EP0432097A1

EP0432097A1 - Etikettiermaschine

Info

Publication number: EP0432097A1
Application number: EP90810927A
Authority: EP
Inventors: Marcel Bratschi
Original assignee: GUHL AND SCHEIBLER AG
Current assignee: GUHL AND SCHEIBLER AG
Priority date: 1989-12-01
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1991-06-12
Also published as: CA2031326A1

Abstract

Des schrittschaltmotor (11) des Etikettenspenders ist mit der den Vorschub der die Etiketten enthaltenden Trägerbahn (1) bewirkenden Vorzugwalze (7) direkt gekoppelt. Um die Abtriebswelle des Schrittschaltmotors und die Vorzugwalze (7) dennoch von den unerwünschten, durch schwingungen des Motorankers hervorgerufenen Resonanzerscheinungen freizuhalten, ist die Abtriebswelle (12) des Motors (11) mit der Vorzugwalze (7) mittels eines zwischengeschalteten elastischen Dämpfungsorgans (21) direkt koaxial gekoppelt. Das Dämpfungsorgan (21) weist vier Durchgangslöcher (22) auf, in welche die Mitnehmerzapfen (14, 15 bzw. 19, 20) der motorseitigen bzw. vorzugwalzenseitigen Mitnehmerscheiben (13 bzw. 18) hineinragen. In einer ersten Variante, its das Dämpfungsorgan (21) verklebt. In einer zweiten Variante besteht das Dämpfungsorgan aus einem radialen Blattfeder. Und in einer dritten Variante, besteht das Dämpfungsorgan aus einem Torsionsstab. Der Direktantrieb ist kostengünstiger als der bekannte Zahnriemenantrieb und hält die Vorzugwalze dennoch absolut frei von Resonanzerscheinungen. Ausserdem gestattet die beschriebene Antriebsart der Erzielung höherer Etikettiergeschwindigkeiten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Etikettiermaschine gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.
Es ist bekanntlich die Aufgabe solcher Etikettiermaschinen, die auch als Etikettenspender bezeichnet werden können, die auf einer Trägerbahn ablösbar angebrachten Selbstklebeetiketten schrittweise im Bereich einer Spendekante von der Trägerbahn abzulösen und zur anschliessenden Anbringung auf einem Warengut bereitzuhalten. Die Position der abgelösten Etiketten darf dabei von der vorgesehenen Bereithaltestellung nicht mehr als wenige Zehntel Millimeter abweichen.
Eine in diesem Zusammenhang auftretende Schwierigkeit ergibt sich daraus, dass der Anker des zum Antrieb der Vorzugwalze verwendeten Schrittschaltmotors bei jedem Schaltschritt ins Schwingen gerät. Um das Auftreten von Resonanzphänomenen an der der Abtriebswelle des Schrittschaltmotors und der Vorzugwalze zu vermeiden, hielt man es bisher für unmöglich, den Schrittschaltmotor mit der Vorzugwalze direkt zu koppeln. Man war daher gezwungen, das Drehmoment des Motors indirekt, d.h. meistens durch einen Zahnriementrieb, auf die Vorzugwalze zu übertragen, was den Antrieb verteuerte und ausserdem auf Kosten seiner Stabilität ging (vgl. hierzu DE-OS 35 24 842 und 38 10 464).
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Etikettiermaschine der eingangs definierten Art vorzuschlagen, deren Vorzugwalze einerseits von den im kritischen Grenzbereich des Schrittschaltmotors auftretenden Resonanzphänomenen frei ist und dennoch mit dem Schrittschaltmotor direkt, d.h. unter Vermeidung eines Riementriebs oder ähnlichen Uebertragungsorgans, koppelbar ist, wobei ferner die Funktionscharakteristik des Schrittschaltmotors in einem für den präzisen Vorschub der Etikettenbahn günstigen Sinne beeinflusst werden soll.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs definierte Erfindung, wobei bevorzugte Ausführungsformen in den abhängigen Ansprüchen definiert sind.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Etikettiermaschine mit einigen Ausführungsvarianten unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische, stark vereinfachte Perspektiv-Gesamtansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Etikettiermaschine,
