WO2023217441A1 - Vakuumzylindereinheit zur etikettenübergabe - Google Patents

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WO2023217441A1
WO2023217441A1 PCT/EP2023/057285 EP2023057285W WO2023217441A1 WO 2023217441 A1 WO2023217441 A1 WO 2023217441A1 EP 2023057285 W EP2023057285 W EP 2023057285W WO 2023217441 A1 WO2023217441 A1 WO 2023217441A1
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WO
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vacuum cylinder
clamping
cylinder unit
sealing rings
drive shaft
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/057285
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Schmid
Original Assignee
Krones Ag
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Filing date
Publication date
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Publication of WO2023217441A1 publication Critical patent/WO2023217441A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65C—LABELLING OR TAGGING MACHINES, APPARATUS, OR PROCESSES
    • B65C9/00—Details of labelling machines or apparatus
    • B65C9/08—Label feeding
    • B65C9/18—Label feeding from strips, e.g. from rolls
    • B65C9/1803—Label feeding from strips, e.g. from rolls the labels being cut from a strip
    • B65C9/1815—Label feeding from strips, e.g. from rolls the labels being cut from a strip and transferred by suction means
    • B65C9/1819—Label feeding from strips, e.g. from rolls the labels being cut from a strip and transferred by suction means the suction means being a vacuum drum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65C—LABELLING OR TAGGING MACHINES, APPARATUS, OR PROCESSES
    • B65C9/00—Details of labelling machines or apparatus
    • B65C9/08—Label feeding
    • B65C9/18—Label feeding from strips, e.g. from rolls
    • B65C9/1865—Label feeding from strips, e.g. from rolls the labels adhering on a backing strip
    • B65C9/1876—Label feeding from strips, e.g. from rolls the labels adhering on a backing strip and being transferred by suction means
    • B65C9/188—Label feeding from strips, e.g. from rolls the labels adhering on a backing strip and being transferred by suction means the suction means being a vacuum drum

Definitions

  • the invention relates to a vacuum cylinder unit according to the preamble of claim 1 and a labeling device equipped therewith for labeling containers.
  • Vacuum cylinder units are known to be components of labeling units for attaching labels provided on rolls to containers, such as bottles, using hot glue.
  • the vacuum cylinder has the task of transporting the glued labels with vacuum support to the transport path of the containers and handing them over to them.
  • the vacuum cylinder is adapted to the format of the labels and can be pulled upwards from the associated rotary drive to change formats.
  • torque transmission and good concentricity a combination of a drive shaft with a polygonal cross-section and a correspondingly positively shaped hub on the vacuum cylinder has proven successful.
  • the polygonal shaft then extends essentially over the entire height of the vacuum cylinder, so that when the format is changed, it must be raised over the entire length of the polygonal connection and thus pulled by the drive shaft. Because of the relatively high weight of the vacuum cylinder and the generally limited access during changeover work, this procedure is very unfavorable from an ergonomic point of view.
  • the stroke that has to be overcome manually when changing the format to remove the vacuum cylinder can be reduced compared to devices with polygonal shafts.
  • the clamping cup and the associated actuation mechanism increase the weight of the vacuum cylinder, which partially negates the ergonomic advantages when lifting the vacuum cylinder.
  • the clamping pot and the associated actuating mechanism increase the expenditure on equipment for the vacuum cylinder, which is designed as a replaceable part, which makes it undesirably more expensive to purchase.
  • a vacuum cylinder unit according to claim 1 is used for vacuum-assisted label transfer in a labeling device for containers and comprises a stationary lower part, a drive shaft surrounded in a ring by the stationary lower part and a vacuum cylinder which is coupled to the drive shaft in a centered manner using a zero-point clamping system.
  • the zero-point clamping system comprises a clamping pin integrated into the vacuum cylinder and a clamping pot rigidly connected to the drive shaft with a locking mechanism that can be opened pneumatically using compressed air for clamping the clamping pin.
  • elastically inflatable sealing rings are arranged in the lower part, which can be inflated using compressed air in order to seal an annular gap between the drive shaft and the lower part upwards and downwards and thereby form an annular channel between the sealing rings for supplying compressed air to the closing mechanism.
  • the sealing rings are designed as radial seals, which expand elastically inwards when inflated and therefore seal against the drive shaft.
  • the clamping pin is the passive component
  • the clamping cup is the actively closing/opening component.
  • the clamping pin arranged on the replaceable vacuum cylinder is comparatively light and inexpensive.
  • Suitable zero-point clamping systems are known, for example, under the name “Zero Clamp®” and usually include a clamping pot housing made of hardened stainless steel, a steel cone for clamping the associated pin without play, an associated precision radial spring, a spring plate and preferably a lock that closes using spring force and pneumatically can be opened.
  • the annular channel which is temporarily created to open the zero-point clamping system, allows the vacuum cylinder to be replaced in any rotational position.
  • the arrangement of the sealing rings in the stationary lower part allows compressed air to be easily supplied to them and to the ring channel.
  • the sealing rings are preferably designed and arranged in such a way that they do not touch the drive shaft without the application of compressed air. This makes it possible to avoid unwanted frictional contact between the seals and the drive shaft during production.
  • Grooves that are open inwards are preferably formed in the lower part to accommodate the sealing rings.
  • the depressurized sealing rings are then completely sunk into the grooves.
  • the sealing rings are elastically deformable not only relative to the drive shaft, but also on their outer circumference and, when relaxed without pressure, have an oversize of 0.1 to 3%, in particular 0.5 to 1%, in relation to their circumference, based on one in the grooves Groove base formed in the sense of a sealing seat.
  • the sealing rings are then always slightly under tension in the groove, which means that the sealing rings retract reliably into the groove after they have been vented.
  • the sealing rings preferably have a profile with an external clamping foot. Furthermore, in the area of a groove base formed in the grooves, a corresponding anchoring profile is then formed for positively and/or non-positively radially anchoring the clamping foot.
  • the anchoring profile can be, for example, a C-profile or a T-profile or, for example, a shaped groove made to fit the clamping foot as a negative. This type of attachment is comparatively flexible, space-saving and reliable.
  • axially guided and releasable bolts for radial locking of the sealing rings are arranged in the stationary lower part in the area of a groove base formed in the grooves.
  • This mounting variant is particularly suitable if the sealing rings are to be removed from the groove base for cleaning, for example, or to simplify the replacement of tired sealing rings, thereby shortening the downtime of the machine.
  • the sealing rings are preferably glued in a radially fixing manner to a groove base formed in the grooves.
  • the seal is then fixed exclusively in the base of the groove with a suitable adhesive, which is particularly reliable and enables high resilience.
  • the following are further formed in the lower part: at least one first supply channel opening between the grooves for supplying compressed air into the annular channel; and second supply channels opening into the grooves for supplying compressed air to the sealing rings.
  • first supply channel opening between the grooves for supplying compressed air into the annular channel
  • second supply channels opening into the grooves for supplying compressed air to the sealing rings.
  • the lower part is an annular component produced using 3D printing, essentially made of plastic.
  • This allows grooves and supply channels with comparatively complex cross-sections and courses to be formed in the lower part in a way that can be flexibly optimized in terms of construction. Furthermore, cost-effective production is possible.
