DE69928019T2

DE69928019T2 - Etikettierung-Vorrichtung und-Verfahren

Info

Publication number: DE69928019T2
Application number: DE69928019T
Authority: DE
Inventors: Dale Jimmy WILLIAMSON
Original assignee: Gerro Plast GmbH; Gerro Plast GmbH Labels
Current assignee: Gerro Plast GmbH; Gerro Plast GmbH Labels
Priority date: 1998-12-07
Filing date: 1999-11-27
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2019-11-28
Also published as: HK1041858A1; JP2002531341A; US6471802B1; TW436450B; MY122231A; HUP0104541A2; CA2353993C; EP1149021B1; KR20010089307A; PL196084B1; PL348772A1; CO5070680A1; AU753941B2; IL143587A0; CZ20011912A3; IL143587A; ATE307761T1; NO20012803L; AU2094000A; WO2000034130A1

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht das Vorrecht der folgenden vorläufigen Patentanmeldungen: Serien-Nr. 60/111,230, eingereicht am 7. Dezember 1998, und 60/111,311, eingereicht am 7. Dezember 1998.
Hintergrund der Erfindung
Etikettiermaschinen werden verwendet, um Etiketten auf jegliche Arten von Behältern, sowohl zylindrische Behälter als auch nicht zylindrische Behälter, wie regelmäßig und unregelmäßig geformte Vielecke, aufzutragen. Eine Art eines herkömmlichen Etiketts ist ein selbsthaftendes Etikett, auch selbstklebendes Etikett genannt, das von einem Unterlegstreifen oder einer Trägerbahn getragen wird. Selbsthaftende Etiketten sind teuer und erzeugen eine große Menge Abfall. Selbsthaftende Etiketten, die typischerweise bei Behältern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE), wie Milchkrügen und Saftflaschen, verwendet werden, sind üblicherweise ein Papier/Polypropylen/Haftmittel-Laminat. Bei der Auftragung der herkömmlichen selbsthaftenden oder selbstklebenden Etiketten auf Behälter wird die Trägerbahn mit darauf fixierten beabstandeten Etiketten von einer Abwickelrolle abgewickelt und über eine Schiene oder ein Messer gezogen, wodurch sich jedes Etikett von der Trägerbahn trennt, wobei die Trägerbahn dann entsorgt wird. Dann werden Mittel zur Übertragung jedes Etiketts auf den Behälter bereitgestellt.
Das oben beschriebene Verfahren weist eine Vielzahl wichtiger Einschränkungen und Nachteile auf. Erstens erhöht die Trägerbahn, die für dieses Verfahren erforderlich ist, die kosten des aufzutragenden Etiketts. Zweitens schränkt das Stanzverfahren an einer Trägerbahn die Art der Etikettenmaterialen, die genutzt werden können, ein. Drittens muß das Etikett zum Zeitpunkt der Anwendung von der Trägerbahn abgerieben werden. Dies erzeugt Einschränkungen des Bandlaufzeitpotentials, schränkt ferner die Art der Etikettenmaterialien, die verwendet können, wie Leichtrohstoff ein. Überdies verringert es stark die Genauigkeit der Auftragung auf den Behälter. Eine andere Art von üblicherweise verwendeten Etiketten wird aus kontinuierlichem Etikettenmaterial, das auf einer Rolle aufgewickelt ist, geschnitten. Etiketten, die aus kontinuierlichem Etikettenmaterial hergestellt wurden, sind ökonomischer als selbsthaftende Etiketten und werden oftmals aus einem dünnen, dehnbaren Film hergestellt. Zur Verringerung der Kosten, wird der Film dünner gemacht. Die Dehnbarkeit des Films kann es schwierig machen, sicherzustellen, daß die Etiketten richtig geschnitten werden.
Herkömmliche Etikettiermaschinen entfernen das kontinuierliche Etikettenmaterial von der Rolle und führen das Etikettenmaterial in ein Schneidesystem ein. Das kontinuierliche Etikettenmaterial wird dann zu Etiketten geschnitten, die auf die Umfangsfläche einer Vakuumtrommel geführt werden, wo sie durch Vakuum an ihrem Platz gehalten werden. Wenn sich die Trommel dreht, werden die Etiketten über eine Kleberolle geführt, die Haftmittel auf die von der Trommel wegzeigenden Rückseite des Etiketts aufträgt. Das Etikett mit dem darauf aufgebrachten Haftmittel wird von der Trommel entfernt, wenn es mit dem Behälter in Kontakt kommt, und wird auf diesen aufgetragen.
Die US-Patentanmeldungen Serien-Nr. 09/024,886 (US- PS 6,045,616), eingereicht am 17. Februar 1998, und Serien-Nr. 09/301,955 (US-PS 6,235,345), eingereicht am 29. April 1999, bei denen ich ein Miterfinder bin, offenbaren eine Haftmittelstation und Etikettiermaschine zur Auftragung eines selbstklebenden Etiketts auf einen Behälter, worin das Haftmittel auf eine Seite des Etikettenmaterials aufgesprüht wird, nachdem das Etikettenmaterial von einer Bahn aus Etikettenrohstoff zugestellt worden ist.
Im Stand der Technik ist aus US-A-3,565,724 bekannt, daß im Bereich der Windelherstellung das Windelmaterial mit Haftmittel vorbeschichtet wird. Das Haftmittel muß beispielsweise durch Erwärmung aktiviert werden.
Ferner offenbart WO 97/16370 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Druckmustern. Auf eine flexible Materialbahn wird Haftmittel aufgetragen, und dann wird die Bahn von einer Vakuumtrommel, die zusammen mit einer Messerwalze arbeitet, aufgenommen. Die Rotationsgeschwindigkeit der Vakuumtrommel wird mit dem Trommelantrieb synchronisiert.
