DE69928019T2 - Etikettierung-Vorrichtung und-Verfahren - Google Patents
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Description
- Querverweis auf verwandte Anmeldungen
- Diese Anmeldung beansprucht das Vorrecht der folgenden vorläufigen Patentanmeldungen: Serien-Nr. 60/111,230, eingereicht am 7. Dezember 1998, und 60/111,311, eingereicht am 7. Dezember 1998.
- Hintergrund der Erfindung
- Etikettiermaschinen werden verwendet, um Etiketten auf jegliche Arten von Behältern, sowohl zylindrische Behälter als auch nicht zylindrische Behälter, wie regelmäßig und unregelmäßig geformte Vielecke, aufzutragen. Eine Art eines herkömmlichen Etiketts ist ein selbsthaftendes Etikett, auch selbstklebendes Etikett genannt, das von einem Unterlegstreifen oder einer Trägerbahn getragen wird. Selbsthaftende Etiketten sind teuer und erzeugen eine große Menge Abfall. Selbsthaftende Etiketten, die typischerweise bei Behältern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE), wie Milchkrügen und Saftflaschen, verwendet werden, sind üblicherweise ein Papier/Polypropylen/Haftmittel-Laminat. Bei der Auftragung der herkömmlichen selbsthaftenden oder selbstklebenden Etiketten auf Behälter wird die Trägerbahn mit darauf fixierten beabstandeten Etiketten von einer Abwickelrolle abgewickelt und über eine Schiene oder ein Messer gezogen, wodurch sich jedes Etikett von der Trägerbahn trennt, wobei die Trägerbahn dann entsorgt wird. Dann werden Mittel zur Übertragung jedes Etiketts auf den Behälter bereitgestellt.
- Das oben beschriebene Verfahren weist eine Vielzahl wichtiger Einschränkungen und Nachteile auf. Erstens erhöht die Trägerbahn, die für dieses Verfahren erforderlich ist, die kosten des aufzutragenden Etiketts. Zweitens schränkt das Stanzverfahren an einer Trägerbahn die Art der Etikettenmaterialen, die genutzt werden können, ein. Drittens muß das Etikett zum Zeitpunkt der Anwendung von der Trägerbahn abgerieben werden. Dies erzeugt Einschränkungen des Bandlaufzeitpotentials, schränkt ferner die Art der Etikettenmaterialien, die verwendet können, wie Leichtrohstoff ein. Überdies verringert es stark die Genauigkeit der Auftragung auf den Behälter. Eine andere Art von üblicherweise verwendeten Etiketten wird aus kontinuierlichem Etikettenmaterial, das auf einer Rolle aufgewickelt ist, geschnitten. Etiketten, die aus kontinuierlichem Etikettenmaterial hergestellt wurden, sind ökonomischer als selbsthaftende Etiketten und werden oftmals aus einem dünnen, dehnbaren Film hergestellt. Zur Verringerung der Kosten, wird der Film dünner gemacht. Die Dehnbarkeit des Films kann es schwierig machen, sicherzustellen, daß die Etiketten richtig geschnitten werden.
- Herkömmliche Etikettiermaschinen entfernen das kontinuierliche Etikettenmaterial von der Rolle und führen das Etikettenmaterial in ein Schneidesystem ein. Das kontinuierliche Etikettenmaterial wird dann zu Etiketten geschnitten, die auf die Umfangsfläche einer Vakuumtrommel geführt werden, wo sie durch Vakuum an ihrem Platz gehalten werden. Wenn sich die Trommel dreht, werden die Etiketten über eine Kleberolle geführt, die Haftmittel auf die von der Trommel wegzeigenden Rückseite des Etiketts aufträgt. Das Etikett mit dem darauf aufgebrachten Haftmittel wird von der Trommel entfernt, wenn es mit dem Behälter in Kontakt kommt, und wird auf diesen aufgetragen.
- Die US-Patentanmeldungen Serien-Nr. 09/024,886 (US- PS 6,045,616), eingereicht am 17. Februar 1998, und Serien-Nr. 09/301,955 (US-PS 6,235,345), eingereicht am 29. April 1999, bei denen ich ein Miterfinder bin, offenbaren eine Haftmittelstation und Etikettiermaschine zur Auftragung eines selbstklebenden Etiketts auf einen Behälter, worin das Haftmittel auf eine Seite des Etikettenmaterials aufgesprüht wird, nachdem das Etikettenmaterial von einer Bahn aus Etikettenrohstoff zugestellt worden ist.
- Im Stand der Technik ist aus US-A-3,565,724 bekannt, daß im Bereich der Windelherstellung das Windelmaterial mit Haftmittel vorbeschichtet wird. Das Haftmittel muß beispielsweise durch Erwärmung aktiviert werden.
- Ferner offenbart WO 97/16370 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Druckmustern. Auf eine flexible Materialbahn wird Haftmittel aufgetragen, und dann wird die Bahn von einer Vakuumtrommel, die zusammen mit einer Messerwalze arbeitet, aufgenommen. Die Rotationsgeschwindigkeit der Vakuumtrommel wird mit dem Trommelantrieb synchronisiert.
- Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren und ein Gerät für sowohl eine zuverlässige als auch eine ökonomische Auftragung von Etiketten auf Behälter bereitzustellen.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Etikettenmaterialbahn von einer Spule oder einer anderen Quelle für einen Etikettenrohstoff zu einer Haftmittelapplikatorstation geführt, die Haftmittel auf die auf den Behälter zu klebende Seite aufträgt, nämlich die Seite gegenüber dem Drucken. Nach der Auftragung des Haftmittels läuft die Bahn durch eine Schneidestation, wo die einzelnen Etiketten geschnitten werden, während sie von einem Vakuum auf einer drehbaren Vakuumtrommel getragen werden. Obgleich die ganze Oberfläche des auf den Behälter aufzubringenden Etiketts mit Haftmittel bedeckt sein kann, wird bei vielen Anwendungen bevorzugt nur eine Fläche von 1,25 bis 2,54 cm (1/2 bis 1'') neben jedem Ende mit Haftmittel bedeckt. Durch das Schneiden der Etikettenmaterialbahn nach der Auftragung des Haftmittels darauf und Schneiden durch das Haftmittel ebenso wie durch die Bahn wird sichergestellt, daß jedes Etikett an jedem Ende vollständig mit Haftmittel bedeckt ist. Dies stellt die vollständige Bindung der Etiketten an die Behälter an jedem Ende sicher und vermeidet das Problem des „Herabhängens" der Etikettenenden bei einer inkonsistenten Haftmittelauftragung.
- Die Bahn aus Etikettenmaterial kann irgendeines einer Vielzahl von Materialien sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Schaumpolystyrol, andere Schaumpolymere, Polypropylenfilm, andere Polymerfilme und Papier. Gemäß einer Ausführungsform werden Schneider oder Messer an der Vakuumtrommel montiert, und eine zweite Rotationstrommel agiert als ein Amboß, der mit der Vakuumtrommel zusammenarbeiten kann, um die Bahn in Etiketten zu schneiden. Nach dem Schneiden wird jedes neu geschnittene Etikett, das von der rotierenden Vakuumtrommel getragen wird, nacheinander auf einen Behälter gelegt, während das Haftmittel bereit ist für das Anhaften an den Behälter.
- Eine zweite Ausführungsform nutzt auch irgendein geeignetes Etikettenmaterial in Rollenform, einschließlich leichten Etikettenrohstoff. Die Bahn aus Etikettenmaterial wird zu einer Haftmittelapplikationsstation und einem Rundwalzenschneider geführt.
- Wenn die kontinuierliche Etikettenmaterialbahn mit Schmelzkleber darauf in das Applikationssystem geführt wird, passiert sie einen Rundwalzenschneider neben und in Kontakt mit einer Drehstütze und einer Überführungstrommel, die Vakuumapplikatorplatten enthält. Jedes Etikett wird auf einer Reihe von Vakuumapplikatorplatten getragen, die an einer drehbaren Stütztrommel montiert sind. Die Vakuumapplikatorplatten drehen sich mit der Trommel und sind sternenförmig aus einer eingefahrenen Position, wenn sie die Bahn aus der Haftmittelapplikationsstation aufnehmen und wenn sie sich an der Schneidestation befinden, zu einer sternenförmig nach außen ausgedehnten Position beweglich, wobei in dieser ausgedehnten Position jede Vakuumapplikatorplatte das Etikett mit dem Behälter verbindet. Gemäß der zweiten Ausführungsform sind die Schneider oder Messer an einer zweiten drehbaren Trommel montiert, die so positioniert ist, daß sie ein Etikett aus dem Teil der Bahn schneidet, der dann mit der Vakuumapplikatorplatte ausgerichtet wird. Die neu geschnittenen Etiketten werden dann nacheinander zu einem Behälter bewegt, während sie an der Vakuumapplikatorplatte gehalten werden. Wenn sich die Vakuumapplikatorplatten nacheinander aus der Schneidestation zur Applikationsstation bewegen, werden sie sternenförmig zu der ausgedehnten Position bewegt.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine schematische Grundrißansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
2 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Kleberauftrageteils der Etikettiervorrichtung aus1 . -
3 ist eine vergrößerte Seitenansicht der Vakuumtrommel der Etikettiervorrichtung aus1 . -
4 ist eine vergrößerte Grundrißansicht, die den Kleberapplikator, die Vakuumtrommel mit ihren Messern, die ein Etikett schneiden, und einen Behälter, auf den ein Etikett aufgetragen werden kann, zeigt. -
5 ist eine ähnliche Ansicht wie4 , die zeigt, wie ein Etikett auf einen Behälter aufgetragen wird. -
6 ist eine Ansicht der Länge einer Etikettenmaterialbahn, die eine Reihe von Wiederholungsmustern mit einer erkennbaren Markierung in jedem Muster zeigt. -
7 ist eine Ansicht eines Etiketts, die die Schnittenden mit umgeklappten Ecken und Haftmittel neben jedem Ende auf der dem bedruckten Vermerk gegenüberliegenden Seite zeigt. -
8 ist eine schematische Draufsicht einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
9 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Ausführungsform, die in8 gezeigt wird. -
10 ist eine perspektivische Ansicht, die zeigt, wie Etiketten aus der Bahn geschnitten werden, und einen skelettartigen Rest der Bahn, der von den geschnittenen Etiketten entfernt wird, zeigt. - Beschreibung der Erfindung
