EP2610185A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Etikettieren von Behältern mit Etikettenhülsen - Google Patents

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EP2610185A1
EP2610185A1 EP12189335.8A EP12189335A EP2610185A1 EP 2610185 A1 EP2610185 A1 EP 2610185A1 EP 12189335 A EP12189335 A EP 12189335A EP 2610185 A1 EP2610185 A1 EP 2610185A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
expansion segments
sleeves
label
label sleeves
clamping
Prior art date
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Granted
Application number
EP12189335.8A
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English (en)
French (fr)
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EP2610185B1 (de
Inventor
Hans-Peter Niebling
Stefan Scherl
Martin Langosch
Thomas Eggl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2610185A1 publication Critical patent/EP2610185A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65C—LABELLING OR TAGGING MACHINES, APPARATUS, OR PROCESSES
    • B65C3/00—Labelling other than flat surfaces
    • B65C3/06—Affixing labels to short rigid containers
    • B65C3/065—Affixing labels to short rigid containers by placing tubular labels around the container
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65C—LABELLING OR TAGGING MACHINES, APPARATUS, OR PROCESSES
    • B65C9/00—Details of labelling machines or apparatus
    • B65C9/40—Controls; Safety devices

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for labeling containers with label sleeves.
  • Containers such as beverage bottles, can be labeled with tubular label sleeves, among other things.
  • Shrink sleeves or elastic film sleeves, so-called stretch sleeves, for example, can be used for this purpose.
  • WO 2008/076718 a device for labeling complex curved container surfaces with highly elastic film sleeves, which are provided on a Etikettierrad encircling labeling with spreader units for receiving and spreading the film sleeves.
  • the spreader units comprise a plurality of substantially parallel to each other and circumferentially grouped around a central recess spreading fingers. These are radially displaceable relative to the central recess and can be moved apart so far that a slipped over the Sp Dahlfinger film sleeve is spanned by the spreading fingers and a bottle to be labeled can be pushed through the central recess upwards in the spread film sleeve.
  • the film sleeves are fixed on the spreading fingers during insertion of the bottles in the stretched state by applying a negative pressure by means of suction on the outside of the spreading fingers on this. After reaching a suitable for subsequent labeling spreader position of the spreading fingers, an overpressure is applied instead of the negative pressure to repel the film sleeves of the spreading fingers, and to facilitate the transfer of the film sleeves to the bottles to be labeled in further lifting the bottles.
  • the object of the invention is to provide an apparatus and a method in order to solve or mitigate at least one of the above-mentioned problems.
  • a device according to claim 1. Accordingly, it comprises: spreader units with expansion segments, which are movable apart from an inner receiving position for receiving the label sleeves into an outer clamping area for clamping the label sleeves to the Sp Sonsegmente apart; and a control unit for electrically controlling the movement apart of the expanding segments at least in the cocking area depending on a driving force or a driving torque of the expanding segments.
  • the clamping region is to be understood as meaning a radial setting region of the expansion segments, in which the label sleeves can be reliably frictionally clamped onto the expansion segments, taking into account manufacturing tolerances of the label sleeves, in particular tolerances of the inner circumference and the wall thickness.
  • the limits of the clamping range can be both variably adjustable depending on the label sleeves to be processed, as well as fixed, for example, by the outer end of the adjustment range of the expansion segments.
  • the force-controlled and / or torque-controlled spreading according to the invention makes it possible, in particular for label sleeves with low extensibility, such as, for example, shrink sleeves, to conclude from a characteristic increase in the driving force or drive torque to a mechanical resistance that is counteracted by the label sleeve. This can be considered as an approximation to a critical end region of the spreading movement. Accordingly, the spreading movement can be limited to a non-critical radial range in which a maximum allowable tension of the label sleeve is not exceeded.
  • the spreading of the expansion segments can be limited by a resistance exerted by the label sleeves, in particular by a corresponding, given counterforce.
  • a permissible maximum tension of the label sleeves in particular also independent of dimensional tolerances of the label sleeves can be maintained.
  • Such a control which depends on the driving force or the driving torque of the spreading units, is particularly suitable for shrink sleeves, but can also be used for elastic film sleeves and the like. Under the driving force is in this case a restoring force or holding force for at least one spreading segment to understand.
  • Driving forces and drive torques could be determined for individual expansion segments and / or on a drive unit common to several or all expansion segments of a spreader unit.
  • Driving forces and drive torques can be monitored on the basis of suitable measured variables, for example by monitoring the power consumption of the respective drive units.
  • the spreading apart of the expansion segments in the clamping region can be stopped at a clamping position dependent on reaching a predetermined threshold value of the driving force or the driving torque, in which the label sleeves are stretched around the expansion segments.
  • the radial position of the Sp Sonsegmente is thus not fixed to the clamping position, but may vary depending on the diameter and / or elasticity of the label sleeves.
  • the label sleeves are preferably clamped so strong that their rotational position and altitude with respect to the expansion segments are frictionally fixed without the action of additional outer retaining elements.
  • the driving force and / or the driving torque can be compared, for example, at suitable time intervals and / or via suitable subregions of the spreading movement with the threshold value, a nominal range or another comparison criterion reflecting the driving force or the driving torque.
  • the threshold value can be set here with the control unit, in particular at least two different threshold values which can be assigned to different types of label sleeves.
  • the device according to the invention can be easily converted for labeling with label sleeves of different mechanical properties, in particular extensibility. It is particularly advantageous to provide at least one first threshold value and / or nominal range for shrink sleeves and at least one second threshold value and / or nominal range for elastic label sleeves. As a result, the device according to the invention can be used particularly flexibly for different types of labels. Different threshold values and / or target ranges could be set manually or read from memory units as well as automatically specified by the control unit during format changes.
  • the expansion segments can also be moved position-controlled and / or time-controlled in a fertilsp Son too apart, which is in particular between the receiving position and the clamping range.
  • the expansion segments In the minimum spread position, for example, the expansion segments can be moved so far apart that a passage of the container to be labeled within the expansion segments is made possible. This makes it possible to avoid a collision of the container with the spreading unit in any case, that is, regardless of the current driving force of the expansion segments and the resistance of the label sleeves.
  • the position-controlled and / or time-controlled expansion phase can be optimized otherwise, for example with regard to a reliable and reproducible recording of the label sleeves.
  • a position-controlled spreading movement up to the minimum spread position can be particularly flexible optimize with motor drives, such as servomotors.
  • the expansion segments are finger-shaped and / or designed as teilumflindliche shells.
  • Finger-shaped expansion segments are particularly suitable for elastic film sleeves.
  • Partial support shells such as quarter shells or half shells, allow for uniform opening and supporting of shrink sleeves and favor reliable passage of the containers through the spreader assembly.
  • At least one servo motor is provided on each of the spreader units for moving apart the spreader segments.
  • Servo motors can also be used to realize particularly compact and cost-effective drive units. But also conceivable are pneumatic or magnetic drive units and the like.
  • the electrical control takes place, for example, centrally for all spreader units with the aid of a programmable control unit including monitoring of measured variables which reflect the time profile of the drive forces and / or drive torques during spreading.
  • the expansion segments are stopped at a variably adjustable clamping position as a function of a determined measure of the applied driving force or the driving torque.
  • a predetermined tension of the label sleeves can be achieved even with fluctuating dimensions of the label sleeves.
  • the tension can be adapted to the expansion behavior of the label sleeves.
  • the label sleeves can be reproducibly fixed to the clamping position with a predetermined holding force on the expansion segments.
  • overstretching and / or tearing of the label sleeve can be avoided.
  • the applied driving force or the drive torque for example, the power consumption or the power consumption of a provided for spreading the Sp Sonsegmente drive unit is.
  • the expansion segments are stopped when the determined measure has reached a typical threshold for the label sleeves.
  • Suitable threshold values can be specified separately for different types of label sleeves. This allows different elongation properties of the label sleeves and / or different dimensional tolerances, in particular the diameter and / or the wall thickness of the label sleeves, take into account. Likewise, the holding force for the frictional fixing of the label sleeves can be adjusted to the expansion segments.
  • the typical threshold could also include a certain range of values. Likewise, a suitable measurement could be averaged over a particular measurement period, or otherwise verified as to whether the threshold was reliably met or exceeded.
  • the typical threshold value is preferably set as a function of at least one parameter characteristic of the expansion behavior of the label sleeves, in order to fix the label sleeves in the clamping position by means of static friction on the expansion segments.
  • the characteristic parameters are mechanical properties of the base materials of the label sleeves, the modulus of elasticity, a maximum permissible relative elongation, the wall thickness of the label sleeves and the like.
