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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Halten und Abblasen von Etiketten.
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Viele bekannte Vorrichtungen zum Halten und Abblasen von Etiketten nutzen zum Abblasen Druckluft. Dazu ist ein Druckluftsystem mit Druckluftgenerator, Drucklufttank und Druckluftleitungen vorzuhalten, um die Vorrichtung mit Druckluft versorgen zu können, weswegen die Kombination bestehend aus Druckluftsystem und Vorrichtung zum Halten und Abblasen von Etiketten kostenintensiv und aufwändig im Aufbau ist.
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Aus der
US 8,974,624 B2 ist eine Vorrichtung zum Halten und Abblasen von Etiketten bekannt, die jeweils zum Ansaugen und zum Abblasen der Luft einen Luftstromgenerator aufweist. Diese Bauweise mit mehreren Luftstromgeneratoren ist jedoch aufwändig, weil sie einen erhöhten Platz- sowie Materialbedarf hat.
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Die
US 8,602,077 B2 hat eine Vorrichtung zum Halten und Abblasen von Etiketten zum Gegenstand, bei der das Halten und Abblasen des Etiketts mittels einer Ventilvorrichtung gesteuert wird. Das Halten wird durch Unterdruck und das Abblasen durch Überdruck in der Kammer erreicht.
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US 8,974,624 B2 und
US 8,602,077 B2 vereint hierbei das Prinzip einer Kammer, die mit Unterdruck oder Überdruck beaufschlagt werden kann und über Öffnungen mit einem Etikett interagiert. Die grundlegende Geometrie der Kammer und die Anzahl und Größe der dem Etikett zugewandten Öffnungen ist hierbei von der jeweiligen Teilfunktion unabhängig. Aufgrund des im Verhältnis zu Druckluftsystemen relativ geringen Drucks von tanklosen elektrischen Luftstromgeneratoren haben Strömungsverluste einen großen Einfluss auf die Funktionen der Vorrichtung. Die Geometrie der Kammer und deren dem Etikett zugewandten Öffnungen stellen hierbei stets einen Kompromiss zwischen den Teilfunktionen Halten und Abblasen dar, welcher zu Strömungsverlusten im Luftstrom führt.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die ein effizientes Halten und Abblasen von Etiketten ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche, der beiliegenden Beschreibung sowie der Figuren.
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Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Halten und Abblasen von Etiketten vorgesehen, die über einen tanklosen Luftstromgenerator und einen Stempel verfügt. Unter dem Begriff „tanklos“ ist im vorliegenden Fall zu verstehen, dass kein Tank zur Bevorratung von Druckluft vorzuhalten ist. Der Stempel weist mindestens eine Ansaugkammer und eine von der Ansaugkammer getrennte Abblaskammer auf. Die Ansaugkammer und die Abblaskammer sind durch eine Ventileinrichtung mit dem Luftstromgenerator verbindbar. Die Ansaugkammer weist mehrere Ansaugkammeröffnungen auf, die Abblaskammer mehrere Abblaskammeröffnungen. Die Ansaug- und Abblaskammeröffnungen sind in einer die Kammern begrenzenden Stempelplatte vorgesehen. Die Stempelplatte dient als Kontaktfläche für das Etikett. Ein Lufteinlass des Luftstromgenerators ist in einer ersten Ventilstellung mit der Ansaugkammer verbunden und dazu geeignet, das Etikett an der Stempelplatte zu halten. In einer zweiten Ventilstellung ist ein Luftauslass des Luftstromgenerators mit der Abblaskammer verbunden und die Vorrichtung dazu geeignet, das Etikett von der Stempelplatte abzublasen.
