CN117337261A - 用于在容器上贴标签的贴标单元和方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述的是用于在容器(3)上贴标签(2)的一种贴标单元(1)和一种方法。据此，贴标单元包括：放卷装置，用于从至少一个储备辊(6)上放卷标签带(5)；处理装置(7)，用于将该标签带分离成标签并将其转移到这些容器上；和布置在两者之间的尺寸可变的环路缓冲器(8)，用于中间储存该标签带。由于环路缓冲器至少包括两个用于标签卷的为了改变尺寸而旋转式安装的转向辊(10)，并且该环路缓冲器被设计和布置用于储备辊与和分离之间的唯一的中间储存，因此标签带能够以相对较高的储存动态和足够大的储存容量进行中间储存，以便实现标签带更换，此外还具有低的设备支出。

Description

用于在容器上贴标签的贴标单元和方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于在容器上贴标签的贴标单元和一种根据权利要求11的前序部分所述的用于在容器上贴标签的方法。

众所周知，在贴标机处使用贴标单元来将标签转移到容器上，例如瓶子或罐子等。贴标机通常包括容器转盘，以能够自转的方式被夹持在容器盘上的需要贴标的容器在容器转盘处旋转，从而被传送经过贴标单元的转移区域。在此，相关的贴标单元包括：具有两个储备辊的放卷装置，用于从这些储备辊中的一个上放卷标签带；输送装置，用于推进标签带；和处理装置，利用该处理装置将标签带例如在切割装置处分离成标签。在适当时，在那里给这些标签涂胶，最后转移到容器上。

此外，这种贴标单元通常包括布置在储备辊和处理单元之间的中间缓冲单元，利用该中间缓冲单元可补偿贴标机的生产波动，并且使得成为可能的是，在将从储备辊中的一个上展开的标签带的末端与另一个储备辊的标签带的始端连接时，标签带不间断地传送。

特别是在具有这种贴标机和具有连接在上游或下游的没有中间缓冲的用于生产和/或处理容器的机器的机器组中，对标签带的中间储存有附加的要求，以便对需要贴标的容器流中的位置间隙进行补偿，或当贴标单元因与机器组中的其他机器发生交互作用而快速启停时。

由于贴标单元的输送单元在突然启动或制动时会对标签带产生相对较大的作用力，因此在标签带的处理过程中，例如在分离或上胶过程中，可能会出现错误或损坏标签带。由此也可能引发贴标单元或贴标机的其他部件出现其他故障。

为了解决这个问题，在WO 2018/114077 A1中提出，除了直接布置在储备辊下游的线性中间储存器之外，附加地布置有相比之下反应更加动态的环路缓冲器，在该环路缓冲器中，将标签带引导绕过两个固定布置的转向辊和一个为了改变尺寸而移动式安装在旋转杆处的转向辊。简而言之，线性缓冲器在其容量方面在此被如此设计，使得在连续的贴标操作中能够将标签带连接起来，而环路缓冲器则是为了在传送标签带期间对突然的加速和减速进行对应的动态补偿。

然而，这种配置的缺点是，线性中间储存器和动态环路缓冲器在运行中相互影响。这导致，在线性中间储存器中产生的标签带张力也影响到动态环路缓冲器，使得后者例如以40N至50N(联锁机器)和约20N至30N(非联锁机器)的预张力工作。由此得出，在例如具有6个标签带行程段的实施方案中，在线性中间储存器中的标签带张力分别为约7N至8N和4N至5N。

视标签带的类型而定，例如取决于标签带的宽度，标签带可能会在这种标签带张力下损坏。如果必须针对特定材料和/或特定格式降低标签带张力，动态环路缓冲器就无法再在最佳工作范围内运行。这意味着，在此情况下在环路缓冲器中可能尚存的标签带张力在加速和减速时可能不足以保证可靠的缓冲运行。

另一个缺点是，线性中间储存器和动态环路缓冲器必须根据它们在机器组或未联锁的贴标机中的使用情况采取不同的设计，这就造成了附加的设计工作，并且在施工、装配、调试和控制过程中造成故障源。