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren und ein Gerät für sowohl eine zuverlässige als auch eine ökonomische Auftragung von Etiketten auf Behälter bereitzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Etikettenmaterialbahn von einer Spule oder einer anderen Quelle für einen Etikettenrohstoff zu einer Haftmittelapplikatorstation geführt, die Haftmittel auf die auf den Behälter zu klebende Seite aufträgt, nämlich die Seite gegenüber dem Drucken. Nach der Auftragung des Haftmittels läuft die Bahn durch eine Schneidestation, wo die einzelnen Etiketten geschnitten werden, während sie von einem Vakuum auf einer drehbaren Vakuumtrommel getragen werden. Obgleich die ganze Oberfläche des auf den Behälter aufzubringenden Etiketts mit Haftmittel bedeckt sein kann, wird bei vielen Anwendungen bevorzugt nur eine Fläche von 1,25 bis 2,54 cm (1/2 bis 1'') neben jedem Ende mit Haftmittel bedeckt. Durch das Schneiden der Etikettenmaterialbahn nach der Auftragung des Haftmittels darauf und Schneiden durch das Haftmittel ebenso wie durch die Bahn wird sichergestellt, daß jedes Etikett an jedem Ende vollständig mit Haftmittel bedeckt ist. Dies stellt die vollständige Bindung der Etiketten an die Behälter an jedem Ende sicher und vermeidet das Problem des „Herabhängens" der Etikettenenden bei einer inkonsistenten Haftmittelauftragung.
Die Bahn aus Etikettenmaterial kann irgendeines einer Vielzahl von Materialien sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Schaumpolystyrol, andere Schaumpolymere, Polypropylenfilm, andere Polymerfilme und Papier. Gemäß einer Ausführungsform werden Schneider oder Messer an der Vakuumtrommel montiert, und eine zweite Rotationstrommel agiert als ein Amboß, der mit der Vakuumtrommel zusammenarbeiten kann, um die Bahn in Etiketten zu schneiden. Nach dem Schneiden wird jedes neu geschnittene Etikett, das von der rotierenden Vakuumtrommel getragen wird, nacheinander auf einen Behälter gelegt, während das Haftmittel bereit ist für das Anhaften an den Behälter.
Eine zweite Ausführungsform nutzt auch irgendein geeignetes Etikettenmaterial in Rollenform, einschließlich leichten Etikettenrohstoff. Die Bahn aus Etikettenmaterial wird zu einer Haftmittelapplikationsstation und einem Rundwalzenschneider geführt.
Wenn die kontinuierliche Etikettenmaterialbahn mit Schmelzkleber darauf in das Applikationssystem geführt wird, passiert sie einen Rundwalzenschneider neben und in Kontakt mit einer Drehstütze und einer Überführungstrommel, die Vakuumapplikatorplatten enthält. Jedes Etikett wird auf einer Reihe von Vakuumapplikatorplatten getragen, die an einer drehbaren Stütztrommel montiert sind. Die Vakuumapplikatorplatten drehen sich mit der Trommel und sind sternenförmig aus einer eingefahrenen Position, wenn sie die Bahn aus der Haftmittelapplikationsstation aufnehmen und wenn sie sich an der Schneidestation befinden, zu einer sternenförmig nach außen ausgedehnten Position beweglich, wobei in dieser ausgedehnten Position jede Vakuumapplikatorplatte das Etikett mit dem Behälter verbindet. Gemäß der zweiten Ausführungsform sind die Schneider oder Messer an einer zweiten drehbaren Trommel montiert, die so positioniert ist, daß sie ein Etikett aus dem Teil der Bahn schneidet, der dann mit der Vakuumapplikatorplatte ausgerichtet wird. Die neu geschnittenen Etiketten werden dann nacheinander zu einem Behälter bewegt, während sie an der Vakuumapplikatorplatte gehalten werden. Wenn sich die Vakuumapplikatorplatten nacheinander aus der Schneidestation zur Applikationsstation bewegen, werden sie sternenförmig zu der ausgedehnten Position bewegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Grundrißansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Kleberauftrageteils der Etikettiervorrichtung aus 1.
3 ist eine vergrößerte Seitenansicht der Vakuumtrommel der Etikettiervorrichtung aus 1.
4 ist eine vergrößerte Grundrißansicht, die den Kleberapplikator, die Vakuumtrommel mit ihren Messern, die ein Etikett schneiden, und einen Behälter, auf den ein Etikett aufgetragen werden kann, zeigt.
5 ist eine ähnliche Ansicht wie 4, die zeigt, wie ein Etikett auf einen Behälter aufgetragen wird.
6 ist eine Ansicht der Länge einer Etikettenmaterialbahn, die eine Reihe von Wiederholungsmustern mit einer erkennbaren Markierung in jedem Muster zeigt.
7 ist eine Ansicht eines Etiketts, die die Schnittenden mit umgeklappten Ecken und Haftmittel neben jedem Ende auf der dem bedruckten Vermerk gegenüberliegenden Seite zeigt.
8 ist eine schematische Draufsicht einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Ausführungsform, die in 8 gezeigt wird.
10 ist eine perspektivische Ansicht, die zeigt, wie Etiketten aus der Bahn geschnitten werden, und einen skelettartigen Rest der Bahn, der von den geschnittenen Etiketten entfernt wird, zeigt.
Beschreibung der Erfindung
In Anbetracht der 1–7 wird eine Ausführungsform einer Etikettiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Vorrichtung umfaßt eine Abwickelspule 10, die eine Bahn 12 aus Etikettenrohstoff enthält, bei dem eine erste Seite 13 gedruckte Vermerke mit einer Markierung M aufweist und eine zweite Seite 14 Haftmittel zur Befestigung eines Etiketts 25 auf einem Behälter aufnehmen soll.