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In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Abblaskammer ein geringeres Volumen auf als die Ansaugkammer. Durch das kleine Volumen und eine strömungsgerechte Ausgestaltung kann ein schnelles und gezieltes Abblasen gewährleistet werden. Um sicherzustellen, dass das Etikett gezielt auf einem zu markierenden Gut aufgebracht wird, muss es mit ausreichend großem Druck abgeblasen werden. Wenn der Luftstrom aus den Abblaskammeröffnungen zu schwach ist, könnten unerwünschte Effekte beim Abblasen des Etiketts auftreten, sodass eine gezielte Platzierung nicht mehr möglich ist.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Ventileinrichtung einen Ventilkörper auf, der elektromechanisch gesteuert sein kann. Der Ventilkörper kann durch die Steuerung in verschiedene Ventilstellungen versetzt werden, wodurch sich der Weg des Luftstroms durch die Vorrichtung steuern lässt. Die elektromechanische Steuerung kann nach Bedarf automatisiert bedient werden.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Ventilkörper um eine Achse drehbar in einer Ventilkörperaufnahme der Ventileinrichtung gelagert. Auf diese Weise lassen sich verschiedene Ventilstellungen durch Drehung des Ventilkörpers auf einfache Weise einstellen. Vorteilhafterweise ist der Ventilkörper dabei zylindrisch ausgeformt und um seine Mittelachse drehbar gelagert. Durch die Drehung des Ventilkörpers sind verschiedene Ventilstellungen einstellbar. Weiterhin ist es denkbar, dass mehrere Ventilkörper in der Ventileinrichtung vorgesehen sind, um die verschiedenen Ventilstellungen ermöglichen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Vorrichtung zumindest teilweise mittels additiver Fertigung hergestellt. Bei additiver Fertigung, auch bekannt als 3D-DruckVerfahren, entstehen dreidimensionale Werkstücke dadurch, dass das eingesetzte Ausgangsmaterial Schicht für Schicht übereinander aufgetragen wird. Durch diese Fertigungsweise können ineinander verschachtelte Vorrichtungsgeometrien nahtlos und in einem Teil erstellt werden. Die Herstellung ist daher gegenüber einem Zusammenbau eines Werkstücks aus mehreren Teilen vereinfacht und die Funktionssicherheit ist erhöht, da sich bei einem Produkt aus einem Guss im Gegensatz zu einem aus Einzelteilen zusammengefügten keine Einzelteile im Inneren lösen können.
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Nach einem Ausführungsbeispiel ist die Anordnung der Ansaugkammeröffnungen der Ansaugkammer auf der Oberfläche der Stempelplatte symmetrisch. Eine gleichmäßige Anordnung über die gesamte Stempelplatte erhöht die Funktionssicherheit des Ansaugvorgangs, da das zu haltende Etikett über die gesamte Stempelplattenfläche hinweg gleichmäßig angesaugt wird.
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Nach einem Vorschlag der Erfindung ist die Anzahl der Abblaskammeröffnungen der Abblaskammer geringer als die Anzahl der Ansaugkammeröffnungen der Ansaugkammer. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, vier auf der Stempelplatte symmetrisch angeordnete Abblaskammeröffnungen und eine Vielzahl von Ansaugkammeröffnungen, die über die gesamte Stempelplattenoberfläche vorzugsweise gleichmäßig verteilt sind, vorzusehen. Je nach Art und Form des Etiketts kann die Verteilung und Anzahl der Ansaug- und Abblaskammeröffnungen angepasst werden, sodass immer ein möglichst funktionssicheres Ansaugen und Abblasen gewährleistet ist.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weisen die Abblaskammeröffnungen der Abblaskammer einen jeweils größeren Durchmesser auf als die Ansaugkammeröffnungen der Ansaugkammer. Aufgrund der im Durchmesser größeren Öffnungen kann beim Abblasen des Etiketts ein größeres Luftvolumen ohne große Strömungsverluste ausgeblasen werden und das Abblasen erfolgt dadurch gezielt und schnell, sodass das Etikett sicher auf das zu markierende Gut appliziert wird. Auch durch die Wahl eines geeigneten Öffnungsdurchmessers der Ansaug- und Abblaskammeröffnungen kann die Stempelplatte bei der Herstellung gezielt auf den zu verwendenden Etikettentyp angepasst werden.
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In einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Luftstromgenerator zur Erzeugung eines Luftstroms einen Radialventilator aufweist. In weiteren Ausgestaltungen können auch andere Arten von Ventilatoren eingesetzt werden, wie beispielweise ein Axialventilator. Mittels dieses Radialventilators kann sowohl der zum Halten benötigte Luftstrom erzeugt werden, als auch der zum Abblasen benötigte. Vorteilhaft bei der Verwendung eines Axial- oder Radialventilators für alle Ventilstellungen ist, dass er zum Umkehren der Strömungsrichtung im Stempel nicht erst außer Betrieb oder in Betrieb gesetzt werden muss, sondern die Strömungsrichtung im Stempel mittels verschiedener Ventilstellungen geändert wird. Innerhalb des Luftstromgenerators bleibt die Strömungsrichtung stets dieselbe, sodass ein Ventilator für die gesamte Vorrichtung ausreichend ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist in der ersten Ventilstellung Luft von den Ansaugkammeröffnungen der Ansaugkammer über eine Stempelansaugöffnung und den Lufteinlass durch den Luftstromgenerator und über einen vorzugsweise seitlich angeordneten Ventilauslass aus der Vorrichtung leitbar. Dadurch wird die Vorrichtung in die Lage versetzt, ein Etikett anzusaugen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist in der zweiten Ventilstellung Luft von einem vorzugsweise seitlich angeordneten Ventileinlass und den Lufteinlass über den Luftstromgenerator durch eine Stempelabblasöffnung in die Abblaskammer und aus den Abblaskammeröffnungen aus der Vorrichtung leitbar. In dieser Ventilstellung kann die Vorrichtung das Etikett abblasen. In beiden Ventilstellungen läuft der Radialventilator unverändert weiter, lediglich der Ventilkörper wechselt seine Position und beeinflusst dadurch den Luftstrom.
