DE69400855T2

DE69400855T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Etikettieren von kleinen, zylindrischen Gegenständen

Info

Publication number: DE69400855T2
Application number: DE69400855T
Authority: DE
Inventors: John M Galchefski; Ian Westbury
Original assignee: CMS Gilbreth Packaging Systems Inc
Current assignee: CMS Gilbreth Packaging Systems Inc
Priority date: 1993-09-01
Filing date: 1994-01-11
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2014-01-12
Also published as: EP0716024A1; JPH0769333A; ATE144951T1; EP0641717B1; CA2113300A1; EP0716023A1; US5405487A; EP0641717A2; DE69400855D1; EP0641717A3; US5458729A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Anbringen eines Etiketts auf einen kleinen zylinderförmigen Artikel durch gleichmäßiges tangentiales Zuführen der Artikel zum Rundum-Etikettieren des Artikels auf eine Etikettransporttrommel.
In der US-A-4108710 wird eine Vorrichtung zum Anbringen von Etiketten auf Behälter beschrieben, wobei Klebstoff auf eine vorgegebene Stelle jedes einer Folge von Behältern aufgebracht wird, die an einer Unterdrucktromel vorbeibewegt werden, durch die der vorder& Rand eines Etiketts an dieser Stelle auf jedem Behälter angebracht wird. Die Etikette werden durch eine Einrichtung, durch die eine kontinuierliche Etikettbewegung gewährleistet wird, nacheinander von einem Streifen abgeschnitten, wobei auf den hinteren Rand jedes Etiketts ein Klebstoff aufgebracht wird, bevor dieses auf dem Behälter angebracht wird. Die Behälter werden dann zu einer Entladestation bewegt, wo die Etikette um die Behälter gewickelt werden.
Gemäß der EP-A-579984 (nachveröffentlicht; Art. 54(3) EPC) werden kleine Artikel, wie beispielsweise Trockenzellen, Lippenstiftbehälter, Lippenbalsambehälter oder ähnliche Behälter mit hochwertigen dünnen Polymerfilmetiketten etikettiert. Ein Streifen des Etikettmaterials wird einer Etikettransporttrommel zugeführt, die eine Außenfläche mit mehreren vorgegebenen Etikettbereichen aufweist, auf denen Etikette gehalten werden, wenn die Trommel sich dreht. Die Etikette werden zu Beginn als Streifen auf die Trommeloberfläche transportiert und dann auf der Trommeloberfläche zu Etiketten mit einer vorgegebenen Größe geschnitten.
Wenn sich jedes Etikett in seinem zugeordneten Etikettbereich mit der sich drehenden Trommel bewegt, wird ein Klebstoff auf den an den vorderen Rand des Etiketts angrenzenden Bereich aufgebracht, um den vorderen Rand klebrig zu machen. Eine vorgegebene Menge eines Lösungsmittels wird gleichmäßig auf den an den hinteren Rand des Etiketts angrenzenden Bereich aufgebracht, um einen Teil der behandelten Oberfläche des Etiketts zu lösen. Das Etikett bewegt sich zu einer Artikelumhüllungsposition, wo kleinformatige oder kleine Artikel, wie beispielsweise Trockenzellen, umhüllt werden, wobei zunächst der vordere Rand am Artikel befestigt wird und anschließend der hintere Rand überlappend auf dem vorderen Rand angeordnet wird, so daß durch das auf dem hinteren Etikettrand aufgebrachte Lösungsmittel eine Lösungsmittel-Dichtverbindung gebildet wird. Die Etikette werden daraufhin auf den Artikeln wärmegeschrumpft. Durch die Vorrichtung wird ein hochwertiges zylinderförmiges Etikettieren kleiner Artikel, wie beispielsweise Trockenzellen, unter Verwendung dünner Polymerfilmetikette mit einer Dicke von beispielsweise weniger als 88.9 µm (0.0035'') erreicht.
Wie in der mitanhängigen stammanmeldung beschrieben wird, wird eine vorgegebene Menge eines Lösungsmittels durch Drehen eines Wischerelements mit einer von der Geschwindigkeit der Etikettransporttrommel verschiedenen Oberflächengeschwindigkeit auf dem an den hinteren Etikettrand angrenzenden Bereich aufgebracht. Es hat sich gezeigt, daß durch die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Wischerspitze und der Trommel das Aufbringen von Lösungsmittel in einem vorgegebenen Muster auf dem hinteren Rand kleinerer Etikette, die zum Rundum-Etikettieren kleiner zylinderförmiger Artikel, wie beispielsweise Trockenzellen, verwendet werden, unterstützt wird. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, eine maximale Geschwindigkeitsdifferenz zu verwenden, indem das Lösungsmittel durch einen vom Trommelumfang beabstandeten ortsfesten Wischer kontrolliert aufgebracht wird. Durch die Verwendung eines ortsfesten Wischers ist jedoch eine Einrichtung erforderlich, durch die der hintere Etikettrand außerhalb der Trommel positioniert wird, damit dieser mit dem nach außen beabstandeten ortsfesten Wischerelement in Eingriff kommt.
Es können Vorsprünge, Grate oder andere ähnliche Einrichtungen verwendet werden, um den hinteren Etikettrand nach außen beabstandet von der Trommelfläche zu positionieren und mit einem außerhalb angeordneten ortsfesten Wischer in Eingriff zu bringen. Bei diesem Aufbau muß jedoch ein Artikelentladebereich eines Artikelzufuhrmechanismus, wie beispielsweise einer Ketten- oder Plattentransporteinrichtung oder einer Stemradanordnung, außerhalb der Trommeloberfläche angeordnet sein, so daß der Zufuhrmechanismus nicht mit dem außen angeordneten hinteren Rand in Eingriff kommt und den Etikettierprozeß stört. Durch diesen Abstand wird eine "Sprung- oder Diskontinuitätsstelle" zwischen dem Zufuhrmechanismus und der Trommeloberfläche gebildet. Durch diese Sprungstelle können sich Probleme ergeben, wenn die Artikel für einen Rundum-Etikettierprozeß auf die Etikettransporttrommel zugeführt werden, weil die Artikel geeigneterweise tangential und gleichmäßig auf die Trommeloberfläche transportiert werden sollten, ohne mit dem Etikett in Wechselwirkung zu treten.
Wenn größere Artikel etikettiert werden, wobei der hintere Rand außerhalb des Trommelumfangs angeordnet ist, was beispielsweise manchmal auftritt, wenn im Handel erhältliche Softdrinkbehälter oder große Metalldosen etikettiert werden, ist diese Sprungstelle für die Qualität des Etikettierprozesses nicht kritisch, weil die Behälter typischerweis verglichen mit ihrer Größe leicht sind und die gewünschte Etikettegualität oft nicht hoch sein muß. Der Sprung bleibt daher relativ unbemerkt.
Bei kleineren zylinderförmigen Artikeln würde die Sprungstelle verglichen mit der Größe des Etiketts und des Artikels ausgeprägter. Durch die Sprungstelle wird das Etikettieren dieser kleineren Artikel schwieriger, weil der kleinere Artikel auf die Trommeloberfläche fällt, anstatt tangential und gleichmäßig auf die Trommeloberfläche geführt zu werden. In einigen Fällen, bei denen der Artikel auf die Trommel fällt, wird der Artikel bezüglich des Etikett schräg ausgerichtet, wodurch sich eine minderwertige Etikettierung ergibt.
Wenn der kleinere Artikel eine Trockenzelle ist, die beispielweise aus einem Metallgehäuse gebildet wird, nimmt die relative Schwierigkeit bezüglich des Etikettierprozeß sogar zu. Typischerweise sind diese Metallartikel, wie beispielweise Trockenzellen, schwerer als andere Artikel ähnlicher Größe, wodurch das korrekte Etikettieren der Artikel schwieriger wird. Diese Schwierigkeit beim Etikettieren könnte sogar noch verstärkt werden, wenn die schwereren Artikel mit einer Druckplatte in Eingriff kommen, die zum Führen der Artikel gegen die Etikettransporttrommel verwendet wird. Bei Verwendung einer Druckplatte ist es wünschenswerter, die Artikel in einen tangentialen Dreheingriff zwischen der Druckplatte und der Trommel zu bewegen. Dies wird durch die Sprungstelle vom Zufuhrmechanismus auf die Trommel sogar noch schwieriger.
In der mitanhängigen stammanmeldung wird auch ein Drehpolsterdruckkopf zum Aufbringen eines Kaltklebstoff auf den vordereren Rand eines Etiketts beschrieben. Während der Druckkopf sich dreht, kommt ein Klebstoffdruckpolster mit einer Gravurwalze in Eingriff, auf der Klebstoff aufgebracht ist. Das Druckpolster dreht sich vorzugsweise mit der gleichen Oberflächengeschwindigkeit wie die Trommel und wird zeitlich so gesteuert, daß das Polster den Klebstoff auf den an den vorderen Rand angrenzenden Bereich des Etiketts drückt.
Es wurde vorgeschlagen, Klebstoff durch ein Tauchbad auf die Gravurwalze aufzubringen, wobei ein Abschnitt der Gravurwalze in ein Bad aus Kaltklebstoff eingetaucht wird. Wenn die Gravurwalze sich dreht, nimmt sie Klebstoff vom Bad auf. Überschüssiger Klebstoff wird dann durch ein Abstreichmesser entfernt.
Der Kaltklebstoff ist zähflüssig oder viskos und schwierig zu steuern, und ein Tauchbad wurde als eine Einrichtung betrachtet, um diesen viskosen Klebstoff der Gravurwalze zuzuführen und auf das Druckpolster zu übertragen. Durch dieses System kann der Klebstoff jedoch unerwünscht spritzen und tropfen und eine unkontrollierte Klebstoffzufuhr auf die Gravurwalze auftreten. Der Klebstoff in den Zufuhrleitungen und möglicherweise der Klebstoff im Tauchbad kann auch stauen, insbesondere während Perioden einer langsamen Produktion, wodurch der bereits viskose Klebstoff noch schwieriger steuerbar bzw. handhabbar wird.
In einem Klebstoffzufuhrsystem, durch das der Gravurwalze Klebstoff direkt zugeführt wird, wie beispielsweise eine Kolben- oder Kurbelpumpe, können auch Stauungen auftreten, wenn die Produktion verlangsamt oder unterbrochen wird. Es wäre wünschenswerter, den Kaltklebstoff auf besser gesteuerte Weise auf die Gravurwalze aufzubringen sowie eine Einrichtung bzw. ein Verfahren zum Minimieren von Stauungen des Kaltklebstoffs in den Zufuhrleitungen bereitzustellen, wenn die Produktion verlangsamt wird.
Außerdem hat sich gezeigt, daß ein auf der Etikettransporttrommel ausgeführter Schneidvorgang, wie beispielsweise in der mitanhängigen stammanmeldung beschrieben, nicht so wünschenswert ist wie bisher angenommen wurde, wenn kleine zylinderförmige Artikel mit einem Durchmesser von typischerweise weniger als etwa 4.4.45 mm (1.75 Zoll) mit kleinen dünnen Polymerfilmetiketten etikettiert werden. Bei einem auf der Trommel ausgeführten Schneidvorgang kann ein unzureichender Filmschneidvorgang auftreten. Ein auf der Trommel ausgeführter Schneidvorgang ist außerdem möglicherweise schwieriger ausführbar, wenn der Bereich der Trommeloberfläche, wo der hintere Etikettrand angeordnet ist, sich allgemein von der Trommeloberfläche nach außen erstreckt, um den hinteren Etikettrand mit einem feststehenden Wischer in Eingriff zu bringen. Dieser sich nach außen erstreckende Bereich, auf der der hintere Rand aufliegt, würde die Schneidklinge aufnehmen, so daß durch einen auf dieser erhöhten Fläche ausgeführten Schneidvorgang ein nicht exakter Schnitt erzeugt werden könnte. Durch ein auf der Trommeloberfläche angeordnetes separates Schneidelement würde auch der folgende Etikettiervorgang gestört, weil der Artikel nach oben rollen und sich über das auf der Trommel angeordneten Schneidelement bewegen müßte, wodurch das Etikettieren kleiner Artikel schwierig wird.
Es wird vorgeschlagen, einen außerhalb der Trommel durchgeführten Schneidvorgang zu verwenden, so daß kein auf der Etikettransporttrommel ausgeführter Schneidvorgang erforderlich ist. Bei einem außerhalb der Trommel durchgeführten Schneidvorgang ist jedoch eine präzise Anordnung der geschnittenen Etikette auf vorgegebenen Etikettbereichen erforderlich, die auf der Trommeloberfläche definiert sind, so daß der vordere und der hintere Rand genau angeordnet werden, um einen präzisen und hochwertigen Etikettierprozeß zu gewährleisten. Es hat sich gezeigt, daß durch eine in der Nähe der Umfangsfläche der Etikettransporttrommel angeordnete Schneidtrommel ein geeigneter Schneidvorgang außerhalb der Trommel erhalten wird. Für kleinere geschnittene Etikette, die beispielsweise bei Trockenzellen verwendet werden, hat sich gezeigt, daß die Schneidtrommel 0.254 mm bis etwa 1.27 mm (0.010 bis etwa 0.050 Zoll) und vorzugsweise 0.254 mm bis etwa 0.635 mm (0.010 bis 0.025 Zoll) von der Etikettransporttrommel beabstandet sein sollte, um bei hohen Betriebsgeschwindigkeiten einen geeigneten Übergang des Etiketts auf die Etikettransporttrommel zu gewährleisten. Wenn die Schneidtrommel in einem größeren Abstand von der Etikettransporttrommel angeordnet wäre, wird das leichte kleine Etikett möglicherweise nicht geeignet übertragen.
Diese dichten Abstände können jedoch durch viele herkömmliche Vorrichtungen nicht bereitgestellt werden, wenn die Etikettransporttrommel eine Struktur aufweist, durch die der hintere Etikettrand in einem ausreichenden Abstand außerhalb der Trommeloberfläche angeordnet wird, um diesen mit einem ortsfesten Wischer in Eingriff zu bringen. Diese Positionierungsstruktur könnte sich bis zu 1.02 mm oder mehr (0.040 Zoll oder mehr) vom Trommelumfang erstrecken. Dieser Abstand ist erforderlich, um einen geeigneten Etiketteingriff mit einem Wischer und einen ausreichenden Abstand zwischen dem Wischer und der Umfangsfläche der Etikettransporttrommel zu gewährleisten. Wenn die Etikettransporttrommel und die Schneidtrommel sich drehen, könnte die Positionierungseinri chtung während eines Hochges chwindigke itsbetriebs gewaltsam bzw. heftig mit der Schneidtrommel in Eingriff kommen, wodurch während des Etikettübergangs auf die Etikettransporttrommel eine fehlerhafte Etikettpositionierung verursacht würde.
Durch kleine Differenzen bei der Bahnmaterialzufuhr, die manchmal lediglich 1.59 mm (ein Sechstel Zoll) betragen, könnte ebenfalls während des Schneidvorgangs eine ungeeignete Filmpositionierung verursacht werden, wodurch ein ungeeigneter Schnittpunkt gebildet wird. Dadurch wurden gedruckte Kennzeichen und andere kennzeichnende Embleme oder Kennzeichen auf den geschnittenen Etiketten ungeeignet ausgerichtet. Dann muß ein exakter Schneidvorgang außerhalb der Trommel auf einer Schneidtrommel und ein anschließender exakter Übergang der geschnittenen Etikette auf die Etikettransporttrommel für einen Rundum-Etikettierprozeß kleiner zylinderförmiger Artikel gewährleistet werden, die einen Durchmesser von typischerweise weniger als etwa 44.45 mm (1.75 Zoll) aufweisen.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, kleine zylinderförmige Artikel mit einem Durchmesser von weniger als etwa 44.45 mm (1.75 Zoll) von einem außerhalb einer Etikettransporttromme 1 angeordneten Artikel zufuhrmechanismus in tangentialem und gleichmäßigem Eingriff mit der Etikettransporttrommel zuzuführen.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung die tangentiale und gleichmäßige Zufuhr kleiner zylinderförniger, magnetisch anziehbarer Artikel, wie beispielsweie Trockenzellen, auf eine Etikettransporttrommel zu unterstützen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, kleine zylinderförmige, magnetisch anziehbare Artikel, die beispielsweise aus einem für Trockenzellen verwendeten Metallgehäuse gebildet werden, von einer von der Tromeloberfläche nach außen beabstandeten Position tangential und gleichmäßig auf eine Etikettransporttrommel zu transportieren.
Eine noch ander Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, kleine zylinderförmige Artikel von einem von der Trommeloberfläche nach außen beabstandeten Sterntransportrad tangential und gleichmäßig auf eine Etikettransporttrommel zu transportieren.
Diese Aufgaben werden durch die gemäß den Patentansprüchen 1, 13 und 20 definierten Merkmale der Erfindung gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung definiert.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Etikette auf kleinen zylinderförmigen Artikeln, wie beispielsweise Trockenzellen, aufgebracht. Durch eine Etikettransporttrommel wird eine vorzugsweise horizontale Mittelachse definiert, und die Trommel dreht sich um ihre Achse. Durch einen Etikettzufuhrmechanismus wird ein Etikett auf die Oberfläche der Trommel transportiert. Das Etikett wird auf der Trommeloberfläche gehalten, während das Etikett sich mit der Trommel zu einer Artikelumhüllungsposition bewegt. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der hintere Rand des Etiketts außerhalb des Trommelumfangs angeordnet und kommt durch einen in der Trommeloberfläche angeordneten vorgespannten Plunger, durch den ein Druck auf den hinteren Rand ausgeübt wird, um den hinteren Etikettrand in einem Abstand vom Umfang der Trommel anzuordnen, mit einem ortsfesten Wischer in Eingriff.
