DE202016103693U1 - Label containers for labeling machines - Google Patents
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Abstract
Etikettenbehälter (1) für Etikettiermaschinen, mit einer Führungswanne (2) zum Unterstützen und Führen eines liegenden Etikettenstapels (3), mit wenigstens einem Schieber (4) zum Vorschieben des Etikettenstapels (3) in der Führungswanne (2) bis in einen Entnahmebereich (5) für Etiketten (3a), und mit wenigstens einer vorzugsweise seitlich der Führungswanne (2) angeordneten Antriebseinheit (6) für den Schieber, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (6) elektrisch angetrieben ist.Label container (1) for labeling machines, with a guide trough (2) for supporting and guiding a horizontal label stack (3), with at least one slide (4) for advancing the label stack (3) in the guide trough (2) into a removal region (5 ) for labels (3a), and with at least one preferably laterally of the guide trough (2) arranged drive unit (6) for the slide, characterized in that the drive unit (6) is electrically driven.
Description
Die Erfindung betrifft einen Etikettenbehälter für Etikettiermaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a label container for labeling machines according to the preamble of
Für die Etikettierung von Behältern, insbesondere Dosen, werden bekanntermaßen liegende Etikettenstapel in stationären Etikettenbehältern in der Peripherie eines drehbaren Behältertisches bereitgestellt und die Etiketten auf die sich vorbeibewegenden und drehenden Behälter aufgewickelt. Die Behälter tauchen dabei anfangs geringfügig in den Etikettenstapel ein, so dass das jeweils vorderste Etikett von federnden Rückhalteelementen am Entnahmebereich des Etikettenbehälters abrutscht und mittels einer Anfangsbeleimung an den anliegenden Behälter übergeben wird. Gemäß der
Nachteilig an diesem Förderprinzip im Etikettenbehälter ist, dass der dem Schieber vom Etikettenstapel entgegengebrachte Widerstand von der Anzahl der Etiketten im Etikettenstapel abhängt. Im Wesentlichen durch Reibungskräfte verursacht ist der vom Etikettenstapel entgegengebrachte Widerstand bei nahezu vollständig bestücktem Etikettenbehälter deutlich größer als bei nahezu vollständig entleertem Etikettenbehälter. Lange Etikettenstapel werden daher unter Umständen nicht zuverlässig gefördert, während kurze Etikettenstapel bei zu hoher Andrückkraft des Schiebers aus den Rückhalteelementen unkontrolliert herausgedrückt werden. A disadvantage of this conveying principle in the label container is that the resistance presented to the slider from the label stack depends on the number of labels in the label stack. Substantially caused by frictional forces, the resistance presented by the stack of labels is substantially greater for almost completely filled label containers than for label containers that are almost completely emptied. Therefore, long label stacks may not be conveyed reliably, while short label stacks are pressed uncontrollably at too high pressure force of the slider from the retaining elements.
Als Behelf muss die Andrückkraft begrenzt und der Etikettenvorschub langer Etikettenstapel durch einen Rüttler auf der Unterseite des Etikettenstapels unterstützt werden, um den bremsenden Einfluss der Haftreibung zu reduzieren. As a proviso, the pressing force must be limited and the label feed long stack of labels are supported by a vibrator on the bottom of the label stack to reduce the braking effect of static friction.
In der Folge hat sich herausgestellt, dass die bekannten Etikettenbehälter mit integrierten und auf Federkraft basierenden Seilzugsystemen und/oder mit integrierten Rüttlern eine vergleichsweise aufwendige und schwere Rahmenkonstruktion benötigen und das Gewicht der Etikettenbehälter daher einen aus Sicht des Arbeitsschutzes kritischen Höchstwert 15 kg übersteigt. Dies ist insbesondere deshalb nachteilig, da dann für den Austausch der Etikettenbehälter bei Umrüstarbeiten technische Hilfsmittel zum Heben des Etikettenbehälters vorgeschrieben sind. As a result, it has been found that the known label containers with integrated and spring-based cable systems and / or integrated vibrators require a comparatively complex and heavy frame construction and therefore the weight of the label container exceeds a critical value of 15 kg from the point of view of occupational safety. This is particularly disadvantageous because then technical tools for lifting the label container are prescribed for the replacement of the label container during retooling.