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Nach einem Beispiel der Erfindung verfügt der Ventilkörper über zwei um 90° versetzte Ventilbohrungen. Dadurch können mittels Drehung des Ventilkörpers in der Ventilkörperaufnahme die verschiedenen Luftstromwege durch die Vorrichtung gelenkt werden. Das Vorsehen nur eines Ventilkörpers ist aufgrund dieser Ausgestaltung für die Vorrichtung bereits ausreichend. Der Ventilkörper ist dann sehr einfach zu bedienen. In weiteren Ausgestaltungen können Bohrungen auch in anderen Winkeln versetzt sein oder es können mehrere Ventilkörper eingesetzt werden, um verschiedene Ventilstellungen zu bewirken.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Bereitstellung eines effizienten Verfahrens zum Halten und Abblasen von Etiketten, wird mit Patentanspruch 13 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass im Betrieb der Vorrichtung in einer ersten Ventilstellung das Halten des Etiketts und in der zweiten Ventilstellung das Abblasen des Etiketts ausgeführt wird. Das Etikett liegt während des Haltevorgangs an der Stempelplatte flächig an. Beim Abblasen wird es schnell und gleichmäßig abgestoßen und gezielt auf dem mit dem Etikett zu markierenden Gut platziert.
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Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel zur Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in vereinfachter Darstellung;
- 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung in perspektivischer Ansicht;
- 3 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung gemäß 2 in der Schnittebene ausgehend von der Schnittlinie III-III in einer ersten Ventilstellung;
- 4 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung gemäß 2 in der Schnittebene ausgehend von der Schnittlinie III-III in einer zweiten Ventilstellung;
- 5 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung gemäß 2 in der Schnittebene ausgehend von der Schnittlinie V-V in der zweiten Ventilstellung; und
- 6 eine Stempelplatte der Vorrichtung gemäß 2.
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In 1 ist schematisch ein Verfahren mit einer Vorrichtung 1 zum Halten und Abblasen von Etiketten 6 abgebildet. Mittels einer Etikettenspendevorrichtung 8 werden Etiketten 6 in Richtung der Vorrichtung 1 transportiert, indem ein Trägerband, auf das Etiketten 6 aufgebracht sind, von einer Etikettenbandrolle 80 abgerollt wird. An einer Spendekante 83 wird das Etikett 6 vom Trägerband entfernt, von der Vorrichtung 1 angesaugt und dort gehalten. Das Trägerband wird in Bewegungsrichtung 82 weiterbewegt und auf einer Trägerbandrolle 81 aufgerollt. Unter dem von der Vorrichtung 1 gehaltenen Etikett 6 wird ein Gut 7 platziert. Wenn sich das Gut 7 in der passenden Position befindet, wird das Etikett 6 von der Vorrichtung 1 stoßartig abgeblasen und auf das Gut 7 aufgebracht. Es ist darüber hinaus auch denkbar, dass sich das Gut 7 an einer festen Position befindet, die Vorrichtung 1 beweglich ist und mit dem Etikett 6 über dem Gut 7 platziert wird.
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2 zeigt die in 1 nur vereinfacht dargestellte Vorrichtung 1 in perspektivischer Ansicht. Ein Stempel 3 bildet die Basis der Vorrichtung 1. Auf dem Stempel ist eine Ventileinrichtung 4 mit einem Ventilkörper 40 und einer Ventilkörperaufnahme 41 vorgesehen. Die Ventilkörperaufnahme 41 weist einen seitlichen Ventilauslass 23 auf. An die Ventileinrichtung 4 schließt sich ein Luftstromgenerator 2 an.
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In 3 ist die Vorrichtung 1 in einer Schnittzeichnung in der Schnittebene ausgehend von der Schnittlinie III-III, die in 2 abgebildet ist, dargestellt. In 3 ist ein Ansaugvorgang dargestellt. Luft kann von Ansaugkammeröffnungen 310 einer Ansaugkammer 31 in einer Stempelplatte 30 in die Vorrichtung 1 gesaugt werden. Die Ansaugkammer 31 ist wie eine Abblaskammer 32 Bestandteil des Stempels 3. Die Abblaskammer 32 weist Abblasöffnungen 320 in der Stempelplatte 30 auf. Der Stempel 3 weist in einer der Stempelplatte 30 gegenüberliegenden Seitenwand eine Stempelansaugöffnung 33 und eine Stempelabblasöffnung 34 auf. Die Luft kann von der Ansaugkammer 31 über die Stempelansaugöffnung 33 durch die Ventileinrichtung 4 in Strömungsrichtung 5 über einen Lufteinlass 21 in den Luftstromgenerator 2 strömen. Die Luftströmung wird durch einen elektromechanisch angetriebenen Radialventilator 20 des Luftstromgenerators 2 erzeugt. Den Luftstromgenerator 2 verlässt der Luftstrom über einen Luftauslass 22 und wird über den in 2 gezeigten seitlichen Ventilauslass 23 aus der Vorrichtung 1 geleitet.