Ein Artikelzufuhrmechanismus ist nach außen beabstandet von der Trommeloberfläche angeordnet, um den außen angeordneten hinteren Rand aufzunehmen, wodurch eine Sprungstelle vom Artikelentladebereich auf die Trommeloberfläche gebildet wird. Durch den Mechanismus werden kleine zylinderförmige Artikel, wie beispielsweise magnetisch anziehbare Trockenzellen, auf die Trommeloberfläche und in Dreheingriff mit dem Etikett transportiert, wenn das Etikett sich zur Artikelumhüllungsposition bewegt. Während des Artikeltransports wird auf den Artikel eine Anziehungskraft in eine Richtung derart ausgeübt, daß eine glatte, tangentiale Zufuhr des Artikels auf die Etikettransporttrommel unterstützt wird. Diese Kraft kann durch Unterdruck, Magnetismus (wenn der Artikel magnetisch anziehbar ist) oder eine andere Einrichtung bzw. ein anderes Verfahren erzeugt werden. Wenn der Artikel aus Kunststoff oder einem ähnlichen nichtmagnetischen Material besteht, kann ein starker Ansaug-Unterdruck geeignet sein, um die Anziehungskraft bereitzustellen, die erforderlich ist, um eine glatte, tangentiale Zufuhr zu unterstützen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Artikel Trockenzellen und magnetisch anziehbar. Ein Magnet ist von der Etikettransporttrommel nach außen beabstandet und auf dem Artikelzufuhrmechanismus angeordnet, um auf den Artikel magnetische Kräfte in einer von der Etikettransporttrommel weggerichteten Richtung auszuüben, um eine gleichmäßige tangentiale Zufuhr von Artikeln auf die Trommeloberfläche und in Eingriff mit einem an der Artikelumhüllungsposition angeordneten Etikett zu unterstützen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Druckplatte eine untere Artikeleingriffsfläche auf, die von der Trommeloberfläche nach außen beabstandet angeordnet ist, um mit Artikeln in Eingriff zu kommen und diese auf der Trommeloberfläche zu halten, wenn die Artikel sich zwischen der Artikeleingriffsfläche und der Trommeloberfläche bewegen. Die Artikeleingriffsfläche definiert einen Artikeleintrittbereich, dessen Abmessung größer ist als der Durchmessser der Artikel. Der Artikeleintrittbereich ist angrenzend an den Artikelentladebereich des Artikelzufuhrmechanismus angeordnet, so daß die Artikel beim Entladeprozeß in den definierten Artikeleintrittbereich transportiert werden. Die Artikeleintrittfläche ist nach unten zur Trommeloberfläche hin angeordnet.
Gemäß einer anderen Ausführunsgform der Erfindung wird der Artikel während der Artikelzufuhr in den Artikeleintrittbereich durch die ausgeübte Kraft auf der Artikeleingriffsfläche gehalten, bis der Artikel gleichmäßig und tangential mit der Trommeloberfläche in Eingriff kommt. Die untere Artikeleingriffsfläche ist von der Trommeloberfläche am Artikeleintrittbereich nach außen gekrümmt, um dem Artikel eine Drehbewegung mitzuteilen, wenn der Artikel zu Beginn mit der Artikeleingriffsfläche in Eingriff kommt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist der Artikelzufuhrmechanismus ein in der Nähe der Etikettransporttrommel und des Artikeleintrittbereichs angeordnetes Sterntransportrad auf. Das Sterntransportrad weist mindestens einen Artikelaufnahmeabschnitt mit mindestens einem darin angeordneten Magneten auf. Der Artikel wird vom Sterntransportrad in den zwischen der Druckplatte und der Trommeloberfläche definierten Artikeleintrittbreich freigegeben. Der sich außen erstreckende Abschnitt des Sterntransportrades drückt den Artikel in diesen Bereich, wenn das Sterntransportrad sich dreht. Die auf den Artikel ausgeübten Kräfte halten den Artikel gegen die schräge untere Fläche der Druckplatte, während der Artikel sich entlang dieser bewegt, bis der Artikel tangential mit der Trommeloberfläche in Eingriff kommt, wodurch eine glatte oder gleichmäßige Zufuhr auf die Trommeloberfläche erhalten wird. Wenn der Artikel magnetisch anziehbar ist, ist in jedem Artikelaufnahmeabschnitt des Sterntransportrades mindestens ein Magnet angeordnet, um Anziehungskräfte auf die Trockenzelle auszuüben und die Trockenzelle auf der unteren Artikeleingriffsfläche der Druckplatte zu halten.

Beschreibung der Zeichnungen

Die vorstehenden und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht; es zeigen:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Anbringen von Etiketten auf kleinen zylinderförmigen Artikeln;
Figur 1A eine schematische Darstellung einer in der Nähe einer Etikettransporttrommel drehbar angeordneten Lösungsmittelwischeranordnung;
Figur 2 eine erläuternde Ansicht einer Ausführungsform einer Etikettransporttrommel;
Figur 3 eine erläuternde Ansicht einer Ausführungsform eines Etikettabrollmechanismus und einer Tänzerrollenanordnung;
Figur 4 eine schematische Darstellung der wechselseitigen Beziehung zwischen der Etikettransporttrommel, einer Filmabrollanordnung und einer Tänzerrollenanordnung;
Figur 5 eine schematische Seitenansicht der Schneidtrommel zum Schneiden des Films in Etikette und zum Übertragen der geschnittenen Etikette auf die Etikettransporttrommel;
Figur 5A eine vergrößerte Ansicht eines durch eine Feder vorgespannten Plungers, durch den der hintere Etikettrand außerhalb des Trommelumfangs angeordnet wird;
Figur 5B eine schematische Seitenansicht der drehbaren Schneidtrommel zum ausführlicheren Darstellen sich axial erstreckender Luftöffnungen;
Figur 5C eine schematische Endansicht einer Schneidtrommel-Endnabe oder Achsnabe;
Figur 5D eine Seitenansicht der Schneidtrommel und der Enduabe oder Achsnabe;
Figur 6 eine Halbquerschnittansicht der Etikettransporttrommel zum Darstellen der relativen Ausrichtung der Etikettransporttrommel, der Nabe und eines ersten und eines zweiten Kanals oder Verteilers;
Figur 7 eine Seiten-Querschnittansicht der Etikettransporttrommel mit sechs entlang der Außenfläche der Trommel angeordneten Etiketthalteeinsatzplatten;
Figur 7A eine Querschnittansicht der Nabe zum Darstellen des Aufbaus eines ersten Unterdruckkanals und eines Druckkanals;
Figur 7B eine Querschnittansicht der Nabe zum Darstellen des Aufbaus eines zweiten Unterdruckkanals;
Figur 8 eine Seitenansicht einer Etiketthalteeinsatzplatte;
Figur 9 eine Draufsicht einer Etiketthalteeinsatzplatte;
Figur 10 eine schematische Explosionsansicht des Kaltklebstoffzufuhrsystems;
Figur 11 eine schematische Ansicht einer Gravurwalze, eines Drehkissendruckkopfes und eines Klebstoffverteilungsblocks;
Figur 12 eine Ansicht der Gravurwalze;
Figur 13 eine Draufsicht eines Abschnitts des Drehkissendruckkopfes in Explosionsansicht;
Figur 14 eine Draufsicht des Klebstoffverteilungsblocks;
Figur 15 eine Seitenansicht des Klebstoffverteilungsblocks;
Figur 16 eine Vorderansicht des Klebstoffverteilungsblocks;
Figur 17 eine schematische Darstellung der zum Entladen der Artikel von der Etikettransporttrommel verwendeten Führungs- oder Transportkette;
Figur 18 eine perspektivische Ansicht einer Lösungsmittelwischeranordnung;
Figur 19 eine schematische Darstellung des Lösungsmittelzufuhrsystems und des Unterdrucksystems;
Figur 20 eine isometrische Ansicht der Sterntransportradzufuhranordnung;
Figur 21 eine schematische Seitenansicht eines dritten Sterntransportrades und der Druckplatte;
Figur 21a eine schematische Seitenansicht des dritten Sterntransportrades und der Druckplatte zum Darstellen der Verwendung von Unterdruck zum Ausüben von Anziehungskräften auf die Artikel;
Figur 22 eine isometrische schematische Ansicht der Etikettransporttrommel zum Darstellen eines auf die Trommeloberfläche geführten Artikels;
Figur 23 eine schematische Draufsicht der Druckplatte und des Sterntransportrades;
Figur 24 eine Seitenansicht der Anordnung zum Ausüben eines Drucks unter Verwendung miteinander in Eingriff stehender Stimräder, die mit einer Einstell- oder Steuerstange verbunden sind, um die Druckplattenvorspannung gegen die Artikel einzustellen bzw. zu steuern;
Figur 25 eine erläuternde Ansicht eines Abschnitts der Druckplatte und einer Halteplatte zum ausführlichen Darstellen des Getriebemechanismus zum Bewegen von Gewindestangen gegen die Druckplatte;
Figur 26 eine schematische isometrische Explosionsansicht zum Darstellen des Zusammenhangs zwischen der Halteund der Druckplatte;
Figur 27 eine schematische Ansicht zum Darstellen des Aufbaus des Getriebemechanismus auf der Halteplatte;
Figur 28 ein Blockdiagramm zum Darstellen der wechselseitigen Beziehung zwischen einer Steuerungseinrichtung, einem Codierer, Sensoren und einem Filmzufuhrmechanismus;
Figur 29 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen der gesamten Basisarbeitsweise des Filmzufuhrmechanismus;
Figur 30A eine erläuternde Ansicht einer Trockenzelle zum Darstellen eines darauffehlerhaft ausgerichteten Etiketts;
Figur 30B eine erläuternde Ansicht einer Trockenzelle zum Darstellen eines geeignet angepaßten und ausgerichteten Etiketts;
Figur 31 eine Draufsicht eines auf einem kleinen Artikel anzubringenden Etiketts zum Darstellen des vorderen und des hinteren Randes in Bereichen, die an Bereiche angrenzen, wo Druckzeichen und Klebstoffe sowie Lösungsmittel aufgebracht sind; und
Figur 32 eine erläuternde Ansicht einer zum Etikettieren von Trockenzellen verwendeten doppelt bedruckten Etikettmaterialrolle.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Durch die vorliegende Erfindung werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Anbringen eines Etiketts auf einem kleinen zylinderförmigen Artikel, wie beispielsweise einer Trockenzelle, bereitgestellt. Eine Etikettransporttrommel definiert eine horizontale Mittelachse und wird um ihre Achse gedreht. Ein geschnittenes Etikett wird auf die Oberfläche der Trommel transportiert. Ein Artikel wird von einem von der Oberfläche nach außen beabstandet angeordneten Artikelzufuhrmechanismus so zugeführt, daß der Artikel vom Artikelzufuhrmechanismus auf die Trommel fallen würde. Um ein plötzliches, möglicherweise heftiges Herabfallen auf die Trommeloberfläche zu verhindern, wodurch ein hochwertiger Etikettierprozeß unterbrochen würde, werden auf den Artikel Anziehungskräfte in einer Richtung derart ausgeübt, daß der Artikel tangential und gleichmäßig auf die Trommel und in Eingriff mit dem Etikett transportiert wird, wenn das Etikett sich in eine Artikelumhüllungsposition bewegt. Im Fall von Trockenzellen sind die Anziehungskräfte magnetische Kräfte. Im Fall von Kunststoffartikeln kann die Anziehungskraft basierend auf Unterdruck erzeugt werden, oder es kann, wie Fachleuten bekannt ist, eine andere auf den Artikel ausgeübte Kraft verwendet werden.
Der Artikelzufuhrmechanismus ist ein Sterntransportrad mit einem Artikelaufnahmefach mit mindestens einem Magneten, durch den eine Trockenzelle oder ein anderer ähnlicher magnetisch anziehbarer Artikel im Fach gehalten wird, bis die Trockenzelle von der unteren Artikeleingriffsfläche einer Druckplatte auf die Etikettransporttrommel bewegt wird. Der Rand des Fachs drückt den Artikel entlang der zur Trommelfläche hin angeordneten unteren Fläche der Druckplatte. Der Magnet hält den Artikel auf der unteren Fläche der Druckplatte, wenn der Artikel sich entlang dieser bewegt, bis die Trockenzelle tangential und gleichmäßig mit der Etikettransporttrommel in Eingriff kommt.
In Figur 1 ist durch das Bezugszeichen 10 eine Vorrichtung zum Anbringen hochwertiger, wärmeschrumpfbarer dünner Polymerfilmetikette auf kleinen zylinderförmigen Artikeln mit einem Durchmesser von typischerweise weniger als etwa 44.45 mm (1.75 Zoll) schematisch dargestellt, wobei hochwertige Nahtstellen gebildet werden. In der Beschreibung und in den Zeichnungen werden die geschnittenen Etikette durch das Bezugszeichen "L" bezeichnet. Erfindungsgemäß kann das Etikettieren kleiner zylinderförmiger Artikel, wie beispielsweise aus einem Metallgehäuse gebildeter Artikel (z.B. Trokkenzellen, mit gualitativ besseren Nahtstellen ausgeführt werden als bisher bekannt war. Wenn nicht anders erwähnt, wird die Beschreibung unter Bezug auf das Etikettieren von Trockenzellen fortgesetzt.
Die Vorrichtung 10 ist geeignet zum hochwertigen Etikettieren kleiner zylinderförmiger Artikel, insbesondere magnetischer zylinderförmiger Artikel, die typischerweise eine wesentlich größer Masse besitzen als aus leichtgewichtigen Materialien hergestellte kleine zylinderförmige Artikel, wie beispielsweise Kunststoffrohre. Für alle diese Artikel sind jedoch dünne Filmetikette mit einer Dicke von typischerweise weniger als 88.9 µm (0.0035 Zoll) erforderlich. Obwohl in dieser Beschreibung Bezug genommen wird auf das Etikettieren von Trockenzellen, kann die beschriebene Vorrichtung gleichermaßen zum Rundum-Etikettieren zahlreicher verschiedener Arten kleiner zylinderförmiger Artikel und insbesondere von schwereren kleinen zylinderförmigen Artikeln, wie beispielsweise Metall-Lippenstiftbehälter, zylinderförmige Sintermetallprodukte und viele andere ähnliche schwere Metallartikel verwendet werden, die magnetisch sind und bezüglich denen eine tangentiale, gleichmäßige Zufuhr auf die Oberfläche der Etikettransporttrommel unterstützt werden kann. In der Beschreibung und in den Zeichnungen sind die kleinen zylinderförmigen Artikel als Trockenzellen dargestellt und durch das Bezugszeichen "A" bezeichnet.
Das Etikettmaterial ist vorzugsweise aus einem wärmeschrumpfbaren dünnen Polymerfilmmaterial hergestellt. Beispiele geeigneter Fimmaterialien sind aus Polyvinylchlorid, Polyester oder Polystyrol gebildete Materialien. Das Etikettmaterial hat typischerweise eine Dicke von weniger als 88.9 µm (0.0035 Zoll), d.h. eine Dicke, die dünneren Etikettmaterialdicken entspricht, die normalerweise zum Etikettieren kleinerer zylinderförmiger Artikel, wie beispielsweise Trockenzellen, Lippenbalsam- oder anderer ähnlicher Behälter, verwendet werden.
Typischerweise weisen die in Verbindung mit der vorliegenden Vorrichtung verwendeten Trockenzellen einen Durchmesser von maximal etwa 44.45 mm (1.75 Zoll) auf, was einem Durchmesser einer Trockenzelle der Größe "D" (etwa 38.1 mm (1.5 Zoll) entspricht. Zum Verdeutlichen und Beschreiben dieser Patentanmeldung wird hinsichtlich der Größe der Artikel Bezug genommen auf Batterien der Größe "AA" mit einem Durchmesser von etwas mehr als 12.7 mm (0.5 Zoll), einer Länge von etwa 50.8 mm (zwei Zoll) und einem Gewicht von etwa 14.2 g (0.5 Unzen). Alle Abmessungen der zugeordneten Komponenten der Vorrichtung 10 sind ausgelegt zum Etikettieren einer kleinformatigen Batterie der Größe "AA" Typischerweise sind die zum Umhüllen dieser kleinformatigen Trockenzellen verwendeten Etikette guadratisch mit den Maßen 49 x 49 mm² (etwa 2.0 x 2.0 (Zoll²).
Aufgrund der beim Etikettieren dieser kleinformatigen Trockenzellen (Größe "D" oder kleiner) geforderten Etikettund Nahtqualität wurde für die Etikette L bisher eine Nahtstelle auf einer kontinuierlichen Basis vorgefertigt und das Etikett dann als Hülsenelement am Artikel angebracht. Bei einer herkömmlichen Technologie zum Herstellen bzw. Anbringen eines Hülsenelements, wobei das Hülsenelement zunächst auf einem Dorn gebildet und dann auf einen Artikel übertragen wird, weist der Artikel normalerweise einen Durchmesser von weniger als 50.8 mm (zwei Zoll) und typischerweise einen Durchmesser von weniger als 44.45 mm (1.75 Zoll) auf. Daher mußten bisher kleinere Artikel, wie beispielsweise die beschriebenen Trockenzellen, als Dorn, über dem eine Hülse angeordnet wurde, oder ein vom Rundum-Etikettierverfahren verschiedenes Etikettierverfahren verwendet werden.
