DE69409670T2 - CONTROL DEVICE FOR CONTROLLING THE SPEED AND TENSION OF A LABEL TAPE - Google Patents
CONTROL DEVICE FOR CONTROLLING THE SPEED AND TENSION OF A LABEL TAPEInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Geschwindigkeit und Spannung einer einer angeschlossenen Etikettiermaschine zugeführten Etikettenbahn.The invention relates to a method for controlling the speed and tension of a label web fed to a connected labeling machine.
Etikettiermaschinen, z. B. für Etikettierungen von der Rolle, sind im allgemeinen mit Rollenständern ausgestattet, die eine Endlosrolle einer Etikettenbahn halten, die mit der Etikettiermaschine auf Behälter, Flaschen und dergleichen aufgebracht werden soll. Rollenständer werden benutzt, um diese Endlosbahn zu halten und sie mit der erforderlichen Geschwindigkeit und Spannung der anderen angeschlossenen Vorrichtung innerhalb der Etikettiermaschine zuzuführen. Diese angeschlossene Vorrichtung beinhaltet im Falle eines Rollenetikettierers im allgemeinen ein Schneidwerk und eine Vakuumtrommel, die sich üblicherweise mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit drehen. Für eine wirksame Arbeitsweise des Etikettierers ist es erforderlich, den Trommeln die Etikettenbahn mit einer proportionalen Geschwindigkeit zuzuführen. Ist dies nicht der Fall, reißt die Etikeffenbahn, oder die Bahn wird an der verkehrten Stelle abgeschnitten, so daß einzelne Etiketten abreißen oder beschädigt werden.Labeling machines, e.g. for labeling from a roll, are generally equipped with roll stands that hold a continuous roll of label web that is to be applied to containers, bottles and the like by the labeling machine. Roll stands are used to hold this continuous web and feed it at the required speed and tension to the other connected device within the labeling machine. In the case of a roll labeler, this connected device generally includes a cutting device and a vacuum drum, which usually rotate at a predetermined speed. For the labeler to work effectively, it is necessary to feed the label web to the drums at a proportional speed. If this is not the case, the label web will tear or the web will be cut off at the wrong place, causing individual labels to tear off or become damaged.
Mit zunehmender Verbesserung der Materialtechnologie werden die in bezug auf die vorgenannten Etiketten benutzten Folien immer dünner, was auch zu einer erhöhten Elastizität des Etikettenmatenals führt. Effiziente und verläßliche Vorrichtungen zur Regelung von Geschwindigkeit und Spannung der der angeschlossenen Etikettiermaschine zugeführten Etikettenbahn sind daher von äußerster Wichtigkeit.As material technology improves, the films used for the aforementioned labels are becoming thinner and thinner, which also leads to increased elasticity of the label material. Efficient and reliable devices for controlling the speed and tension of the label web fed to the connected labeling machine are therefore of utmost importance.
Aus der Vergangenheit sind Verfahren bekannt, in denen ein Gewicht oder eine Masse zur Herstellung der geeigneten Spannung verwendet wird. Bei Anwendung dieser Methode erfordert der Einsatz alternativer Etikettenfolien im allgemeinen auch den Einsatz alternativer Gewichte oder Massen im Rollenständer. In alternativen Techniken werden z. B. Federn benutzt, um die Bahn unter Spannung zu bringen, wobei es sich hierbei wiederum um ein mechanisches Mittel handelt, das häufig den Austausch von Teilen in Verbindung mit dem Austausch der Etikettenfolie erforderlich macht. Diese mechanischen Gewichte und Federn werden mit einem speziellen Arm verbunden, mit dessen Hilfe kleinere Fluktuationen in der Geschwindigkeit oder Spannung der der angeschlossenen Etikettiermaschine zugeführten Bahn korrigiert werden. Die Bewegung des Arms in eine erste Richtung erhöht die Spannung der zugeführten Bahn, während die Bewegung des Arms in die entgegengesetzte Richtung die Spannung der zugeführten Bahn reduziert. Der auf den Arm ausgeübte gewünschte Spannungsmittelwert der Bahn wird von dem vorgenannten mechanischen Gewicht oder der Feder ausgeglichen.Methods are known from the past in which a weight or mass is used to create the appropriate tension. When using this method, the use of alternative label films generally also requires the use of alternative weights or masses in the reel stand. In alternative techniques, for example, springs are used to apply tension to the web, which again is a mechanical means and often requires replacement of parts in conjunction with replacement of the label film. These mechanical weights and springs are connected to a special arm which is used to correct minor fluctuations in the speed or tension of the web fed to the connected labelling machine. Movement of the arm in a first direction increases the tension of the fed web, while movement of the arm in the opposite direction reduces the tension of the fed web. The desired average tension of the web exerted on the arm is balanced by the aforementioned mechanical weight or spring.