Auch ein pneumatischer Etikettenvorschub, wie beispielsweise aus der
Es besteht daher der Bedarf für Etikettenbehälter, die sowohl einen zuverlässigen Transport der Etiketten bei im Betrieb zwangsläufig variierender Länge des Etikettenstapels ermöglichen als auch eine vereinfachte Handhabung der Etikettenbehälter bei Umrüstarbeiten. There is therefore a need for label containers that allow both a reliable transport of the labels during operation inevitably varying length of the label stack as well as a simplified handling of the label container during retooling.
Die gestellte Aufgabe wird mit einem Etikettenbehälter nach Anspruch 1 gelöst. Demnach eignet sich dieser für Etikettiermaschinen und umfasst eine Führungswanne zum Unterstützen und Führen eines liegenden Etikettenstapels sowie wenigstens einen Schieber zum Vorschieben des Etikettenstapels in der Führungswanne bis in einen Entnahmebereich für die Etiketten. Außerdem ist wenigstens eine vorzugsweise seitlich der Führungswanne angeordnete Antriebseinheit für den Schieber vorhanden. Erfindungsgemäß ist die Antriebseinheit elektrisch angetrieben. The object is achieved with a label container according to
Die Führungswanne weist eine im Arbeitsbetrieb im Wesentlichen stationäre Auflagefläche zur Unterstützung des liegenden Etikettenstapels auf, beispielsweise in Form von ebenen Auflageelementen, die ein schrittweises Gleiten des Etikettenstapels in der Vorschubrichtung erlauben oder begünstigen. Der Schieber ist relativ zur stationären Auflagefläche zum Entnahmebereich hin verschiebbar. Die im Wesentlichen stationäre Führungswanne kann somit aus einem vergleichsweise einfachen und leichten U-Profil hergestellt werden. The guide trough has a working surface substantially stationary support surface for supporting the horizontal stack of labels, for example in the form of flat support elements that allow or promote a gradual sliding of the label stack in the feed direction. The slider is displaceable relative to the stationary support surface to the removal area. The substantially stationary guide trough can thus be made of a comparatively simple and lightweight U-profile.
Die wenigstens eine Antriebseinheit oder einzelne Komponenten davon könnte prinzipiell auch unter der Führungswanne angeordnet sein oder darüber, sofern das Bestücken des Etikettenbehälters mit einem Etikettenstapel und der Antrieb des Schiebers jeweils gegeben sind. The at least one drive unit or individual components thereof could in principle also be arranged below the guide trough or above, provided that the loading of the label container with a label stack and the drive of the slide are in each case provided.
Die von elektrisch angetriebenen Antriebseinheiten erzeugten Momente und Kräfte lassen sich im Etikettierungsbetrieb gezielt verändern und an die jeweilige Länge des Etikettenstapels anpassen. Vor allem kann die von dem wenigstens einen Schieber auf den liegenden Etikettenstapel ausgeübte Vorschubkraft im Etikettierungsbetrieb durch eine maschinelle Steuerung angepasst werden. Beispielsweise kann die Vorschubkraft an der Steuerung der elektrischen Antriebseinheit umso größer eingestellt werden, je länger der im Etikettenbehälter liegende Etikettenstapel ist. The moments and forces generated by electrically driven drive units can be changed specifically in labeling operation and adapted to the respective length of the label stack. Above all, the feed force exerted by the at least one slider on the horizontal stack of labels can be adjusted in the labeling mode by a machine control. For example, the feed force on the control of the electric drive unit can be set the greater, the longer the label stack lying in the label container.
Unter einem liegenden Etikettenstapel ist hierbei zu verstehen, dass der Vorschub im Wesentlichen nur durch die elektrische Antriebseinheit und, im Unterschied zu einem stehenden Etikettenstapel, nicht mittels Schwerkraft sondern quer dazu erfolgt. Die Schwerkraft wirkt vorzugsweise nur in Form von Reibung zwischen Etikettenstapel und Führungswanne ein. Under a lying label stack is to be understood here that the feed essentially only by the electric drive unit and, in contrast to a stationary stack of labels, not by gravity but across it. The force of gravity preferably acts only in the form of friction between the label stack and the guide trough.