  • each of the grooves has a cross section that narrows from the groove base towards the annular channel. This promotes the automatic retraction of the pressureless sealing rings into the grooves in order to avoid frictional contact with the drive shaft.
  • the sealing rings can then have an outer cross section that widens towards the bottom of the groove. For example, trapezoidal cross-sections of the sealing ring and the associated groove that correspond to one another are conceivable.
  • the clamping pot comprises a spring-loaded closing mechanism that can be opened pneumatically, i.e. by applying compressed air.
  • the spring force keeps the connection reliably closed even if the compressed air supply is missing/failed.
  • the clamping pin is inserted into the clamping cup when compressed air is applied and the frictional connection is established by interrupting the compressed air supply and is held mechanically until the compressed air is applied again. This ensures ergonomic opening by temporarily supplying compressed air when the vacuum cylinder is at a standstill.
  • the clamping pot is designed to be opened by applying compressed air at a pressure of 4 to 8 bar. This enables the zero-point clamping system to be opened comparatively easily and ergonomically using a conventional central compressed air supply.
  • the clamping pin preferably has an engagement length of 10 to 50 mm with respect to the clamping cup. This means that the engagement length must be overcome by manual lifting when the vacuum cylinder is lifted off the drive. This allows the vacuum cylinder to be removed relatively ergonomically.
  • the labeling device serves to label containers, in particular bottles, and for this purpose comprises a vacuum cylinder unit arranged for the direct transfer of labels to the containers according to at least one of the described embodiments.
  • the labeling device is, for example, for all-round labeling of the containers by means of the roll provided and then with Hot melt coated labels are formed.
  • the labeling device is then a hot melt labeling unit.
  • it can also be a cold glue labeling unit for containers.
  • the labeling machine includes the labeling device described and a continuously rotating container carousel for positioning the containers during label transfer.
  • a preferred embodiment of the invention is shown graphically. Show it:
  • Figure 1 shows a section through the vacuum cylinder unit
  • Figure 2 shows a portion of the vacuum cylinder unit with the sealing rings relaxed
  • Figure 3 shows a portion of the vacuum cylinder unit with the sealing rings inflated
  • Figure 4 shows the arrangement according to Figure 3 in a different sectional plane
  • Figure 5 is an oblique view of the stationary lower part
  • Figure 6 is an oblique view of the drive assembly of the vacuum cylinder unit.
  • figure? a schematic top view of a labeling unit with the vacuum cylinder unit.
  • the vacuum cylinder unit 1 in a preferred embodiment comprises a drive shaft 2 (with an adapter 2a included therein) and a vacuum cylinder 3, which are centered with respect to an upright axis of rotation 1a by means of a zero-point clamping system 4 and are coupled to one another to transmit torque.
  • the zero-point clamping system 4 comprises a clamping pin 5 which is attached to the vacuum cylinder 3 and points downwards during operation, as well as a clamping pot 6 rigidly connected to the drive shaft 2 for firmly clamping the clamping pin 5.
  • connection between the drive shaft 2 and the clamping pot 6 is established, for example, by an adapter 2a arranged at the end of the drive shaft 2, which is simply viewed as part of the drive shaft 2.
  • the clamping pot 6 includes a spring-loaded closing mechanism 7, which can be opened pneumatically by applying first compressed air 8a ( Figure 3), as is known, for example, from the “Zero Clamp®” system.
  • the vacuum cylinder unit 1 further comprises a stationary lower part 9, which surrounds the drive shaft 2 in a ring shape.
  • An annular gap 10 is formed between the drive shaft 2 or the adapter 2a, which rotates during operation, and the stationary lower part 9 (FIG. 2).
  • the lower part 9 includes two inwardly open grooves 11, in each of which an elastically inflatable sealing ring 12 sits.
  • second compressed air 8b By applying second compressed air 8b (FIG. 4), the sealing rings 12 can be inflated in order to seal a section of the annular gap 10 located between the sealing rings 12 upwards and downwards and thereby create an annular channel 10a for the first compressed air 8a required to open the closing mechanism 7 To form clamping pot 6 temporarily.
  • the statements “first” and “second” do not determine an order here, but only serve for functional assignment.
  • the (pneumatically) depressurized sealing rings 12 are preferably completely sunk into the grooves 11.
  • Figure 2 shows the annular gap 10 when the vacuum cylinder 3 is in operation with the sealing rings 12 relaxed/unpressurized
  • Figures 3 and 4 show the vacuum cylinder 3 at a standstill with the sealing rings 12 inflated and the annular channel 10a temporarily formed between them.
  • the annular channel 10a is only created temporarily when the vacuum cylinder 3 is stationary and is then completely delimited by the sealing rings 12, the drive shaft 2 or the adapter 2a and the lower part 9. This makes it possible to supply compressed air to the clamping pot 6 regardless of the rotational position of the vacuum cylinder 3.
  • the sealing rings 12 are anchored in the grooves 11 in such a way that they do not touch the drive shaft 2 without the second compressed air 8b being applied to the seals 12. This avoids undesirable frictional contact between the seals 12 during operation.
  • the sealing rings 12 can, for example, be glued and/or mechanically fastened to the groove base 11a (on the outward-facing wall region) of the grooves 11, in particular (non-destructively) releasable by positive and/or non-positive clamping and/or by a bolt lock (not shown). ), as already described above.
  • the sealing rings 12 can have a circumferential excess in the depressurized state with respect to the associated groove bases 11a, for example by 0.1 to 3% and in particular by 0.5 to 1% (not shown). As a result, the sealing rings 12 are compressed circumferentially even in the depressurized state and avoid the tension generated thereby by, if necessary, moving back to the groove base 11a and then remaining there, so that they are reliably arranged at a distance from the drive shaft 2 / from the adapter 2a during working operation and frictional contact is avoided.
  • the grooves 11 could have a cross section (not shown) that narrows inwards at least in sections from the groove base 11a.
  • the grooves 11 and the sealing rings 12 could have trapezoidal cross-sections that taper towards the annular gap 10.
  • At least one first supply channel 13 is formed in the stationary lower part 9.
  • 9 second supply channels 14 are formed in the stationary lower part.
  • At least one connecting channel 15 is formed in the drive shaft 2 or in the adapter 2a, for example in the form of a bore, which opens into the annular gap 10 at the level of the temporary annular channel 10a and leads to the clamping pot 6 of the locking mechanism 7.
  • the first compressed air 8a can be applied to the clamping pot 6 through the first supply channel 13, the temporary annular channel 10a and the connecting line 15 in order to pneumatically open the closing mechanism 7, so that the vacuum cylinder 3 can be removed as a result of the clamping pin 5 being released.
  • the grooves 11 and the sealing rings 12 are designed over the entire circumference to enable the first compressed air 8a to be applied to the clamping pot 6 regardless of the rotational position of the vacuum cylinder 3 with respect to the lower part 9. This means that the vacuum cylinder 3 can be pulled upwards in any rotational position with respect to the lower part 9 when the clamping pot 6 is pressurized with suitable compressed air. This enables ergonomic handling of the vacuum cylinder 3 during format-specific replacement.
  • the stationary lower part 9 is preferably an annular component, which is produced, for example, in a 3D printing process in a manner known in principle.
  • the grooves 11 and the supply channels 13, 14 can be produced with a comparatively complex shape and optimized in a particularly practical way.