- In Anbetracht der
1 –7 wird eine Ausführungsform einer Etikettiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Vorrichtung umfaßt eine Abwickelspule10 , die eine Bahn12 aus Etikettenrohstoff enthält, bei dem eine erste Seite13 gedruckte Vermerke mit einer Markierung M aufweist und eine zweite Seite14 Haftmittel zur Befestigung eines Etiketts25 auf einem Behälter aufnehmen soll. - In Anbetracht der
6 und7 wird in6 die Länge einer Bahn12 mit Vermerken mit Wiederholungsmustern P, die auf der ersten Seite13 gedruckt sind, die eine Markierung M auf jeder Etikettenlänge umfassen, die von einem Scanner gelesen werden können, gezeigt.7 zeigt ein Etikett25 , das sich vom Bandanfang L zum Bandende T mit einem Vermerk und einer Markierung M auf der ersten Seite13 , erstreckt. Bei dem Etikett25 in7 ist eine Ecke von jedem Ende umgeklappt, damit die zweite Seite14 und das Haftmittel A, das sich vollständig von jedem Ende L und T erstreckt, zu sehen sind. Wie aus der folgenden Be schreibung ersichtlich wird, wird bei der Bahn12 das Haftmittel A vor dem Schneiden auf die zweite Seite14 aufgetragen. Daher ist klar, daß das Haftmittel A vollständig vom Bandanfang L zum Bandende T reichen wird. - Die Abwickelspule
10 ist entgegen dem Uhrzeigersinn über eine Welle15 , die außerhalb eines Halters16 getragen wird, beweglich. Nach dem Abziehen von der Abwickelspule10 wird die Bahn12 durch eine Etikettenbeschickungs- und Druckregistrierstation20 zu einer Kleberauftragungskonstruktion30 und dann zu einer Vakuumtrommel40 überführt, die eine Vielzahl von Messern41 enthält, die mit einer erwärmten Amboßwalze42 cooperieren, um die Bahn12 mit neu aufgebrachtem Haftmittel oder Kleber zu Etiketten25 mit der gewünschten Länge zu schneiden. Die einzelnen Etiketten25 werden von einer Vakuumtrommel40 , wobei das Haftmittel nach außen zeigt, zu einer Etikettenapplikationsstation44 überführt, wo jedes Etikett25 auf einen Behälter C aufgelegt wird und daran haftet, das damit durch ein Sternrad45 verbunden wird. Das Sternrad45 trägt nacheinander die Behälter C zu einer Position zwischen dem Etikett25 , das von der Vakuumtrommel40 getragen wird, und einem Aufwalzkissen46 , das reibungsschlüssig auf den Behältern C aufliegt, wodurch sie sich in Folge dessen, daß sie zwischen dem fixierten Aufwalzkissen46 und der rotierenden Vakuumtrommel40 gefangen sind, drehen. Die rotierenden Behälter C kommen mit der zweiten Seite14 der einzelnen Etiketten25 , die von der rotierenden Vakuumtrommel40 getragen werden, in Kontakt. So werden die Etiketten mit Haftmittel auf der zweiten Seite14 jedes Etiketts25 neben den Enden L und T an den Behältern C befestigt. Erreichen die Behälter das Ende des Aufwalzkissens46 , werden sie auf eine Förderanlage50 geführt und aus der Etikettiervorrichtung transportiert. - Die Etikettenzufuhr- und Druckregistrierstation
20 umfaßt eine Beschickungswalze21 , die von herkömmlichen Energielieferanten angetrieben wird, und eine Bremse23 , die an der Beschickungswalze21 und der zweiten Seite14 der Bahn, die außen an der Beschickungswalze21 entlangläuft, aufliegt. Die Bremse23 ist gelenkig an einem Ständer24 montiert, damit sie bezogen auf die Beschickungswalze21 von einer nicht aufliegenden zu einer aufliegenden Position bewegt werden kann. Ein optischer Scanner22 ist mit einem gewissen Abstand montiert, damit er die erste Seite13 der Bahn12 und die Markierung M auf jedem Wiederholungsmuster P erfassen kann. Wenn die Bahn12 die Abwickelspule10 verläßt, läuft sie über eine Bandrolle26 , eine Tänzerwalze27 , die an einem schwenkbar montierten Tänzer arm28 befestigt ist, und eine zweite Bandrolle29 , bevor sie die Beschickungswalze21 erreicht. Der Scanner22 scannt die bedruckte erste Seite13 und erfaßt die spezielle Markierung M in dem gedruckten Vermerk auf jedem Wiederholungsmuster P. Der Scanner22 löst bei der Erfassung jeder Markierung M die Bremse23 aus, um so die Beschickungswalze21 und die Bahn12 für einen Moment zu stoppen. Durch die Stoppbewegung der Bahn12 an der Etikettenzufuhrstation20 wird die Bahn12 auch für einen Moment im Bereich der Vakuumtrommel40 gestoppt. Der Scanner22 ist in bezug auf die Trommel40 und ihre Schneider41 synchronisiert, so daß der vorübergehende Stopp der Bahn12 immer dann auftritt, wenn die Schneider41 mit der erwärmten Amboßwalze42 ausgerichtet sind und so ein Etikett25 aus der Bahn12 schneiden. - Die Vakuumtrommel