  • a fixation by means of static friction is to be understood in particular that the label sleeves without clamping with additional retaining elements on the outside of the label sleeves in a for the subsequent label transfer to the container suitable altitude and rotational position can be maintained.
  • the holding force can be adapted to the mechanical properties of the label sleeves, in particular their capacity.
  • the expansion segments are further moved from the clamping position to a transfer position for transferring the label sleeves to the container towards each other.
  • the label sleeve is positioned in the transfer position at least as loose on the expansion segments that a material gentle removal from the expansion segments and passing to the container is possible.
  • the expansion segments are preferably moved apart in a position-controlled and / or time-controlled manner before the clamping region is reached.
  • an uncritical positioning range of the spreader units for opening the label sleeves can be easily and quickly traversed.
  • the position-controlled movement of the expansion segments is suitable for electrical control and drive by means of servomotors.
  • the expansion segments are moved apart before step b) into a minimum spread position, which lies in particular at an inner boundary of the clamping region.
  • the minimum spread position is adjusted depending on the circumference or diameter of the label sleeves, in particular such that an imaginary circumference around the expansion segments is at least 5% shorter than the inner circumference of the label sleeves.
  • the inner circumference here is, for example, a nominal dimension, which is subject to a certain manufacturing tolerance. With a 5% shorter circumferential line around the expansion segments can ensure that shrink sleeves are not yet stretched or stretched even with the usual manufacturing tolerances when reaching the minimum spread. Thus, overstretching or tearing of the label sleeves can be reliably avoided.
  • the ceremoniessp Son ein allows insertion of the container in the spreader.
  • the labeling can be simplified in particular with shrink sleeves and reliably avoid a collision of the container during insertion into the spreading unit, regardless of the presence and the condition of the label sleeves. It will only be for one relatively small travel of the spreading requires a dependent of the driving force or the drive torque control of the spreader units.
  • FIG. 1 can recognize a preferred embodiment of the inventive device 1 for labeling containers 2 with label sleeves 3 comprises a plurality of circumferentially evenly distributed on a Etikettierrad 4 labeling 5, each comprising spreading units 6 for receiving and spreading the label sleeves 3.
  • the label sleeves 3 are, for example shrink sleeves or stretch sleeves.
  • removal units 7 for gripping and lifting the labeled containers 2 from the spreading units 6, a control unit 8 for electrically controlling the labeling device 1 according to the invention, a label dispenser 9, an optional shrinking area 10 for fixing the label sleeves 3, if these are present as shrink sleeves Einlaufsternrad 11 for feeding the container to be labeled 2, which may be plastic bottles, for example, and an outlet star wheel 12 for removing the container 2.
  • the direction of rotation of the Etikettierrads 4 is further indicated by an arrow.
  • FIG. 2 exemplifies a labeling unit 6 according to the invention with four radially displaceable expansion segments 6a, which may be formed, for example, finger-shaped or cup-shaped.
  • the expansion segments 6a are arranged circumferentially around a central recess 6b of the expansion unit 6, by means of which the container 2 to be labeled can be raised into the expansion unit 6 in a known manner from below with a schematically indicated positioning unit 13.
  • FIG. 2 shows the spreader 6 in a state in which the Sp Drsegmente 6a are moved together in an inner receiving position R1 far enough that the spreader 6 can be fitted from above with a label sleeve 3 in a known manner.
  • the radial position of the expansion segments 6a depending on the diameter of the label sleeve 3 used by the in the FIG. 2 shown position to the outside or inside differ.
  • Other inventive positions of the expansion segments 6a are described below with reference to the FIG. 4 explained in more detail.
  • At least one drive unit 6c is also provided on the spreader unit 6, for example an electrically controllable servomotor which transmits a drive torque to the spreader segments 6a by means of a gear (here concealed) and a control disk 6d.
  • the expansion segments 6a are driven by a common drive unit 6c.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the spreading unit 6 according to the invention, which differs from the embodiment in the FIG. 2 essentially differentiated by the shape of the expansion segments 6a.
  • the expansion segments 6a are designed as teilumflindliche support shells.
  • the number of each spreader unit 6 provided spreading segments 6a could differ from the examples shown.
  • only two substantially half-shell-shaped expansion segments 6a could be provided.
  • substantially finger-shaped expansion segments 6a could be provided.
  • two to eight expansion segments 6a in particular circumferentially uniformly, could be grouped around the central recess 6b.
  • the shape of the expansion segments 6a is preferably adapted to the type of label sleeve 3 used.
  • finger-shaped expansion segments 6a are particularly suitable for stretch sleeves, especially for highly elastic film sleeves.
  • Cup-shaped expansion segments 6a are particularly suitable for shrink sleeves.
  • the spreading fingers 6a can be moved in an outer clamping region S to a clamping position R3, in which a suitable contact, in particular a frictional engagement, between the expansion segments 6a and the label sleeve 3 is produced, for example, while maintaining a maximum allowable voltage Label sleeves 3.
  • the radial distances between the Sp Drsegmenten 6a in the clamping position R3 vary depending on the individual size and nature of the label sleeves 3.
  • the clamping position R3 are preferably all present on the spreader 6 expansion segments 6a in contact with the label sleeve 3.
  • characteristic radial positions of the expansion segments 6a is based on the schematic FIG. 4 clear. Shown are in addition to the spreading unit 6, the expansion segments 6a, the container to be labeled 2 and the label sleeve 3, the following dashed radial positions of the Sp Drsegmente 6a with respect to the main axis 6 'of the central recess 6b: the inner receiving position R1; a mean minimum spread R2; and the outer clamping position R3, in the circumferential, in particular frictional contact between the expansion segments 6a and the label sleeve 3 is made.
  • the expansion segments 6a are preferably moved apart so far that the container 2 can be inserted through the central recess 6b between the opened expansion segments 6a. This is particularly advantageous when using shrink sleeves, but not mandatory.
  • the in the FIG. 4 shown arrangement is particularly suitable for the labeling of the container 2 with shrink sleeves.
  • the labeling device 1 could also be used for labeling with elastic film sleeves.
  • different characteristic positions of the expanding segments 6a could be defined for the labeling with shrink sleeves or elastic film sleeves, for example different receiving positions R1 and / or different minimum spreading positions R2 and / or different clamping positions R3. It would in principle be conceivable, with the same spreader unit 6, even without mechanical conversion, merely to switch between different label types by means of reprogramming, for example between shrink labels and stretch sleeves.
  • the receivedsp Son ein R2 is approached from the receiving position R1 preferably in a conventional position-controlled and / or time-controlled. This is to be understood that the receiving position R1 and in particular the disruptsp Schwarz ein R2 for a given product line constant radial positions of the expansion segments 6a are assigned. The travel between the receiving position R1 and the proceedingssp Schwarz ein R2 is then traversed either within a predetermined period of time and / or the current position of the Sp Drsegmente 6a based on the control position of the drive unit 6c, for example a servomotor, monitored.
  • the receiving position R1 and the concernedsp Sandersstetlung R2 can thus be easily adapted to the dimensions, in particular the diameter or circumference of the male label sleeves 3.
  • a passage of the container 2 through the spreader unit 6 is preferably possible. A collision of the container 2 with the expansion segments 6a can thus be reliably avoided regardless of the state and the position of the label sleeves 3.
  • the position of the expansion segments 6a in the tensioning position R3 can vary from batch to batch and / or for each individual label sleeve 3, depending on the dimension and / or the stretching behavior of the label sleeves 3.
  • the radial clamping region S is thus predetermined, which preferably, but not necessarily, adjoins the outside directly to the minimum spread position R2.
  • a suitable measured variable for example the power consumption of the drive unit 6c, monitored at appropriate intervals and compared in real time with a typical for the label sleeve 3 criterion, such as a threshold or target range.
  • a typical for the label sleeve 3 criterion such as a threshold or target range.
  • the measured variable permits a statement as to how great a mechanical resistance opposing the expansion segments 6a of the label sleeve 3 is.
  • the associated counterforce when producing a circumferential contact of the expansion segments 6a with the label sleeve 3 causes a characteristic increase in the evaluated measured variable.
  • Threshold values and / or desired ranges are set for individual types of labels such that a frictional contact between the label sleeve 3 and the expansion segments 6a is produced at the clamping position R3 and at the same time a cracking or overstretching of the label sleeve 3 can be reliably avoided.
  • Dimensional tolerances of the label sleeves 3 can are neglected, provided that the label cross section is within the clamping range S.
  • the holding force is preferably adjusted so that additional holding elements for attaching the label sleeves 3 on the expansion segments 6a to their transfer to the container 2 are unnecessary.
  • the expansion segments 6a are preferably moved from the clamping position R3 starting to a transfer position R4 toward each other.
