Schneidwerk für ein Etikettieraggregat sowie Etikettieraggregat mit einem solchen Schneidwerk

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schneidwerk gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 , 3 oder 19 sowie auf ein Etikettieraggregat entsprechend Oberbegriff Patentanspruch 28.

Insbesondere zum Etikettieren von Flaschen oder dergleichen Behältern mit sogenannten Roll-Fed-Etiketten, die jeweils durch Abziehen und Abtrennen einer Etikettenlänge von einem endlosen Etikettenmaterial erzeugt werden, sind Schneidwerke bekannt. Diese bestehen z. B. im Wesentlichen aus einer Schneidtrommel mit wenigstens einem Schneidtrommelmesser an der Trommelumfangsfläche und aus einer Messerwelle mit wenigstens einem Gegenmesser. In einer bekannten Ausführungsform sind die Schneidtrommel und die Messerwelle für den Schneidvorgang um ihre parallel zueinander angeordneten Achsen synchron umlaufend angetrieben, und zwar derart, dass die Messerwelle gegenläufig zur Schneidtrommel umläuft.

Immer dann, wenn für einen Schneidvorgang ein Schneidtrommelmesser die Schneidposition, d.h. den zwischen der Schneidtrommel und der Messerwelle gebildeten Schneidspalt erreicht hat, befindet sich dort auch ein Gegenmesser der Messerwelle, so dass mit den beiden Messern der Schneidvorgang durchgeführt wird. Um ein einwandfreies Schneiden zu erreichen und hierbei insbesondere auch eine gegenseitige Beschädigung der Messer zu verhindern, ist es erforderlich, den Messerspalt, d.h. den Abstand, den die sich überschneidenden Messer beim Schneidvorgang voneinander aufweisen, möglichst optimal einzustellen. Diese Einstellung erfolgt beispielsweise durch eine Drehwinkelverstellung der Messerwelle, d.h. dadurch, dass bei in der Schneidposition befindlichem Schneidtrommelmesser die dieser Schneidtrommel-Drehstellung entsprechende Drehstellung der Messerwelle so verändert wird, dass sich der gewünschte, möglichst schmale Messerspalt ohne die Gefahr einer Beschädigung der Messers ergibt.

Die Drehwinkelverstellung erfolgt dabei mechanisch beispielsweise über das die Messerwelle antreibende Getriebe, welches hierfür für die Drehwinkelverstellung ausgebildet ist und hierfür eine entsprechende, für die Drehwinkelverstellung betätigbare Drehwinkelverstellanordnung aufweist. Bekannt sind auch andere Ausführungsformen von Schneidwerken beispielsweise solche mit stationärem, d.h. nicht umlaufendem Gegenmesserträger, z. B. einer Messerwelle, welche beispielsweise eine gesteuerte oszillierende Hin- und Herbewegung ausführt.

Nachteilig ist bei bekannten Schneidwerken, dass die Einstellung des Messerspaltes nur sehr grob möglich ist, und dass es insbesondere auch bei der Verarbeitung von sehr dünnem Etikettenmaterial (z. B. mit einer Dicke im Bereich zwischen 30 und 40 μm) entweder zu einem fehlerhaften Schneiden oder aber bei einem Versuch, den Messerspalt entsprechend klein einzustellen, zu einer Beschädigung der Messer kommt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schneidwerk aufzuzeigen, welches diese Nachteile vermeidet und eine sehr feine Einstellung des Messerspaltes ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Schneidwerk entsprechend dem Patentanspruch 1 , 3 oder 19 ausgebildet. Ein Etikettieraggregat ist Gegenstand des Patentanspruches 30.

Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung und in Draufsicht das Etikettieraggregat einer Etikettiermaschine zum Etikettieren von Behältern mit sogenannten Roll-Fed-Etiketten;

Fig. 2 in Teildarstellung eine Draufsicht auf eine Messerwelleneinheit des Schneidwerks der Etikettiermaschine der Figur 1 , zusammen mit einer Verstellvorrichtung zur Feineinstellung des Messerspaltes zwischen den Messern des Schneidwerks;

Fig. 3 das Einstellelement der Verstellvorrichtung der Figur 2 in Einzeldarstellung sowie teilweise geschnitten;

Fig. 4 - 6 jeweils in schematischer Darstellung weitere Einstellelemente für eine Verstellvorrichtung zur Feineinstellung des Messerspalts zwischen den Messern des Schneidwerks.

In den Figuren ist 1 ein Etikettieraggregat eine Etikettiermaschine zum Etikettieren von Flaschen oder dergleichen Behältern 2 mit sogenannten Roll-Fed-Etiketten 3, die von einer Vorratsrolle 4 eines endlosen, bandförmigen Etikettenmaterials 3.1 abgezogen und in einem Schneidwerk 5 des Etikettieraggregates 1 mit der jeweiligen, für ein Etikett 3 benötigten Länge von dem Etikettenmaterial 3.1 abgeschnitten werden. Die so erhaltenen Etiketten 3 werden über eine Etikettier- und übergabetrommel 6 an die Behälter 2, die auf einem um eine vertikale Maschinenachse umlaufenden Rotor 7 der Etikettiermaschine an dem Etikettieraggregat 1 vorbeibewegt werden, übergeben und auf die Behälter 2 aufgebracht. Die Drehrichtungen des Rotors 7 und der übergabetrommel 6 sind mit den Pfeilen A bzw. B angegeben.

Das Etikettenmaterial 3 wird von der Vorratsrolle 4 mittels Förderwalzen 8 und 9 synchron mit der Drehbewegung des Rotors 7 abgezogen und dem Schneidwerk 5 zugeführt. Dieses besteht u.a. aus einer Schneidtrommel 10, die beim Etikettieren um ihre vertikale Trommelachse umlaufend angetrieben ist, und zwar gegensinnig zu der übergabetrommel 6 (Pfeil C). An der kreiszylinderförmigen Umfangsfläche 10.1 weist die Schneidtrommel 10 ein Schneidtrommelmesser 11 auf, welches mit seiner Schneide parallel oder im Wesentlichen parallel zur Trommelachse der Schneidtrommel 10 orientiert und dem ein Gegenmesser 12 an einer Messerwelle 13 zugeordnet ist, sodass bei jedem vollen Umlauf der Schneidtrommel 10 durch das Zusammenwirken der Messer 11 und 12 eine ein Etikett 3 bildende Länge von dem Etikettenmaterial 3.1 abgetrennt und dann vorübergehend an der Umfangsfläche 10.1 der Schneidtrommel 10 beispielsweise durch Vakuum gehalten an die übergabetrommel 6 übergeben wird. Die Messerwelle 13, die Teil einer Messerwelleneinheit 14 des Schneidwerks 5 ist, ist hierfür um ihre Messerwellenachse gegenläufig zu, aber synchron mit der Schneidtrommel 10 angetrieben, und zwar über ein Getriebe, welches in der Figur 1 schematisch mit 15 bezeichnet ist und eine Einstellung der Winkellage bzw. des Drehwinkels der Messerwelle 13 um ihre Achse relativ zum Drehwinkel der Schneidtrommel 10 und dadurch als Messerspaltverstellanordnung eine Einstellung des Gegenmessers 12 relativ zu dem Schneidtrommelmesser 11 bzw. eine Einstellung des Messerspaltes zwischen den beiden Messern ermöglicht, wie dies in den Figuren 1 und 2 mit dem Doppelpfeil D' angedeutet ist.

