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Technisches
Gebiet
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Diese
Erfindung bezieht sich auf ein Blasformetikettier-System zur Verwendung
beim Rotationsblasformen, um einen Blasformetikettier-Vorgang zu ermöglichen.
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Technischer
Hintergrund
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Blasformetikettieren
wurde in den letzten Jahren entwickelt, um ein besseres Haften von
Etiketten an blasgeformten Behältern
zu ermöglichen. Ein
derartiges Blasformetikettieren wird durchgeführt, indem in eine offene Form
eine Etikett eingebracht wird, bevor die Form um einen extrudierten heißen Kunststoffschlauch
oder einen erhitzten spritzgeossenen Kunststoff-Vorformling herum
geschlossen wird. Das darauf folgende Schließen der Form und das Blasformen
formt den heißen
Kunststoff um das Etikett herum in die Gestalt der Form und aktiviert
einen wärmeempfindlichen
Klebstoff, der eine dauerhafte Bindung schafft, die durch Feuchtigkeit
oder ähnliches
nicht aufgebrochen werden kann. Auch bietet das Blasformetikettieren
einen glatten Übergang
zwischen dem Etikett und der benachbarten Oberfläche des Behälters und führt weiterhin zu einer zusätzlichen
Stärke,
da das Etikett mit der Wand des Behälters zusammenwirkt, um einer Verformung
zu widerstehen. Ein derartiges Verstärken erlaubt auch die Verwendung
von weniger Kunststoff beim Blasformen des Behälters und verringert folglich
die Endkosten für
den Verbraucher. Weiterhin verringert das Blasformetikettieren,
bei einer Verwendung für
Behälter
für mit
Kohlensäure
versetzte Getränke über einen
Zeitraum das Austreten von Kohlendioxid durch die Behälterwand
und erhöht
folglich die Lagerfähigkeit.
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Die
US Patente mit den Nr. 4,479,770 von Slat et al., 4,582,474 von
Ziegler, 4,639,207 von Slat et al. sowie 4,909,723 von Slat et al.
offenbaren Blasformetikettier-Systeme bei denen ein Verteilerkopf des
Blasformetikettier- Systems
zwischen einer mit einem oder mehreren benachbart der zugehörigen Blasform-Maschine
angeordneten Etikettenmagazinen ausgerichteten Etikettenzuführposition
und einer innerhalb einer benachbarten offenen Form der Blasform-Maschine
angeordneten Etikettenabgabeposition hin und her bewegt wird und
wobei ein oder mehrere Etikettenträger an dem Verteilerkopf zwischen einer
zurückgezogenen
und einer Etikettentransferstellung bewegt wird, um eine Aufnehm- und Abgabebewegung
der Etiketten von den Etikettenmagazinen in die Form zu ermöglichen,
wo ein Vakuum angelegt wird, um das Etikett in der Form zu halten,
bevor die Form für
den Blasform-Vorgang geschlossen wird. Auch von dem Etikettenträger wird
ein Vakuum verwendet, um die Etiketten für die Bewegung von den zugeordneten
Etikettenmagazinen an die zugeordnete Form fest zu halten.
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Blasformetikettier-Systeme
der oben beschriebenen Art wiesen in der Vergangenheit einen gemeinsamen
mechanischen Antrieb der Blasform-Maschine auf, um den Verteilerkopf
zwischen der Etikettenzufuhr- und der Etikettenabgabeposition hin
und her zu bewegen und auch um die Etikettenträger zwischen der zurückgezogenen
und der Etikettentransferstellung hin und her zu bewegen. Folglich
sind die jeweiligen Geschwindigkeiten und Bewegungen des Verteilerkopfes
und jedes Etikettenträgers
miteinander gekoppelt.
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Bei
einem Etikettieren mit relativ hoher Geschwindigkeit hat man herausgefunden,
dass es schwierig ist, Etiketten mit einer Geschwindigkeit von mehr
als 65 bis 70 Etiketten pro Minute aus einem Etikettenmagazin zu
entnehmen, da ein derartiger Hochgeschwindigkeitsbetrieb nicht genügend Zeit lässt, damit
Luft hinter das Etikett bei dem Ausziehen desselben durch den Etikettenträger aus
dem Etikettenmagazin eintreten kann. Folglich können mehr als ein Etikett abgezogen
werden und demzufolge Probleme beim Blasformetikettier-Vorgang erzeugt
werden.
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In
der Vergangenheit wurde Blasformetikettieren eines Etiketten-Paars
an ein zugeordnetes Paar an Formteilen einer Form auf zwei Arten
durchgeführt.