Fig. 2 ist eine Explosivdarstellung des Kopplungsbereichs von Antriebsmotor und Vorzugwalze,
Fig. 3 ist eine zugehörige Schnittdarstellung,
Fig. 4 zeigt ein Detail dieser Ausführung in Draufsicht und Schnitt,
Fig. 5 ist eine Explosivdarstellung einer Variante des erwähnten Kopplungsbereichs,
Fig. 6 und 7 sind Schnittdarstellungen,
Fig. 8 ist eine Perspektivdarstellung einer weiteren Variante,
Fig. 9 zeigt diese Variante im Schnitt, und
Fig. 10 bis 13 veranschaulichen weitere Varianten.
Gemäss Fig. 1 wird an einer unter Verzicht auf unwesentliche Einzelheiten stark vereinfacht dargestellten Etikettiermaschine eine Trägerbahn 1, die mit ablösbaren, selbstklebenden Etiketten 2 versehen ist, von einem Abroller 3 abgezogen und über Umlenkrollen 4, 5 einer Spendekante 6 zugeführt. Hier lösen sich die Etiketten bei der Umlenkung der Trägerbahn 1 von derselben ab und die letztere wird über weitere Umlenkrollen 7, 8, 9 einem Aufwickler 10 zugeleitet. Dabei ist die untere der beiden paarweise zusammenwirkenden Umlenkrollen 7, 8 als Vorzugwalze 7 ausgebildet, d.h. mit einem elektromotorischen Antrieb 11 gekoppelt.
Die Vorzugwalze 7 könnte der Spendekante 6 aber auch vorgeschaltet sein, wobei es ferner möglich wäre, auf den Aufwickler 10 zu verzichten und die von den Etiketten befreite Trägerbahn direkt in einen unterhalb der Spendekante angeordneten Auffangbehälter fallenzulassen.
Die zur Drehmomentübertragung dienende Verbindung zwischen dem als Schrittschaltmotor ausgebildeten Antriebsmotor 11 und der Vorzugwalze 7, durch welche die bisher bei Direktantrieb der letzteren unvermeidbaren Resonanzerscheinungen ausgeschlossen werden, ergibt sich aus den Fig. 2 bis 4 der Zeichnung.
Gemäss Fig. 2 ist auf der mit 12 bezeichneten Motorenwelle eine erste, vorzugsweise aus Metall bestehende Mitnehmerscheibe 13 aufgekeilt und mittels Madenschraube 14 gesichert. Aus der Stirnfläche der Mitnehmerscheibe 13 ragen zwei um 180° gegeneinander versetzte Mitnehmerzapfen 14, 15; in eine an der Mitnehmerscheibe 13 angeformte Hülse 16 ragt der dieser benachbarte Endabschnitt der Vorzugwalzenachse 17 so hinein, dass die Hülse 16 gegenüber der Achse 17 rotieren kann.
Grundsätzlich wäre es aber auch möglich, die Achse 17 der Vorzugwalze, wie dies Fig. 3 zeigt, fest mit einem zentralen Korpus der Mitnehmerscheibe 13 zu verbinden und dafür an der gegenüberliegenden Stirnseite der Vorzugwalze drehbar zu lagern.
Innerhalb der Vorzugwalze 7 ist drehstarr mit derselben eine weitere Mitnehmerscheibe 18 verbunden, die ebenfalls zwei um 180° gegeneinander versetzte Mitnehmerzapfen 19, 20 besitzt. Zwischen den beiden Mitnehmerscheiben 13 und 18 ist nun ein elastisches Dämpfungsorgan 21 angeordnet, in dessen vier Durchgangslöcher 22 die Zapfen 14, 15 von der Motorseite her, die Zapfen 19, 20 von der Vorzugwalzenseite her hineinragen.
Dank dieser Anordnung wird das Drehmoment des Antriebsmotors, wie Versuche gezeigt haben, trotz der am Anker des Schrittschaltmotors auftretenden Schwingungen und trotz der direkten, koaxialen Koppelung von Motor und Vorzugwalze, so auf die Vorzugwalze übertragen, dass an dieser auch im kritischen Frequenzbereich des Motors keine Resonanzerscheinungen mehr feststellbar sind.