Getriebe oder Getriebeanordnungen, die eine derartige Drehwinkelverstellung der Messerwelle 13 ermöglichen, sind dem Fachmann bei aus einer Schneidtrommel 10 und einer Messerwelle 13 bestehenden Schneidwerken insbesondere auch von Etikettieraggregaten bekannt und weisen beispielsweise eine Welle 16 auf, die konzentrisch von der als Hohlwelle ausgeführten Messerwelle 13 umschlossen ist und die durch Schwenken um ihre Achse die Drehwinkelverstellung der Messerwelle 13 bewirkt.

Die Figuren 2 und 3 zeigen im Detail eine Verstellvorrichtung, die kontinuierlich und spielfrei eine Feinverstellung der Winkellage bzw. Drehwinkelstellung der Messerwelle 13 relativ zur Schneidtrommel 10 ermöglicht und zwar über die Welle 16. Die Verstellvorrichtung 17 ist entsprechend der Figur 2 an der Oberseite einer Platine 18 vorgesehen, in der die Messerwelle 13 mit ihrem oberen Ende drehbar gelagert ist. Die Verstellvorrichtung 17 umfasst u.a. einen mit der Welle 16 verbundenen und radial von dieser wegstehenden Steuer- oder Stellhebel 19, der zum Verstellen der Drehwinkelstellung der Messerwelle 13 entsprechend dem Doppelpfeil E schwenkbar ist und an welchem die Kolbenstange 20 eines doppelt

wirkenden Pneumatikzylinders 21 angreift bzw. angelenkt ist. Der Stellhebel 19 ist an seiner dem Pneumatikzylinder 21 abgewandten Seite mit einem spitz- oder keilförmig sich verjüngenden Abschnitt 19.1 versehen, der in dem in der Figur 2 dargestellten Zustand der Verstellvorrichtung 17 bzw. der Messerwelleneinheit 15 gegen eine Anlage- oder Steuerfläche 22.1 einer manuellen Stelleinheit 23 anliegt. Die Steuerfläche 22.1 ist an einem auf einer Gewindespindel 24 angeordneten Muttergewindestück 22 als Schrägfläche so ausgebildet, dass die Achse der Gewindespindel einen Winkel von nur wenigen Grad mit der Steuerfläche 22.1 einschließt, beispielsweise einen Winkel von ca. 7 bis 8°. Die Gewindespindel 24 ist beidendig in Lagerstücken 25 bzw. 26 an der Oberseite der Platine 18 drehbar gelagert, und zwar derart, dass die Achse der Gewindespindel 24 in einer Ebene senkrecht zur Achse der Welle 16 liegend gegenüber dieser Welle seitlich bzw. radial versetzt ist. Durch Drehen der Gewindespindel 24 ist das Muttergewindestück 22 in Achsrichtung der Spindel bewegbar, wie dies mit dem Doppelpfeil F angedeutet ist. Um einen spielfreien Sitz des Muttergewindestücks 22 auf der Gewindespindel 24 und damit auch eine spielfreie Einstellung mit der manuellen Stelleinheit 23 zu erreichen, ist zusätzlich zum Muttergewindestück 22 ein weiteres Muttergewindestück 27 auf der Gewindespindel 24 vorgesehen. Zwischen beiden Muttergewindestücken 22 und 27 wirkt eine von zwei Tellerfedern gebildete Federanordnung 28. Um ein Mitdrehen der Muttergewindestücke 22 und 29 beim Drehen der Gewindespindel 24 zu vermeiden, sind beide Muttergewindestücke 22 und 29 axial an einer Führung 29 geführt.

Zum manuellen Drehen der Gewindespindel 24 bzw. zur manuellen Betätigung der Stelleinheit 23 steht die Gewindespindel 24 mit einem Ende über das Lager 25 vor und bildet dort einen eine Angriffsfläche für ein Verstellwerkzeug aufweisenden Kopf, beispielsweise einen als Vierkant ausgebildeten Kopf 24.1.

Das andere, über das Lager 26 vorstehende Ende 24.2 der Gewindespindel 24 wirkt mit einem federnd gegen dieses Ende radial angepressten Reib- oder Bremselement 30 zusammen, welches ein unerwünschtes Verdrehen der Gewindespindel 24 verhindert.

