EP4347416A1 - Vakuumzylindereinheit zur etikettenübergabe - Google Patents
Vakuumzylindereinheit zur etikettenübergabeInfo
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- EP4347416A1 EP4347416A1 EP22722808.7A EP22722808A EP4347416A1 EP 4347416 A1 EP4347416 A1 EP 4347416A1 EP 22722808 A EP22722808 A EP 22722808A EP 4347416 A1 EP4347416 A1 EP 4347416A1
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- EP
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- vacuum cylinder
- clamping
- compressed air
- cylinder unit
- pot
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- B65C—LABELLING OR TAGGING MACHINES, APPARATUS, OR PROCESSES
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- B65C9/12—Removing separate labels from stacks
- B65C9/14—Removing separate labels from stacks by vacuum
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B65C9/1865—Label feeding from strips, e.g. from rolls the labels adhering on a backing strip
- B65C9/1876—Label feeding from strips, e.g. from rolls the labels adhering on a backing strip and being transferred by suction means
- B65C9/188—Label feeding from strips, e.g. from rolls the labels adhering on a backing strip and being transferred by suction means the suction means being a vacuum drum
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- B65C9/1815—Label feeding from strips, e.g. from rolls the labels being cut from a strip and transferred by suction means
- B65C9/1819—Label feeding from strips, e.g. from rolls the labels being cut from a strip and transferred by suction means the suction means being a vacuum drum
Definitions
- the invention relates to a vacuum cylinder unit according to the preamble of claim 1 and a labeling device equipped therewith for labeling containers.
- Vacuum cylinder units are known to be components of labeling units for attaching labels provided on rolls to containers, such as bottles with means of hot glue.
- the vacuum cylinder has the task of transporting the labels provided with glue to the transport path of the containers with vacuum support and handing them over to them.
- the vacuum cylinder is format-specifically adapted to the labels and can be pulled upwards from the associated rotary drive for format changes.
- torque transmission and good concentricity a combination of a drive shaft with a polygonal cross-section and a correspondingly form-fitting hub on the vacuum cylinder has proven itself.
- the polygonal shaft then extends essentially over the entire height of the vacuum cylinder, so that when the format is changed, the latter must be raised over the entire length of the polygonal connection and thus pulled by the drive shaft. Due to the relatively high weight of the vacuum cylinder and the usually restricted access during conversion work, this procedure is very unfavorable from an ergonomic point of view.
- the stroke that has to be overcome manually when changing the format to pull off the vacuum cylinder can be reduced compared to devices with polygonal shafts.
- the clamping pot and associated actuating mechanism add weight to the vacuum cylinder, which partially negates the ergonomic advantages of lifting the vacuum cylinder.
- the clamping pot and the associated actuating mechanism increase the expenditure on equipment for the vacuum cylinder, which is designed as an interchangeable part, which makes its purchase expensive to an undesired extent.
- a vacuum cylinder unit according to claim 1.
- it is used for vacuum-supported label transfer in a labeling device for containers and comprises a drive shaft and a vacuum cylinder coupled to it, centered by means of a zero-point clamping system for torque transmission and entraining.
- the quick-change pallet system comprises a clamping spigot integrated into the vacuum cylinder and a clamping pot connected to the drive shaft for clamping the clamping spigot.
- the clamping spigot is the passive component in the quick-change pallet system
- the clamping pot is the actively closing/opening component.
- all of the components that need to be actuated to open/close the quick-change pallet system can be relocated to the area of the drive shaft that is not to be replaced when the format is changed.
- the comparatively heavy and expensive clamping pot with the associated actuating elements does not have to be lifted/replaced when replacing the vacuum cylinder, so that both the ergonomics are improved and a comparatively inexpensive construction of the vacuum cylinder is possible.
- the chucking spigot mounted on the replaceable vacuum cylinder is comparatively light and inexpensive.
- Suitable zero-point clamping systems are known, for example, under the name "Zero Clamp®” and usually include a clamping pot housing made of hardened stainless steel, a steel cone for play-free clamping of the associated pin, an associated precision radial spring, a spring plate and preferably a lock that uses spring force closes and can be opened pneumatically.
- the clamping pot preferably includes a spring-loaded closing mechanism that can be opened pneumatically, ie by applying compressed air.
- the spring force keeps the connection reliably closed even if the compressed air supply is missing or fails. This means that the clamping spigot is inserted into the clamping pot when the compressed air is applied and the non-positive connection is established by interrupting the compressed air supply and is thus held mechanically until the compressed air is applied again. Ergonomic opening is thus provided by the temporary supply of compressed air when the vacuum cylinder is at a standstill.
- the vacuum cylinder unit further comprises a stationary lower part, in which a compressed air channel for the supply of compressed air and a groove open towards the vacuum cylinder at the top with a coupling element that can be moved vertically therein is formed.
- the coupling element is then designed in such a way that without the supply of compressed air it does not touch any components rotating during operation in the groove and when the compressed air is supplied it is raised by this in such a way that it docks at a pneumatic connection to the clamping pot to its pneumatic opening.
- the coupling element rests against a component that is rigidly connected to the clamping pot and therefore rotates during operation with a pneumatic connection to the clamping pot and thus connects the compressed air duct to the clamping pot.
- the coupling element does not come into contact with rotating components of the vacuum cylinder unit during working operation, ie when the vacuum cylinder is rotating.
- the coupling element which is driven by gravity in the groove, is thus in an inactive position from which it can be raised into an active position for compressed air transmission to the vacuum cylinder by temporarily applying compressed air when the vacuum cylinder is stationary.
- the coupling element has suitable grooves and/or bores, for example, which produce a pneumatic connection between the groove to which compressed air is applied (input side) and a connecting channel (output side) leading to the clamping pot.
- the coupling element and the groove on the input side in this regard preferably run in a circular ring shape around the axis of rotation of the vacuum cylinder in such a way that the clamping pot can be connected to the compressed air duct regardless of the rotational position of the vacuum cylinder with respect to the base. This also simplifies the replacement of the vacuum cylinder.