Bei einer Ausführung
wurde ein Paar voneinander beabstandeter rotativer Antriebselemente
verwendet, von denen jedes einen zugehörigen Hebel dreht, der zur
Bereitstellung der Etikettenträger-Bewegung
zwischen der zurückgezogenen
und der Etikettentransferstellung mit einem zugeordneten Etikettenträger eine
Verbindung über
einen Nocken und einen Nockenfolger aufweist. Bei einer anderen
Ausführung
wird ein einzelnes rotatives Antriebselement verwendet, das über einen
Hebel einen Etikettenträger
antreibt, der über
eine Getriebe- und Zahnstangenanordnung mit einem anderen Etikettenträger verbunden
ist, so dass beide Etikettenträger
durch die Rotation des einzelnen rotativen Antriebselements gleichzeitig
zwischen der zurückgezogenen und
der Etikettentransferstellung bewegt werden.
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Weitere
US Patente, die Blasformetikettieren für Kunststoff-Blasformen offenbaren,
umfassen: 4,680,000 von Nowicki et al.; 4,729,731 von Hasl et al.;
4,801,260 von Oles et al.; 4,808,366 von Kaminski et al.; 4,834,641
von Keyser; 4,861,542 von Oles et al.; 4,880,368 von Hasl et al.;
4,944,665 von Hasl et al.; 4,973,241 von Keyser; 5,044,922 von Plenzler
et al.; 5,086,937 von Robinson; 5,169,653 von Tate et al.; 5,192,554
von Savich et al.; 5,275,780 von Robinson; 5,344,305 von McKillip;
5,350,483 von Yager et al.; 5,383,779 von Robinson; 5,665,404 von Weber
et al.; 5,753,278 von Aguilar sowie 5,759,593 von Weber et al..
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Offenbarung
der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes
Blasformetikettier-System zur Verwendung mit einer Rotationsblasform-Maschine
zu schaffen, die ein Rotationsrad mit daran angeordneten Formen
aufweist, die zum Durchführen
des Blasformens zwischen offenen und geschlossenen Stellungen hin
und her bewegt werden können.
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Zum
Lösen der
oben genannten Aufgabe umfasst das erfindungsgemäße Blasformetikettier-System
wenigstens ein benachbart zu dem Rotationsrad der Blasform-Maschine
angeordnetes Etikettenmagazin zum Lagern eines Vorrats an Etiketten.
Ein Verteilerkopf des Systems umfasst wenigstens einen Etikettenträger, um
die Etiketten vor dem Schließen
der Form für
das Blasenformen von dem Etikettenmagazin zu den offenen Formen
zu transferieren. Das System umfasst einen ersten elektrischen Servomotor
und einen von diesem angetriebenen ersten Nockenmechanismus, um
den Verteilerkopf zwischen einer Zuführposition benachbart dem Etikettenmagazin
und einer Abgabeposition zwischen einer offenen Form auf den Rotationsrad
hin und her zu bewegen. Das System umfasst weiterhin einen zweiten
Servomotor und einen vor diesem angetriebenen zweiten Nockenmechanismus,
um den Etikettenträger
des Verteilerkopfes zwischen einer zurückgezogenen Stellung und einer
Etikettentransferstellung hin und her zu bewegen. Eine erste und eine
zweite elektrische Steuerung des Systems betätigen den ersten bzw. den zweiten
Servomotor. Ein Sensor des Systems erfasst die Rotation des Rotationsrads
der Blasform-Maschine, um die erste und zweite Steuerung zum getrennten
Antrieb des ersten und zweiten Servomotors derart zu betreiben,
dass der Etikettenträger
bei in der Zuführposition
befindlichem Verteilerkopf zur Aufnahme eines Etiketts aus dem Etikettenmagazin
von der zurückgezogenen Stellung
in die Etikettentransferstellung bewegt wird und daraufhin zur Bewegung
des Verteilerkopfes in die Abgabeposition zurück in die zurückgezogene Stellung
bewegt wird und der Etikettenträger
dann erneut in die Etikettentransferstellung bewegt wird, um das
Etikett vor dem Schließen
der Form für
das Blasformen an eine benachbarte offene Form zu übergeben.
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In
der bevorzugten offenbarten Ausführungsform
umfasst das System zwei Etikettenmagazine, um dem Verteilerkopf
während
der Bewegung des Etikettenträgers
bei in der Zuführposition
befindlichem Verteilerkopf von der zurückgezogenen Stellung in die
Etikettentransferstellung und dann zurück in die zurückgezogene
Stellung zwei Etiketten zuzuführen
und um daraufhin die beiden Etiketten durch die Bewegung des Etikettenträgers bei
in der Abgabeposition befindlichem Verteilerkopf von der zurückgezogenen
Stellung in die Etikettentransferstellung und dann zurück in die
zurückgezogene
Stellung gleichzeitig zwei benachbarten offenen Formen zuzuführen. Die
zweite Steuerung betreibt den zweiten Servomotor schneller, wenn
sich der Verteilerkopf in der Abgabeposition befindet, als wenn
er sich in der Zuführposition
befindet. Insbesondere kann die zweite Steuerung so programmiert
werden, dass sie den zweiten Servomotor in der Abgabeposition doppelt so
schnell betreibt, wie in der Zuführposition.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
des Blasformetikettier-Systems umfasst der Verteilerkopf zwei in
jeweils zueinander entgegengesetzten Richtungen bewegbare Paare
Etikettenträger
und umfasst weiterhin zwei Paar Etikettenmagazine, um jedem Paar
der Etikettenträger
während
der Bewegung bei in Zuführposition
befindlichem Verteilerkopf von der zurückgezogenen Stellung in die
Etikettentransferstellung und dann zurück in die zurückgezogene
Stellung jeweils zwei Etiketten zuzuführen und um daraufhin die beiden
Etiketten auf jedem Paar der Etikettenträger durch die Bewegung in der
Abgabeposition von der zurückgezogenen
Stellung in die Etikettentransferstellung und dann zurück in die
zurückgezogene
Stellung gleichzeitig zwei benachbarten offenen Formen zu zuführen. Die
zweite Steuerung betreibt den zweiten Servomotor schneller, wenn
sich der Verteilerkopf in der Abgabeposition befindet, als wenn
er sich in der Zuführposition
befindet, und kann, wie zuvor erwähnt, programmiert werden, um
den zweiten Servomotor in der Abgabeposition doppelt so schnell
zu betreiben, wie in der Zuführposition.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
handelt es sich bei dem Sensor des Systems um einen optischen Codierer,
der die erste und die zweite Steuerung betreibt.