  • the transfer position R4 could, for example, correspond to the minimum spread position R2.
  • the transfer position R4 is preferably approached position-controlled or time-controlled. However, it would also be conceivable to monitor the holding force between the label sleeve 3 and the expansion segments 6a, for example based on the aforementioned measured variable, and / or by additional pressure or voltage measurement with a separate sensor (not shown).
  • FIG. 5 An inventive spreading is in the FIG. 5 by way of example with reference to the time profile (time axis: t) of the radial position R of the expansion segments 6a. Accordingly, the expansion segments 6a are initially in the inner receiving position R1. With the beginning of a first expansion phase T1, the expansion segments 6a are moved apart in a position-controlled and / or time-controlled manner up to the minimum expansion position R2.
  • the spreader units 6 are force-controlled and / or moment-controlled in a second expansion phase T2 until the predetermined comparison criterion is met, for example reaching a threshold value of the drive torque.
  • the second expansion phase T2 is terminated and the tensioning position R3 is reached, in which the expansion segments 6a are in an outer end position individually adapted to the respective label sleeve 3.
  • the moment or force controlled covered travel S ' can vary individually.
  • the minimum spread position R2 is set in such a way that an impermissible tension of the label sleeve 3 can not already be generated during the position-controlled or time-controlled first spreading phase T1.
  • the subsequent clamping phase T3 for holding the label sleeve 3 on the expansion segments 6a can be time-controlled, position-controlled, moment-controlled or force-controlled.
  • the clamping position R3 could be readjusted during the tensioning phase T3 if necessary in order to set and / or maintain a predetermined holding force on the basis of the determined drive torques or drive forces.
  • the expansion segments 6a could also be fixed in the tensioning phase.
  • the clamping position R3 is preferably maintained during positioning of the container 2 within the label sleeve 3.
  • the distance between the expansion segments 6a is reduced so far that the label sleeve 3 material can be gently removed from the expansion segments 6a. This is in the FIG. 5 indicated by the transfer position R4, which is approached in a transfer phase T4 preferably by position-controlled or time-controlled moving together of the expansion segments 6a.
  • the transfer of the label sleeves 3 to the container 2 can then be done in a known manner, for example, by muzzle-side gripping the container 2 and lifting with the removal units. 7
  • the label transfer to the container 2 can be done in a known manner.
  • Shrink sleeves can, for example, in the in FIG. 1 indicated shrinkage area 10 are shrunk.
  • additional clamping devices (not shown) in the region of the spreader units 6 and / or the removal units 7 may be provided to enhance the frictional engagement between the label sleeves 3 and the containers 2.
  • a fixation of different label sleeves 3 on the expansion segments 6a can be flexibly adapted by a suitable combination of the first and second expansion phases T1 and T2.
  • shrink sleeves may only be stretched to a limited extent for the fixation on the expansion segments 6a, and that the inner diameter of the label sleeves 3 may vary due to tolerances.
  • the ceremoniessp Dahl R2 is then adjusted so that an imaginary circumference around the expansion segments 6a 5 to 10% smaller than the nominal size of the inner periphery of the label sleeves 3. This can usually be ensured that the label sleeves 3 in the restartsp Son ein R2 not yet be stretched. This makes it possible to reliably prevent damage to the label sleeves 3 during opening and clamping for the subsequent labeling.
  • the force-controlled and / or torque-controlled spreading movement of the expansion segments 6a according to the invention thus makes it possible to realize various expansion movements adapted to the respective material properties and dimensions of the label sleeves 3 for fastening the label sleeves 3 to the expansion segments 6a for the subsequent label transfer. If required, they can be flexibly adapted to different types of labels, such as shrink sleeves and flexible label sleeves.
  • the spreading process according to the invention described can be integrated in particular in existing labeling, since the transfer of inventively clamped label sleeves 3 can be done to the container 2 in a known manner.
  • the container 2 could in this case be threaded in a known manner from bottom to top by the spreader units 6.
  • first spreading phase T1 could be optimized with respect to the dispensing and collecting of the label sleeves. That is, the described control and spreading movement of the first spread phase T1 is merely exemplary and could also include different motion patterns, velocity profiles, and the like.
  • linear movements of the expansion segments 6a are merely an easy-to-understand representation.
  • the spreading speed could be adjusted or varied as desired.
  • a first subregion of the clamping region S could be determined on the basis of a statistical evaluation of previously used clamping positions R3, for example within the same label batch, and traversed comparatively quickly, while an outwardly adjoining second subregion of the clamping region S slows down to the current clamping position R3 to be able to adjust individually and with great accuracy.

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Abstract

Beschrieben werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Etikettieren von Behältern (2) mit Etikettenhülsen (3), wobei Spreizsegmente (6a) zum Aufnehmen und Aufspreizen der Etikettenhülsen (3) in einem äußeren Spannbereich (S), abhängig von einer Stellkraft oder einem Stelldrehmoment der Spreizsegmente (6a), elektrisch gesteuert werden können. Dies ermöglicht ein reibschlüssiges Aufspannen der Etikettenhülsen (3) auf den Spreizsegmenten (6a) auch für den Fall, dass die Etikettenhülsen (3) eine geringe Elastizität aufweisen und/oder mit großen Herstellungstoleranzen behaftet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Etikettieren von Behältern mit Etikettenhülsen.
  • Behälter, wie beispielsweise Getränkeflaschen, lassen sich unter anderem mit schlauchförmigen Etikettenhülsen etikettieren. Hierzu können beispielsweise Schrumpfhülsen oder elastische Folienhülsen, sogenannte Stretch-Sleeves, verwendet werden.
  • Beispielsweise beschreibt die WO 2008/076718 eine Vorrichtung zum Etikettieren komplex gewölbten Behälteroberflächen mit hochelastischen Folienhülsen, wobei auf einem Etikettierrad umlaufende Etikettierstationen mit Spreizeinheiten zum Aufnehmen und Spreizen der Folienhülsen vorgesehen sind. Die Spreizeinheiten umfassen mehrere im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende und umfänglich um eine zentrale Ausnehmung gruppierte Spreizfinger. Diese sind bezüglich der zentralen Ausnehmung radial verschiebbar und können soweit auseinander bewegt werden, dass eine über die Spreizfinger gestülpte Folienhülse von den Spreizfingern aufgespannt wird und eine zu etikettierende Flasche durch die zentrale Ausnehmung nach oben in die gespreizte Folienhülse geschoben werden kann. Die Folienhülsen werden auf den Spreizfingern beim Einführen der Flaschen im gedehnten Zustand durch Anlegen eines Unterdrucks mittels Ansaugöffnungen auf der Außenseite der Spreizfinger auf diesen fixiert. Nach Erreichen einer für die nachfolgende Etikettierung geeigneten Spreizposition der Spreizfinger wird anstelle des Unterdrucks ein Überdruck angelegt, um die Folienhülsen von den Spreizfingern abzustoßen, und die Übergabe der Folienhülsen an die zu etikettierenden Flaschen beim weiteren Anheben der Flaschen zu erleichtern.
  • Für die Etikettierung mittels Schrumpfhülsen ist aus der EP 1091877 ferner eine Vorrichtung bekannt, bei der in vergleichbarer Weise umlaufende Etikettierstationen mit halbschalenförmigen Spreizbacken zum Aufnehmen und Öffnen der Schrumpfhülsen vorgesehen sind. Aufgrund der geringen Dehnbarkeit und der vergleichsweise großen Herstellungstoleranzen der Schrumpfhülsen, können diese durch ein Aufdehnen der Spreizbacken allein nicht auf den Spreizeinheiten fixiert werden. Es sind daher zusätzliche Klemmbacken notwendig, um die für das anschließende Einführen der zu etikettierenden Flaschen geöffneten Schrumpfhülsen auf den Spreizeinheiten zu fixieren.
  • Die Klemmbacken oder vergleichbare zusätzliche Halteelemente verursachen jedoch einen erheblichen technischen Aufwand und erhöhen die Komplexität der Spreizeinheiten in unerwünschter Weise. Ferner stören diese beim Spenden der Schrumpfhülsen auf die Spreizeinheiten. Ein weiterer Nachteil entsteht bei Formatwechseln, da die Halteelemente hierzu in der Regel ausgetauscht und Antriebsmedien, wie beispielsweise elektrischer Strom oder Druckluft, und/oder mechanische Antriebsmechanismen angepasst und/oder umgerüstet werden müssen.
  • Außerdem besteht der Bedarf für Vorrichtungen und Verfahren, die sich sowohl für die Etikettierung mit Schrumpfhülsen als auch für die Etikettierung mit elastischen Folienhülsen eignen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, um wenigstens eines der vorstehend genannten Probleme zu lösen oder abzumildern.