- the groove on the input side and the coupling element could also be formed only partially around the circumference, that is to say over a predetermined machine angle range.
- the vacuum cylinder must be turned into a specified rotational position with respect to the base frame before the compressed air can be applied to the clamping pot.
- a downwardly open output-side groove is formed, on which the coupling element can dock on the output side when the compressed air is supplied, in order to establish the pneumatic connection to the clamping pot through the output-side groove.
- the groove on the outlet side is then preferably configured in a ring shape around the entire circumference around the axis of rotation of the vacuum cylinder.
- the vacuum cylinder unit preferably includes an external compressed air connection for tool-free coupling of a pressure hose, in particular with an air pressure gun attached thereto or a similar valve.
- the compressed air can then be supplied in a targeted manner when the vacuum cylinder is at a standstill by manually coupling the pressure hose. A permanent compressed air supply for the compressed air duct is then unnecessary.
- Indexing holes and/or indexing pins for specifying the rotational position of the vacuum cylinder with respect to the drive shaft are preferably formed on the vacuum cylinder so as to surround the clamping pin. That is, the relative rotational position of the vacuum cylinder can be set up precisely through the indexing holes and/or indexing pins, while the torque is transmitted to the vacuum cylinder through the closed zero-point clamping system.
- the clamping pot is preferably designed to be opened by applying compressed air at a pressure of 4 to 8 bar. This enables a comparatively simple and ergonomic opening of the quick-change pallet system using a conventional central compressed air supply.
- the clamping pot also includes an opening mechanism for opening in the absence of compressed air.
- the opening mechanism is then used to force the quick-change pallet system to open manually if necessary, for example in the form of a screw mechanism.
- the clamping spigot preferably has an engagement length of 10 to 50 mm with respect to the clamping pot. This means that the intervention length when lifting the vacuum cylinder from the drive must be overcome by manual lifting. This means that the vacuum cylinder can be removed in a relatively ergonomic manner.
- the labeling device serves to label containers, in particular bottles, and for this purpose comprises a vacuum cylinder unit arranged for the direct transfer of labels to the containers, according to at least one of the described embodiments.
- the labeling device is designed, for example, for all-round labeling of the containers by means of labels provided from the roll and then coated with hot glue.
- the labeling device is then a hot glue labeling unit.
- it can also be a cold glue labeling unit for containers.
- the labeling machine comprises the labeling device described and a continuously rotatable container carousel for positioning the container when the label is transferred.
- a preferred embodiment of the invention is shown in the drawing. Show it:
- FIG. 1 shows a section through the vacuum cylinder unit
- FIG. 2 shows a partial area of the vacuum cylinder unit with an inactive coupling element
- FIG. 3 shows the partial area with the coupling element docked
- FIG. 4 shows a schematic plan view of a labeling device.
- the vacuum cylinder unit 1 in a preferred embodiment comprises a drive shaft 2 and a vacuum cylinder 3, which are centered with respect to an axis of rotation 1a by means of a zero-point clamping system 4 and are coupled to one another in a torque-transmitting manner.
- the quick-change pallet system 4 comprises a clamping spigot 5 which is attached to the vacuum cylinder 3 and points downwards during working operation, and a clamping pot 6 which is rigidly connected to the drive shaft 2 for gripping the clamping spigot 5.
- the clamping pot 6 includes a spring-loaded closing mechanism 7, which can be opened pneumatically by applying compressed air 8, as is known, for example, from the Zero Clamp® system.
- the vacuum cylinder unit 1 also comprises a stationary lower part 9, in which a compressed air duct 10 for supplying the compressed air 8 and a groove 11, which is open towards the vacuum cylinder 3 at the top, is formed with a coupling element 12 that is vertically movable therein and is ring-shaped over the entire circumference; see the detailed information on this Representations in Figures 2 and 3.
- the coupling element 12 is arranged in the groove 11 on the inlet side with regard to the compressed air supply in such a way that, without the compressed air 8 being applied to the groove 11 on the inlet side, it lies on the bottom 11a of the groove 11 on the inlet side and is arranged above it, driven by gravity during operation rotating components of the vacuum cylinder unit 1 are not touched.
- the coupling element 12 is designed in such a way that when the inlet-side groove 11 is acted upon by the compressed air 8, it is lifted by the compressed air 8 to such an extent that the coupling element 12 establishes a pneumatic connection from the inlet-side groove 11 to a via the coupling element 12 is arranged and in this respect produces the output-side groove 13.
- the groove 13 on the output side is designed to be open at the bottom in a support plate 14 that is rigidly and permanently connected to the clamping pot.
- the support plate 14 is also rigidly connected to the drive shaft 2 and consequently rotates when the vacuum cylinder unit 1 is in operation.
- the compressed air 8 is only supplied when the vacuum cylinder unit 1 is stationary, so that the coupling element 12 can dock pneumatically to the support plate 14, which is then not rotating. In this respect, the unpressurized working mode, the coupling element 12 lies at the bottom of the groove 11 and then does not touch the support plate 14 .
- At least one connecting line 15 is formed in the support plate 14 between the groove 13 on the outlet side and a compressed air connection (not shown) of the clamping pot 6 .
- the compressed air 8 applied to the inlet-side groove 11 can reach the clamping pot 6 via the coupling element 12, the outlet-side groove 13 and the connecting channel 15 in order to open it pneumatically.
- Suitable grooves and/or bores could be formed in the coupling element 12, which on the one hand offer the compressed air 8 sufficient flow resistance to lift the coupling element 12 and on the other hand a sufficient passage of the compressed air 8 from the groove 11 on the inlet side into the groove 11 on the outlet side Groove 13 allows to open the clamping pot 6 pneumatically.
- the inlet-side and outlet-side grooves 11, 13 as well as the coupling element 12 between them are preferably in the form of a ring around their entire circumference in order to ensure that the clamping pot 6 is also subjected to the compressed air 8 independently of the rotational position of the support plate 14 and the vacuum cylinder 3 still coupled to it with respect to the base 9 enable.
