WO2005105584A1 - Vorrichtung zum abgeben eines labels an einer definierten position, und einlegevorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum abgeben eines labels an einer definierten position, und einlegevorrichtung Download PDF

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WO2005105584A1
WO2005105584A1 PCT/DE2005/000722 DE2005000722W WO2005105584A1 WO 2005105584 A1 WO2005105584 A1 WO 2005105584A1 DE 2005000722 W DE2005000722 W DE 2005000722W WO 2005105584 A1 WO2005105584 A1 WO 2005105584A1
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label
centering
movement
longitudinal direction
area
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PCT/DE2005/000722
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Inventor
Marko Jenner
Original Assignee
Suhling Technik Niederlassung Der Heino Ilsemann Gmbh
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65CLABELLING OR TAGGING MACHINES, APPARATUS, OR PROCESSES
    • B65C9/00Details of labelling machines or apparatus
    • B65C9/0015Preparing the labels or articles, e.g. smoothing, removing air bubbles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65CLABELLING OR TAGGING MACHINES, APPARATUS, OR PROCESSES
    • B65C9/00Details of labelling machines or apparatus
    • B65C9/08Label feeding
    • B65C9/12Removing separate labels from stacks
    • B65C9/14Removing separate labels from stacks by vacuum

Definitions

  • the invention relates to a device for providing a label in a defined position and a device for inserting a label into an injection mold with such a device.
  • labels or labels are thin, sheet-shaped objects made of paper, plastic, metal or composite material, which are used in particular in the so-called in-mold label process for producing injection-molded containers, trays or the like.
  • the labels used have a flat shape and such a contour that they cover, for example, one or more side walls of a container and thus form one or more outer surfaces of the container in the finished state.
  • a label which in one piece essentially forms the entire outer surface of the container has a corresponding, substantially circular sector-shaped basic shape or such a polygonally approximated shape.
  • the label In order for the label to assume the exact position on the container, which may require an accuracy of a few 1/10 mm, the label must be provided in an automated manufacturing process with the corresponding position accuracy, i.e. to a device that inserts the label into the injection mold in a position defined with the required accuracy, so that the label can ultimately be inserted into the injection mold with the required position accuracy.
  • the labels used in the Inmould Label process are very thin and mostly consist of plastic or a metal-plastic composite material.
  • the first step is usually in the form of an aligned, block-shaped stack of a large number of rennet.
  • each individual label of the stack which is held in a magazine slot, for example, occupies exactly the prescribed position, ie it may be that individual labels protrude laterally by several mm over the edges of the stack.
  • the required positional accuracy cannot be maintained.
  • the object of the invention is to provide a device for dispensing a label at a defined dispensing position, with which even very thin labels can be reliably provided within a required small position tolerance.
  • a label providing device for providing a label
  • a centering device for temporarily receiving and centering one label each, with a centering nearer tapering in cross-section in the direction of gravity, in which a label to be centered can be loosely received starting from an insertion position within a tolerance range and centered in a defined position
  • a vibration generator which is coupled to the centering device in order to vibrate the centering receptacle
  • a label handling device for removing a label from the label providing device, transferring it to the centering holder, removing it from the centering holder and delivering it to the dispensing position.
  • the label preparation device can be designed in any way, for example as an output device of a label production device or as a magazine which has, for example, a shaft for receiving a stack of labein.
  • the centering device of the centering device can have a conically tapering insertion area and an adjoining centering area, the centering area being arranged next to the insertion area in the direction of gravity.
  • the insertion area can have a part facing away from the centering area, which corresponds to an outer contour of a label plus a tolerance range.
  • the centering area can be cylindrical and correspond to an outer contour of a label. It is preferably provided that the centering area is minimally larger (i.e. within the required positioning accuracy) than the outer contour of a label, in order to facilitate an automatic movement of a label from the insertion area into the centering area solely on the basis of its weight.
  • the dimensions of the centering area can be selected up to 0.1%, up to 0.5%, up to 1% or up to 2% (or even more) than that of a label to be centered, measured in its extension plane.
  • the entry area is smooth, i.e. no steps or edges, merges into the centering area.
  • the centering fixture can only correspond to partial areas of an outer contour of a label.
  • the insertion area and / or the centering area can also only correspond to partial sections of an outer contour of a label, if necessary plus a tolerance range, i.e. the centering or the insertion area or centering area can be designed such that a label is not enclosed or guided along the entire outer contour of the label, but only at some points or areas of the outer contour that are sufficient for a defined positioning.
  • the centering device is designed as a recess in a plate with which the vibration generator interacts.
  • the vibration generator can be designed as an unbalance motor attached to the centering device, that is to say it can have a mass which is eccentrically mounted about an axis of rotation and can be driven for rapid rotation.
  • the invention provides that the label handling device has two jointly movable label detection heads which are arranged at a fixed mutual distance and are designed such that a first label can be removed from the label supply device and at the same time a second label from the centering receptacle in a first cycle. and in a second cycle the first label can be dispensed at the centering receptacle and at the same time the second label can be dispensed at the defined dispensing position.
  • the label detection heads work with negative pressure and / or with electrostatic charge in order to detect the label.
  • the label detection heads can be moved along a straight or curved travel path.
  • the invention further relates to a device for inserting a label into an injection mold, with a device for dispensing a label at a defined dispensing position according to the invention and with a label insertion device for receiving the label at the dispensing position and for inserting the label into an injection mold.
  • the label insertion device is designed to produce a composite movement, which in a first movement section has a linear movement running in a longitudinal direction and in a subsequent second movement section a predetermined transverse movement containing a component perpendicular to the longitudinal direction, whereby the label inserting device has a linear element movably guided along the longitudinal direction and a transverse element designed to hold a label and movably guided on the linear element along a compensating movement path, the compensating movement path containing directional components in and perpendicular to the longitudinal direction, and the transverse element within of the second movement section of the linear element for carrying out a relative publishing tion in the longitudinal direction between the transverse and linear element is mechanically positively guided such that the predetermined transverse movement of the cross element results as a result of a kinematic superposition of the linear movement and a positively guided movement along the compensating movement path.
  • This device is used in particular in the field of spraying technology, with labels or labels having to be inserted into a mold cavity within short cycle times.
  • the transverse movement is straight and extends at a predetermined angle to the longitudinal direction. It can be useful if the compensation trajectory is straight. A preferred embodiment provides that the transverse movement is perpendicular to the longitudinal direction.
  • the compensating movement path is arranged in a straight line at 45 ° to the longitudinal direction. It can be advantageous here if the cross element is positively guided such that it is absolutely stationary in the longitudinal direction within the second movement section of the linear element, so that it shifts relative to the linear element in the longitudinal direction in accordance with its linear movement in the opposite direction.
  • the cross element is positively guided via a push rod.
  • the push rod can be pivotally connected to the cross element at a first end and can be guided at a second end by means of a stationary guide track which has a part running in the longitudinal direction corresponding to the first movement section and a part running perpendicular to the longitudinal direction corresponding to the second movement section.
  • a curved transition can be arranged between the first and second part.
  • An advantageous embodiment is characterized in that the second end of the push rod is pivotable with a free end of one mounted on the linear element Swivel lever is connected, which is rotatably connected to a control lever, the free end of which is guided in the guideway.
  • a holding and / or gripping device for holding, grasping and / or depositing a label is arranged on the cross element, which works by means of negative pressure and / or electrostatic charging.
  • FIG. 1 shows a side view of a device according to the invention for inserting a label into an injection mold
  • FIG. 2 shows a top view of part of the device according to FIG. 1, namely a device according to the invention for providing a label in a defined position,
  • FIG. 3 shows a sectional view on an enlarged scale of a centering device of the device according to FIG. 2 along the line III-III,
  • FIG. 4 shows a side view of a linear element of a further part of the device according to FIG. 1, namely a label insertion device,
  • FIG. 5 shows a top view of the label insertion device with a linear element according to FIG. 4,
  • FIG. 6 to 9 are top views of the label insertion device according to FIG. 5 in an initial position (FIG. 6, corresponds to FIG. 5), in a transition position (FIG. 7), in a further position (FIG. 8) and in an actuating or Show insertion position (Fig. 9) 10 to 13 essential components of the label insertion device in the starting position (FIG. 10, corresponds to FIG. 6), the transition position (FIG. 11, corresponds to FIG. 7), the further position (FIG. 12, corresponds to FIG. 8) and Show insertion or actuation position (Fig. 13, corresponds to Fig. 9).