  • Die gestellte Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Demnach umfasst diese: Spreizeinheiten mit Spreizsegmenten, die von einer inneren Aufnahmestellung zum Aufnehmen der Etikettenhülsen bis in einen äußeren Spannbereich zum Aufspannen der Etikettenhülsen um die Spreizsegmente auseinander bewegbar sind; und eine Steuereinheit, mit der sich das Auseinanderbewegen der Spreizsegmente wenigstens in dem Spannbereich abhängig von einer Antriebskraft oder einem Antriebsdrehmoment der Spreizsegmente elektrisch steuern lässt.
  • Unter dem Spannbereich ist hierbei ein radialer Stellbereich der Spreizsegmente zu verstehen, in dem die Etikettenhülsen unter Berücksichtigung von Herstellungstoleranzen der Etikettenhülsen, insbesondere Toleranzen des Innenumfangs und der Wandstärke, auf den Spreizsegmenten zuverlässig reibschlüssig aufgespannt werden können. Die Grenzen des Spannbereichs können sowohl abhängig von den zu verarbeitenden Etikettenhülsen variabel einstellbar sein, als auch fest vorgegeben sein, beispielsweise durch das äußere Ende des Stellbereichs der Spreizsegmente.
  • Durch das erfindungsgemäße kraftgesteuerte und/oder drehmomentgesteuerte Spreizen lässt sich insbesondere bei Etikettenhülsen mit geringer Dehnbarkeit, wie beispielsweise Schrumpfhülsen, aus einer charakteristischen Zunahme der Antriebskraft oder des Antriebsdrehmoments auf einen von der Etikettenhülse entgegen gebrachten mechanischen Widerstand schließen. Dies kann als Annäherung an einen kritischen Endbereich der Spreizbewegung gewertet werden. Entsprechend lässt sich die Spreizbewegung auf einen unkritischen radialen Bereich begrenzen, in dem eine maximal zulässige Spannung der Etikettenhülse nicht überschritten wird.
  • Erfindungsgemäß lässt sich dadurch ein Überdehnen und/oder Reißen der Etikettenhülsen vermeiden. Anders gesagt, lässt sich das Spreizen der Spreizsegmente durch einen von den Etikettenhülsen ausgeübten Widerstand begrenzen, insbesondere durch eine entsprechende, vorgegebene Gegenkraft. Dadurch lässt sich eine zulässige Höchstspannung der Etikettenhülsen insbesondere auch unabhängig von Abmessungstoleranzen der Etikettenhülsen einhalten.
  • Eine derartige von der Antriebskraft oder dem Antriebsdrehmoment der Spreizeinheiten abhängige Steuerung eignet sich besonders gut für Schrumpfhülsen, lässt sich jedoch ebenso für elastische Folienhülsen und dergleichen anwenden. Unter der Antriebskraft ist hierbei eine Stellkraft oder Haltekraft für wenigstens ein Spreizsegment zu verstehen. Dies gilt analog für Antriebsdrehmomente. Antriebskräfte und Antriebsdrehmomente könnten für einzelne Spreizsegmente ermittelt werden und/oder an einem für mehrere oder alle Spreizsegmente einer Spreizeinheit gemeinsamen Antriebsaggregat. Antriebskräfte und Antriebsmomente können stellvertretend anhand geeigneter Messgrößen überwacht werden, wie beispielsweise durch Überwachung der Leistungsaufnahme der jeweiligen Antriebsaggregate.
  • Vorzugsweise lässt sich das Auseinanderbewegen der Spreizsegmente in dem Spannbereich an einer vom Erreichen eines vorgegebenen Schwellenwertes der Antriebskraft oder des Antriebsdrehmoments abhängigen Spannstellung anhalten, in der die Etikettenhülsen um die Spreizsegmente aufgespannt sind. Die radiale Position der Spreizsegmente ist an der Spannstellung somit nicht fest vorgegeben, sondern kann je nach Durchmesser und/oder Elastizität der Etikettenhülsen variieren. In der Spannstellung sind die Etikettenhülsen vorzugsweise so stark aufgespannt, dass ihre Drehlage und Höhenlage bezüglich der Spreizsegmente ohne das Einwirken zusätzlicher äußerer Halteelemente reibschlüssig fixiert sind. Die Antriebskraft und/oder das Antriebsdrehmoment können beispielsweise in geeigneten Zeitabständen und/oder über geeignete Teilbereiche der Spreizbewegung mit dem Schwellenwert, einem Sollbereich oder einem anderen die Antriebskraft oder das Antriebsdrehmoment widerspiegelnden Vergleichskriterium verglichen werden.
  • Vorzugsweise lässt sich der Schwellenwert hierbei mit der Steuereinheit einstellen, insbesondere wenigstens zwei unterschiedliche Schwellenwerte, die sich unterschiedlichen Typen der Etikettenhülsen zuordnen lassen. Dadurch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auf einfache Weise für das Etikettieren mit Etikettenhülsen unterschiedlicher mechanischer Beschaffenheit, insbesondere Dehnbarkeit, umgestellt werde. Besonders vorteilhaft ist das Bereitstellen wenigstens eines ersten Schwellenwerts und/oder Sollbereichs für Schrumpfhülsen und wenigstens eines zweiten Schwellenwerts und/oder Sollbereichs für elastische Etikettenhülsen. Dadurch lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders flexibel für unterschiedliche Etikettentypen einsetzen. Unterschiedliche Schwellenwerte und/oder Sollbereiche könnten sowohl manuell eingestellt oder aus Speichereinheiten ausgelesen werden als auch automatisch bei Formatwechseln von der Steuereinheit vorgegeben werden.
  • Bei einer besonders günstigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich die Spreizsegmente ferner positionsgesteuert und/oder zeitgesteuert in eine Mindestspreizstellung auseinander bewegen, die insbesondere zwischen der Aufnahmestellung und dem Spannbereich liegt. In der Mindestspreizstellung können die Spreizsegmente beispielsweise so weit auseinander gefahren sein, dass eine Passage des zu etikettierenden Behälters innerhalb der Spreizsegmente ermöglicht wird. Dadurch lässt sich eine Kollision des Behälters mit der Spreizeinheit in jedem Fall vermeiden, also auch unabhängig von der aktuellen Antriebskraft der Spreizsegmente und dem Widerstand der Etikettenhülsen. Außerdem kann das Spreizen der Etikettenhülsen in einem anfänglichen Bereich, in dem eine kritische Dehnung der Etikettenhülse noch zuverlässig ausgeschlossen werden kann, auf einfache Weise und/oder besonders schnell erfolgen. Ebenso kann die positionsgesteuerte und/oder zeitgesteuerte Spreizphase anderweitig, beispielsweise hinsichtlich eines zuverlässigen und reproduzierbaren Aufnehmens der Etikettenhülsen, optimiert werden. Insbesondere eine positionsgesteuerte Spreizbewegung bis zur Mindestspreizstellung lässt sich mit motorischen Antrieben, wie beispielsweise Servomotoren, besonders flexibel optimieren.
  • Vorzugsweise sind die Spreizsegmente fingerförmig und/oder als teilumfängliche Schalen ausgebildet. Fingerförmige Spreizsegmente eignen sich besonders gut für elastische Folienhülsen. Teilumfängliche Stützschalen, wie beispielsweise Viertelschalen oder Halbschalen, ermöglichen ein gleichmäßiges Öffnen und Abstützen von Schrumpfhülsen und begünstigen eine zuverlässige Passage der Behälter durch die Spreizeinheit.
  • Vorzugsweise ist an den Spreizeinheiten jeweils wenigstens ein Servomotor zum Auseinanderbewegen der Spreizsegmente vorgesehen. Dadurch lässt sich eine von der Antriebskraft oder dem Antriebsdrehmoment abhängige Steuerung der Spreizbewegung auf besonders einfache Weise realisieren. Mit Servomotoren lassen sich zudem besonders kompakte und kostengünstige Antriebseinheiten realisieren. Denkbar sind aber auch pneumatische oder magnetische Antriebsaggregate und dergleichen.
  • Die gestellte Aufgabe wird ebenso gelöst mit einem Verfahren nach Anspruch 7, das sich insbesondere zum Etikettieren mit Schrumpfhülsen eignet, wobei folgende Schritte vorgesehen sind:
    1. a) Aufnehmen der Etikettenhülsen mit Spreizeinheiten, an denen Spreizsegmente vorgesehen und in einer inneren Spendestellung positioniert sind; und
    2. b) Auseinanderbewegen der Spreizsegmente bis in einen äußeren Spannbereich, um die Etikettenhülsen um die Spreizsegmente aufzuspannen. Dabei wird das Auseinanderbewegen der Spreizsegmente wenigstens in dem Spannbereich, abhängig von einer Antriebskraft oder einem Antriebsdrehmoment der Spreizeinheiten, elektrisch gesteuert.
