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Technisches
Anwendungsgebiet
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Die
Erfindung betrifft einen Verteilerkopf für ein Beschriftungssystem in
einer Gießform
mit einer Konstruktion, die an verschiedene Beschriftungsdurchgänge anpassbar
ist.
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Stand der
Technik
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Die
Beschriftung in einer Gießform
[in-mold labelling] wurde in der jüngsten Vergangenheit weiterentwickelt,
um eine verbesserte Anhaftung der Beschriftungen bzw. Etiketten
an die durch Spritzguss geformten Behälter zu erreichen. Eine derartige
Beschriftung in einer Gießform
wird durchgeführt,
indem man eine Beschriftung in einer offenen Gießform anbringt bevor sich die
Form um einen extrudierten heißen
Kunststoffstrang [parison] oder um eine durch Injektion geformte
Kunststoff-Vorform schließt.
Nach dem Schließen
der Gießform
formt das Spritzgussverfahren den heißen Kunststoff um die Beschriftung herum
in die Form des Formteils und aktiviert ein hitzesensibles Haftmittel,
das zu einer permanenten Verbindung führt, welche nicht durch Feuchtigkeit oder
sonstige Einflüsse
gelöst
werden kann. Ferner führt
eine solche Beschriftung in einer Gießform zu einem glatten Übergang
zwischen der Beschriftung und der angrenzenden Oberfläche des
Behälters
und führt
ferner zu zusätzlicher
Festigkeit, da die Beschriftung der Verformung der Behälterwand
entgegenwirkt. Eine solche Verstärkung
reduziert den Kunststoffverbrauch um den Behälter auszuformen und reduziert
so die Grundkosten für
den Verbraucher. Außerdem
verhindert die Beschriftung in Anwendung mit Behältern für kohlensäurehaltige Getränke die
Ausgasung von Kohlendioxid durch die Behälterwand
für eine
gewisse Zeit und erhöht
somit die Lagerfähigkeit.
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In
den
US 4,479,770 Slat
et al.,
US 4,582,474 Ziegler,
US 4,639,207 Slat et al.,
und
US 4,909,723 Slat
et al., werden Beschriftungssysteme in einer Gießform beschrieben, wobei der
Verteilerkopf des Beschriftungssystems in einer Gießform zwischen
einer Beladungsposition, die mit ein oder mehreren Beschriftungsmagazinen
fluchtgerecht ausgerichtet ist, die an die zugehörige Spritzgussmaschine angrenzt,
und einer Entladungsposition mit dem angrenzenden offenen Formteil
der Spritzgussmaschine bewegt wird. Hierin werden ein oder mehrere
Beschriftungsträger
auf dem Verteilerkopf zwischen der zurückgezogenen Position und der
Beschriftungstransferposition bewegt, um eine Aufnahme- und Absetzbewegung
der Beschriftungen vom Beschriftungsmagazin zum Formteil hervorzurufen, wobei
ein Vakuum angelegt wird, um die Beschriftung an die Form zu fixieren
bevor die Form für
den Spritzgussvorgang geschlossen wird. Ein Vakuum wird auch vom
Beschriftungsträger
genutzt, um die Beschriftungen während
der Bewegung vom zugehörigen
Beschriftungsmagazin zur zugehörigen
Form zu befestigen.
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Beschriftungssysteme
in einer Gießform
des oben beschriebenen Typs wurden bisher in einen üblichen
mechanischen Antrieb der Spritzgussmaschine integriert um den Verteilerkopf
zwischen der Beladungsposition und der Entladungsposition zu bewegen
und auch um die Beschriftungsträger
zwischen der zurückgezogenen
Position und der Beschriftungstransferposition zu bewegen. Als solches
sind die zugehörigen
Geschwindigkeiten und Bewegungen des Verteilerkopfes und jedes Beschriftungsträgers miteinander
gekoppelt.
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Bei
relativ hoher Beschriftungsgeschwindigkeit hat sich herausgestellt,
dass es schwierig ist, Beschriftungen vom Beschriftungsmagazin zu
entfernen, wenn die Geschwindigkeit höher als 65 bis 70 Beschriftungen
pro Minute beträgt,
da der Betrieb bei einer derart hohen Geschwindigkeit nicht ermöglicht, dass
Luft hinter die Beschriftung tritt, wenn der Beschriftungsträger sie
aus dem Beschriftungsmagazin zieht. Hierbei kann mehr als eine Beschriftung
abgezogen werden, was zu Problemen im Beschriftungsprozess in einer
Gießform
führt.
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Bisher
wurde die Beschriftung in einer Gießform von einem Beschriftungspaar
zu einem zugehörigen
Paar Formteile auf zwei Wegen bewerkstelligt. Nach dem einen üblichen
Verfahren wird ein Paar rotierender Antriebsteile mit einem Zwischenraum
zueinander angeordnet, wobei jedes Antriebsteil einen zugehörigen Hebel
dreht, der eine Verbindung aus Nocken und Nockenstößel mit
den zugehörigen
Beschriftungsträger
aufweist, um zur Bewegung des Beschriftungsträgers zwischen der zurückgezogenen und
der Beschriftungstransferposition zu führen. Nach einem anderen üblichen
Verfahren wird ein einzelnes Drehteil verwendet und treibt über einen
Hebel einen Beschriftungsträger
an, der durch ein Bauteil aus Zahnrad mit Zahnstange mit einem anderen Beschriftungsträger verbunden
ist, derart dass beide Beschriftungsträger gleichzeitig durch die
Drehbewegung des rotierenden Antriebsteils zwischen der zurückgezogenen
und der Beschriftungstransferposition bewegt werden.