In Anbetracht der 6 und 7 wird in 6 die Länge einer Bahn 12 mit Vermerken mit Wiederholungsmustern P, die auf der ersten Seite 13 gedruckt sind, die eine Markierung M auf jeder Etikettenlänge umfassen, die von einem Scanner gelesen werden können, gezeigt. 7 zeigt ein Etikett 25, das sich vom Bandanfang L zum Bandende T mit einem Vermerk und einer Markierung M auf der ersten Seite 13, erstreckt. Bei dem Etikett 25 in 7 ist eine Ecke von jedem Ende umgeklappt, damit die zweite Seite 14 und das Haftmittel A, das sich vollständig von jedem Ende L und T erstreckt, zu sehen sind. Wie aus der folgenden Be schreibung ersichtlich wird, wird bei der Bahn 12 das Haftmittel A vor dem Schneiden auf die zweite Seite 14 aufgetragen. Daher ist klar, daß das Haftmittel A vollständig vom Bandanfang L zum Bandende T reichen wird.
Die Abwickelspule 10 ist entgegen dem Uhrzeigersinn über eine Welle 15, die außerhalb eines Halters 16 getragen wird, beweglich. Nach dem Abziehen von der Abwickelspule 10 wird die Bahn 12 durch eine Etikettenbeschickungs- und Druckregistrierstation 20 zu einer Kleberauftragungskonstruktion 30 und dann zu einer Vakuumtrommel 40 überführt, die eine Vielzahl von Messern 41 enthält, die mit einer erwärmten Amboßwalze 42 cooperieren, um die Bahn 12 mit neu aufgebrachtem Haftmittel oder Kleber zu Etiketten 25 mit der gewünschten Länge zu schneiden. Die einzelnen Etiketten 25 werden von einer Vakuumtrommel 40, wobei das Haftmittel nach außen zeigt, zu einer Etikettenapplikationsstation 44 überführt, wo jedes Etikett 25 auf einen Behälter C aufgelegt wird und daran haftet, das damit durch ein Sternrad 45 verbunden wird. Das Sternrad 45 trägt nacheinander die Behälter C zu einer Position zwischen dem Etikett 25, das von der Vakuumtrommel 40 getragen wird, und einem Aufwalzkissen 46, das reibungsschlüssig auf den Behältern C aufliegt, wodurch sie sich in Folge dessen, daß sie zwischen dem fixierten Aufwalzkissen 46 und der rotierenden Vakuumtrommel 40 gefangen sind, drehen. Die rotierenden Behälter C kommen mit der zweiten Seite 14 der einzelnen Etiketten 25, die von der rotierenden Vakuumtrommel 40 getragen werden, in Kontakt. So werden die Etiketten mit Haftmittel auf der zweiten Seite 14 jedes Etiketts 25 neben den Enden L und T an den Behältern C befestigt. Erreichen die Behälter das Ende des Aufwalzkissens 46, werden sie auf eine Förderanlage 50 geführt und aus der Etikettiervorrichtung transportiert.
Die Etikettenzufuhr- und Druckregistrierstation 20 umfaßt eine Beschickungswalze 21, die von herkömmlichen Energielieferanten angetrieben wird, und eine Bremse 23, die an der Beschickungswalze 21 und der zweiten Seite 14 der Bahn, die außen an der Beschickungswalze 21 entlangläuft, aufliegt. Die Bremse 23 ist gelenkig an einem Ständer 24 montiert, damit sie bezogen auf die Beschickungswalze 21 von einer nicht aufliegenden zu einer aufliegenden Position bewegt werden kann. Ein optischer Scanner 22 ist mit einem gewissen Abstand montiert, damit er die erste Seite 13 der Bahn 12 und die Markierung M auf jedem Wiederholungsmuster P erfassen kann. Wenn die Bahn 12 die Abwickelspule 10 verläßt, läuft sie über eine Bandrolle 26, eine Tänzerwalze 27, die an einem schwenkbar montierten Tänzer arm 28 befestigt ist, und eine zweite Bandrolle 29, bevor sie die Beschickungswalze 21 erreicht. Der Scanner 22 scannt die bedruckte erste Seite 13 und erfaßt die spezielle Markierung M in dem gedruckten Vermerk auf jedem Wiederholungsmuster P. Der Scanner 22 löst bei der Erfassung jeder Markierung M die Bremse 23 aus, um so die Beschickungswalze 21 und die Bahn 12 für einen Moment zu stoppen. Durch die Stoppbewegung der Bahn 12 an der Etikettenzufuhrstation 20 wird die Bahn 12 auch für einen Moment im Bereich der Vakuumtrommel 40 gestoppt. Der Scanner 22 ist in bezug auf die Trommel 40 und ihre Schneider 41 synchronisiert, so daß der vorübergehende Stopp der Bahn 12 immer dann auftritt, wenn die Schneider 41 mit der erwärmten Amboßwalze 42 ausgerichtet sind und so ein Etikett 25 aus der Bahn 12 schneiden.
