(19)
(11)EP 2 698 319 A1

(12)EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43)Veröffentlichungstag:
19.02.2014  Patentblatt  2014/08

(21)Anmeldenummer: 13175021.8

(22)Anmeldetag:  04.07.2013
(51)Internationale Patentklassifikation (IPC): 
B65C 9/22(2006.01)
B65C 9/14(2006.01)
B65C 9/00(2006.01)
B65C 9/16(2006.01)
(84)Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA ME

(30)Priorität: 16.08.2012 DE 102012214581

(71)Anmelder: Krones AG
93073 Neutraubling (DE)

(72)Erfinder:
  • Stoiber, Christian
    93073 Neutraubling (DE)

(74)Vertreter: Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser 
Leopoldstrasse 4
80802 München
80802 München (DE)

  


(54)Palettenwelle mit Kunststoffumspritzung


(57) Palettenwelle (100) für eine Etikettiermaschine, umfassend eine Zentralstange (101), die von einer Kunststoffumspritzung (102) umgeben ist und eine Etikettiermaschine zum Versehen von Behältern, wie Flaschen mit Etiketten, mit einer oder mehreren Etikettenpaletten, die eine oder mehrere erfindungsgemäße Palettenwellen umfasst.




Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft eine Palettenwelle, insbesondere für Etikettiermaschinen, die mit einer Kunststoffumspritzung versehen ist.

Stand der Technik



[0002] Aus dem bisherigen Stand der Technik sind Palettenwellen auch zur Verwendung bei Etikettiermaschinen bekannt.

[0003] So offenbart die EP 1 820 734 A1 eine Halterung für eine Welle, insbesondere für eine Palettenwelle einer Etikettiervorrichtung, wobei eine Aufnahmeeinrichtung vorgesehen ist, die einen Endabschnitt der Welle umgibt. Dazu ist ein Hülsenkörper vorgesehen, der zwischen dem Innenumfang der Aufnahmeeinrichtung und der Welle angebracht ist, wobei der Hülsenkörper separat ausgetauscht werden kann.

[0004] Auch die DE 20 2005 007 470 U1, die eine Entnahmevorrichtung für Etiketten beschreibt, offenbart entsprechende Wellen, die zur Befestigung von beispielsweise Etikettenbehältern genutzt werden und eine Drehung dieser Etikettenbehälter ermöglichen. Dazu ist vorgesehen, dass die Wellen Passfedern aufweisen, in die die entsprechenden Nuten der Entnahmeglieder eingreifen können.

Aufgabe



[0005] Insgesamt werden die verwendeten Palettenwellen häufig als Vollwellen oder als dickwandige Hohlwellen ausgestaltet, um eine hinreichende Festigkeit und Biegesteifigkeit zu ermöglichen.

[0006] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Palettenwellen zur Verfügung zu stellen, die trotz hoher Biegesteifigkeit eine geringere Masse aufweisen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Etikettiermaschine, die eine oder mehrere Etikettenpaletten umfasst, mit leichteren aber dennoch stabilen Palettenwellen auszustatten.

Lösung



[0007] Diese Aufgabe wird durch die Palettenwelle für eine Etikettiermaschine nach Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beinhalten zweckmäßige Ausgestaltungen der Palettenwelle.

[0008] Ferner wird durch die Etikettiermaschine nach Anspruch 14 eine Vorrichtung zum Etikettieren von Behältern, wie Flaschen, mit gewichtsreduzierten aber dennoch stabilen Palettenwellen bereitgestellt.

[0009] Die erfindungsgemäße Palettenwelle zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine Zentralstange umfasst, die von einer Kunststoffumspritzung umgeben ist. Das Umspritzen einer Zentralstange mit Kunststoff, beispielsweise faserverstärktem Kunststoff, kann die Biegesteifigkeit erhöhen und bedeutet gleichzeitig eine Verringerung der Masse, verglichen mit einer Palettenwelle gleichen Umfangs, die vollständig aus Metall besteht. Ebenso gestattet die Kunststoffumspritzung eine zusätzliche Verstärkung von Verbindungen der Zentralstange mit anderen Bauteilen.

[0010] In einer Ausführungsform ist die Palettenwelle dadurch gekennzeichnet, dass an dem einen Ende der Zentralstange eine Metallscheibe, die an der Zentralstange befestigt ist, in die Kunststoffumspritzung eingearbeitet ist. Die Metallscheibe kann dazu genutzt werden, die mechanische Festigkeit einer eventuell an diesem Ende angebrachten Verzahnung zu erhöhen. Durch das Einarbeiten der Metallscheibe in die Kunststoffumspritzung wird darüber hinaus die Befestigung der Metallscheibe an die Zentralstange unterstützt und die Wahrscheinlichkeit, dass es zu einem Bruch oder einer Beschädigung der Verbindung zwischen Metallscheibe und Zentralstange kommt, kann reduziert werden bzw. ein entsprechender Bruch effektiv verhindert werden.