  • the device designated as a whole by 1 has a label preparation device 2 for providing label 3 for removal, which in this example is formed by a shaft-like magazine 2, which can hold a stack of label.
  • the cross-sectional shape 2a of the magazine shaft and the outer contour 3a of the label 3 that can be accommodated therein can be seen from the top view according to FIG. 2, from which a multiple-fold, approximately circular sector-shaped label shape or magazine cross-sectional shape results.
  • the individual labels 3 are made of a flat film material made of plastic or composite material and have a small thickness, for example 0.03 mm.
  • the device therefore also has a centering device 4 into which each individual label is inserted after removal from the magazine in order to achieve a precisely defined position of the label.
  • the centering device 4 is shown in Fig. 3 in section and Fig. 2 in top view and has a 'tapered in cross section centering on 6.
  • the centering 6 serves the automatic centering of a label stored in such a way that a label assumes a predetermined, defined position within a predetermined, small tolerance range solely on the basis of its own weight with the aid of the essentially funnel-shaped centering receptacle.
  • a centering area 10 is arranged after the funnel-like tapering insertion area 8, which in the exemplary embodiment described here is cylindrical, that is to say it is designed with vertical walls, and its size corresponds to the outer contour of the label 3.
  • a minimal oversize of the centering area compared to the outer contour of the label is required to enable a label to reach the centering area automatically at all and without blocking.
  • the lead-in area could merge smoothly and without an edge into the centering area, the lead-in and centering areas being able to merge into one another in a stepless manner and the lead-in area differing from the centering area essentially only by its larger dimensions.
  • the insertion area can be funnel-shaped with walls that become steeper towards the centering area.
  • the centering area does not necessarily have to be cylindrical. It is essential that its size corresponds to the label to be centered with a slight excess of the outer contour.
  • the centering transducer 6 is coupled to a vibration generator in order to substantially accelerate and improve the centering effect in practice, the vibration generator in the example shown being formed by an unbalance motor 12 attached to the underside of the centering receptacle 6.
  • the centering receptacle 6 is fastened by means of supports 14 to a supporting frame 16, to which the magazine 2 is also attached, the supports 14 permitting a slight vibration movement (deflection) of the centering receptacle 6 relative to the frame 16.
  • the vibration generator sets the centering receptacle 6 in oscillatory movements which are oriented essentially horizontally, i.e. in the extension plane the label, as indicated at 13.
  • the receptacle 6 can be set into a vertical oscillating movement 15, i.e. perpendicular to the extension plane of the label. Both movements can be correlated with each other.
  • a label handling device designated as a whole by 20, is arranged next to and above the centering device 4 and the magazine 2 and initially consists of a supporting base frame 22, which has a horizontal guide 24 and a horizontal drive 25 (piston / cylinder unit) for one in the longitudinal direction 26 movable carriage 28 carries.
  • a label detection head 30, 32 are held via a mounting arm 38, the mutual center distance d of which corresponds to the center distance between the magazine 2 and the centering receptacle 6.
  • the label detection heads 30, 32 each have a plurality of suction fingers 34 which can be moved in their longitudinal direction and can be supplied with negative and positive pressure in a controlled manner in order to receive and dispense a label.
  • the label detection head 30 is constructed somewhat differently from the label detection head 32, which carries a plurality of fixed suction fingers, in that it has two groups 34a, 34b (FIG. 2) of suction fingers 34 which can be moved in the direction 35 relative to one another, one at the top in the magazine To be able to safely lift the label from the stack underneath without having to detect several labels at the same time.
  • the two groups of suction devices mentioned after they have been lowered onto the label, are subjected to negative pressure and then moved towards one another by a predetermined amount, whereby the label is arched in the area between the groups of suction fingers and thereby safely detaches itself from a label underneath.
  • the label detection head 30 by lifting the label detection head 30 in the detection direction 36 by means of a linear drive 40, the label can be lifted out of the magazine 2 and moved in the horizontal direction 26 over the centering receptacle 6, where it is released into the insertion area 8 after being lowered.
  • the suction fingers 34a, b are moved to their spaced-apart starting position before or after the depositing process.
  • the suction fingers of the label detection head 32 are lowered into the centering area 10, and that . the label located there is recorded in a centered position.
  • two labels can be picked up and moved simultaneously during a horizontal stroke of the slide 28, namely a first one from the magazine 2 into the centering recordings 6 and a second one, which is already in the centering holder 6, to a receptacle 136 of a label insertion device which will be explained in detail below and which is designated by 50 in FIG. 1.
  • a centered label can be transferred to the label insertion device 50 at a defined delivery position 18, with which the label is then inserted into an injection mold (not shown) at a precisely specified position in an independent working stroke.
  • the two label detection heads 30, 32 are attached to the common mounting arm 38, which is coupled to the linear drive 40 for executing a detection and dispensing movement in or against a detection direction 36.
  • each label is to be transferred in a position slightly inclined to the horizontal at the dispensing position 18, the centering recorders 6 and the magazine 2 are expediently also inclined in a corresponding manner, so that the label detection heads 30, 32 each take a label perpendicularly to it when picking up and dispensing it Extent plane stand.
  • the magazine is equipped with a stamp-like storage that Provide contributor who ensures that the top label is always approximately at the level of the centering receptacle 4 and the delivery position 18, so that an optimal detection and transfer is possible.
  • the label insertion device 50 has two receptacles 136 (and the downstream injection molding machine has two mold cavities), so that two labels can be inserted per working stroke and two containers can be produced.
  • the label insertion device 50 which is used for inserting labels or labels into the mold cavities of two-part injection molds in the production of plastic containers in the so-called "inmould label process".
  • the task here is to insert labels made of thin plastic material in the correct position in the mold cavities of a two-part injection mold, not shown, within the short opening time of the mold, during which the plastic containers produced during the previous working cycle must also be removed.
  • the movement sequence of the conical receptacles 136 for the labels to be inserted consists of a linear movement starting from a position outside the injection mold into the injection mold at the level of the mold cavities, and starting from this position in the direction perpendicular to the previous movement into the mold cavities into it.
  • the outer shape of the receptacle 136 corresponds to that of the plastic container to be produced.
  • FIG. 4 shows a side view of a linear element 102, which can be moved back and forth in a straight line in the longitudinal direction 104 on a linear guide (sliding or ball recirculation guide), which is driven by a motor, not shown.
  • the linear element 102 is generally tubular and has a root section 108 angled by 90 ° and an essentially cylindrical cantilever section 110.
  • the root section 108 is used for storage and drive, while the boom section 110 is used to carry out the holding or gripping functions of the label insertion device.
  • the linear element 102 carries a transverse element 106 at its free end, at the end of the cantilever section 110.
  • the transverse element 106 is relative to the linear element 102 along compensating movement paths 112 Movably held and guided on this and carries two cone-shaped receptacles 136, corresponding to the shape of the containers to be manufactured in the injection molding machine to be operated, for inserting labels or labels into the injection molding machine.
  • the compensating movement paths 112 run in the illustrated embodiment in a straight line (linear guides) and form an angle ⁇ of 45 ° with the longitudinal direction 104 (direction of movement) of the linear element 102.
  • a lever axis 114 is rotatably mounted on the linear element 102, on one end of which a pivot lever 116 is seated, the free end 116a of which is pivotally connected to a first end of a push rod 118, the other End is coupled to the cross member 106 at a pivot bearing 120.
  • a control lever 122 sits on the lever axis 114 in the same pivot orientation as the lever thief 116, so that only the control lever 122 is visible in the plan view (along the axial direction of the lever axis 114) in FIGS. 5 to 11.
  • a guide roller 124 which is guided in a fixed, indicated guide track 126.
  • the guideway 126 has a rectilinear section 128, which is adjoined by a 90 ° arc section 130, which is again followed by a rectilinear section 132, which is oriented perpendicular to the rectilinear section 128.
  • the guide track 126 composed of the three described sections can be formed, for example, as a groove-like depression in the underside of a stationary, horizontal guide plate 134 which is attached above the linear element 102.
  • the guide roller 124 then moves when the linear element 102 moves in the longitudinal direction 104 or in a transverse direction 140 along the guide track 126.