In US Patent Nr.3.193.211 wird eine Maschine beschrieben, die gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 einen Streifen antreibt, und die so ausgelegt ist, daß sie Etiketten vom Streifen auf Flaschen überträgt. Die Maschine beinhaltet eine Zuführrolle, einen Zwischenantrieb und eine Übergaberolle. Eine Etikettiermaschine überträgt ein Etikett vom Streifen auf die Flasche, und eine Vorrichtung steuert die Geschwindigkeit und Spannung des Streifens zur Etikettiermaschine. Die Regelung beinhaltet teilweise einen Arm, der sich im oder entgegen den Uhrzeigersinn bewegt, um so die Spannung auf dem Streifen über Spannungsregler zu steuern. Dies beinhaltet einen pneumatischen Zylinder mit einer variabel geregelten Luftzufuhr. Dieser Zylinder veranlaßt den Arm, sich im Uhrzeigersinn zu bewegen, und die Spannung im Streifen veranlaßt den Arm, sich entgegen den Uhrzeigersinn zu bewegen. So erreicht der Arm eine Gleichgewichtsposition, in der sich die beiden Kräfte ausgleichen. Mit dem pneumatischen Zylinder kann die Kraft, die auf den Arm wirkt, gesteuert werden, indem die dem Zylinder zugeführte Luft reguliert wird.US Patent No. 3,193,211 describes a machine which drives a strip according to the preamble of claim 1 and which is designed to transfer labels from the strip to bottles. The machine includes a feed roller, an intermediate drive and a transfer roller. A labeling machine transfers a label from the strip to the bottle and a device controls the speed and tension of the strip to the labeling machine. The control includes, in part, an arm which moves clockwise or counterclockwise so as to control the tension on the strip via tension controls. This includes a pneumatic cylinder with a variable controlled air supply. This cylinder causes the arm to move clockwise and the tension in the strip causes the arm to move counterclockwise. Thus, the arm reaches an equilibrium position in which the two forces balance each other out. The pneumatic cylinder allows the force acting on the arm to be controlled by regulating the air supplied to the cylinder.