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Bei
der offenbarten bevorzugten Ausführungsform
wird das Blasformetikettier-System
in einer Blasform-Maschine verwendet, die einen Extruder umfasst,
der für
das Schließen
der Form und das Blasformen ein heißes Kunststoffextrudat in die
offene Form extrudiert.
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Kurzbeschreibung
der Abbildungen
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht eines Blasformetikettier-Systems, das die Erfindung
verwirklicht;
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2 eine
Schnittansicht, im Wesentlichen entlang der Richtung der Linie 2-2
in 1 zur Darstellung der Etikettenmagazine und eines
Verteilerkopfs, der in einer Zuführstellung
gezeigt ist und der Etikettenträger
aufweist, die zwischen der mit durchgezogenen Linien dargestellten
zurückgezogenen Stellung
und der mit gestrichelten Linien dargestellten Etikettentransferstellung
zur Aufnahme von Etiketten aus dem Etikettenmagazin hin und her
bewegt werden kann;
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3 eine
Ansicht ähnlich
zu 2, die jedoch den Verteilerkopf in einer in der
offenen Form befindlichen Abgabestellung darstellt, nachdem eine nach
außen
gerichtete Bewegung der Etikettenträger die Etiketten an die Formteile
der offenen Form transferiert hat, wobei diese Vakuumdurchgänge aufweisen,
die jedes Etikett für
das Schließen
der Form und den Blasform-Vorgang festhalten;
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4 eine
Ansicht im Wesentlichen entlang der Richtung der Linie 4-4 aus 2,
um die Weise darzustellen, in der der Verteilerkopf während jedes seines
Bewegungszyklus ein Blasformetikettieren eines Form-Paars bietet;
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5 eine
Ansicht im Wesentlichen entlang der Richtung der Linie 5-5 in 4,
um den ersten und zweiten Servomotor und die zugehörigen Nockenmechanismen
darzustellen, die jeweils den Verteilerkopf zwischen der Zuführposition
benachbart dem Etikettmagazin und der Abgabeposition zwischen der
offenen Form auf dem Rotationsrad der Blasformmaschine sowie jeden
Etikettenträger
auf dem Verteilerkopf zwischen seiner zurückgezogenen Stellung und Etikettentransferstellung
hin und her bewegen;
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6 eine
teilweise weggebrochene Ansicht, die den Nockenmechanismus darstellt,
der die Etikettenträger
des Verteilerkopfes zwischen der zurückgezogenen Stellung und der
Etikettentransferstellung hin und her bewegt, und die weiterhin
den allgemeinen Aufbau des Nockenmechanismus zeigt, der den Verteilerkopf
zwischen der Zuführposition und
der Abgabeposition hin und her bewegt;
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7 eine
perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer Verteilerkopf-Einheit
des Blasformetikettier-Systems zeigt;
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8 eine
perspektivische Ansicht eines Hebels des Verteilerkopfes sowie eines
Nockens und einer Nockenbefestigung, die den Nocken an dem Hebel
lagert; und
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9 eine
schematische Ansicht, die den Betrieb des Blasformetikettier-Systems darstellt,
indem die Relativbewegungen sowohl des Verteilerkopfes als auch
des jeweiligen Etikettenträgers
koordiniert zueinander zeitlich dargestellt sind.