Die Vorrichtung 10 wird verwendet, um ein Etikett um eine Vielzahl verschiedener kleinformatiger Artikel A anzubringen, für die hochwertige Etikette erforderlich sind, wie beispielsweise die beschriebenen Trockenzellen, Lippenbalsambehälter, Lippenstiftröhren und andere ähnliche Artikel, bei denen das Vertrauen und die Erwartungen der Kunden bezüglich des Produktes hoch sind. Für ein solch hochwertiges Etikettieren ist eine endseitige bzw. End-zu-End-Etikettausrichtung auf dem Artikel A ohne fehlerhafte Anpassung erforderlich, so daß verschiedenfarbige Bereiche, Beschriftungen und Handelskennzeichnungen, die auf dem Etikett aufgedruckt sind, korrekt ausgerichtet sind, nachdem der Artikel umhüllt wurde. Durch eine durch das Bezugszeichen 22 bezeichnete Vorrichtung zum Ausüben eines Drucks wird während des Umhüllungsvorgangs eine Vorspannkraft auf die Artikel ausgeübt, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung zum Andern der auf ausgewählte Seiten des Artikels ausgeübten Vorspannkraft aufweist, um ein korrektes Ausrichten der Etikette zu unterstützen.
Außerdem wird durch den Aufbau der Etikettransporttrommel (die allgemein durch das Bezugszeichen 20 bezeichnet ist) eine geeignete Steuerung des Etiketthalts, der Etikettbewegung mit der Trommel, des Übergangs des vorderen Etikettrandes an einer Artikelumhüllungsposition auf einen Artikel (in den Figuren 1 und 2 allgemein durch das Bezugszeichen 21 bezeichnet) und eines Etikettabblasvorgangs erreicht, die erforderlich ist, um ein hochwertiges Etikettieren kleinformatiger zylinderförmiger Artikel, wie beispielsweise Trockenzellen, mit wärmeschrumpfbaren Polymerfilmetiketten zu gewährleisten.
Die Etikettransporttrommel 20 ist bei der dargestellten Ausführungsform eine 6-fach geteilte Trommel mit einem Umfang von etwa 1.37 m (54 Zoll) und mit sechs vorgegebenen Etikettabschnitten, die etwa 22.9 cm (neun Zoll) voneinander beabstandet sind und Etikette aufnehmen, um Klebstoff und Lösungsmittel aufzubringen und einen Rundum-Etikettierprozeß auszuführen. Dieser Aufbau ist vorteilhaft zur Verwendung mit Etiketten, die höchstens etwa 114.3 mm (4 1/2 Zoll) lang sind und Etiketten zum Umhüllen von Trockenzellen der Größe "D" oder einer kleineren Größe entsprechen.
Gemäß Figur 1 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 einen Rahmen 23 zum Halten von Hauptkomponenten auf, wie beispielsweise der Etikettransporttrommel, Klebstoff- und Lösungsmittelaufbringungsvorrichtungen und Rollen des kontinuierlichen Etikettmaterials. Der Rahmen 23 weist Fußstützen 24 zum Halten des Rahmens am Boden auf. Zwei Etikettnaterialrollen 26a, 26b werden für eine Drehbewegung auf dem Rahmen 23 gehalten. Der Rahmen 23 hält einen Abwickelrollenantriebsmotor 27 und zwei Rollenhaltewellen oder -spindeln 28, die die Etikettmaterialrollen halten (Figuren 3 und 4).
Der Abwickelantriebsmotor 27 ist durch einen Transmissions- oder Treibriemen 27a, durch den die beiden Wellen verbunden sind, betrieblich mit einer der Wellen 28 verbunden, um die Wellen anzutreiben, wenn der Abwickelmotor 27 aktiviert ist. Durch den Motor wird der Film abgewickelt und eine Zugsspannung auf den Film ausgeübt, wenn dieser abgezogen wird, um zu verhindern, daß während des Betriebs im Film Schlupf auftritt. Wenn eine Vorratsrolle verwendet wird, wird durch die andere eine Reserverolle bereitgestellt, die verwendet wird, wenn die eine Rolle verbraucht ist.
Das Etikettmaterial ist mit Kennzeichnungen bedruckt (Figur 32). Alternativ kann in der Nähe der Etikettvorratsrolle ein Druckstempel bzw. eine Druckwalze (nicht dargestellt) angeordnet sein, um das Etikettmaterial direkt zu bedrucken, wenn dieses von der Vorratsrolle abgezogen wird.
Die dargestellte Vorrichtung 10 kann so konstruiert sein, daß sie zum Umhüllen von Trockenzellen A geeignet ist, die in doppelten, zueinander parallelen Reihen zugeführt werden, oder so, daß eine einzelne Reihe von Trockenzellen zugeführt wird. Bei der in Figur 32 dargestellten Ausführungsform weist jeder Streifen "S" des Etikettfilmmaterials erste und zweite ununterbrochene Spalten gedruckter Kennzeichen auf. Während des Etikettierprozesses kann der Streifen "S" durch ein geeignet angeordnetes Schlitzmesser 37 in Längsrichtung geschlitzt werden, und dann horizontal geschlitzt werden, wie später beschrieben wird, um geschnittene Etikette mit vorgegebener Größe mit einem vorderen und einem hinteren Rand 21a bzw. 21b zu bilden (Figuren 30A, 30B und 31). In der nachstehenden Beschreibung und den anderen Figuren wird eine Zufuhr einzelner Trockenzellen A und Etikette beschrieben. Eine Einzel- oder Doppelzufuhr bzw. eine parallele, nebeneinander erfolgende Zufuhr hat keinen Auswirkung auf den Betrieb bzw. die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Durch eine nebeneinander erfolgende Doppelzufuhr von Artikeln wird jedoch eine größere Produktivität erreicht. Ein Beispiel für eine Doppelzufuhr von Trokkenzellen ist in Figur 20 dargestellt, wo die Trockenzellen nebeneinander in einer Doppelreihen-Sterntransportradanordnung zugeführt werden können.
Wie in den Figuren 1 und 3 dargestellt, wird das Etikettmaterial als Filmstreifen "S" von der ersten Vorratsrolle 26a auffeststehende Führungsrollen 31 und in eine allgemein durch das Bezugszeichen 32 bezeichnete hängende Tänzerrollenanordnung 31 geführt, die mehrere einzelne Tänzerrollen 34a, 34b aufweist (in den Figuren 3 und 4 als zwei Tänzerrollen dargestellt), die an einen Tänzeram 35 drehbar befestigt sind. Der Tänzeram 35 ist auf der Welle 28, die die zweite Rolle 26b trägt, schwenkbar angeordnet und frei schwenkbar, d.h. nach oben und unten hin- und hergehend beweglich.
Ein Gegengewicht 35a erstreckt sich in der Gegenrichtung vom Tänzerarm 35 und hält den Tänzerarm 35 im Gleichgewicht. Der Filmstreifen "S" läuft von der zweiten Führungsrolle 31 auf die erste Tänzerrolle 34a, nach oben und um eine erste ortsfeste Führungsrolle 36a, nach unten und um die zweite Tänzerrolle 34b und nach oben und um eine zweite Führungsrolle 36b. Ein Potentiometer 35b ist mit dem Drehgelenk des Tänzerarms 35 verbunden (Figur 4) und steuert die Geschwindigkeit des Abwickelmotors 27 durch Zurückkoppeln von Signalen zur Steuerungseinrichtung 36, die mit dem Abwickelmotor 27 betrieblich verbunden ist. Wenn der Tänzeram sich nach oben bewegt, überträgt das Potentiometer 35b Signale an die Steuerungseinrichtung 36, die daraufhin veranlaßt, daß der Abwickelmotor 27 sich schneller dreht und mehr Filmmaterial zur Tänzerollenanordnung transportiert wird. Durch die erhöhte Zuführgeschwindigkeit wird veranlaßt, daß der Tänzerarm 35 auf eine tiefere Position absinkt.
Durch ein vom Potentiometer 35b zugeführtes Signal wird die Steuerungseinrichtung 36 über das Absinken des Tänzerarms 37 informiert, woraufhin die Steuerungseinrichtung 36 Signale zum Verlangsamen des Abwickelmotors 27 erzeugt. Bei einer Ausführungsform weist die Steuerungseinrichtung 36 zwei zusammenarbeitende Prozessoren auf, eine Bewegungssteuerungseinrichtung G&L PIC 900 und eine Steuerungseinrichtung GE Fanuc PLC 90-30 CPU 331. Beide Steuerungseinrichtungen arbeiten zusammen. Die G&L-Bewegungssteuerungseinrichtung steuert die Filmzufuhr und die Schneidfunktion, wie später erläutert wird, und die GE-Fanuc-Steuerungseinrichtung steuert Basisfunktionen der Etikettransporttrommel, wie beispielsweise die EIN- und Ausschaltfunktion und andere ausgewählte Funktionen. Alternativ kann die G&L- Bewegungssteuerungseinrichtung alle Funktionen bzw. Operationen steuern.
Der Streifen "S" wird über eine andere Führungsrolle 31 und durch einen Lagegenauigkeitssensor 37 geführt, der ein Lichtleitfasersensor sein kann. Der Lagegenauigkeitssensor 37 erfaßt Hell-Dunkel-Bereiche gemäß 1) bedruckten und 2) nicht-bedruckten Bereichen (entsprechend der Trennung zwischen jeweiligen bedruckten Etiketten). Die Signale stellen den Übergang von dunklen zu hellen Bereichen des Filmstreifens "S" dar, wodurch die Position der vorderen und der hinteren Ränder der entsprechenden Etikette in Realzeit dargestellt wird. Die erzeugten Signale werden der Steuerungseinrichtung 36 zugeführt.
Der Streifen 28 läuft über Führungsrollen 38 (Figur 1) und durch ein Paar Einzugswalzen oder -rollen 39, die sich nach oben und relativ zueinander nach außen drehen und den Streifen durch die Tänzerrollenanordnung 32 ziehen (Figur 1). Die Einzugsrollen 39 sind gummibeschichtet und werden durch einen Wechselstrom-Servomotor 40 angetrieben, der mit der Steuerungseinrichtung 36 betrieblich verbunden ist. Bei einer Ausführungsform ist der Servomotor das Modell Giddings & Lewis Centurion Servo Drive mit der Bezeichnung/N-401- 34201-32.
Der Servomotor 40 treibt den Film mit einer der Geschwindigkeit der Etikettransporttrommel proportionalen Geschwindigkeit an. Dies wird durch einen auf der Antriebswelle 44 der Etikettransporttrommel angeordneten Positionsrückkopplungs-Inkrementalcodierer erreicht (Figur 4). Wenn die Etikettransporttrommel sich dreht, werden durch den Codierer Positionsinformationen zur Steuerungseinrichtung 36 zurückgekoppelt, die Filmzufuhrinformationen an einen mit dem Servomotor gekoppelten bzw. einstückigen Servomotorverstärker überträgt.
Figur 28 zeigt ein Blockdiagramm verschiedener Komponenten, wie beispielsweise den Servomotor 40, und deren Beziehung oder Verbindung zur Steuerungseinrichtung 36. Nachstehend werden weitere Details der Filmzufuhr und des Etikettransporttrommelcodierers erläutert. Zunächst werden jedoch Details der Etikettransporttrommel beschrieben, um den mit der Streifenzufuhr und dem Schneidvorgang im Zusammenhang stehende Sachverhalt zu verdeutlichen.
Bevor der Streifen durch die durch den Servomotor angetriebenen Führungsrollen 39 transportiert wird, markiert eine Lasermarkiervorrichtung 38a den Streifen in dem durch die jedem Etikett zugeordneten gedruckten Zeichen definierten Bereich mit einem Identifizierungscode. Alternativ kann die Lasermarkiervorrichtung 38a so positioniert sein, daß sie zum Markieren von Trockenzellen und anderen Artikeln nach einem Rundum-Etikettierprozeß geeignet ist. Der Streifen durchläuft dann eine Bahnspurführungseinheit (durch den Block 38b in Figur 1 dargestellt), der die Position des Streifenrandes unter Verwendung eines Ultraschallauges oder -sensors erfaßt. Basierend auf der erfaßten Randposition wird durch die Bahnspurführungseinheit veranlaßt, daß eine geeignete Rand-Rand-Spurführung des Streifens beibehalten wird, um zu gewährleisten, daß er später beim Übergang auf die Etikettransporttromel geeignet ausgerichtet ist.
Der Streifen "S" läuft über eine Führungsrolle 41a und in eine Schneidanordnung, wo der Film durch eine nachstehend ausführlich beschriebene, durch das Bezugszeichen 42 (Figur 5) dargestellte, getrennt angeordnete Schneidtrommel- und Messeranordnung in Etikette geschnitten wird. Die geschnittenen Etikette werden dann an einer Etikettübergangsposition, die durch den Punkt dichtester Annäherung zwischen der Etikettransporttrommel 20 und der Schneidtrommel 42 definiert ist, auf die Etikettransporttrommel übertragen. In dieser Beschreibung weisen die Etikette eine derartige Größe auf und werden die Etikette so geschnitten, daß Batterien der Größe AA umhüllt werden können, was Etiketten mit den Maßen von etwa 49 x 49 mm entspricht, d.h. etwa 2 x 2 Zoll².
Nachstehend wird zur Verdeutlichung zunächst der Aufbau der Etikettransporttrommel 20 erläutert, und anschließend wird die Schneidtrommel- und Messeranordnung 42 ausführlicher beschrieben. Gemäß einer Ausführungsform weist die Etikettransporttrommel 20 eine zylinderförmige Innennabe 43 auf, die direkt am Maschinenrahmen 23 befestigt ist (Figuren 6 und 7). Eine Antriebswelle 44 (Figuren 2, 6 und 7) erstreckt sich durch die Nabe und wird durch in der Nabe angeordnete Lager 46 drehbar gehalten. Eine zylinderförmige Etikettrommel 50 wird für eine Drehbewegung auf Lagern 51 um die Nabe gehalten (Figur 6). Die Antriebswelle 44 ist durch eine geeignete Kupplungsanordnung 52 betrieblich mit der Etikettrommel 50 verbunden, so daß, wenn die Welle sich dreht, die Etikettrommel 50 sich um die Nabe dreht. Der Etikettransporttrommelcodierer 20a ist auf der Antriebswelle 44 angeordnet (in Figur 4 schematisch dargestellt). Die Antriebseinrichtung 44a ist durch eine geeignete Getriebeeinrichtung betrieblich mit der Antriebswelle 44 verbunden und dreht die Etikettrommel 50 um die Nabe. Bei einer Ausführungsform ist die Antriebseinrichtung 44a der Etikettransporttrommel ein bürstenloser Gleichstrommotor, und weist die Antriebseinrichtung ein Getriebe auf, um eine Drehkraft auf die Etikettransporttrommel zu übertragen.
Wie in Figur 7 dargestellt, weist die Etikettransporttrommel 20 bei einer Ausführungsform sechs gleichmäßig beabstandete Etiketthalteeinsatzplatten 100 zum Aufnehmen der Etikette in vorgegebenen Etikettbereichen 100a auf, in denen Etikette für einen Rundum-Etikettierprozeß auf der Trommeloberfläche gehalten werden (Figur 9). Die Etikettransporttrommel wird typischerweise aus einer Stahlstruktur gebildet und weist Aussparungen oder Ausnehmungen auf, die so dimensioniert sind, daß die Etiketthalteeinsatzplatten 100 darin aufgenommen werden können. Die Etiketthalteeinsatzplatten 100 sind aus Stahl oder einem anderen starren, hochfesten Material hergestellt, das den durch die Batterien oder die anderen kleinen Artikel ausgeübten Hochgeschwindigkeitsstößen, wenn diese auf die Trommel und die Einsatzplatten geführt werden, sowie den dem schweren mechanischen Mechanismus zugeordneten hohen Drehgeschwindigkeiten und Schwingungen widerstehen kann.
Jede Etiketthalteeinsatzplatte 100 ist im wesentlichen rechteckig und weist eine obere Fläche 102 auf, die im wesentlichen der Krümmung der Trommeloberfläche angepaßt ist (Figuren 2 und 5). Die Unterseite jeder Einsatzplatte 100 weist zwei in der Oberfläche ausgebildete Verteilerkanäle oder -schächte auf. Ein erster Verteilerkanal oder -schacht 104 ist auf der Unterseite ausgebildet und weist sich nach oben erstreckende Ausgangsöffnungen 106 auf (Figur 9), die sich durch die Oberfläche der Etiketthalteeinsatzplatte 100 in Bereichen erstrecken, wo der vordere Etikettrand angeordnet ist.
Der erste Schacht 104 weist eine Öffnung 110 auf (Figur 7), die in Umfangsausrichtung mit einem sich in Unfangsrichtung erstreckenden, mit Schlitz versehenen Unterdruckkanal 112 ausgerichtet angeordnet ist, der in der Nabe gegenüberliegend der Innenfläche der Etikettrommel 50 ausgebildet ist (Figuren 6, 7 und 7A). Unterdruck wird über einen sich in der Mitte horizontal erstreckenden Unterdruckzufuhrkanal 112a erzeugt, der über einen Verbindungskanal 112b mit dem Unterdruckkanal 112 verbunden ist.
Durch den im Unterdruckkanal erzeugten Unterdruck wird der vordere Etikettrand auf der Trommeloberfläche gehalten, wenn die Trommel sich anfangs dreht, nachdem ein geschnittenes Etikett darauf aangeordnet wurde. Die Öffnung 110 ist über dem Unterdruckkanal so ausgerichtet, daß über die Öffnung 110 und den Schacht 104 ein Unterdruck erzeugt wird, bis das Etikett die Artikelumhüllungsposition 21 erreicht (Figur 7). An diesem Punkt ist die Öffnung 110 über einem Druckkanal 114 an der Artikelumhüllungsposition 21 angeordnet, über den von einem horizontalen Druckluftkanal 114 Druckluft auf den vorderen Etikettrand gerichtet wird, um das Etikett gegen den Artikel zu drücken. Figur 6 zeigt die über dem Druckkanal 114 ausgerichtete Öffnung 110. Die Öffnung 114 ist eng und erzeugt einen gegen den vorderen Etikettrand gerichteten Luftstoß, um den vorderen Etikettrand gegen die Trockenzelle zu drücken, die auf die Trommel transportiert wurde. Durch Dichtungen 113 zwischen der Trommel und der Nabe wird verhindert, daß Luft ausströmt oder ein Unterdruckleck auftritt.