Die gezeigte konstruktive Ausbildung des Ausführungsbeispiels kann vom Fachmann beispielsweise dahingehend abgewandelt werden, dass die Mitmehmerscheibe nicht an der Innenwand der Vorzugwalze drehstarr befestigt, sondern mit der Vorzugswalzenachse 17 starr gekoppelt wird, wobei dann aber die Achse 17 ihrerseits mit der Vorzugswalze drehstarr zu koppeln wäre.
Das anhand von Fig. 2 bis 4 dargestellte Prinzip kann vom Fachmann in vielfacher Weise im Rahmen der im unabhängigen Patentanspruch definierten Erfindung abgewandelt werden.
So ist es beispielsweise möglich, gemäss Fig. 5 bis 7 innerhalb der Vorzugwalze 23 eine zurückversetzte Stirnwand 24 anzuordnen, die mit zwei um 180° gegeneinander versetzten Mitnehmerzapfen 25, 26 versehen ist und die Funktion der in Fig. 2 mit 18 bezeichneten Mitnehmerscheibe übernimmt. Auch bei dieser, in Fig. 5 bis 7 gezeigten Variante ist zwischen einer auf der Motorwelle 27 sitzenden Mitnehmerscheibe 28, die zwei Mitnehmerzapfen 29 und 30 besitzt, und der genannten Stirnwand 24 ein elastisches Dämpfungsorgan 31 mit vier Durchganglöchern 32 angeordnet.
Das elastische Dämpfungsorgan 21 (Fig. 2) bzw. 31 (Fig. 5) besteht vorzugsweise aus Gummi oder einem elastischen Kunststoff.
Gemäss Fig. 8 und 9 ist am Motorwellenende 33 eine Mitnehmerscheibe 34 befestigt; zwischen dieser und einer in der Vorzugwalze 35 drehstarr verankerten Mitnehmerscheibe 36 ist ein elastisches Dämpfungsorgan 37 angeordnet und mit den beiden Scheiben 36 und 37 verklebt, auf dieselben aufvulkanisiert oder auf sonstige Weise mit denselben fest verbunden.
Die in Fig. 10 bis 12 veranschaulichte Variante zeigt eine vorzugsweise aus Stahl erstellte Blattfeder 38, deren Enden in Nuten 39 der Vorzugwalzen-Wandung 40 eingreifen. Die Blattfeder 38 ist durch einen in der Motorwelle 41 angebrachten Durchgangsschlitz 42 geführt, so dass sich hier wieder eine das Auftreten von Resonanzen verhindernde elastische Dämpfung ergibt.
Die angestrebte Ausschaltung der unerwünschten Resonanzen liesse sich nach Fig. 13 auch durch Verwendung eines Torsionsstabes 43 erzielen, der einerseits, beispielsweise mittels eines starren oder elastischen Kupplungsorganes 44, mit der Motorwelle 45, andererseits, beispielsweise durch Verschweissung 46 mit einer Stirnwand 49 der Vorzugwalze 47, drehstarr gekoppelt ist. Auch hier wird das Drehmoment der lose drehbar durch die motorseitige Stirnwand 48 der Vorzugswalze geführten Motorwelle 45 so gedämpft, dass die Vorzugwalze von den Schwingungen des Schrittschaltmotors verschont bleibt.
Im Rahmen der beschriebenen Verbindung könnte die angestrebte Dämpfungsfunktion auch durch ein pneumatisches Dämpfungselement erzielt werden.
Im übrigen hat sich im Versuchsbetrieb der den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildenden Etikettiermaschine gezeigt, dass durch den Einbau des Dämpfungsorgans und den dadurch ermöglichten Direktantrieb nicht nur die Resonanzerscheinungen an der Abtriebswelle des Schrittschaltmotors und der Vorzugwalze eliminiert wurden, sondern dass auch die Funktionscharakteristik des Schrittschaltmotors wesentlich verbessert werden konnte. Es ist dem Fachmann bekannt, dass derart eingesetzte Schrittschaltmotoren bei jedem Schaltschritt möglichst steil auf eine hohe Vorschubgeschwindigkeit hochfahren und dann, nach erfolgtem Vorschub, rasch abbremsen sollten. Durch Versuche konnte nun bestätigt werden, dass die auf die beschriebene Weise direkt angetriebenen Schrittschaltmotoren im Vergleich zu den bisher bekannten Betriebsdaten im Geschwindigkeits-Weg-Diagramm sehr steile Anfahr- und Bremsrampen und damit auch kürzere Anlauf- und Abbremszeiten sowie höhere Motorendrehzahlen und entsprechend grössere Etikettiergeschwindigkeiten erreichen.