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Beste Ausführungsform
zur Durchführung
der Erfindung
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Unter
Bezugnahme auf die schematische Darstellung aus 1 umfasst
eine Rotationsblasform-Maschine 10 ein Rotationsrad 12 mit
mehreren Formen 14, die zwischen einer geöffneten
und einer geschlossenen Stellung hin und her bewegt werden können, wie
es die mit durchgezogenen bzw. teilweise gestrichelten Linien gezeichnete
Darstellung in 3 zeigt. Ein in 1 dargestellter
Extruder 16 extrudiert ein nach oben gerichtetes heißes rohrförmiges Kunststoffextrudat 18,
das vor dem Schließen für den Blasformvorgang
zwischen den Formen aufgenommen wird. Ein schematisch dargestellter
Antriebsmotor 20 verfügt über ein
rotatives Abtriebsgetriebe 22, das ein Hauptantriebsgetriebe 24 auf
dem Blasformrad 12 rotativ antreibt, so dass dieses in
der durch den Pfeil 26 angegebenen Richtung um eine zentrale
Achse A rotiert. Der Betrieb der Blasform-Maschine 10 kann
auf eine beliebige herkömmliche
Weise gesteuert werden, wie beispielsweise in den US-Patenten mit den
Nr. 5,240,718 von Young et al., 5,244,610 von Kitzmiller sowie 5,698,241
von Kitzmiller offenbart ist, deren gesamte Offenbarung hiermit
durch Bezugnahme mit aufgenommen wird.
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Weiterhin
bezugnehmend auf 1 ist ein erfindungsgemäßes Blasformetikettier-System allgemein
mit dem Bezugszeichen 28 bezeichnet und kann betrieben
werden, um einen Blasformetikettier-Vorgang, wie er im vorliegenden
detailliert beschrieben wird, zu ermöglichen. Dieses Blasformetikettier-System,
wie es in den 1 bis 4 dargestellt
ist, umfasst wenigstens ein Etikettenmagazin 30 zur Aufbewahrung
eines Vorrats an Etiketten 32, das an einer Stelle benachbart
des Rotationsrads 12 der Blasform-Maschine angeordnet ist.
Wie im Folgenden detaillierter beschrieben wird, sind jeder Seite des
Rotationsrads 12 tatsächlich
jeweils zwei Etikettenmagazine 30 zugeordnet, so dass in
dem dargestellten System vier Etikettenmagazine verwendet werden.
Jedes Etikettenmagazin 30 umfasst eine Feder 34,
die den zugehörigen
Stapel von Etiketten 32 vorspannt, so dass deren Kanten
an beabstandeten Fingern des Magazins anliegen.
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Weiterhin
bezugnehmend auf die 1 bis 4 umfasst
das Blasformetikettier-System 28 einen
Verteilerkopf 36 mit wenigstens einem Etikettenträger 38 zum
Transfer der Etiketten 32 von dem Etikettenmagazin 30 zu
den geöffneten
Formen 14 vor dem Schließen für den Blasform-Vorgang. Jede
in den 2 und 3 dargestellte Form umfasst
ein Paar Formteile 40, die Hohlraumbereiche 42 aufweisen,
um einen Formhohlraum zu bilden, wenn die Formteile, wie durch die
mit teilweise gestrichelten Linien gezeichnete Darstellung in 3 zeigt,
in die geschlossene Stellung bewegt werden. Vakuumdurchgänge 44 der
Formteile halten die Etiketten in ihrer Position, nachdem sie von
dem Verteilerkopf 36 kommend entgegengenommen wurden, wie
im Folgenden detaillierter beschrieben wird. Auch die Etikettenträger sind
mit einem Vakuum ausgestattet, um die Etiketten während des
Transfers von den Etikettenmagazinen an die Formen zu halten.
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Wie
in den 1 und 5 dargestellt, umfasst das Blasformetikettier-System 28 einen
ersten elektrischen Servomotor 46 und einen durch diesen angetriebenen
ersten Nockenmechanismus 48, um den Verteilerkopf 36 zwischen
der in 2 dargestellten Zuführposition benachbart der Etikettenmagazine 30 und
der in 3 dargestellten Abgabeposition in der benachbarten
offenen Form 14 hin und her zu bewegen. Insbesondere weist
der erste Nockenmechanismus 48 einen Antrieb 50,
der rotativ von dem ersten Servomotor 46 angetrieben wird,
sowie einen Abtrieb 52, der oszillierend schwenkbar angetrieben
wird und mit einem Hebelarm 54 verbunden ist, auf. Ein
distales Ende 56 des Hebelarms 54 weist eine schwenkbare
Verbindung 58 an ein Ende eines Verbindungsteils 60 auf,
dessen anderes Ende eine schwenkbare Verbindung 62 an den
Verteilerkopf 36 aufweist. Der Betrieb des ersten Servomotors 46 schwenkt
folglich durch den ersten Nockenmechanismus 48 den Hebelarm 54 und
bewegt das hiermit verbundene Verbindungsteil 62, um den
Verteilerkopf 36 zwischen der in 2 dargestellten
Zuführposition
und der in 3 dargestellten Abgabeposition,
wie zuvor beschrieben, hin und her zu bewegen.
