylinders 70 bewirkt, sobald die Vorderseite des Gegenstands die Lichtschranke 124 unterbricht. Auf diese Weise werden die Etiketten 22 bei allen Gegenständen 14, 16 bezüglich der Vorderkante stets im selben Abstand, der sich aus dem Produkt der Etikettierhubdauer und der Fördergeschwindigkeit ergibt, an entsprechenden Haftstellen auf den Gegenstandsober­ seiten angepreßt. Dabei sorgt das Preßkissen 78 des Andrückstempels 76 dafür, daß das Etikett 22 auch auf unebenen Oberflächen flächig angedrückt wird. Zur wei­ teren Verbesserung der Etikettenübertragung werden die Öffnungen 86 der Trägerfläche 82 beim Auftreffen auf den Gegenstand 14 unter gleichzeitigem Abschalten der Saugluft mit Druckluft beaufschlagt. Sodann wird der Rückhub des Andrückzylinders 70 ausgelöst und die Über­ gabeeinrichtung 26 unter Umkehrung der Voreilbewegung in die Ausgangslage zur Übernahme des für den darauffol­ genden Etikettiervorgang bestimmten Etiketts 22 zurück­ gefahren. Die tatsächliche Übertragung des Etiketts 22 von der Spendekante 24 auf das Preßkissen 78 und von dort auf den zu etikettierenden Gegenstand 14 kann durch eine über eine Lichtleiterverbindung optisch mit der Trägerfläche verbundene, nicht dargestellte Überwa­ chungsoptik überwacht werden. Ferner ist es auch mög­ lich, zwei Etikettieranlagen in einer Tandem-Anordnung hintereinanderzuschalten, um bei Ausfall der vorgeschal­ teten Anlage die Etikettierung fortsetzen zu können, ohne daß längere Bandstillstandszeiten in Kauf genommen werden müssen.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin­ dung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anlage zum automatischen Etikettieren von hintereinander auf einer Förderbahn 12 transportierten Kartons 14, 16 unterschied­ licher Größe. Um die Kartons 14, 16 im Durchlauf etiket­ tieren zu können, wird deren Höhe an einer Höhenmeßsta­ tion 122 in Förderrichtung vor einer Etikettierstation erfaßt. An der Etikettierstation wird eine Übergabeein­ richtung 26 zur Übergabe eines Etiketts 22 von einer Spendeeinrichtung 20 auf den zu etikettierenden Gegen­ stand 14, 16 in einer Voreilbewegung in vorgegebenem Abstand oberhalb der erfaßten Höhe vorpositioniert.

Beim Durchlauf des Gegenstands 14, 16 durch die Etiket­ tierstation läßt sich dann mittels eines kurzhubigen Andrückzylinders 70 das Etikett 22 auf die Gegenstands­ oberfläche übertragen.

Claims (30)

1. Verfahren zum automatischen Etikettieren von hin­ tereinander auf einer Förderbahn (12) transportier­ ten Gegenständen (14, 16) unterschiedlicher Größe, insbesondere von Kartons, bei welchem an einer Eti­ kettierstation ein von einer Etikettenspendeeinrich­ tung (20) an einer raumfesten Spendeposition abge­ spendetes Selbstklebeetikett (22) mittels einer vorzugsweise pneumatisch angetriebenen Übergabeein­ richtung (26) abgeholt und in einer Übergabebewegung auf die Oberseite des zu etikettierenden Gegenstands (14, 16) übertragen sowie darauf an einer definier­ ten Haftstelle selbsthaftend angepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Höhe der transportierten Gegenstände (14, 16) an einer Höhenmeßstation (28) in Förderrichtung vor der Etikettierstation erfaßt wird,
• - die Übergabebewegung der Übergabeeinrichtung (26) in eine in ihrer Weglänge von der erfaßten Höhe abhängige Voreilbewegung und eine mit fester Weg­ länge vorgegebene Etikettierbewegung unterteilt wird,
• - die Voreilbewegung während des Transports des Ge­ genstands (14, 16) von der Höhenmeßstation (28) zur Etikettierstation ausgeführt wird, und
• - die Etikettierbewegung beim Durchlauf des Gegen­ stands (14, 16) durch die Etikettierstation unter kurzzeitiger Anpressung des Etiketts (22) mit seiner Klebeseite gegen die Haftstelle ausgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Etikettierbewegung als vorgegebener, vor­ zugsweise die Höhentoleranzen der Gegenstände (14, 16) um ein Übermaß übersteigender vertikaler Etikettierhub vorzugsweise mittels eines pneumati­ schen Andrückzylinders (70) der Übergabeeinrichtung (26) ausgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Eintreffen des zu etikettierenden Gegen­ stands (14, 16) an einer Etikettierstelle der Eti­ kettierstation vorzugsweise mittels einer Licht­ schranke (124) erfaßt und daraufhin der Etikettier­ hub gegebenenfalls in vorbestimmtem Zeitabstand ausgelöst wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die während des Etikettierhubs er­ reichbare Anpreßkraft des Andrückzylinders (70) auf einen einstellbaren Sollwert begrenzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Etikettierhub nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer vom gegen die Ober­ fläche des zu etikettierenden Gegenstands (14, 16) gerichteten Anpreßvorlauf in den Rücklauf umgesteu­ ert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das abgespendete Selbstklebe­ etikett (22) an seiner klebstofffreien Seite unter Einwirkung eines Saugdrucks an den Andrückstempel (74) zunächst angesaugt und danach unter Umschaltung auf Blasluft an der Haftstelle der Gegenstandsober­ fläche aufgepreßt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Voreilbewegung in einen von der oberhalb der maximalen Gegenstandshöhe über der Förderbahn (12) angeordneten Spendeposition ausge­ henden horizontalen Etiketten-Abholhub und einen nachfolgenden, in vorgegebenem Abstand oberhalb der erfaßten Gegenstandshöhe endenden vertikalen Vor­ schubhub unterteilt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände (14, 16) zu einer Seite der Förderbahn (12) hin ausgerichtet transpor­ tiert werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der transportierten Gegenstände (14, 16) berührungslos, vorzugsweise mittels Ultraschall, abgetastet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstandshöhe eines jeden Gegenstands (14, 16) als Mittelwert aus mehreren in einem vorbestimmten Bereich der Gegenstandsober­ fläche abgestasteten Höhenmeßwerten bestimmt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Übergabeeinrichtung (26) bei einer Störung, beispielsweise bei Netzaus­ fall oder Notausschaltung, automatisch in eine obere Endlage bewegt und verriegelt wird.