  • the first compressed air 8a can, for example, be supplied from the outside via an inlet-side compressed air connection 13a of the first supply line 13 and the second compressed air 8b via a separate compressed air connection 14a to the second supply lines 14, see for example Figures 3 and 4.
  • the first and second compressed air 8a, 8b can then be switched on mechanically separately from one another in a manner known in principle.
  • the first and second compressed air 8a, 8b can be provided in a manner known in principle with different pressure levels or can also have identical pressure levels.
  • the first compressed air 8a can also be provided via a hose with an air pressure gun or similar valve as a result of manual connection.
  • indexing pins and/or indexing bores can be present surrounding the clamping pin 5 (not shown) in order to determine the rotational position of the vacuum cylinder 3 with respect to the drive shaft 2. Corresponding openings and/or pins are then present in the area of the clamping pot 6.
  • Such indexing can not only serve to determine the relative rotational position to one another, but can also supplement the torque transmission from the drive shaft 2 to the vacuum cylinder 3 through the zero-point clamping system 4, i.e. the non-positive connection between the clamping pin 5 and the clamping cup 6.
  • the indexing pins and associated holes can be embedded in the clamping pot 6 and in an adapter for the clamping pin 5 and can be based on a conventional anti-twist device for another use of such clamping pots.
  • visual, optoelectronic, contact-electrical control and/or a vacuum query are possible in order to ensure that the vacuum cylinder 3 engages correctly.
  • the zero-point clamping system 4 preferably closes automatically using spring preload, but in principle could also be tightened mechanically.
  • it is opened pneumatically, for example by applying the first compressed air 8a with an air pressure of 4 to 8 bar to the temporary annular channel 10a.
  • the zero-point clamping system 4 locks itself in a centering and non-positive manner and remains permanently locked without further pressure being applied.
  • the clamping pin 5 preferably has an engagement length 16 of a maximum of 50 mm in the clamping pot 6, which must be overcome when the vacuum cylinder 3 is lifted off, in order to enable an ergonomic replacement of the vacuum cylinder 3.
  • suction elements 3a for label pickup/delivery are arranged evenly distributed around the circumference on the vacuum cylinder 3.
  • An associated vacuum distributor ring 17 surrounds the stationary lower part 9, see Figure 1.
  • the vacuum distributor ring 17 is pressed against a corresponding sealing surface by means of compression springs of the vacuum cylinder 3 pressed to enable its vacuum supply. Vacuum can then be directed to the suction elements 3a in a manner known in principle via pneumatic connections and hoses (not shown).
  • Figure 6 shows an example of the clamping pot 6 and the lower part 9 as components of a drive group 18 for the vacuum cylinder 3 with a stationary support plate 19 (see also Figures 2 to 4, for example) and a drive motor 20.
  • FIG. 7 shows, by way of example and schematically, a labeling device 21 for labeling containers 22 (only one shown), in particular bottles, with the vacuum cylinder unit 1 arranged for the direct transfer of labels 23 (only one shown) to the containers 22 with an exchangeable Vacuum cylinder 3.
  • the labels 23 are provided, for example, by rollers 24 and coated with hot glue by a gluing unit 25.
  • the labeling device 21 shown is therefore preferably a hot melt labeling unit.
  • a corresponding coupling of a vacuum cylinder unit 1 would also be conceivable in a cold glue labeling unit (not shown) and/or in gripper cylinders, transfer cylinders or similar rotating units, which must be exchanged entirely on labeling devices depending on the format.
  • the labeling device 21 is then preferably part of a labeling machine 31, which includes a continuously rotatable container carousel 32 for positioning the containers 22 during label transfer and at least one labeling device 21 docked in the periphery of the container carousel 32 in a manner known in principle.
  • the described arrangement of the zero-point clamping system 4 with a clamping pin 5 arranged on the vacuum cylinder 3 and with a clamping cup 6 arranged on the drive shaft 2 enables the vacuum cylinder 3 to be replaced ergonomically when changing formats and also reduces the costs for the individual vacuum cylinders 3 that have to be kept in a format-specific manner.
  • the temporary annular channel 10a also enables the vacuum cylinder 3 to be replaced regardless of its rotational position.
  • the motor connected to the drive shaft 2 is switched off and the vacuum cylinder unit 1 is brought to a standstill, i.e. without the rotary drive running.
  • the second compressed air 8b can be switched on, for example at the external compressed air connection 13a.
  • the sealing rings 12 are inflated and the annular channel 10a is temporarily formed in the annular gap 10.
  • you can the first compressed air 8a is switched on and applied to the clamping pot 6 via the annular channel 10a, whereby it opens in such a way that the clamping pin 5 is released and the vacuum cylinder 3 can be lifted upwards from the drive shaft 2.
  • a suitable vacuum cylinder 3 for a different label format can be attached by inserting its clamping pin 5 into the clamping pot 6.
  • the clamping pin 5 is then mechanically clamped in the clamping pot 6 by switching off the first compressed air 8a and venting the annular channel 10a by means of spring preloading and is thereby locked in a torsionally rigid manner.
  • Indexing pins which otherwise serve to prevent rotation when the clamping pot 6 is used individually, can support the torque transmission.
  • the second compressed air 8b can then also be switched off so that the sealing rings 12 are ventilated, relax and thereby retreat back into their grooves 11.
  • indexing pins and/or indexing holes present on the vacuum cylinder 3 are preferably brought into engagement with corresponding structures in the area of the clamping pot 6.
  • the torque required during operation is then predominantly transmitted from the drive shaft 2 to the vacuum cylinder 3 by means of the adapter 2a, for example, through the frictional connection of the zero-point clamping system 4.
  • the absolute rotational position of the drive shaft 2 / of the clamping pot 6 can be arbitrary due to the full pressure coupling through the temporarily formed annular channel 10a.
  • the vacuum cylinder unit 1 and the associated labeling device 21/labeling machine 31 can resume work.

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Abstract

Beschrieben wird eine Vakuumzylindereinheit zur vakuumgestützten Etikettenübergabe an Behälter und eine damit ausgestattete Etikettiervorrichtung. Die Vakuumzylindereinheit umfasst ein stationäres Unterteil, eine davon umgebene Antriebswelle und einen an diese mittels eines Nullpunktspannsystems zentriert mitnehmend gekoppelten Vakuumzylinder. Dadurch, dass das Nullpunktspannsystem einen in den Vakuumzylinder integrierten Spannzapfen und einen mit der Antriebswelle starr verbundenen Spanntopf mit einem pneumatisch zu öffnenden Schließmechanismus zum Festklemmen des Spannzapfens umfasst und im Unterteil Dichtungsringe angeordnet sind, die zum Abdichten eines Ringspalts zwischen der Antriebwelle und dem Unterteil aufgeblasen werden können, um zwischen den Dichtungsringen einen Ringkanal zur Druckluftzufuhr zum Schließmechanismus auszubilden, kann man den Vakuumzylinder in beliebiger Drehlage mit kleinem vertikalen Hub von der Antriebswelle manuell abheben und der überwiegenden Gewichtsanteil des Spannsystems in den Bereich der Antriebswelle verlagern.

Description

Vakuumzylindereinheit zur Etikettenübergabe
Die Erfindung betrifft eine Vakuumzylindereinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine damit ausgestattete Etikettiervorrichtung zur Etikettierung von Behältern.