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In
der
US 4,880,368 Hasl
et al., wird eine Beschriftungstransfer-Vorrichtung in einer Gießform beschrieben,
in der ein Kurbelarm-Paar zwischen einem Kurbelrad abstehen und
ein Applikatoren-Paar ohne jegliche Justiermöglichkeit angeordnet ist. Weitere
US Patente beschreiben die Beschriftung in Gießformen zum Formen von Kunststoff,
darunter die
US 4,680,000 Nowicki
et al.;
US 4,729,731 Hasl
et al.;
US 4,801,260 Oles
et al.;
US 4,808,366 Kaminski et
al.;
US 4,834,641 Keyser;
US 4,861,542 Oles et al.;
US 4,944,665 Hasl et al.;
US 4,973,241 Keyser;
US 5,044,022 Plenzler et
al.;
US 5,086,937 Robinson;
US 5,169,653 Tate et al.;
US 5,192,554 Savich et al.;
US 5,275,780 Robinson;
US 5,344,305 McKillip;
US 5,350,483 Yager et al.;
US 5,383,779 Robinson;
US 5,665,404 Weber et al.;
US 5,753,278 Aguilar; and
US 5,759,593 Weber et al.;
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Beschreibung
der Erfindung
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten
Dispergierkopf für
ein Beschriftungssystem in einer Gießform zum Gebrauch mit einer
Kunststoff Spritzgussmaschine zu schaffen, um Beschriftungen vor
dem Schließen
der Formteile zum Spritzgießen
von einem Paar Beschriftungsmagazinen zur angrenzenden Spritzgussmaschine
und deren offenen Formteilen zu transferieren.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des beiliegenden Anspruches
1.
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Die
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass der Verteilerkopf gemäß der Erfindung
ein Kopfteil enthält,
dass derart angeordnet ist, dass es die Bewegung zwischen einer
an die Beschriftungsmagazine angrenzenden Beladungsposition und
einer Entladungsposition zwischen den Formteilen einer offenen Gießform hervorruft.
Ein Beschriftungsträger-Paar
ist derart am Dispergierkopf angeordnet, dass es die Bewegung zwischen
einer zurückgezogenen
Position und einer Beschriftungstransferposition hervorruft. Ein
rotierendes Antriebsteil ist drehbar in Abhängigkeit vom Betrieb der Spritzgussmaschine.
Ein Hebel-Bauteil des Verteilerkopfes wird kreisförmig angetrieben
von einem rotierenden Antriebsteil und weist ein Hebelpaar auf,
das unabhängig
voneinander relativ zum rotierenden Antriebsteil anpassbar ist. Jeder
Hebel weist eine Verbindung zu einem zugehörigen Beschriftungsträger auf,
derart, dass die Rotation des rotierenden Antriebsteils zu einer
Bewegung der Beschriftungsträger
zwischen der zurückgezogenen
Position und der Beschriftungstransferposition führt, derart, dass die Beschriftungsträger von
der zurückgezogenen
Position in Richtung Beschriftungstransferposition bewegt werden,
während
der Verteilerkopf sich in der Beladungsposition befindet, um Beschriftungen
aus dem Beschriftungsmagazin entgegenzunehmen. Die Beschriftungsträger werden anschließend zurück bewegt
zur zurückgezogenen Position,
um den Verteilerkopf in Richtung zur Entladungsposition zu bewegen,
wo die Beschriftungsträger
wieder zur Beschriftungstransferposition bewegt werden, um die Beschriftungen
zur angrenzenden offenen Gießform
zu transferieren, bevor sich das Formteil zum Spritzguss schließt.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Hebelpaar des
Hebel-Bauteil derart am Verteilerkopf angeordnet, dass die einzelnen
Hebel vom rotierenden Antriebsteil generell in einander gegenüberliegende
Richtungen abstehen und ein Bolzenring [key ring] sichert die Hebel
des Hebelpaares in zueinander anpassbarer Weise.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung des Verteilerkopfes ist ein Schienenpaar
am Kopfteil angeordnet, wobei das rotierende Antriebsteil zwischen
dem Schienenpaar angeordnet ist. Das Beschriftungsträger-Paar wird von dem
Schienenpaar jeweils derart angehoben, dass es sich zwischen der zurückgezogenen
Position und der Beschriftungstransferposition bewegt. Jede Verbindung
ist vorzugsweise eine Verbindung aus Nocken und Nockenstößel, die
zwischen dem zugehörigen
Hebel und dem zugehörigen
Beschriftungsträger
verläuft, um
diesen [den Verteilerkopf] unter der Einwirkung des rotierenden
Antriebsteils zwischen den zurückgezogenen
Positionen und der Beschriftungstransferpositionen zu bewegen. Jedes
Hebelpaar weist ein distales Ende auf, in dem ein länglicher
Schlitz angeordnet ist, der sich relativ zur Rotation des rotierenden
Antriebsteils radiär
erstreckt. Jede Verbindung aus Nocken und Nockenstößel weist
einen Nocken auf, der eine Halterung aufweist, an der ein T-förmiges Teil mit einem Gewindeschaft
angeordnet ist, wobei der Schaft in dem länglichen Schlitz steckt, der
im distalen Ende es zugehörigen
Hebels angeordnet ist. Jede Halterung weist ausserdem eine Schraubenmutter
auf, die am Gewindeschaft des zugehörigen T-förmigen Teils befestigt ist.