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Weiterhin
bezugnehmend auf die 1 und 5 umfasst
das Blasformetikettier-System
weiterhin einen zweiten elektrischen Servomotor 64 sowie einen
von dem zweiten Servomotor angetriebenen zweiten Nockenmechanismus 66,
um jeden Etikettenträger 38 zwischen
der in den 2 und 3 mit durchgezogenen
Linien dargestellten zurückgezogenen
Stellung und den, sowohl in der Zuführposition benachbart dem Etikettenmagazinen 30,
wie in 2 dargestellt, als auch in der Abgabeposition
in der benachbarten offenen Form 14, wie in 3 dargestellt,
gezeigten, mit gestrichelten Linien dargestellten Etikettentransferstellung
hin und her zu bewegen. Insbesondere weist der zweite elektrische Servomotor 64 einen
Abtrieb auf, der einen Antrieb 68 des zweiten Nockenmechanismus
oszillierend antreibt, wobei ein Abtrieb 70 des zweiten
Nockenmechanismus eine Anlenkung 72 antreibt, die ein Paar Drehantriebselemente 74,
die die Bewegung des Etikettenträgers,
wie im Folgenden genauer beschrieben wird, bewirkt, rotativ oszilliert.
Die Anlenkung 72 kann von der in dem US-Patent mit der
Nr. 4,909,723 von Slat et al. offenbarten Art sein, deren gesamte Offenbarung
hiermit durch Bezugnahme mit aufgenommen wird.
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Wie
in 6 dargestellt, sind der Antrieb 68 und
der Abtrieb 70 des zweiten Nockenmechanismus 66,
der auch den ersten Nockenmechanismus 48 erläutert, um zugehörige Achsen
gelagert, die zueinander senkrecht stehen. Insbesondere weist der
Nockenmechanismus 66 ein Gehäuse 75 auf, das einen mit
dem Antrieb 68 verbundenen Antriebsnocken 76 rotierbar
lagert und weiterhin einen mit dem Abtrieb 70 verbundenen
Nockenfolger 78 ebenfalls rotierbar lagert. Der Antriebsnocken 76 umfasst
gewindeartige Nockenvorsprünge 80,
die auf dem den Abtrieb 70 antreibenden Nockenfolger 78 angeordnete
Folgerelemente 82 aufnehmen. Eine oszillierende Rotation des
Antriebs 68 oszilliert den Abtrieb 70 rotativ über den
Abtriebsnocken 76 und den Nockenfolger 78. Zu jeder
Zeit weist der Antriebsnocken 76 zwei Vorsprünge 80 auf,
zwischen denen sich ein Folgerelement 82 befindet, was
eine genaue Bewegung ohne ein trägheitsbedingtes
Nachlaufen ermöglicht.
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Wie
in 1 dargestellt, umfasst das Blasformetikettier-System 28 eine
erste und eine zweite elektrische Steuerung 84 und 86,
die zugehörige
Verbindungen 88 und 90 aufweisen, um den ersten
Servomotor 46 bzw. den zweiten Servomotor 64 zu
betreiben, die folglich unabhängig
voneinander gesteuert werden können.
Ein Sensor 92 des Blasformetikettier-Systems 28 erfasst
die Rotation des Rotationsrads 12 der Blasform-Maschine
und verfügt über eine
Verbindung 94 mit dem entsprechenden Verbindungen 96 und 98 an
die erste Steuerung 84 bzw. die zweite Steuerung 86,
die folglich derart betrieben werden, das sie den ersten Servomotor
und den zweiten Servomotor getrennt voneinander anzutreiben, um
den Blasformetikettier-Vorgang zu ermöglichen.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 bis 4 wird nun
ein Betriebszyklus des Blasformetikettier-Systems 28 beschrieben.
Zunächst
positioniert der erste Servomotor 46 über den ersten Nockenmechanismus 48 den
Verteilerkopf 36 in der Zuführposition benachbart den Etikettenmagazinen 30,
wie in 2 dargestellt. Daraufhin wird der zweite Servomotor 64 betrieben,
um die Etikettenträger 38 von
der mit durchgezogenen Linien dargestellten zurückgezogenen Stellung in die
den Etiketten 32 benachbarte, mit gestrichelten Linien
dargestellte Etikettentransferstellung zu bewegen, so dass das an
jeden Etikettenträger
angelegte Vakuum das freiliegende Etikett hält. Ein weiterer Betrieb des
zweiten Servomotors 64 bewegt dann den Etikettenträger 38 zurück in die
zurückgezogene Position
und der erste Servomotor 46 bewegt den Verteilerkopf 36 von
der in 2 dargestellten Zuführposition zurück in die
in 3 dargestellte Abgabeposition. In der Abgabeposition
bewegt der zweite Servomotor 64 die Etikettenträger 38 von
der mit durchgezogenen Linien dargestellten zurückgezogenen Stellung in die
mit gestrichelten Linien dargestellte Etikettentransferstellung in
den Hohlraumbereichen 42 der Formteile 40 der benachbarten
offenen Form 40. Das an die Durchgänge 44 der Formteile 40 angelegte
Vakuum hält
die Etiketten 32 in der Form und die Etikettenträger 38 werden
daraufhin zurück
in die mit durchgezogenen Linien dargestellte zurückgezogene
Stellung bewegt und der Verteilerkopf 36 wird zurück in die
in 2 dargestellte Zuführposition bewegt, um den nächsten Zyklus
vorzubereiten. Die Bewegung der Formteile 40 in die in 3 teilweise
mit gestrichelten Linien dargestellte geschlossene Stellung umschließt das Extrudat 18 (1),
das sich in der Form befindet, und beginnt den Blasformzyklus, indem
der Behälter gegen
das Etikett geblasen wird, um ein blasformetikettiertes Produkt
zu erhalten.