Mit 31 ist eine Mess- und/oder Anzeigevorrichtung bezeichnet, mit der die jeweilige aktuelle Position des Muttergewindestücks 22 angezeigt und/oder gemessen wird, um beispielsweise aus einem Messsignal eine Anzeige an einem Bedienungsdisplay der Etikettiermaschine zu generieren usw..

Während des Etikettierens liegt der Stellhebel 19 mit seinem Abschnitt durch den als Feder wirkenden Pneumatikzylinder 21 gegen die als Schrägfläche ausgebildete Steuerfläche 22.1 an, sodass beim Drehen der Gewindespindel 24 in der einen

Richtung und bei dem hierbei erfolgenden Bewegen des Muttergewindestücks 22 in Richtung des Lagers 26, d.h. bei der für die Figur 2 gewählten Darstellung nach unten der Stellhebel 19 über die als Schrägfläche ausgebildete Steuerfläche 22 um einen geringen Betrag geringfügig im Uhrzeigersinn und bei einem Drehen der Gewindespindel 24 in entgegen gesetzter Richtung und dem hieraus resultierenden Bewegen des Muttergewindestücks 22 in Richtung des Lagers 25 geringfügig im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird. Hiermit ist eine sehr feine, spielfreie Einstellung des Messerspaltes zwischen den Messern 11 und 12 möglich, beispielsweise im Bereich von +/- 5 μm. Durch entsprechende Wahl der Steigung des Gewindes der Gewindespindel 24 und der Muttergewindestücke 22 und 27 ist auch eine Selbsthemmung der Steuereinheit 23 erreichbar, sodass auf das Bremselement 30 verzichtet werden kann.

Durch den Pneumatikzylinder 21 kann der Stellhebel 19 zusätzlich zu dieser Drehwinkelverstellung auch über einen größeren Winkelbereich geschwenkt werden, um so für das Abschalten des Schneidwerks 5 bzw. der Schneidfunktion die beiden Messer 11 und 12 bewusst in einem größeren Maß voneinander zu beabstanden. Die Einstelleinheit 23 bzw. das Muttergewindestück 22 mit der Steuerfläche 22.1 bilden somit letztlich einen einstellbaren Anschlag, gegen den der Stellhebel 19 bzw. dessen Abschnitt 19.1 während des Betriebs des Etikettieraggregates 1 anliegt. Die Einstellung des Messerspalts erfolgt vorzugsweise bei laufendem Schneidwerk 5.

Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass das Gegenmesser 12 an einer umlaufend angetriebenen Messerwelle 13 vorgesehen ist. Grundsätzlich besteht aber auch die Möglichkeit, das Schneidwerk 5 so auszubilden, dass das mit der Schneid- oder Vakuumtrommel 10 umlaufende Messer 11 mit einem stationären Gegenmesser 12 zusammenwirkt, welches dann so angeordnet ist, dass immer dann, wenn das Schneidmesser 11 die Schneidposition erreicht hat, durch das Zusammenwirken beider Messer 11 und 12 der Schneidvorgang durchgeführt wird. Das Gegenmesser ist dabei z. B. an einer stationären, d.h. nicht umlaufenden Messerwelle 13a vorgesehen.

Auch bei dieser Ausführungsform ist es notwendig, den Messerspalt möglichst optimal einzustellen, was wiederum mit der Einstellvorrichtung 17 erfolgt, und zwar durch entsprechendes Einstellen bzw. Drehen der stationären Messerwelle 13a. Die um ihre Achse für diese Einstellung schwenkbare Messerwelle 13a bildet bei dieser Ausführung zusammen mit dem Stellhebel 19 die Messerspaltverstellanordnung. Mit Hilfe des Pneumatikzylinders 21 kann die Welle 13a, von der das Gegenmesser 12 radial wegsteht, zusätzlich auch so weit geschwenkt werden, dass das Gegenmesser 12 außer Wirkungseingriff mit dem umlaufenden Schneidmesser 11 ist und somit u.a. die Funktion des Schneidwerks 5 unterbrochen ist. Auch bei dieser Ausführungsform

ist eine sehr feine, spielfreie Einstellung des Messerspaltes zwischen den Messern 11 und 12 möglich, und zwar durch das spielfreie Schwenken des Stell- oder Steuerhebels 19 und der Messerwelle 13a mit der Verstellvorrichtung 17.