  • Die elektrische Ansteuerung erfolgt beispielsweise zentral für alle Spreizeinheiten mit Hilfe einer programmierbaren Steuereinheit einschließlich einer Überwachung von Messgrößen, die den zeitlichen Verlauf der Antriebskräfte und/oder Antriebsmomente beim Spreizen widerspiegeln.
  • Vorzugsweise werden die Spreizsegmente an einer variabel einstellbaren Spannstellung in Abhängigkeit von einem ermittelten Maß für die ausgeübte Antriebskraft oder das Antriebsdrehmoment angehalten. Somit lässt sich an der Spannstellung eine vorgegebene Spannung der Etikettenhülsen auch bei schwankenden Abmessungen der Etikettenhülsen erzielen. Die Spannung lässt sich hierbei an das Dehnungsverhalten der Etikettenhülsen anpassen. Entsprechend lassen sich die Etikettenhülsen an der Spannstellung reproduzierbar mit einer vorgegeben Haltekraft auf den Spreizsegmenten fixieren. Gleichzeitig lassen sich ein Überdehnen und/oder ein Reißen der Etikettenhülse vermeiden. Als Maß für die ausgeübte Antriebskraft oder das Antriebsmoment eignet sich beispielsweise die Leistungsaufnahme oder der Stromverbrauch eines für das Spreizen der Spreizsegmente vorgesehenen Antriebsaggregats.
  • Vorzugsweise werden die Spreizsegmente angehalten, wenn das ermittelte Maß einen für die Etikettenhülsen typischen Schwellenwert erreicht hat. Für unterschiedliche Typen der Etikettenhülsen lassen sich jeweils geeignete Schwellenwerte separat vorgeben. Damit lassen sich unterschiedliche Dehnungseigenschaften der Etikettenhülsen und/oder unterschiedliche Maßtoleranzen, insbesondere des Durchmessers und/oder der Wandstärke der Etikettenhülsen, berücksichtigen. Ebenso kann dadurch die Haltekraft zur reibschlüssigen Fixierung der Etikettenhülsen auf den Spreizsegmenten eingestellt werden. Der typische Schwellenwert könnte hierbei auch einen bestimmten Wertebereich umfassen. Ebenso könnte ein geeigneter Messwert über einen bestimmten Messzeitraum gemittelt werden, oder anderweitig überprüft werden, ob der Schwellenwert zuverlässig erreicht oder überschritten wurde.
  • Vorzugsweise wird der typische Schwellenwert in Abhängigkeit von wenigstens einem für das Dehnungsverhalten der Etikettenhülsen charakteristischen Parameter eingestellt, um die Etikettenhülsen in der Spannstellung mittels Haftreibung auf den Spreizsegmenten zu fixieren. Als charakteristische Parameter eignen sich mechanische Eigenschaften der Grundmaterialien der Etikettenhülsen, der Elastizitätsmodul, eine maximal zulässige relative Dehnung, die Wanddicke der Etikettenhülsen und dergleichen. Unter einer Fixierung mittels Haftreibung ist insbesondere zu verstehen, dass die Etikettenhülsen ohne ein Klemmen mit zusätzlichen Halteelementen auf der Außenseite der Etikettenhülsen in einer für die nachfolgende Etikettenübergabe an die Behälter geeigneten Höhenlage und Drehlage gehalten werden können. Die Haltekraft lässt sich an die mechanischen Eigenschaften der Etikettenhülsen, insbesondere deren Belastbarkeit, anpassen.
  • Vorzugsweise werden die Spreizsegmente ferner von der Spannstellung in eine Übergabestellung zum Übergeben der Etikettenhülsen an die Behälter aufeinander zu bewegt. Im Gegensatz zur Spannstellung, die ein Halten der Etikettenhülse mit vorgegebener Spannung der Etikettenhülse ermöglicht, ist die Etikettenhülse in der Übergabestellung zumindest so locker auf den Spreizsegmenten positioniert, dass ein Material schonendes Abziehen von den Spreizsegmenten und Übergeben an den Behälter ermöglicht wird.
  • Vorzugsweise werden die Spreizsegmente vor dem Erreichen des Spannbereichs positionsgesteuert und/oder zeitgesteuert auseinander bewegt. Dadurch lässt sich ein für das Öffnen der Etikettenhülsen unkritischer Stellbereich der Spreizeinheiten einfach und schnell durchfahren. Insbesondere die positionsgesteuerte Bewegung der Spreizsegmente eignet sich für eine elektrische Ansteuerung und einen Antrieb mittels Servomotoren.
  • Bei einer besonders günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Spreizsegmente vor dem Schritt b) in eine Mindestspreizstellung auseinander bewegt, die insbesondere an einer inneren Grenze des Spannbereichs liegt. Durch das Anfahren der Mindestspreizstellung kann ein für das Öffnen der Etikettenhülsen unkritischer und für eine Passage des Behälters benötigter Stellbereich zuverlässig und auf einfache Weise durchfahren werden. Eine besonders einfache Ansteuerung ergibt sich, wenn der Spannbereich unmittelbar an die Mindestspreizstellung anschließt.
  • Vorzugsweise wird die Mindestspreizstellung in Abhängigkeit vom Umfang oder Durchmesser der Etikettenhülsen eingestellt, insbesondere derart, dass eine gedachte Umfangslinie um die Spreizsegmente um wenigstens 5 % kürzer ist als der Innenumfang der Etikettenhülsen. Der Innenumfang ist hierbei beispielsweise ein Sollmaß, das einer gewissen Herstellungstoleranz unterliegt. Mit einer um 5 % kürzeren Umfangslinie um die Spreizsegmente lässt sich sicherstellen, dass Schrumpfhülsen auch bei den üblichen Herstellungstoleranzen beim Erreichen der Mindestspreizstellung noch nicht aufgespannt oder gedehnt werden. Somit lässt sich ein Überdehnen oder Reißen der Etikettenhülsen zuverlässig vermeiden.
  • Vorzugsweise erlaubt die Mindestspreizstellung ein Einführen des Behälters in die Spreizeinheit. Dadurch lässt sich die Etikettierung insbesondere mit Schrumpfhülsen vereinfachen und eine Kollision der Behälter beim Einführen in die Spreizeinheit unabhängig vom Vorhandensein und dem Zustand der Etikettenhülsen zuverlässig vermeiden. Es wird außerdem nur für einen vergleichsweise kleinen Stellweg des Spreizens eine von der Antriebskraft oder dem Antriebsdrehmoment abhängige Ansteuerung der Spreizeinheiten benötigt.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Etikettiervorrichtung;
    Figur 2
    eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spreizeinheit;
    Figur 3
    eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spreizeinheit;
    Figur 4
    eine schematische Draufsicht auf erfindungsgemäße Spreizsegmente in einer Mindestspreizstellung; und
    Figur 5
    ein schematisches Diagramm zur erfindungsgemäßen Steuerung der Spreizeinheiten.
  • Wie die Figur 1 erkennen lässt, umfasst eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Etikettieren von Behältern 2 mit Etikettenhülsen 3 mehrere umfänglich gleichmäßig auf einem Etikettierrad 4 verteilte Etikettierstationen 5, die jeweils Spreizeinheiten 6 zum Aufnehmen und Spreizen der Etikettenhülsen 3 umfassen. Die Etikettenhülsen 3 sind beispielsweise Schrumpfhülsen oder Stretch-Hülsen. Angedeutet sind ferner Entnahmeeinheiten 7 zum Greifen und Anheben der etikettierten Behälter 2 aus den Spreizeinheiten 6, eine Steuereinheit 8 zum elektrischen Steuern der erfindungsgemäßen Etikettiervorrichtung 1, ein Etikettenspender 9, ein optionaler Schrumpfbereich 10 zum Befestigen der Etikettenhülsen 3, falls diese als Schrumpfhülsen vorliegen, ein Einlaufsternrad 11 zum Zuführen der zu etikettierenden Behälter 2, die beispielsweise Kunststoffflaschen sein können, und ein Auslaufsternrad 12 zum Entnehmen der Behälter 2. Die Drehrichtung des Etikettierrads 4 ist ferner mit einem Pfeil angedeutet.