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Der
Aufbau und Betrieb des oben beschriebenen Blasformetikettier-Systems 28 ermöglicht es folglich,
dass sowohl die Bewegung des Verteilerkopfes 36, als auch
die Bewegung der Etikettenträger 38 mit
der Rotation des Rotationsrad 12 der Blasformetikettier-Maschine
koordiniert ablaufen, während
sie weiterhin unabhängig
voneinander gesteuert werden können,
was zur Erleichterung des Blasformetikettier-Vorgangs notwendig ist.
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Wie
zuvor erwähnt
und in 4 dargestellt, umfasst das System ein Paar Etikettenmagazine 30 zum
Zuführen
von zwei Etiketten 32 auf jeder Seite des Verteilerkopfes 36 bei
einer Bewegung der Etikettenträger
bei, wie zuvor beschrieben, in der in 2 dargestellten
Zuführposition
befindlichem Verteilerkopf von der zurückgezogenen Stellung in die Etikettentransferstellung
und dann zurück
in die zurückgezogene
Stellung. Anschließend
führt der
Verteilerkopf gleichzeitig die beiden Etiketten 32 auf
jeder Seite des Verteilerkopfes 36 durch eine Bewegung
der Etikettenträger
von der zurückgezogenen Stellung
in die Etikettentransferstellung und dann zurück in die zurückgezogene
Stellung, wobei sich der Verteilerkopf 36, wie zuvor in
Verbindung mit 3 beschrieben, in der Abgabeposition
befindet, zwei benachbarten offenen Formen 14 zu. Die zweite Steuerung 86 (1)
betreibt den zweiten Servomotor 64 schneller, während sich
der Verteilerkopf 36 in der Abgabeposition aus 3 befindet,
als wenn er sich in der Zuführposition
aus 2 befindet, so dass die Bewegung der Etikettenträger beim
Transfer an die Formen schneller ist, als beim Entfernen von den Etikettenmagazinen.
Dieses Zuführen
von Etiketten durch den Verteilerkopf an mehr als eine Form ermöglicht folglich
ein langsameres Entnehmen der Etiketten aus den Etikettenmagazinen,
so dass eine höhere
effektive Etikettierrate erreicht werden kann, als es möglich ist,
wenn während
jedes Zyklus nur eine Form etikettiert wird und das System durch
die Geschwindigkeit, mit der die Etiketten aus den Etikettenmagazinen
entnommen werden können,
ohne dass das nächste
Etikett aufgrund der mit der Geschwindigkeit, mit der die Luft beim
Entnehmen der Etiketten aus den Etikettenmagazinen hinter die Etiketten
gelangen kann, im Zusammenhang stehenden Beschränkung herausgezogen wird, beschränkt ist. Während die
Systeme nach dem Stand der Technik nicht in der Lage waren, Etiketten
an mehr als ungefähr
65 bis 70 Formen pro Minute zuzuführen, kann das vorliegende
System folglich effektiv ungefähr doppelt
so schnell etikettieren. Insbesondere kann die in 1 dargestellte
zweite Steuerung 86 so betrieben werden, dass sie den zweiten
Servomotor 64, der die Bewegung der Etikettenträger bewirkt,
in der Abgabeposition doppelt so schnell anzutreiben, wie in der
Zuführposition.
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Der
Verteilerkopf 36 weist zwei Teilköpfe 100 auf, deren
Aufbau in 7 dargestellt ist und im Folgenden
detaillierter beschrieben wird. Jeder Verteilerkopf-Teilkopf 100 umfasst
ein Paar Etikettenträger 38,
die in zueinander entgegengesetzten Richtungen bewegt werden können, so
dass von dem Verteilerkopf zwei Paar Etikettenträger getragen werden. In gemeinsamer
Bezugnahme auf die 1 und 4 umfasst
das System auch zwei Paar Etikettenmagazine 30, um jeweils
jedem Paar Etikettenträger 38 bei der
Bewegung von der zurückgezogenen
Stellung in die Etikettentransferstellung und dann zurück in die zurückgezogene
Stellung, während
sich der Verteilerkopf 36, wie zuvor beschrieben, in der
in 2 dargestellten Zuführposition befindet, jeweils
zwei Etiketten zuzuführen.