Die Figur 4 zeigt als weitere Ausführungsform eine Einstelleinheit 23a mit einem den einstellbaren Anschlag für den Stellhebel 19 bildenden Schneckenradsegment 32, welches bei 33 beispielsweise wiederum an der Platine 18 um eine Achse parallel zur Schwenkachse des Stellhebels 19 schwenkbar gelagert ist (Doppelpfeil G) und gegen welches der Stellhebel 19 mit seinem Abschnitt 19.1 seitlich anliegt. An dieser Seite ist das Segment 32 mit einem vorzugsweise austauschbaren, die Anlagefläche für den Abschnitt 19.1 bildenden Einsatz 32.1 versehen. An der, der Schwenkachse 33 entfernt liegenden und um diese Achse kreisbogenförmig gekrümmten Seite, ist das Segment 32 mit einer mit einer Gewindespindel 24 zusammenwirkenden Verzahnung versehen. Die Gewindespindel 34, die mit ihrer Achse in einer Ebene senkrecht zur Achse der Welle 16 und senkrecht zur Achse der Schwenkachse 33 orientiert ist, ist frei drehbar in nicht dargestellten Lagern gelagert, sodass durch Drehen, z.B. durch manuelles Drehen der Welle 34 in der einen oder anderen Richtung das Verstellen des Segmentes 32 und damit auch des Stellhebels 19 für die Einstellung des Messerspaltes erfolgen.

Durch entsprechende Wahl der Steigung des Gewindes der Gewindespindel 34 ist eine Selbsthemmung der Einstellung erreicht. Da über den als Feder wirkenden Pneumatikzylinder 21 und den Stellhebel 19 in dem gesamten Stellbereich auf das Segment 32 ein Moment nur in einer Richtung ausgeübt wird, ist auch die Stelleinheit 23a spielfrei.

Die Figur 5 zeigt eine Stelleinheit 23b mit einem Stellglied 35, welches um eine Achse 36 parallel zur Schwenkachse des Stellhebels 19 verstellbar ist (Doppelpfeil H) und welches eine Schnecken- oder exenterartige oder spiralförmige Anlagefläche 35.1 für den Abschnitt 19.1 des Stellhebels 19 bildet.

Die Figur 6 zeigt schließlich eine Steuereinheit 23c, die im Wesentlichen aus einem die Anlage- oder Steuerfläche 37.1 für den Abschnitt 19.1 des Stellhebels 19 bildenden Klotz oder Stellelement 37 besteht, das in einer Führung 38 durch ein nicht dargestelltes Verstellglied verstellbar geführt ist (Doppelpfeil I), und zwar beispielsweise in einer Achsrichtung parallel zur Schwenkachse des Stellhebels 19. Ebenso wie der Einsatz 32.1 des Segmentes 32 und das Stellelement 35 ist auch das Verstellelement 37 ein beispielsweise bei einem Verschleiß austauschbares Austauschelement. Die Steuerfläche 37.1 ist wiederum eine Schrägfläche, die gegenüber der Achse der Verstellung des Stellelementes 35 geneigt ist.

Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass das T-stückartige Stellelement 37 für die Einstellung des Messerspaltes in der Führung 38 verstellbar geführt ist. Ebenfalls vorgesehen ist eine Ausführung, bei der anstelle eines verstellbaren Stellelementes 37 ein beispielsweise ebenfalls T-förmig ausgebildetes Verstellelement vorgesehen ist, welches in eine an der Oberseite der Platine 18 vorgesehene Aufnahme passend eingesetzt und dort befestigt wird. Dieses Verstell- oder Anlageelement ist dann Bestandteil eines Sets mit mehreren solcher Elementen, die hinsichtlich ihrer Grundform identisch sind, bei denen aber der die Anlagefläche bildende Abschnitt von Verstellelement zu Verstellelement eine unterschiedliche Länge aufweist, sodass durch Auswahl eines entsprechenden Verstellelementes eine Einstellung der Lage der Anlagefläche für den Stellhebel 19 und damit eine Einstellung des Messerspaltes möglich ist.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass änderungen sowie Abwandlungen möglich sind. So wurde vorstehend davon ausgegangen, dass die Schneidtrommel 10, aber auch die Messerwelle 13 nur jeweils ein einziges Messer 11 bzw. 12 aufweisen. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, beispielsweise die Schneidtrommel 10 an ihrer Umfangsfläche 10.1 mit mehreren Schneidtrommelmessern 11 auszubilden, wobei das Schneidwerk 5 dann hinsichtlich der Geometrie seiner Funktionselemente und des Antriebs für die Schneidtrommel 10 und die Messerwelle 13 so ausgebildet ist, dass jedes Schneidtrommelmesser 11 beim Schneiden mit einem Gegenmesser 12 zusammenwirkt. Mit Hilfe der Verstellvorrichtung 17 bzw. dem dortigen Stellelement 23, 23a, 23b, 23c ist dann für jeden Schneidvorgang der zwischen den Messern 11 und 12 gebildete Messerspalt möglichst optimal einstellbar.

Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass die im Schneidwerk 5 abgetrennten Etiketten 3 über eine übergabetrommel 6 auf die Behälter 2 aufgebracht werden. Grundsätzlich kann das Etikettieraggregat auch so ausgeführt sein, dass die Etiketten 3 direkt von der Vakuum- oder Schneidtrommel 10 auf die Behälter 2 aufgebracht werden, d.h. die übergabetrommel 6 entfallen ist.

Bezugszeichenliste

1 Etikettieraggregat

2 Behälter

3 Etikett

3.1 Etikettenmaterial

4 Vorratsrolle

5 Schneidwerk

6 übergabetrommel

7 Rotor

8, 9 Förderwalze

10 Schneidtrommel

10.1 Umfangsfläche der Schneidtrommel 10

11 Schneidtrommelmesser

12 Gegenmesser an der Messerwelle

13, 13a Messerwelle

14 Messerwelleneinheit

15 Getriebe

16 Welle

17 Verstellvorrichtung

18 Platine

19 Stellhebel

19.1 Hebelabschnitt

20 Kolbenstange

21 Pneumatikzylinder

22 Muttergewindestück

22.1 Steuerfläche

23, 23a, 23b, 23c Stellelement

24 Gewindespindel

24.1 als Kopfstück ausgebildetes Gewindespindelende

24.2 Gewindespindelende

25, 26 Lager

27 Muttergewindestück

28 Federanordnung

29 axiale Führung

30 Bremselement

31 Mess- und/oder Anzeigevorrichtung

32 Segment

32.1 Einsatz

33 Schwenkachse

34 Schnecke

35 Stellelement

35.1 exzenter- oder schneckenförmige Steuerfläche

36 Drehachse

37 Stellelement 37.1 Steuerfläche

38 Führung

A Drehrichtung des Rotors 7

B Drehrichtung der übergabetrommel 6

C Drehrichtung der Vakuum- oder Schneidtrommel 10

D Drehrichtung der Messerwelle 13

D' Drehwinkelverstellung der Messerwelle 13

F Verstellung des Muttergewindestücks 22

G Verstellung des Segmentes 32

H Verstellung des Stellelementes 35

I Verstellung des Stellelementes 37