40 wird bei einer solchen Geschwindigkeit betrieben, daß sich ihre äußere Berührungsfläche, auf der die Bahn12 aufliegt, bei der gleichen Geschwindigkeit, wie die normale Geschwindigkeit der Bahn12 , bewegt, wenn die Bremse23 die Bewegung der Bahn12 nicht stoppt. Wie zu erkennen sein wird, wird das Auslösen der Bremse23 zum Stoppen der Bewegung der Bahn12 , während sich die Vakuumtrommel40 bei einer konstanten Rotationsgeschwindigkeit bewegt, dazu führen, daß die Bahn12 für einen Moment gestoppt und gegen die Berührungsfläche der Vakuumtrommel40 geschoben wird. Der Schlupf der Bahn12 bezogen auf die Berührungsfläche der Vakuumtrommel40 wird offensichtlich nur im Bereich der Vakuumtrommel40 an der Vorderseite der Berührungsfläche zwischen Vakuumtrommel40 und Messern41 , die auf der erwärmten Amboßwalze42 aufliegt, stattfinden, d. h. dem Teil der Bahn12 in Richtung der Kleberauftragungskonstruktion30 von der erwärmten Amboßwalze42 . Das Stoppen der Bahn12 bezogen auf die Berührungsfläche der Vakuumtrommel40 erzeugt einen Raum zwischen dem Bandende T des zuvor geschnittenen Etiketts25 und dem Ende L der ankommenden Bahn, was der Anfang L des nächsten zu schneidenden Etiketts ist. Da der Raum so erzeugt wird, ist es möglich, durch den Scanner22 und die Bremse23 des Etikettenzufuhrsystems20 , sicherzustellen, daß jedes Etikett25 beim Schneiden die gewünschte Länge und die richtig registrierten Vermerke haben wird. Etiketten mit verschiedenen Längen können unter Verwendung derselben Vakuumtrommel40 mit demselben Raum zwischen den Messern21 einfach unter Verwendung einer Bahn12 , bei der die Markierungen M in einem anderen Abstand als bei der zuvor genutzten Bahn12 beabstandet sind, geschnitten werden. Daher ist es beispielsweise unter Verwendung derselben Trommel40 und Schneidern41 möglich, einige Etiketten mit einer Länge beispielsweise von 23 cm (9'') und andere Etiketten mit einer Länge von 12,7 cm (5''), einfach durch Austausch der Abwickelspule10 , die mit der Bahn12 in Kontakt steht, durch eine neue Abwickelspule mit einer Bahn, bei der die Markierungen M unterschiedlich voneinander beabstandet sind, herzustellen. - Wie zu erkennen sein wird, wird beim Auslösen der Bremse
23 für einen Moment der Teil der Bahn12 zwischen der Bremse23 und der Vakuumtrommel40 gestoppt, jedoch wird der Teil der Bahn12 zwischen der Beschickungswalze21 und der Abwickelspule10 nicht gestoppt. Um sicherzustellen, daß eine kontinuierliche Spannung an der Bahn12 im Bereich zwischen der Beschickungswalze21 und der Abwickelspule10 anliegt, ist die Tänzerwalze27 , die an dem schwenkbar montierten Tänzerarm28 montiert ist, bezogen auf die Bandrollen26 und29 beweglich, damit sie jegliches Durchhängen, das aus dem vorübergehenden Stoppen durch die Bremse23 resultiert, aufnehmen kann. Ein Lederband17 läuft um die Abwickelspule10 und liegt auf der aufgerollten Bahn auf der Abwickelspule10 auf, um der Abwickelspule10 etwas Rotationswiderstand zu verleihen, wie es in der Technik bekannt ist. Ein Ende des Bandes17 ist an dem Rahmen16 fixiert und das andere Ende des Lederbandes ist an dem Spannungshalter fixiert, wie einer Feder, die wiederum an dem Rahmen16 fixiert ist. - Nach Verlassen des Etikettenzufuhrsystems
20 läuft die Bahn12 um drei Bandrollen31 , bevor sie die Kleberauftragungskonstruktion30 erreicht. - In Anbetracht der
1 ,2 ,4 und5 umfaßt die Kleberwalzenkonstruktion30 eine hohle Kleberwalze32 , die an einer Welle35 montiert ist, die sich aus einem Walzenlagergehäuse36 , montiert an einem Träger43 , erstreckt. Die Kleberwalze32 weist eine geriffelte Oberfläche33 und einen internen Heizer37 auf, der die äußere geriffelte Oberfläche33 im wesentlichen bei derselben Temperatur wie den Kleber, bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 275 bis 320°F, hält, unter Verwendung eines Heißschmelzklebers als den Kleber. Ein Beispiel für einen geeigneten Schmelzkleber ist einer, der von National Adhesive of Bridgewater, N. J. hergestellt und als deren Easy Melt Item Nr. 34-5598 verkauft wird. - Der Kleber wird durch einen Klebestab
38 mit einem Auslaßschlitz39 an die äußere geriffelte Oberfläche33 abgegeben. Der Klebestab38 wird von einer montierten Platte61 getragen und wird durch zwei Kompressionsfedern62 nachgebend gegen die Klebewalze32 gedrängt. Der Kleber wird durch einen Schlauch und einen Einaß34 , der mit dem Auslaßschlitz30 verbunden ist, in den Klebestab38 gepumpt. Außer, daß der Klebestab38 , der aus Messing ist, Haftmittel an die Klebewalze32 abgibt, kratzt er überschüssigen Kleber von der geriffelten Oberfläche33 , bevor dieser Teil der Klebewalze32 den Teil der Bahn erreicht, der den Kleber aufnehmen soll, ab. Der überschüssige Kleber, der von dem Klebestab38 abgestreift wird, wird in einer Kleberwanne51 aufgefangen. die den überschüssigen Kleber zu einem Kleberrücklaufrohr52 und einem Schlauch53 zur Übertragung in einen Verwertungskollektor führt. - Die Kleberauftragungskonstruktion
20 umfaßt auch eine Kompressionswalze54 , die an einer Welle55 , getragen von einem Druckarm56 von einem Lager57 und zwei Manschetten58 , montiert ist. Ein Luftzylinder59 ist am Ende des Druckarms56 gegenüber dem Lager57 befestigt und bewegt die Kompressionswalze54 aus einer Position weg von der Klebewalze32 , wie in4 gezeigt, wenn keine Behälter zur Etikettierung geliefert werden, zu einer Position auf der Kleberwalze32 , wie in5 gezeigt, wenn Behälter zur der Vakuumtrommel40 geführt werden. Sowohl die Klebewalze32 als auch die Kompressionswalze54 werden angetrieben. - Die Kompressionswalze