Die Vakuumtrommel 40 wird bei einer solchen Geschwindigkeit betrieben, daß sich ihre äußere Berührungsfläche, auf der die Bahn 12 aufliegt, bei der gleichen Geschwindigkeit, wie die normale Geschwindigkeit der Bahn 12, bewegt, wenn die Bremse 23 die Bewegung der Bahn 12 nicht stoppt. Wie zu erkennen sein wird, wird das Auslösen der Bremse 23 zum Stoppen der Bewegung der Bahn 12, während sich die Vakuumtrommel 40 bei einer konstanten Rotationsgeschwindigkeit bewegt, dazu führen, daß die Bahn 12 für einen Moment gestoppt und gegen die Berührungsfläche der Vakuumtrommel 40 geschoben wird. Der Schlupf der Bahn 12 bezogen auf die Berührungsfläche der Vakuumtrommel 40 wird offensichtlich nur im Bereich der Vakuumtrommel 40 an der Vorderseite der Berührungsfläche zwischen Vakuumtrommel 40 und Messern 41, die auf der erwärmten Amboßwalze 42 aufliegt, stattfinden, d. h. dem Teil der Bahn 12 in Richtung der Kleberauftragungskonstruktion 30 von der erwärmten Amboßwalze 42. Das Stoppen der Bahn 12 bezogen auf die Berührungsfläche der Vakuumtrommel 40 erzeugt einen Raum zwischen dem Bandende T des zuvor geschnittenen Etiketts 25 und dem Ende L der ankommenden Bahn, was der Anfang L des nächsten zu schneidenden Etiketts ist. Da der Raum so erzeugt wird, ist es möglich, durch den Scanner 22 und die Bremse 23 des Etikettenzufuhrsystems 20, sicherzustellen, daß jedes Etikett 25 beim Schneiden die gewünschte Länge und die richtig registrierten Vermerke haben wird. Etiketten mit verschiedenen Längen können unter Verwendung derselben Vakuumtrommel 40 mit demselben Raum zwischen den Messern 21 einfach unter Verwendung einer Bahn 12, bei der die Markierungen M in einem anderen Abstand als bei der zuvor genutzten Bahn 12 beabstandet sind, geschnitten werden. Daher ist es beispielsweise unter Verwendung derselben Trommel 40 und Schneidern 41 möglich, einige Etiketten mit einer Länge beispielsweise von 23 cm (9'') und andere Etiketten mit einer Länge von 12,7 cm (5''), einfach durch Austausch der Abwickelspule 10, die mit der Bahn 12 in Kontakt steht, durch eine neue Abwickelspule mit einer Bahn, bei der die Markierungen M unterschiedlich voneinander beabstandet sind, herzustellen.
Wie zu erkennen sein wird, wird beim Auslösen der Bremse 23 für einen Moment der Teil der Bahn 12 zwischen der Bremse 23 und der Vakuumtrommel 40 gestoppt, jedoch wird der Teil der Bahn 12 zwischen der Beschickungswalze 21 und der Abwickelspule 10 nicht gestoppt. Um sicherzustellen, daß eine kontinuierliche Spannung an der Bahn 12 im Bereich zwischen der Beschickungswalze 21 und der Abwickelspule 10 anliegt, ist die Tänzerwalze 27, die an dem schwenkbar montierten Tänzerarm 28 montiert ist, bezogen auf die Bandrollen 26 und 29 beweglich, damit sie jegliches Durchhängen, das aus dem vorübergehenden Stoppen durch die Bremse 23 resultiert, aufnehmen kann. Ein Lederband 17 läuft um die Abwickelspule 10 und liegt auf der aufgerollten Bahn auf der Abwickelspule 10 auf, um der Abwickelspule 10 etwas Rotationswiderstand zu verleihen, wie es in der Technik bekannt ist. Ein Ende des Bandes 17 ist an dem Rahmen 16 fixiert und das andere Ende des Lederbandes ist an dem Spannungshalter fixiert, wie einer Feder, die wiederum an dem Rahmen 16 fixiert ist.
Nach Verlassen des Etikettenzufuhrsystems 20 läuft die Bahn 12 um drei Bandrollen 31, bevor sie die Kleberauftragungskonstruktion 30 erreicht.
In Anbetracht der 1, 2, 4 und 5 umfaßt die Kleberwalzenkonstruktion 30 eine hohle Kleberwalze 32, die an einer Welle 35 montiert ist, die sich aus einem Walzenlagergehäuse 36, montiert an einem Träger 43, erstreckt. Die Kleberwalze 32 weist eine geriffelte Oberfläche 33 und einen internen Heizer 37 auf, der die äußere geriffelte Oberfläche 33 im wesentlichen bei derselben Temperatur wie den Kleber, bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 275 bis 320°F, hält, unter Verwendung eines Heißschmelzklebers als den Kleber. Ein Beispiel für einen geeigneten Schmelzkleber ist einer, der von National Adhesive of Bridgewater, N. J. hergestellt und als deren Easy Melt Item Nr. 34-5598 verkauft wird.
Der Kleber wird durch einen Klebestab 38 mit einem Auslaßschlitz 39 an die äußere geriffelte Oberfläche 33 abgegeben. Der Klebestab 38 wird von einer montierten Platte 61 getragen und wird durch zwei Kompressionsfedern 62 nachgebend gegen die Klebewalze 32 gedrängt. Der Kleber wird durch einen Schlauch und einen Einaß 34, der mit dem Auslaßschlitz 30 verbunden ist, in den Klebestab 38 gepumpt. Außer, daß der Klebestab 38, der aus Messing ist, Haftmittel an die Klebewalze 32 abgibt, kratzt er überschüssigen Kleber von der geriffelten Oberfläche 33, bevor dieser Teil der Klebewalze 32 den Teil der Bahn erreicht, der den Kleber aufnehmen soll, ab. Der überschüssige Kleber, der von dem Klebestab 38 abgestreift wird, wird in einer Kleberwanne 51 aufgefangen. die den überschüssigen Kleber zu einem Kleberrücklaufrohr 52 und einem Schlauch 53 zur Übertragung in einen Verwertungskollektor führt.