因此，亟需改进贴标单元和贴标方法。

该目的利用根据权利要求1所述的贴标单元和根据权利要求11所述的方法来实现。

据此，贴标单元用于在例如玻璃瓶或塑料瓶等容器上贴标签。出于此目的，贴标单元包括：放卷装置，用于从至少一个储备辊上放卷标签带；处理装置，用于将标签带分离成标签并将其转移到容器上；和布置在两者之间的尺寸可变的环路缓冲器，用于中间储存标签带。

根据本发明，环路缓冲器包括至少两个用于标签带的为了改变尺寸而旋转式安装的转向辊，其中环路缓冲器被设计和布置用于储备辊与分离之间的唯一的中间储存。这意味着，贴标单元被如此设计，使得在储备辊与分离之间引导的标签带的长度只在环路缓冲器中发生改变，即不需要附加的标签带线性中间储存器。

令人惊奇地发现，在至少一个旋转杆处安装至少两个转向辊，既满足了标签带更换时的储存容量要求，又满足了标签带加速或减速时机器组中所要求的储存动态。因此，在直接与放卷装置毗邻的位置处不再需要附加的线性中间储存器。

在此，旋转式安装的转向辊与固定式安装的转向辊共同作用，形成标签带的行程段/环路。环路缓冲器优选地包括比旋转式转向辊多一个的固定式转向辊。

这些转向辊优选地安装在一个共同的旋转杆处。这使得当环路缓冲器的尺寸发生改变时惯性相对较小的转向辊的安装成为可能。

优选地，转向辊具有最高20mm的直径。这样的转向辊具有相对较小的惯性，从而使得可行的是，在标签带的张力不会对标签带造成损害的情况下，环路缓冲器对标签带的加速或减速做出快速反应。

优选地，旋转杆借助至少一个弹簧，特别是螺旋弹簧，进行可调节的预紧。这使得成为可能的是，根据贴标的要求，以简单的机械手段来调节环路缓冲器的预张力，进而调节由此产生的标签带张力，贴标的要求取决于是在机器组中使用还是在未联锁的贴标机中使用，以及取决于标签带的不同类型。

弹簧优选地与棘轮联接，以便以逐级啮合的方式提高环路缓冲器中的预张力。这使得成为可能的是，操作人员利用预定的梯度来简单地调节预张力。

优选地，环路缓冲器被设计用于将施加在标签带的每个行程段内的标签带张力调节为在1N至5N的范围内，特别是在2N至4N的范围内。这样就能特别以材料友好的方式来满足标签带突然加速或减速的要求。

优选地，环路缓冲器包括位置传感器，用于确定实际储存大小。例如，这样就可以确保在需要实施标签带的连接之前，环路缓冲器填充有足够的标签带，从而使得在连接/拼接标签带期间，能够清空环路缓冲器，同时持续提供标签带/从标签带储存中连续送出标签带。

环路缓冲器优选地具有至少一米的标签带长度的储存容量。对应填充的环路缓冲器在此使得成为可能的是，在继续向环路缓冲器下游输送标签带的同时将标签带连接起来。

例如，根据所述实施方式中的至少一个实施方式，贴标单元是贴标机的组成部分，具有在标签转移过程中传送容器，特别是瓶子，的容器转盘。

例如，贴标机在此是机器组的组成部分，该机器组包括至少一台用于容器生产或容器处理的机器，这些机器连接在贴标机的上游或下游，没有中间缓冲。在此类机器组中布置环路缓冲器是特别有利的，因为当标签带的输送速度因与机器组中的其他机器发生交互作用而突然变化时，环路缓冲器的储存动态是相对较快的。

所述方法用于在容器上贴标签，特别是在根据所述实施方式中的至少一个实施方式所述的贴标单元中。据此，标签带从储备辊上展开，在尺寸可变的环路缓冲器中进行中间储存，然后分离成标签，并以这种形式转移到容器上。