54 hat eine zylindrische Oberfläche64 mit einem darin gebildeten verlängerten Vorsprung65 , der parallel zur Rotationsachse der Kompressionswalze54 verläuft. In dem Vorsprung65 befindet sich ein Gummikompressionskissen66 , dessen äußere Oberfläche sich sternförmig nach außen hin über die zylindrische äußere Oberfläche64 in einem Abstand von 0,025'' erstreckt. Die Länge des Kompressionskissens66 und die Höhe der zylindrischen äußeren Oberfläche64 sind etwas kleiner als die Breite der Bahn12 , damit nicht versehentlich Haftmittel den Vermerk auf der ersten Seite13 erreicht. - In Anbetracht der
4 ist ersichtlich. daß zum Zeitpunkt, wenn das Gummikompressionskissen66 nicht mit der Klebewalze32 ausgerichtet ist, ein kleiner Zwischenraum68 zwischen der zweiten Seite14 der Bahn und der Oberfläche der Klebewalze32 entsteht. Wie zuvor erörtert, stoppt die Arbeit des Scanners22 und der Bremse23 bei der Erfassung der Markierung M die Bahn12 vorübergehend, während des Schneideintervalls eines Etiketts25 aus der Bahn12 , wenn eines der Messer41 mit dem Amboß42 ausgerichtet ist. Da sowohl die Klebewalze32 als auch die Kompressionswalze54 angetrieben werden, führt der Zwischenraum68 während eines solchen vorübergehenden Stillstandes der Bahn12 dazu, daß die Bahn12 gegen die äußere zylindrische Oberfläche64 der Kompressionswalze54 rutscht. Daher ist es wichtig, daß die Rotation der Kompressionswalze54 mit dem Scanner22 und der Bremse23 so synchronisiert wird, daß sie während des Stoppintervalls der Bahn12 nicht an der Klebewalze32 anliegt. - In Anbetracht von
3 werden Details der Vakuumtrommel40 und der erwärmten Amboßtrommel42 gezeigt. Die Vakuumtrommel40 dreht sich auf einem zentralen Ständer70 , die sich durch ein oberes Lagergehäuse71 erstreckt und in einer unteren Lagerkonstruktion72 getragen wird. - Die Trommel
40 hat eine äußere Auflagefläche75 , auf der die erste Seite13 der Bahn12 und nach dem Schneiden, das neu geschnittene Etikett25 aufliegt. Aus der Auflagefläche75 erstrecken sich viele Durchgänge76 , die mit einem Vakuumventil73 verbunden sind. - An der Vakuumtrommel
40 sind viele Messer41 montiert, bevorzugt3 , die Schnittkanten77 aufweisen, die sich sternförmig nach außen hin über die Auflagefläche75 hinweg in einem Abstand, der ausreicht, um zur Bildung der Etiketten25 durch die Bahn12 zu schneiden, erstrecken. - Die erwärmte Amboßwalze
42 kann mit einer Vielzahl an Heizpatronen48 erwärmt werden und ist drehbar in einem parallelen Abstand zur Auflagefläche75 der Vakuumtrommel40 in einer Position montiert, in der die Schnittkante77 jedes Messers41 aufliegt, wenn sie mit der Amboßtrommel42 mit der Bahn12 dazwischen bei jedem Rotationskreislauf zusammentrifft, wodurch ein Etikett25 aus der Bahn12 herausgetrennt wird. - Das Vakuumventil
73 soll Vakuum durch die Durchgänge76 während der Abschnitte des Rotationskreislaufes, in denen die Bahn12 zuerst auf der Vakuumtrommel40 aufliegt, wenn sie aus der Klebeauftragekonstruktion30 eintrifft, und weiter Vakuum anlegen, damit die Etiketten25 auf der Auflagefläche75 gehalten werden, bis zu dem Zeitpunkt, wo das Etikett an der Etikettenauftragposition44 auf einen Behälter C aufgelegt wird, wobei zu diesem Zeitpunkt kein Vakuum mehr anliegt. Eine Beschreibung über das Anlegen von Vakuum, positivem Druck oder weder eines Vakuums noch eines positiven Druckes während bestimmter Rotationskreisläufe wird in meiner früheren US-Patentanmeldung Ser. Nr. 09/024,886 (US-PS 6,045,616), eingereicht am 17. Februar 1998, bereitgestellt. Je nach Bedarf, können die Vakuumtrommel40 und/oder die Messer41 erwärmt werden. - In Anbetracht der
8 bis10 wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Gemäß dieser Ausführungsform wird eine Abwickelspule110 bereitgestellt. die eine Bahn112 aus Etikettenrohstoff mit einer ersten Seite113 mit gedruckten Vermerken und einer zweiten Seite114 , die Haftmittel zum Anhaften eines Etiketts, das aus der Bahn112 geschnitten wurde, an den Behälter aufnehmen soll, enthält. Die Abwickelspule110 ist gegen den Uhrzeigersinn auf einer Welle115 , montiert auf einem Etikettenrollenhalter, drehbar. - Nach dem Abziehen von der Abwickelspule
110 wird die Bahn112 durch eine Etikettenzufuhrstation120 zu einer Kleberauftragekonstruktion130 und dann zu einer rotierenden Stütz- und Übertragungstrommel140 , die eine Vielzahl an Vakuumapplikatorplatten141 enthält, die die Etiketten125 , die durch Messer152 aus der Bahn112 geschnitten wurden, auf eine erwärmte Walze151 aufnimmt, geführt. - Die Etikettenzufuhrstation