Gemäß der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Vorrichtung zur Regulierung von Geschwindigkeit und Spannung einer Endlosetikettenbahn zur Zuführung zu einer angeschlossenen Etikettiermaschine, wobei die vorgenannte Vorrichtung einen Arm aufweist, der so beschaffen ist, daß er sich in eine erste und eine zweite Richtung bewegt, wobei vorgenannter Arm einen Spannungsregler beinhaltet und so beschaffen ist, daß er die vorgenannte Etikettenbahn ergreift, während sich vorgenannte Bahn im Bewegungszustand befindet, wobei vorgenannter Spannungsregler einen pneumatischen Zylinder mit variabel gesteuerter Luftzufuhr aufweist, wobei vorgenannter Zylinder so beschaffen ist, daß er vorgenannten Arm zwangsweise in vorgenannte erste Richtung verbringt, und wobei die Spannung der vorgenannten Endlosbahn vorgenannten Arm zwangsweise in vorgenannte zweite Richtung verbringt, wobei sich vorgenannter Arm in die Richtung bewegt, auf die der größte Zwang ausgeübt wird und folglich die Geschwindigkeit und Spannung der zugeführten Bahn reguliert, wobei vorgenannte Vorrichtung weiterhin einen Rollenständer mit Rollenlagergehäusen aufweist, die eine jeweilige Rolle der Etikettenbahn tragen, wobei jedes der vorgenannten Rollenlagergehäuse Bremsmittel beinhaltet, mit der die Drehgeschwindigkeit einer jeweiligen Rolle verlangsamt wird, wobei vorgenannte Bremsmittel durch Regulierungsvorrichtungen gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß vorgenannte Regulierungsvorrichtungen weiterhin einen Drehsensor aufweisen, der mit vorgenanntem Arm derart verbunden ist, daß sich bei Bewegung des vorgenannten Arms in vorgenannte erste Richtung, die Bewegung von vorgenanntem Drehsensor erfaßt wird und ein Signal von vorgenanntem Kontrollgerät erzeugt wird, das so eingestellt ist, daß es vorgenannte Bremsmittel aktiviert.According to the present invention there is a device for regulating the speed and tension of a continuous label web for feeding to a connected labeling machine, said device comprising an arm adapted to move in a first and a second direction, said arm including a tension regulator and adapted to grip said label web while said web is in the moving state, said tension regulator comprising a pneumatic cylinder with a variably controlled air supply, said cylinder adapted to force said arm in said first direction and the tension of said continuous web forces said arm in said second direction, said arm moving in the direction in which the greatest force is exerted and consequently regulating the speed and tension of the fed web, said device further comprising a roller stand with roller bearing housings which support a respective roll of the label web, each of said roll bearing housings including braking means for slowing down the rotational speed of a respective roll, said braking means being controlled by regulating devices, characterized in that said regulating devices further comprise a rotation sensor connected to said arm such that when said arm moves in said first direction, the movement is detected by said rotation sensor and a signal is generated by said control device which is set to activate said braking means.
Vorzugsweise weisen vorgenannte Rollenlagerhäuse einen Motor für den Antrieb der vorgenannten Rolle auf, in der vorgenannter Drehsensor an die vorgenannten Motoren ein Signal abgibt, wenn sich vorgenannter Arm in die zweite Richtung bewegt, so daß die Motoren die Drehgeschwindigkeiten der jeweiligen vorgenannten Rolle beschleunigen.Preferably, said roller bearing housings have a motor for driving said roller, in which said rotation sensor sends a signal to said motors when said arm moves in the second direction, so that the motors Accelerate the rotation speeds of the respective aforementioned roles.
Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei:In the following, the invention is explained in more detail using embodiments shown in the drawings, in which:
Fig. 1 eine Draufsicht eines Rollenständers,Fig. 1 is a plan view of a roller stand,
Fig. 2 ein Teilquerschnitt durch A-A des in Fig. 1 beschriebenen Rollenständers, undFig. 2 a partial cross-section through A-A of the roller stand described in Fig. 1, and
Fig. 3. eine Vorderansicht des in Fig. 1 beschriebenen Rollenständers darstellt.Fig. 3. shows a front view of the roller stand described in Fig. 1.