Vakuumzylindereinheiten sind bekanntermaßen Bestandteile von Etikettieraggregaten zum Anbringen von auf Rollen bereit gestellten Etiketten auf Behältern, wie beispielsweise Flaschen mittels Heißleim. Hierbei hat der Vakuumzylinder die Aufgabe, die mit Leim versehenen Etiketten vakuumgestützt zur Transportbahn der Behälter zu transportieren und an diese zu übergeben.
Der Vakuumzylinder ist formatspezifisch an die Etiketten angepasst und kann für Formatwechsel vom zugehörigen Drehantrieb nach oben abgezogen werden. Hinsichtlich einer Drehmomentübertragung und guten Rundlaufgenauigkeit hat sich hierfür eine Kombination aus einer Antriebswelle mit polygonalem Querschnitt und einer entsprechend formschlüssig ausgeformten Nabe am Vakuumzylinder bewährt. Die Polygonwelle erstreckt sich dann im Wesentlichen über die gesamte Höhe des Vakuumzylinders, so dass dieser beim Formatwechsel über die gesamte Länge der Polygonverbindung angehoben und so von der Antriebswelle gezogen werden muss. Wegen des relativ hohen Gewichts des Vakuumzylinders und des in der Regel eingeschränkten Zugangs bei Umrüstarbeiten ist dieses Vorgehen aus ergonomischer Sicht sehr ungünstig.
Als Behelf wurden gattungsgemäße Vakuumzylindereinheiten beispielsweise in der DE 10 2011 090 190 A1 , DE 10 2013 212 132 A1 und DE 20 2013 103 475 U1 vorgeschlagen, bei denen die Polygonwelle durch eine selbstzentrierende Verbindung eines Spannzapfens mit einem Spanntopf ersetzt ist. Solche Verbindungen werden auch als Nullpunktspannsysteme bezeichnet. Bei den gattungsgemäßen Vorrichtungen weist die Antriebswelle zu diesem Zweck an ihrem oberen Ende einen vergleichsweise kurzen Wellenstummel auf und der zugehörige Vakuumzylinder einen dazu passenden Spanntopf, der zentrierend auf dem Wellenstummel verriegelt werden kann.
Zwar lässt sich dadurch der beim Formatwechsel manuell zu überwindende Hub zum Abziehen des Vakuumzylinders gegenüber Vorrichtungen mit Polygonwellen reduzieren. Jedoch erhöhen der Spanntopf und der zugehörige Betätigungsmechanismus das Gewicht des Vakuumzylinders, wodurch die ergonomischen Vorteile beim Abheben des Vakuumzylinders teilweise zunichtegemacht werden. Zudem erhöht der Spanntopf und der zugehörige Betätigungsmechanismus den apparativen Aufwand für den als Wechselteil konzipierten Vakuumzylinder, was dessen Anschaffung in unerwünschtem Ausmaß verteuert.
Die Nullpunktspannsysteme der gattungsgemäßen Vakuumzylindereinheiten haben sich daher bisher nicht durchgesetzt, so dass weiterhin Bedarf besteht, die Ergonomie beim Austausch von Vakuumzylindern zu verbessern und dabei möglichst auch die Kosten für die formatspezifisch vorzuhaltenden Vakuumzylinder zu minimieren. Die gestellte Aufgabe wird mit einer Vakuumzylindereinheit gemäß Anspruch 1 gelöst. Demnach dient diese zur vakuumgestützten Etikettenübergabe in einer Etikettiervorrichtung für Behälter und umfasst ein stationäres Unterteil, eine ringförmig vom stationären Unterteil umgebene Antriebswelle und einen Vakuumzylinder, der an die Antriebswelle mittels eines Nullpunktspannsystems zentriert mitnehmend gekoppelt ist.
Erfindungsgemäß umfasst das Nullpunktspannsystem einen in den Vakuumzylinder integrierten Spannzapfen und einen mit der Antriebswelle starr verbundenen Spanntopf mit einem pneumatisch mittels Druckluft zu öffnenden Schließmechanismus zum Festklemmen des Spannzapfens. Ferner sind im Unterteil elastisch aufblasbare Dichtungsringe angeordnet, die mittels Druckluft aufgeblasen werden können, um einen Ringspalt zwischen der Antriebswelle und dem Unterteil nach oben und unten hin abzudichten und dadurch zwischen den Dichtungsringen einen Ringkanal zur Druckluftzufuhr zum Schließmechanismus auszubilden.
Die Dichtungsringe sind hierfür als Radialdichtungen ausgebildet, die sich durch Aufblasen elastisch nach innen ausdehnen und demzufolge an der Antriebswelle anliegend abdichten.
Der Spannzapfen ist beim Nullpunktspannsystem die passive Komponente, der Spanntopf die aktiv schließende / öffnende Komponente. Somit lassen sich sämtliche zum Öffnen / Schließen des Nullpunktspannsystems zu betätigenden Komponenten in den beim Formatwechsel nicht auszutauschenden Bereich der Antriebswelle verlagern. Folglich muss der vergleichsweise schwere und teure Spanntopf mit den zugehörigen Betätigungselementen beim Austausch des Vakuumzylinders nicht angehoben / ausgetauscht werden, sodass sowohl die Ergonomie verbessert als auch eine vergleichsweise günstige Konstruktion des Vakuumzylinders möglich wird.
Anders gesagt ist der am austauschbaren Vakuumzylinder angeordnete Spannzapfen vergleichsweise leicht und kostengünstig.
Geeignete Nullpunktspannsysteme sind beispielsweise unter dem Namen „Zero Clamp®“ bekannt und umfassen in der Regel ein Spanntopfgehäuse aus gehärtetem Edelstahl, einen Stahlkonus für spielfreies Einspannen des zugehörigen Zapfens, eine zugeordnete Präzisionsradialfeder, ein Federblech und vorzugsweise eine Verrieglung, die mittels Federkraft schließt und pneumatisch geöffnet werden kann.
Zudem ermöglicht der temporär zum Öffnen des Nullpunktspannsystems vollumfänglich erzeugte Ringkanal einen Austausch des Vakuumzylinders in beliebiger Drehlage. Die Anordnung der Dichtungsringe im stationären Unterteil ermöglicht eine einfache Druckluftzufuhr zu diesen und zum Ringkanal. Vorzugsweise sind die Dichtungsringe so ausgebildet und angeordnet, dass sie die Antriebswelle ohne Beaufschlagung mit Druckluft nicht berühren. Dadurch lässt sich unerwünschter Reibkontakt der Dichtungen mit der Antriebswelle im Produktionsbetrieb vermeiden.
Vorzugsweise sind im Unterteil nach innen offene Nuten zur Aufnahme der Dichtungsringe ausgebildet. Vorzugsweise sind die drucklos entspannten Dichtungsringe dann in die Nuten vollständig versenkt.
Vorzugsweise sind die Dichtungsringe nicht nur zur Antriebswelle, sondern auch an ihrem Außenumfang elastisch verformbar und weisen drucklos entspannt hinsichtlich ihres Umfangs ein Übermaß von 0,1 bis 3 %, insbesondere von 0,5 bis 1 %, bezogen auf einen in den Nuten jeweils im Sinne eines Dichtungssitzes ausgebildeten Nutgrund auf. Die Dichtungsringe sind in der Nut dann stets etwas auf Spannung, wodurch sich die Dichtungsringe nach ihrer Entlüftung zuverlässig in die Nut zurückziehen.