根据本发明，标签带在环路缓冲器中被引导绕过至少两个为了改变尺寸而旋转式安装的转向辊，其中，在相应的储备辊与分离之间引导的标签带的长度只在环路缓冲器中发生改变。

“旋转式安装”应理解为，转向辊可安装在至少一个旋转杆处，并且相对于环路缓冲器的固定式安装的转向辊移动。

优选地，通过弹簧预张力，将环路缓冲器中的标签带的每个行程段的标签带张力调节到1N与5N之间的值，特别是2N与4N之间的值。

优选地，在拼接标签带期间，即在与另一标签带连接期间被输送至分离的标签带长度只保留在环路缓冲器中。也就是说，在拼接/连接之前，通过将旋转式安装的转向辊从相关的固定式转向辊上移开，使环路缓冲器填充标签带。当标签带随后通过反向旋转运动从环路缓冲器中被送出时，标签带可在环路缓冲器上游停止足够长的时间，以便与另一张标签带连接。

优选地，在机器组内将标签贴到容器处，其中利用根据所述实施方式中的至少一个实施方式所述的方法来贴标签，需要贴标的容器从上游的容器制造机或容器处理机传送而来，和/或贴好标签的容器被传送到下游的容器处理机，无需中间储存。为此所需的储存动态可利用所描述的环路缓冲器来解决，该环路缓冲器所占空间小，且有足够的储存容量用于拼接。

本发明的一种优选的实施方式如附图所示。附图中：

图1显示了贴标单元的俯视图；

图2显示了动态环路缓冲器的俯视图；

图3显示了环路缓冲器的斜视图；

图4显示了环路缓冲器的水平剖面图；并且

图5显示了环路缓冲器的垂直剖面图。

从图1中可看出，用于在(示意性表示出的)容器3上贴标签2的贴标单元1包括：放卷装置4，用于从第一或第二储备辊6上放卷标签带5；处理装置7，用于将标签带5分离成标签2并将其转移到容器3上；和布置在两者之间尺寸可变的环路缓冲器8，用于中间储存标签带5。

环路缓冲器8包括两个用于标签带5的为了改变环路缓冲器8的尺寸而共同安装在至少一个旋转杆9处的转向辊10。与旋转式安装的转向辊10相关联的是三个用于标签带5的固定式转向辊11。

从图2中可详细看出，标签带5在环路缓冲器8的旋转式安装的转向辊10和固定式安装的转向辊11之间形成四个行程段5a至5d，其长度可通过旋转杆9的旋转发生改变，并且环路缓冲器8的所设尺寸也随之发生改变。换言之，旋转式转向辊10由此在远离或靠近固定式转向辊11的方向上移动。

环路缓冲器8包括螺旋弹簧13(在图2中隐藏)和棘轮14，利用它们可与棘轮14的齿部相对应地逐级调节旋转杆9的预张力15。由此，在贴标单元1的工作运行中，在标签带5中产生标签带张力16。标签带张力16优选地针对环路缓冲器8的区域确定/量化。

视标签带5在环路缓冲器8上游和下游的输送速度的变化而定，可按照原理上已知的方式借助预张力15使环路缓冲器填充标签带5，或者可对抗预张力15从环路缓冲器8中送出标签带5。

从图3可看出，转向辊10优选地布置在两个相同旋转的旋转杆9、17之间，并以能够自由转动的方式安装在这两个旋转杆处。不过，原则上也可想象的是，转向辊10安装在仅一个共同的旋转杆9、17处。

例如，至少一个旋转杆9、17由铝或塑料制成，这使得当环路缓冲器8的尺寸发生改变时相对较小的惯性成为可能。优选地，至少一个旋转杆9、17包括用于降低惯性的缺口和/或凹槽。旋转杆9、17也可被构造成棒状结构和/或管状或类似结构。

为了降低惯性，旋转式转向辊10优选地具有最高20mm的直径18。

至少一个旋转杆9、17和/或转向辊10的相对较小的惯性使得环路缓冲器8在标签带5突然加速或减速时对必要的尺寸变化做出快速反应成为可能。

在图4中可看到螺旋弹簧13以及棘轮14处的棘爪14a，可利用该棘爪将螺旋弹簧13在顺时针旋转中(俯视图)增加的张力逐级保持住，并且因此对如此产生的预张力15进行机械调节。通过向下翻转棘爪14a，预张力15可在相反的旋转方向上对应地再次减小。