- the base 9 preferably includes an external compressed air connection 16 to which, for example, a compressed air hose (not shown) can be connected.
- a compressed air hose (not shown) can be connected.
- an air pressure gun or a similar valve could be present on the pressure hose in order to manually trigger and stop the temporary supply of compressed air 8 in a targeted manner.
- indexing pins and/or indexing bores 17 surrounding the clamping spigot 5 can be present in the area of the zero-point clamping system 4, for example on the vacuum cylinder 3, in order to fix the rotational position of the vacuum cylinder 3 with respect to the drive shaft 2. Corresponding openings and/or pins are thus provided in the area of the clamping pot 6 . This indexing is then only used to determine the relative rotational position to each other, while the torque transmission between the drive shaft 2 and Va kuumzylinder 3 through the zero-point clamping system 4, so the non-positive connection between's clamping pin 5 and clamping pot 6, is effected.
- the zero-point clamping system 4 preferably closes automatically by means of spring preload, but could in principle also be tightened mechanically.
- the clamping pot 6 also includes an opening mechanism for forced opening (not shown) of the quick-change pallet system 4 without a compressed air supply suitable for this purpose.
- the vacuum cylinder 3 can also be replaced if necessary if the compressed air 8 is not available.
- the clamping spigot 5 preferably has an engagement length 18 to be overcome when lifting of at most 50 mm with respect to the clamping pot 6 in order to allow an ergonomic replacement of the vacuum cylinder 3 .
- suction elements 19 are arranged circumferentially evenly distributed on the vacuum cylinder 3 for receiving labels.
- FIG 4 is an example and a schematic labeling device 21 for labeling containers 22 (only one shown), in particular bottles shown, with the immediate Transfer of labels 23 (only one shown) to the containers 22 arranged vacuum cylinder unit 1 with an interchangeable vacuum cylinder 3.
- the labels 23 are provided, for example, by rolls 24 and are coated with hot glue by a gluing unit 25 .
- the labeling device 21 shown is therefore preferably a hot melt labeling unit.
- a corresponding coupling of a vacuum cylinder unit 1 would also be conceivable with a cold glue labeling unit (not shown) and/or with gripper cylinders, transfer cylinders or similar rotating units that have to be exchanged in their entirety on labeling devices depending on the format.
- the labeling device 21 is then preferably a component of a labeling machine 31, which comprises a continuously rotatable container carousel 32 for positioning the containers 22 during label transfer and at least one labeling device 21 docked in a manner known in principle on the periphery of the container carousel 32.
- the described arrangement of the quick-change pallet system 4 with the clamping spigot 5 arranged on the vacuum cylinder 3 and with the clamping pot 6 arranged on the drive shaft 2 enables an ergonomic replacement of the vacuum cylinder 3 when changing formats and also reduces the costs for the individual vacuum cylinders 3 that have to be kept available for specific formats.
- the motor connected to the drive shaft 2 is switched off and the vacuum cylinder unit 1 is brought to a standstill, ie without a rotary drive running.
- the compressed air 8 can be applied, for example, to the external compressed air connection 16 and the coupling element 12 can thereby be lifted from the bottom of the groove 11 and docked to the overlying groove 13 on the outlet side.
- the compressed air 8 flows via the input-side groove 11 and the coupling ring 13 into the output-side groove 13 and from there via at least one connecting channel 15 to the clamping pot 6.
- the compressed air 8 applied there opens the clamping pot 6 in such a way that the clamping spigot 5 is released and the vacuum cylinder 3 can be lifted upwards from the drive shaft 2 .
- a suitable vacuum cylinder 3 for a different label format can be attached by inserting its clamping pin 5 into the clamping pot 6 .
- the clamping spigot 5 is then mechanically clamped in the clamping pot 6 by spring preloading and is thereby locked in a torsion-resistant manner.
- indexing pins and/or indexing holes 17 present on the vacuum cylinder 3 are brought into engagement with cor responding structures in the area of the clamping pot 6.
- the torque required in the work operation is then transmitted from the drive shaft 2 to the vacuum cylinder 3 by the frictional connection of the quick-change pallet system 4 .
- the absolute rotational position of the drive shaft 2 / the clamping pot 6 can be arbitrary due to the full initial pressure coupling to the coupling element 12 .
- the vacuum cylinder unit 1 and the labeling device 21/labeling machine 31 associated with it can resume working.
Landscapes
- Labeling Devices (AREA)
Abstract
Beschrieben wird eine Vakuumzylindereinheit (1) zur vakuumgestützten Etikettenübergabe an Behälter (22) und eine damit ausgestattete Etikettiervorrichtung (21). Die Vakuumzylindereinheit umfasst eine Antriebswelle (2) und einen daran mittels eines Nullpunktspannsystems zentriert mitnehmend gekoppelten Vakuumzylinder (3). Dadurch, dass das Nullpunktspannsystem einen in den Vakuumzylinder integrierten Spannzapfen (5) und einen mit der Antriebswelle starr verbundenen Spanntopf (6) zum Festklemmen des Spannzapfens umfasst, lässt sich der Vakuumzylinder mit geringem vertikalen Hub von der Antriebswelle manuell abheben und der überwiegende Gewichtsanteil des Nullpunktspannsystems in den Bereich der Antriebswelle verlagern. Zudem sinkt dadurch der apparative Aufwand an dem als formatspezifischen Wechselteil ausgebildeten Vakuumzylinder.
Description
Vakuumzylindereinheit zur Etikettenübergabe
Die Erfindung betrifft eine Vakuumzylindereinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine damit ausgestattete Etikettiervorrichtung zur Etikettierung von Behältern.
Vakuumzylindereinheiten sind bekanntermaßen Bestandteile von Etikettieraggregaten zum An bringen von auf Rollen bereit gestellten Etiketten auf Behältern, wie beispielsweise Flaschen mit tels Heißleim. Hierbei hat der Vakuumzylinder die Aufgabe, die mit Leim versehenen Etiketten vakuumgestützt zur Transportbahn der Behälter zu transportieren und an diese zu übergeben.