  • 6 to 9 explain the mode of operation of the label insertion device 50, FIG. 6 being a representation corresponding to FIG. 5 on a reduced scale.
  • FIGS. 10 to 13 show the areas of the label inserting device 50 that are relevant for the movement sequences on an enlarged scale, namely the lever axis 114 with pivoting lever 116 and control lever 122 and the transverse element 106 with compensating movement paths 112.
  • the first, straight-line movement section of the linear element 102 is denoted by L1 and corresponds to that part of the straight-line section 128 of the guideway 126 which is located between its one end at the position of the guide roller 124 according to FIGS. 5, 6 and the beginning of the 90 ° section 130 located.
  • L1 The first, straight-line movement section of the linear element 102
  • the control lever 122 maintains its relative position to the linear element 102 unchanged, so that the position of the push rod 118 and the transverse element 106 relative to the linear element 102 also remain unchanged.
  • FIG. 7 shows the position of the linear element 102 in this position, i.e. at the end of the first movement section L1 and at the beginning of the second movement section L2.
  • FIG. 8 shows a further position of the linear element 102, in which the guide roller 124 has already partially passed through the 90 ° section 130.
  • the predetermined transverse movement of the transverse element 106 runs perpendicular to the longitudinal movement of the linear element 102, an overlay from a movement along the longitudinal direction 104 and a movement along the compensating movement path 112 leading to the desired transverse movement. Since the guide track 126 via the push rod 118 results in a positive guidance of the cross element 106 along the compensating movement path 112, not only the shape and direction of the compensating movement path 112 is decisive for the resulting transverse movement of the cross element 106, but also the manner how the cross element is guided along the compensation movement path, ie the relative displacement of the cross element 106 along the compensation movement path as a function of the longitudinal movement of the linear element 102 in the longitudinal direction 104.
  • the straight section 132 of the guideway 126 could be inclined at an angle other than 90 ° to the longitudinal direction 104, which would then result in a transverse movement of the cross element 106 which would also be oriented at an angle other than 90 ° to the longitudinal direction 104.
  • an arrangement tion of the rectilinear compensation movement path 112 at an angle other than 45 ° to the longitudinal direction 104 also results in a corresponding shift in the resulting direction of the transverse movement of the cross element 106.
  • Non-linear transverse movements of the cross element 106 are also possible, provided that either the compensating movement path 112 does not run in a straight line or the relative displacement of the cross element 106 during the movement of the linear element 102 does not run linearly within the second movement range.
  • An example of this is already the 90 ° section 130 of the guideway 126, which results in a corresponding arcuate displacement of the transverse element 106, which is desirable and necessary in practice in order to avoid excessively large, acceleration-related inertial forces at the end of the linear movement L1.

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Abstract

Vorrichtung (1) zum Abgeben eines Labels (3) an einer definierten Abgabeposition (18), mit - einer Labelbereitstellungseinrichtung (2) zum Bereitstellen eines Labels, - einer Zentriereinrichtung (4) zum vorübergehenden Aufnehmen und Zentrieren jeweils eines Labels mit einer sich im Querschnitt in Schwerkraftrichtung verjüngenden Zen­trieraufnahme (6), in der ein zu zentrierendes Label ausgehend von einer innerhalb eines Toleranzbereichs liegenden Einführungsposition lose aufnehmbar und in einer defi­nierten Position zentrierbar ist, - einem Vibrationserzeuger (12), der mit der Zentriereinrichtung gekoppelt ist, um die Zen­trieraufnahme in Vibrationen zu versetzen ist, und - einer Labelhandhabungseinrichtung (20) zum Entnehmen eines Labels von der Labelbe­reitstellungseinrichtung, Übergeben an die Zentrieraufnahme, Entnehmen von der Zentrieraufnahme und Abgeben an der Abgabeposition (18).

Description

Vorrichtung zum Abgeben eines Labels an einer definierten Position, und Einlegevorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines Labels in einer definierten Position sowie eine Vorrichtung zum Einlegen eines Labels in eine Spritzgießform mit einer derartigen Bereitstellungsvorrichtung.
Label oder Etiketten sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung dünne, blattförmige Gegenstände aus Papier, Kunststoff, Metall oder Verbundmaterial, die insbesondere im sogenannten Inmould-Label- Verfahren zum Herstellen von spritzgeformten Behältern, Schalen o. . verwendet werden. In der Regel haben die verwendeten Label eine ebene Form und eine solche Kontur, daß sie bspw. eine oder mehrere Seitenwände eines Behälters abdecken und somit im fertigen Zustand eine oder mehrere Außenflächen des Behälters bilden. Bei Behältern mit runder oder mehreckiger, leicht konischer Grundform weist ein Label, das einstückig im wesentlichen die gesamte Außenfläche des Behälters bildet, eine entsprechende, im wesentlichen kreisringsektorförmige Grundform oder einer solchen Form mehreckig angenäherte Form auf.
Damit das Label exakt die vorgesehene Position auf dem Behälter einnimmt, wobei eine Genauigkeit von wenigen 1/10 mm verlangt sein kann, muß das Label in einem automatisierten Fertigungsvorgang mit entsprechender Positionsgenauigkeit bereitgestellt werden, d.h. an eine Vorrichtung, die das Label in die Spritzgießform einlegt, in einer mit der geforderten Genauigkeit definierten Position übergeben werden, damit das Label letztlich mit der geforderten Positionsgenauigkeit in die Spritzgießform eingelegt werden kann.
Aus Gründen der Materialersparnis sind die im Inmould-Label-V erfahren verwendeten Label sehr dünn und bestehen meist aus Kunststoff oder einem Metall-Kunststoff-Verbundmaterial. Die Bereitstellung erfolgt zunächst meist in Form eines ausgerichteten, blockförmigen Stapels einer großen Zahl von Labein. Aufgrund der geringen Materialdicke ist es allerdings schwie- rig und zum Teil unmöglich zu gewährleisten, daß jedes einzelne Label des Stapels, der bspw. in einem Magazinschacht gehalten ist, genau die vorgeschriebene Position einnimmt, d.h. es kann sein, daß einzelne Label um mehrere mm seitlich über die Ränder des Stapels überstehen. Bei einer Entnahme von einem solchen Stapel kann die geforderte Positionsgenauigkeit nicht eingehalten werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Abgeben eines Labels an einer definierten Abgabeposition zu schaffen, mit der auch sehr dünne Label zuverlässig innerhalb einer geforderten geringen Positionstoleranz bereitgestellt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Abgeben eines Labels an einer definierten Abgabeposition gelöst, mit
- einer Labelbereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen eines Labels,
- einer Zentriereinrichtung zum vorübergehenden Aufnehmen und Zentrieren jeweils eines Labels, mit einer sich im Querschnitt in Schwerkraftrichtung verjüngenden Zentrieraurnah e, in der ein zu zentrierendes Label ausgehend von einer innerhalb eines Toleranzbereichs liegenden Einführungsposition lose aufnehmbar und in einer definierten Position zentrierbar ist,
einen Vibrationserzeuger, der mit der Zentriereinrichtung gekoppelt ist, um die Zentrieraufnahme in Vibrationen zu versetzen, und
- einer Labelhandhabungseinrichtung zum Entnehmen eines Labels von der Labelbereitstellungseinrichtung, Übergeben an die Zentrieraufnahme, Entnehmen von der Zentrieraufnahme und Abgeben an der Abgabeposition.
Die Labelbereitstellungseinrichtung kann beliebig ausgebildet sein, bspw. als Ausgabeeinrichtung einer Labelherstellungsvorrichtung oder als Magazin, das bspw. einen Schacht zum Aufnehmen eines Stapels von Labein aufweist. Die Zentrieraufnalime der Zentriereimichtung kann einen konisch zulaufenden Einführungs- bereich und einen sich daran anschließenden Zentrierungsbereich aufweisen, wobei der Zentrierungsbereich in Schwerkraftrichtung anschließend an den Einführuiigsbereich angeordnet ist.
Der Einfuhrungsbereich kann einen dem Zentrierungsbereich abgekehrten Teil aufweisen, der einer Außenkontur eines Labels zuzüglich eines Toleranzbereichs entspricht.