Der Nocken jeder Verbindung aus Nocken und Nockenstößel weist
einen Gewindeschaft auf, der in das zugehörige T-förmige Teil eingedreht ist.
Jede Verbindung aus Nocken und Nockenstößel weist ausserdem einen länglichen
Nockenstößel auf,
der am zugehörigen Beschriftungsträger angeordnet
ist und der den zugehörigen
Nocken aufnimmt, um dadurch unter dem Einfluss des rotierenden Antriebsteils
bewegt zu werden. An jeder Verbindung aus Nocken und Nockenstößel ist
ausserdem ein Gewindestift angeordnet, der den Gewindeschaft des
Nockens am zugehörigen
T-förmigen
Teil befestigt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt ein Schema eines
Beschriftungssystem in einer Gießform, innerhalb dessen die
Erfindung angeordnet ist.
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2 ist ein Schnitt entlang
der Linie 2-2 in 1,
der die Beschriftungsmagazine zeigt sowie einen Verteilerkopf, der
in der Beladungsposition dargestellt ist und an dem Beschriftungsträger angeordnet
sind, die beweglich sind zwischen der in durchgezogener Linie dargestellten
zurückgezogenen
Position und der in gestrichelter Linie
dargestellten Beschriftungstransferposition um Beschriftungen aus den
Beschriftungsmagazinen aufzunehmen.
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3 zeigt eine Ansicht, die
identisch ist mit 2,
in der aber der Verteilerkopf in der Entladungsposition innerhalb
der offenen Gießform
dargestellt ist, nachdem die Auswärtsbewegung der Beschriftungsträger die
Beschriftungen zu den Gießformteilen
der offenen Gießform
transferiert haben, wobei die Gießformen Vakuumkanäle aufweisen, welche
jede Beschriftung beim Schließen
der Gießform
und beim Spritzgussvorgang sichern.
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4 ist eine Aufsicht entlang
der Linie 4-4 in 2,
die die Art und Weise zeigt, in welcher der Verteilerkopf währen jedes
seiner Bewegungszyklen zur Beschriftung in den Gießformen
eines Gießformpaares
führt.
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5 ist eine Aufsicht entlang
der Linie 5-5 in 4,
die den ersten und zweiten Servomotor mit den zugehörigen Nockenmechanismen
zeigt, die den Verteilerkopf zwischen der Beladungsposition mit dem
angrenzenden Beschriftungsmagazin und der Entladungsposition zwischen
der offenen Gießform auf
dem rotierenden Rad der Spritzgussmaschine bewegen, und die jeden
Beschriftungsträger
auf dem Verteilerkopf zwischen seinen zurückgezogenen Positionen und
den Beschriftungstransferpositionen bewegen.
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6 ist eine teilweise aufgeschnittene
Ansicht, die den Nockenmechanismus zeigt, der die Beschriftungsträger des
Verteilerkopfes zwischen den zurückgezogenen
Positionen und den Beschriftungstransferpositionen bewegt. 6 zeigt auch die generelle
Konstruktion des Nockenmechanismus, der den Verteilerkopf zwischen
den Beladungspositionen und den Entladungspositionen bewegt.
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7 ist eine perspektivische
Ansicht, die den Aufbau einer Verteilerkopf-Einheit des Beschriftungssystems in
einer Gießform
zeigt.
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8 ist eine Perspektive eines
Hebels des Verteilerkopfes sowie des Nockens und der Halterung des
Nockens, die den Nocken auf dem Hebel hält.
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9 ist eine schematische
Ansicht, die die Funktion des Beschriftungssystems in einer Gießform zeigt,
indem sie die relativen zeitweisen Bewegungen des Verteilerkopfes
und jedes Beschriftungsträgers
in Koordination miteinander zeigt.