Anschließend
führt der Vorgang
gleichzeitig die beiden Etikettenpaare auf jedem Paar der Etikettenträger 38 in
der in 3 dargestellten Abgabeposition, wie zuvor beschrieben, durch
eine Bewegung von der zurückgezogenen Stellung
in die Etikettentransferstellung und dann zurück in die zurückgezogene
Stellung zwei benachbarten offenen Formen 14 zu. Die in 1 dargestellte
zweite Steuerung 86 des Blasformetikettier-Systems betreibt
den zweiten Servomotor 64 schneller, während sich der Verteilerkopf
in der Abgabeposition befindet, als wenn er sich in der Zuführposition
befindet, wie zuvor beschrieben, und kann insbesondere programmiert
werden, den zweiten Servomotor in der Abgabeposition doppelt so
schnell zu betreiben, wie in der Zuführposition, wie es schematisch
in 9 dargestellt ist.
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Bei
dem in 1 dargestellten Sensor 92 handelt es
sich vorzugsweise um einen optischen Codierer, der die erste elektrische
Steuerung 84 und die zweite elektrische Steuerung 86 betreibt
und der vorzugsweise von einem Kegelgetriebe 102 betrieben
wird, das mit dem Hauptantriebsgetriebe 24 des Rotationsrads 12 in
Eingriff steht.
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Die
spezifische Blasform-Maschine 10 mit der das Blasformetikettier-System 28 verwendet wird,
umfasst den Extruder 16, der in die offene Form ein rohrförmiges heißes Kunststoffextrudat 18,
wie zuvor beschrieben, für
den Blasform-Vorgang nach dem Schließen der Form extrudiert, was
eine Konstruktion darstellt, für
die das Blasformetikettier-System besonders nützlich ist. Jedoch ist es auch
möglich,
das Blasformetikettier-System mit anderen Arten des Blasformens
zu verwenden, wie Beispielsweise Spritzblasformen und Spritz-Streckblasformen,
wobei ein spritzgenossener heißer
Vorformling nach dem Blasformetikettieren in der Form positioniert wird.
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Bezugnehmend
auf 7 umfasst der Verteilerkopf 36, wie zuvor
erwähnt,
zwei Teilköpfe 100, von
denen jeder ein Kopfelement 104 aufweist, das von dem ersten
Nockenmechanismus 48, dessen Hebelarm 54 und Verbindungsteil 60,
wie in 5 dargestellt und zuvor beschrieben, bewegt wird.
Jeder in 7 dargestellte Teilkopf 100 umfasst
für eine
Bewegung zwischen der zurückgezogenen
Stellung und der Etikettentransferstellung, wie zuvor beschrieben,
ein Paar an dem Kopf 104 befestigter Etikettenträger 38.
Jeder Teilkopf 100 weist weiterhin ein zugehöriges Drehantriebselement 74 auf,
von dem es, wie in 4 dargestellt, zwei gibt, die
von der Anlenkung 72, die durch den Abtrieb 70 (6) des
zweiten Nockenmechanismus 66, der durch den zweiten Servomotor 64 (1)
angetrieben wird, welche, wie zuvor beschrieben, als Reaktion auf
den Betrieb der Blasform-Maschine von der zweiten Steuerung 86 betrieben
wird, auf oszillierende Weise rotativ angetrieben wird. Weiterhin
umfasst jeder Teilkopf 100 eine Hebelbauteilgruppe 106 (7),
die von dem zugehörigen
Drehantriebselement 74 auf eine oszillierende Weise rotativ
angetrieben wird. Die Hebelbauteilgruppe 106 umfasst ein
Paar Hebel 108, die sich von dem Drehantriebselement 74 nach
außen
erstrecken und unabhängig
voneinander, wie durch den Pfeil 110 dargestellt, eingestellt
werden können.
Eine rotative Oszillation des Antriebselements 74 veranlasst
die Hebelbauteilgruppe 106 und jeden derer Hebel 108 unter
dem zuvor beschriebenen Antriebsvorgang zu einer rotativen Oszillation. Jeder
Hebel 108 verfügt über eine
Verbindung 112 mit einem zugehörigen Etikettenträger 38,
so dass eine oszillierende Rotation des Drehantriebselement 74 zu
einer Bewegung der Etikettenträger
zwischen der zurückgezogenen
und der Etikettentransferstellung führt, so dass die Etikettenträger bei
in der in 2 dargestellten Zuführposition
befindlichem Verteilerkopf von der zurückgezogenen Stellung in die Etikettentransferstellung
bewegt werden, um Etiketten von dem zugehörigen Etikettenmagazin aufzunehmen,
und dann die zurückgezogene
Stellung zurückbewegt
werden und sich der Verteilerkopf 36 dann in die 3 dargestellte
Abgabeposition bewegt, in der die Etikettenträger zum Transfer der Etiketten
an die benachbarte offene Form von dem Verschließen der Form für den Blasform-Vorgang, wie zuvor
beschrieben, erneut in die Etikettentransferposition bewegt werden.