Der Zentrierungsbereich kann zylindrisch sein und einer Außenkontur eines Labels entsprechen. Bevorzugt ist vorgesehen, daß der Zentrierungsbereich minimal (d.h. im Rahmen der geforderten Positionierungsgenauigkeit) größere Abmessungen aufweist als die Außenlcontur eines Labels, um eine selbsttätige Bewegung eines Labels von dem Einführungsbereich in den Zentrierungsbereich allein aufgrund seiner Gewichtskraft zu erleichtern. Bspw. können die Abmessungen des Zentrierungsbereichs bis 0,1%, bis 0,5%, bis 1% oder bis 2% (oder auch mehr) größer gewählt sein als die eines zu zentrierenden Labels, gemessen in seiner Erstrek- kungsebene.
Bevorzugt ist vorgesehen, daß der Einfuhrungsbereich glatt, d.h. stufen- und kantenfrei, in den Zentrierungsbereich übergeht.
Die Zentrierungsaufnahme kann lediglich Teilbereichen einer Außenkontur eines Labels entsprechen. Auch der Einführungsbereich und/oder der Zentrierungsbereich kann lediglich Teilabschnitten einer Außenkontur eines Labels, ggf. zuzüglich eines Toleranzbereichs, entsprechen, d.h. die Zentrieraufnalime oder der Einführungsbereich bzw. Zentrierungsbereich kann so ausgebildet sein, daß ein Label nicht entlang der vollständigen Außenkontur des Labels, sondern lediglich an einigen Punkten oder Bereichen der Außenlcontur, die für eine definierte Positionierung ausreichen, umschlossen bzw. geführt wird.
Es kann vorgesehen sein, daß die Zentriereinrichtung als Ausnehmung in einer Platte ausgebildet ist, mit der der Vibrationserzeuger zusammenwirkt. Der Vibrationserzeuger kann als an der Zentriereinrichtung befestigter Unwuchtmotor ausgebildet sein, d. h. eine um eine Rotationsachse exzentrisch angebrachte und zur schnellen Drehung antreibbare Masse aufweisen.
In bevorzugter Weise sieht die Erfindung vor, daß die Labelhandhabungseinrichtung zwei mit festem gegenseitigen Abstand angeordnete, gemeinsam bewegbare Labelerfassungsköpfe aufweist, die so ausgebildet sind, daß in einem ersten Arbeitstakt ein erstes Label von der Labelbereitstellungseinrichtung und gleichzeitig ein zweites Label aus der Zentrieraufhahme entnehmbar ist, und in einem zweiten Arbeitstakt das erste Label an der Zentrieraufnahme und gleichzeitig das zweite Label an der definierten Abgabeposition abgebbar ist.
Hierbei kann vorgesehen sein, daß die Labelerfassungsköpfe mit Unterdruck und/oder mit elektrostatischer Aufladung arbeiten, um die Label zu erfassen.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß die Labelerfassungsköpfe entlang eines geraden oder gekrümmten Verfahrwegs bewegbar sind.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zum Einlegen eines Labels in eine Spritzgießform, mit einer Vorrichtung zum Abgeben eines Labels an einer definierten Abgabeposition gemäß der Erfindung und mit einer Labeleinlegeeinrichtung zum Aufnehmen des Labels an der Abgabeposition und zum Einlegen des Labels in eine Spritzgießform.
Bevorzugt sieht die Erfindung vor, daß die Labeleinlegeeinrichtung zum Erzeugen einer zusammengesetzten Bewegung ausgebildet ist, die in einem ersten Bewegungsabschnitt eine in einer Längsrichtung verlaufende Linearbewegung und in einem daran anschließenden, zweiten Bewegungsabschnitt eine vorgegebene, eine zu der Längsrichtung senkrechte Komponente enthaltende Querbewegung aufweist, wobei die Labeleinlegeeinrichtung ein entlang der Längsrichtung beweglich geführtes Linearelement und ein auf dem Linearelement entlang einer Ausgleichs-Bewegungsbahn beweglich geführtes, zum Halten eines Labels ausgebildetes Querelement aufweist, wobei die Ausgleichs-Bewegungsbahn Richtungskomponenten in der und senkrecht zu der Längsrichtung enthält, und wobei das Querelement innerhalb des zweiten Bewegungsabschnitts des Linearelements zur Ausfuhrung einer relativen Verlage- rung in Längsrichtung zwischen Quer- und Linearelement derart mechanisch zwangsgeführt ist, daß als Ergebnis einer kinematischen Überlagerung aus der Linearbewegung und einer zwangsgefuhrten Bewegung entlang der Ausgleichs-Bewegungsbahn die vorgegebene Querbewegung des Querelements resultiert.
Diese Vorrichtung findet insbesondere auf dem Gebiet der Spritztechnik Anwendung, wobei innerhalb kurzer Taktzeiten Etiketten bzw. Label in einen Formhohlraum eingelegt werden müssen.
Bevorzugt ist vorgesehen, daß die Querbewegung geradlinig ist und unter einem vorgegebenen Winkel zur Längsrichtung verläuft. Es kann zweckmäßig sein, wenn die Ausgleichs- Bewegungsbahn geradlinig ist. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Querbewegung senkrecht zu der Längsrichtung verläuft.
Es kann zweckmäßig sein, wenn die Ausgleichs-Bewegungsbahn geradlinig unter 45° zu der Längsrichtung angeordnet ist. Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn das Querelement derart zwangsgeführt ist, daß es innerhalb des zweiten Bewegungsabschnitts des Linearelements in Längsrichtung gesehen absolut stillsteht, so daß es sich relativ zu dem Linearelement in Längsrichtung entsprechend dessen Linearbewegung in dazu entgegengesetzter Richtung verlagert.
In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Querelement über eine Schubstange zwangsgeführt ist. Die Schubstange kann an einem ersten Ende schwenkbar mit dem Querelement verbunden und an einem zweiten Ende mittels einer ortsfesten Führungsbahn geführt sein, die einen dem ersten Bewegungsabschnitt entsprechenden, in Längsrichtung verlaufenden Teil und einen dem zweiten Bewegungsabschnitt entsprechenden, senkrecht zu der Längsrichtung verlaufenden Teil aufweist. Hierbei kann zwischen dem ersten und zweiten Teil ein gekrümmter Übergang angeordnet sein.
Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß das zweite Ende der Schubstange schwenkbar mit einem freien Ende eines an dem Linearelement gelagerten Schwenkhebels verbunden ist, der drehfest mit einem Steuerhebel verbunden ist, dessen freies Ende in der Führungsbahn geführt ist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß an dem Querelement eine Halte- und/oder Greifeinrichtung zum Halten, Erfassen und/oder Ablegen eines Labels angeordnet ist, die mittels Unterdruck und/oder elektrostatischer Aufladung arbeitet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, wobei auf eine Zeichnung Bezug genommen ist, in der
Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einlegen eines Labels in eine Spritzgießform zeigt,
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 1, nämlich eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bereitstellen eines Labels in einer definierten Position, zeigt,
Fig. 3 eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstab einer Zentriereinrichtung der Vorrichtung nach Fig. 2 entlang der Linie III - III zeigt,
Fig. 4 eine Seitenansicht eines Linearelements eines weiteren Teils der Vorrichtung nach Fig. 1 , nämlich einer Labeleinlegeeinrichtung, zeigt,
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Labeleinlegeeinrichtung mit einem Linearelement nach Fig. 4 zeigt,
Fig. 6 bis 9 Draufsichten der Labeleinlegeeinrichtung nach Fig. 5 in einer Ausgangsstellung (Fig. 6, entspricht Fig. 5), in einer Übergangsstellung (Fig. 7), in einer weiteren Stellung (Fig. 8) und in einer Betätigungs- oder Einlegestellung (Fig. 9) zeigen, Fig. 10 bis 13 wesentliche Komponenten der Labeleinlegeeinrichtung in der Ausgangsstellung (Fig. 10, entspricht Fig. 6), der Übergangsstellung (Fig. 11, entspricht Fig. 7), der weiteren Stellung (Fig. 12, entspricht Fig. 8) und Einlege- bzw. Betätigungsstellung (Fig. 13, entspricht Fig. 9) zeigen.