Gemäß Fig. 1 beinhaltet ein Rollenständer 1 zwei Rollenlagergehäuse 2a, 2b. Jedes Rollenlagergehäuse 2 trägt eine Rolle einer Endlosetikettenbahn 15, die durch eine erste Führungsrolle 3 um eine Greifvorrichtung 4 auf einen Arm 5 geführt wird und danach wieder durch eine weitere Führungsrolle 6. Die Etikettenbahn 15 wird dann der angeschlossenen Etikettiermaschine zugeführt, die ein Schneidwerk und eine Vakuumtrommel aufweisen kann. Wie in der Ausführung dargestellt, sind generell zwei Rollenlagergehäuse 2a, 2b vorhanden, um schnelle Umstellungszeiten zu gewährleisten, wenn eine Etikettenbahn aufgebraucht wurde. Der Arm 5 schwenkt auf solche Art und Weise um die Achse 10, daß er eine von Pfeil A dargestellte Drehbewegung in eine erste Richtung A, oder eine von Pfeil B dargestelle zweite Richtung vollführt. Wenn der Arm 5 eine Drehbewegung in die erste Richtung vollführt, werden eventuelle Durchhänge in der Endlosetikettenbahn 15 ausgeglichen. Andererseits wird die Spannung der Bahn durch die Drehbewegung des Arms 5 in die zweite Richtung B verringert. Aus diesem Grund wird der Arm 5 häufig "Tänzerarm" oder Arm für die Spannungskontrolle genannt, da er sich in den beiden ersten und zweiten Richtungen um eine mittlere oder Gleichgewichtsposition X bewegt, um die Spannung der der angeschlossenen Etikettiermaschine zugeführten Bahn auszugleichen.According to Fig. 1, a roll stand 1 contains two roll bearing housings 2a, 2b. Each roll bearing housing 2 carries a roll of a continuous label web 15, which is guided by a first guide roller 3 around a gripping device 4 onto an arm 5 and then again by a further guide roller 6. The label web 15 is then fed to the connected labeling machine, which can have a cutting device and a vacuum drum. As shown in the embodiment, two roll bearing housings 2a, 2b are generally present in order to ensure fast changeover times when a label web has been used up. The arm 5 pivots about the axis 10 in such a way that it performs a rotary movement in a first direction A shown by arrow A, or a second direction shown by arrow B. When the arm 5 performs a rotary movement in the first direction, any slack in the continuous label web 15 is compensated. On the other hand, the tension of the web is reduced by the rotary movement of the arm 5 in the second direction B. For this reason, the arm 5 is often called a "dancer arm" or tension control arm, since it moves in both the first and second directions around a central or equilibrium position X to compensate the tension of the web fed to the connected labeling machine.
Es ist herauszustellen, daß die Bahn 15, die sich um die Greifvorrichtung 4 bewegt, auf den Arm 5 eine Kraft ausübt, die den Arm 5 veranlaßt, sich in vorgenannte zweite Richtung B zu bewegen. Dies muß durch einen Spannungsregler ausgeglichen werden, der gemäß der Erfindung einen Antrieb wie einen pneumatischen Zylinder 7 mit einer variabel steuerbaren Luftzufuhr beinhaltet. Der Zylinder 7 veranlaßt den Arm, sich in die erste Richtung A zu bewegen, um die der Bahn 15 innewohnende Spannung auszugleichen, was den Arm 5 veranlaßt, sich in die zweite Richtung B zu bewegen. Somit wird die durch den Zylinder 7 angewandte gemittelte Kraft durch die Luftzufuhr reguliert, um den Arm 5 in einer Gleichgewichtsposition X zu halten.It should be noted that the web 15 moving around the gripping device 4 exerts a force on the arm 5 which causes the arm 5 to move in the aforesaid second direction B. This must be compensated by a tension regulator which, according to the invention, includes a drive such as a pneumatic cylinder 7 with a variably controllable air supply. The cylinder 7 causes the arm to move in the first direction A to compensate for the tension inherent in the web 15, which causes the arm 5 to move in the second direction B. Thus, the average force applied by the cylinder 7 is regulated by the air supply to maintain the arm 5 in an equilibrium position X.