  • Die Figur 2 verdeutlicht beispielhaft eine erfindungsgemäße Etikettiereinheit 6 mit vier radial verschiebbaren Spreizsegmenten 6a, die beispielsweise fingerförmig oder schalenförmig ausgebildet sein können. Die Spreizsegmente 6a sind umfänglich um eine zentrale Ausnehmung 6b der Spreizeinheit 6 angeordnet, durch die der zu etikettierende Behälter 2 beispielsweise aufrecht stehend von unten mit einer schematisch angedeuteten Positioniereinheit 13 in bekannter Weise in die Spreizeinheit 6 angehoben werden kann.
  • Die Figur 2 zeigt die Spreizeinheit 6 in einem Zustand, in dem die Spreizsegmente 6a in eine innere Aufnahmestellung R1 soweit zusammengefahren sind, dass die Spreizeinheit 6 von oben mit einer Etikettenhülse 3 in bekannter Weise bestückt werden kann. Hierbei kann die radiale Position der Spreizsegmente 6a je nach Durchmesser der verwendeten Etikettenhülse 3 von der in der Figur 2 gezeigten Stellung nach außen oder innen abweichen. Weitere erfindungsgemäße Stellungen der Spreizsegmente 6a werden nachfolgend unter Bezug auf die Figur 4 noch ausführlicher erläutert.
  • An der Spreizeinheit 6 ist ferner wenigstens ein Antriebsaggregat 6c vorgesehen, beispielsweise ein elektrisch ansteuerbarer Servomotor, der ein Antriebsdrehmoment mittels eines (hier verdeckten) Getriebes und einer Steuerscheibe 6d auf die Spreizsegmente 6a überträgt. Im gezeigten Beispiel werden die Spreizsegmente 6a von einem gemeinsamen Antriebsaggregat 6c angetrieben. Es könnten jedoch auch mehrere Antriebsaggregate 6c an der Spreizeinheit 6 vorgesehen sein, beispielsweise um einzelne Spreizsegmente 6a zeitbezogen und/oder positionsbezogen individuell anzutreiben.
  • Die Figur 3 zeigt eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spreizeinheit 6, die sich von der Ausführungsform in der Figur 2 im Wesentlichen durch die Form der Spreizsegmente 6a unterscheidet. In der Figur 3 sind die Spreizsegmente 6a als teilumfängliche Stützschalen ausgebildet. Wie in der Figur 3 anhand radial verlaufender Führungsnuten 6e für die Spreizsegmente 6a zu erkennen ist, könnte die Anzahl der pro Spreizeinheit 6 vorgesehenen Spreizsegmente 6a von den gezeigten Beispielen abweichen. Beispielsweise könnten auch nur zwei im Wesentlichen halbschalenförmige Spreizsegmente 6a vorgesehen sein. Ebenso könnten im Wesentlichen fingerförmige Spreizsegmente 6a vorgesehen sein. Im Beispiel der Figur 3 könnten zwei bis acht Spreizsegmente 6a, insbesondere umfänglich gleichmäßig, um die zentrale Ausnehmung 6b gruppiert werden.
  • Die Form der Spreizsegmente 6a, beispielsweise fingerförmig oder schalenförmig, wird vorzugsweise an den Typ der verwendeten Etikettenhülse 3 angepasst. Beispielsweise eignen sich fingerförmige Spreizsegmente 6a besonders gut für Stretch-Hülsen, insbesondere für hochelastische Folienhülsen. Schalenförmige Spreizsegmente 6a eignen sich besonders gut für Schrumpfhülsen.
  • Erfindungswesentlich ist jeweils, dass die Spreizfinger 6a in einem äußeren Spannbereich S auf eine Spannstellung R3 gefahren werden können, bei der ein geeigneter Kontakt, insbesondere ein Reibschluss, zwischen den Spreizsegmenten 6a und der Etikettenhülse 3 hergestellt wird, beispielsweise unter Einhaltung einer maximal zulässigen Spannung der Etikettenhülsen 3. Entsprechend können die radialen Abstände zwischen den Spreizsegmenten 6a in der Spannstellung R3 je nach individueller Größe und Beschaffenheit der Etikettenhülsen 3 variieren. In der Spannstellung R3 sind vorzugsweise alle an der Spreizeinheit 6 vorhandenen Spreizsegmente 6a in Kontakt mit der Etikettenhülse 3. Durch den Kontakt in der Spannstellung R3 sollen die Etikettenhülsen 3 mittels Reibschluss in einer vorgegebenen Lage auf den Spreizeinheiten 6 bis zur Übergabe an die Behälter 2 fixiert werden.
  • Die Definition charakteristischer radialer Stellungen der Spreizsegmente 6a wird anhand der schematischen Figur 4 deutlich. Dargestellt sind neben der Spreizeinheit 6, den Spreizsegmenten 6a, dem zu etikettierenden Behälter 2 und der Etikettenhülse 3 die folgenden gestrichelt gezeichneten radialen Stellungen der Spreizsegmente 6a bezüglich der Hauptachse 6' der zentralen Ausnehmung 6b: die innere Aufnahmestellung R1; eine mittlere Mindestspreizstellung R2; und die äußere Spannstellung R3, in der umfänglicher, insbesondere reibschlüssiger Kontakt zwischen den Spreizsegmenten 6a und der Etikettenhülse 3 hergestellt ist.
  • In der mittleren Mindestspreizstellung R2 sind die Spreizsegmente 6a vorzugsweise soweit auseinander bewegt, dass sich der Behälter 2 durch die zentrale Ausnehmung 6b zwischen die geöffneten Spreizsegmente 6a einführen lässt. Dies ist insbesondere bei Verwendung von Schrumpfhülsen vorteilhaft, jedoch nicht zwingend erforderlich. Die in der Figur 4 gezeigte Anordnung eignet sich insbesondere für die Etikettierung der Behälter 2 mit Schrumpfhülsen.
  • Jedoch könnte die erfindungsgemäße Etikettiervorrichtung 1 ebenso für die Etikettierung mit elastischen Folienhülsen verwendet werden. Beispielsweise ließen sich für die Etikettierung mit Schrumpfhülsen oder elastischen Folienhülsen unterschiedliche charakteristische Stellungen der Spreizsegmente 6a definieren, beispielsweise unterschiedliche Aufnahmestellungen R1 und/oder unterschiedliche Mindestspreizstellungen R2 und/oder unterschiedliche Spannstellungen R3. Es wäre prinzipiell denkbar, mit derselben Spreizeinheit 6, auch ohne mechanische Umrüstung, lediglich mittels Umprogrammierung zwischen unterschiedlichen Etikettentypen zu wechseln, beispielsweise zwischen Schrumpfetiketten und Stretch-Sleeves.
  • Die Mindestspreizstellung R2 wird ausgehend von der Aufnahmestellung R1 vorzugsweise in herkömmlicher Weise positionsgesteuert und/oder zeitgesteuert angefahren. Darunter ist zu verstehen, dass der Aufnahmestellung R1 und insbesondere der Mindestspreizstellung R2 für eine bestimmte Produktlinie konstante radiale Positionen der Spreizsegmente 6a zugeordnet werden. Der Stellweg zwischen der Aufnahmestellung R1 und der Mindestspreizstellung R2 wird dann entweder innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer abgefahren und/oder die aktuelle Position der Spreizsegmente 6a anhand der Stellposition des Antriebsaggregats 6c, beispielsweise eines Servomotors, überwacht. Die Aufnahmestellung R1 und die Mindestspreizstetlung R2 lassen sich somit auf einfache Weise an die Abmessungen, insbesondere den Durchmesser oder Umfang, der aufzunehmenden Etikettenhülsen 3 anpassen. In der Mindestspreizstellung R2 ist vorzugsweise eine Passage des Behälters 2 durch die Spreizeinheit 6 möglich. Eine Kollision des Behälters 2 mit den Spreizsegmenten 6a kann somit unabhängig vom Zustand und der Lage der Etikettenhülsen 3 zuverlässig vermieden werden.
  • Dem gegenüber wird die radiale Position der Spreizsegmente 6a in der Spannstellung R3 für jede Etikettenhülse 3 abhängig vom zeitlichen Verlauf einer Messgröße, die ein Antriebsdrehmoments oder eine Antriebskraft der Spreizsegmente 6a widerspiegelt, individuell angepasst. Im Gegensatz zur Mindestspreizstellung R2 kann die Position der Spreizsegmente 6a in der Spannstellung R3 je nach Abmessung und/oder dem Dehnverhalten der Etikettenhülsen 3 von Charge zu Charge und/oder für jede einzelne Etikettenhülse 3 variieren. Es wird somit lediglich der radiale Spannbereich S vorab festgelegt, der vorzugsweise, aber nicht zwingend, nach außen unmittelbar an die Mindestspreizstellung R2 anschließt.