Zunächst wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abgeben eines Labels an einer definierten Position erläutert. Die im ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung weist eine Labelbereitstellungseinrichtung 2 zum Bereitstellen von Labein 3 zur Entnahme auf, die in diesem Beispiel durch ein schachtartiges Magazin 2 gebildet ist, das einen Stapel von Labein aufnehmen kann. Die Querschnittsform 2a des Magazinschachts und die Außenkontur 3 a der darin aufhehmbaren Label 3 geht aus der Draufsicht nach Fig. 2 hervor, aus der sich eine mehrfach abgeknickte, näherungsweise kreisringsektorförmige Labelform bzw. Magazinquerschnittsform ergibt. Die einzelnen Label 3 sind aus einem ebenen Folienmaterial aus Kunststoff oder Verbundwerkstoff hergestellt und weisen eine geringe Dicke auf, beispielsweise 0,03 mm. Aufgrund ihrer geringen Dicke und daraus resultierend ihrer geringen mechanischen Festigkeit kommt es immer wieder vor, daß einzelne Label aus dem ansonsten blockförmigen Stapel von Labein, der sich innerhalb des Magazins 2 befindet, vorstehen, so daß eine Entnahme einzelner Label aus dem Magazin in einer genau festgelegten Position nicht möglich ist. Selbst wenn der in dem Magazin aufgenommene Stapel von Labein exakt blockförmig wäre und die Querschnittsform des Magazins innerhalb genügend geringer Toleranzen der Außenkontur der Label entspräche, wäre eine Entnahme einzelner Label von dem Stapel in einer definierten Position sehr schwierig, da das jeweils zu oberst liegende Label zum Zwecke der Abnahme von dem Stapel bereichsweise verformt und beispielsweise durch Zusammenschieben von gegenüberliegenden Randbereichen in eine bereichsweise wellenförmige Gestalt gebracht werden muß, damit die Entnahme eines einzelnen Labels gewährleistet ist.
Die Vorrichtung weist daher weiterhin eine Zentriereinrichtung 4 auf, in die jedes einzelne Label nach der Entnahme aus dem Magazin eingelegt wird, um eine präzise definierte Position des Labels zu erreichen.
Die Zentriereinrichtung 4 ist in Fig. 3 im Schnitt und Fig. 2 in Draufsicht dargestellt und weist eine' sich im Querschnitt verjüngende Zentrieraufnahme 6 auf. Die Zentrieraufnahme 6 dient der selbsttätigen Zentrierung eines in diese abgelegten Labels dergestalt, daß ein Label allein aufgrund seines Eigengewichts mit Hilfe der wesentlichen trichterförmig ausgebildeten Zentrieraufnahme eine vorgegebene, definierte Position innerhalb eines vorgegebenen, geringen Toleranzbereichs einnimmt.
Die Zentrieraufnahme 6 weist in dem hier erläuterten Ausfuhrungsbeispiel einen konisch zulaufenden Einführungsbereich 8 auf, mit dem ein zu zentrierendes Label zunächst lose aufnehmbar' ist, indem das Label innerhalb des Einführungsbereichs 8 mit relativ großer Positionstoleranz abgelegt wird. Anschließend an den sich trichterartig verjüngenden Einführungsbereich 8 ist ein Zentrierungsbereich 10 angeordnet, der in dem hier beschriebenen Ausf h- rungsbeispiel zylindrisch, d.h. mit vertikalen Wänden ausgebildet ist und von seiner Größe her der Außenkontur des Labels 3 entspricht. Ein minimales Übermaß des Zentrierbereichs gegenüber der Außenkontur der Label ist erforderlich, um zu ermöglichen, daß ein Label überhaupt selbsttätig und ohne zu blockieren in den Zentrierungsbereich gelangen kann.
Anders als in Fig. 3 dargestellt, könnte der Einführungsbereich glatt und ohne Kante in den Zentrierungsbereich übergehen, wobei Einfuhrungs- und Zentrierungsbereich gekrümmt und stufenlos ineinander übergehen können und sich der Einfuhrungsbereich von dem Zentrierungsbereich im wesentlichen nur durch seine größere Abmessungen unterscheidet. Der Einfuhrungsbereich kann trichterartig mit nach unten in Richtung auf den Zentrierungsbereich steiler werdenden Wänden ausgebildet sein. Der Zentrierungsbereich muß nicht unbedingt zylindrisch sein. Es kommt im wesentlichen darauf an, daß seine Größe mit einem geringen Übermaß der Außenkontur der zu zentrierenden Label entspricht.
Welche Tiefe t für die Zentrieraufnahme 6 zweckmäßig ist, hängt sehr stark von der Formhal- tigkeit der verwendeten Label ab, d. h. davon, in welchem Maße diese dazu neigen, sich zu wölben und zu krümmen. Je mehr dies der Fall ist, desto tiefer sollte die Zentrieraufnahme sein, um auch bei stärker gewölbten Labein eine sichere Aufnahme und Zentrierung zu gewährleisten. Eine Tiefe zwischen 5 % und 50 % der größten Abmessung des aufzunehmenden Labels kann zweckmäßig sein, ebenso wie eine Neigung der seitlichen Wände des Einfüih- rungsbereichs im Bereich von 3° und 30°. Erfindungsgemäß ist die Zentrieraufnalime 6 mit einem Vibrationserzeuger gekoppelt, um die Zentrierwirkung- in der Praxis wesentlich zu beschleunigen und zu verbessern, wobei der Vibrationserzeuger in dem dargestellten Beispiel durch einen an der Unterseite der Zentrieraufnahme 6 befestigten Unwuchtmotor 12 gebildet ist. Die Zentrieraufnahme 6 ist mittels Stützen 14 an einem tragenden Rahmen 16 befestigt, an dem auch das Magazin 2 angebracht ist, wobei die Stützen 14 eine geringfügige Vibrationsbewegung (Auslenkung) der Zentrieraufnahme 6 relativ zu dem Rahmen 16 zulassen.
Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn der Vibrationserzeuger die Zentrieraufnahme 6 in Schwingungsbewegungen versetzt, die im wesentlichen horizontal ausgerichtet sind, d.h. in der Erstreckungsebene der Label, wie mit 13 angedeutet. Alternativ oder zusätzlich könnte vorgesehen sein, daß die Aufnahme 6 in eine vertikale Schwingungsbewegung 15 versetzt wird, d.h. senkrecht zur Erstreckungsebene der Label. Beide Bewegungen können miteinander korreliert sein.
Eine im ganzen mit 20 bezeichnete Labelhandhabungseinrichtung ist neben und oberhalb der Zentriereinrichtung 4 und des Magazins 2 angeordnet und besteht zunächst aus einem tragenden Grundgestell 22, das eine Horizontalführung 24 und einen Horizontalantrieb 25 (Kolben- /Zylindereinheit) für einen in Längsrichtung 26 hin- und herbewegbaren Schlitten 28 trägt. An dem Schlitten 28 sind über einen Halterungsarm 38 zwei Labelerfassungsköpfe 30, 32 gehalten, deren gegenseitiger Mittenabstand d dem Mittenabstand zwischen Magazin 2 und Zentrieraufnahme 6 entspricht. Die Labelerfassungsköpfe 30, 32 weisen jeweils mehrere in ihrer Längsrichtung bewegbare Saugfinger 34 auf, die gesteuert mit Unter- und Überdruck versorgt werden können, um ein Label aufzunehmen und abzugeben.
Der Labelerfassungskopf 30 ist gegenüber dem Labelerfassungskopf 32, der mehrere feststehende Saugfinger trägt, dahingehend etwas unterschiedlich aufgebaut, daß er zwei Gruppen 34a, 34b (Fig. 2) von in Richtung 35 zueinander bewegbaren Saugfingern 34 aufweist, um ein jeweils zuoberst in dem Magazin liegendes Label von dem darunter befindlichen Stapel sicher abheben zu können, ohne daß mehrere Label gleichzeitig erfaßt werden. Bei einem Erfassungsvorgang eines in dem Magazin 2 befindlichen Labels werden die beiden genannten Gruppen von Saugfmgern, nachdem sie auf das Label abgesenkt worden sind, mit Unterdruck beaufschlagt und danach um ein vorgegebenes Maß in Richtung zueinander bewegt, wobei das Label in dem zwischen den Gruppen von Saugfingern befindlichen Bereich aufgewölbt wird und sich dadurch sicher von einem darunter befindlichen Label löst. Dann kann durch Anheben des Labelerfassungskopfs 30 in Erfassungsrichtung 36 mittels eines Linearantriebs 40 das Label aus dem Magazin 2 gehoben und in Horizontalrichtung 26 über die Zentrieraufnahme 6 bewegt werden, wo es nach Absenken in den Einfuhrungsbereich 8 freigegeben wird. Die Saugfinger 34a, b werden vor oder nach dem Ablegevorgang in ihre voneinander entfernte Ausgangsposition bewegt.