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Ausführungsbeispiel
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Wie
in
1 schematisch dargestellt,
beinhaltet eine rotierende Spritzgussmaschine
10 ein rotierendes
Rad
12 mit einer Vielzahl von Gießformen
14 die zwischen
offenen und geschlossenen Positionen beweglich sind, wie als durchgezogene
bzw. gestrichelte Linie dargestellt in
3. Ein Extruder, der in
1 dargestellt ist, extrudiert ein aufwärts gerichtetes
heißes
tubuläres
Kunststoff-Parison
18, das zwischen den Gießformen
aufgenommen wird, bevor diese sich für den Spritzgussvorgang schließen. Ein schematisch
gezeigter Antriebsmotor
20 weist ein rotierendes Zahnrad
22 für die Ausgangsübertragung auf,
das rotierend ein Hauptantriebs-Zahnrad
24 auf dem Rad
12 für den Spritzguss
bewegt, indem es um die zentrale Achse A in die Richtung dreht,
die durch einen Pfeil
26 gezeigt ist. Der Betrieb der Spritzgussmaschine
10 kann
in jeglicher konventionellen Art geregelt werden, wie beschrieben
in der
US 5,240,718 Young
et et al.;
5,244,610 Kitzmiller und
5,698,241 Kitzmiller,
wobei die gesamten Offenbarungen hiermit als Referenz eingeschlossen
sind.
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Weiter
bezugnehmend auf 1 ist
ein Beschriftungssystem in einer Gießform, das die Erfindung beinhaltet,
mit dem Bezugszeichen 28 gekennzeichnet und kann betrieben
werden um einen Beschriftungsvorgang in einer Gießform zu
erreichen, wie im Folgenden näher
erläutert
wird. Dieses Beschriftungssystem in einer Gießform, das in den 1-4 dargestellt ist, beinhaltet mindestens
ein Beschriftungsmagazin 30, um Beschriftungen für die Versorgung an einer an
das rotierende Rad 12 der Spritzgussmaschine angrenzenden
Stelle vorrätig
zu halten. Wie im Folgenden näher
beschrieben, gibt es tatsächlich
zwei Beschriftungsmagazine, die jeweils an jeder Seite des rotierenden
Rades 18 angeordnet sind, derart dass vier Beschriftungsmagazine
im System genutzt werden, wie gezeigt ist. Jedes Beschriftungsmagazin 30 beinhaltet
eine Feder 34, die den zugehörigen Stapel an Beschriftungen 32 beeinflusst,
derart dass deren Ecken mit Abstandshaltern des Magazins verbunden
sind.
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Weiter
bezugnehmend auf 1 beinhaltet ein
Beschriftungssystem 28 in einer Gießform einen Verteilerkopf 36 mit
zumindest einem Beschriftungsträger 38,
um die Beschriftungen 32 von dem Beschriftungsmagazin 30 zu
den offenen Gießformen 14 zu
transferieren, bevor diese sich für den Spritzguss schließen. Jede
Gießform
weist, wie in 2 und 3 gezeigt, ein Paar Gießformteile 40 auf,
die ausgehöhlte
Bereiche 42 aufweisen, welche den Hohlraum definieren wenn
die Gießformteile 40 in
die geschlossene Position bewegt werden, wie als gestrichelte Linie
in 3 gezeigt. Vakuumkanäle 44 der Gießformteile
halten die Beschriftungen in Position, nachdem diese vom Verteilerkopf 36 aufgenommen wurden,
wie im Folgenden näher
beschrieben wird. Die Beschriftungsträger sind ebenfalls mit einem
Vakuum ausgestattet, um die Beschriftungen während des Transfers von den
Beschriftungsmagazinen zu den Gießformen zu halten.
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Wie
in 1 und 5 dargestellt ist, beinhaltet das Beschriftungssystem 28 in
einer Gießform
einen elektrischen ersten Servomotor 46 und einen ersten Nockenmechanismus 48,
der durch diesen angetrieben wird, um den Verteilerkopf 36 zwischen
der Beladungsposition, die angrenzend an das Beschriftungsmagazin 30 in 2 gezeigt wird, und der
Entladungsposition, die innerhalb der angrenzenden offenen Gießform 14 in 3 gezeigt wird, zu bewegen. Genauer
gesagt weist der erste Nockenmechanismus 48 einen Input 50 auf,
welcher von einem ersten Servomotor 46 regelmäßig bewegt
wird und einen Output 52, welcher rotierend bewegt wird
und in oszillierender in Art und Weise mit einem Hebelarm 54 verbunden
ist. Ein distales Ende 56 dieses Hebelarms 54 weist
eine Zapfenverbindung 58 an dem einen Ende eines Verbindungsstückes 60 auf,
deren anderes Ende eine Zapfenverbindung 62 zum Verteilerkopf 36 aufweist.
Der Betrieb des ersten Servomotors 46 über den ersten Nockenmechanismus 48 dreht
folglich den Hebelarm 54 und bewegt die Verbingung 62,
die daran befestigt ist, um den Verteilerkopf 36 zwischen
Beladungsposition, die in 2 gezeigt
ist, und Entladungsposition, die in 3 gezeigt ist,
zu bewegen, wie oben beschrieben.