  • Beim Auseinanderfahren der Spreizsegmente 6a im radialen Spannbereich S wird eine geeignete Messgröße, beispielsweise die Leistungsaufnahme des Antriebsaggregats 6c, in geeigneten Zeitabständen überwacht und in Echtzeit mit einem für die Etikettenhülse 3 typischen Kriterium, wie beispielsweise einem Schwellenwert oder Sollbereich, verglichen. Hierbei wird davon ausgegangen, dass die Messgröße eine Aussage darüber erlaubt, wie groß ein dem Auseinanderfahren der Spreizsegmente 6a von der Etikettenhülse 3 entgegen gebrachter mechanischer Widerstand ist. Außerdem kann angenommen werden, dass die zugehörige Gegenkraft beim Herstellen eines umfänglichen Kontakts der Spreizsegmente 6a mit der Etikettenhülse 3 einen charakteristischen Anstieg der ausgewerteten Messgröße bewirkt. Beim Erfüllen des festgelegten Vergleichskriteriums wird die Spreizbewegung angehalten, wodurch die Spannstellung R3 erreicht ist. Diese ist somit erfindungsgemäß durch das Erreichen einer vorgegebenen Antriebskraft oder eines Antriebsdrehmoments wenigstens eines an der Spreizeinheit 6 vorgesehenen Antriebsaggregats 6c für die Spreizsegmente 6a definiert. Entsprechend werden die Etikettenhülsen 3 in der Spannstellung R3 reproduzierbar gespannt. Dies resultiert in einer reproduzierbaren Normalkraft für den Reibschluss auf den Spreizsegmenten 6a.
  • Schwellenwerte und/oder Sollbereiche werden für einzelne Etikettentypen derart festgelegt, dass an der Spannstellung R3 ein reibschlüssiger Kontakt zwischen der Etikettenhülse 3 und den Spreizsegmenten 6a hergestellt wird und sich gleichzeitig ein Reißen oder Überdehnen der Etikettenhülse 3 zuverlässig vermeiden lässt. Maßtoleranzen der Etikettenhülsen 3 können hierbei vernachlässigt werden, sofern der Etikettenquerschnitt innerhalb des Spannbereichs S liegt.
  • Durch Festlegen eines geeigneten Schwellenwertes oder Sollbereichs lässt sich eine der Gegenkraft entsprechende Haltekraft zum Fixieren der Etikettenhülse 3 auf den Spreizsegmenten 6a einstellen. Die Haltekraft wird vorzugsweise derart eingestellt, dass zusätzliche Halteelemente zum Befestigen der Etikettenhülsen 3 auf den Spreizsegmenten 6a bis zu deren Übergabe an die Behälter 2 entbehrlich werden.
  • Bei der Übergabe der Etikettenhülse 3 an die Behälter 2 werden die Spreizsegmente 6a vorzugsweise von der Spannstellung R3 ausgehend bis in eine Übergabestellung R4 aufeinander zu bewegt. In dieser ist der Reibschluss zwischen der Etikettenhülse 3 und den Spreizsegmenten 6a aufgehoben oder die Reibung zumindest soweit reduziert, dass die Etikettenhülse 3 Material schonend von den Spreizsegmenten 6a abgezogen und an die Behälter 2 übergeben werden kann. Die Übergabestellung R4 könnte beispielsweise der Mindestspreizstellung R2 entsprechen. Die Übergabestellung R4 wird vorzugsweise positionsgesteuert oder zeitgesteuert angefahren. Es wäre aber auch denkbar, die Haltekraft zwischen der Etikettenhülse 3 und den Spreizsegmenten 6a zu überwachen, beispielsweise anhand der oben genannten Messgröße, und/oder durch zusätzliche Druck- oder Spannungsmessung mit einem separaten Sensor (nicht dargestellt).
  • Eine erfindungsgemäße Spreizbewegung ist in der Figur 5 beispielhaft anhand des zeitlichen Verlaufs (Zeitachse: t) der radialen Position R der Spreizsegmente 6a dargestellt. Demnach sind die Spreizsegmente 6a zu Beginn in der inneren Aufnahmestellung R1. Mit Beginn einer ersten Spreizphase T1 werden die Spreizsegmente 6a positionsgesteuert und/oder zeitgesteuert bis zur Mindestspreizstellung R2 auseinander gefahren.
  • Radial außerhalb der Mindestspreizstellung R2 werden die Spreizeinheiten 6 in einer zweiten Spreizphase T2 kraftgesteuert und/oder momentgesteuert so lange auseinander gefahren, bis das vorgegeben Vergleichskriterium erfüllt ist, beispielsweise das Erreichen eines Schwellenwerts des Antriebsmoments. Mit dem Anhalten der Spreizsegmente 6a ist die zweite Spreizphase T2 beendet und die Spannstellung R3 erreicht, bei der die Spreizsegmente 6a in einer an die jeweilige Etikettenhülse 3 individuell angepassten äußeren Endposition sind. Der moment- oder kraftgesteuert zurückgelegte Stellweg S' kann hierbei individuell variieren. Die Mindestspreizstellung R2 wird allerdings unter Berücksichtigung möglicher Maßtoleranzen derart eingestellt, dass eine unzulässige Spannung der Etikettenhülse 3 nicht schon während der positionsgesteuerten oder zeitgesteuerten ersten Spreizphase T1 erzeugt werden kann.
  • Die anschließende Spannphase T3 zum Halten der Etikettenhülse 3 auf den Spreizsegmenten 6a kann zeitgesteuert, positionsgesteuert, momentgesteuerten oder kraftgesteuert sein. Beispielsweise könnte die Spannstellung R3 während der Spannphase T3 bei Bedarf nachgeregelt werden, um anhand der festgestellten Antriebsmomente oder Antriebskräfte eine vorgegebene Haltekraft einzustellen und/oder beizubehalten. Die Spreizsegmente 6a könnten in der Spannphase aber auch fixiert werden. Die Spannstellung R3 wird vorzugsweise beim Positionieren des Behälters 2 innerhalb der Etikettenhülse 3 beibehalten.
  • Für die nachfolgende Übergabe der Etikettenhülse 3 an den Behälter 2 wird der Abstand zwischen den Spreizsegmenten 6a so weit reduziert, dass die Etikettenhülse 3 Material schonend von den Spreizsegmenten 6a abgezogen werden kann. Dies ist in der Figur 5 anhand der Übergabestellung R4 angedeutet, die in einer Übergabephase T4 vorzugsweise durch positionsgesteuertes oder zeitgesteuertes Zusammenbewegen der Spreizsegmente 6a angefahren wird. Die Übergabe der Etikettenhülsen 3 an die Behälter 2 kann anschließend in bekannter Weise erfolgen, beispielsweise durch mündungsseitiges Greifen der Behälter 2 und Anheben mit den Entnahmeeinheiten 7.
  • Die Etikettenübergabe an die Behälter 2 kann in bekannter Weise erfolgen. Schrumpfhülsen können beispielsweise in dem in der Figur 1 angedeuteten Schrumpfbereich 10 aufgeschrumpft werden. Für die Etikettenübergabe an die Behälter 2 könnten aber auch zusätzliche Klemmeinrichtungen (nicht gezeigt) im Bereich der Spreizeinheiten 6 und/oder der Entnahmeeinheiten 7 vorgesehen sein, um den Reibschluss zwischen den Etikettenhülsen 3 und den Behältern 2 zu verstärken.
  • Unabhängig von den jeweiligen Verfahrensschritten in der Übergabephase T4 lässt sich durch eine geeignete Kombination der ersten und zweiten Spreizphase T1 und T2 eine Fixierung unterschiedlicher Etikettenhülsen 3 auf den Spreizsegmenten 6a flexibel anpassen. Hierbei kann insbesondere berücksichtigt werden, dass Schrumpfhülsen nur in geringem Ausmaß für die Fixierung auf den Spreizsegmenten 6a gedehnt werden dürfen, und dass der Innendurchmesser der Etikettenhülsen 3 toleranzbedingt variieren kann. Vorzugsweise wird die Mindestspreizstellung R2 dann so eingestellt, dass eine gedachte Umfangslinie um die Spreizsegmente 6a 5 bis 10% kleiner ist als das Sollmaß des Innenumfangs der Etikettenhülsen 3. Damit kann in der Regel sichergestellt werden, dass die Etikettenhülsen 3 in der Mindestspreizstellung R2 noch nicht gedehnt werden. Dadurch lässt sich eine Beschädigung der Etikettenhülsen 3 beim Öffnen und Aufspannen für die nachfolgende Etikettierung zuverlässig vermeiden.