Zum Entnehmen eines (zentrierten) Labels aus der Zentrieraufnahme 6 werden die Saugfinger des Labelerfassungskopfs 32 in den Zentrierungsbereich 10 abgesenkt, und das. dort befindliche Label wird in zentrierter Lage aufgenommen.
Dadurch, daß zwei Labelerfassungsköpfe 30, 32 vorgesehen sind, können bei einem Horizontalhub des Schlittens 28 zwei Label gleichzeitig aufgenommen und bewegt werden, nämlich ein erstes aus dem Magazin 2 in die Zentrieraufnalime 6 und ein zweites, welches sich bereits in der Zentrieraufnahme 6 befindet, auf eine Aufnahme 136 einer nachfolgend noch im einzelnen erläuterten Labeleinlegeeinrichtung, die in Fig. 1 mit 50 bezeichnet ist. Auf diese Weise kann mit jedem Horizontalhub der Labelhandhabungseinrichtung 20 ein zentriertes Label an einer definierten Abgabeposition 18 an die Labeleinlegeeinrichtung 50 übergeben werden, mit der dann in einem eigenständigen Arbeitshub das Label an einer genau vorgegebenen Position in eine nicht dargestellte Spritzgießform eingelegt wird.
In der dargestellten Ausfuhrungsform der Labelhandhabungseinrichtung 20 sind die beiden Labelerfassungsköpfe 30, 32 an dem gemeinsamen Halterungsarm 38 angebracht, der zur Ausführung einer Erfassungs- und Abgabebewegung in bzw. entgegen der einer Erfassungsrichtung 36 mit dem Linearantrieb 40 gekoppelt ist.
Da jedes Label in einer zur Horizontalen leicht geneigten Position an der Abgabeposition 18 zu übergeben ist, sind zweckmäßigerweise auch die Zentrieraufnalime 6 und das Magazin 2 in entsprechender Weise geneigt angeordnet, damit die Labelerfassungsköpfe 30, 32 beim Aufnehmen und Abgeben eines Labels jeweils senkrecht zu dessen Erstreckungsebene stehen. Zusätzlich ist das Magazin mit einem gesteuert nach oben nachfuhrbaren stempelartigen La- beiträger versehen, der dafür sorgt, daß das jeweils oberste Label stets annähernd in Höhe der Zentrieraufnahme 4 und der Abgabeposition 18 liegt, damit eine optimale Erfassung und Übergabe möglich ist.
An der Abgabeposition 18 erfolgt die Übergabe eines aus der Zentrieraufhahme 6 entnommenen Labels an die in Fig. 1 im ganzen mit 50 bezeichnete Labeleinlegevorrichtung, die nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 4 bis 14 im einzelnen erläutert ist. In diesem Beispiel weist die Labeleinlegevorrichtung 50 zwei Aufnahmen 136 (und die nachgeordnete Spritzgießmaschine zwei Formhohlräume) auf, so daß je Arbeitshub zwei Label einlegbar und zwei Behälter herstellbar sind.
Fig. 4 und 5 erläutern den grundsätzlichen Aufbau der Labeleinlegeeinrichtung 50, die zum Einlegen von Etiketten bzw. Labein in Formhohlräume von zweiteiligen Spritzgußformen bei der Herstellung von Kunststofϊbehältern in sogenannten "Inmould-Label-Verfahren" dient. Hierbei besteht die Aufgabe darin, Label aus dünnem Kunststoffmaterial lagegenau in Formhohlräume einer nicht dargestellten, zweiteiligen Spritzgießform einzulegen, und zwar innerhalb der kurzen Öffnungszeit der Form, während der gleichzeitig auch die beim vorherigen Arbeitstakt hergestellten Kunststoffbehälter entnommen werden müssen.
Der auszuführende Bewegungsablauf der konischen Aufnahmen 136 für die einzulegenden Label besteht dabei aus einer geradlinigen Bewegung ausgehend von einer Position außerhalb der Spritzgießform bis in die Spritzgießform hinein auf Höhe der Formhohlräume, und ausgehend von dieser Position, in zur vorherigen Bewegung senkrechter Richtung, in die Formhohlräume hinein. Die äußere Form der Aufnahme 136 entspricht der der herzustellenden Kunststoffbehälter. Nach Ablegen der Label in den Formhohlräumen, bspw. mit Druckluft oder mit Hilfe elektrostatischer Kräfte, fuhren die Aufnahmen 136 den vorstehend beschriebenen Bewegungsablauf in umgekehrter Richtung aus, wobei zwei fertige Behälter entnommen werden.
Fig. 4 zeigt in einer Seitenansicht ein Linearelement 102, das auf einer nicht im einzelnen dargestellten Linearführung (Gleit- oder Kugelumlaufführung) in Längsrichtung 104 geradlinig hin- und herbewegbar ist, wobei der Antrieb durch einen nicht dargestellten Motor erfolgt. Das Linearelement 102 ist insgesamt rohrförmig aufgebaut und weist einen um 90° abgewinkelten Wurzelabschnitt 108 und einen im wesentlichen zylindrischen Auslegerabschnitt 110 auf. Der Wurzelabschnitt 108 dient der Lagerung und dem Antrieb, während der Auslegerabschnitt 110 der Ausführung der Halte- bzw. Greiffunktionen der Labeleinlegevorrichtung dient.
Wie Fig. 5 zeigt, in der eine Draufsicht auf die Einlegevorrichtung 50 dargestellt ist, trägt das Linearelement 102 an seinem freien Ende, am Ende des Auslegerabschnitts 110, ein Querelement 106. Das Querelement 106 ist entlang Ausgleichs-Bewegungsbahnen 112 relativ zu dem Linearelement 102 bewegbar auf diesem gehalten und geführt und trägt zwei konusför- mige, der Form der in der zu bedienenden Spritzgießmaschine herzustellenden Behälter entsprechende Aufnahmen 136 zum Einlegen von Labein bzw. Etiketten in die Spritzgießmaschine. Die Ausgleichs-Bewegungsbahnen 112 verlaufen im dargestellten Ausführungsbeispiel geradlinig (Linearführungen) und bilden mit der Längsrichtung 104 (Bewegungsrichtung) des Linearelements 102 einen Winkel ß von 45°.
Im Bereich des Übergangs zwischen Wurzelabschnitt 108 und Auslegerabschnitt 110 des Linearelements 102 ist eine Hebelachse 114 drehbar auf dem Linearelement 102 angebracht, auf deren einem Ende ein Schwenkhebel 116 sitzt, dessen freies Ende 116a mit einem ersten Ende einer Schubstange 118 schwenkbar verbunden ist, deren anderes Ende an einer Schwenklagerung 120 mit dem Querelement 106 gekoppelt ist.
Auf der Hebelachse 114 sitzt ferner ein Steuerhebel 122 in gleicher Wihkelausrichtung wie der Schwenldiebel 116, so daß in der Draufsicht (entlang der Achsrichtung der Hebelachse 114) in Fig. 5 bis 11 lediglich der Steuerhebel 122 sichtbar ist. An einem freien Ende des Steuerhebels 122 sitzt eine Führungsrolle 124, die in einer ortsfesten, angedeuteten Führungsbahn 126 geführt ist. Wie Fig. 5 zeigt, weist die Führungsbahn 126 einen geradlinigen Abschnitt 128 auf, an den sich ein 90°-Kreisbogenabschnitt 130 anschließt, auf den erneut ein geradliniger Abschnitt 132 folgt, der senkrecht zu dem geradlinigen Abschnitt 128 ausgerichtet ist. Die aus den drei beschriebenen Abschnitten zusammengesetzte Führungsbahn 126 kann z.B. als nutartige Vertiefung in der Unterseite einer ortsfesten, horizontalen Führungsplatte 134 ausgebildet sein, die oberhalb des Linearelements 102 angebracht ist. Die Führungsrolle 124 bewegt sich dann bei einer Bewegung des Linearelements 102 in Längsrichtung 104 bzw. in einer Querrichtung 140 entlang der Führungsbahn 126. Fig. 6 bis 9 erläutern die Funktionsweise der Labeleinlegevorrichtung 50, wobei Fig. 6 eine Darstellung entsprechend Fig. 5 in verkleinertem Maßstab ist. Zusätzlich sei auf Fig. 10 bis 13 verwiesen, die die für die Bewegungsabläufe maßgeblichen Bereiche der Labeleinlegevorrichtung 50 in vergrößertem Maßstab zeigen, nämlich die Hebelachse 114 mit Schwenkhebel 116 und Steuerhebel 122 sowie das Querelement 106 mit Ausgleichs-Bewegungsbahnen 112.