Die von der elektrischen Antriebseinheit erzeugte Vorschubkraft könnte beispielsweise in Abhängigkeit von einer Vorschubposition des Schiebers gesteuert werden, bei konstanter Vorschubgeschwindigkeit auch zeitabhängig und/oder abhängig von einer am Entnahmebereich gemessenen Vorschubkraft oder Andrückkraft des Etikettenstapels. The feed force generated by the electric drive unit could be controlled, for example, in response to a feed position of the slider, at a constant feed rate and time dependent and / or depending on a feed force or pressing force of the label stack measured at the removal.
Somit lässt sich verhindern, dass vergleichsweise lange Etikettenstapel unzuverlässig vorgeschoben werden und vergleichsweise kurze Etikettenstapel unkontrolliert aus dem Entnahmebereich des Etikettenbehälters herausgedrückt werden. This makes it possible to prevent comparatively long label stacks from being advanced unreliably and relatively short stacks of labels to be forced out of the removal area of the label container in an uncontrolled manner.
Vorzugsweise sind die Führungswanne und die Antriebseinheit auf einer gemeinsamen Tragstruktur angeordnet und befestigt, sodass die Führungswanne ohne Demontage der Antriebseinheit von der Tragstruktur abgenommen werden kann. Bei einem Austausch der Führungswanne bleibt die Antriebseinheit somit an der Tragstruktur. Dadurch sinkt das von einem Bediener zu tragende Gewicht beim Austausch der Führungswanne gegenüber solchen mit integrierter Antriebseinheit. Insbesondere wiegt die Führungswanne dann höchstens 15 kg und darf daher von Bedienern ohne Zuhilfenahme technischer Hebehilfen getragen werden. Preferably, the guide trough and the drive unit are arranged and fastened on a common support structure, so that the guide trough can be removed from the support structure without dismantling the drive unit. When replacing the guide trough, the drive unit thus remains on the support structure. This reduces the weight to be borne by an operator when replacing the guide trough with those with an integrated drive unit. In particular, the guide trough then weighs at most 15 kg and may therefore be worn by operators without the aid of technical lifting aids.
Vorzugsweise sind auf der Führungswanne Auflageelemente für den Etikettenstapel ausgebildet, die im Arbeitsbetrieb mit der Führungswanne und der Tragstruktur unbeweglich verbunden sind. Dies verbessert die Genauigkeit der Etikettenführung beim Vorschub in der Führungswanne und bei der Entnahme der einzelnen Etiketten im Entnahmebereich. Unter einer unbeweglichen Verbindung ist auch zu verstehen, dass zwischen der Tragstruktur und den Führungselementen keine Rüttler oder dergleichen aktiv vibrierenden Komponenten vorhanden sind. Preferably support elements for the label stack are formed on the guide trough, which are immovably connected during operation with the guide trough and the support structure. This improves the accuracy of the label guide when feeding in the guide trough and when removing the individual labels in the removal area. Under an immovable connection is also to be understood that no vibrators or the like actively vibrating components are present between the support structure and the guide elements.
Vorzugsweise sind auf der Führungswanne in Längsrichtung verlaufende Auflageelemente, insbesondere in Form von Leisten, aus PTFE oder aus einem Metall, das glanzvernickelt oder mit PTFE beschichtet ist, befestigt. Dadurch lässt sich der insbesondere durch Haftreibung erzeugte Widerstand beim Vorschub des Etikettenstapels reduzieren. Preferably on the guide trough in the longitudinal direction extending support elements, in particular in the form of strips, made of PTFE or of a metal that is bright nickel or coated with PTFE attached. As a result, it is possible to reduce the resistance, in particular caused by static friction, during the advancement of the label stack.
Vorzugsweise besteht die Führungswanne aus Aluminium. Dies ermöglicht eine gleichermaßen stabile und leichte Konstruktion der Führungswanne. Folglich wird eine ergonomische Handhabung der Führungswanne beim Austausch ermöglicht. Preferably, the guide trough is made of aluminum. This allows an equally stable and lightweight construction of the guide trough. Consequently, an ergonomic handling of the guide trough during replacement is made possible.