Es ist wichtig, daß die Etikettenbahn der angeschlossenen Etikettiermaschine mit konstanter Geschwindigkeit und Spannung zugeführt wird. Aufgrund zahlreicher unterschiedlicher Faktoren ist es jedoch erforderlich, die Geschwindigkeit und Spannung des zugeführten Etiketts zu regulieren, da die Ablösung des Etiketts von der Bahn auf dem Rollenlagergehäuse 2 mit einer größeren oder kleineren Spannung als gewünscht erfolgen kann. Wenn die Spannung der Bahn, die sich von der Rolle löst, kleiner ist als die gewünschte, übersteigt die von dem Betätigungsorgan auf den Arm 5 ausgeübte Kraft die von der der Bahn innewohnenden Spannung um die Greifvorrichtung 4 ausgeübte Kraft und der Arm 5 wird dadurch veranlaßt, sich in die erste Richtung A zu bewegen. Mit dieser Bewegung des Arms 5 wird jedoch jeder Durchhang in der Bahn 15 ausgeglichen, und die Spannung der Bahn, die dann der Führungsrolle 6 zugeführt wird, wird auf optimaler Höhe gehalten. Umgekehrt ist es so, daß wenn die Spannung der Bahn, die sich von der Rolle löst, größer als erwünscht ist, die von dem Zylinder 7 auf den Arm 5 ausgeübte kraft geringer ist als die durch die in der Bahn 15 bestehende Spannung auf die Greifvorrichtungen 4 ausgeübte kraft, und folglich wird der Arm 5 veranlaßt, sich in vorgenannte zweite Richtung B zu bewegen. Diese Bewegung verringert die Spannung in der durch die Führungsrolle 6 der angeschlossenen Etikettenmaschine zugeführte Endlosetikettenbahn.It is important that the label web be fed to the attached labelling machine at a constant speed and tension. However, due to a number of different factors, it is necessary to regulate the speed and tension of the fed label, since the release of the label from the web on the roller bearing housing 2 may take place with a greater or lesser tension than desired. If the tension of the web being released from the roll is less than that desired, the force exerted by the actuator on the arm 5 will exceed the force exerted by the inherent tension of the web about the gripping device 4 and the arm 5 will thereby be caused to move in the first direction A. However, with this movement of the arm 5, any slack in the web 15 is taken up and the tension of the web which is then fed to the guide roller 6 is maintained at an optimum level. Conversely, if the tension of the web coming off the roll is greater than desired, the force exerted by the cylinder 7 on the arm 5 is less than the force exerted by the tension existing in the web 15 on the gripping devices 4 and consequently the arm 5 is caused to move in the aforementioned second direction B. This movement reduces the tension in the Continuous label web fed through the guide roller 6 of the connected label machine.
Wenn sich der Arm in einer falschen Position in der ersten oder der zweiten Richtung weg von der Ausgleichsposition X befindet, wird der dem pneumatischen Zylinder 7 zugeführte Luftdruck reguliert, um diesen Zustand zu korrigieren, indem der Arm 5 veranlaßt wird, sich zu der gemittelten Gleichgewichtsposition x zurückzubewegen. Der Arm 5 darf sich nur innerhalb bestimmter Grenzen bewegen, und gemäß der Erfindung soll sich der Arm vorzugsweise nahe dieser Gleichgewichtsposition X betätigen.If the arm is in an incorrect position in the first or second direction away from the equilibrium position X, the air pressure supplied to the pneumatic cylinder 7 is regulated to correct this condition by causing the arm 5 to move back to the averaged equilibrium position x. The arm 5 must only move within certain limits and according to the invention the arm should preferably actuate close to this equilibrium position X.
Es können auch andere Geräte in die Steuervorrichtung 1 miteingebunden werden, um die Steuerung und Regulierung von Spannung und Geschwindigkeit der der angeschlossenen Etikettiermaschine zugeführten Etikettenbahn zu unterstützen. Dies kann z. B. eine Bremsvorrichtung 8 auf jedem jeweiligen Rollenlagergehäuse 2 sein, mit der die Drehgeschwindigkeit der Etikettenrollen verringert wird.Other devices can also be integrated into the control device 1 to support the control and regulation of the tension and speed of the label web fed to the connected labeling machine. This can be, for example, a braking device 8 on each respective roller bearing housing 2, with which the rotational speed of the label rolls is reduced.