Der erste, geradlinige Bewegungsabschnitt des Linearelements 102 ist mit Ll bezeichnet und entspricht demjenigen Teil des geradlinigen Abschnitts 128 der Führungsbahn 126, der sich zwischen deren einem Ende an der Position der Führungsrolle 124 gemäß Fig. 5, 6 und dem Beginn des 90°-Abschnitts 130 befindet. Bei einer Bewegung des Linearelements 102 innerhalb dieses ersten Bewegungsabschnitts Ll behält der Steuerhebel 122 seine Relativposition zu dem Linearelement 102 unverändert bei, so daß auch die Stellung der Schubstange 118 und des Querelements 106 relativ zu dem Linearelement 102 unverändert bleiben.
Sobald das Linearelement 102 bei einer Bewegung nach rechts, ausgehend von der in Fig. 6 dargestellten Ausgangsstellung, einen Punkt erreicht hat, an dem die Führungsrolle 124 in den 90°-Abschnitt 130 eintritt (Übergangsstellung), beginnt der zweite Bewegungsabschnitt L2. Fig. 7 zeigt die Stellung des Linearelements 102 in dieser Position, d.h. am Ende des ersten Bewegungsabschnitts Ll und am Beginn des zweiten Bewegungsabschmtts L2. Fig. 8 zeigt eine weitere Position des Linearelements 102, in der die Führungsrolle 124 den 90°-Abschnitt 130 bereits teilweise durchlaufen hat.
Fig. 9 zeigt das Linearelement 102 in seiner Endposition (Betätigungsstellung), nachdem es den zweiten Bewegungsabschnitt L2 vollständig durchlaufen hat. Wie sich mehr im einzelnen Fig. 11 bis 13 entnehmen läßt, beginnt der Steuerhebel 122 und damit auch der Schwenkhebel 116 bei Beginn des zweiten Bewegungsabschnitts L2 aufgrund des Eintritts der Führungsrolle 124 in den 90°-Abschnitt 130 der Führungsbahn 126 mit einer zunehmend schnellen, in der Draufsicht im Gegenuhrzeigersinn verlaufenden Schwenkbewegung um die Hebelachse 114, was eine Relativbewegung zwischen Führungsrolle 124 und Linearelement 102 und somit auch eine Relativbewegung zwischen Schubstange 118 und Linearelement 102 in Längsrichtung 104 zur Folge hat. Die aufgrund der Schwenkbewegung der Führungsrolle 124 gleichzeitig auftretende Relativbewegung senkrecht zur Längsrichtung 104 und die damit einhergehende geringfügige Änderung der Ausrichtung der Schubstange 118 ist hierbei im wesentlichen vernachlässigbar. Sobald die Führungsrolle 124 das Ende des 90°-Abschnitts 130 und den Übergang zu dem geradlinigen Abschnitt 132 der Führungsbahn 126 erreicht hat, steht die Führungsrolle 124 in Längsrichtung 104 gesehen absolut still und wird in dem Maße relativ zu dem Linearelement 102 verlagert, wie sich dieses relativ zu der Führungsplatte bewegt, d.h. entsprechend dessen Längsbewegung.
Die beschriebene Relativbewegung zwischen Schubstange 118 und Linearelement 102 innerhalb des zweiten Bewegungsabschnitts L2 des Linearelements 102 hat eine gleichlaufende Relativbewegung, in Längsrichtung 4 gesehen, des Querelements 106 zur Folge. Dies bedeutet, daß das Querelement 106 absolut gesehen still steht, sobald auch die Führungsrolle 124 aufgrund der Führungsbahn 126 (Abschnitt 132) an einer weiteren Bewegung in Längsrichtung 104 gehindert ist.
Aufgrund der kinematischen Zwangskopplung zwischen Querelement 106 und Linearelement 102 durch die Ausgleichs-Bewegungsbahn 112, die unter 45° zur Längsrichtung 104 orientiert ist, ergibt sich aus der vorstehend beschriebenen Relativbewegung eine zwangsgesteuerte Bewegung des Querelements 106 in Querrichtung 140. Diese resultierende Querbewegung ist genau senkrecht zur Längsrichtung 104, während sich die Führungsrolle innerhalb des Abschnitts 132 befindet und wenn von den mechanisch bedingten Ungenauigkeiten aufgrund der Verlagerung der Führungsrolle 124 quer zur Längsrichtung 104 abgesehen wird.
In dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel verläuft die vorgegebene Querbewegung des Querelements 106 senkrecht zur Längsbewegung des Linearelements 102, wobei eine Überlagerung aus einer Bewegung entlang der Längsrichtung 104 und einer Bewegung entlang der Ausgleichs-Bewegungsbahn 112 zu der gewünschten Querbewegung führt. Da die Führungsbahn 126 über die Schubstange 118 eine Zwangsführung des Querelements 106 entlang der Ausgleichs-Bewegungsbahn 112 zur Folge hat, ist nicht nur die Form und Richtung der Ausgleichs-Bewegungsbahn 112 für die resultierende Querbewegung des Querelements 106 maßgeblich, sondern auch die Art und Weise, wie das Querelement entlang der Ausgleichs- Bewegungsbahn gef hrt wird, d.h. die relative Verlagerung des Querelements 106 entlang der Ausgleichs-Bewegungsbahn in Abhängigkeit von der Längsbewegung des Linearelements 102 in Längsrichtung 104. Bspw. könnte der geradlinige Abschnitt 132 der Führungsbahn 126 unter einem Winkel anders als 90° zur Längsrichtung 104 geneigt verlaufen, wobei dann eine resultierende Querbewegung des Querelements 106 die Folge wäre, die ebenfalls unter einem Winkel anders als 90° zur Längsrichtung 104 orientiert wäre. Umgekehrt hätte eine Anord- nung der geradlinigen Ausgleichs-Bewegungsbahn 112 unter einem anderen Winkel als 45° zur Längsrichtung 104 ebenfalls eine entsprechende Verlagerung der resultierenden Richtung der Querbewegung des Querelements 106 zur Folge.
Auch nicht geradlinige Querbewegungen des Querelements 106 sind möglich, sofern entweder die Ausgleichs-Bewegungsbahn 112 nicht geradlinig verläuft oder aber die relative Verlagerung des Querelements 106 während der Bewegung des Linearelements 102 innerhalb des zweiten Bewegungsbereichs nicht linear verläuft. Ein Beispiel hierfür ist bereits der 90°- Abschnitt 130 der Führungsbahn 126, der eine entsprechende bogenförmige Verlagerung des Querelements 106 zur Folge hat, was in der Praxis erwünscht und notwendig ist, um übermäßig große, beschleunigungsbedingte Massenkräfte am Ende der Linearbewegung Ll zu vermeiden.