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Weiter
bezugnehmend auf
1 und
5 beinhaltet das Beschriftungssystem
in einer Gießform
einen zweiten elektrischen Servomotor
64 und einen zweiten
Nockenmechanismus
66, der von dem zweiten Servomotor angetrieben
wird, um jeden Beschriftungsträger
38 zwischen
der zurückgezogenen
Position, die in
2 und
3 in durchgezogener Linie
dargestellt ist, und der Beschriftungstransferposition, die in gestrichelten
Linie dargestellt ist, zu bewegen. Es ist sowohl die Beladungsposition
angrenzend an das Beschriftungsmagazin
30 in
2 dargestellt, als auch
die Entladungsposition innerhalb der angrenzenden offenen Gießform
14 in
3. Genauer gesagt hat der
elektrische zweite Servomotor
64 einen Output, der den
Input
68 des zweiten Nockenmechanismus in vibrierender
Art und Weise antreibt. Ein Output
70 des zweiten Nockenmechanismus
treibt ein Gestänge
72 an,
das rotierend ein Paar rotierende Antriebsteile
74 in Schwingung
versetzt, die die Bewegung des Beschriftungsträgers in Gang bringen, wie im
Folgenden näher
beschrieben wird. Das Gestänge
72 kann
derart ausgestaltet sein, wie in der
US
4,909,723 Slat et al. beschrieben, wobei die gesamte Offenbarung
hiermit als Referenz aufgenommen ist.
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Wie
in 6 dargestellt ist,
hat der zweite Nockenmechanismus 66, welcher auch für den ersten
Nockenmechanismus 48 erläuternd dargestellt ist, seinen
Input 68 und Output 70 gestützt durch zugehörige Achsen,
die rechtwinklig zueinander stehen. Genaue gesagt, hat der Nockenmechanismus 66 ein
Gehäuse 75,
das einen Antriebsnocken 76 drehbar lagert, der mit dem
Input 68 verbunden ist und der ebenfalls drehbar einen
Nockenstößel 78 lagert,
der mit dem Output 70 verbunden ist. Der Antriebsnocken 76 weist
gewindeähnliche
Nockenfortsätze 80 auf,
die die Stößelteile 82 auf
dem Nockenstößel 78 aufnehmen,
welcher den Output 70 antreibt. Die vibrierende Rotation
des Inputs 68 versetzt den Output 70 über einen
Antriebsnocken 76 und Nockenstößel 78 in regelmäßige Schwingungen.
Der Antriebsnocken 76 hat jederzeit zwei gewindeähnliche
Nockenfortsätze 80,
zwischen welchen ein Stößelteil 82 angeordnet
ist, welches für
eine präzise
Bewegung ohne ein Überfahren
durch Trägheit
sorgt.
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Wie
in 1 dargestellt, beinhaltet
das Beschriftungssystem 28 in einer Gießform erste und zweite elektrische
Regler 84 und 86 mit zugehörigen Verbindungen 88 und 90,
um jeweils den ersten und zweiten Servomotor 46 und 64 zu
betreiben, welche hierdurch unabhängig voneinander geregelt werden können. Ein
Sensor 92 des Beschriftungssystems 28 in einer
Gießform
misst die Drehung des Drehrades 12 der Spritzgussmaschine
und weist eine Verbindung 94 mit den zugehörigen Verbindungen 96 und 98 zum
ersten und zweiten Regler 84 und 86 auf, welche
somit betrieben werden um den ersten und zweiten Servomotor 46 und 64 separat
anzutreiben um für
den Beschriftungsvorgang in der Gießform zu sorgen.
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Bezugnehmend
auf 1–4 wird nun ein Arbeitszyklus
des Beschriftungssystems 28 in einer Gießform beschrieben.
Zunächst
positioniert der erste Servomotor 46 über den ersten Nockenmechanismus 48 den
Verteilerkopf 36 in der Beladungsposition angrenzend an
die Beschriftungsmagazine 30, wie in 2 dargestellt. Der zweite Servomotor 64 wird dann
betrieben, um die Beschriftungsträger 38 von der zurückgezogenen
Position (durchgezogene Linie) zur Beschriftungstransferposition
(gestrichelte Linie) angrenzend an die Beschriftungen 32 zu
bewegen, derart dass ein Vakuum, welches an jeden Beschriftungsträger angelegt
wird, die exponierte Beschriftung sichert. Der weitere Betrieb des
zweiten Servomotors 64 bewegt dann die Beschriftungsträger 38 zurück in die
zurückgezogene
Position. Der weitere Betrieb des ersten Servomotors 46 bewegt den
Verteilerkopf 36 von der Beladungsposition (2) zurück zur Entladungsposition (3). In der Entladungsposition
bewegt der zweite Servomotor 64 die Beschriftungsträger 38 von
der zurückgezogenen
Position (durchgezogene Linie) zur Beschriftungstransferposition
(gestrichelte Linie) in den ausgehöhlten Bereichen 42 der
Gießformteile 40 der
angrenzenden Gießform 14.
Das Vakuum, welches an die Vakuumkanäle 44 der Gießformteile 40 angelegt wird,
sichert die Beschriftungen 32 in der Form und die Beschriftungsträger 38 werden
dann zurück
bewegt zu den zurückgezogenen
Positionen (durchgezogene Linie) und der Verteilerkopf 36 wird
zurückbewegt
zur Beladungsposition (2),
womit der nächste
Zyklus vorbereitet wird. Die Bewegung der Gießformteile 40 zur
geschlossenen Position, welche teilweise als gestrichelte Line dargestellt
ist (3), schließt den Parison 18 (1) ein, welcher in der Gießform angeordnet
ist und beginnt den Spritzgusszyklus, indem der Behälter gegen
die Beschriftung gedrückt,
gespritzt oder geblasen wird, um zu einem innerhalb der Gießform beschrifteten
Produkt zu führen.