In der Unterseite jeder Etiketthalteeinsatzplatte 100 ist ein zweiter Schacht 120 mit sich durch diesen erstrekkenden Austrittöffnungen 122 angeordnet, die sich durch die Oberfläche der Einsatzplatte 100 in Bereichen erstrecken, wo der hintere Rand und der Mittelabschnitt des Etiketts angeordnet sind. Dieser zweite Schacht weist eine Öffnung 124 auf, die in Umfangsrichtung mit einem zweiten, sich in Umfangsrichtung erstreckenden, mit Schlitz versehenen Unterdruckkanal 126 verbunden ist (Figuren 6, 7 und 7B), der in der Nabe ausgebildet ist, um den hinteren und den Mittelabschnitt des Etiketts daran festzuhalten.
Der zweite Unterdruckkanal 126 geht von einer Position aus, die bezüglich des ersten Unterdruckkanals 112 versetzt ist, sich jedoch parallel bezüglich diesem und über diesen und den Druckkanal 114 hinaus erstreckt, der die Artikelumhüllungsposition 21 definiert (Figur 7). Der zweite Unterdruckkanal geht von einer Position aus, die an die Position angrenzt, wo der erste Unterdruckkanal 112 beginnt, wobei sich der zweite Unterdruckkanal jedoch etwa 40º über die Artikelumhüllungsposition hinaus erstreckt (Figur 7B). Ein sich horizontal erstreckender Kanal 126a ist über einen Verbindungskanal 126b mit dem zweiten Unterdruckkanal 126 verbunden.
Der zweite Unterdruckkanal 126 hält das Etikett auf der Trommel, wenn der vordere Rand nicht mit einem Artikel in Eingriff kommt, auf den er übertragen werden soll, und bewegt das Etikett zu einer Abblasposition 127, wo das Etikett von der Trommel geblasen wird. Wenn der vordere Rand mit einem Artikel in Eingriff kommt und übertragen wird, wird der Unterdruck zwischen dem Etikett und der Trommeloberfläche intermittierend unterbrochen, wenn das Etikett nach oben auf den Artikel gerollt wird, wobei dieser Vorgang dem Öffnen einer "sardinendose" ähnlich ist. Über einen ersten und einen zweiten Abblaskanal 128, 129 (Figuren 7A, 7B) wird Druck zum Abblasen der Etikette an der Etikettabblasposition 127 zugeführt, wenn Etikette nicht übertragen wurden, sondern auf der Trommeloberfläche gehalten wurden, was beispielsweise auftritt, wenn ein Artikel fehlerhaft zugeführt wird (Figuren 7, 7A, und 7B).
Der erste Abblaskanal 128 ist in Umfangsrichtung mit dem ersten Unterdruckkanal 112 und dem Druckkanal 114 ausgerichtet. Ein sich horizontal erstreckender Luftzufuhrkanal 128a ist über einen Verbindungskanal 128b mit dem Kanal 128 verbunden. Der zweite Abblaskanal 129 ist in Umfangsrichtung mit dem zweiten Unterdruckkanal 126 ausgerichtet. Ein zweiter, sich horizontal erstreckender Luftzufuhrkanal 129a ist über einen Verbindungskanal 129b mit dem zweiten Abblaskanal 129 verbunden. Daher wird durch beide Abblaskanäle 128, 129 die Druckluft bereitgestellt, die zum Abblasen der Etikette erforderlich ist, die über die Artikelumhüllungsposition 22 hinausgehend auf der Trommeloberfläche gehalten wurden.
Ein Schlitz 130 ist in der Oberseite der Einsatzplatte 100 ausgebildet und erstreckt sich in Querrichtung über die Platte zu einer Position, wo der an den hinteren Rand eines Etiketts angrenzende Bereich auf der Platte angeordnet ist (Figuren 2, und 6 bis 9). Ein sich in Längsrichtung erstrekkender, durch eine Feder vorgespannter, allgemein durch das Bezugszeichen 132 dargestellter Plunger, ist im Schlitz 130 angeordnet und nach oben vorgespannt, so daß der Plunger mit dem Bereich des Etiketts in Eingriff kommt, der an seinen hinteren Rand angrenzt, und diesen nach oben vorspannt. Während des Rundum-Etikettierprozeß wird der Plunger durch die Trockenzelle gedrückt, so daß der Plunger den Rundum- Etikettierprozeß nicht stört. Die Trockenzelle drückt gegen den Plunger, wodurch eine im wesentlichen glatte Oberfläche zum Etikettieren erzeugt wird, die für einen geeigneten Rundum-Etikettierprozeß kleiner zylinderförmiger Artikel erforderlich ist.
Wie in Figur 5A ausführlicher dargestellt ist, weist der Plunger 132 einen Endabschnitt mit einer sich in der bezüglich der Drehrichtung der Trommel entgegengesetzten Richtung schräg nach oben erstreckenden Fläche 133 und einen der schräg nach oben verlaufenden Fläche 133 folgenden, im wesentlichen flachen Absatzabschnitt 133a auf. Der Plunger kann aus Kunststoff oder einem anderes ähnlichen Material hergestellt sein. Der sich schräg nach oben erstreckende Abschnitt 133 kann beispielsweise durch Schleifen ausgebildet werden, so daß mit dem Absatzabschnitt 133a eine kronenähnliche Struktur in Richtung der Trommeldrehbewegung gebildet wird.
Der Neigungswinkel (α) der Fläche 33 beträgt typischerweise etwa 15 bis 40º, kann jedoch über einen großen Bereich variieren. Es hat sich gezeigt, daß eine Neigung von etwa zum Etikettieren von Trockenzellen der Größe "AA" mit dünnen Polymerfilmetiketten geeignet ist, obwohl dieser Bereich in Abhängigkeit von der Art des zu etikettierenden Artikels, der Filmdicke, des Filmmaterials und anderer Faktoren variieren kann. Bei einer Ausführungsform ist der Plunger etwa 0.254 mm bis 6.35 mm (0.010 bis 0.25 Zoll) breit und weist einen Absatzbereich mit einer Breite von etwa 0.254 mm bis etwa 2.03 mm (0.01 zu um 0.08 Zoll) auf, und vorzugsweise ist der Plunger etwa 3.18 mm (0.125 Zoll) breit und weist einen Absatzbereich mit einer Breite von 0.76 mm (0.03 Zoll) auf. Durch diese neuartige Plungerstruktur mit einem engen Absatzbereich kann das Lösungsmittel in einem engeren Bereich auf den hinteren Etikettrand gestrichen werden, wobei der Absatzabschnitt 133a jedoch noch ausreichend breit ist, um einen Aufstreich- oder Wischvorgang zu ermöglichen, bei dem eine gute Lösungsmitteldichtung erreicht wird. Es hat sich gezeigt, daß durch das engere Aufstreichen des Lösungsmittels durch den Absatz 133a weniger Lösungsmittel auf dem Etikett verläuft. Der Plunger erstreckt sich bei einer Ausführungsform etwa 1.02 mm (0.040 Zoll) von der Trommeloberfläche
Es hat sich gezeigt, daß die Ausrichtung des Plungers erfindungsgemäß umgekehrt werden kann, so daß die Flächenneigung entgegengesetzt zu der in Figur 5A dargestellten Neigung ist, wobei das Lösungsmittel auch bei dieser Struktur geeignet aufgestrichen wird. Durch die vorliegende Struktur, bei der die Fläche 133 in die der Trommeldrehbewegung entgegengesetzte Richtung geneigt ist, wird eine leicht geneigte Fläche bereitgestellt, auf der die Trockenzellen während des Etiketierprozesses rollen.
Jede Einsatzplatte 100 weist auch einen elastischen Oberflächeneinsatz auf, der aus einen Material, wie beispielsweise Gummi 134, gebildet wird und über einem wesentlichen Abschnitt der Außenfläche der Platte angeordnet ist (Figuren 2 und 8). Die Öffnungen und der Schlitz 130 sind ebenfalls innerhalb des Gummiemsatzes 134 ausgebildet. Der Gummieinsatz 134 bildet ein weiches Polster oder Kissen, auf dem die Trockenzellen während des Umhüllungsprozesses rollen.
Weil das Gummi als Polster wirkt, wird der Artikel während des Umhüllungsprozeses durch die Einrichtung 22 zum Ausüben eines Drucks (Figur 1) etwas ins Polstermaterial abgelenkt, so daß ein "Abdruck" im weichen Polstermaterial erzeugt wird. Die Einrichtung 22 zum Ausüben eines Drucks übt während des Umhüllungsprozesses einen gewünschten Druck auf ausgewählte Bereiche der Seiten und der Enden des Artikels aus, um eine End-zu-End-Ausrichtung der umhüllten Etikette zu gewährleisten und eine Fehlausrichtung der Etikette während des Umhüllungsprozesses zu verhindern. Während des Umhüllungsprozesses wird die Luft zwischen dem Artikel, dem Etikett und der Trommeloberfläche herausgedrückt, wodurch das Etikett geeigneter um den Artikel umhüllt werden kann. Während des Umhüllungsprozesses wird der Plunger 132 durch den Artikel nach innen vorgespannt, so daß der Plunger den Artikel, das Etikett und die Trommeloberfläche während des Etikettierprozesse nicht stört.
Wie in Figur 9 verdeutlicht wird, weist der Abschnitt der Etiketthalteeinsatzplatte, der an den Plunger 132 angrenzt und dem Bereich gegenüberliegt, wo der Mittelabschnitt eines Etiketts aufliegt, keine Öffnungen auf. Daher wird kein Unterdruck am hintersten Rand des Etiketts erzeugt und wird das Lösungsmittel nicht hinunter in den Schlitz 130 und um die Seiten des Etiketts gezogen oder gesaugt. Wenn Lösungsmittel um das Etikett angesaugt würde, würde das Lösungsmittel einen größeren Bereich des Etikett lösen, wodurch eine minderwertige Nahtstelle gebildet würde.
Die Trommel weist auch sechs Etikettoberflächenplatten 136 auf (Figuren 2 und 7) auf, die jeweils zwischen den Etiketthalteeinsatzplatten 100 angeordnet sind. Jede Oberflächenplatte 136 weist einen elastischen Oberflächeneinsatz 138 auf, der beispielsweis aus Gummi oder einem anderen ähnlichen Material gebildet wird. Die Gummieinsatzflächen 134 und 138 bilden eine ununterbrochene oder zusammenhängende elastische Gummifläche auf der Etikettransporttrommel, durch die auch die Reibung zwischen dem Artikel, dem Etikett und der Trommeloberfläche erhöht wird. Dadurch muß während des Artikelumhüllungsprozesses durch die Einrichtung 22 zum Ausüben eines Drucks weniger Druck ausgeübt werden. Durch den verringerten Druck wird während des Artikelumhüllungsprozesses eine hochwertigere Nahtstelle gebildet, ohne daß überflüssiges Lösungsmittel aus der Nahtstelle gedrückt wird, wodurch eine ungleichmäßige Verteilung in an die Nahtstelle angrenzenden Bereichen verursacht würde. Dieser Aspekt der Erfindung ist beim Rundum-Etikettieren kleiner zylinderförniger Artikel wichtig. In der schematischen isometrischen Ansicht von Figur 2 sind nur eine Etiketthalteeinsatzplatte 100 und eine Oberflächenplatte 136 ausführlich dargestellt. Die Platten erstrecken sich entlang des gesamten Umfangs, wie in den ausführlicheren Seiten-Querschnittansichten dargestellt ist.
Nachstehend werden unter Bezug auf die Figuren 5 bis 5D Details der außerhalb der Trommel angeordneten Anordnung 142 zum Ausführen eines Schneidvorgangs beschrieben. Die Schneidtrommel 142 kann ähnlich ausgebildet sein wie die Etikettransporttrommel, indem die Schneidtrommel 142 eine innere Nabe und eine darauf angeordnete Schneidtrommel aufweist. Die Nabe könnte Unterdruck- und Druckkanäle aufweisen, die einen Filmhaltebereich und einen Etikettübergangsbereich definieren, wo durch den Druck vom Druckkanal das Etikett nach außen zur Etikettransporttrommel 20 geblasen wird.
Die Figuren 5 bis 5D zeigen die Basiskomponenten einer anderen Ausführungsform der Schneidanordnung 142. Die Schneidanordnung 142 weist eine feststehende Endnabe 144 und eine Schneidtrommel 146 auf, die durch eine sich durch eine Lagerhalterung der Enduabe 144 erstreckende Welle 147 an der Endnabe 144 drehbar angeordnet ist, wobei die Welle 147 an der Schneidtrommel 146 befestigt ist und diese hält. Die Welle 147 wird vorzugsweise direkt durch die Etikettransporttrommel angetrieben, wie beispielweise über eine Direktgetriebekupplung, wie schematisch durch das Bezugszeichen 147a in Fig. 1 dargestellt. Die Welle 147 kann am Rahmen montiert sein.
Wie in Figur 5D dargestellt, wird die Fläche 144a der Endnabe 144 durch Federn 144a gegen die Fläche 146a der Schneidtrommel 146 vorgespannt. Die Flächen 144a, 146a bilden eine undurchlässige bzw. dichte Unterdruck- und Druckabdichtung. Die Endnabenfläche 144a weist zwei Kanäle 148a, 148b auf, die darin an entgegengesetzten Umfangsseiten ausgebildet sind. Der erste Kanal 148a ist betrieblich mit einer Unterdruckguelle 149a verbunden und bildet einen Unterdruckkanal 148a. Der zweite Kanal 148b ist betrieblich mit einer Druckguelle 149b verbunden und bildet einen Druckkanal. Die Schneidtrommel 146 weist mehrere sich axial erstreckende Öffnungen 150 auf, die sich in die Schneidtrommel erstrecken (Figur 5B). Die Öffnungen 150 können mit den Kanälen 148a, 148b ausgerichtet werden. Die Oberfläche der Schneidtrommel weist Öffnungen 151 auf, die sich in die Schneidtrommel 146 erstrecken und mit entsprechenden Öffnungen 150 kommunizieren.
Wie in Figur 5C dargestellt ist, erstreckt sich der Unterdruckkanal 148a über etwa 180º um die Endfläche 144a. Wenn die Endnabe 144 gegen die Schneidtrommel 146 vorgespannt ist, kommen die Öffnungen 150 mit den Unterdruck- und den Druckkanälen 148a, 148b in Eingriff, wodurch in den Öffnungen 150 Unterdrücke bzw. Drücke erzeugt werden.
Der Unterdruckkanal 148a ist so konstruiert, daß auf der Oberfläche der Schneidtrommel 146 ein Unterdruck erzeugt wird, wenn der Etikettstreifen zuerst auf die Schneidtrommel bewegt wird, und aufrechterhalten wird, bis der Streifen sich mit der sich drehenden Trommel zu einem Bereich bewegt hat, der an den Punkt der dichtesten Annäherung an die Etikettransporttrommel 20 angrenzt, der der Etikettübergangsposition entspricht. Der Druckkanal 148b beginnt an einem Punkt, der an die Etikettübergangsposition angrenzt, und erstreckt sich bogenförmig über die Etikettübergangsposition hinaus, so daß Luft gegen ein Etikett zur Etikettransporttrommel hin gerichtet wird, wenn das Etikett sich zur Etikettübergangsposition bewegt. Wenn das Etikett nicht geeignet auf die Etikettransporttrommel 20 übertragen wird, wird es von der Schneidetrommel gezwungen, wenn die Schneidetrommel sich weiter dreht.
Die Schneidetrommel 146 hat eine Umfangslänge, die einer Teilung der Etikettransporttrommel 20 gleich ist, d.h., bei der dargestellten Ausführungsform 22.9 cm (neun Zoll), entsprechend den sechs Teilen der Etikettransporttrommel 20 mit einer Umfangslänge von 1.37 m (54 Zoll). Die Schneidetrommel 146 wird über ein Getriebe mit einer Übersetzung von 6:1 direkt durch die Etikettransporttrommel 20 angetrieben.
Wenn die Etikettransporttrommel 20 eine Umdrehung beendet, vollendet die Schneidetrommel 146 ihre sechste Umdrehung.
Wenn der Etikettstreifen durch die durch einen Servomotor angetriebenen Filmzufuhrrollen 39 vorwärtsbewegt wird, bewegt sich der Streifen über die Führungsrolle, um den Film in tangentialen Kontakt mit der Schneidetrommeloberfläche zu bringen. Am Kontaktpunkt zwischen der Schneidetrommel 146 und dem Etikettstreifen wird der Streifen durch den inneren Unterdruck auf der Trommeloberfläche gehalten. Der Außenumfang der Schneidetrommeloberfläche wird um eine Umdrehung vorwärtsbewegt, d.h. um etwa 22.9 cm (neun Zoll). Der Streifen wird durch die Servomotorzufuhrrollen 39 jedoch nur um eine Etikettlänge (50.8 mm (zwei Zoll) für eine Batterie der Größe "AA") vorwärtsbewegt Durch diese Geschwindigkeitsdifferenz wird veranlaßt, daß der abgemessene Streifen auf der Oberfläche der sich drehenden Schneidetrommel 146 rutscht oder gleitet.