120 umfaßt eine Beschickungswalze121 , die von herkömmlichen Energielieferanten angetrieben wird, und eine Bremse123 , die auf der Beschickungswalze121 und der zweiten Seite114 der Bahn112 aufliegt, die von der Beschickungswalze121 wegzeigt. Die Bremse123 ist schwenkbar an einem Ständer124 montiert, damit diese aus einer nicht aufliegenden zu einer aufliegenden Position bezogen auf die Beschickungswalze121 bewegt werden kann. Ein optischer Scanner122 ist etwas entfernt montiert, damit er die erste Seite113 der Bahn112 und eine Markierung auf jedem Wiederholungsmuster erfassen kann. Wenn die Bahn112 die Abwickelwalze110 verläßt, läuft sie über eine Tänzerwalze127 , die an einem schwenkbar montierten Tänzerarm128 montiert ist, und zwei Bandrollen129 , bevor sie den Scanner und die Beschickungswalze121 erreicht. Der Scanner122 scannt die bedruckte erste Seite113 und erfaßt eine spezielle Markierung, die in den gedruckten Vermerken auf jedem Wiederholungsmuster enthalten ist. Der Scanner122 kontrolliert operativ eine Differentialtransmission, die mit der Beschickungswalze121 verbunden ist, und bei der Erfassung jeder Markierung die Beschickungswalze121 und die Geschwindigkeit der Bahn112 verschnellert oder verlangsamt, um die richtige Registrierung der Vermerke mit Schneidern oder Messern152 sicherzustellen. Im Gegensatz zu den Ausführungsformen der1 –7 , in denen die Bahn12 beim Schneiden für einen Moment gestoppt wird, bewegt sich die Bahn112 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kontinuierlich durch die Etikettenzufuhrstation120 , Kleberauftragekonstruktion130 und die rotierende Stütz- und Übertragungswalze140 . Obgleich ihre Bewegung, wie oben angegeben, vorübergehend verschnellert oder verlangsamt werden kann, um eine richtige Registrierung mit den Schneidern oder Messern152 sicherzustellen, ist ihre Bewegung kontinuierlich. - Die Kleberauftragekonstruktion
130 ist der, die in bezug auf die Ausführungsformen der1 –7 beschrieben wurde, ohne nennenswerte Ausnahme ähnlich. Da das Etikett125 in eine nicht rechteckige Form gestanzt wird, wodurch eine skelettartige Bahn154 entsteht, ist es gemäß der Ausführungsform der8 –10 wünschenswert, das die gesamte zweite Oberfläche114 mit Haftmittel bedeckt wird. Demgemäß hat die in8 gezeigte Kompressionswalze154 eine zylindrische Oberfläche, die die Bahn112 kontinuierlich gegen die Klebewalze132 drängt. - Die Bahn
112 mit Kleber auf der gesamten zweiten Oberfläche114 läuft dann zu der drehbaren Trommel140 mit ihren Vakuumapplikatorplatten141 . Jede der Vakuumapplikatorplatten141 ist an einer Nockenwelle142 montiert, damit sie aus einer eingezogenen Position, bei der die einzelnen Etiketten125 aus der Bahn112 geschnitten werden können, in eine ausgefahrene Position, zur Befestigung jedes Etiketts125 an einem Behälter C, bewegt werden können. Wenn sich die Trommel dreht, bewegt sich ein Nockenstößel157 , der mit jeder Welle142 verbunden ist, in eine Nut158 eines Nockenteils, um das Ausmaß der radialen Bewegung jeder Welle142 und der damit verbundenen Vakuumapplikatorplatte141 zu kontrollieren. - Der Ausdehnungsgrad jeder Vakuumapplikatorplatte
141 aus der Oberfläche der Trommel140 stellt Mittel zur Veränderung und Einstellung des Abstandes zwischen den Etiketten125 , wie aus der Bahn112 gestanzt, zur Abstimmung des Anstandes der ankommenden zu etikettierenden Behälter C bereit. - Kurz nach dem Auflegen der Bahn
112 auf die Drehtrommel140 und die Vakuumapplikatorplatten141 wird die Bahn112 zur Schneidestation150 getragen, wo die einzelnen Etiketten125 geschnitten werden. Die Schneidestation150 umfaßt eine drehbare Walze151 mit einer Vielzahl darauf montierter Messer152 , die so geformt sind, daß sie aus der Bahn112 einzelne Etiketten125 in eine spezielle Form stanzen, wodurch eine skelettartige Bahn154 zurückbleibt, die auf eine Abfallsammelwalze155 gewickelt wird. Die Messer152 , die an der drehbaren Walze151 montiert sind. sind bezogen auf die Vakuumapplilatorplatten141 der Drehtrommel140 so positioniert, daß sie nacheinander ein Etikett125 aus der Bahn112 schneiden, während das Messer152 , das ein solches Etikett ausstanzt, mit einer Vakuumapplikatorplatte141 ausgerichtet ist. Die Vakuumapplikatorplatte141 agiert während der Ausrichtung mit dem Messer152 auch als ein Amboß, gegen den die Bahn112 zwischen dieser und dem Messer152 zur Erleichterung des Schneidens gehalten wird. Die Walze151 weist viele Messer152 auf, bevorzugt vier, die gleichmäßig um die Walze151 angebracht sind und sich nach außen hin in einem kurzen Abstand, ungefähr 0,32 cm (1/8 Inch) von ihrer zylindrischen Außenfläche153 erstrecken. Die Abschnitte der Walze151 , die in jeder geschlossenen Form, definiert durch jedes der Messer152 , liegen, sind mindestens ¼ Inch von der Schnittkante jedes Messers eingelassen, um zu verhindern, daß übermäßig viel Wärme von der Walze151 zu der Bahn112 und den Etiketten125 , die daraus gestanzt werden, gelangt. Die Walze151 und die Messer152 können erwärmt werden, um die Möglichkeit, daß Kleber an den Messern152 haftet, als ein Ergebnis des Austanzens der Bahn112 durch neu aufgetragenes Haftmittel, zu minimieren. - Anstelle oder zusätzlich zu der Erwärmung der Walze