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Der
Aufbau und der Betrieb des oben beschriebenen Beschriftungssystems 28 in
einer Gießform
erlauben daher sowohl die Bewegung des Verteilerkopfes 36 als
auch die Bewegung der Beschriftungsträger 38 mit der Rotation
des Drehrades 12 der Spritzgussmaschine zu koordinieren
und trotzdem unabhängig
voneinander kontrollierbar zu bleiben, was erforderlich ist, um
den Beschriftungsvorgang in einer Gießform zu vereinfachen.
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Wie
zuvor beschrieben und wie in 4 gezeigt,
beinhaltet das System ein Paar Beschriftungsmagazine 30,
um die zwei Beschriftungen 32 an jeder Seite des Verteilerkopfes 36 bereitzustellen, über welchen
die Bewegung der Beschriftungsträger
von der zurückgezogenen
Position zur Beschriftungstransferposition und dann zurück zur zurückgezogenen
Position, in welcher sich der Verteilerkopf in der Beladungsposition
befindet, wie in 2 gezeigt,
wie oben beschrieben. Anschließend
setzt der Verteilerkopf gleichzeitig die beiden Beschriftungen 32 auf
jeder Seite des Verteilerkopfes 36 zu den beiden angrenzenden
offenen Gießformen 14,
und zwar durch Bewegung der Beschriftungsträger von der zurückgezogenen
Position zur Beschriftungstransferposition und dann zurück zur zurückgezogenen
Position mit dem Verteilerkopf 36 in der Beladungsposition, wie
oben in Verbindung mit 3 beschrieben.
Der zweite Regler 86 (1)
betreibt den zweiten Servomotor 64 schneller, während der
Verteilerkopf sich in der Entladungsposition von 3 befindet als während wenn er sich in der Beladungsposition
von 2 befindet. Demzufolge
ist die Bewegung der Beschriftungsträger 38 schneller,
wenn sie zu den Gießformen
bewegt werden, als wenn sie von den Beschriftungsmagazinen entfernt
werden. Die Bereitstellung von Beschriftungen durch den Verteilerkopf 36 für mehr als
eine Gießform
erlaubt daher eine langsamere Entfernung der Beschriftungen von
den Beschriftungsmagazinen, derart dass eine schnellere und effektivere
Beschriftungsrate bereitgestellt werden kann, als dies möglich ist,
wenn nur eine Gießform
während
jedes Zyklus beschriftet wird und wenn das System durch die Geschwindigkeit
limitiert ist, mit welcher die Beschriftungen von den Beschriftungsmagazinen
entfernt werden können,
ohne auch die folgende Beschriftung heraus zu ziehen, bedingt durch
die begrenzte Geschwindigkeit, mit welcher Luft hinter die Beschriftungen
strömen
kann, während
diese vom Beschriftungsmagazin abgenommen werden. Während Systeme
nach dem Stand der Technik nicht in der Lage waren, mehr als 65
bis 70 Beschriftungen pro Minute in oder an Gießformen anzubringen, kann das
erfindungsgemäße System
effektiv etwa doppelt so schnell beschriften. Genauer gesagt kann
der zweite Regler 86, wie in 1 dargestellt,
derart betrieben werden, dass er über den zweiten Servomotor 46 den
Beschriftungsträger
in der Entladungsposition doppelt so schnell bewegt, wie in der
Beladungsposition.
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Der
Verteilerkopf 36 weist zwei Untereinheiten 100 auf,
deren Aufbau in 7 dargestellt
ist und welche im Folgenden detaillierter beschrieben werden. Jede
Untereinheit 100 des Verteilerkopfes weist ein Paar Beschriftungsträger 38 auf,
welche in gegenüberliegende
Richtungen beweglich sind, derart dass zwei Beschriftungsträgerpaare
vom Verteilerkopf getragen werden. Gemäss 1 in Verbindung mit 4, weist das System auch zwei Paare Beschriftungsmagazine 30 auf,
um jeweils jedes Paar von Beschriftungsträgern 38 über die
Bewegung von der zurückgezogenen
Position zur Beschriftungstransferposition und zurück zur zurückgezogenen Position
während
der Verteilerkopf 36 sich wie oben beschrieben in der Beladungsposition
befindet (2) mit Beschriftungen
zu versorgen. Anschließend
setzt der Arbeitsgang gleichzeitig zwei Beschriftungspaare von jedem
Paar Beschriftungsträger 38 an
oder in zwei angrenzende offene Gießformen 14, wie in 4 dargestellt, durch die
Bewegung von der zurückgezogenen
Position in die Beschriftungstransferposition und dann zurück zur zurückgezogenen
Position, jeweils in der Entladungsposition, dargestellt in 3, wie zuvor beschrieben. Der
zweite Regler 86 des Beschriftungssystems in einer Gießform, gezeigt
in 1, bedient den zweiten Servomotor 64 schneller
während
der Verteilerkopf in der Entladungsposition ist, als während er
in der Beladungsposition ist, wie oben beschrieben. Genauer gesagt
kann er derart programmiert werden, dass er den Servomotor in der
Entladungsposition doppelt so schnell bewegt wie in der Beladungsposition,
wie schematisch in 9 dargestellt.