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Jeder
Hebel 108 hat einen Aufbau, wie er im Wesentlichen in 8 dargestellt
ist und der ein inneres Ende 114 umfasst, durch den sich
das zugehörige
Drehantriebselement erstreckt. Das Hebelpaar 108 erstreckt
sich, wie in 7 dargestellt, in im Wesentlichen
zueinander entgegengesetzten Richtungen, wobei jedoch geringfügige Abweichungen
hiervon möglich
sind, um die notwendigen Einstellungen, die das benötigte Ausmaß der Bewegung
der Etikettenträger
für das
speziell herzustellende Produkt steuern, zu ermöglichen. Wie in 7 dargestellt,
erstreckt sich um das Drehantriebselement 74 ein Passfeder-Ring 116,
der zwei diametral gegenüberliegende
Passfedern 118 aufweist, die in diametral gegenüberliegenden
Längsnuten
in dem Drehantriebselement 74 aufgenommen werden, um eine
Rotation mit diesem zu ermöglichen,
während
eine Bewegung des Verteilerkopfes entlang der Länge des Drehantriebselements
zwischen den zuvor beschriebenen Zuführ- und Abgabepositionen möglich bleibt. Ein
Paar Schrauben 120 sichert die Passfedern 118 und
erstreckt sich durch zueinander fluchtende bogenförmige Langlöcher in
dem Hebelpaar 108 an deren inneren Enden, um die Hebelbauteilgruppe
an einem rotativ an dem Kopfteil 104 gelagerten Achszapfen 121 zu
halten.
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Weiterhin
bezugnehmend auf 7, umfasst der Teilkopf 100 des
Verteilerkopfes 36 ein Paar parallel zueinander an dem
Kopfteil 104 befestigter geradliniger Schienen 122,
wobei das zugehörige Drehantriebselement
zwischen dem Schienenpaar angeordnet ist. Die Etikettenträger 38 sind
jeweils für die
Bewegung zwischen der zuvor beschriebenen zurückgezogenen Stellung und der
Etikettentransferstellung auf dem Schienenpaar 122 angeordnet. Jede
Verbindung 112 des Teilkopfes besteht aus einer Nocken-
und Folger-Verbindung, die sich zwischen dem zugehörigen Hebel 108 und
dem zugehörigen
Etikettenträger 38 erstreckt,
um die Etikettenträger
unter dem Antrieb des Drehantriebselements 74 zwischen
der zurückgezogenen
Stellung und der Etikettentransferstellung hin und her zu bewegen.
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Wie
unter weiterer Bezugnahme auf 7 dargestellt
ist, weist jeder der beiden Hebel 108 ein distales Ende 124 auf,
das ein Langloch 126 umfasst, das sich bezüglich der
Rotation des Drehantriebselements 74 radial erstreckt.
Jede Nocken- und
Folger-Verbindung, wie in 8 dargestellt,
umfasst einen Nocken 128 mit einem Befestigungsteil 130,
das ein T-förmiges
Element 132 mit einem Schaft 134 umfasst, der
sich durch das Langloch 126 in dem distalen Ende 124 des
zugehörigen
Hebels 108 erstreckt. Jedes Befestigungselement 130 umfasst weiterhin
eine Mutter 136, die auf der dem distalen Ende 124 des
Hebels 108 gegenüberliegenden
Seite an dem mit Gewinde versehenden Schaft 134 des T-förmigen Elements 132 befestigt
wird, um eine Halterung desselben in einer geeigneten Stellung zu
gewährleisten.
Der Nocken 128 jeder Nocken- und Folger-Verbindung weist
einen mit Gewinde versehenden Schaft 138 auf, der in das
zugehörige
T-förmige Element 132 eingeschraubt
wird. Jede Nocken- und Folger-Verbindung 112 weist weiterhin
einen länglichen
Folger 140 auf, der, wie in 7 dargestellt,
an dem zugehörigen
Etikettenträger 38 befestigt
ist und den zugehörigen
Nocken aufnimmt, um von diesem unter dem Antrieb des Drehantriebselements
bewegt zu werden. Folglich bewegt die oszilliere Rotation des Drehantriebselements
die Hebelbauteilgruppe 106 und die beiden Hebel 108 derselben
und die Nocken- und Folger-Verbindung 112 bewegt die Etikettenträger 38.
Wie in 8 dargestellt, umfasst jede Nocken- und Folger-Verbindung
weiterhin eine Einstellschraube 142, die den mit Gewinde
versehenen Schaft 138 des Nockens 128 an dem zugehörigen T-förmigen Element 132 sichert.
Die flachen Seiten des T-förmigen
Elements 132 liegen an den Seiten des zugehörigen Hebellanglochs 126 an,
um eine stabile Halterung des Nockens zu gewährleisten. Weiterhin umfasst
jeder Etikettenträger 38 einen Kunststoffarm 144,
der im Fall einer Fehlfunktion einfach bricht, um einen umfangreichen
Schaden zu vermeiden. An den Plastikarmen sind einer oder mehrere
nicht dargestellte Saugnäpfe
befestigt und mit einem Vakuum beaufschlagt, das die Etiketten hält.
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Während die
beste Ausführungsform
der Erfindung detailliert beschrieben wurde, können auch andere Ausführungsformen
der Erfindung, wie sie in den folgenden Ansprüchen beschrieben ist, verwendet
werden.