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4 zeigt die Vorrichtung 1 in einer Schnittzeichnung in der Schnittebene ausgehend von der Schnittlinie III-III, die in 2 abgebildet ist. In 4 ist der Vorgang des Abblasens dargestellt. Luft wird an einem seitlichen Ventileinlass 24 in die Vorrichtung 1 gezogen und in Strömungsrichtung 5 durch den Lufteinlass 21 in den Luftstromgenerator 2 geleitet, wo sie den den Luftstrom erzeugenden Radialventilator 20 passiert und schließlich durch den Luftauslass 22 den Luftstromgenerator 2 wieder verlässt. Sie kann aufgrund der Ventilstellung des Ventilkörpers 40 die Ventilkörperaufnahme 41 der Ventileinrichtung 4 passieren und gelangt über die Stempelabblasöffnung 34 in die Abblaskammer 32 des Stempels 3 und verlässt die Stempelplatte 30 über die Abblaskammeröffnungen 320.
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In 5 ist die Vorrichtung 1 in einer Schnittzeichnung in der Schnittebene ausgehend von der Schnittlinie V-V, die in 2 abgebildet ist, dargestellt. In 5 ist wie bereits in 4 der Vorgang des Abblasens dargestellt. Der dem Luftauslass 22 des Luftstromgenerators 2 nachgeordnete seitliche Ventilauslass 23 ist in dieser Ventilstellung vom Ventilkörper 4 verschlossen. Die vom Radialventilator 20 kommende Luft passiert den Ventilkörper 4 durch eine Bohrung, durch die der Luftstrom über die Stempelabblasöffnung 34 in die Abblaskammer 32 des Stempels 3 geleitet wird und verlässt dann die Vorrichtung 1 durch die Abblaskammeröffnungen 320 in der Strömungsrichtung 5. Die Ansaugkammer 31 mit ihren Ansaugkammeröffnungen 310 ist in dieser Ventilstellung nicht mit in den Weg des Luftstroms einbezogen, sondern bleibt von der Abblaskammer 32 getrennt.
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6 zeigt eine Draufsicht auf die Stempelplatte 30. Vier Abblaskammeröffnungen 320 sind symmetrisch zwischen den Ansaugkammeröffnungen 310 angeordnet. Während die Ansaugkammeröffnungen 310 in einer Vielzahl über die gesamte Oberfläche der Stempelplatte 30 verteilt sind, sind die Abblaskammeröffnungen 320 in geringerer Anzahl vorgesehen, dafür aber mit jeweils größerem Durchmesser als die Ansaugkammeröffnungen 310. Der Durchmesser aller Abblaskammeröffnungen 320 untereinander ist jeweils derselbe und ebenso verhält es sich bei den Ansaugkammeröffnungen 310 zueinander. Je nach Ventilstellung blockiert der Ventilkörper 4 entweder die Ansaugkammer 31 oder die Abblaskammer 32, sodass immer nur eine der beiden Kammern mit dem Luftstromgenerator 2 in Kontakt steht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Luftstromgenerator
- 20
- Radialventilator
- 21
- Lufteinlass
- 22
- Luftauslass
- 23
- Ventilauslass
- 24
- Ventileinlass
- 3
- Stempel
- 30
- Stempelplatte
- 31
- Ansaugkammer
- 310
- Ansaugkammeröffnung
- 32
- Abblaskammer
- 320
- Abblaskammeröffnung
- 33
- Stempelansaugöffnung
- 34
- Stempelabblasöffnung
- 4
- Ventileinrichtung
- 40
- Ventilkörper
- 41
- Ventilkörperaufnahme
- 5
- Strömungsrichtung
- 6
- Etikett
- 7
- Gut
- 8
- Etikettenspendevorrichtung
- 80
- Etikettenbandrolle
- 81
- Trägerbandrolle
- 82
- Bewegungsrichtung
- 83
- Spendekante
- III-III
- Schnittlinie
- V-V
- Schnittlinie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 8974624 B2 [0003, 0005]
- US 8602077 B2 [0004, 0005]