Der Vakuumzylinder ist formatspezifisch an die Etiketten angepasst und kann für Formatwechsel vom zugehörigen Drehantrieb nach oben abgezogen werden. Hinsichtlich einer Drehmomen tübertragung und guten Rundlaufgenauigkeit hat sich hierfür eine Kombination aus einer An triebswelle mit polygonalem Querschnitt und einer entsprechend formschlüssig ausgeformten Nabe am Vakuumzylinder bewährt. Die Polygonwelle erstreckt sich dann im Wesentlichen über die gesamte Höhe des Vakuumzylinders, so dass dieser beim Formatwechsel über die gesamte Länge der Polygonverbindung angehoben und so von der Antriebswelle gezogen werden muss. Wegen des relativ hohen Gewichts des Vakuumzylinders und des in der Regel eingeschränkten Zugangs bei Umrüstarbeiten ist dieses Vorgehen aus ergonomischer Sicht sehr ungünstig.
Als Behelft wurden gattungsgemäße Vakuumzylindereinheiten beispielsweise in der DE 10 2011 090 190 A1 , DE 102013 212 132 A1 und DE 202013 103475 U1 vorgeschlagen, bei denen die Polygonwelle durch eine selbstzentrierende Verbindung eines Spannzapfens mit einem Spann topf ersetzt ist. Solche Verbindungen werden auch als Nullpunktspannsysteme bezeichnet. Bei den gattungsgemäßen Vorrichtungen weißt die Antriebswelle zu diesem Zweck an ihrem oberen Ende einen vergleichsweise kurzen Wellenstummel auf und der zugehörige Vakuumzylinder ei nen dazu passenden Spanntopf, der zentrierend auf dem Wellenstummel verriegelt werden kann.
Zwar lässt sich dadurch der beim Formatwechsel manuell zu überwindende Hub zum Abziehen des Vakuumzylinders gegenüber Vorrichtungen mit Polygonwellen reduzieren. Jedoch erhöhen der Spanntopf und der zugehörige Betätigungsmechanismus das Gewicht des Vakuumzylinders, wodurch die ergonomischen Vorteile beim Abheben des Vakuumzylinders teilweise zunichtege macht werden. Zudem erhöht der Spanntopf und der zugehörige Betätigungsmechanismus den apparativen Aufwand für den als Wechselteil konzipierten Vakuumzylinder, was dessen Anschaf fung in unerwünschtem Ausmaß verteuert.
Die Nullpunktspannsysteme der gattungsgemäßen Vakuumzylindereinheiten haben sich daher bisher nicht durchgesetzt, so dass weiterhin Bedarf besteht, die Ergonomie beim Austausch von
Vakuumzylindern zu verbessern und dabei möglichst auch die Kosten für die formatspezifisch vorzuhaltenden Vakuumzylinder zu minimieren.
Die gestellte Aufgabe wird mit einer Vakuumzylindereinheit gemäß Anspruch 1 gelöst. Demnach dient diese zur vakuumgestützten Etikettenübergabe in einer Etikettiervorrichtung für Behälter und umfasst eine Antriebswelle und einen mittels eines Nullpunktspannsystems zentriert zur Drehmomentübertragung mitnehmend daran gekoppelten Vakuumzylinder. Erfindungsgemäß umfasst das Nullpunktspannsystem einen in den Vakuumzylinder integrierten Spannzapfen und einen mit der Antriebswelle verbundenen Spanntopf zum Festklemmen des Spannzapfens.
Der Spannzapfen ist beim Nullpunktspannsystem die passive Komponente, der Spanntopf die aktiv schließende / öffnende Komponente. Somit lassen sich sämtliche zum Öffnen / Schließen des Nullpunktspannsystems zu betätigenden Komponenten in den beim Formatwechsel nicht auszutauschenden Bereich der Antriebswelle verlagern. Folglich muss der vergleichsweise schwere und teure Spanntopf mit den zugehörigen Betätigungselementen beim Austausch des Vakuumzylinders nicht angehoben / ausgetauscht werden, sodass sowohl die Ergonomie ver bessert als auch eine vergleichsweise günstige Konstruktion des Vakuumzylinders möglich wird.
Anders gesagt ist der am austauschbaren Vakuumzylinder angeordnete Spannzapfen vergleichs weise leicht und kostengünstig.
Geeignete Nullpunktspannsysteme sind beispielsweise unter dem Namen „Zero Clamp®“ be kannt und umfassen in der Regel ein Spanntopfgehäuse aus gehärtetem Edelstahl, einen Stahl konus für spielfreies Einspannen des zugehörigen Zapfens, eine zugeordnete Präzisionsradial feder, ein Federblech und vorzugsweise eine Verrieglung, die mittels Federkraft schließt und pneumatisch geöffnet werden kann.
Vorzugsweise umfasst der Spanntopf einen federnd vorgespannten Schließmechanismus, der pneumatisch geöffnet werden kann, also durch Beaufschlagung mit Druckluft. Die Federkraft hält die Verbindung auch bei Fehlen / Ausfallen der Druckluftversorgung zuverlässig geschlossen. Das heißt, der Spannzapfen wird bei anliegender Druckluft in den Spanntopf eingeführt und die kraftschlüssige Verbindung durch Unterbrechen der Druckluftzufuhr hergestellt und so bis zum erneuten Anlegen der Druckluft mechanisch gehalten. Somit ist ein ergonomisches Öffnen durch vorübergehende Druckluftzufuhr bei Stillstand des Vakuumzylinders gegeben.
Vorzugsweise umfasst die Vakuumzylindereinheit ferner ein stationäres Unterteil, in dem ein Druckluftkanal zur Zufuhr von Druckluft und eine nach oben zum Vakuumzylinder offene Nut mit einem darin vertikal beweglichen Koppelelement ausgebildet ist. Das Koppelelement ist dann
derart ausgebildet, dass es ohne Zufuhr der Druckluft keine im Arbeitsbetrieb rotierenden Bauteile berührend in der Nut liegt und bei Zufuhr der Druckluft von dieser derart angehoben wird, dass es an einer pneumatischen Verbindung zum Spanntopf zu dessen pneumatischer Öffnung an dockt. Im angedockten Zustand liegt das Koppelelement an einem mit dem Spanntopf starr ver bundenen und somit im Arbeitsbetrieb rotierenden Bauteil mit einer pneumatischen Verbindung zum Spanntopf an und verbindet so den Druckluftkanal mit dem Spanntopf.