Bezugszeichenliste Vorrichtung zum Abgeben eines Labels d Abstand zwischen 30, 32 Magazin (Labelbereitstellungseinrichtung) t Tiefe von 10a Querschnittsform Ll erster Bewegungsabschnitt Label L2 zweiter Bewegungsabschnitta Außenkontur ß Winkel zwischen 112 und 128 Zentrieremrichtung Zentrieraufnahme Einfuhrungsbereich0 Zentrierungsbereich2 Unwuchtmotor (Vibrationserzeuger)3 Schwingungsbewegung horizontal4 Stütze5 Schwingungsbewegung (vertikal)6 Rahmen8 Abgabeposition0 Labelhandhabungseinrichtung2 Grundgestell4 Horizontalfuhrung5 Horizontalantrieb6 Horizontalrichtung8 Schlitten0, 32 Labelerfassungskopf4 Saugfinger4a, b ) Gruppe (von 34)5 Richtung6 Erfassungsrichtung8 Halterungsarm0 Linearantrieb0 Labeleinlegeeinrichtung02 Linearelement04 Längsrichtung06 Querelement08 Wurzelabschnitt10 Auslegerabschnitt12 Ausgleichs-Bewegungsbahn14 Hebelachse16 Schwenkhebel16a freies Ende18 Schubstange20 Schwenklagerung22 Steuerhebel24 Führungsrolle26 Führungsbahn28 geradliniger Abschnitt30 90°-Abschnitt32 geradliniger Abschnitt34 Führungsplatte

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung (1) zum Abgeben eines Labels (3) an einer definierten Abgabeposition (18), mit
- einer Labelbereitstellungseinrichtung (2) zum Bereitstellen eines Labels (3),
- einer Zentriereinrichtung (4) zum vorübergehenden Aufnehmen und Zentrieren jeweils eines Labels (3) mit einer sich im Querschnitt in Schwerkraftrichtung verjüngenden Zentrieraufnahme (6), in der ein zu zentrierendes Label (3) ausgehend von einer innerhalb eines Toleranzbereichs liegenden Einführungsposition lose aufnehmbar und in einer definierten Position zentrierbar ist,
- einem Vibrationserzeuger (12), der mit der Zentriereinrichtung (4) gekoppelt ist, um die Zentrieraufhahme (6) in Vibrationen zu versetzen, und
- einer Labelhandhabungseinrichtung (20) zum Entnehmen eines Labels (3) von der Labelbereitstellungseinrichtung (2), Übergeben an die Zentrieraufhahme (6), Entnehmen von der Zentrieraufnahme (6) und Abgeben an der Abgabeposition (18).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Labelbereitstellungseinrichtung ein Magazin (2) mit einem Schacht zum Aufnehmen eines Stapels von Labein (3) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrieraufnahme (6) der Zentriereinrichtung (4) einen konisch zulaufenden Einführungsbereich (8) und einen sich daran anschließenden Zentrierungsbereich (10) aufweist, wobei der Zentrierungsbereich (10) in Schwerkraftrichtung anschließend an den Einführungsbereich (6) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einführungsbereich (6) einer Außenkontur (3a) eines Labels (3) zuzüglich eines Toleranzbereichs entspricht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierungsbereich (10) zylindrisch ist und einer Außenlcontur (3a) eines Labels (3) entspricht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierungsbereich (10) minimal größere Abmessungen aufweist als die Außenkontur (3a) eines Labels, um eine selbsttätige Bewegung eines Labels (3) von dem Einfülirungsbereich (8) in den Zentrierungsbereich (10) allein aufgrund seiner Gewichtskraft zu erleichtem.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfuhrungsbereich (8) stufen- und kantenfrei in den Zentrierungsbereich (10) übergeht.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrieraufhahme (6) lediglich Teilbereichen einer Außenkontur (3 a) eines Labels (3) zuzüglich eines Toleranzbereichs entspricht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ein- führungsbereich (8) und/oder der Zentrierungsbereich (10) lediglich Teilbereichen einer Außenlcontur (3a) eines Labels (3) zuzüglich eines Toleranzbereichs entspricht.
10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrieraufhahme (6) als Ausnehmung in einer Platte ausgebildet ist, mit der der Vibrationserzeuger (12) zusammenwirkt.
11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vibrationserzeuger (12) als an der Zentriereinrichtung (4) befestigter Unwuchtmotor ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Labelhandhabungseinrichtung (20) zwei mit festem gegenseitigem Abstand (d) angeordnete, gemeinsam bewegbare Labelerfassungsköpfe (30, 32) aufweist, die so ausgebildet sind, daß in einem ersten Arbeitstakt ein erstes Label (3) von der Labelbereitstellungseinrichtung (2) und gleichzeitig ein zweites Label (3) aus der Zentrieraufnahme (6) entnehmbar ist, und in einem zweiten Arbeitstakt das erste Label (3) an der Zentrieraufnahme (4) und gleichzeitig das zweite Label (3) an der definierten Abgabeposition (18) abgebbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekemizeichnet, daß die Label erfassungsköp- fe (30, 32) mit Unterdruck und/oder mit elektrostatischer Aufladung arbeiten, um die Label (3) zu erfassen.
14. Vomchtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Labelerfassungsköpfe (30, 32) entlang eines geraden oder gekrümmten Verfahrwegs bewegbar sind.
15. Vorrichtung zum Einlegen eines Labels in eine Spritzgießform, mit einer Vorrichtung zum Abgeben eines Labels an einer definierten Abgabeposition nach einem der vorangehenden Ansprüche, und mit einer Labeleinlegeeinrichtung (50) zum Aufnehmen eines Labels an der Abgabeposition (18) und zum Einlegen des Labels in eine Spritzgießform.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Labeleinlegeeinrichtung (50) zum Erzeugen einer zusammengesetzten Bewegung ausgebildet ist, die in einem ersteh Bewegungsabschnitt (Ll) eine in einer Längsrichtung (104) verlaufende Linearbewegung und in einem darin anschließenden, zweiten Bewegungsabschnitt (L2) eine vorgegebene, eine zu der Längsrichtung (104) senkrechte Komponente enthaltende Querbewegung (140) aufweist, wobei die Labeleinlegeeimichtung (50) ein entlang der Längsrichtung (104) beweglich geführtes Linearelement (102) und ein auf dem Linearelement (102) entlang einer Ausgleichs-Bewegungsbahn (112) beglich geführtes Querelement (106) aufweist, wobei die Ausgleichs-Bewegungsbahn (112) Richtungskomponenten in der und senkrecht zu der Längsrichtung (104) enthält, und wobei das Querelement (106) innerhalb des zweiten Bewegungsabschnitts (L2) des Linearelements (102) zur Ausführung einer relativen Verlagerung in Längsrichtung (104) zwischen Quer-(106) und Linearelement (102) derart mechanisch zwangsgeführt ist, daß als Ergebnis einer kinematischen Überlagerung aus der Linearbewegung und einer zwangsgeführten Bewegung entlang der Ausgleichs-Bewegungsbahn (112) die vorgegebene Querbewegung des Querelements (106) resultiert.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbewegung (140) geradlinig ist und unter einem vorgegebenen Winkel ß zu der Längsrichtung (104) verläuft.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichs- Bewegungsbahn (112) geradlinig ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbewegung senkrecht zu der Längsrichtung (104) verläuft.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichs-Bewegungsbahn (112) geradlinig unter 45° zu der Längsrichtung (104) angeordnet ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Querelement (106) derart zwangsgeführt ist, daß es innerhalb des zweiten Bewegungsäbschnitts (L2) des Linearelements (102) in Längsrichtung (104) gesehen absolut still steht, so daß es sich relativ zu dem Linearelement (102) in Längsrichtung (104) entsprechend dessen Linearbewegung in dazu entgegengesetzter Richtung verlagert.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Querelement (106) über eine Schubstange (118) zwangsgeführt ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (118) an einem ersten Ende schwenkbar mit dem Querelement (106) verbunden ist und an einem zweiten Ende mittels einer ortsfesten Führungsbahn (126) geführt ist, die einen dem ersten Bewegungsabschnitt (Ll) entsprechenden, in Längsrichtung (104) verlaufenden Teil (128) und einen dem zweiten Bewegungsabschnitt (L2) entsprechenden, senkrecht zu der Längsrichtung (104) verlaufenden Teil (132) aufweist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten, in Längsrichtung verlaufenden Teil (128) und dem zweiten, senkrecht zu der Längsrichtung verlaufenden Teil (132) ein gekrümmter Übergang (130) angeordnet ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende der Schubstange (118) schwenkbar mit einem freien Ende (116a) eines an dem Linearelement (102) gelagerten Schwenkhebels (116) verbunden ist, der drehfest mit einem Steuerhebel (122) verbunden ist, dessen freies Ende in der Führungsbahn (126) geführt ist.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeiclmet, daß an dem Querelement (106) eine Halte- und/oder Greifeinrichtung zum Halten, Erfassen und/oder Ablegen eines Labels angeordnet ist, die mittels Unterdruck und/oder elektrostatischer
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