Vorzugsweise weisen die Dichtungsringe ein Profil mit außenliegendem Klemmfuß auf. Ferner ist dann im Bereich eines in den Nuten jeweils ausgebildeten Nutgrunds ein korrespondierendes Verankerungsprofil zum formschlüssig und/oder kraftschlüssig radialen Verankern des Klemmfußes ausgebildet. Das Verankerungsprofil kann beispielsweise ein C-Profil oder ein T-Profil sein oder eine beispielsweise als Negativ zum Klemmfuß passend hergestellte Formnut. Diese Art der Befestigung ist vergleichsweise flexibel anpassbar, platzsparend und zuverlässig.
Vorzugsweise sind im stationären Unterteil im Bereich eines in den Nuten jeweils ausgebildeten Nutgrunds axial geführte und lösbare Bolzen zur radialen Verriegelung der Dichtungsringe angeordnet. Diese Befestigungsvariante eignet sich besonders, wenn die Dichtungsringe beispielsweise zur Reinigung aus dem Nutgrund entfernt werden sollen, oder um den Austausch ermüdeter Dichtungsringe zu vereinfachen, wodurch die Stillstandzeit der Maschine verkürzt wird.
Vorzugsweise sind die Dichtungsringe mit einem in den Nuten jeweils ausgebildeten Nutgrund radial fixierend verklebt. Die Dichtung wird dann mit einem passenden Klebstoff ausschließlich im Nutgrund fixiert, was auf diese Weise besonders zuverlässig ist und hohe Belastbarkeit ermöglicht.
Vorzugsweise sind im Unterteil ferner ausgebildet: wenigstens ein zwischen den Nuten mündender erster Versorgungskanal zum Zuführen von Druckluft in den Ringkanal; und in die Nuten mündende zweite Versorgungskanäle zum Zuführen von Druckluft zu den Dichtungsringen. Dadurch wird ein Dichtungssitz mit einfach zu führender stationärer Druckluftversorgung ermöglicht. Vorzugsweise sind dem ersten Versorgungskanal zum einen und den zweiten Versorgungskanälen zum anderen getrennte externe Druckluftanschlüsse zugeordnet. Dies ermöglicht eine separate und zeitlich koordinierte Druckluftbeaufschlagung zuerst der Dichtungsringe und dann des Spanntopfs sowie eine Druckentlastung in umgekehrter Reihenfolge.
Vorzugsweise ist das Unterteil ein mittels 3D-Druck hergestelltes ringförmiges Bauteil im Wesentlichen aus Kunststoff. Dadurch lassen sich Nuten und Versorgungskanäle mit vergleichsweise komplexen Querschnitten und Verläufen auf hinsichtlich der Konstruktion flexibel optimierbare Weise im Unterteil ausbilden. Ferner ist eine kostengünstige Herstellung möglich.
Vorzugsweise weist wenigstens eine und insbesondere jede der Nuten einen sich vom Nutgrund zum Ringkanal hin verengenden Querschnitt auf. Dies begünstigt ein selbsttätiges Zurückziehen der drucklosen Dichtungsringe in die Nuten, um Reibkontakt mit der Antriebswelle zu vermeiden. Die Dichtungsringe können dann einen sich entsprechend zum Nutgrund hin weitenden Außenquerschnitt aufweisen. Denkbar sind beispielsweise miteinander korrespondierende trapezförmige Querschnitte von Dichtungsring und zugeordneter Nut.
Vorzugsweise umfasst der Spanntopf einen federnd vorgespannten Schließmechanismus, der pneumatisch geöffnet werden kann, also durch Beaufschlagung mit Druckluft. Die Federkraft hält die Verbindung auch bei Fehlen / Ausfallen der Druckluftversorgung zuverlässig geschlossen. Das heißt, der Spannzapfen wird bei anliegender Druckluft in den Spanntopf eingeführt und die kraftschlüssige Verbindung durch Unterbrechen der Druckluftzufuhr hergestellt und so bis zum erneuten Anlegen der Druckluft mechanisch gehalten. Somit ist ein ergonomisches Öffnen durch vorübergehende Druckluftzufuhr bei Stillstand des Vakuumzylinders gegeben.
Vorzugsweise ist der Spanntopf zur Öffnung durch Druckluftbeaufschlagung mit einem Druck von 4 bis 8 bar ausgebildet. Dies ermöglicht ein vergleichsweise einfaches und ergonomisches Öffnen des Nullpunktspannsystems mittels herkömmlicher zentraler Druckluftversorgung.
Vorzugsweise weist der Spannzapfen eine Eingriffslänge von 10 bis 50 mm bezüglich des Spanntopfs auf. Darunter ist zu verstehen, dass die Eingriffslänge beim Abheben des Vakuumzylinders vom Antrieb durch manuellen Hub überwunden werden muss. Damit ist ein relativ ergonomisches Abnehmen des Vakuumzylinders gegeben.
Die gestellte Aufgabe wird ebenso mit einer Etikettiervorrichtung nach Anspruch 13 und mit einer Etikettiermaschine nach Anspruch 15 gelöst. Die Etikettiervorrichtung dient definitionsgemäß der Etikettierung von Behältern, insbesondere Flaschen, und umfasst zu diesem Zweck eine zur unmittelbaren Übergabe von Etiketten an die Behälter angeordnete Vakuumzylindereinheit gemäß wenigstens einer der beschriebenen Ausführungsformen. Die Etikettiervorrichtung ist beispielsweise zur Rundumetikettierung der Behälter mittels von der Rolle bereitgestellter und dann mit Heißleim beschichteter Etiketten ausgebildet. Die Etikettiervorrichtung ist dann ein Heißleim-Etikettieraggregat. Es kann sich dabei aber auch um ein Kaltleim-Etikettieraggregat für Behälter handeln.
Die Etikettiermaschine umfasst die beschriebene Etikettiervorrichtung und ein kontinuierlich drehbares Behälterkarussell zur Positionierung der Behälter bei der Etikettenübergabe.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist zeichnerisch dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 einen Schnitt durch die Vakuumzylindereinheit;
Figur 2 einen Teilbereich der Vakuumzylindereinheit bei entspannten Dichtungsringen;
Figur 3 einen Teilbereich der Vakuumzylindereinheit bei aufgeblasenen Dichtungsringen;
Figur 4 die Anordnung gemäß Fig. 3 in einer anderen Schnittebene;
Figur 5 eine Schrägansicht des stationären Unterteils,
Figur 6 eine Schrägansicht der Antriebsbaugruppe der Vakuumzylindereinheit; und
Figur ? eine schematische Draufsicht auf ein Etikettieraggregat mit der Vakuumzylindereinheit.
Wie beispielsweise die Figuren 1 und 2 erkennen lassen, umfasst die Vakuumzylindereinheit 1 in bevorzugter Ausführungsform eine Antriebswelle 2 (mit einem davon umfassten Adapter 2a) und einen Vakuumzylinder 3, die mittels eines Nullpunktspannsystems 4 bezüglich einer aufrechten Drehachse 1a zentriert und Drehmoment übertragend aneinandergekoppelt sind.
