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Etikettiermaschine, insbesondere für Flaschen
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Die Erfindung betrifft eine Etikettiermaschine, insbesondere für Flaschen,
mit einem sich drehenden Träger, auf dem exzentrisch mindestens ein Entnahmeelement
mit nach außen gewölbter Aufnahmefläche für Etiketten drehbar gelagert ist, und
mit einem Antrieb für jedes Entnahmeelement, der aus einem feststehenden Sonnenrad
und einem mit dem Sonnenrad kämmenden und gegenüber dem Sonnenrad axial verschiebbare,
über ein kurvengesteuertes Ausgleichsgetriebe mit der Antriebsspindel des Entnahmeelementes
gekuppelten Ritzel besteht.
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Bei einer bekannten Etikettiermaschine dieser Art (-OS 2 325 244)
besteht das Ausgleichsgetriebe aus einem Steilgewinde zwischen dem Ritzel und der
Antriebsspindel des Entnahmeelementes. Die Kurvensteuerung für das Ausgleichsgetriebe
besteht aus einer axialen Nutenkurve, in der ein als Rolle ausgebildetes Abtastorgan
geführt ist. Das kurvengesteuerte Ausgleichsgetriebe bewirkt, daß bei konstanter
Winkelgeschwindigkeit des Trägers die vom Planetengetriebe ausgehende konstante
Winkelgeschwindigkeit überlagert wird von der durch Axialverschiebung des Ritzels
auf dem Steilgewinde ausgehenden Winkelgeschwindigkeit, so daß die Drehbewegung
des Entnahmeelementes nicht gleichförmig sondern beschleunigt oder verzögert erfolgt.
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Diese Beschleunigung und Verzögerung des Entnahmeelementes ist erforderlich,
um an den verschiedenen Stationen der Etikettiermaschine,
wie Etikettenkasten,
Leimwalze und Etikettierzylinder, eine vollständige Abwälzung der zylindrisch gekrümmten
Aufnahmefläche des zwischen dem Krümmungsmittelpunkt und der Aufnahmefläche gelagerten
Entnahmeelementes zu erhalten.
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Die angestrebte vollständige Abwälzung des Entnahmeelementes am Etikettenstapel
und insbesondere die Abwälzung der Entnahmeelemente bei der Übergabe der Etiketten
an den Etikettierzylinder hängt von dem konstruktions- und fertigungsbedingten Spiel
des Steilgewindes ab. Im Laufe des Betriebes kann sich das Spiel derart vergrößern,
daß eine ausreichende Abwälzung, insbesondere bei hohen Leistungen, nicht mehr gewährleistet
ist.
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Bei einem bekannten Schraubengetriebe
F 11 107 II/63c) stehen Spindel und Mutter über ein die Gewindegänge der Spindel
und die Gewindegänge der Mutter eingreifende Kugeln miteinander in Eingriff. Um
axiales Spiel ausgleichen zu können, ist die Mutter zweigeteilt, so daß die beiden
Hälften axial gegeneinander verschoben werden können. Bei einem solchen Getriebe
haben die Rollkreise der Kugeln auf der Spindel und auf der Mutter einen unterschiedlichen
Radius. Das bedeutet, daß die Kugeln und die Gewindegänge nicht vollständig aufeinander
abrollen1 sondern teilweise aufeinander gleiten. Solange solche Getriebe nicht für
besonders hohe Belastungen und häufige Lastwechsel eingesetzt werden, wirkt sich
dieser Nachteil auf den Verschleiß nicht besonders stark aus. Bei Etikettiermaschinen,
bei denen bei drei Stationen (Leimwalze, Etikettenstapel, Etikettierzylinder) mit
je zwei Lastwechsel pro Spindelhub und einen zwischengeschalteten Anpassungshub
an der Spindel aber bei einer geforderten Lebensdauer von 5.000 Betriebsstunden
und einer Leistung von 15 bis 20.000 Etikettierungen pro Entnahmeelement pro Stunde
bis zu 800 Millionen Lastwechsel auftreten, läßt sich ein solches Schraubengetriebe
nicht einsetzen. Nach kürzester Zeit würde der auftretende Verschleiß zu einem Spiel
führen, bei dem eine ausreichende Abwälzung des Entnahmeelementes
an
den einzelnen Stationen nicht mehr gewährleistet ist.
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Bei einem anderen bekannten Schraubengetriebe
AS 1 625 067) trägt die Spindel eine Stegkurve und das längs der Spindel zu bewegende
Teil zwei axial versetzte, an der Stegkurve anliegende Rollen. Zur Beseitigung eines
möglichen axialen Spiels zwischen der Stegkurve und den Rollen können die exzentrisch
gelagerten Rollen mit dem Exzenter versetzt werden. Mit dieser exzentrischen Versetzung
geraten die Rollen aber auch aus den Bereich ihres optimalen Rollkreises mit der
Stegkurve. Dies hat einen erhöhten Verschleiß zur Folge.