Die Kleberauftragungskonstruktion 20 umfaßt auch eine Kompressionswalze 54, die an einer Welle 55, getragen von einem Druckarm 56 von einem Lager 57 und zwei Manschetten 58, montiert ist. Ein Luftzylinder 59 ist am Ende des Druckarms 56 gegenüber dem Lager 57 befestigt und bewegt die Kompressionswalze 54 aus einer Position weg von der Klebewalze 32, wie in 4 gezeigt, wenn keine Behälter zur Etikettierung geliefert werden, zu einer Position auf der Kleberwalze 32, wie in 5 gezeigt, wenn Behälter zur der Vakuumtrommel 40 geführt werden. Sowohl die Klebewalze 32 als auch die Kompressionswalze 54 werden angetrieben.
Die Kompressionswalze 54 hat eine zylindrische Oberfläche 64 mit einem darin gebildeten verlängerten Vorsprung 65, der parallel zur Rotationsachse der Kompressionswalze 54 verläuft. In dem Vorsprung 65 befindet sich ein Gummikompressionskissen 66, dessen äußere Oberfläche sich sternförmig nach außen hin über die zylindrische äußere Oberfläche 64 in einem Abstand von 0,025'' erstreckt. Die Länge des Kompressionskissens 66 und die Höhe der zylindrischen äußeren Oberfläche 64 sind etwas kleiner als die Breite der Bahn 12, damit nicht versehentlich Haftmittel den Vermerk auf der ersten Seite 13 erreicht.
In Anbetracht der 4 ist ersichtlich. daß zum Zeitpunkt, wenn das Gummikompressionskissen 66 nicht mit der Klebewalze 32 ausgerichtet ist, ein kleiner Zwischenraum 68 zwischen der zweiten Seite 14 der Bahn und der Oberfläche der Klebewalze 32 entsteht. Wie zuvor erörtert, stoppt die Arbeit des Scanners 22 und der Bremse 23 bei der Erfassung der Markierung M die Bahn 12 vorübergehend, während des Schneideintervalls eines Etiketts 25 aus der Bahn 12, wenn eines der Messer 41 mit dem Amboß 42 ausgerichtet ist. Da sowohl die Klebewalze 32 als auch die Kompressionswalze 54 angetrieben werden, führt der Zwischenraum 68 während eines solchen vorübergehenden Stillstandes der Bahn 12 dazu, daß die Bahn 12 gegen die äußere zylindrische Oberfläche 64 der Kompressionswalze 54 rutscht. Daher ist es wichtig, daß die Rotation der Kompressionswalze 54 mit dem Scanner 22 und der Bremse 23 so synchronisiert wird, daß sie während des Stoppintervalls der Bahn 12 nicht an der Klebewalze 32 anliegt.
In Anbetracht von 3 werden Details der Vakuumtrommel 40 und der erwärmten Amboßtrommel 42 gezeigt. Die Vakuumtrommel 40 dreht sich auf einem zentralen Ständer 70, die sich durch ein oberes Lagergehäuse 71 erstreckt und in einer unteren Lagerkonstruktion 72 getragen wird.
Die Trommel 40 hat eine äußere Auflagefläche 75, auf der die erste Seite 13 der Bahn 12 und nach dem Schneiden, das neu geschnittene Etikett 25 aufliegt. Aus der Auflagefläche 75 erstrecken sich viele Durchgänge 76, die mit einem Vakuumventil 73 verbunden sind.
An der Vakuumtrommel 40 sind viele Messer 41 montiert, bevorzugt 3, die Schnittkanten 77 aufweisen, die sich sternförmig nach außen hin über die Auflagefläche 75 hinweg in einem Abstand, der ausreicht, um zur Bildung der Etiketten 25 durch die Bahn 12 zu schneiden, erstrecken.
Die erwärmte Amboßwalze 42 kann mit einer Vielzahl an Heizpatronen 48 erwärmt werden und ist drehbar in einem parallelen Abstand zur Auflagefläche 75 der Vakuumtrommel 40 in einer Position montiert, in der die Schnittkante 77 jedes Messers 41 aufliegt, wenn sie mit der Amboßtrommel 42 mit der Bahn 12 dazwischen bei jedem Rotationskreislauf zusammentrifft, wodurch ein Etikett 25 aus der Bahn 12 herausgetrennt wird.
Das Vakuumventil 73 soll Vakuum durch die Durchgänge 76 während der Abschnitte des Rotationskreislaufes, in denen die Bahn 12 zuerst auf der Vakuumtrommel 40 aufliegt, wenn sie aus der Klebeauftragekonstruktion 30 eintrifft, und weiter Vakuum anlegen, damit die Etiketten 25 auf der Auflagefläche 75 gehalten werden, bis zu dem Zeitpunkt, wo das Etikett an der Etikettenauftragposition 44 auf einen Behälter C aufgelegt wird, wobei zu diesem Zeitpunkt kein Vakuum mehr anliegt. Eine Beschreibung über das Anlegen von Vakuum, positivem Druck oder weder eines Vakuums noch eines positiven Druckes während bestimmter Rotationskreisläufe wird in meiner früheren US-Patentanmeldung Ser. Nr. 09/024,886 (US-PS 6,045,616), eingereicht am 17. Februar 1998, bereitgestellt. Je nach Bedarf, können die Vakuumtrommel 40 und/oder die Messer 41 erwärmt werden.
In Anbetracht der 8 bis 10 wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Gemäß dieser Ausführungsform wird eine Abwickelspule 110 bereitgestellt. die eine Bahn 112 aus Etikettenrohstoff mit einer ersten Seite 113 mit gedruckten Vermerken und einer zweiten Seite 114, die Haftmittel zum Anhaften eines Etiketts, das aus der Bahn 112 geschnitten wurde, an den Behälter aufnehmen soll, enthält. Die Abwickelspule 110 ist gegen den Uhrzeigersinn auf einer Welle 115, montiert auf einem Etikettenrollenhalter, drehbar.