Dadurch lässt auf vergleichsweise einfache Weise bewirken, dass das Koppelelement im Arbeits betrieb, also bei rotierendem Vakuumzylinder, nicht mit rotierenden Bestandteilen der Vakuum zylindereinheit in Kontakt kommt. Das in der Nut schwerkraftgetrieben liegende Koppelelement befindet sich somit in einer inaktiven Position, aus der es durch vorübergehendes Anlegen der Druckluft bei stillstehendem Vakuumzylinder in eine aktive Position zur Druckluftübertragung an den Vakuumzylinder angehoben werden kann.
Das Koppelelement weist zu diesem Zweck beispielsweise geeignete Nuten und/oder Bohrungen auf, die eine pneumatische Verbindung zwischen der mit Druckluft beaufschlagten Nut (Ein gangsseite) und einem zum Spanntopf führenden Verbindungskanal (Ausgangsseite) hersteilen.
Vorzugsweise verlaufen das Koppelelement und die diesbezüglich eingangsseitige Nut vollum fänglich kreisringförmig um die Drehachse des Vakuumzylinders derart, dass der Spanntopf un abhängig von der Drehlage des Vakuumzylinders bezüglich des Untergestells mit dem Druckluft kanal verbunden werden kann. Dies vereinfacht den Austausch des Vakuumzylinders zusätzlich.
Alternativ könnten die eingangsseitige Nut und das Koppelement aber auch nur teilumfänglich, das heißt über einen vorgegebenen Maschinenwinkelbereich, ausgebildet sein. In diesem Fall muss der Vakuumzylinder bezüglich des Untergestells in einen vorgegebene Drehlage gedreht werden, bevor die Druckluft am Spanntopf angelegt werden kann. Zu diesem Zweck könnten beispielsweise geeignete Markierungen an Vakuumzylinder und Untergestell vorhanden sein.
Vorzugsweise ist auf der Unterseite einer mit dem Spanntopf starr verbundenen Tragplatte eine nach unten offene ausgangsseitige Nut ausgebildet, an der das Koppelelement bei Zufuhr der Druckluft ausgangsseitig andocken kann, um die pneumatische Verbindung zum Spanntopf durch die ausgangsseitige Nut herzustellen. Dies begünstigt eine von der Drehlage des Vakuumzylin ders bezüglich des Untergestells unabhängige Druckluftzufuhr zum Spanntopf.
Vorzugsweise ist die ausgangsseitige Nut dann vollumfänglich ringförmig um die Drehachse des Vakuumzylinders ausgebildet.
Vorzugsweise umfasst die Vakuumzylindereinheit einen externen Druckluftanschluss zum werk zeuglosen Ankoppeln eines Druckschlauchs insbesondere mit einer daran angebrachten Luft druckpistole oder dergleichen Ventil. Die Druckluftzufuhr ist dann gezielt bei stillstehendem Va kuumzylinder durch manuelles Ankoppeln des Druckschlauchs möglich. Eine permanente Druck luftversorgung für den Druckluftkanal ist dann entbehrlich.
Vorzugsweise sind am Vakuumzylinder den Spannzapfen umfänglich umgebend Indexierlöcher und/oder Indexierstifte zur Vorgabe der Drehlage des Vakuumzylinders bezüglich der Antriebs welle ausgebildet. Das heißt, die relative Drehlage des Vakuumzylinders kann durch die Indexier löcher und/oder Indexierstifte präzise eingerichtet werden, während die Drehmomentübertragung an den Vakuumzylinder durch das geschlossene Nullpunktspannsystem erfolgt.
Vorzugsweise ist der Spanntopf zur Öffnung durch Druckluftbeaufschlagung mit einem Druck von 4 bis 8 bar ausgebildet. Dies ermöglicht ein vergleichsweise einfaches und ergonomisches Öffnen des Nullpunktspannsystems mittels herkömmlicher zentraler Druckluftversorgung.
Vorzugsweise umfasst der Spanntopf ferner einen Öffnungsmechanismus zum Öffnen bei feh lender Druckluftbeaufschlagung. Der Öffnungsmechanismus dient dann einer gegebenenfalls nö tigen manuellen Zwangsöffnung des Nullpunktspannsystems, beispielsweise in Form eines Schraubmechanismus.
Vorzugsweise weist der Spannzapfen eine Eingriffslänge von 10 bis 50 mm bezüglich des Spann topfs auf. Darunter ist zu verstehen, dass die Eingriffslänge beim Abheben des Vakuumzylinders vom Antrieb durch manuellen Hub überwunden werden muss. Damit ist ein relativ ergonomisches Abnehmen des Vakuumzylinders gegeben.
Die gestellte Aufgabe wird ebenso mit einer Etikettiervorrichtung nach Anspruch 12 und eine Eti kettiermaschine nach Anspruch 14 gelöst. Die Etikettiervorrichtung dient definitionsgemäß der Etikettierung von Behältern, insbesondere Flaschen, und umfasst zu diesem Zweck eine zur un mittelbaren Übergabe von Etiketten an die Behälter angeordnete Vakuumzylindereinheit gemäß wenigstens einer der beschriebenen Ausführungsformen. Die Etikettiervorrichtung ist beispiels weise zur Rundumetikettierung der Behälter mittels von der Rolle bereitgestellter und dann mit Heißleim beschichteter Etiketten ausgebildet. Die Etikettiervorrichtung ist dann ein Heißleim-Eti- kettieraggregat. Es kann sich dabei aber auch um ein Kaltleim-Etikettieraggregat für Behälter handeln.