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Endlich ist noch ein Steilgewinde zum Umsetzen einer axialen Bewegung
in eine Drehbewegung bekannt
AS 1 072 920), das aus einer auf einer Welle sitzenden Büchse und einem die Büchse
umgebenden Halter besteht, in dem in Aussparungen Rollen mit geringem Spiel ruhen.
Die aus den Aussparungen herausragenden Enden der Rollen greifen in eine schraubenförmig
verlaufende Nutkurve der Büchse ein. Da die Rollen nichts anderes als Kulissensteine
sind, unterliegen sie einem erhöhten Verschleiß und der Gefahr, daß sie sich bei
Belastung verkanten. Mit einem solchen Stellgetriebe ist es nicht möglich, die für
ein exaktes Abwälzen der Entnahmeelemente in einer Etikettiermaschine hohen Genauigkeiten
zu erreichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Etikettiermaschine
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der Verschleiß des Aüsgleichsgetriebes
gering ist und fertigungs-und verschleißbedingtes Spiel beseitigt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ritzel
zwei gegenüberliegende, sich jeweils nur über einen Teil des Spindelumfangs erstreckende
Kurvenstücke mit Steigung trägt,
denen jeweils eines von zwei diametral
gegenüberliegenden, als an der Antriebsspindel drehbar gelagerte Rollenkörper ausgebildeten
Abtastorganen zugeordnet ist und deren Abstand voneinander derart einstellbar ist,
daß vorhandenes Spiel zwischen ihnen und den Abtastorganen beseitigt werden kann.
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Bei der erfindungsgemäßen Etikettiermaschine wirkt jeder Rollenkörper
immer nur mit einem Kurvenstück zusammen. Bei einem Lastwechsel kann sich die in
einer bestimmten Drehrichtung drehende Rolle weiterdrehen, da sie von dem zugehörigen
Kurvenstück entlastet wird. Dadurch wird der Verschleiß auf ein Minimum herabgesetzt.
Da die Rolle sich bei einem Lastwechsel in derselben Drehrichtung weiter dreht,
braucht sie bei einem erneuten Lastwechsel nicht von Null beschleunigt zu werden.
Auch dieser Effekt wirkt sich verschleißmindernd aus. Dieser geringe Verschleiß
ermöglicht ein exaktes Etikettieren während der gesamten Standzeit (z.B. 5.000 Betriebsstunden,
während denen knapp eine Milliarde Lastwechsel auftreten). Verachleißmindernd wirkt
sich ferner aus) daß die Rollen gegenüberliegend angeordnet sind und ihre Lage für
die Spielbeseitigung nicht verändert werden muß. Die Rollen behalten also in Bezug
auf die Kurvenstücke ihre optimale Anordnung. Da der Verschleiß gering ist und die
für die Beschleunigung und Verzögerung der Entnahmeelemente benötigte Zusatz-Drehbewegung
kleine Ausmaße hat, kann die gegenüberliegende Anordnung der Rollenkörper bei entsprechend
kurzen Kurvenstücken gewählt werden.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen Fig. 1 eine Etikettiermaschine
in Aufsicht und schematischer Darstellung, Fig. 2 einen Axialschnitt durch ein Entnahmeelement,
Fig.
3 den Antrieb und die Kurvensteuerung des Entnahmeelementes gemäß Fig. 2 im Axialschnitt
und vergrößerter Darstellung, Fig. 4 einen Ausschnitt aus Fig. 3 aus der Sicht des
Pfeils A.
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Die in der Zeichnung dargestellte Etikettiermaschine weist als Träger
eine obere kreisformig Platte 1 und eine untere kreisförmige Platte 2 auf, in denen
exzentrisch für Entnahmeelemente 3, 4, 5 Antriebsspindeln 6, 7, 8 drehbar gelagert
sind. Die Antriebsspindeln 6 - 8 sind symmetrisch zu den zylindrisch gekrümmten
Aufnahmeflächen 9, 10, 11 und zwischen den Aufnahmeflächen 9, 10, 11 und deren Krümmungsmittelpunkt
angeordnet. Tangential an den von den Aufnahmeflächen 9, 10, 11 in Mittelstellung
beschriebenen Umkreis 12 sind die verschiedenen Stationen, und zwar eine rotierende
Beleimungswalze 13, ein feststehender Etikettenstapel 14 mit ebener Vorderseite
und ein rotierender Etikettierzylinder 15 angeordnet.
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Als Antrieb der Entnahmeelemente 3, 4, 5 dient ein feststehendes Sonnenrad
16, mit dem auf den Antriebsspindeln 6, 7, 8 angeordnete Ritzel 17, 18, 19 kämmen.