Die Schneidetrommel 146 weist eine Schneidklinge 154 auf, die nach außen von der Trommeloberfläche hervorsteht. Eine feststehende Schneidklinge 156 ist am Rahmen 23 befestigt und nach außen in einen kleinen Abstand vom Schneidetrommelumfang angeordnet. Wenn sich die Schneidetrommel 142 dreht, kommt die Schneidklinge 154 mit der feststehenden Schneidklinge 156 in Eingriff, um den Streifen in ein Etikett zu schneiden. Die Schnittstelle, wo die Schneidklinge 154 mit der feststehenden Schneidklinge 156 in Eingriff kommt, definiert einen Schneidepunkt 157 für die Schneidetrommel, an dem der Streifen geschnitten wird.
Der Schneidepunkt ist von der Etikettübergangsposition weniger als eine Etikettlänge entlang einer bogenförmigen Strecke beabstandet angeordnet, d.h. in der vorliegend Beschreibung, bei der Batterien der Größe "AA" verwendet werden, weniger als 50.8 mm (zwei Zoll), so daß der vordere Etikettrand unmittelbar vor dem Schneidvorgang damit beginnt auf die Etikettransporttrommel überzugehen. Durch den Unterdruck in der Etikettransporttrommel wird unterstützt, daß der vordere Etikettrand auf der Unterdrucktrommelfläche gehalten wird, wenn der vordere Rand nach außen gegen die Etikettransporttrommel geblasen wird.
Wie in Abbildung 5 und SB dargestellt, weist die Schneidetrommel einen vertieften Bereich 155 auf, der unmittelbar vor und angrenzend an die Scneidklinge 154 angeordnet ist. Dieser vertiefte Bereich 155 nimmt den hinteren Rand des Etiketts nach dem Schneidvorgang auf, und stellt einen Zwischenraum für den Plunger 132 bereit, der sich außerhalb von der Trommeloberfläche erstreckt.
Die Schneidetrommel ist nahe an der Etikettransporttrommel angeordnet, um einen geeigneten Etikettübergang zu gewährleisten, typischerweise 0.38 mm bis etwa 0.67 mm (0.015 bis etwa 0.025 Zoll), wenn Etikette zum Umhüllen von Trockenzellen der Größe "AA" verwendet werden. Der Plunger erstreckt sich jedoch 1.02 mm (0.040 Zoll) von der Trommeloberfläche, ein Abstand, der erforderlich ist, um den hinteren Etikettrand weit genug vom Umfang der Trommeloberfläche anzuordnen und mit einem ortsfesten Wischer in Eingriff zu bringen. Der Plunger sollte während des Etikettübergangs jedoch nicht mit dem Schneidetrommelumfang in Eingriff kommen, weil das Etikett während des Übergangs versetzt werden könnte, wenn die Schneidetrommel 146 gegen den Plunger gedrückt wird. Daher bewegt sich der Plunger 132 in den vertieften Abschnitt 155, wenn der vertiefte Abschnitt sich zur Etikettübergangsposition bewegt. An diesem Punkt wird das Etikett ohne Fehlausrichtung durch die im Druckkanal 148b erzeugte Druckluft glatt auf die Etikettransporttrommel und auf den nach außen vorgespannten Plunger bewegt.
Weil das Getriebeübersetzungsverhältnis und die Durchmesser/Umfangsbeziehung zwischen Etikettransporttrommel 20 und Schneidetrommel 146 konstant sind, drehen sich beide mit der gleichen Oberflächengeschwindigkeit, und der Etikettübergang von der Schneidetrommel tritt an einer exakt festgelegten Position auf der Etikettransporttrommeloberfläche auf, wo die Etiketthalteeinsatzplatten 100 angeordnet sind.
Der Codierer 20a auf der Welle der Etikettransporttrommel 20 erzeugt Signale, die die Position der Etikettbereiche und die Geschwindigkeit der Etikettransporttrommel anzeigen, und überträgt diese zur Steuerungseinrichtung 36. Der Lagegenauigkeitssensor ist in einem bekannten vorgegebenen Abstand vom Schneidepunkt angeordnet und überträgt Signale an die Steuerungseinrichtung, die das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein heller Bereiche, dunkler Bereiche und von Übergangsbereichen zwischen hellen und dunklen Bereichen anzeigen, wodurch der hintere und der vordere Rand dargestellt wird. Das Servomotorzufuhrsystem 39, 40 ist das entsprechende "Arbeitssystem" im System, und die Steuerungseinrichtung 39 veranlaßt das Servomotorzufuhrsystem basierend auf vom Lagegenauigkeitssensor und vom Codierer 20a erfaßten Signalen, entsprechende Einstellungen bezüglich der Filmzufuhr vorzunehmen
Der Lagegenauigkeitssensor führt der Steuerungseinrichtung 36 Daten zu, durch die der Zeitpunkt angezeigt wird, wann dem hinteren Etikettrand entsprechende Zeichen den Lichtleitfasersensor 37a passieren. Der Codierer 20a erzeugt Positions- und Geschwindigkeitinformationen bezüglich des Umlaufs der Etikettransporttrommel 20 und der Schneidetrommel 146. Durch die Steuerungseinrichtung 36 wird dann veranlaßt, daß der Servomotor 40 entsprechende Einstellungen vornimmt, um die Filmzufuhr zu verzögern und zu beschleunigen, wodurch gewährleistet wird, daß der hintere Etikettrand während des Schneidvorgangs am Schneidepunkt 157 angeordnet ist. Wenn ein großer Fehler aufgetreten ist, so daß der Schneidvorgang in der Mitte eines Etiketts auftritt (d.h., der Film so zugeführt wird, daß die Mitte des Etiketts den Schneidepunkt durchläuft, wenn die Klingenelemente aufeinandertreffen), erfaßt der Lagegenauigkeitssensor nur Bereiche, die dem Mittelabschnitt (dunkel) des Etiketts entsprechen, so daß die Steuerungseinrichtung 36 automatisch veranlaßt, daß Einstellungen vorgenommen werden. Wenn das Problem weiterhin besteht, unterbricht die Steuerungseinrichtung 36 den Etikettierprozeß und die Filmzufuhr. Die Maschine wird angehalten und auf einen Störungszustand "E" geschaltet.
Figur 28 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen der wechselseitigen Beziehungen zwischen der Steuerungseinrichtung 36 und den Komponenten, die der Steuerungseinrichtung Signale zuführen bzw. Signale von der Steuerungeinrichtung empfangen, d.h dem Tänzerarmpotentioneter 35b, dem Filmzufuhrservomotor 40, dem Filmlagegenauigkeitssensor 37, dem Etikettransporttrommelcodierer 20a und dem Filmzufuhrabwikkelmotor 27. Figur 29 zeigt ein Basisablaufdiagramm für den Filmzufuhrmechanismus, um eine exakte Streifenzufuhr und einen exakten Etikettschneidevorgang und -übergang auf den Etikettbereich der Etikettransporttrommel zu gewährleisten.
Das System wird anfangs durch Drehen der Etikettransporttrommel und der Schneidetrommel und durch Abblasen jeglicher Etikettreste von der Schneidetrommel und der Etikettransporttrommel gereinigt (Block 158). Daraufhin wird der Film vorwärtsbewegt (Block 158a). Während dieser anfänglichen Filmzufuhr wird die Zuführgeschwindigkeit mit der erfaßten Position und der Geschwindigkeit der Etikettransporttrommel 20 und den erfaßten Filmzeichen synchronisiert (Block 158b). Dadurch wird die Filmzufuhr für die ersten vier oder fünf geschnittenen Etikette beschleunigt oder verzögert, bis die Filmzufuhr synchronisiert ist (Block 158c), damit der hintere Rand während des Schneidevorgangs am Schneidepunkt ausgerichtet ist.
Diese ersten geschnittenen Etikette sind, wenn sie übertragen werden, Reste und können von der Etikettransporttrommel am Etikettabblasbereich ausgestoßen werden. Die Filmzufuhr wird unterbrochen. Dann wird die gesamte Vorrichtung au einen Probemodus eingestellt, um mit einem Rundum- Etikettierprozeß zu beginnen. Der Film wird dann normal zugeführt und der vordere Rand übertragen, während am hinteren Etikettrand der Schneidvorgang ausgeführt wird. Wenn durch Filmspannung oder geringe Unterschiede in Etikettabmessungen veranlaßt wird, daß der Schneidvorgang etwas vom hinteren Rand versetzt ausgeführt wird, erfaßt der Lagegenauigkeitssensor, der in einem vorgegebenen Abstand vom Schneidepunkt angeordnet ist, den hinteren Rand und führt der Steuerungseinrichtung diese Daten zu, wobei basierend auf dem bekannten Abstand und der Zufuhrgeschwindigkeit der durch den Servomotor angetriebenen Zufuhrwalzen entsprechendende Einstellungen bezüglich der Zufuhrgeschwindigkeit vorgenommen werden, so daß der hintere Etikettrand genau mit dem Schneidepunkt ausgerichtet wird (Block 158d). Außerdem kann, wenn ein Parameter des Systems sich ändert, wenn z.B. der Lagegenauigkeitssensor, wenn dieser beispielsweise durch versehentliches Astoßen von seiner eingestellten Position versetzt wird, eine Bedienungsperson die Filmzufuhr auf die Schneidetrommel visuell prüfen und die Filmzufuhr so einstellen, daß der hintere Rand während des Schneidvorgangs mit dem Schneidepunkt ausgerichtet ist.
Wenn sich das durch Unterdruck gehaltene Etikett mit der sich drehenden Etikettransporttrommel 42 bewegt, wird der vordere Etikettrand zu einer Klebstoffaufbringungsposition vorwärtsbewegt, wo von einem Klebstoffaufbringungssystem Klebstoff zugeführt wird. Für ein besseres Verständnis sind Komponenten des Klebstoffaufbringungssystems durch Bezugszeichen der Serie 300 bezeichnet.
Wie in Figur 11 dargestellt, weist das System 300 zum Aufbringen von Klebstoff einen Drehpolsterdruckkopf 302 auf, der zeitlich gesteuert wird, so daß er sich mit im wesentlichen der gleichen Oberflächengeschwindigkeit dreht wie die Etikettransporttrommel. Der Drehpolsterdruckkopf 302 weist sich nach außen erstreckende Klebstoffdruckpolster 304 auf. Die Druckpolster 304 sind typischerweise rechteckig und weisen eine Polsterfläche 306 auf, die mit dem Etikett in Eingriff kommt, so daß der Klebstoff auf den vorderen Etikettrand aufgebracht wird. Die Druckpolster 304 kommen mit einer sich drehenden Gravurwalze 308 in Eingriff, durch die Klebstoff auf die Druckpolster 304 übertragen wird. Durch die Tiefe der Eindrücke oder Vertiefungen in der Gravurwalze 308 wird die Menge des übertragenen Klebstoffs festgelegt. Der Druckkopf 302 wird zeitlich gesteuert, so daß er sich mit der Etikettransporttrommel so dreht, daß das Druckpolster 304 mit der gleichen Oberflächengeschwindigkeit wie die der Trommel mit dem vorderen Etikettrand in Eingriff kommt, so daß der Klebstoff auf den vorderen Rand des Etiketts "aufgedruckt" wird.
Der Drehpolsterdruckkopf 302 wird aus einer mittig angeordneten zylinderförmigen Nabe 310 gebildet, die eine Mittelöffnung 312 zum drehbaren Anordnen der Nabe 310 auf einer Halte- oder Stützwelle (nicht dargerstellt) aufweist, die am Rahmen 23 befestigt ist. Die Nabe 302 weist zwei Sätze von Federaufnahmeöffnungen 314 (Figur 13) und ein Federhalteelement 316 auf, das über den am Außenumfang der Nabe ausgebildeten Öffnungen 314 ausgerichtet und durch Schrauben oder Bolzen 318 mit diesen befestigt ist, um Federn 320 in den Öffnungen 314 zu halten. Durch die Schrauben 318 wird in Längsrichtung ein Abstand bezüglich des Federhalteelements 316 bereitgestellt, um zu ermöglichen, daß der Halter sich unter Federdruck von der Nabe 310 nach außen bewegen kann. Die Druckpolster 304 sind auf bekannte Weise durch Schrauben oder Bolzen, Klebstoff oder eine andere Halteinrichtung am Federhalteelement befestigt. Bei der in Figur 13 dargestellten Ausführungsform werden Bolzen oder Schrauben (nicht dargestellt) durch im Federhalteelement 316 und im Druckpolster 304 ausgebildete Öffnungen 322 eingeführt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Druckpolster 304 drei sich außen erstreckende Etiketteingriffpolsterbereiche 313 auf (Fig. 13), die eine Etiketteingriffpolsterfläche mit einer Länge von etwa 2 Zoll bildet, d.h. einer Länge, die etwa der Breite eines zum Etikettieren von Trockenzellen der Größe "AA" verwendeten Etiketts entspricht. Das Druckpolster ist typischerweise etwa 1.27 mm bis etwa 5.08 mm (0.050 bis etwa 0.200 Zoll) lang und typischerweis etwa 2.54 mm (0.100 Zoll) breit und bildet eine flache Fläche 306 zum Aufdrucken des Klebstoffs. Die Druckpolster 304 können aus einem Streifen aus elastischem Gummi-, Silikon- oder einem anderen Material hergestellt sein.
Die Gravurwalze 308 ist auf einer Welle 323 am Rahmen angeordnet und weist eine mittig angeordnete Lastaufnahmenabe 330 und eine Außenradfläche 332 mit Vertiefungen auf, durch die der darauf aufgebrachte Klebstoff daran gehalten wird. Die Welle 323 kann direkt durch die Etikettransporttrommel 20 angetrieben sein. Die Gravurwalze 308 ist vorzugsweise so aufgebaut daß durch ihre geätzte Oberfläche eine 17.8 µm (0.0007 Zoll) dicke Klebstoffschicht darauf gehalten wird. Es hat sich gezeigt, daß diese Dicke zur Verwendung mit einem beschriebenen Druckpolster und zum Aufdrucken von Klebstoff auf die beschriebenen Etikette für Trockenzellen der Größe "AA" oder Zellen mit einer ähnlichen Größe geeignet ist.
Die Gravurwalze 308 und der Drehpolsterdruckkopf 302 können über eine geeignete Getriebeeinrichtung 336, wie beispielsweise Zahnräder, eine Kette oder ein Band, durch die die Halte- oder Stützwellen miteinander verbunden sind, gemeinsam durch die Etikettransporttrommel angetrieben werden (Figur 1). Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Drehpolsterdruckkopf 302 auf einer Welle 325 angeordnet und dreht sich in einem Verhältnis von 3:1 bezüglich der Etikettransporttrommel. Der Druckkopf 302 weist vorzugsweise eine auf der Welle 325 angeordnete Kupplung auf, durch die der Druckkopf mit dem Wellenantriebssystem in Eingriff gebracht oder von diesem gelöst werden kann. Wenn die Kupplung in Eingriff gebracht bzw. eingerückt oder gelöst bzw. ausgerückt wird, wird der Druckkopf bewegt und der Dreheingriff des Druckkopfes mit der Gravurwalze und der Etikettransporttrommel hergestellt bzw. gelöst.
Wie in der vorstehend erwähnten EP-A-579984 dargestellt, ist ein Kaltklebstoff wünschenswerter als ein Hot- Melt-Klebstoff, weil ein Hot-Melt-Klebstoff dazu tendiert das dünne Filmetikettmaterial zu verformen bzw. zu verwinden, wodurch eine Klebeverbindungsstelle mit schlechten Erscheinungsbild und minderwertiger Nahtqualität gebildet wird, was beispielsweise auftreten würde, wenn das Verfahren und die Vorrichtung verwendet würden, die in der US-A- 4844760 beschrieben sind.
Durch den Ausdruck Kaltklebstoff werden hierin Klebstoffe definiert, die im Vergleich zu herkömmlichen Hot- Melt-Klebstoffen, die bei Raumtemperatur stabil und nur bei höheren Temperaturen viskos sind, bei Raumtemperatur viskos sind. Mögliche Kaltklebstoffe könnten auf Wasser oder auf Lösungsmittel basierende Klebstoffe mit suspendierten Festkörpern und möglicherweise auf Gummi basierende Lösungsmittel und Latexklebstoffe sein. Außerdem können andere Vorrichtungen zum Aufbringen von Klebstoff verwendet werden, so lange ein geeigneter Klebstoff gemäß Herstellungs- und Qualitätsrichtlinien sauber und mit gutem Erscheinungsbild aufgedruckt wird.
Nachstehend werden unter Bezug auf Figur 10 Details des Klebstoffzufuhrsystems 300 dargestellt. Dieses System 300 ist ein geschlossenes Klebstoffsystem, durch das eine besser gesteuerte Klebstoffaufbringung entlang der Gravurwalze erreicht wird und eine kontinuierliche Klebstoffzusammensetzung bereitgestellt wird, die viskos ist, um Stauungen zu verhindern.
Wie in Figur 11 dargestellt, kommt die Gravurwalze 308 in Eingriff mit einem am Rahmen angeordneten Klebstoffverteilungsblock 340, der einen Aufnahmeabschnitt 342 (Figuren 14 und 15) mit bogenförmigem Radius aufweist, der dem Radius der Gravurwalze 308 ähnlich ist. Der Klebstoffverteilungsblock 340 wird auf einer Halteanordnung des Rahmens (nicht dargestellt) gehalten und weist Vorspannelemente 343 auf, durch die der Block 340 in Eingriff mit der Gravurwalze 308 vorgespannt wird.
Der Block 340 weist einen mittig angeordneten Klebstoffverteilungskanal 344 auf, durch den Klebstoff gepumpt wird. Der Kanal erstreckt sich von einer Seite des Blocks zur anderen und ist so angordnet, daß am Aufnahmeabschnitt 342 eine in Längsrichtung verlaufende Schlitzöffnung 346 gebildet wird. Der Kanal tritt an beiden Seiten des Blocks aus, wodurch entsprechende Klebstoffeinlaß- und -auslaß öffnungen 345a, 345b gebildet werden (Figuren 14 und 16).