Die Etikettiermaschine umfasst die beschriebene Etikettiervorrichtung und ein kontinuierlich dreh bares Behälterkarussell zur Positionierung der Behälter bei der Etikettenübergabe.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist zeichnerisch dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 einen Schnitt durch die Vakuumzylindereinheit;
Figur 2 einen Teilbereich der Vakuumzylindereinheit bei inaktivem Koppelelement;
Figur 3 den Teilbereich bei angedocktem Koppelelement; und
Figur 4 eine schematische Draufsicht auf eine Etikettiervorrichtung.
Wie die Figur 1 erkennen lässt, umfasst die Vakuumzylindereinheit 1 in einer bevorzugten Aus führungsform eine Antriebswelle 2 und einen Vakuumzylinder 3, die mittels eines Nullpunktspann systems 4 bezüglich einer Drehachse 1a zentriert und Drehmoment übertragend aneinanderge koppelt sind.
Das Nullpunktspannsystem 4 umfasst einen am Vakuumzylinder 3 befestigten und im Arbeitsbe trieb nach unten weisenden Spannzapfen 5 sowie einen mit der Antriebswelle 2 starr verbunde nen Spanntopf 6 zum greifenden Festklemmen des Spannzapfens 5.
Der Spanntopf 6 umfasst einen federnd vorgespannten Schließmechanismus 7, der durch Beauf schlagung mit Druckluft 8 pneumatisch geöffnet werden kann, wie beispielsweise vom System Zero Clamp® bekannt ist.
Die Vakuumzylindereinheit 1 umfasst ferner ein stationäres Unterteil 9, in dem ein Druckluftkanal 10 zur Zufuhr der Druckluft 8 und eine nach oben zum Vakuumzylinder 3 offene Nut 11 mit einem darin vertikal beweglichen und vollumfänglich ringförmig ausgebildeten Koppelelement 12 aus gebildet ist, siehe hierzu die diesbezüglich detaillierten Darstellungen in den Figuren 2 und 3.
Wie in der Figur 2 zu erkennen ist, ist das Koppelelement 12 derart in der bezüglich der Druck luftzufuhr eingangsseitigen Nut 11 angeordnet, dass es ohne Beaufschlagung der eingangsseiti gen Nut 11 mit der Druckluft 8 schwerkraftgetrieben am Boden 11a der eingangsseitigen Nut 11 liegt und darüber angeordnete im Arbeitsbetrieb rotierende Bauteile der Vakuumzylindereinheit 1 nicht berührt.
Wie die Figur 3 demgegenüber erkennen lässt, ist das Koppelelement 12 derart ausgebildet, dass es bei Beaufschlagung der eingangsseitigen Nut 11 mit der Druckluft 8 von dieser so weit ange hoben wird, dass das Koppelelement 12 eine pneumatische Verbindung von der eingangsseitigen Nut 11 zu einer über dem Koppelelement 12 angeordneten und diesbezüglich ausgangsseitigen Nut 13 herstellt.
Die ausgangsseitige Nut 13 ist in einer mit dem Spanntopf starr und permanent verbundenen Tragplatte 14 nach unten hin offen ausgebildet. Die Tragplatte 14 ist zudem mit der Antriebswelle 2 starr verbunden und dreht sich folglich im Arbeitsbetrieb der Vakuumzylindereinheit 1.
Die Druckluft 8 wird nur bei stillstehender Vakuumzylindereinheit 1 zugeführt, so dass das Kop pelelement 12 an der dann nicht rotierenden Tragplatte 14 pneumatisch andocken kann. Im dies bezüglich drucklosen Arbeitsbetrieb liegt das Koppelelement 12 am Boden der Nut 11 und berührt die Tragplatte 14 dann nicht.
In der Tragplatte 14 ist wenigstens eine (lediglich schematisch angedeutete) Verbindungsleitung 15 zwischen der ausgangsseitigen Nut 13 und einem Druckluftanschluss (nicht dargestellt) des Spanntopfs 6 ausgebildet. Entsprechend kann die an der eingangsseitigen Nut 11 anliegende Druckluft 8 über das Koppelelement 12, die ausgangsseitige Nut 13 und den Verbindungskanal 15 zum Spanntopf 6 gelangen, um diesen pneumatisch zu öffnen.
Im Koppelelement 12 könnten geeignete Nuten und/oder Bohrungen (jeweils nicht dargestellt) ausgebildet sein, die zum einen der Druckluft 8 ausreichend Strömungswiderstand bieten, um das Koppelelement 12 anzuheben und zum anderen einen ausreichenden Durchtritt der Druckluft 8 von der eingangsseitigen Nut 11 in die ausgangsseitige Nut 13 ermöglicht, um den Spanntopf 6 pneumatisch zu öffnen.
Die eingangsseitige und ausgangsseitige Nut 11 , 13 sowie das Koppelelement 12 dazwischen sind vorzugsweise jeweils vollumfänglich ringförmig ausgebildet, um eine Beaufschlagung des Spanntopfs 6 mit der Druckluft 8 auch unabhängig von der Drehlage der Tragplatte 14 und des daran noch gekoppelten Vakuumzylinders 3 bezüglich des Untergestells 9 zu ermöglichen. Das heißt, der Vakuumzylinder 3 kann in beliebiger Drehlage bezüglich des Untergestells 9 bei geeig neter Druckluftbeaufschlagung des Spanntopfs 6 nach oben abgezogen werden. Dies ermöglicht eine ergonomische Handhabung des Vakuumzylinders 3 beim formatspezifischen Austausch.
Prinzipiell wäre es aber auch denkbar, die eingangsseitige Nut 11, die ausgangsseitige Nut 13 und/oder den dazwischen angeordneten Koppelring 12 nur teilumfänglich bzw. über einen be stimmten Maschinenwinkelbereich auszubilden (nicht dargestellt), weshalb die Tragplatte 14 dann mit dem Vakuumzylinder 3 zuerst in eine bezüglich des Untergestells 9 geeignete Drehlage zur gegenseitigen Ausrichtung der Nuten 11, 13 gebracht werden muss, bevor die Druckluft 8 angelegt und der Spanntopf 6 durch diese geöffnet werden kann.