151 kann ein Silikonspray auf jedes der Messer152 unmittelbar bevor die Messer152 den Auflagebereich auf die Bahn112 erreichen und ein Etikett daraus geschnitten wird, gerichtet werden, damit weniger Kleber an den Messern152 haftet. Nach der Entfernung der skelettartigen Bahn154 wird jedes einzelne Etikett125 auf der Vakuumapplikatorplatte141 mit Haftmittel auf der zweiten Seite114 , die nach außen zeigt, getragen. Im Gegensatz zu der Ausführungsform der1 –7 , in der die Bahn12 während des Schneidens vorübergehend angehalten wird, bewegt sich die Bahn112 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kontinuierlich. - Wenn eine Applikatorplatte
141 , die ein Etikett125 trägt, die sich auf der Drehtrommel140 dreht, die Zehnuhrposition erreicht, wie in9 gezeigt, wird sie sternförmig nach außen hin in eine ausgefahrene Position mitgenommen, so daß sie auf einem Behälter C aufliegen wird, der dabei auf einem Förderband160 in Zwölfuhrposition vorbeiläuft, gezeigt in9 . Beim Auflegen des Etiketts125 auf den Behälter C wird Vakuum aus den Vakuumapplikatorplatten141 freigesetzt, und der Behälter C mit dem darauf haftenden Etikett125 wird von dem Förderband160 weiter zur nächsten Arbeitsstelle bewegt. - Ein Hauptvorteil der vorliegenden Ausführungsform der
8 –10 ist, daß die Etiketten direkt aus der rotierenden Vakuumtrommel, auf der sie aus der Bahn auf einen Behälter gestanzt werden, übertragen werden. Dies ist ein Gegensatz zu einer herkömmlichen Etikettiermaschine, bei der die Etiketten (wenn gegenüber der Etikettenmaterialbahn) auf separate Drehtrommeln geführt werden müssen, bevor sie einen zu etikettierenden Behälter erreichen. Dieses Merkmal ermöglicht, daß die Ausführungsform der8 –10 höhere Bandlaufzeiten, als sie mit herkömmlichen Maschinen möglich sind, vorweisen kann. - Ein Fachmann wird viele Modifikationen erkennen. Je nach Bedarf könnten beispielsweise das Haftmittel auf die Bahn
12 oder112 aufgesprüht werden. Meine frühere Anmeldung Ser. Nr. 09/024,886 (US-PS 6,045,616), eingereicht am 17. Februar 1998, offenbart ein Sprüh- und Fangsystem zur Wiederverwertung von Haftmittel. Überdies könnten andere Arten von Schneidevorrichtungen, die in der Industrie bekannt sind, zum Schneiden der Etiketten aus der Bahn mit darauf aufgetragenem Haftmittel verwendet werden. Beispiele solcher alternativen Schneidevorrichtungen umfassen eine modifizierte Stahlbandstanze und das Laserschneiden. Demgemäß sollte der Umfang der vorliegenden Anmeldung nur durch den Umfang der Ansprüche bestimmt werden.
Claims (23)
- Verfahren zur Herstellung von Etiketten mit Haftkleber in einer Vorrichtung zur Auftragung solcher Etiketten auf Behälter, umfassend die Schritte: (a) Beschicken einer Bahn (
12 ) aus Etikettenmaterial aus einer Abwickelspule (10 ) der Vorrichtung, wobei das Etikettenmaterial eine erste Seite (13 ) und eine zweite Seite (14 ) aufweist; (b) Bereitstellen einer Vakuumtrommel (40 ), die bei einer konstanten Umdrehungszahl pro Minute rotiert, und einer zweiten Trommel (42 ), die bei einer konstanten Umdrehungszahl pro Minute arbeitet, wobei eine der Trommeln ein oder mehrere Messer (41 ) aufweist und die andere als ein Amboß agiert; (c) Einlegen der Bahn in eine der Trommeln, und bewegen der Bahn zwischen einer der Trommeln und der anderen Trommel, um die Bahn Schritt für Schritt zu Etiketten zu schneiden; (d) Hervorrufen einer Veränderung der Bewegungsgeschwindigkeit der Länge der Bahn vor dem Einrücken der Bahn zwischen den Messern und dem Amboß, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Seite (13 ) aus dem Etikettenmaterial aufgedruckte Vermerke aufweist, die ein Wiederholungsmuster (p) mit einer Markierung definieren, daß jede Markierung von einem Scanner (22 ) abgetastet wird, bevor die Markierung die Vakuumtrommel (40 ) erreicht, daß die Geschwindigkeitsveränderung durch den Scanner (22 ), bezüglich der Länge der Bahn, die die abgetastete Markierung enthält, bevor das jeweilige Muster, das eine solche Markierung enthält, den Bereich des Einrückens zwischen den Messern (41 ) und dem Amboß erreicht, hervargerufen wird, und wobei Klebstoff auf die zweite Seite (14 ) der Bahn aufgetragen wird, bevor die Bahn in die Vakuumtrommel (40 ) einrückt. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Scanner (
22 ) operativ eine Ubertragung kontrolliert, die mit der Beschickungswalze (21 ) verbunden ist, um die Beschikkungswalze und dadurch die Bewegungsgeschwindigkeit dieser Bahn einen Augenblick lang zu beschleunigen oder zu verlangsamen. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bremse (
23 ) bereitgestellt wird, um die Bewegung des Teils der Bahn zwischen der Bremse (23 ) und der Vakuumtrommel (40 ) einen Augenblick lang zu stoppen. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleberauftragekonstruktion (
30 ) eine Kompressionswalze (54 ) umfaßt, die von einer Position mit einem Abstand zu einer Klebewalze (32 ) zu einer Position, in der sie mit der Klebewalze in Kontakt ist, bewegt wird. - Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotation der Kompressionswalze (
54 ) mit dem Scanner so synchronisiert wird, daß sie während jeden Stoppens der Bahn nicht mit der Klebewalze (32 ) in Kontakt ist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine der Trommeln erhitzt wird,