Vorzugsweise ist die Führungswanne eine Blechkonstruktion. Die Führungswanne besteht beispielsweise aus einem im Wesentlichen U-förmigen Profil. Bei einer Blechkonstruktion sind formgebende und funktionsgebende Elemente gleichzeitig als tragende Elemente ausgebildet. Dadurch lässt sich das Gewicht der Führungswanne insgesamt reduzieren. Gegebenenfalls sind in der Führungswanne zusätzlich Ausnehmungen vorhanden, um das Gewicht zusätzlich zu reduzieren. Ebenso können in der Blechkonstruktion gepresste Versteifungsrippen ausgebildet sein. Als Gegensatz zu einer Blechkonstruktion wäre eine Fachwerkkonstruktion zu sehen, bei der formgebende und funktionsgebende Elemente separat von tragenden Elementen ausgebildet sind. Einer vergleichsweise steifen Trägerkonstruktion steht bei einer Fachwerkkonstruktion ein unerwünscht hohes Gewicht entgegen. Auch Gusskonstruktionen unterscheiden sich definitionsgemäß von Blechkonstruktionen. Preferably, the guide trough is a sheet metal construction. The guide trough consists for example of a substantially U-shaped profile. In a sheet metal construction forming and function-giving elements are simultaneously designed as load-bearing elements. As a result, the weight of the guide trough can be reduced overall. Optionally, recesses are additionally provided in the guide trough in order to additionally reduce the weight. Likewise, in the sheet metal construction pressed stiffening ribs may be formed. As a contrast to a sheet metal construction would be seen a truss structure, are formed in the shaping and function-giving elements separately from supporting elements. A comparatively rigid support structure is in a truss structure an undesirable weight contrary. Also, casting constructions differ by definition from sheet metal constructions.
Vorzugsweise umfasst die Antriebseinheit einen insbesondere als Schrittmotor oder Servomotor ausgebildeten elektrischen Antriebsmotor sowie eine Linearführung und einen Spindeltrieb für den Schieber. Derartige elektrische Antriebsmotoren sind kompakt und lassen sich auf einfache Weise steuern. Der Spindeltrieb umfasst vorzugsweise eine Zug- und Druckspindel, über deren Steigung sich sowohl Vorschubkraft als auch Vorschubgeschwindigkeit des Schiebers innerhalb praktikabler Bereiche mit dem Antriebsmotor vorgeben lassen. Der Spindeltrieb weist zugunsten eines im Wesentlichen spielfreien Vorschubs vorzugsweise ein Trapezgewinde auf. Preferably, the drive unit comprises an electric drive motor designed in particular as a stepping motor or servomotor, as well as a linear guide and a spindle drive for the slide. Such electric drive motors are compact and can be controlled easily. The spindle drive preferably comprises a tension and pressure spindle, on the slope of which both feed force and feed speed of the slide can be specified within practicable ranges with the drive motor. The spindle drive preferably has a trapezoidal thread in favor of a substantially backlash-free feed.
Schrittmotoren eignen sich in Kombination mit dem Spindeltrieb aufgrund ihres vergleichsweise hohen Haltemoments und von der Drehzahl weitgehend unabhängigen Antriebsmoments in besonderem Maße. Dies ermöglicht eine getriebelose Ankopplung des Spindeltriebs an den Schrittmotor. Stepper motors are particularly suitable in combination with the spindle drive due to their comparatively high holding torque and drive torque which is largely independent of the rotational speed. This allows a gearless coupling of the spindle drive to the stepper motor.