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Der
Sensor 92, welcher in 1 dargestellt ist,
ist vorzugsweise ein optischer Signalumwandler [optical encoder],
welcher den ersten elektrischen Regler 84 und den zweiten
elektrischen Regler 86 betreibt, und welcher vorzugsweise
durch eine Drehwerkritzel 102 betrieben wird, welches in
das Hauptantriebszahnrad 24 des Drehrades 12 greift.
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Die
spezielle Spritzgussmaschine 10, mit welcher das Beschriftungssystem 28 in
einer Gießform
benutzt wird, weist einen Extruder 16 auf, welcher zum
Spritzguss nach dem Schließen
der Gießformen
einen schlauchförmigen
heißen
Strang aus der Extruderdüse 18[parison]
aus Kunststoff in die offene Gießform hinein extrudiert, wie
vorher erläutert wurde,
und welcher eine Anordnung darstellt, für welche das Beschrif tungssystem
in einer Gießform
besonders nützlich
ist. Dennoch kann das Beschriftungssystem in einer Gießform [in-mold
labelling system] auch in Verbindung mit anderen Spritzguss-Arten
verwendet werden, wie beispielsweise Injektions- und Injektions-Dehnungs-Spritzguss
[injection and injection-stretch blow molding], wobei die Injektionsgeformte
heiße
Vorform nach dem Beschriftungsvorgang in der Gießform positioniert wird.
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Wie
in 7 dargestellt, weist
der Verteilerkopf 36 wie zuvor erwähnt zwei Untereinheiten 100 auf,
von welchen jede ein Kopfteil 104 aufweist, welches vom
ersten Nockenmechanismus 48 und dessen Hebelarm 54 und
dem Verbindungsstück 60,
dargestellt in 5, bewegt
wird, wie zuvor erläutert. Jede
Untereinheit 100 (7)
weist ein Paar Beschriftungsträger 38 auf,
welche am Kopfteil 104 zur Bewegung zwischen der zurückgezogenen
Position und der Beschriftungstransferposition angeordnet sind,
wie oben beschrieben. Jede Untereinheit 100 weist ausserdem
ein zugehöriges
rotierendes Antriebsteil 74 auf, von welchen es zwei gibt,
wie in 4 gezeigt, welche
in oszilierender Art und Weise drehbar angetrieben werden durch
das Gestänge 72, welches
vom Output 70 (6)
des zweiten Nockenmechanismus 66 bewegt wird, welcher vom
zweiten Servomotor 64 (1)
bewegt wird, welcher vom zweiten Regler 86 betrieben wird
je nach Arbeitsgang der Spritzgussmaschine, wie oben erläutert. Jede Untereinheit 100 weist
ferner ein Hebel-Bauteil 106 (7) auf, welches drehbar in oszillierender
Art und Weise durch das zugehörige
rotierende Antriebsteil 74 angetrieben wird. Das Hebel-Bauteil 106 weist
ein Paar Hebel 108 auf, welche vom rotierenden Antriebsteil 74 nach
aussen abstehen und welche unabhängig
voneinander anpassbar sind, wie durch den Pfeil 110 gezeigt
wird. Die drehende Schwingung des Antriebsteils 74 versetzt
das Hebel-Bauteil 106 und jeden seiner Hebel 108 unter
der oben beschriebenen Antriebsbewegung regelmäßig in Schwingung. Jeder Hebel 108 hat
eine Verbindung 112 zu einem zugehörigen Beschriftungsträger 38,
derart dass die schwingende Drehung des rotierenden Antriebsteils 74 zur
Bewegung der Beschriftungsträger
zwischen der zurückgezogenen
Position und der Beschriftungstransferposition führt, derart dass die Beschriftungsträger von
der zurückgezogenen
Position zur Beschriftungstransferposition bewegt werden, während der
Ver teilerkopf sich in der Beladungsposition befindet, welche in 2 dargestellt ist, um Beschriftungen
vom zugehörigen
Beschriftungsmagazin 30 zu empfangen, und dass sie dann
zurückbewegt
werden zur zurückgezogenen
Position für
die Bewegung des Verteilerkopfes 36 zur Entladungsposition,
welche in 3 gezeigt
ist, wo die Beschriftungsträger wieder
in die Beschriftungstransferposition bewegt werden, um die Beschriftungen
zu den angrenzenden offenen Gießformen
zu transferieren, bevor diese sich zum Spritzguss schließen, wie
oben beschrieben.