Die Bremse 8 kann von jeglichem geeigneten Typ sein, obwohl elektromechanische Bremsen zu bevorzugen sind. Die in der Ausführung gezeigten Bremsen 8 werden aktiviert, wenn sich der Arm 5 in die erste Richtung A bewegt. Wie oben ausgeführt geschieht dies, wenn die Geschwindigkeit der Rolle höher als gewünscht ist und die in der Bahn bestehende Spannung daher reduziert wird. Ein Drehsensor 9, wie z. B. ein Potentiometer, erfaßt die Bewegung des Armes 5 in der ersten Richtung A und gibt ein Signal über das Kontrollgerät 11, das die Bremse 8 aktiviert. Sobald der Arm 5 wieder in seine Gleichgewichtsposition X zurückgekehrt ist, sendet der Sensor 9 ein weiteres Signal zu dem Steuergerät 11, das die Bremse 8 deaktiviert.The brake 8 may be of any suitable type, although electromechanical brakes are preferred. The brakes 8 shown in the embodiment are activated when the arm 5 moves in the first direction A. As stated above, this occurs when the speed of the roller is higher than desired and the tension existing in the web is therefore reduced. A rotary sensor 9, such as a potentiometer, detects the movement of the arm 5 in the first direction A and sends a signal via the control device 11 which activates the brake 8. As soon as the arm 5 has returned to its equilibrium position X, the sensor 9 sends a further signal to the control device 11 which deactivates the brake 8.
Mit weiteren Geräten, die Regulier- oder Steuervorrichtungen aufweisen, kann die entgegengesetzte Wirkung erreicht werden. Ein Motor, wie z. B. ein Servormotor 14, kann an die Rollenlagergehäuse 2 angeschlossen werden, wobei der Motor 14 die Bahn 15 antreibt und eventuell die Drehgeschwindigkeit erhöht. Dies bedeutet, daß, wenn die Endlosetikettenbahn von der Rolle mit zu niedriger Geschwindigkeit zugeführt wird, der Servomotor 14 so beschleunigt werden kann, daß die Rolle die Bahn mit höherer Geschwindigkeit zuführt.The opposite effect can be achieved with other devices that have regulating or control devices. A motor, such as a servo motor 14, can be connected to the roller bearing housings 2 with the motor 14 driving the web 15 and possibly increasing the rotational speed. This means that if the continuous label web is fed from the roll at too low a speed, the servo motor 14 can be accelerated so that the roll feeds the web at a higher speed.
Wiederum würde sich der Arm in die zweite Richtung B bewegen, was von einem Drehsensor 9, wie dem geeigneten Potentiometer erkannt würde, der ein Signal über das Steuergerät 11 an den Servomotor 14 schicken würde. Der Servomotor 14 kann die elektromechanische Bremse 8 beinhalten oder, alternativ hierzu, kann die Bremse 8 separat sein.Again, the arm would move in the second direction B, which would be detected by a rotation sensor 9, such as the appropriate potentiometer, which would send a signal to the servo motor 14 via the controller 11. The servo motor 14 may include the electromechanical brake 8 or, alternatively, the brake 8 may be separate.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung für die variabel steuerbare Zuführung einer Etikettenbahn zu einer angeschlossenen Etikettiermaschine vorgeschlagen, was mit weitaus größerer Kontrolle erfolgt, als es in der Vergangenheit bekannt war. Die variable Steuerung wird sowohl auf den Arm 5 wie auf das Rollenlagergehäuse 2 angewandt und soll die Spannung und/oder Geschwindigkeit der Bahn erhöhen und verringern, um so die optimale Einstellung zu gewährleisten.According to the invention, a device is proposed for the variably controllable feeding of a label web to a connected labeling machine, which takes place with far greater control than was known in the past. The variable control is applied to both the arm 5 and the roller bearing housing 2 and is intended to increase and decrease the tension and/or speed of the web in order to ensure the optimal setting.
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