Das Nullpunktspannsystem 4 umfasst einen am Vakuumzylinder 3 befestigten und im Arbeitsbetrieb nach unten weisenden Spannzapfen 5 sowie einen mit der Antriebswelle 2 starr verbundenen Spanntopf 6 zum greifenden Festklemmen des Spannzapfens 5.
Die Verbindung zwischen der Antriebwelle 2 und dem Spanntopf 6 wird beispielsweise durch einen am Ende der Antriebswelle 2 angeordneten Adapter 2a hergestellt, der vereinfachend als Bestandteil der Antriebswelle 2 angesehen wird.
Der Spanntopf 6 umfasst einen federnd vorgespannten Schließmechanismus 7, der durch Beaufschlagung mit erster Druckluft 8a (Figur 3) pneumatisch geöffnet werden kann, wie beispielsweise vom System „Zero Clamp®“ bekannt ist.
Die Vakuumzylindereinheit 1 umfasst ferner ein stationäres Unterteil 9, das die Antriebswelle 2 ringförmig umgibt. Zwischen der im Arbeitsbetrieb rotierenden Antriebswelle 2 bzw. dem Adapter 2a und dem stationären Unterteil 9 ist ein Ringspalt 10 ausgebildet (Figur 2). Das Unterteil 9 umfasst zwei nach innen offene Nuten 11 , in denen jeweils ein elastisch aufblasbarer Dichtungsring 12 sitzt. Durch Anlegen zweiter Druckluft 8b (Figur 4) können die Dichtungsringe 12 aufgeblasen werden, um einen zwischen den Dichtungsringen 12 liegenden Abschnitt des Ringspalts 10 nach oben und unten hin abzudichten und dadurch einen Ringkanal 10a für die zum Öffnen des Schließmechanismus 7 benötigte erste Druckluft 8a am Spanntopf 6 temporär auszubilden. Die Angaben „erste“ und „zweite“ legen hier keine Reihenfolge fest, sondern dienen lediglich der funktionalen Zuordnung.
Die (pneumatisch) drucklos entspannten Dichtungsringe 12 sind in die Nuten 11 vorzugsweise vollständig versenkt.
Die Figur 2 zeigt den Ringspalt 10 im Arbeitsbetrieb des Vakuumzylinders 3 bei entspannten / drucklosen Dichtungsringen 12, die Figuren 3 und 4 dagegen im Stillstand des Vakuumzylinders 3 mit aufgeblasenen Dichtungsringen 12 und dem temporär dazwischen ausgebildeten Ringkanal 10a.
Der Ringkanal 10a wird nur bei stillstehendem Vakuumzylinder 3 temporär erzeugt und dann vollumfänglich von den Dichtungsringen 12, der Antriebswelle 2 bzw. dem Adapter 2a und dem Unterteil 9 begrenzt. Dadurch ist eine Druckluftversorgung des Spanntopfs 6 unabhängig von der Drehlage des Vakuumzylinders 3 möglich.
Wie in der Figur 2 zu erkennen ist, sind die Dichtungsringe 12 derart in den Nuten 11 verankert, dass sie die Antriebswelle 2 ohne Beaufschlagung der Dichtungen 12 mit der zweiten Druckluft 8b nicht berühren. Ein unerwünschter Reibkontakt der Dichtungen 12 im Arbeitsbetrieb wird dadurch vermieden.
Zu diesem Zweck können die Dichtungsringe 12 beispielsweise am Nutgrund 11a (am nach außen weisenden Wandbereich) der Nuten 11 eingeklebt und/oder mechanisch befestigt sein, insbesondere (zerstörungsfrei) lösbar durch formschlüssiges und/oder kraftschlüssiges Klemmen und/oder durch eine Bolzenverriegelung (nicht dargestellt), wie voranstehend bereits beschrieben ist.
Ergänzend oder alternativ können die Dichtungsringe 12 im drucklos entspannten Zustand ein Umfangsübermaß bezüglich der zugeordneten Nutgründe 11a aufweisen, beispielsweise um 0,1 bis 3 % und insbesondere um 0,5 bis 1 % (nicht dargestellt). Dadurch werden die Dichtungsringe 12 auch im drucklosen Zustand umfänglich komprimiert und weichen der dadurch erzeugten Spannung aus, indem sie gegebenenfalls wieder zurück zum Nutgrund 11a hin wandern und dann dort verbleiben, sodass sie im Arbeitsbetrieb zuverlässig auf Abstand zur Antriebswelle 2 / zum Adapter 2a angeordnet sind und Reibkontakt damit vermieden wird. Ergänzend oder alternativ könnten die Nuten 11 einen sich vom Nutgrund 11a nach innen hin zumindest abschnittsweise verengenden Querschnitt (nicht dargestellt) aufweisen. Beispielsweise könnten die Nuten 11 und die Dichtungsringe 12 sich zum Ringspalt 10 hin verjüngende trapezförmige Querschnitte aufweisen.
Die oben genannten Maßnahmen bewirken jeweils, dass sich die drucklos entspannenden Dichtungsringe 12 wieder zuverlässig in die Nuten 11 zurückziehen, so dass sie anschließend auf Abstand zu der im Arbeitsbetrieb rotierenden Antriebswelle 2 / zum Adapter 2a gehalten werden.
Zur Versorgung des Ringkanals 10a mit der ersten Druckluft 8a von außen ist im stationären Unterteil 9 wenigstens ein erster Versorgungskanal 13 ausgebildet.
Zur Versorgung der Dichtungsringe 12 mit der zweiten Druckluft 8b von außen sind im stationären Unterteil 9 zweite Versorgungskanäle 14 ausgebildet.
Zudem ist in der Antriebswelle 2 bzw. im Adapter 2a wenigstens ein Verbindungskanal 15 beispielsweise in Form einer Bohrung ausgebildet, der auf Höhe des temporären Ringkanals 10a in den Ringspalt 10 mündet und zum Spanntopf 6 des Schließmechanismus 7 führt.
Nach Aufblasen der Dichtungsringe 12 durch Anlegen der zweiten Druckluft 8b kann somit die erste Druckluft 8a durch den ersten Versorgungskanal 13, den temporären Ringkanal 10a und die Verbindungsleitung 15 am Spanntopf 6 angelegt werden, um den Schließmechanismus 7 pneumatisch zu öffnen, so dass der Vakuumzylinder 3 infolge einer Freigabe des Spannzapfens 5 abgenommen werden kann.
Die Nuten 11 und die Dichtungsringe 12 sind vollumfänglich ausgebildet, um ein Beaufschlagen des Spanntopfs 6 mit der ersten Druckluft 8a unabhängig von der Drehlage des Vakuumzylinders 3 bezüglich des Unterteils 9 zu ermöglichen. Das heißt, der Vakuumzylinder 3 kann in beliebiger Drehlage bezüglich des Unterteils 9 bei geeigneter Druckluftbeaufschlagung des Spanntopfs 6 nach oben abgezogen werden. Dies ermöglicht eine ergonomische Handhabung des Vakuumzylinders 3 beim formatspezifischen Austausch.
Das stationäre Unterteil 9 ist vorzugsweise ein ringförmiges Bauteil, das beispielsweise in einem 3D-Druckverfahren auf prinzipiell bekannte Weise hergestellt wird. Wie die Figur 5 beispielhaft erkennen lässt, kann man die Nuten 11 und die Versorgungskanäle 13, 14 so mit vergleichsweise komplexer Formgebung herstellen und auf besonders praktikable Weise optimieren.