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Jeder
Hebel 108 ist so aufgebaut, wie generell in 8 gezeigt, und weist ein
inneres Ende 114 auf, durch welches das zugehörige rotierende
Antriebsteil heraussteckt. Das Paar Hebel 108 steckt in gegenüberliegende
Richtungen voneinander heraus, wie in 7 dargestellt,
allerdings mit einer leichten Abweichung hiervon, wodurch es möglich ist,
eine nötige
Anpassung aufzunehmen oder vorzunehmen, welche das nötige Ausmaß der Bewegung
der Beschriftungsträger
für ein
bestimmtes zu produzierendes Produkt regelt. Ein Bolzenring 116 steckt
umlaufend aus dem rotierenden Antriebsteil 74 heraus (7) und weist diametrisch
gegenüberliegende Keile 118 auf,
welche in diametrisch gegenüberliegenden
länglichen
Ausnehmungen des rotierenden Antriebsteils 74 gleitend
aufgenommen werden, so dass damit eine Rotation möglich ist,
während
die Bewegung des Verteilerkopfes entlang der Länge des rotierenden Antriebsteils
zwischen der Beladungs- und Entladungsposition möglich ist, wie oben beschrieben.
Ein Paar Schrauben mit Mutter 120 sichern die Keile 118 und
stecken durch fluchtende gebogene Schlitze in dem Paar Hebel 108 an
dessen innerem Ende, um das Hebel-Bauteil an einer Welle 121 zu
fixieren, welche drehbar am Kopfteil 104 befestigt ist.
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Wie
weiter in 7 dargestellt,
weist die Untereinheit 100 des Verteilerkopfes 36 ein
lineares Schienenpaar 122 auf, welches auf dem Kopfteil 104 parallel
zueinander angeordnet ist, wobei sich das zugehörige rotierende Antriebsteil
zwischen dem Schienenpaar befindet. Die Beschriftungsträger 38 werden
jeweils von dem Schienenpaar 122 gehoben, um sich zwischen
der oben beschriebenen zurückgezogenen
Position und der Beschriftungstransferposition zu bewegen. Jede
Verbindung 112 der Untereinheit ist eine Verbindung aus
Nocken und Nockenstößel, die
sich zwischen dem zugehörigen
Hebel 108 und dem zugehörigen
Beschriftungsträger 38 erstreckt,
um die Beschriftungsträger
unter der Einwirkung des rotierenden Antriebsteils 74 zwischen
der zurückgezogenen
Position und der Beschriftungstransferposition zu bewegen.
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Wie
weiter in 7 dargestellt,
weist jeder Hebel 108 des Hebelpaares ein distales Ende 124 mit
einem länglichen
Schlitz 126 auf, welcher relativ zur Drehung des rotierenden
Antriebsteils 74 radiär verläuft. Jede
Verbindung aus Nocken und Nockenstößel weist, wie in 8 dargestellt, einen Nocken 128 mit
einer Halterung 130 mit einem T-förmigen Teil 132 mit
einem Gewindeschaft 134 auf, welcher durch einen Schlitz 126 am
distalen Ende 124 des zugehörigen Hebels 108 steckt.
Jede Halterung 130 weist ausserdem eine Schraubenmutter 136 auf,
welche an dem Gewindeschaft 134 des T-förmigen Teils 132 auf
der anderen Seite des distalen Endes 124 des Hebels 108 befestigt
ist, um dessen Sicherung in einer passenden Position zu gewährleisten.
Der Nocken 128 jeder Verbindung aus Nocken und Nockenstößel weist
einen Gewindeschaft 138 auf, welcher in das zugehörige T-förmige Teil 132 gedreht
ist. Jede Verbindung 112 aus Nocken und Nockenstößel weist außerdem einen
länglichen
Nockenstößel 140 auf, welcher,
wie in 7 gezeigt, an
dem zugehörigen Beschriftungsträger 38 befestigt
ist und welcher den zugehörigen
Nocken derart aufnimmt, dass er durch diesen unter dem Einfluss
des rotierenden Antriebsteils bewegt wird. Somit bewegt die schwingende Drehung
des rotierenden Antriebsteils das Hebel-Bauteil 106 und
dessen Paar Hebel 108, und die Verbindungen 112 aus
Nocken und Nockenstößel bewegen
die Beschriftungsträger 38.
Wie in 8 gezeigt, weist
jede Verbindung aus Nocken und Nockenstößel auch einen Gewindestift 142 auf,
welcher den Gewindeschaft 138 des Nockens 128 an
dem zugehörigen
T-förmigen
Antriebsteil 132 fixiert. Die flachen Seiten des T-förmigen Teils 132 rasten
in die Seiten des zugehörigen
länglichen
Schlitzes 126 des Hebels ein und stellen eine stabile Stütze für den Stößel dar.
Außerdem
ist an jedem Paar Beschriftungsträger 38 ein Kunststoffarm 114 angeordnet,
welcher im Falle einer Fehlfunktion leicht bricht, um größeren Schaden
zu vermeiden. Eine oder mehrere nicht dargestellte Vakuum schalen
[vacuum cups] werden von den Kunststoffarmen angehoben und schaffen
ein Vakuum, welches die Beschriftungen fixiert.
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Die
Erfindung ist nicht beschränkt
auf die hier dargestellten Ausführungsbeispiele.
Vielmehr ist es möglich,
durch Kombination und Modifikation der genannten Mittel und Merkmale
weitere Ausführungsvarianten
zu realisieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.