12. Anlage zum automatischen Etikettieren von hinter­ einander auf einer Förderbahn (12) transportierten Gegenständen (14, 16) unterschiedlicher Größe, ins­ besondere von Kartons, mit einem an einer Etikettier­ stelle der Förderbahn (12) angeordneten Traggestell (18), einer an dem Traggestell (18) befestigten Etikettenspendeeinrichtung (20) zum Abspenden ein­ zelner Selbstklebeetiketten (22) über eine Spende­ kante (24), und einem am freien Kolbenende eines vorzugsweise als doppeltwirkender Pneumatikzylinder ausgebildeten Andrückzylinders (70) angeordneten Andrückstempel (74), der eine zur Übernahme der abgespendeten Etiketten (22) ausgebildete stirnsei­ tige Trägerfläche aufweist, die beim Etikettierhub des Andrückzylinders (70) gegen die Oberseite der zu etikettierenden Gegenstände (14, 16) andrückbar ist, gekennzeichnet durch eine in Förderrichtung vor der Etikettierstelle angeordnete, die Höhe der auf der Förderbahn (12) vorbeitransportierten Ge­ genstände (14, 16) erfassende Höhenmeßeinrichtung (28), und durch eine am Traggestell (18) angeord­ nete, den Andrückzylinder (70) tragende Vorschub­ einrichtung (34), womit der Andrückzylinder (70) aus seiner Ausgangsposition im Bereich der Spende­ kante (24) in eine in vorgegebenem Abstand über der erfaßten Gegenstandshöhe des nachfolgend die Etiket­ tierstelle erreichenden Gegenstands (14, 16) liegen­ de Warteposition verschiebbar ist.

13. Anlage nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen beim Durchgang des Gegenstands (14, 16) durch die Etikettierstelle ansprechenden, vorzugsweise als Lichtschranke (124) ausgebildeten Durchgangsmelder, durch dessen Ausgangssignal der Etikettierhub des in der Warteposition vorpositionierten Andrückzylin­ ders (70) auslösbar ist.

14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Andrückzylinder (70) auf seiner Bodenseite über ein vorzugsweise mit einer Entlüftung (118) versehenes Druckregelventil (112) und ein dem Druck­ regelventil (112) vorgeschaltetes, nach Maßgabe des Ausgangssignals des Durchgangsmelders (124) betätig­ bares Druckschaltventil (110) mit einem begrenzten Arbeitsdruck beaufschlagbar ist.

15. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 14, gekenn­ zeichnet durch eine Umsteuereinheit, die den Eti­ kettierhub nach Ablauf einer vorgegebenen Vorlauf­ zeit oder bei Erreichen eines vorgegebenen Innen­ drucks des Andrückzylinders (70) umsteuert.

16. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfläche (82) des An­ drückstempels (74) Ansaug- und Blasöffnungen (84) aufweist, die zur Übernahme eines abgespendeten Etiketts (22) mit Saugdruck und beim Andrücken des Etiketts (22) auf die Gegenstandsoberfläche mit Blasdruck beaufschlagbar sind.

17. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Andrückstempel (74) ein stirnseitig angeordnetes, vorzugsweise aus einem Schaumstoff bestehendes Preßkissen (78) aufweist, dessen gleitfähig beschichtete freie Stirnseite (82) als Trägerfläche vorgesehen ist.

18. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung (34) einen entlang einer gestellfesten Führungsschiene (38) verdrehgesichert zwischen der Höhenlage der Ausgangsposition und der darunterliegenden Wartepo­ sition des Andrückzylinders (70) verfahrbaren Verti­ kalschlitten (34) aufweist.

19. Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Vertikalschlitten (34) mittels eines vorzugs­ weise servopneumatischen Positioniersystems lagege­ regelt entlang der Führungsschiene (38) positionier­ bar ist.

20. Anlage nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch einen dem Positioniersystem zugeordneten Stellantrieb (40), der einen doppeltwirkenden, mit einem kolbenstangen­ losen, dauermagnetischen Magnetkolben (46) versehe­ nen pneumatischen Langhubzylinder (42) aufweist, durch dessen Zylinderrohrmantel hindurch der Verti­ kalschlitten (34) mit dem Magnetkolben (46) magne­ tisch kraftschlüssig verbunden ist.

21. Anlage nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Positioniersystem eine Lagemeß­ einrichtung umfaßt, die ein achsparallel zu dem Langhubzylinder (42) angeordnetes Linearpotentiome­ ter (52) aufweist, an dessen mit dem Vertikalschlit­ ten (34) über ein Joch (56) starr verbundenem Schlei­ fer (58) ein von der Schlittenlage abhängiges Poten­ tial abgreifbar ist.

22. Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Positioniersystem eine Re­ geleinheit aufweist, die nach Maßgabe einer aus der gemessenen Schlittenlage und einer Positionsvorgabe gebildeten Regeldifferenz den Innendruck auf beiden Kolbenseiten des Langhubzylinders (38) über ein elektrisch betätigbares Steuerventil (96) einstellt.

23. Anlage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (96) als 5/3-Proportionalwege­ ventil ausgebildet ist, in dessen federzentrierter oder magnetisch eingespannter Nullstellung (0) alle Anschlüsse gesperrt sind, und in dessen beiden stetig veränderlichen Funktionsstellungen (1, 11) die beiden Kolbenseiten des Langhubzylinders (42) wechselseitig mit dem Versorgungsdruck beaufschlag­ bar und rückflußseitig entlastbar sind.

24. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Andrückzylinder (70) boden­ seitig mit der Unterseite eines auf dem Vertikal­ schlitten (34) begrenzt verschiebbaren Horizontal­ schlittens (62) starr verbunden ist.

25. Anlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Horizontalschlitten (62) ein doppeltwir­ kender Pneumatikzylinder (68) angeflanscht ist, dessen Kolbenstange mit dem Vertikalschlitten (34) starr verbunden ist.

26. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Vertikalschlitten (34) in einer oberhalb der Spendekante (24) gelegenen obe­ ren Endlage durch ein Rastgesperre verriegelbar ist, dessen Sperrklinke (90) beim Hochfahren des Vertikalschlittens (34) mit einem im oberen Bereich der Führungsschiene (38) angeordneten Sperrstück (92) federbelastet selbsttätig in Eingriff kommt und pneumatisch oder elektrisch ausklinkbar ist.

27. Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Kolbenseite des Lang­ hubzylinders (42) über ein im Störfall beispielswei­ se mittels eines auf Druckluftausfall ansprechenden Druckwächters automatisch betätigbaren Schaltven­ tils (106, 108) mit dem gegebenenfalls als Restdruck anstehenden Druck der Druckluftversorgung (102) beaufschlagbar und die obere Kolbenseite gegen Atmo­ sphäre entlastbar ist, wodurch der Vertikalschlitten (34) in seine obere Endlage verfahrbar ist.

28. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenmeßeinrichtung (28) eine die Oberfläche der Gegenstände (14, 16) mit Ultraschall oder Laserlicht oder einem Lichtschran­ kengitter berührungslos abtastende Meßeinheit (122) und eine die erfaßten Meßwerte verarbeitende Auswer­ teeinheit aufweist.

29. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 28, gekenn­ zeichnet durch einen vorzugsweise die Auswerteein­ heit der Höhenmeßeinrichtung und die Regeleinheit des Positioniersystems umfassenden Kontroller zur Steuerung des Funktionsablaufs beim Etikettiervor­ gang.

30. Anlage nach einem der Ansprüche 17 bis 29, gekenn­ zeichnet durch eine auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Etiketts (22) am Preßkissen (78) ansprechende, vorzugsweise über eine Lichtlei­ terverbindung optisch mit der freien Stirnseite (82) des Preßkissens (78) verbundene Überwachungs­ einrichtung.