Die erste Druckluft 8a kann beispielsweise über einen eingangsseitigen Druckluftanschluss 13a der ersten Versorgungsleitung 13 und die zweite Druckluft 8b über einen separaten Druckluftanschluss 14a den zweiten Versorgungsleitungen 14 von außen zugeführt werden, siehe beispielsweise die Figuren 3 und 4. Die erste und zweite Druckluft 8a, 8b können dann auf prinzipiell bekannte Weise getrennt voneinander maschinell zugeschaltet werden.
Die erste und zweite Druckluft 8a, 8b können auf prinzipiell bekannte Weise mit unterschiedlichen Druckniveaus bereitgestellt werden oder auch identische Druckniveaus aufweisen.
Insbesondere die erste Druckluft 8a könne auch über einen Schlauch mit einer Luftdruckpistole oder dergleichen Ventil infolge manueller Zuschaltung bereitgestellt werden.
Im Bereich des Nullpunktspannsystems 4, beispielsweise am Vakuumzylinder 3, können den Spannzapfen 5 umgebend Indexierstifte und/oder Indexierbohrungen vorhanden sein (nicht dargestellt), um die Drehlage des Vakuumzylinders 3 bezüglich der Antriebswelle 2 festzulegen. Im Bereich des Spanntopfs 6 sind dann damit jeweils korrespondierende Öffnungen und/oder Stifte vorhanden. Derartige Indexierung kann aber nicht nur der Festlegung der relativen Drehlage zueinander dienen, sondern die Drehmomentübertragung von der Antriebswelle 2 auf den Vakuumzylinder 3 durch das Nullpunktspannsystem 4, also die kraftschlüssige Verbindung zwischen Spannzapfen 5 und Spanntopf 6, ergänzen.
Die Indexierstifte und zugehörige Bohrungen können im Spanntopf 6 und in einem Adapter für den Spannzapfen 5 eingelassen sein und auf einer herkömmlichen Verdrehsicherung für eine anderweitige Nutzung solcher Spanntöpfe beruhen. Auf prinzipiell bekannte Weise ist visuelle, optoelektronische, kontaktelektrische Kontrolle und/oder eine Vakuumabfrage möglich, um ein korrektes Einrasten des Vakuumzylinders 3 sicherzustellen.
Das Nullpunktspannsystem 4 schließt vorzugsweise selbsttätig mittels Federvorspannung, könnte aber prinzipiell zusätzlich mechanisch festgezogen werden. Zum Trennen und Zusammenfügen des Nullpunktspannsystems 4 wird dieses pneumatisch geöffnet, beispielsweise durch Anlegen der ersten Druckluft 8a mit einem Luftdruck von 4 bis 8 bar an den temporären Ringkanal 10a. Durch Druckentlastung verriegelt sich das Nullpunktspannsystems 4 zentrierend und kraftschlüssig von selbst und bleibt ohne erneute Druckbeaufschlagung permanent verriegelt.
Der Spannzapfen 5 hat vorzugsweise eine beim Abheben des Vakuumzylinders 3 zu überwindende Eingriffslänge 16 von höchstens 50 mm in den Spanntopf 6, um einen ergonomischen Austausch des Vakuumzylinders 3 zu ermöglichen.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass am Vakuumzylinder 3 prinzipiell bekannte Ansaugelemente 3a zur Etikettenaufnahme/ -abgabe umfänglich gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Ein zugehöriger Vakuumverteiler-Ring 17 umgibt das stationäre Unterteil 9, siehe die Figur 1. Der Vakuumverteiler-Ring 17 wird mittels Druckfedern gegen eine korrespondierende Dichtfläche des Vakuumzylinders 3 gedrückt, um dessen Vakuumversorgung zu ermöglichen. Über pneumatische Anschlüsse und Schläuche (nicht dargestellt) kann Vakuum dann auf prinzipiell bekannte Weise zu den Ansaugelementen 3a geleitet werden.
Die Figur 6 zeigt beispielhaft den Spanntopf 6 und das Unterteil 9 als Bestandteile einer Antriebsgruppe 18 für den Vakuumzylinder 3 mit einer stationären Tragplatte 19 (siehe beispielsweise auch Figuren 2 bis 4) und einem Antriebsmotor 20.
In der Figur 7 ist beispielhaft und schematisch eine Etikettiervorrichtung 21 zur Etikettierung von Behältern 22 (nur einer dargestellt), insbesondere Flaschen, dargestellt, mit der zur unmittelbaren Übergabe von Etiketten 23 (nur eines dargestellt) an die Behälter 22 angeordneten Vakuumzylindereinheit 1 mit einem austauschbaren Vakuumzylinder 3.
Die Etiketten 23 werden beispielsweise von Rollen 24 bereitgestellt und von einem Leimwerk 25 mit Heißleim beschichtet. Die dargestellte Etikettiervorrichtung 21 ist somit vorzugsweise ein Heißleim-Etikettieraggregat.
Alternativ wäre eine entsprechende Ankopplung einer Vakuumzylindereinheit 1 aber auch bei einem Kaltleim-Etikettieraggregat (nicht dargestellt) denkbar und/oder bei Greiferzylindern, Transferzylindern oder dergleichen rotierenden Einheiten, die in Gänze an Etikettiervorrichtungen formatabhängig ausgetauscht werden müssen.
Die Etikettiervorrichtung 21 ist dann vorzugsweise Bestandteil einer Etikettiermaschine 31 , die ein kontinuierlich drehbares Behälterkarussell 32 zur Positionierung der Behälter 22 bei der Etikettenübergabe umfasst sowie wenigstens eine in der Peripherie des Behälterkarussells 32 auf prinzipiell bekannte Weise angedockte Etikettiervorrichtung 21.
Die beschriebene Anordnung des Nullpunktspannsystems 4 mit am Vakuumzylinder 3 angeordnetem Spannzapfen 5 und mit an der Antriebswelle 2 angeordnetem Spanntopf 6 ermöglicht einen ergonomischen Austausch des Vakuumzylinders 3 bei Formatwechseln und reduziert zudem die Kosten für die einzelnen formatspezifisch vorzuhaltenden Vakuumzylinder 3.
Der temporäre Ringkanal 10a ermöglicht zudem einen Austausch des Vakuumzylinders 3 unabhängig von seiner Drehlage.
Für den Austausch des Vakuumzylinders 3 wird der mit der Antriebswelle 2 verbundene Motor abgeschaltet und die Vakuumzylindereinheit 1 in Stillstand, also ohne laufenden Drehantrieb, versetzt.
Sobald der Vakuumzylinder 3 nicht mehr rotiert, kann die zweite Druckluft 8b beispielsweise am externen Druckluftanschluss 13a zugeschaltet werden. Dadurch werden die Dichtungsringe 12 aufgeblasen und der Ringkanal 10a temporär im Ringspalt 10 ausgebildet. Anschließend kann die erste Druckluft 8a zugeschaltet und über den Ringkanal 10a am Spanntopf 6 angelegt werden, wodurch sich dieser derart öffnet, dass der Spannzapfen 5 freigegeben und der Vakuumzylinder 3 von der Antriebswelle 2 nach oben abgehoben werden kann.