Vorzugsweise ist der Schieber an einem Schlitten mit einer längs geteilten Gewindemutter zur selektiven antriebstechnischen Ankopplung und Abkopplung des Schlittens befestigt. Der Schlitten bildet eine Gehäuse oder einen Rahmen zur Lagerung der Gewindemutter und eines zugehörigen Verstellmechanismus aus. Die Gewindemutter umfasst Teile, vorzugsweise eine untere und eine obere Hälfte, die sich mittels des Verstellmechanismus formschlüssig um eine zugeordnete Gewindespindel schließen lassen. Im geöffneten Zustand der Gewindemutter lässt sich der Schieber manuell entlang des Spindeltriebs verstellen. Preferably, the slider is attached to a carriage with a longitudinally split threaded nut for selective drive technology coupling and decoupling of the carriage. The carriage forms a housing or a frame for supporting the threaded nut and an associated adjusting mechanism. The threaded nut comprises parts, preferably a lower and an upper half, which can be positively closed by means of the adjusting mechanism about an associated threaded spindle. When the threaded nut is open, the slide can be adjusted manually along the spindle drive.
Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform umfasst die Antriebseinheit einen insbesondere in/entgegen der Vorschubrichtung des Schiebers stellenden elektrischen Linearmotor. In a further advantageous embodiment, the drive unit comprises a in particular in / against the feed direction of the slide adjusting electric linear motor.
Vorzugsweise umfasst der Etikettenbehälter ferner eine Regeleinheit zur Kraftregelung der Antriebseinheit. Damit lässt sich der Vorschub des Schiebers unabhängig von seiner Vorschubposition und/oder zeitunabhängig in Abhängigkeit von einer am Etikettenbehälter gemessenen Kraft regeln. Preferably, the label container further comprises a control unit for force control of the drive unit. Thus, the feed of the slider can be controlled independently of its feed position and / or time-independent depending on a force measured on the label container.
Vorzugsweise ist die Kraftregelung dann zur Einhaltung von Sollwerten einer Andrückkraft ausgebildet, die zwischen dem Etikettenstapel und am Entnahmebereich für den Etikettenstapel ausgebildeten Rückhalteelementen herrscht. Dabei liegen die Sollwerte insbesondere innerhalb eines Bereichs von 10 bis 30 N. Folglich lässt sich am Entnahmebereich unabhängig von der Länge des anliegenden Etikettenstapels eine Andrückkraft erzeugen, die ein Herausdrücken des Etikettenstapels aus den Rückhalteelementen verhindert und/ oder für eine Übergabe der Etiketten von den Rückhalteelementen an den anliegenden Behälter optimiert ist. Hierbei kann auch eine von den Behältern gegebenenfalls auf wenigstens eines der Rückhalteelemente ausgeübte Gegenkraft berücksichtigt werden. Preferably, the force control is then designed to maintain setpoint values of a pressing force, which prevails between the label stack and retention elements formed on the removal area for the label stack. In this case, the target values are in particular within a range of 10 to 30 N. Consequently, a pressing force can be generated at the removal area, regardless of the length of the adjacent label stack, which prevents the label stack from being pressed out of the retaining elements and / or for a transfer of the labels from the retaining elements is optimized to the adjacent container. In this case, it is also possible to take account of an opposing force exerted by the containers, if appropriate on at least one of the retaining elements.
Vorzugsweise umfasst der Etikettenbehälter dann ferner eine Kraftmesseinrichtung zum Messen der Andrückkraft. Die Kraftmesseinrichtung kann dann während des Etikettierungsbetriebs laufend Messwerte über die am Entnahmebereich herrschende Andrückkraft liefern. Somit wird eine kontinuierliche Überwachung des Etikettenvorschubs ermöglicht. Preferably, the label container then further comprises a force measuring device for measuring the pressing force. During the labeling operation, the force measuring device can then continuously provide measured values about the pressing force prevailing at the removal region. Thus, continuous monitoring of the label feed is enabled.
Vorzugsweise umfasst die Kraftmesseinrichtung einen Positionssensor zur insbesondere magnetinduktiven Positionsmessung eines mit den Rückhalteelementen fest verbundenen Rahmens unter Einwirkung einer rückstellenden Federkraft. Anhand der rückstellenden Federkonstante lässt sich die Andrückkraft durch Positionsmessung auf einfache Weise messen. Die Kraftmesseinrichtung umfasst dann ferner wenigstens einen Magneten und Rückstellfedern, die jeweils fest mit dem Rahmen verbunden sind. The force measuring device preferably comprises a position sensor for, in particular, a magnetic-inductive position measurement of a frame firmly connected to the retaining elements under the action of a restoring spring force. Based on the resetting spring constant, the pressing force can be measured easily by measuring the position. The force measuring device then further comprises at least one magnet and return springs, each of which is fixedly connected to the frame.