Wenn der Klebstoff durch den Kanal 344 geleitet wird, kommt der Klebstoff in Kontakt mit der sich drehenden Gravurwalze 308 und wird Klebstoff in die Vertiefungen auf der Gravurwalzenoberfläche übertragen. Der Aufnahmeabschnitt 342 ist so dimensioniert, daß durch die Gravurwalze 308 eine Abdichtung entlang der in Längsrichtung verlaufenden Schlitzöffnung 346 bereitgestellt wird, um zu verhindern, daß Klebstoff aus dem Schlitz heraustropft. Zusätzlich weist der Aufnahmeabschnitt 342 abgeschrägte Ränder 348 auf, die mit der Gravurwalze 308 in Eingriff kommen, um überflüssigen Klebstoff aus den Vertiefungen zu entfernen. Die abgeschrägten Ränder 348 führen die Funktion eines Abstreichmessers durch, das jetzt nicht erforderlich ist, so daß Raum eingespart und die Klebstoffsteuerung erleichtert wird. Der überflüssige Klebstoff fließt dann durch die Schlitzöffnung 346 und den Kanal 344 zurück.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Block 340 gegen die Gravurwalze 308 vorgespannt, damit die Gravurwalze 308 ihre eigene "Sitzfläche"' gegen den Aufnahmeabschnitt 342, die Schlitzöffnung 346 und die abgeschrägten Ränder 348 findet.
Wie in Figur 10 dargestellt, wird der Klebstoff innerhalb eines geschlossenen druckdichten Tanks oder Behälters 350 gespeichert, der ähnlich aufgebaut ist wie ein druckdichter Farb- oder Lackbehälter. Der Behälter 350 weist ein Druckanschlußstück 352 auf, wo eine Kombination aus einer Druckleitung 354 und einem Druckregler 356 zwischen dem Anschluß 352 und einer Druckluftquelle 358 angeschlossen ist. Durch die Druckluft (beispielsweise 5.5 10³ Pa (acht Pfund) über Atmosphärendruck) wird ein gleichmäßiger Druck nach unten auf den Klebstoff ausgeübt und veranlaßt, daß der Klebstoff innerhalb eines Steigrohrs 360 aufsteigt, das sich von der Behälterabdeckung 362 und vom Behälter erstreckt. Das Steigrohr 360 erstreckt sich in ein Anschlußstück 364 auf der Behälterabdeckung 362. Der aufsteigende Klebstoff fließt dann aus dem Behälter in eine mit dem Anschluß 364 verbundene Klebstoffzufuhrleitung 366 und zum Verteilerblock 340 und zu den Verteilerblockanschlüssen 370.
Der Klebstoff fließt durch den Kanal 344 und in eine Rückleitung 372, wo der Klebstoff zu einem zweiten Behälter 376 zurückfließt, der im wesentlichen als Kopie des ersten Behälters 350 dargestellt ist. Die Druck-, Zufuhr- und Rückleitungen 354, 366 und 372 können in Abhängigkeit davon, welcher Behälter mit Klebstoff gefüllt oder leer ist, leicht mit entsprechenden Behältern verbunden werden. Durch dieses System wird auch eine bessere Steuerung und Zufuhr des Klebstoff ermöglicht, so daß die Betriebskosten vermindert werden.
Nachdem der Kaltklebstoff auf den an den vorderen Etikettrand angrenzenden Bereich aufgebracht wurde, wird durch ein allgemein durch das Bezugszeichen 170 (Abbildung 1 und 2) dargestelltes System zum Aufbringen von Lösungsmittel gleichmäßig Lösungsmittel ohne Streuung oder Streifenbildung des Lösungsmittels in einem präzisen Muster auf den an den hinteren Etikettrand angrenzenden Bereich aufgebracht. Das bevorzugte Lösungsmittel ist ein organisches Lösungsmittel und reagiert mit dem Filmmaterial. Es hat sich gezeigt, daß THF ein geeignetes und wünschenswertes Lösungsmittel ist.
Das Lösungsmittel reagiert mit dem Filmmaterial, wodurch ein Abschnitt des an den hinteren Rand angrenzenden Bereichs gelöst wird, um diesen Bereich klebrig zu machen, so daß der hintere Rand durch eine Lösungsmittelabdichtungsverbindung am vorderen Rand gehalten werden kann, wenn das Etikett um den Umfang des Artikel gewickelt wird und der hintere Rand den vorderen Rand überlappt In Abhängigkeit vom verwendeten Artikel und der Art des Etikettierprozesses (wie beispielsweise von Formen von Kunststoffartikeln), kann der hintere Etikettrand angrenzend oder anstoßend an den vorderen Rand angeordnet werden, ohne diesen zu überlappen.
Das Lösungsmittel wird vorzugsweise aufbracht, nachdem der Klebstoff aufgebracht wurde, um zu gewährleisten, daß das Lösungsmittel nicht verdampft, bevor der hintere Etikettrand den vorderen Rand überlappt Wie dargestellt, ist das System 170 zum Aufbringen von Lösungsmittel in Richtung der Trommeldrehbewegung vor der Klebstoffaufbringungseinrichtung 160 angeordnet, so daß zunächst der vordere Etikettrand mit der Klebstoffaufbringungseinrichtung 160 in Eingriff kommt und anschließend der hintere Etikettrand mit dem System 170 zum Aufbringen von Lösungsmittel in Eingriff kommt. Diese Anordnung ist im Vergleich zur umgekehrten Anordnung bevorzugt, die in den Zeichnungen der mitanhängigen Stammanmeldung dargestellt ist, wo die Klebstoffaufbringungseinrichtung, ähnlich wie in der US-A-4844760 beschrieben, hinter der Einrichtung zum Aufbringen von Lösungsmittel angeordnet ist.
Bei der bevorzugten, in Figur 1 dargestellten Ausführungsform weist das System 170 zum Aufbringen von Lösungsmittel zwei ortsfeste Wischeranordnungen 172a, 172b mit einander ähnlichem Aufbau auf. Jede Anordnung hält einen Wischerkörper 173, der einen sich außen erstreckenden Wischer 174 aufweist (Figur 18). In der dargestellten Ausführungsform ist der Wischerkörper im wesentlichen rechteckig, wobei ein Ende eine Wischerspitze bildet. Die Wischerspitze kann dünner sein als der Wischerkörper, zum Ende hin zugespitzt oder anders aufgebaut sein, wie beispielsweise als dünnes Druckpolster, so lange sie verwendet werden kann, um Lösungsmittel in einem Wischvorgang hoher Qualität aufzubringen. Der Wischerkörper kann aus Filz oder einem anderen ähnlichen porösen Material gebildet sein, das Lösungsmittel absorbiert und durch das dann ermöglicht wird, daß das Lösungsmittel beispielsweise durch Kapillarwirkung zur Wischerspitze fließen kann. Der Filz reagiert außerdem nicht mit dem Lösungsmittel. Ein Material, das sich als vorteilhaft herausgestellt hat, ist ein poröses Polyethylen, das beispielsweise durch POREX Technologis, 500 Bohannon Road, Fairburn, Georgia, hergestellt wird.
Die erste Wischeranordnung 172a (Figur 2) reinigt den hinteren Etikettrand, um Schmutz oder Staub zu entfernen, und erweicht den hinteren Rand durch Aufbringen einer geringen Lösungsmittelnenge, die gerade ausreichend ist, um den an den hinteren Etikettrand angrenzenden Bereich zu reinigen und zu erweichen. Durch diesen ersten Lösungsmittelwischvorgang wird im wesentlichen der an den hinteren Rand angrenzende Bereich "geätzt", und der Wischvorgang wirkt als Vorbehandlung des Etiketts für eine weitere Aufbringung von mehr Lösungsmittel von einer anderen Quelle. Die zweite Wischeranordnung 172b bringt das Lösungsmittel auf, das sich in den Film "einfrißt" um das Lösungsmittel zu lösen und das Etikett klebrig zu machen und die Haft- oder Schweißwirkung bereitzustellen, die erforderlich ist, um den hinteren Rand überlappend und mit einer sicheren Lösungsmitteldichtung am vorderen Etikettrand zu befestigen, wenn das Etikett um einen Artikel gehüllt wird. Obwohl die Verwendung zweier Wischeranordnungen beschrieben ist, kann auch lediglich eine Wischeranordnung zum Aufbringen von Lösungsmittel verwendet werden, wenn geeignete Aufbringungsbedingungen eingerichtet werden, um eine geeignete Lösungsmittelabdichtungsverbindung zu gewährleisten.
Obwohl die Mengen des durch die erste und die zweite Wischeranordnungen aufgebrachten Lösungsmittels verschieden sind, hat es sich gezeigt, daß es ausreichend ist, durch die zweite Wischeranordnung 172b etwa die doppelte Lösungsmittelmenge aufzubringen wie durch die erste Wischeranordnung 172a, um das Etikett zunächst zu reinigen und zu erweichen und dann einen klebrigen Zustand für eine Lösungsmittelabdichtungsverbindung zu bilden. Außerdem sind die Doppelwischeranordnungen 172a, 172b vorteilhaft, weil durch die erste Wischeranordnung 172a eine erste Lösungsmittelart und durch die zweite Wischeranordnung 172b eine von der ersten Lösungsmittelart verschiedene zweite Lösungsmittelart aufgebracht werden kann. Das erste Lösungsmittel kann eher zum Reinigen und Ätzen des Etiketts geeignet sein, und das zweite Lösungsmittel kann aufgebracht werden, um das Polymer zu lösen und einen klebrigen Bereich für eine Lösungsmittelabdichtungsverbindung zu bilden.
Jede Wischeranordnung 172a, 172b wird aus einer Haltegehäusestruktur gebildet, die den Wischerkörper 173 hält. Die Haltegehäusestruktur weist einen unteren, im wesentlichen rechteckigen Halteblock 178 (Figuren 2 und 18) auf. Bei der dargestellten Ausführungsform ist eine Haltewelle 179 für die Wischeranordnung an einem Ende am Maschinenrahmen 23 befestigt und erstreckt sich durch parallele Befestigungsblöcke 179a, die an der oberen Fläche des Halteblockes 178 (Abbildung 2) befestigt sind. Die Befestigungsblöcke 179a sind auf der Haltewelle 179 frei drehbar angeordnet. Die Wischeranordnungen können daher auf Wunsch in eine Wischposition oder aus dieser Wischposition geschwenkt werden. Die Struktur kann in Abhängigkeit von der durch einen Fachmann ausgewählten Konstruktion variiert werden. Figur 2 zeigt eine Ausführungsform, während Figur 18 eine noch andere Ausführungsform darstellt.
Bei der in Figur 18 dargestellten Ausführungsform weist die obere Fläche des Halteblocks 178 einen Ausschnitt bzw. eine Ausnehmung 180 auf, in der der Wischerkörpers 173 auf der oberen Fläche des Wischerkörperhalteblock 178 aufgenomen werden kann. Die Ausnehmung 180 ist zur oberen Fläche offen ausgebildet. Ein Lösungsmittelkanal (nicht dargestellt) ist auf der oberen Fläche ausgebildet, um Lösungsmittel vom Wischerkörper aufzunehmen. Ein prismaförmiger Wischerhalteblock 184 ist durch eine Befestigungseinrichtung, wie beispielsweise durch Inbusmuttern 185, am vorderen Abschnitt des Halteblocks 178 befestigt und kommt in Eingriff mit dem Wischerkörper, um den Wischerkörper innerhalb des Ausnehmungsbereichs 180 zu halten und die Lösungsmittelzufuhr zu ermöglichen. Figur 18 zeigt nur einen Ausnehmungsabschnitt, um das Verständnis für die weitere Beschreibung zu erleichtern.
Eine Lösungsnittelzufuhrblock 186 ist auf der Oberseite des Halteblocks 178 angeordnet und weist ein Lösungsmittelzufuhranschlußstück und eine Öffnung 187 auf, die mit einer Lösungsmittelzufuhrleitung 187a verbunden ist. Das Lösungsmittelzufuhranschlußstück und die Öffnung 187 erstrecken sich durch den Lösungsmittelzufuhrblock 186, so daß Lösungsmittel durch die Schwerkraft tropfenweise durch die Lösungs mittelzufuhrleitung 187a und auf den Wischerkörper 173 geleitet wird. Eine Rückleitung 189 (Figur 19) erstreckt sich über eine Öffnung im Halteblock 178 nach oben und ist mit dem Lösungsmittelkanal verbunden.
In Figur 19 sind Details des Lösungsmittelzufuhrsystems 170 und des Unterdrucksystem dargestellt. Bei der bevorzugten Ausführungsform weist jede Lösungsmittelwischeranordnung 172a, 172b ihr eigenes Lösungsmittelzufuhrsystem und ihr eigenes Unterdrucksystem auf so daß jede Wischeranordnung getrennt gesteuert werden kann.
Lösungsmittel ist in einem geschlossenen Behälter 200 enthalten. Der Behälter 200 weist einen oberen Unterdruckbereich 201 auf. Eine Dosierpumpe 202 saugt Lösungsmittel vom Behälter 200 ab und durch die Lösungsmittelzufuhrleitung 187a zur Wischeranordnung, wo das Lösungsmittel tropfenweise auf den Wischerkörper geleitet wird. Die Lösungsmittelrückleitung 189 ist mit der Oberseite des Behälters 200 dicht verbunden. Ein durch das Bezugszeichen 206 dargestelltes Unterdrucksystem ist betrieblich mit dem Lösungsmittelbehälter verbunden und erzeugt einen Unterdruck im Behälter, um den Unterdruck innerhalb des Behälters zu regeln. Wenn der Unterdruck im Behälter geändert wird, wird der Wischerkörper nach Wunsch mehr oder weniger gesättigt.
Das Unterdrucksystem 206 weist unter der Bezeichnung Magnehelic bekannte Durchflußregelventileinrichtungen auf. Das System 206 weist allgemein einen Venturikanal 208 auf, und die Luftströmung durch diesen Kanal wird durch ein Ventil 210 gesteuert. Eine Unterdruckabzugleitung 212 erstreckt sich vom Venturikanal 208 zum geschlossenen Behälter. Wenn der Druck der den Venturikanal durchströmenden Luft geändert wird, ändert sich der Unterdruck im Behälter 200. Wenn mehr Luft durch den Venturikanal 208 strömt, nimmt der Unterdruck im Behälter ab, wodurch veranlaßt wird, daß der Wischerkörper trockener wird und die Lösungsmittelmenge an der Spitze vermindert wird. In diesem Fall würde weniger Lösungsmittel auf die Spitze übertragen. Das Magnehelic-System kann so einstellt werden, daß dem Wischerkörper die gewünschte Lösungsmittelmenge zugeführt wird. Es kann ein andersartiges Unterdrucksystem verwendet werden, wie beispielsweise in der US-A-4844760 von Trine beschrieben. Die Lösungsmittelmenge im Wischerkörper kann durch Ändern des Unterdrucks im Behälter 200 so geändert werden, daß der Zustand des Wischerkörpers zwischen einem vollständig gesättigten und einem vollständig trockenen Zustand eingestellt werden kann.
Das bei einer anderen Ausführungsform verwendete System zum Aufbringen von Lösungsmittel ist in Figur 1A schematisch durch das Bezugszeichen 170' dargestellt und weist ein allgemein durch das Bezugszeichen 220 dargestelltes Wischerelement auf, das als Drehdruckkopf 222 ausgebildet und für eine Drehbewegung angrenzend an die Etikettransporttrommel angeordnet ist. Der Drehdruckkopf 222 weist zwei sich außen erstreckende, flexible Spitzen 224 auf, die sich nach außen verjüngen. Die Spitzen 224 sind aus einem elastischen Material hergestellt, das mit dem Lösungsmittel nicht heftig reagiert. Die Spitzen 224 kommen in Eingriff mit einer Lösungsmittelgravurwalze 225. Die flexiblen Spitzen 224 sind elastisch, um eine Ablenkung der Spitze gegen das Etikett und die Trommeloberfläche zu ermöglichen, während sie mindestens eine geringe Steifigkeit beibehalten, um eine Wischkraft gegen das Etikett auszuüben. Geeignete Materiahen sind beispielsweise Filz, Tuchmaterial, das um ein Filzwischerelement gehüllt ist, Weichcord, einige Silikone und Urethane sowie andere Materialien, die nicht heftig mit dem Lösungsmittel reagieren, jedoch eine geeignete Elastizität für ein drehendes Wischerelement aufweisen.
Durch zeitliches Steuern der maximalen Geschwindigkeitsdifferenz zu dem Zeitpunkt, wenn die Wischerspitze mit dem hinteren Etikettrand in Kontakt kommt, kann eine Wischwirkung erzeugt werden. Wenn die Wischerspitze sich langsamer bewegt als die Etikettransporttrommel, wird das Lösungsmittel zum hinteren Etikettrand hin gewischt. Wenn sich die Wischerspitze dagegen schneller bewegt als die Etikettransporttrommel, wird das Lösungsmittel vom hinteren Etikettrand nach vorne gewischt. Durch zeitliches Steuern der maximalen Geschwindigkeitsdifferenz zum Zeitpunkt des Kontaktes kann die Wischwirkung verändert werden. Es hat sich gezeigt, daß eine direkt getriebene Ovalradanordnung vorteilhaft ist, um eine bezüglich der Etikettransporttrommel zeitlich gesteuerte Wischergeschwindigkeitsdifferenz zu erzeugen. Die Zahnräder können auch so eingestellt werden, daß die Oberflächengeschwindigkeit der Aufbringungsvorrichtung derjenigen der Etikettransporttrommel gleich ist.