原则上也可想象用至少一个拉伸弹簧来代替螺旋弹簧13，在此将该拉伸弹簧固定到旋转杆9、17处，并借助位移式或旋转式固定机构同样可以适当的方式逐级啮合地张紧(未示出)。

从图5中还可看到螺旋弹簧13，并且还显示了位置传感器19，利用该位置传感器可确定刚性连接旋转杆9、17的轴20的旋转位置，以便确定旋转杆9、17的角度位置，并且进而确定环路缓冲器8在每种情况下所设的尺寸。特别是在连接标签带5之前，这可起到检查作用。由此确保为此储存足够的标签带长度，该标签带长度基本上相当于标签带5在环路缓冲器8中形成的行程段5a至5d的长度总和。

旋转式安装的转向辊10和相关的固定式安装的转向辊11的数量也可增加。例如，可想象的是，有安装在至少一个共用旋转杆9、17处的三个转向辊10并且对应地有四个相关的固定式安装的转向辊11的实施方式。

在图1中描绘了贴标单元1的原则上已知的其他组成部分，例如用于连接/拼接在储备辊6上提供的标签带5的连接单元21、可选的轨迹控制单元22和标签带5的输送辊23以及用于将标签2转移到容器3上的真空缸24。可看到的还有作为处理单元7的组成部分的热熔胶单元25。在所示的实施方式中，环路缓冲器8例如位于轨迹控制单元22的下游和输送辊23的上游。输送辊23也可集成到处理单元7中。

环路缓冲器8的填充程度在输出端由输送辊23决定，在输入端由储备辊6的开卷单元4的旋转驱动装置决定。这些驱动装置可各自按照已知的方式被设计成伺服驱动装置。如果输送辊23的输送速度高于开卷单元4的输送速度，则众所周知，标签带5被从储存中送出，反之亦然。

在图1中还示意性地表示出包括贴标单元1的贴标机30，具有用于循环传送容器3的容器转盘31。原则上，容器转盘31和容器转盘处的容器盘、定心拾取器(Zentriertulpe)或类似容器容纳部在容器转盘31的贴标位置上的功能原理是已知的，因此在此不作详细说明。

利用贴标单元1可例如如下工作：

在连续的贴标操作中，标签带5从储备辊6中的一个上连续展开，并被拉过环路缓冲器8直到处理装置7。在那里，标签带5以原则上已知的方式被分离成标签2，然后转移到真空缸24上，并由后者贴到容器3上。

环路缓冲器8的预张力15优选地如此调节，使得每个行程段5a-5d产生的标签带张力16在1N与5N之间，特别是2N与4N之间。

出于此目的，通过旋转棘轮14来张紧螺旋弹簧13。在此过程中，棘轮14逐级啮合，从而使得棘轮14在松开后保持在卡锁位置，并且由此在环路缓冲器8中提供一个确定的预张力15。通过操作锁定杆14a可松开棘轮14，预张力15可再次减小。

在此，螺旋弹簧13的张力在每种情况下都会传递到旋转杆9、17，从而调节预张力15并且在贴标操作中保持。

在连续的贴标操作中，环路缓冲器8的尺寸可如此来调节，使得可行的是，在标签带5加速或减速时，环路缓冲器8适当地增大或缩小。由于旋转杆9、17和固定在该旋转杆处的转向辊10的惯性小，则可行的是，这种变化是相对快速的。同样，能够在四个行程段5a至5d中保持足够的标签带长度，以便补偿储备辊6因连接标签带5而出现的标签带供应的暂时中断。

特别是当贴标单元1集成在机器组(未示出)中时，这一点是有利的，因为在此所需的相对突然的速度变化在由所描述的环路缓冲器8传送标签带5的标签带传送中是可行的，不损坏标签带5，并且在贴标单元1中始终可靠地输送标签带。