Claims

Etikettiermaschine mit einem Gestell, an welchem eine mit Selbstklebe-Etiketten (2) versehene Trägerbahn (1) von einem Abroller (3) mit einer durch einen Schrittschaltmotor (11) angetriebenen Vorzugwalze (7, 23, 35, 40, 47) abgezogen, dabei über Umlenkwalzen einer Spendekante (6) zugeführt und an derselben so umgelenkt wird, dass durch Start- und Stoppbetrieb des Schrittschaltmotors (11) jeweils mindestens eine Etikette (2) zwecks anschliessender Anbringung an einem Warengut von der Trägerbahn (1) ablöst, dadurch gekennzeichnet, dass der Schrittschaltmotor (11) koaxial zur Vorzugwalze (7, 23, 35, 40, 47) angeordnet und mit derselben unter Verwendung eines elastischen Drehmoment-Uebertragungsorgans (21, 31, 37, 38, 43) direkt gekoppelt ist, um damit die Abtriebswelle des Schrittschaltmotors und die Vorzugwalze von Resonanzfrequenzen freizuhalten.
Etikettiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem dem Schrittschaltmotor (11) zugewandten Endabschnitt der Vorzugwalze (7, 23) eine mit mehreren symmetrisch angeordneten Durchgangsbohrungen (22) versehene, aus einem elastischen Werkstoff hergestellte Dämpfungsscheibe (21, 31) angeordnet ist, und dass in die genannten Durchgangsbohrungen (22, 32) von der Antriebsseite mindestens zwei mit der Abtriebswelle (12, 27) des Schrittschaltmotors (11) drehstarr verbundene Mitnehmerzapfen (14, 15; 29, 30), von der gegenüberliegenden Seite mindestens zwei mit der Vorzugwalze (7, 23) drehstarr verbundene Mitnehmerzapfen (19, 20; 25, 26) hineinragen (Fig. 2 bis 7).
Etikettiermaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass von beiden Seiten her je ein Mitnehmerzapfenpaar (14, 15; 19, 20 bzw. 29, 30; 25, 26) in die Dämpfungsscheibe (21, 31) hineinragt und die beiden Mitnehmerzapfenpaare um 90° gegeneinander versetzt sind.
Etikettiermaschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerzapfen als Schrauben ausgebildet sind.
Etikettiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (33) an ihrem Endabschnitt eine Mitnehmerscheibe (34) mit einem aufvulkanisierten bzw. auf andere Weise betestigten elastischen Dämpfungsorgan (37) aufweist, das mit seiner der Motorwelle gegenüberliegenden Fläche mit einer drehstarr in der Vorzugwalze (35) angeordneten Mitnehmerscheibe (36) verbunden ist (Fig. 8 und 9).
Etikettiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Drehmoment-Uebertragungsorgan eine Blattfeder (38) ist, welche mit ihren Endabschnitten im Vorzugwalzengehäuse verankert und durch einen Längsschlitz (42) der Motorabtriebswelle (41) hindurchgeführt ist (Fig. 10 bis 12).
Etikettiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Drehmoment-Uebertragungsorgan ein aus Metall oder Kunststoff bestehender Torsionsstab (43) ist, der einerseits an der Motorabtriebswelle (45), andererseits an der Vorzugwalze (47), vorzugsweise an deren dem Schrittschaltmotor gegenüberliegenden Stirnwand (49) befestigt ist (Fig. 13).