Die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen einer Wischerspitze und einem sich mit der Trommel bewegenden Etikett wird durch Verwendung der vorstehend beschriebenen ortsfesten Wischeranordnungen 172a, 172b maximal.
Nachstehend wird Bezug genommen auf die Figuren 24 bis 27, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Einrichtung 22 zum Ausüben eines Drucks dargestellt ist. Die bei dieser dargestellten Ausführungsform vorgesehene Einrichtung 22 zum Ausüben eines Drucks weist eine Steuerwelle auf, die gedreht wird, um die auf die Artikel ausgeübte Vorspannungskraft zu ändern, wenn diese während des Artikelumhüllungsprozesses auf der Etikettransporttrommel bewegt werden. Für Zwecke der Beschreibung sind die Elemente der Einrichtung zum Ausüben eines Drucks durch Bezugszeichen der Serie 400 bezeichnet. Die in Figur 2 dargestellte Einrichtung zum Ausüben eines Drucks unterscheidet sich von derjenigen der beschriebenen Ausführungsform dadurch, daß die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform mehrere einstellbare Steuerwellen aufweist, während bei der in den Figuren 24 bis 27 dargestellten Ausführungsform nur eine Steuerwelle vorgesehen ist.
Wie in Figur 24 dargestellt, paßt eine Halteplatte 430 zwischen zwei aufrechte, rechteckige Halterungen 400, die in Schlitzen 402 auf der Oberseite einer Druckplatte 434 aufgenommen sind. Bolzen oder Schrauben sind mit Gewinde versehen und derart dimensioniert, daß zwischen der Halterung 400 und der Halteplatte 430 kein Zwischenraum vorhanden ist. Die Druckplatte 434 dreht und bewegt sich bezüglich den Halterungen 400, um die Neigung bzw. den Sturz der Druckplatte 434 bezüglich der stabileren und feststehenden Halteplatte 430 und der Oberfläche der Etikettransporttrommel zu ändern. Die Halteplatte 430 kann außerdem ein sich durch die Platte erstreckendes Mittelbolzenverbindungsstück 410 aufweisen.
Wie in Figur 25 dargestellt, erstrecken sich zwei mit Gewinde versehene Steuerstangen 420, 422 durch die Halteplatte 430. Jede Stange 420, 422 weist einen abgerundeten Endabschnitt auf, der in Eingriff mit einer auf der Oberseite der Druckplatte 434 angeordneten Stangenaufnahmevertiefung 431 steht. Wie dargestellt, sind die beiden Stangen 420, 422 so voneinander beabstandet, daß jede mit einer zugeordneten Seite der Druckplatte 434 in Eingriff kommt. Beide Steuerstangen 420, 422 weisen Rechtsgewinde auf. Die anderen Enden der Steuerstangen 420, 422 erstrecken sich durch die Halteplatte 430. Jedes Ende weist ein Stirnrad 440a, 440b auf, die damit verbunden sind und miteinander in Eingriff srehen. Ein Ritzel 444 wird auf einer sich durch eine Öffnung der Halteplatte 430 erstreckenden Welle 446 gehalten (Figur 24). Durch einen Splint 450 oder eine andere Einrichtung wird verhindert, daß der Eingriff der Welle mit der Öffnung gelöst wird. Das Ritzel 444 steht mit einem der Stimräder 440a, 44db in Eingriff. Eine Steuerwelle und eine Universal- oder Kreuzgelenkanordnung 454 sind mit dem Ritzel 444 verbinden.
Eine Anordnung 460 aus einem Flansch und einer bewegliche Klammer- oder Klemme (Figur 26) ist auf dem Rahmen verschiebbar angeordnet. Die Halteplatte 430 ist beispielsweise durch Bolzen oder Schrauben 462 an der Anordnung 460 aus dem Flansch und der beweglichen Klammer oder Klemme befestigt. Die Halteplatte 430 und die Druckplatte 434 können als eine Einheit zur Oberfläche der Etikettransporttrommel hin oder von dieser weg bewegt werden.
Im Betrieb wird die Steuerwelle 452 gedreht, wodurch das Ritzel 444 gedreht wird. Zu Erläuterungszwecken wird angenommen, daß das Ritzel 444 sich im Uhrzeigersinn dreht, wie in Figur 27 dargestellt. Durch das Ritzel wird das Stirnrad 440a in die entgegengesetzte Richtung, d.h. im Gegenuhrzeigersinn, gedreht. Durch das Stirnrad 440a wird das andere, damit in Eingriff stehende Stirnrad 44db im Uhrzeigersinn gedreht. Weil beide Steuerstangen mit Rechtsgewinde versehen sind, bewegt sich eine Steuerstange gegen die Druckplatte 434 und übt einen höheren Druck auf die Platte aus, während die andere Steuerstange sich zurückbewegt und weniger Druck ausübt. Dadurch ändert sich die Neigung bzw. der Sturz der Druckplatte 434 bezüglich der Oberfläche der Etikettransporttrommel
Nachstehend werden unter Bezug auf Figur 1 Details des Artikelzufuhrsystems beschrieben.
Wie in Figur 1 ausführlicher dargestellt ist, werden die Trockenzellen A anfangs auf einem flachen Förderband 230 und in ein Sterntransportrad 232 transportiert. Das Sterntransportrad 232 dreht sich und transportiert die Trockenzellen A nacheinander in ein schräg angeordnetes Förderband 234, um die Trockenzellen auf eine ausreichende Höhe für die Fertigungsflußsteuerung zu transportieren. Die Trockenzellen können in Doppelreihen nebeneinander zugeführt werden, wobei für jedes Paar von Trockenzellen komplementäre Paare von Etiketten aufgebracht werden müssen. Aus Darstellungsgründen ist in den Figuren lediglich eine Reihe zugeführter Trockenzellen dargestellt, wobei die andere Reihe von Artikelaufnahmeabschnitten des Sterntransportrades leer ist. Die Vorrichtung kann leicht so konstruiert werden, daß wahlweise eine oder zwei Reihen zugeführter Trockenzellen bearbeitet werden können.
Durch das Förderband werden die Trockenzellen A in eine schräg angeordnete Rutsche 236 mit einem serpentinenförmigen Kanal 238 zum Verzögern der Bewegung der Trockenzellen A von der Höhe des schräg angeordneten Förderbandes transportiert. Die Trockenzellen A werden daraufhin einer allgemein durch das Bezugszeichen 240 bezeichneten serpentinenförmigen Steuerradanordnung zugeführt, wo den Trockenzellen A eine tangentiale Kreisbewegung mitgeteilt wird. Die Trockenzellen durchlaufen die serpentinenförmige Steuerradanordnung 240, die drei Sterntransporträder 240a, 240b, 240c aufweist, die auf mit dem Rahmen verbundenen Wellen angeordnet sind. Jedes Transportrad weist Artikelaufnahmeabschnitte 242 (Figur 2) zum Halten und Befördern oder Transportieren der Trockenzellen auf.
Durch die Sterntransporträder 240a, 24db, 240c wird die Bewegung der Trockenzellen von einem Transportrad zum nächsten Transportrad beschleunigt. Jedes nachfolgende Transportrad hat weniger Artikelaufnahmeabschnitte 242, so daß jedes nachfolgende Transportrad sich schneller drehen muß.
Wie in Figur 20 dargestellt, weist das erste Transportrad 240a mehr Aufnahmeabschnitte auf als das dritte Transportrad 240c. Daher nimmt die Drehgeschwindigkeit der Transporträder vom ersten zum dritten Rad zu, wodurch die Bewegung der Trockenzellen beschleunigt wird. Wenn eine Trockenzelle das dritte Sterntransportrad 240c verläßt, wird die Trockenzelle im Artikeleintrittsbereich 250 der schräg nach unten verlaufenden Druckplatte 446 der Einrichtung 22 zum Ausüben eines Drucks angeordnet, wodurch der Trockenzelle eine Spinbewegung mitgeteilt wird, durch die die Bewegung des Artikels in einen tangentialen Dreheingriff mit der Oberfläche der Etikettransporttrommel 20 unterstützt wird.
Jedes Sterntransportrad 240a, 24db, 240c weist eine Abdeckung bzw. ein Leitelement 241a, 241b, 241c (Figur 1) auf, die bzw. das vom Umfangsabschnitt des jeweiligen Sterntransportrades beabstandet ist, um einen Artikelkanal 243 mit einer inneren Artikeleingriffsfläche 234a zu bilden, mit der die Trockenzellen in Eingriff kommen (Figur 21). Durch die Abdeckungen oder Leitelemente 241a, 241b, 241c wird verhindert, daß die Trockenzellen sich aufgrund der auf die Trokkenzellen ausgeübten Zentrifugalkräfte aus der Artikelaufnahmeposition 242 herausdrehen.
Wie in Figur 21 verdeutlich ist, sind das dritte Sterntransportrad 240c und dessen Leitelement oder Abdeckung 241c von der Oberfläche der Etikettransporttrommel 20 nach außen beabstandet, um zu gewährleisten, daß der Plunger 132 mit dem Sterntransportrad 240c oder mit dessen Abdeckung 241 in Eingriff kommt, wenn die Trommel sich dreht.
Wie in den Figuren 21 bis 23 verdeutlicht ist, weist die Druckplatte 434 eine Ausnehmung 435 auf, in der das dritte Sterntransportrad 240c aufgenommen ist. Wenn die Trockenzelle sich um das dritte Sterntransportrad 240c bewegt, tritt es in den Artikeleintrittbereich 250 ein und kommt mit der unteren Artikeleingriffsfläche 434a der Druckplatte 434 in Eingriff (Figur 21).
Durch den am Artikeleintrittbereich 250 vorgesehenen Abstand zwischen dem Leitelement bzw. der Abdeckung 241c und der Trommeloberfläche wird jedoch eine Sprungstelle für den Übergang der Trockenzelle auf die Etikettransporttrommel gebildet, wodurch veranlaßt wird, daß die Trockenzelle auf das Etikett oder die Trommeloberfläche herabfällt und das Etikett gekräuselt bzw. geknickt wird und beim Rundum-Etikettierprozeß minderwertige Nahtstellen erzeugt werden.
Erfindungsgemäß ist mindestens ein Neodymmagnet 252 an jeder Artikelaufnahmeposition 242 angeordnet, um magnetische Anziehungskräfte auf die Trockenzelle A auszuüben und eine gleichmäßige tangentiale Zufuhr der Trockenzellen auf die Trommeloberfläche und in Eingriff mit einem an der Artikelumhüllungsposition 21 angeordneten Etikett zu unterstützen. Der Magnet kann bündig mit der Oberfläche des Sterntransportrades angeordnet sein, so daß er die im Artikelaufnahmeabschnitt angeordneten Trockenzellen nicht behindert. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind an jeder Artikelaufnahmeposition zwei Magneten angeordnet.
Wie in Figur 21 verdeutlicht ist, ist der Magnet 252 so angeordnet, daß dadurch Anziehungskräfte weggerichtet von der Etikettransporttromel 22 auf den Artikel ausgeübt werden. Wenn die Trockenzelle den Artikeleintrittbereich 434 erreicht, wird sie durch den Magneten auf dem Rand 242b des Artikelaufnahmeabschnitts 242 gehalten, während der Rand 242b die Trockenzelle entlang der unteren Artikeleingriffsfläche 434a der Druckplatte 434 drückt.
Die untere Artikeleingriffsfläche 434c ist nach unten zur Trommelfläche hin angeordnet, so daß der Artikeleintrittbereich 250 einen größeren Durchmesser hat als die Trockenzelle. Daher wird, wenn der Rand des Aufnahmeabschnitts 242 die Trockenzelle entlang der unteren Artikeleingriffsfläche 434a drückt, die Trockenzelle vom Rand weggezogen und bewegt sich gleichmäßig und tangential in Kontakt mit der Trommeloberfläche Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bildet die Artikeleingriffsfläche 434a eine gekrümmte Kurve, die außerhalb der Trommeloberfläche am Artikeleintrittbereich 434 angeordnet ist, um das Übertragen einer Spin- oder Drehbewegung auf die Trockenzelle zu unterstützen, wenn die Trockenzelle anfangs mit der Artikeleingriffsfläche in Eingriff kommt.
Es hat sich gezeigt, daß für die beschriebenen Trockenzellen der Größe "AA" mit einem Gewicht von 14.2 g (0.5 Unzen) ein Magnet, der eine Anziehungskraft von vier Pfund erzeugt, ausreichend ist, um die Zufuhr der Trockenzellen zu steuern und eine gleichmäßige, tangentiale Zufuhr zu gewährleisten. Es hat sich gezeigt, daß die Verwendung zweier derartiger Magneten noch vorteilhafter ist. Außerdem kann die Größe der magnetischen Anziehungskraft bezüglich des Gewichts des Artikels so gewählt werden, daß, wenn die transportierte Trockenzelle die an die Etikettransporttrommel angrenzende Position erreicht, die Trockenzelle durch die magnetischen Kräfte derart in eine Richtung bezüglich der Etikettransporttrommel vorgespannt wird, daß die Trockenzelle gleichmäßiger tangential auf die Trommeloberfläche bewegt wird. Dies kann vorteilhaft sein, wenn die vorzugsweise verwendete Druckplatte nicht vorgesehen ist, um das Abstreifen der Trockenzellen von den Artikelaufnahmeabschnitten des Sterntransportrades zu unterstützen. Die magnetischen oder durch Unterdruck erzeugten Anziehungskräfte können manipuliert bzw. beeinflußt werden, um eine glatte tangentiale Zufuhr zu gewährleisten.
Figur 21a zeigt eine noch andere Ausführungsform, wobei der Unterdruck über an jeder Artikelaufnahmeposition 242 angeordnete Unterdrucköffnungen 248 erzeugt wird. Der Unterdruck kann durch eine beliebige geeignete bekannte Einrichtung erzeugt werden. Das beschriebene Unterdrucksystem ist insbesondere für nichtmetallische Materialien geeignet, wie beispielsweise Kunststoffrohre und -artikel. Diese Artikel sind typischerweise leichter als die beschriebenen Trockenzellen, und ein Unterdruck kann ausreichend sein, um die Artikel gegen die Oberfläche 434a zu halten, insofern, falls erforderlich, geeignete Unterdrucköffnungen oder andere Einrichtungen in der Platte 434 vorgesehen sind. Die Größe des Unterdrucks kann verändert werden, um eine ausreichende Saugkraft auf die Artikel auszuuben und die Artikel in eine Richtung derart vorzuspannen, daß eine gleichmäßige tangentiale Zufuhr auf die Oberfläche der Etikettransporttromel ermöglicht wird, auch wenn keine Druckplatte vorhanden ist, durch die das Abstreifen der Artikel für eine gleichmäßige tangentiale Zufuhr auf die Oberfläche der Etikettransporttrommel unterstützt wird.
Eine allgemein durch das Bezugszeichen 260 bezeichnete Endloshalterkettenanordnung (Figur 1) ist in der Nähe der Etikettransporttrommel an einer Position, wo die Trockenzellen zu Beginn von der Etikettransporttrommel 20 fallen würden, in der Nähe des Endes der Druckplatte angeordnet, wo die Trockenzellen diese verlassen. Die Halterkettenanordnung 260 weist Paare komplementärer, an der Halterkette befestigter Artikelgreifelemente 261a, 261b auf. Weil die Halterkette und die komplementären Halterpaare sich dicht zueinander und zum Ende der Druckplatte drehen (Figur 11), kommen die Greifelemente 261a, 261b mit einer Trockenzelle in Eingriff und bewegen diese auf ein tangential zur Trommeloberfläche angeordnetes Förderband. Alternativ kann eine Reihe von Sterntransporträdem verwendet werden, um Trockenzellen von der Oberfläche der Trommel zu entfernen. Figur 2 zeigt eine Stemradanordnung. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die beschriebene Halterkette 260 für den vorgesehenen Zweck vorteilhaft geeignet und weniger komplex ist als Sterntransporträder, durch die Trockenzellen fehlerhaft von einem zu einem anderen Rad transportiert werden können.

Arbeitsweise

Während des Betriebs wird ein Etikettmaterialstreifen 28 von der Etikettvorratsrolle 26a durch die Tänzerrollenanordnung 32 und in den außerhalb der Trommel angeordneten Schneidemechanismus 42 transportiert (Figur 1). Der Film wird vorwärtsbewegt, so daß der Filmschneidevorgang am hinteren Rand stattfindet und jedes geschnittene Etikett zu Etikettbereichen auf der Etikettransporttrommel 20 transportiert wird. Über den ersten und den zweiten Unterdruckkanal 114, 126 und durch den ersten und den zweiten Schacht 104, 120 und die Öffnungen 106, 122 wird Unterdruck erzeugt, um das Etikett auf der Trommeloberfläche zu halten. Während des Etikettierprozesses wird durch die Steuerungseinrichtung 36 ein konstanter Filmabzug ohne intermittierende Filmzufuhr gewährleistet, wodurch Motorspannungsspitzen oder -spikes und ungenaue Start-Stoppfunktionen minimiert werden.
Wenn das Etikett sich mit der Trommel 20 bewegt, bewegt sich das Etikett zu einer der Klebstoffaufbringungseinrichtung 160 gegenüberliegenden Position, wo ein Klebstoff auf den an den vorderen Rand 21a angrenzenden Bereich aufgedruckt wird. Wenn die Trommel sich weiterdreht, bewegt sich der hintere Etikettrand in die Nähe der Wischerelemente. Der durch eine Feder vorgespannte Plunger 132 hat den hinteren Etikettrand von der Trommeloberfläche nach außen gedrückt. Dadurch kommt der nach außen vorgespannte hintere Etikettrand in Eingriff mit den sich außen erstreckenden Wischerspitzen 174, wodurch eine vorgegebene Lösungsmittelmenge auf den hinteren Etikettrand aufgebracht wird.