Nach dem Abziehen von der Abwickelspule 110 wird die Bahn 112 durch eine Etikettenzufuhrstation 120 zu einer Kleberauftragekonstruktion 130 und dann zu einer rotierenden Stütz- und Übertragungstrommel 140, die eine Vielzahl an Vakuumapplikatorplatten 141 enthält, die die Etiketten 125, die durch Messer 152 aus der Bahn 112 geschnitten wurden, auf eine erwärmte Walze 151 aufnimmt, geführt.
Die Etikettenzufuhrstation 120 umfaßt eine Beschickungswalze 121, die von herkömmlichen Energielieferanten angetrieben wird, und eine Bremse 123, die auf der Beschickungswalze 121 und der zweiten Seite 114 der Bahn 112 aufliegt, die von der Beschickungswalze 121 wegzeigt. Die Bremse 123 ist schwenkbar an einem Ständer 124 montiert, damit diese aus einer nicht aufliegenden zu einer aufliegenden Position bezogen auf die Beschickungswalze 121 bewegt werden kann. Ein optischer Scanner 122 ist etwas entfernt montiert, damit er die erste Seite 113 der Bahn 112 und eine Markierung auf jedem Wiederholungsmuster erfassen kann. Wenn die Bahn 112 die Abwickelwalze 110 verläßt, läuft sie über eine Tänzerwalze 127, die an einem schwenkbar montierten Tänzerarm 128 montiert ist, und zwei Bandrollen 129, bevor sie den Scanner und die Beschickungswalze 121 erreicht. Der Scanner 122 scannt die bedruckte erste Seite 113 und erfaßt eine spezielle Markierung, die in den gedruckten Vermerken auf jedem Wiederholungsmuster enthalten ist. Der Scanner 122 kontrolliert operativ eine Differentialtransmission, die mit der Beschickungswalze 121 verbunden ist, und bei der Erfassung jeder Markierung die Beschickungswalze 121 und die Geschwindigkeit der Bahn 112 verschnellert oder verlangsamt, um die richtige Registrierung der Vermerke mit Schneidern oder Messern 152 sicherzustellen. Im Gegensatz zu den Ausführungsformen der 1–7, in denen die Bahn 12 beim Schneiden für einen Moment gestoppt wird, bewegt sich die Bahn 112 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kontinuierlich durch die Etikettenzufuhrstation 120, Kleberauftragekonstruktion 130 und die rotierende Stütz- und Übertragungswalze 140. Obgleich ihre Bewegung, wie oben angegeben, vorübergehend verschnellert oder verlangsamt werden kann, um eine richtige Registrierung mit den Schneidern oder Messern 152 sicherzustellen, ist ihre Bewegung kontinuierlich.
Die Kleberauftragekonstruktion 130 ist der, die in bezug auf die Ausführungsformen der 1–7 beschrieben wurde, ohne nennenswerte Ausnahme ähnlich. Da das Etikett 125 in eine nicht rechteckige Form gestanzt wird, wodurch eine skelettartige Bahn 154 entsteht, ist es gemäß der Ausführungsform der 8–10 wünschenswert, das die gesamte zweite Oberfläche 114 mit Haftmittel bedeckt wird. Demgemäß hat die in 8 gezeigte Kompressionswalze 154 eine zylindrische Oberfläche, die die Bahn 112 kontinuierlich gegen die Klebewalze 132 drängt.
Die Bahn 112 mit Kleber auf der gesamten zweiten Oberfläche 114 läuft dann zu der drehbaren Trommel 140 mit ihren Vakuumapplikatorplatten 141. Jede der Vakuumapplikatorplatten 141 ist an einer Nockenwelle 142 montiert, damit sie aus einer eingezogenen Position, bei der die einzelnen Etiketten 125 aus der Bahn 112 geschnitten werden können, in eine ausgefahrene Position, zur Befestigung jedes Etiketts 125 an einem Behälter C, bewegt werden können. Wenn sich die Trommel dreht, bewegt sich ein Nockenstößel 157, der mit jeder Welle 142 verbunden ist, in eine Nut 158 eines Nockenteils, um das Ausmaß der radialen Bewegung jeder Welle 142 und der damit verbundenen Vakuumapplikatorplatte 141 zu kontrollieren.
Der Ausdehnungsgrad jeder Vakuumapplikatorplatte 141 aus der Oberfläche der Trommel 140 stellt Mittel zur Veränderung und Einstellung des Abstandes zwischen den Etiketten 125, wie aus der Bahn 112 gestanzt, zur Abstimmung des Anstandes der ankommenden zu etikettierenden Behälter C bereit.
Kurz nach dem Auflegen der Bahn 112 auf die Drehtrommel 140 und die Vakuumapplikatorplatten 141 wird die Bahn 112 zur Schneidestation 150 getragen, wo die einzelnen Etiketten 125 geschnitten werden. Die Schneidestation 150 umfaßt eine drehbare Walze 151 mit einer Vielzahl darauf montierter Messer 152, die so geformt sind, daß sie aus der Bahn 112 einzelne Etiketten 125 in eine spezielle Form stanzen, wodurch eine skelettartige Bahn 154 zurückbleibt, die auf eine Abfallsammelwalze 155 gewickelt wird. Die Messer 152, die an der drehbaren Walze 151 montiert sind. sind bezogen auf die Vakuumapplilatorplatten 141 der Drehtrommel 140 so positioniert, daß sie nacheinander ein Etikett 125 aus der Bahn 112 schneiden, während das Messer 152, das ein solches Etikett ausstanzt, mit einer Vakuumapplikatorplatte 141 ausgerichtet ist. Die Vakuumapplikatorplatte 141 agiert während der Ausrichtung mit dem Messer 152 auch als ein Amboß, gegen den die Bahn 112 zwischen dieser und dem Messer 152 zur Erleichterung des Schneidens gehalten wird. Die Walze 151 weist viele Messer 152 auf, bevorzugt vier, die gleichmäßig um die Walze 151 angebracht sind und sich nach außen hin in einem kurzen Abstand, ungefähr 0,32 cm (1/8 Inch) von ihrer zylindrischen Außenfläche 153 erstrecken. Die Abschnitte der Walze 151, die in jeder geschlossenen Form, definiert durch jedes der Messer 152, liegen, sind mindestens ¼ Inch von der Schnittkante jedes Messers eingelassen, um zu verhindern, daß übermäßig viel Wärme von der Walze 151 zu der Bahn 112 und den Etiketten 125, die daraus gestanzt werden, gelangt. Die Walze 151 und die Messer 152 können erwärmt werden, um die Möglichkeit, daß Kleber an den Messern 152 haftet, als ein Ergebnis des Austanzens der Bahn 112 durch neu aufgetragenes Haftmittel, zu minimieren.