Die gestellte Aufgabe wird ebenso von einer Etikettiermaschine gelöst, die den Etikettenbehälter nach wenigstens einer der vorigen Ausführungsformen umfasst sowie einen insbesondere kontinuierlich drehbaren Behältertisch mit daran umlaufenden und um sich selbst drehbaren Halterungen für die Behälter. The stated object is also achieved by a labeling machine comprising the label container according to at least one of the previous embodiments and a particular continuously rotatable container table with it rotating and rotatable about itself holders for the container.
Ebenfalls denkbar wäre eine Etikettiermaschine, bei der der Etikettenbehälter nach wenigstens einer der vorigen Ausführungsformen an einem Kaltleimaggregat angeordnet ist. Also conceivable would be a labeling machine in which the label container is arranged according to at least one of the previous embodiments on a cold glue unit.
Definitionsgemäß ist der Etikettenbehälter nach wenigstens einer der vorigen Ausführungsformen im Sinne eines Etikettenmagazins zum Aufnehmen eines Stapels mit Blattetiketten ausgebildet, der mittels des wenigstens einen Schiebers in Richtung zum Entnahmebereich des Etikettenbehälters geschoben wird, so dass die Blattetiketten dort entnommen bzw. übernommen und unmittelbar oder mittelbar an Behältern angebracht werden können. Der Etikettenbehälter ist somit ein Vorrats- und Bereitstellungsbehälter für zu verarbeitende Blattetiketten. By definition, the label container according to at least one of the previous embodiments in the sense of a label magazine for receiving a stack is formed with sheet labels, which is pushed by means of at least one slide in the direction of the removal region of the label container, so that the sheet labels taken there or taken over and directly or indirectly can be attached to containers. The label container is thus a storage and supply container for sheet labels to be processed.
Die Etikettiermaschine umfasst vorzugsweise ferner ein dem Etikettenbehälter vorgelagertes Leimwerk zum Herstellen einer Anfangsbeleimung auf den Behältern und ein dem Etikettenbehälter nachgelagertes Leimwerk zum Herstellen einer Endbeleimung auf den Etiketten. Die Etiketten lassen sich dann am Entnahmebereich des Etikettenbehälters auf die zugeordneten Behälter aufwickeln. An den Leimwerken wird vorzugsweise ein Kleber auf die Behälter beziehungsweise das Etikett aufgesprüht. The labeling machine preferably further comprises a gluing unit upstream of the label container for producing an initial gluing on the containers and a gluing unit downstream of the label container for producing a final gluing on the labels. The labels can then be wound on the removal area of the label container on the associated container. An adhesive is preferably sprayed onto the containers or the label at the gluing units.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen: A preferred embodiment of the invention is shown in the drawings. Show it:
Wie die
Im Beispiel der
Der Spindeltrieb
Zum Bestücken / Nachfüllen des Etikettenbehälters
Der Etikettenbehälter
Die Tragstruktur
Vorzugsweise ist die Tragstruktur
Am Entnahmebereich
In der
Die
Die Rückstellfedern
Am inneren Rahmen
Um die Kraftmessung mittels des Positionssensors
In der
Die gemessene Andrückkraft
Durch die im Etikettierungsbetrieb laufend versuchte Angleichung der gemessenen Andrückkraft
Für einen sicheren Etikettierungsbetrieb sind Sollwerte von 10 bis 30 N für die Andrückkraft
Für die Messung der Andrückkraft
In der
Die
Der Schlitten
Die
Von Bedeutung ist vielmehr, dass sich die Führungswanne
Dies wird noch dadurch begünstigt, dass elektrisch angetriebene Antriebseinheiten
Anstelle der beschriebenen Antriebsmotoren
Prinzipiell wäre anstelle einer Kraftregelung auch eine positionsbasierte Steuerung der Antriebseinheiten
Demgegenüber ermöglicht eine Kraftregelung auf der Grundlage der an dem Entnahmebereich
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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