Zur Zufuhr der Druckluft 8 umfasst das Untergestell 9 vorzugsweise einen externen Druckluftan schluss 16, an den beispielsweise ein Druckluftschlauch (nicht dargestellt) angeschlossen wer den kann. Am Druckschlauch könnte beispielsweise eine Luftdruckpistole oder dergleichen Ventil vorhanden sein, um die vorübergehende Zufuhr der Druckluft 8 gezielt manuell auszulösen und wieder zu beenden.
Wie in der Figur 1 angedeutet ist, können im Bereich des Nullpunktspannsystems 4, beispiels weise am Vakuumzylinder 3, den Spannzapfen 5 umgebend Indexierstifte und/oder Indexierboh- rungen 17 vorhanden sein, um die Drehlage des Vakuumzylinders 3 bezüglich der Antriebswelle 2 festzulegen. Im Bereich des Spanntopfs 6 sind damit jeweils korrespondierende Öffnungen und/oder Stifte vorhanden. Diese Indexierung dient dann lediglich der Festlegung der relativen Drehlage zueinander, während die Drehmomentübertragung zwischen Antriebswelle 2 und Va kuumzylinder 3 durch das Nullpunktspannsystem 4, also die kraftschlüssige Verbindung zwi schen Spannzapfen 5 und Spanntopf 6, bewirkt wird.
Das Nullpunktspannsystem 4 schließt vorzugsweise selbsttätig mittels Federvorspannung, könnte aber prinzipiell zusätzlich mechanisch festgezogen werden. Zum Trennen und Zusam menfügen des Nullpunktspannsystems 4 wird dieses pneumatisch geöffnet, beispielsweise durch Anlegen eines Luftdrucks von 4 bis 8 bar an die eingangsseitige Nut 11. Durch Druckentlastung verriegelt sich das Nullpunktspannsystems 4 zentrierend und kraftschlüssig von selbst und bleibt ohne erneute Druckbeaufschlagung permanent verriegelt.
Vorzugsweise umfasst der Spanntopf 6 ferner einen Öffnungsmechanismus zur Zwangsöffnung (nicht dargestellt) des Nullpunktspannsystems 4 ohne eine dafür geeignete Druckluftbeaufschla gung. Damit lässt sich der Vakuumzylinder 3 im Bedarfsfall auch austauschen, wenn die Druckluft 8 nicht zur Verfügung steht.
Der Spannzapfen 5 hat vorzugsweise eine beim Abheben zu überwindende Eingriffslänge 18 von höchstens 50 mm bezüglich des Spanntopfs 6, um einen ergonomischen Austausch des Vaku umzylinders 3 zu ermöglichen.
Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass am Vakuumzylinder 3 prinzipiell bekannte An saugelemente 19 zur Etikettenaufnahme- abgabe umfänglich gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
In der Figur 4 ist beispielhaft und schematisch eine Etikettiervorrichtung 21 zur Etikettierung von Behältern 22 (nur einer dargestellt), insbesondere Flaschen, dargestellt, mit der zur unmittelbaren
Übergabe von Etiketten 23 (nur eines dargestellt) an die Behälter 22 angeordneten Vakuumzy lindereinheit 1 mit einem austauschbaren Vakuumzylinder 3.
Die Etiketten 23 werden beispielsweise von Rollen 24 bereitgestellt und von einem Leimwerk 25 mit Heißleim beschichtet. Die dargestellte Etikettiervorrichtung 21 ist somit vorzugsweise ein Heißleim-Etikettieraggregat.
Alternativ wäre eine entsprechende Ankopplung einer Vakuumzylindereinheit 1 aber auch bei einem Kaltleim-Etikettieraggregat (nicht dargestellt) denkbar und/oder bei Greiferzylindern, Transferzylindern oder dergleichen rotierenden Einheiten, die in Gänze an Etikettiervorrichtungen formatabhängig ausgetauscht werden müssen.
Die Etikettiervorrichtung 21 ist dann vorzugsweise Bestandteil einer Etikettiermaschine 31, die ein kontinuierlich drehbares Behälterkarussell 32 zur Positionierung der Behälter 22 bei der Eti kettenübergabe umfasst sowie wenigstens eine in der Peripherie des Behälterkarussells 32 auf prinzipiell bekannte Weise angedockte Etikettiervorrichtung 21.
Die beschriebene Anordnung des Nullpunktspannsystems 4 mit am Vakuumzylinder 3 angeord netem Spannzapfen 5 und mit an der Antriebswelle 2 angeordnetem Spanntopf 6 ermöglicht ei nen ergonomischen Austausch des Vakuumzylinders 3 bei Formatwechseln und reduziert zudem die Kosten für die einzelnen formatspezifisch vorzuhaltenden Vakuumzylinder 3.
Für den Austausch des Vakuumzylinders 3 wird der mit der Antriebswelle 2 verbundene Motor abgeschaltet und die Vakuumzylindereinheit 1 in Stillstand, also ohne laufenden Drehantrieb, versetzt.
Sobald der Vakuumzylinder 3 nicht mehr rotiert, kann die Druckluft 8 beispielsweise am externen Druckluftanschluss 16 angelegt werden und dadurch das Koppelelement 12 vom Boden der Nut 11 angehoben und an der darüber liegenden ausgangsseitigen Nut 13 angedockt werden. Dadurch fließt die Druckluft 8 über die eingangsseitige Nut 11 und den Koppelring 13 in die aus gangsseitige Nut 13 und von dort über wenigstens einen Verbindungskanal 15 zum Spanntopf 6.
Die dort anliegende Druckluft 8 öffnet den Spanntopf 6 derart, dass der Spannzapfen 5 freigege ben und der Vakuumzylinder 3 von der Antriebswelle 2 nach oben abgehoben werden kann.
Bei weiterhin anliegender Druckluft 8 kann ein passender Vakuumzylinder 3 für ein anderes Eti kettenformat aufgesetzt werden, indem dessen Spannzapfen 5 in den Spanntopf 6 eingeführt wird.