Anstelle oder zusätzlich zu der Erwärmung der Walze 151 kann ein Silikonspray auf jedes der Messer 152 unmittelbar bevor die Messer 152 den Auflagebereich auf die Bahn 112 erreichen und ein Etikett daraus geschnitten wird, gerichtet werden, damit weniger Kleber an den Messern 152 haftet. Nach der Entfernung der skelettartigen Bahn 154 wird jedes einzelne Etikett 125 auf der Vakuumapplikatorplatte 141 mit Haftmittel auf der zweiten Seite 114, die nach außen zeigt, getragen. Im Gegensatz zu der Ausführungsform der 1–7, in der die Bahn 12 während des Schneidens vorübergehend angehalten wird, bewegt sich die Bahn 112 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kontinuierlich.
Wenn eine Applikatorplatte 141, die ein Etikett 125 trägt, die sich auf der Drehtrommel 140 dreht, die Zehnuhrposition erreicht, wie in 9 gezeigt, wird sie sternförmig nach außen hin in eine ausgefahrene Position mitgenommen, so daß sie auf einem Behälter C aufliegen wird, der dabei auf einem Förderband 160 in Zwölfuhrposition vorbeiläuft, gezeigt in 9. Beim Auflegen des Etiketts 125 auf den Behälter C wird Vakuum aus den Vakuumapplikatorplatten 141 freigesetzt, und der Behälter C mit dem darauf haftenden Etikett 125 wird von dem Förderband 160 weiter zur nächsten Arbeitsstelle bewegt.
Ein Hauptvorteil der vorliegenden Ausführungsform der 8–10 ist, daß die Etiketten direkt aus der rotierenden Vakuumtrommel, auf der sie aus der Bahn auf einen Behälter gestanzt werden, übertragen werden. Dies ist ein Gegensatz zu einer herkömmlichen Etikettiermaschine, bei der die Etiketten (wenn gegenüber der Etikettenmaterialbahn) auf separate Drehtrommeln geführt werden müssen, bevor sie einen zu etikettierenden Behälter erreichen. Dieses Merkmal ermöglicht, daß die Ausführungsform der 8–10 höhere Bandlaufzeiten, als sie mit herkömmlichen Maschinen möglich sind, vorweisen kann.
Ein Fachmann wird viele Modifikationen erkennen. Je nach Bedarf könnten beispielsweise das Haftmittel auf die Bahn 12 oder 112 aufgesprüht werden. Meine frühere Anmeldung Ser. Nr. 09/024,886 (US-PS 6,045,616), eingereicht am 17. Februar 1998, offenbart ein Sprüh- und Fangsystem zur Wiederverwertung von Haftmittel. Überdies könnten andere Arten von Schneidevorrichtungen, die in der Industrie bekannt sind, zum Schneiden der Etiketten aus der Bahn mit darauf aufgetragenem Haftmittel verwendet werden. Beispiele solcher alternativen Schneidevorrichtungen umfassen eine modifizierte Stahlbandstanze und das Laserschneiden. Demgemäß sollte der Umfang der vorliegenden Anmeldung nur durch den Umfang der Ansprüche bestimmt werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Etiketten mit Haftkleber in einer Vorrichtung zur Auftragung solcher Etiketten auf Behälter, umfassend die Schritte: (a) Beschicken einer Bahn (12) aus Etikettenmaterial aus einer Abwickelspule (10) der Vorrichtung, wobei das Etikettenmaterial eine erste Seite (13) und eine zweite Seite (14) aufweist; (b) Bereitstellen einer Vakuumtrommel (40), die bei einer konstanten Umdrehungszahl pro Minute rotiert, und einer zweiten Trommel (42), die bei einer konstanten Umdrehungszahl pro Minute arbeitet, wobei eine der Trommeln ein oder mehrere Messer (41) aufweist und die andere als ein Amboß agiert; (c) Einlegen der Bahn in eine der Trommeln, und bewegen der Bahn zwischen einer der Trommeln und der anderen Trommel, um die Bahn Schritt für Schritt zu Etiketten zu schneiden; (d) Hervorrufen einer Veränderung der Bewegungsgeschwindigkeit der Länge der Bahn vor dem Einrücken der Bahn zwischen den Messern und dem Amboß, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Seite (13) aus dem Etikettenmaterial aufgedruckte Vermerke aufweist, die ein Wiederholungsmuster (p) mit einer Markierung definieren, daß jede Markierung von einem Scanner (22) abgetastet wird, bevor die Markierung die Vakuumtrommel (40) erreicht, daß die Geschwindigkeitsveränderung durch den Scanner (22), bezüglich der Länge der Bahn, die die abgetastete Markierung enthält, bevor das jeweilige Muster, das eine solche Markierung enthält, den Bereich des Einrückens zwischen den Messern (41) und dem Amboß erreicht, hervargerufen wird, und wobei Klebstoff auf die zweite Seite (14) der Bahn aufgetragen wird, bevor die Bahn in die Vakuumtrommel (40) einrückt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Scanner (22) operativ eine Ubertragung kontrolliert, die mit der Beschickungswalze (21) verbunden ist, um die Beschikkungswalze und dadurch die Bewegungsgeschwindigkeit dieser Bahn einen Augenblick lang zu beschleunigen oder zu verlangsamen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bremse (23) bereitgestellt wird, um die Bewegung des Teils der Bahn zwischen der Bremse (23) und der Vakuumtrommel (40) einen Augenblick lang zu stoppen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleberauftragekonstruktion (30) eine Kompressionswalze (54) umfaßt, die von einer Position mit einem Abstand zu einer Klebewalze (32) zu einer Position, in der sie mit der Klebewalze in Kontakt ist, bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotation der Kompressionswalze (54) mit dem Scanner so synchronisiert wird, daß sie während jeden Stoppens der Bahn nicht mit der Klebewalze (32) in Kontakt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine der Trommeln erhitzt wird,