Bei Drehung des Trägers 1, 2 in Richtung des Pfeiles P1 drehen sich also die Entnahmeelemente
3, 4, 5 in Richtung des Pfeiles P2, und damit gegensinnig zum Träger 1, 2 und gegensinnig
zu der Leimwalze 13 und dem Eikettierzyllnder 15. Jede Antrieb spindel 6 ist über
eine in der oberen Platte 1 eingesetzte Büchse mit einem Lager 22 und in der unteren
Platte 2 mit Lagern 23 drehbar aber axial unverschieblich gehalten. Der Ständer
2 der E+itettzermaschlne trägt ein ortsfestes, ringförmiges Bauteil 25, das im oberen
Bereich innenseitig das
feststehende Sonnenrad 16 und im unteren
Bereich außenseitig eine ringförmige Stegkurve 26 trägt. Die Stegkurve 26 wird auf
ihren beiden Stirnseiten von einem Paar Rollen 27, 28 abgetastet, die in einem Lagerbock
29 in einstellbaren Exzenterlagern gehalten sind. Der Lagerbock 29 ist auf einem
auf der Antriebsspindel 6 drehbar gelagerten Teil 30 dadurch axial unverschieblich
gehalten, daß er mit einem Steg 31 zwischen zwei Axiallagern 32, 33 eingespannt
ist. Bei einer durch die Stegkurve 26 bewirkten Axialverstellung des Lagerbockes
29 wird also auch das Teil 30 auf der Spindel 6 axial verschoben.
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An dem Teil 30 ist im oberen Bereich drehfest das mit dem Sonnenrad
16 kämmende Ritzel 17 befestigt. Das Ritzel 17 ist senkrecht zu seiner Achse zweigeteilt,
so daß beide Teile gegeneinander verdrehbar sind. Diese Verdreh- und Verspannmöglichkeit
erlaubt es, ein Spiel zwischen den Zahnflanken des Sonnenrades 16 und denen des
Ritzels 17 zu Null zu machen.
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Das Teil 30 weist, wie am besten aus Fig. 4 zu ersehen ist, auf zur
Antriebsspindel 6 gegenüberliegenden Seiten einander zugekehrte Kurvenstücke 34,
35 mit Steigung auf. Der das obere Kurvenstück 34 tragende Teil 30a ist mit dem
das untere Kurvenstück 35 tragenden Teil 30b mittels Schraubenbolzen 36 nach Art
eines Schulterflansches verspannt. In dem oberen Teil 30a sind Langlöcher vorgesehen,
so daß der obere Teil 30a gegenüber dem unteren Teil 30b verdrehbar ist.
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Durch dieses gegenseitige Verdrehen kann der Abstand zwischen den
beiden Kurvenstücken 34, 35 eingestellt werden. Mit jedem dieser beiden Kurvenstücke
34, 35 wirkt jeweils eine Rolle 37, 38 zusammen, die auf einer die Antriebsspindel
6 durchsetzenden Achse 39 gelagert sind.
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Bei Drehung des Trägers 1, 2 wird das Ritzel 17 gedreht.
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Das Ritzel 17 versetzt das Bauteil 30 in Drehung, das über die Kurvenstücke
34, 35 und die Rollen 37, 38 das Drehmoment an die Spindel 6 überträgt. Solange
die Kurvensteuerung 26 - 28 das Bauteil 30 nicht axial verschiebt, verändern die
Rollen 37, 38 ihre Lage auf den Kurvenstücken 34, 35 nicht. Bei Drehung des Trägers
1, 2 mit konstanter Winkelgeschwindigkeit erfolgt demnach auch die Drehung der Entnahmeelemente
mit konstanter Winkelgeschwindigkeit. Wenn jedoch durch die Kurvensteuerung 26 -
28 das Bauteil 30 axial verschoben wird, wirkt sich das in einer Verlagerung der
Rollen 37, 38 auf den Kurvenstücken 34, 35 und damit in einer Beschleunigung bzw.
Verzögerung der von dem Ritzel 17 ausgehenden Drehbewegung aus.
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Der Antrieb und die Kurvensteuerung können bei der erfindungsgemäßen
Etikettiermaschine spielfrei eingestellt werden. Wie bereits erläutert, erfolgt
das einmal durch Verdrehung der beiden Kurvenstücke 34, 35, zum anderen durch Verdrehung
der Exzenterlager der Rollen 27, 28. Spiel zwischen dem Sonnenrad 16 und dem Ritzel
17 kann durch Verdrehen der beiden Ritzelteile gegeneinander zu Null gemacht werden
und ein Spiel des Lagerbockes 29 gegenüber dem Bauteil 30 durch Verspannen des Steges
31 auf dem Teil 30.
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L e e r s e i t e