Die Trockenzellen "A" bewegen sich vom flachen Förderband 230 in das Sterntransportrad 232. Das Sterntransportrad 232 dreht sich und transportiert die Artikel A nacheinander in das schräg angeordnete Förderband 234 und in die schräg angeordnete Rutsche 236. Die Trockenzellen A werden dann in die serpentinenfömige Steuerradanordnung 240 transportiert, wo den Trockenzellen A die tangentiale Drehbewegung mitgeteilt wird, während die Trockenzellen A sich um die drei Sterntransporträder 240a, 24db, 240c bewegen. Erfindungsgemäß hält der Magnet 252 die Trockenzellen gegen die Druckplatte 434, wodurch eine tangentiale Zufuhr auf die Trommeloberfläche ermöglicht wird.
Durch die Sterntransporträder wird außerdem die Bewegung der Trockenzelle in Kontakt mit der Trommeloberfläche beschleunigt. Wenn die Trockenzelle das dritte Sterntransportrad 240c verläßt, kommt die Trockenzelle in Eingriff mit den Artikeleintrittbereich 250 der Druckplatte 434, durch die der Trockenzelle eine Drehbewegung bzw. Spin mitgeteilt wird, während die Trockenzelle durch die darauf ausgeübten Magnetkräfte auf der unteren Artikeleingriffsfläche gehalten wird. Wenn die Trockenzelle sich entlang der Artikeleingriffsfläche bewegt, bewegt sie sich dann in tangentialen Dreheingriff mit der Oberfläche der Etikettransporttrommel 20 (Figur 2).
An der Artikelumhüllungsposition 21 wird der vordere Etikettrand durch über den ersten Druckkanal 114 und durch die Öffnungen 106 der Etiketthalteeinsatzplatte 100 eingeblasene Druckluft von der Trommeloberfläche nach oben weggeblasen. Durch den Klebstoff auf dem vorderen Rand wird eine "Haft"-verbindung auf der zugeführten Trockenzelle gebildet, wodurch das Etikett auf dem Artikel anhaftet. Typischerweise bewegen sich die Trockenzellen langsam, und das Etikett auf der Trommel kommt mit der Trockenzelle in Eingriff.
Wenn der Artikel rollt, wird das Etikett nach oben gegegen den Trockenzellenkörper gerollt, wodurch die Unterdruckdichtung zwischen dem Etikett L und der Trommeloberfläche unterbrochen wird. Dadurch wird der Unterdruck, der im zweiten Unterdruckkanal und durch die Öffnungen erzeugt wird, die mit dem Mittelabschnitt und dem hinteren Etikettrand in Eingriff stehen, unterbrochen und ermöglicht, daß der Artikel vollständig umhüllt wird. Dieser Vorgang ist ähnlich wie das Öffnen einer "Sardinendose". Die Trockenzellen A bewegen sich entlang der Druckplatte 434, die auch als Halteabdeckung dient. Die Etikettransporttrommel 20 dreht sich schneller als die sich drehenden Trockeniellen, wodurch eine Spinbewegung auf die Trockenzellen A übertragen wird. Weil die Trommel sich schneller dreht als die sich drehenden Trockenzellen A, bewegt sich der vordere Etikettrand an der Artikelumhüllungsposition 21 in Eingriff mit einer Trocken zelle A.
Falls eine Trockenzelle an der Artikelumhüllungsposition fehlerhaft zugeführt wird, kommt der vordere Rand nicht in Eingriff mit der Trockenzelle, so daß das Etikett durch über den zweiten Unterdruckkanal 126 erzeugten Unterdruck über die Artikelumhüllungsposition 21 hinaus auf der Trommeloberfläche gehalten wird. Das Etikett bewegt sich weiter mit der sich drehenden Trommel zu einer Etikettabblasposition 127, wo der Unterdruck, durch den das Etikett auf der Trommeloberfläche gehalten wird, abbricht. Durch einen von den Druckkanälen 128, 129 auf das Etikett gerichteten Druckluftstoß wird das Etikett von der Trommeloberfläche gezwungen.
Wenn die Etikette fehlerhaft angepaßt oder ausgerichtet sind, d.h., die Enden nicht ausgerichtet sind (Figur 30A), wird die Steuerstange 454 (Figur 24) der Einrichtung 434 zum Ausüben eines Drucks, eingestellt, um die Neigung bzw. den Sturz der mit der Trockenzelle in Eingriff stehenden Druckplatte 434 zu ändern, um den gewünschten Druck auf ausgewählte Seiten und Enden der Trockenzelle auszuüben, so daß das Etikett auf jeder Trockenzelle korrekt ausgerichtet wird, wenn diese umhüllt wird (Figur 3D8).
Wenn die Drehbewegung der Trockenzelle um die Trommeloberfläche fortgesetzt wird, wird die Trockenzelle dann durch die serpentinenförmige Endloshalterkettenanordnung 260 (Figur 1) entfernt, durch die die Trockenzellen auf das Plattenförderband 266 übertragen werden.
Das Förderband 266 transportiert die Trockenzellen in einen Ofen 267, wo die Artikel vollständig erwärmt werden und der Etikettfilm durch Wärmeschrumpfung um die Trockenzellen A geschrumpft wird. Eine manuell betätigte Schwenkarmanordnung 270 unterstützt eine Modul-Steuereinheit 272 (Figur 1), durch die ein Zugriff für einen Benutzer ermöglicht wird, um Maschinensteuerungen auszuführen. Bei einer Ausführungsform der Modul-Steuereinheit ist ein Sensor- oder Tastbildschirm "GE Fanuc mini O.I.T. Touch screen" betrieblich mit der Steuerungseinrichtung 36 verbunden. Bei einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) weist der Artikelentladebereich eine Halterkette und keine Steuerradanordnung auf.
Der Größenbereich der bei der vorliegenden Erfindung verwendeten kleinformatigeren Trockenzellen umfaßt typischerweise Durchmesser von etwa 12.7 mm bis 44.45 mm (0.5 bis 1.75 Zoll) und Längen von etwa 57.15 mm (2.25 Zoll) (für eine 38.1 mm (1.5 Zoll) Batterie der Größe "D") und einen Durchmesser von etwa 9.53 mm (0.375 Zoll) und eine Länge von etwa 42.55 mm (1.675 Zoll) für eine Batterie der Größe AAA. Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf Trockenzellen der Größe "AA", d.h. mit einem Durchmesser von etwas mehr als 12.7 mm (0.5 Zoll), einer Länge von 50.8 mm (zwei Zoll) und einem Gewicht von 14.2 g (0.5 Unzen).
Die Trockenzellen weisen entgegengesetzte, im wesentlichen flache Endabschnitte auf, die an der Schnittlinie der Außenumfangsfläche der Trockenzelle mit den Endabschnitten einen Absatz 290 bilden. Wie in Figur 31 dargestellt, ist das Etikett, bevor es umhüllt wird, im wesentlichen rechtekkig und weist einen vorderen und einen hinteren Rand (30A und 30B) auf. Ein Hauptabschnitt des Etiketts ist durch Druckzeichen oder Tinte oder Farbe bedeckt (dargestellt durch das mittige gestreifte Muster). Die an den vorderen und den hinteren Etikettrand angrenzenden Etikettabschnitte weisen im wesentlichen keine Zeichen oder Farbe bzw. Tinte auf, und der an den hinteren Rand angrenzende Etikettabschnitt weist einen größeren Breich ohne Druckzeichen oder Tinte bzw. Farbe auf als der an den vorderen Rand angrenzende Abschnitt. Der hintere Randabschnitt, in dem keine Druckzeichen und keine Farbe bzw. Tinte angeordnet ist, ist typischerweise etwa 2.54 mm bis 6.35 mm (0.10 bis 0.25 Zoll) breit.
Typischerweise sind diese Maße für die meisten Trockenzellengrößen, wie beispielsweise Trockenzellen der Größe "AAA" bis "D", konstant. Die Maße können jedoch in Abhängigkeit vom Artikel, vom Etikett und der gewünschten Qualität variieren. In diesem Bereich wird Lösungsmittel aufgenommen, ohne daß Farbe oder Tinte verläuft oder ein Zersetzungsoder Auflösungsprozeß verursacht wird, was auftreten würde, wenn die Druckzeichen oder die Farbe bzw. Tinte ununterbrochen bis zum hinteren Etikettrand aufgebracht wären. Wie dargestellt, werden das Etikett und die an die Absatzstellen angrenzenden Etikettbereiche durch Wärmeschrumpfung über die Absatzstellen geschrumpft.
Eine kleine zylinderförmige Trockenzelle, die erfindungsgemäß etikettiert wurde, ist als Batterie der Größe "AA" in den Figuren 30A und 30B dargestellt.
Durch die erfindungsgemäße Vorichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ergeben sich zahlreiche Vorteile. Kleine zylinderförmige Artikel, insbesondere schwerere Artikel, wie beispielsweise magnetisch anziehbare Trockenzellen, können von einer von der Trommeloberfläche nach außen beabstandeten Position gleichmäßig und tangential auf eine Etikettransporttrommel transportiert werden. Dadurch tritt keine Störung durch einen sich nach außen erstreckenden Plunger auf, der mit dem hinteren Etikettrand in Eingriff kommt, so daß der Etikettierprozeß exakter durchgeführt wird.
Die vorstehende Beschreibung der Erfindung dient lediglich zu ihrer Erläuterung, wobei für Fachleute erkennbar ist, daß innerhalb des Umfangs der beigefügten Patentansprüche andere Ausführungsformen, Modifikationen und entsprechende Ausführungsformen bereitgestellt werden können.

Claims

1. Vorrichtung (10) zum Anbringen eines Etiketts auf einem kleinen zylinderförmigen Artikel (A), mit: einer Etikettentransporttrominel (20), die eine Mittelachse definiert, einer Einrichtung zum Transportieren eines Etiketts (L) auf die Oberfläche der Trommel (20), einer Einrichtung (44a) zum Drehen der Trommel (20) um ihre Achse, so daß das Etikett sich mit der Trommel zu einer Artikelumhüllungsposition (21) bewegt, und einer Einrichtung (24a), durch die kleine zylinderförmige Artikel von einer von der Trommeloberfläche nach außen beabstandeten Position zugeführt und mit der Trommel (20) und dem Etikett in Eingriff gebracht werden, dadurch qekerinzeichnet, daß die Zufuhreinrichtung (24a) die Artikel so zuführt, daß sie mit der Trommel (20) und dem Etikett in Eingriff kommen, wenn das Etikett sich für einen Rundum-Etikettierprozeß zur Artikelumhüllungsposition (21) bewegt, und eine Einrichtung (248, 252) vorgesehen ist, durch die eine Anziehungskraft auf den Artikel in eine Richtung derart ausgeübt wird, daß ein gleichmäßiger tangentialer Transport der Artikel auf die Trommeloberfläche und in Eingriff mit einem an der Artikelumhüllungsposition angeordneten Etikett unterstützt wird, wobei der Artikel durch die Kraft von der Trommel weggerichtet angezogen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zugeführten Artikel einen Durchmesser von weniger als etwa 44,45 mm (1,75 Zoll) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einrichtung zum Ausüben einer Anziehungskraft eine Einrichtung (248) zum Erzeugen eines Unterdrucks über dem Artikel aufweist, um den Artikel von der Trommel weggerichtet anzuziehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Artikel magnetisch sind und die Einrichtung zum Ausüben einer Kraft eine Einrichtung (252) zum Ausüben einer magnetischen Anziehungskraft auf den Artikel aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Einrichtung zum Ausüben einer magnetischen Kraft so angeordnet ist, daß auf den Artikel eine Anziehungskraft weggerichtet von der Etikettentransporttrommel ausgeübt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Artikelzufuhreinrichtung ein in der Nähe der Etikettentransporttrommel angeordnetes Übergangsrad (240c) mit mindestens einem Artikelaufnahmef ach (242) und die Einrichtung zum Ausüben einer magnetischen Kraft mindestens einen in der Nähe des Artikelaufnahmefachs angeordneten Magneten aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Magnet einen Neodymmagneten aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer von der Trommeloberfläche beabstandeten und angrenzend an die Artikelumhüllungsposition (21) angeordneten Artikeleingriffsfläche (434a), die mit den zugeführten Artikeln in Eingriff kommt und einen Druck darauf ausübt, wobei die Artikeleingriffsfläche einen Artikeleintrittbereich (250) definiert, der in einer größeren Distanz angeordnet ist als der Durchmesser der Artikel, und wobei die Einrichtung zum Ausüben einer Anziehungskraft, während die Artikel in den Artikeleintrittbereich transportiert werden, die Artikel auf der Artikeleingriffsfläche zurück-

hält, so daß die Artikel sich entlang der Artikeleingriffsfläche in einen glatten, tangentialen Eingriff mit der Trommeloberfläche bewegen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Artikelein griffsfläche (434a) eine außerhalb von der Trommeloberfläche des Artikeleintrittbereichs angeordnete gekrümmte Kurve bildet, um zu unterstützen, daß dem Artikel eine Drehbewegung mitgeteilt wird, wenn der Artikel zu Beginn mit der Artikeleingriffsfläche in Eingriff kommt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Artikeleingriffsfläche eine Druckplatte (434) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Artikelzufuhreinrichtung den Artikel anfangs entlang der Artikeleingriffsfläche drückt, während der Artikel in den Artikeleintrittbereich transportiert wird.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, wobei die erzeugte magnetische Kraft etwa dem achtfachen Gewicht des Artikels gleich ist.

13. Verfahren zum Anbringen eines Etiketts auf einem kleinen zylinderförmigen Artikel, mit den Schritten: Zuführen eines Etiketts auf eine Oberfläche einer horizontal angeordneten Transporttrommel (20), während die Trommel um ihre horizontale Achse gedreht wird, um das Etikett mit der Trommel zu einer Artikelumhüllungsposition (21) zu bewegen, Aufbringen eines Klebstoffs auf einen an den vorderen Rand (30a) des Etiketts angrenzenden Bereich, gekennzeichnet durch die Schritte: Positionieren des hinteren Randes (30b) des Etiketts außerhalb der Trommeloberfläche und Ineingriffbringen des hinteren Randes mit einem Wischer (170), der von der Trommeloberfläche nach außen beabstandet ist, so daß eine vorgegebene Menge eines Lösungsmittels auf den hinteren Rand des Etiketts aufgebracht wird, wenn der hintere Rand des Etiketts mit dem Wischer in Eingriff kommt, und Zuführen kleiner zylinderförmiger Artikel in einen tangentialen Dreheingriff mit der Trommel und in Dreheingriff mit dem Etikett, während auf den Artikel eine Anziehungskraft in einer Richtung derart ausgeübt wird, daß ein gleichmäßiger tangentialer Transport des Artikels auf die Trommeloberfläche unterstützt und der Artikel mit einem an der Artikelumhüllungsposition angeordneten Etikett in Eingriff gebracht wird, wobei der Artikel durch die Anziehungskraft weggerichtet von der Trommel angezogen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Artikel magnetisch sind, und mit dem Schritt: Ausüben einer magnetischen Kraft auf den Artikel, um eine anziehende vorspannkraft auf den Artikel auszuüben, um zu gewährleisten, daß der Artikel gleichmäßig tangential auf die Oberfläche der Etikettentransporttrommel transportiert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei eine magnetische Anziehungskraft weggerichtet von der Etikettentransporttrommel ausgeübt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 13, 14 oder 15, ferner mit dem Schritt: magnetisches Halten des Artikels gegen die Artikeleingriffsfläche (434a) einer Druckplatte (434), die zur Trommel hin angeordnet ist, so daß der Artikel gleichmäßig tangential auf die Etikettentransporttrommel transportiert wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, ferner mit dem Schritt: Erzeugen eines Unterdrucks über dem Artikel, um auf den Artikel eine Vorspannkraft in einer Richtung derart auszuüben, daß ein gleichmäßiger tangentialer Transport des Artikels auf die Trommeloberfläche unterstützt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, ferner mit dem Schritt: Halten des Artikels durch Unterdruck gegen die Artikeleingriffsfläche (434a) einer Druckplatte (434), die zur Trommel hin angeordnet ist, so daß der Artikel gleichmäßig tangential auf die Etikettentransporttrommel transportiert wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei der Schritt zum Positionieren des hinteren Randes außerhalb der Etikettentransporttrommel den Schritt zum vorspannen des hinteren Randes außerhalb der Trommel durch einen unter Federspannung stehenden Plungerkolben (132) aufweist.

20. Verfahren zum Transportieren eines kleinen zylinderförmigen Artikels (A) für einen Rundum-Etikettierprozeß auf eine Etikettentransporttrommel, mit den Schritten: Transportieren kleiner zylinderförmiger Artikel von einer nach außen von der Oberfläche einer Etikettentransporttrommel (20) beabstandeten Position, während auf den Artikel weggerichtet von der Transporttrommel eine Anziehungskraft derart ausgeübt wird, daß ein gleichmäßiger tangentialer Transport des Artikels auf die Trommeloberfläche unterstützt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, mit dem Schritt: Erzeugen eines Unterdrucks über dem Artikel, um den Artikel in einer Richtung vorzuspannen und einen glatten tangentialen Transport zu unterstützen.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, wobei der Artikel magnetisch ist, und mit dem Schritt: Ausüben einer magnetischen Kraft auf den Artikel, um den Artikel vorzuspannen, zo daß dieser gleichmäßig tangential auf die Etikettentransporttrommel transportiert wird.