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei Mittel bereitgestellt werden, die das Ankleben des Klebstoffes an die Messer (41) verhindern oder minimieren.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei ein Schmiermittel auf die Messer (41) aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Etiketten (25), die von der Vakuumtrommel (40) getragen werden, nacheinander mit den Behältern (C) in Kontakt gebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Vakuumtrommel (40) mit einer Vielzahl von Vakuumapplikatorplatten (141) ausgestattet ist, wobei die Applikatorplatten (141) so montiert sind, das sie sich radial von einer eingezogenen Position, wenn in einer Linie mit der zweiten Trommel ausgerichtet, zu einer ausgestreckten Position für den Kontakt mit den Behältern (C) bewegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei jedes der Messer (41) eine geschlossene Form für das Schneiden eines Etiketts (15), das mit der Form übereinstimmt, definiert.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Bereich der zweiten Trommel (151) in der geschlossenen Form an den Ecken ausgespart wird, um die übermäßige Wärmeübertragung zu den Etiketten während des Schneideschrittes zu vermeiden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Etikett auf einer Vakuumapplikatorplatte (141) getragen wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Vakuumapplikatorplatten (141), die ein Etikett trägt, zur Fixierung des Etiketts auf einem Behälter ausgestreckt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, das ferner den Schritt der Variierung der äußeren Distanz der Vakuumplatten (141) von der äußeren Wand, wenn sie sich in der ausgestreckten Position befinden und das Inkontaktbringen eines Etiketts mit einem Behälter umfaßt.
Vorrichtung zur Herstellung von Etiketten mit Haftkleber zur Auftragung auf Behälter, umfassend: (a) Mittel zur Beschickung einer Bahn (12) aus Etikettenmaterial aus einer Abwickelspule (10), wobei das Etikettenmaterial eine erste Seite (13) und eine zweite Seite (14) aufweist; (b) eine rotierende Vakuumtrommel (40); (c) eine zweite Trommel(42); (d) Messer (41) auf der Vakuumtrommel oder der zweiten Trommel; und (e) Mittel, die eine Veränderung der Bewegungsgeschwindigkeit der Länge der Bahn vor dem Einrücken der Bahn zwischen dem Messer und dem Amboß hervorrufen, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Seite (13) aus dem Etikettenmaterial mit aufgedruckten Vermerken ausgestattet ist, die ein Wiederholungsmuster (p) mit einer Markierung definieren, daß ein Scanner (22) bereitgestellt wird, der jede Markierung abtastet, bevor die Markierung die Vakuumtrommel erreicht, daß die Geschwindigkeitsveränderung durch den Scanner (22), bezüglich der Länge der Bahn, die die abgetastete Markierung enthält, hervorgerufen wird, bevor das Wiederholungsmuster, daß die Markierung enthält, den Bereich des Einrückens zwischen den Messern und dem Amboß erreicht, und daß es eine Klebstoffauftragsvorrichtung (30) zur Auftragung des Klebstoffes auf die zweite Seite der Bahn, bevor die Bahn in die Vakuumtrommel eingerückt wird, gibt.
Vorrichtung nach Anspruch 16, die ferner ein Erwärmungsmittel auf einer der Trommeln (40/42) umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Scanner (22) operativ eine Übertragung kontrolliert, die mit der Beschickungswalze verbunden ist, um die Beschickungswalze und dadurch die Bewegungsgeschwiridigkeit der Bahn (12) einen Augenblick lang zu beschleunigen oder zu verlangsamen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bremse bereitgestellt wird, um die Bewegung des Teils der Bahn (12) zwischen der Bremse und der Scannertrommel einien Augenblick lang zu stoppen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleberauftragekonstruktion (30) einie Kompressionswalze (54) umfaßt, die von einer Position mit einem Abstand von einer Klebewalze (32) zu einer Position, in der sie mit der Klebewalze in Kontakt ist, bewegt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotation der Kompressionswalze (54), die im der Kleberauftragekonstruktion (30) enthalten ist, mit dem Scanner (20) so synchronisiert wird, daß sie während jeden Stoppens der Bahn nicht mit der Klebewalze (32) in Kontakt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, ferner umfassend eine Vielzahl von Applikatorplatten (141) auf der Vakuumtrommel, wobei die Applikatorplatten (141) so montiert sind, das sie sich radial von einer eingezogenen Position, wenn in einer Linie mit der zweiten Trommel ausgerichtet, zu einer ausgestreckten Position für die Verbindung mit den Behältern bewegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, wobei die zweite Trommel (151), die erwärmt ist, mit Messern ausgestattet wird, von denen jedes eine geschlossene Form zum Schneiden eines Etiketts, das mit dieser Form übereinstimmt, definiert.