Bei weiterhin anliegender erster und zweiter Druckluft 8a, 8b kann ein passender Vakuumzylinder 3 für ein anderes Etikettenformat aufgesetzt werden, indem dessen Spannzapfen 5 in den Spanntopf 6 eingeführt wird.
Der Spannzapfen 5 wird anschließend durch Wegschalten der ersten Druckluft 8a und Belüften des Ringkanals 10a mittels Federvorspannung des Spanntopfs 6 mechanisch in diesem festgeklemmt und dadurch drehsteif verriegelt. Indexierstifte, die ansonsten zur Verdrehsicherung bei Einzelverwendung des Spanntopfes 6 dienen, können die Drehmomentübertragung hierbei unterstützen.
Das heißt, beim Einsetzen des Spannzapfens 5 in den Spanntopf 6 ist dieser mit der ersten Druckluft 8a beaufschlagt und damit geöffnet. Durch Abschalten der Druckluftzufuhr und belüften des Ringkanals 10a schließt sich der Spanntopf 6 mittels Federvorspannung selbsttätig um den Spannzapfen 5.
Anschließend kann auch die zweite Druckluft 8b weggeschaltet werden, so dass die Dichtungsringe 12 belüftet werden, sich entspannen und sich dabei wieder in ihre Nuten 11 zurückziehen.
Zur korrekten Zuordnung der Drehlage des Vakuumzylinders 3 zur Antriebswelle 2 werden vorzugsweise am Vakuumzylinder 3 vorhandene Indexierstifte und/oder Indexierlöcher mit korrespondierenden Strukturen im Bereich des Spanntopfs 6 in Eingriff gebracht. Das im Arbeitsbetrieb erforderliche Drehmoment wird dann überwiegend durch den Kraftschluss des Nullpunktspannsystems 4 von der Antriebswelle 2 beispielsweise mittels des Adapters 2a auf den Vakuumzylinder 3 übertragen.
Die absolute Drehlage der Antriebswelle 2 / des Spanntopfs 6 kann dabei aufgrund der vollumfänglichen Druckankopplung durch den temporär ausgebildeten Ringkanal 10a beliebig sein.
Nach dem Schließen des Nullpunktspannsystems 4 durch Abschalten der Zufuhr sowohl der ersten als auch der zweiten Druckluft 8a, 8b kann die Vakuumzylindereinheit 1 und die damit zugeordnete Etikettiervorrichtung 21 / Etikettiermaschine 31 den Arbeitsbetrieb wiederaufnehmen.

Claims

Ansprüche Vakuumzylindereinheit (1) zur vakuumgestützten Etikettenübergabe in einer Etikettiervorrichtung für Behälter (22), mit einem stationären Unterteil (9), mit einer Antriebswelle (2), die vom Unterteil (9) ringförmig umgeben ist, und mit einem Vakuumzylinder (3), der an die Antriebswelle (2) mittels eines Nullpunktspannsystems (4) zentriert mitnehmend gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Nullpunktspannsystem (4) einen in den Vakuumzylinder (3) integrierten Spannzapfen (5) und einen mit der Antriebswelle (2) starr verbundenen Spanntopf (6) mit pneumatisch zu öffnendem Schließmechanismus (7) zum Festklemmen des Spannzapfens (5) umfasst, und dass im Unterteil (9) Dichtungsringe (12) angeordnet sind, die zum Abdichten eines Ringspalts (10) zwischen der Antriebwelle (2) und dem Unterteil (9) aufgeblasen werden können, um zwischen den Dichtungsringen (12) einen Ringkanal (10a) zur Druckluftzufuhr zum Schließmechanismus (7) auszubilden. Vakuumzylindereinheit nach Anspruch 1 , wobei im Unterteil (9) nach innen offene Nuten
(11) zur Aufnahme der Dichtungsringe (12) ausgebildet sind, und wobei die Dichtungsringe
(12) so ausgebildet und angeordnet sind, dass sie die Antriebswelle (2) ohne Beaufschlagung mit Druckluft (8b) nicht berühren. Vakuumzylindereinheit nach Anspruch 2, wobei die Dichtungsringe (12) auch an ihrem Außenumfang elastisch verformbar sind und ein umfängliches Übermaß von 0,1 bis 3 %, insbesondere von 0,5 bis 1 %, bezüglich eines in den Nuten (11) jeweils ausgebildeten Nutgrunds (11a) aufweisen. Vakuumzylindereinheit nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Dichtungsringe (12) ein Profil mit außenliegendem Klemmfuß aufweisen, und wobei im Bereich eines in den Nuten (11) jeweils ausgebildeten Nutgrunds (11a) ein korrespondierendes Verankerungsprofil zum formschlüssig und/oder kraftschlüssig radialen Verankern des Klemmfußes ausgebildet ist. Vakuumzylindereinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei im Bereich eines in den Nuten (11) jeweils ausgebildeten Nutgrunds (11a) axial lösbare Bolzen zur radialen Verriegelung der Dichtungsringe (12) angeordnet sind. Vakuumzylindereinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Dichtungsringe (12) mit einem in den Nuten (11) jeweils ausgebildeten Nutgrund (11a) radial fixierend verklebt sind. Vakuumzylindereinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei wenigstens eine und insbesondere jede der Nuten (11) einen sich vom jeweiligen Nutgrund (11a) zum Ringkanal (10a) hin verengenden Querschnitt aufweist. Vakuumzylindereinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei im Unterteil (9) wenigstens ein zwischen den Nuten (11) mündender erster Versorgungskanal (13) zum Zuführen von Druckluft (8a) in den Ringkanal (10a) sowie in die Nuten (11) mündende zweite Versorgungskanäle (14) zum Zuführen von Druckluft (8b) zu den Dichtungsringen (12) ausgebildet sind, und wobei insbesondere dem ersten Versorgungskanal (13) einerseits und den zweiten Versorgungskanälen (14) andererseits getrennte äußere Druckluftanschlüsse (13a, 14a) zugeordnet sind. Vakuumzylindereinheit nach einem der vorigen Ansprüche, wobei das Unterteil (9) ein mittels 3D-Druck hergestelltes ringförmiges Kunststoffbauteil ist. Vakuumzylindereinheit nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei der Schließmechanismus (7) des Spanntopfs (5) mittels federnder Vorspannung schließend ausgebildet ist. Vakuumzylindereinheit nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei der Spanntopf (6) zur pneumatischen Öffnung des Nullpunktspannsystems (4) durch Druckluftbeaufschlagung mit einem Druck von 4 bis 8 bar ausgebildet ist. Vakuumzylindereinheit nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei der Spannzapfen (5) eine Eingriffslänge (17) von 10 bis 50 mm bezüglich des Spanntopfs (6) aufweist. Etikettiervorrichtung (21) für Behälter (22), mit einer zur unmittelbaren Übergabe von Etiketten (23) an die Behälter, insbesondere Flaschen, angeordneten Vakuumzylindereinheit (1) nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche. Etikettiervorrichtung nach Anspruch 13, die zur Übergabe von auf Rollen (24) bereitgestellten und mit Heißleim beschichteten Etiketten (23) ausgebildet ist. Etikettiermaschine (31) mit der Etikettiervorrichtung (21) nach Anspruch 13 oder 14 und mit einem kontinuierlich drehbaren Behälterkarussell (32) zur Positionierung der Behälter (22) bei der Etikettenübergabe.
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