在机器组中，贴标机30和上游机器(例如吹塑机等)以及下游机器(例如灌装机等)众所周知特别是在没有容器缓冲器的情况下通过传送星轮或类似的传送装置相互连接，在每种情况下同时保持或调节传送间距。适当时由于标签带5的输送速度的突然变化，因此在贴标单元1中要考虑容器流中不发生标签转移的传送间隙。在生产设备的启动和关机时也存在类似的要求。输送速度的这些变化以及在连接标签带5时的中间储存可通过所描述的环路缓冲器8以同样节省空间和材料友好的方式来解决。

Claims (14)

1.一种用于在容器(3)上贴标签(2)的贴标单元(1)，所述贴标单元包括：放卷装置(4)，用于从至少一个储备辊(6)上放卷标签带(5)；处理装置(7)，用于将所述标签带分离成所述标签并将其转移到所述容器上；和布置在两者之间的尺寸可变的环路缓冲器(8)，用于中间储存所述标签带，其特征在于，所述环路缓冲器包括至少两个用于所述标签带的为了改变尺寸而旋转式安装的转向辊(10)，并且所述环路缓冲器被设计和布置用于储备辊与分离之间的唯一的中间储存。

2.根据权利要求1所述的贴标单元，其中所述转向辊(10)安装在至少一个共同的旋转杆(9,17)处。

3.根据权利要求1或2所述的贴标单元，其中所述转向辊(10)具有最高20mm的直径。

4.根据权利要求2或3所述的贴标单元，其中所述旋转杆(9,17)借助至少一个弹簧，特别是螺旋弹簧(13)，进行可调节的预紧。

5.根据权利要求3所述的贴标单元，其中所述弹簧与棘轮(14)联接，以便逐级增加所述环路缓冲器(8)的预紧。

6.根据权利要求4所述的贴标单元，其中所述环路缓冲器(8)被设计用于将施加在所述标签带(5)的每个行程段(5a-5d)内的标签带张力(16)调节为在1N至5N的范围内，特别是在2N至4N的范围内。

7.根据前述权利要求中的至少一项所述的贴标单元，其中所述环路缓冲器(8)包括位置传感器(19)，用于确定所述旋转杆(9,17)的旋转位置，并且从而确定实际储存大小。

8.根据前述权利要求中的至少一项所述的贴标单元，其中所述环路缓冲器(8)具有至少1m的标签带长度的储存容量。

9.一种给容器(3)，特别是瓶子，贴标的贴标机(30)，具有容器转盘(31)和根据前述权利要求中的至少一项所述的贴标单元(1)。

10.一种机器组，具有根据权利要求9所述的贴标机(30)和至少一台连接在所述贴标机的上游或下游的没有中间缓冲的容器制造机或容器处理机。

11.一种用于在容器(3)上贴标签(2)的方法，特别是在根据前述权利要求中的至少一项所述的贴标单元(1)中，其中标签带(5)从储备辊(6)上展开，在尺寸可变的环路缓冲器(8)中进行中间储存，然后分离成所述标签，并以这种形式转移到所述容器上，其特征在于，在所述环路缓冲器中，将所述标签带引导绕过至少两个为了改变所述环路缓冲器的尺寸而旋转式安装的，特别是共同旋转式安装的转向辊(10)，其中在供应辊与分离之间引导的标签带长度只在所述环形缓冲器中发生改变。

12.根据权利要求11所述的方法，其中通过至少一个弹簧的预张力(15)，将所述环路缓冲器(8)中的所述标签带(5)的每个行程段(5a-5d)的标签带张力(16)调节到1N与5N之间的值，特别是2N与4N之间的值。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中在拼接所述标签带(5)期间被输送至所述分离的标签带长度只保留在所述环路缓冲器(8)中。

14.一种用于在机器组中在容器(3)上贴标签(2)的方法，其中利用根据权利要求11至13中的至少一项所述的方法来贴所述标签(5)，需要贴标的所述容器从上游的容器制造机或容器处理机传送而来，和/或贴好标签的所述容器被传送到下游的容器处理机，无需中间储存。