Der Spannzapfen 5 wird anschließend durch Federvorspannung des Spanntopfs 6 mechanisch in diesem festgeklemmt und dadurch drehsteif verriegelt.
Das heißt, beim Einsetzen des Spannzapfens 5 in den Spanntopf 6 ist dieser mit der Druckluft 8 beaufschlagt und damit geöffnet. Durch Abschalten der Druckluftzufuhr schließt sich der Spann- topf 6 mittels Federvorspannung selbsttätig um den Spannzapfen 5.
Zur korrekten Zuordnung der Drehlage des Vakuumzylinders 3 zur Antriebswelle 2 werden vor zugsweise am Vakuumzylinder 3 vorhandene Indexierstifte und/oder Indexierlöcher 17 mit kor respondierenden Strukturen im Bereich des Spanntopfs 6 in Eingriff gebracht. Das im Arbeitsbe trieb erforderliche Drehmoment wird dann durch den Kraftschluss des Nullpunktspannsystems 4 von der Antriebswelle 2 auf den Vakuumzylinder 3 übertragen.
Die absolute Drehlage der Antriebswelle 2 / des Spanntopfs 6 kann dabei aufgrund der vollum fänglichen Druckankopplung am Koppelelement 12 beliebig sein.
Nach dem Schließen des Nullpunktspannsystems 4 durch Abschalten der Druckluftzufuhr kann die Vakuumzylindereinheit 1 und die damit zugeordnete Etikettiervorrichtung 21 / Etikettierma- schine 31 den Arbeitsbetrieb wiederaufnehmen.
Claims
1. Vakuumzylindereinheit (1) zur vakuumgestützten Etikettenübergabe in einer Etikettiervor richtung für Behälter (22), mit einer Antriebswelle (2) und mit einem daran mittels eines Nullpunktspannsystems (4) zentriert mitnehmend gekoppelten Vakuumzylinder (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Nullpunktspannsystem einen in den Vakuumzylinder integrierten Spannzapfen (5) und einen mit der Antriebswelle starr verbundenen Spanntopf (6) zum Festklemmen des Spannzapfens umfasst.
2. Vakuumzylindereinheit nach Anspruch 1, wobei der Spanntopf (5) einen federnd vorge spannten Schließmechanismus (7) umfasst, der pneumatisch geöffnet werden kann.
3. Vakuumzylindereinheit nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einem stationären Unterteil (9), in dem ein Druckluftkanal (10) zur Zufuhr von Druckluft (8) und eine nach oben offene Nut (11) mit einem darin vertikal beweglichen Koppelelement (12) ausgebildet ist, wobei das Koppelelement derart ausgebildet ist, dass es ohne Zufuhr der Druckluft keine im Arbeits betrieb rotierenden Bauteile berührend in der Nut liegt und bei Zufuhr der Druckluft von dieser derart angehoben wird, dass es an einer pneumatischen Verbindung zum Spanntopf (6) zu dessen pneumatischer Öffnung andockt.
4. Vakuumzylindereinheit nach Anspruch 3, wobei das Koppelelement (12) und die diesbe züglich eingangsseitige Nut (11) vollumfänglich kreisringförmig um die Drehachse (1a) des Vakuumzylinders (3) verlaufen, um den Spanntopf (6) unabhängig von der Drehlage des Vakuumzylinders bezüglich des Untergestells (9) mit dem Druckluftkanal (8) zu verbinden.
5. Vakuumzylindereinheit nach Anspruch 3 oder 4, wobei auf der Unterseite einer mit dem Spanntopf (6) starr verbundenen Tragplatte (14) eine nach unten offene ausgangsseitige Nut (13) ausgebildet ist, an der der das Koppelelement (12) bei Zufuhr der Druckluft (8) andocken kann, um die pneumatische Verbindung zum Spanntopf durch die ausgangssei tige Nut herzustellen.
6. Vakuumzylindereinheit nach Anspruch 5, wobei die ausgangsseitige Nut (13) vollumfäng lich ringförmig um die Drehachse (1a) des Vakuumzylinders (3) ausgebildet ist.
7. Vakuumzylindereinheit nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, ferner mit einem externen Druckluftanschluss (16) zur Druckluftzufuhr mittels eines Druckschlauchs insbe sondere mit einer Luftdruckpistole.
8. Vakuumzylindereinheit nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei am Vakuum zylinder (3) den Spannzapfen (5) umfänglich umgebend Indexierlöcher (17) und/oder Inde- xierstifte zur Vorgabe einer relativen Drehlage des Vakuumzylinders bezüglich der Antriebs welle (2) ausgebildet sind.
9. Vakuumzylindereinheit nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei der Spann topf (6) zur pneumatischen Öffnung des Nullpunktspannsystems (4) durch Druckluftbeauf schlagung mit einem Druck von 4-8 bar ausgebildet ist.
10. Vakuumzylindereinheit nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei der Spann topf (6) ferner einen Öffnungsmechanismus zur Zwangsöffnung des Nullpunktspannsys tems (4) bei fehlender Druckluftbeaufschlagung umfasst.
11. Vakuumzylindereinheit nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei der Spann zapfen (5) eine Eingriffslänge von 10 bis 50 mm bezüglich des Spanntopfs (6) aufweist.
12. Etikettiervorrichtung (21) für Behälter (22), mit einer zur unmittelbaren Übergabe von Eti ketten (23) an die Behälter, insbesondere Flaschen, angeordneten Vakuumzylindereinheit (1) nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche.
13. Etikettiervorrichtung nach Anspruch 12, die zur Übergabe von auf Rollen (24) bereitgestell ten und mit Heißleim beschichteten Etiketten (23) ausgebildet ist.
14. Etikettiermaschine (31) mit der Etikettiervorrichtung (21) nach Anspruch 12 oder 13 und mit einem kontinuierlich drehbaren Behälterkarussell (32) zur Positionierung der Behälter (22) bei der Etikettenübergabe.
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