  • Mit der erfindungsgemäßen kraftgesteuerten und/oder drehmomentgesteuerten Spreizbewegung der Spreizsegmente 6a lassen sich somit vielfältige und an die jeweiligen Materialeigenschaften und Abmessungen der Etikettenhülsen 3 angepasste Spreizbewegungen zum Befestigen der Etikettenhülsen 3 auf den Spreizsegmenten 6a für die nachfolgende Etikettenübergabe realisieren. Diese sind bei Bedarf flexibel an unterschiedlichen Etikettentypen anpassbar, wie beispielsweise an Schrumpfhülsen und flexible Etikettenhülsen.
  • Ebenso lassen sich unterschiedliche Etikettendurchmesser, Querschnittsformen der zu etikettierenden Behälter 2, Herstellungstoleranzen der Etikettenhülsen 3, Wandstärken der Etikettenhülsen 3, sowie deren Dehnungsverhalten individuell berücksichtigen. Das drehmomentgesteuerte oder kraftgesteuerte Auseinanderfahren der Spreizsegmente 6a erleichtert somit sowohl den Formatwechsel zwischen Etikettenhülsen 3 unterschiedlicher Typen und/oder Abmessungen als auch die laufenden Qualitätskontrolle der Etikettierung durch Nachregeln der Spannstellung 3, durch Festlegen einer geeigneten Mindestspreizstellung R2 und dergleichen. Ferner wird ein Formatwechsel dadurch erleichtert, dass sich die Spreizeinheiten 6a durch Anpassung der jeweiligen Steuerung der Spreizbewegungen mit geringem Aufwand an unterschiedliche Etikettenhülsen 3 anpassen lassen. Beispielsweise wären dann bei einem Wechsel zwischen unterschiedlichen Etikettentypen lediglich eine Umprogrammierung der Steuereinheit 8 und/oder ein Austausch der Spreizsegmente 6a nötig, so dass alle Antriebsaggregate und Versorgungsleitungen beibehalten werden können und gegebenenfalls eine Demontage dieser Bestandteile entbehrlich wird.
  • Der beschriebene erfindungsgemäße Spreizvorgang lässt sich insbesondere in bestehende Etikettiervorrichtungen integrieren, da die Übergabe der erfindungsgemäß aufgespannten Etikettenhülsen 3 an die Behälter 2 in bekannter Weise erfolgen kann. Die Behälter 2 könnten hierbei in bekannter Weise von unten nach oben durch die Spreizeinheiten 6 gefädelt werden. Es wäre aber ebenso denkbar, die Spreizeinheiten 6 in geeigneter Weise bezüglich der Behälter 2 zu heben und zu senken. Dies wird insbesondere auch dadurch erleichtert, dass an den Spreizeinheiten 6 aufgrund der erfindungsgemäßen Vorgehensweise zusätzliche Halteelemente für die Etikettenhülsen 3 entbehrlich werden, so dass die Spreizeinheiten 6 in einer leichteren Bauweise ausgeführt werden und mit einem größeren Bewegungsspielraum in die für die Etikettierung erforderlichen Stellungen gebracht werden kann.
  • Außerdem könnte die erste Spreizphase T1 bezüglich des Spendens und Auffangens der Etikettenhülsen optimiert werden. Das heißt, die beschriebene Steuerung und Spreizbewegung der ersten Spreizphase T1 ist lediglich beispielhaft und könnte ebenso unterschiedliche Bewegungsmuster, Geschwindigkeitsprofile und dergleichen umfassen.
  • Auch die in der Figur 5 gezeigten linearen Bewegungen der Spreizsegmente 6a dienen lediglich einer leicht verständlichen Darstellung. Insbesondere innerhalb des Spannbereichs S könnte die Spreizgeschwindigkeit beliebig angepasst oder variiert werden. Beispielsweise könnte ein erster Teilbereich des Spannbereichs S auf der Grundlage einer statistischen Auswertung zuvor verwendeter Spannstellungen R3, beispielsweise innerhalb der gleichen Etikettencharge, festgelegt werden und vergleichsweise schnell durchfahren werden, ein nach außen anschließender zweiter Teilbereich des Spannbereichs S dagegen langsamer, um die aktuelle Spannstellung R3 individuell und mit großer Genauigkeit einstellen zu können.
  • Die beschriebenen Ausführungsformen und Varianten lassen sich beliebig in technisch sinnvoller Weise kombinieren.

Claims (15)

  1. Vorrichtung zum Etikettieren von Behältern (2) mit Etikettenhülsen (3), umfassend:
    - Spreizeinheiten (6) mit Spreizsegmenten (6a), die von einer inneren Aufnahmestellung (R1) zum Aufnehmen der Etikettenhülsen bis in einen äußeren Spannbereich (S) zum Aufspannen der Etikettenhülsen um die Spreizsegmente auseinander bewegbar sind; und
    - eine Steuereinheit (8), mit der sich das Auseinanderbewegen der Spreizsegmente wenigstens in dem Spannbereich (S) abhängig von einer Antriebskraft oder einem Antriebsdrehmoment der Spreizsegmente elektrisch steuern lässt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich das Auseinanderbewegen der Spreizsegmente (6a) in dem Spannbereich (S) abhängig vom Erreichen eines vorgegeben Schwellenwerts der Antriebskraft oder des Antriebsdrehmoments an einer Spannstellung (R3) anhalten lässt, in der die Etikettenhülsen (3) um die Spreizsegmente (6a) aufgespannt sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei sich mit der Steuereinheit (8) der Schwellenwert einstellen lässt, insbesondere wenigstens zwei unterschiedliche Schwellenwerte, die sich unterschiedlichen Typen der Etikettenhülsen (3) zuordnen lassen.
  4. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei sich die Spreizsegmente (6a) ferner positionsgesteuert und/oder zeitgesteuert in eine Mindestspreizstellung (R2) auseinander bewegen lassen, die insbesondere zwischen der Aufnahmestellung (R1) und dem Spannbereich (S) liegt.
  5. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei die Spreizsegmente (6a) fingerförmig und/oder als teilumfängliche Stützschalen ausgebildet sind.
  6. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei an den Spreizeinheiten (6) jeweils wenigstens ein elektrisch betriebenes Antriebsaggregat (6c), insbesondere ein Servomotor, zum Auseinanderbewegen der Spreizsegmente (6a) vorgesehen ist.
  7. Verfahren zum Etikettieren von Behältern (2) mit Etikettenhülsen (3), insbesondere mit Schrumpfhülsen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
    a) Aufnehmen der Etikettenhülsen mit Spreizeinheiten (6), an denen Spreizsegmente (6a) vorgesehen und in einer inneren Aufnahmestellung (R1) positioniert sind;
    b) Auseinanderbewegen der Spreizsegmente (6a) bis in einen äußeren Spannbereich (S), um die Etikettenhülsen (3) um die Spreizsegmente aufzuspannen,
    wobei das Auseinanderbewegen der Spreizsegmente wenigstens in dem Spannbereich (S) abhängig von einer Antriebskraft oder einem Antriebsdrehmoment der Spreizeinheiten elektrisch gesteuert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Spreizsegmente (6a) an einer variabel einstellbaren Spannstellung (R3) in Abhängigkeit von einem ermittelten Maß für die ausgeübte Antriebskraft oder das Antriebsdrehmoment der Spreizsegmente angehalten werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Spreizsegmente (6a) angehalten werden, wenn das ermittelte Maß einen für die Etikettenhülsen typischen Schwellenwert erreicht.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der typische Schwellenwert in Abhängigkeit von wenigstens einem für das Dehnungsverhalten der Etikettenhülsen (3) charakteristischen Parameter eingestellt wird, um die Etikettenhülsen in der Spannstellung (R3) mittels Haftreibung auf den Spreizsegmenten (6a) zu fixieren.
  11. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Spreizsegmente (6a) ferner von der Spannstellung (R3) in eine Übergabestellung (R4) zum Übergeben der Etikettenhülsen (3) an die Behälter (2) aufeinander zu bewegt werden.
  12. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Spreizsegmente (6a) vor dem Erreichen des Spannbereichs (S) positionsgesteuert und/oder zeitgesteuert auseinander bewegt werden.
  13. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei die Spreizsegmente (6a) vor dem Schritt b) in eine Mindestspreizstellung (R2) auseinander bewegt werden, die insbesondere an einer inneren Grenze des Spannbereichs (S) liegt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Mindestspreizstellung (R2) in Abhängigkeit vom Umfang der Etikettenhülsen (3) eingestellt wird, insbesondere derart, dass eine gedachte Umfangslinie um die Spreizsegmente (6a) um wenigstens 5% kürzer ist als der Innenumfang der Etikettenhülsen (3).
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Mindestspreizstellung (R2) ein Einführen des Behälters (2) in die Spreizeinheit (6) erlaubt.
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