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei Mittel bereitgestellt werden, die das Ankleben des Klebstoffes an die Messer (
41 ) verhindern oder minimieren. - Verfahren nach Anspruch 7, wobei ein Schmiermittel auf die Messer (
41 ) aufgetragen wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Etiketten (
25 ), die von der Vakuumtrommel (40 ) getragen werden, nacheinander mit den Behältern (C) in Kontakt gebracht werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Vakuumtrommel (
40 ) mit einer Vielzahl von Vakuumapplikatorplatten (141 ) ausgestattet ist, wobei die Applikatorplatten (141 ) so montiert sind, das sie sich radial von einer eingezogenen Position, wenn in einer Linie mit der zweiten Trommel ausgerichtet, zu einer ausgestreckten Position für den Kontakt mit den Behältern (C) bewegen. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei jedes der Messer (
41 ) eine geschlossene Form für das Schneiden eines Etiketts (15 ), das mit der Form übereinstimmt, definiert. - Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Bereich der zweiten Trommel (
151 ) in der geschlossenen Form an den Ecken ausgespart wird, um die übermäßige Wärmeübertragung zu den Etiketten während des Schneideschrittes zu vermeiden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Etikett auf einer Vakuumapplikatorplatte (
141 ) getragen wird. - Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Vakuumapplikatorplatten (
141 ), die ein Etikett trägt, zur Fixierung des Etiketts auf einem Behälter ausgestreckt wird. - Verfahren nach Anspruch 14, das ferner den Schritt der Variierung der äußeren Distanz der Vakuumplatten (
141 ) von der äußeren Wand, wenn sie sich in der ausgestreckten Position befinden und das Inkontaktbringen eines Etiketts mit einem Behälter umfaßt. - Vorrichtung zur Herstellung von Etiketten mit Haftkleber zur Auftragung auf Behälter, umfassend: (a) Mittel zur Beschickung einer Bahn (
12 ) aus Etikettenmaterial aus einer Abwickelspule (10 ), wobei das Etikettenmaterial eine erste Seite (13 ) und eine zweite Seite (14 ) aufweist; (b) eine rotierende Vakuumtrommel (40 ); (c) eine zweite Trommel(42 ); (d) Messer (41 ) auf der Vakuumtrommel oder der zweiten Trommel; und (e) Mittel, die eine Veränderung der Bewegungsgeschwindigkeit der Länge der Bahn vor dem Einrücken der Bahn zwischen dem Messer und dem Amboß hervorrufen, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Seite (13 ) aus dem Etikettenmaterial mit aufgedruckten Vermerken ausgestattet ist, die ein Wiederholungsmuster (p) mit einer Markierung definieren, daß ein Scanner (22 ) bereitgestellt wird, der jede Markierung abtastet, bevor die Markierung die Vakuumtrommel erreicht, daß die Geschwindigkeitsveränderung durch den Scanner (22 ), bezüglich der Länge der Bahn, die die abgetastete Markierung enthält, hervorgerufen wird, bevor das Wiederholungsmuster, daß die Markierung enthält, den Bereich des Einrückens zwischen den Messern und dem Amboß erreicht, und daß es eine Klebstoffauftragsvorrichtung (30 ) zur Auftragung des Klebstoffes auf die zweite Seite der Bahn, bevor die Bahn in die Vakuumtrommel eingerückt wird, gibt. - Vorrichtung nach Anspruch 16, die ferner ein Erwärmungsmittel auf einer der Trommeln (
40 /42 ) umfaßt. - Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Scanner (
22 ) operativ eine Übertragung kontrolliert, die mit der Beschickungswalze verbunden ist, um die Beschickungswalze und dadurch die Bewegungsgeschwiridigkeit der Bahn (12 ) einen Augenblick lang zu beschleunigen oder zu verlangsamen. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bremse bereitgestellt wird, um die Bewegung des Teils der Bahn (
12 ) zwischen der Bremse und der Scannertrommel einien Augenblick lang zu stoppen. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleberauftragekonstruktion (
30 ) einie Kompressionswalze (54 ) umfaßt, die von einer Position mit einem Abstand von einer Klebewalze (32 ) zu einer Position, in der sie mit der Klebewalze in Kontakt ist, bewegt wird. - Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotation der Kompressionswalze (
54 ), die im der Kleberauftragekonstruktion (30 ) enthalten ist, mit dem Scanner (20 ) so synchronisiert wird, daß sie während jeden Stoppens der Bahn nicht mit der Klebewalze (32 ) in Kontakt ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, ferner umfassend eine Vielzahl von Applikatorplatten (
141 ) auf der Vakuumtrommel, wobei die Applikatorplatten (141 ) so montiert sind, das sie sich radial von einer eingezogenen Position, wenn in einer Linie mit der zweiten Trommel ausgerichtet, zu einer ausgestreckten Position für die Verbindung mit den Behältern bewegen. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, wobei die zweite Trommel (
151 ), die erwärmt ist, mit Messern ausgestattet wird, von denen jedes eine geschlossene Form zum Schneiden eines Etiketts, das mit dieser Form übereinstimmt, definiert.
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