[0011] In einer weiteren Ausführungsform ist an demselben Ende eine Stirnverzahnung vorgesehen und/oder die Metallscheibe besteht weiterhin teilweise oder vollständig aus ferromagnetischem Material. Die Stirnverzahnung in Verbindung mit der zumindest teilweise magnetisierbaren Metallscheibe stellt eine lösbare Verbindung der Palettenwelle zur Palettensteuerung dar.

[0012] In einer weiteren Ausführungsform stellen die Stirnverzahnung und die Metallscheibe zusätzlich eine selbstzentrierende und spielfreie Verbindung der Welle mit der Steuerung dar. Das wird erreicht durch die Metallscheibe, die mit einem entsprechenden Gegenstück in der Palettensteuerung eine axiale Haltekraft ausprägen kann. Durch die Anordnung der Stirnverzahnung wird dann eine entsprechende Verbindung hergestellt. Dadurch kann der Verschleiß, der beispielsweise durch Ausschlagen entstehen kann, vermieden werden.

[0013] In einer weiteren Ausführungsform ist die Palettenwelle dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffumspritzung der Palettenwelle eine Auslassung am anderen Ende der Welle aufweist. Diese Auslassung bzw. Freilegung kann als Gleitlagersitz dienen, mit dem die Palettenwelle in eingebautem Zustand in einem Gegenlager fixiert sein kann.

[0014] In einer weiteren Ausführungsform der Palettenwelle ist die Zentralstange als Hohlwelle ausgebildet. Das ermöglicht gegenüber der Verwendung von Vollwellen, beispielsweise aus Stahl oder anderem Material, bei gleichem Umfang, eine erhebliche Gewichtsersparnis, wobei die eventuell auftretenden Stabilitätseinbußen der Gesamtkonstruktion durch die Kunststoffumspritzung teilweise kompensiert werden.

[0015] In einer weiteren Ausführungsform wird als Material für die Zentralstange Stahl oder Aluminium oder Karbon verwendet. Die Verwendung von Stahl bietet dabei eine hohe Materialfestigkeit und Widerstandsfähigkeit. Aluminium und Karbon sind demgegenüber wesentlich leichter, allerdings erfordert insbesondere Aluminium bei gleicher Biegesteifigkeit einen größeren Umfang der Palettenwelle.

[0016] In einer Ausführungsform besteht die Kunststoffumspritzung der Palettenwelle aus faserverstärktem Kunststoff. Diese Form von Kunststoff ist besonders geeignet, um die Materialeigenschaften der Palettenwelle, insbesondere die Biegesteifigkeit und die Verbindung der unterschiedlichen Bauteile zu verbessern.

[0017] In einer weiteren Ausführungsform ist die Palettenwelle dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Palettenwelle wenigstens im Bereich der Auslassung eine nicht-runde Geometrie aufweist. Da die Palettenwelle mit der Palette gerade im Bereich der Auslassung verbunden wird, kann eine nicht-runde Geometrie der Palettenwelle in mindestens diesem Abschnitt zur Herstellung einer stellungsgerechten und formschlüssigen Verbindung zur Palette ohne Verwendung von zusätzlichen Bauteilen beitragen.

[0018] In einer Ausführungsform weist die Materialdicke der Kunststoffumspritzung über den gesamten umspritzten Bereich eine Schwankung von weniger als 5 mm, vorzugsweise 2 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm auf. Die damit einhergehende, möglichst positionsunabhängige Materialdicke der Kunststoffumspritzung kann gerade bei hohen Drehzahlen zusätzliche Drehmomente verhindern und ermöglicht geringe Schwankungen in der Qualität jeder Palettenwelle sowie einzelnen Bereiche einer jeden Palettenwelle.

[0019] In einer Ausführungsform der Palettenwelle ist die Stirnverzahnung eine Hirth-Verzahnung. Die Verwendung einer Hirth-Verzahnung erlaubt eine möglichst kompakte Ausführung der Verbindung mit der Palettensteuerung.

[0020] In einer weiteren Ausführungsform ist die Palettenwelle dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung in gleichmäßiger Teilung ausgeführt ist. Dadurch kein ein umfänglich möglichst konstanter Kraftübertrag realisiert werden und somit Ausschlagen oder unerwünschte Drehmomente verhindert werden.

[0021] In einer Ausführungsform ist die Palettenwelle dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verbindung der Palettenwelle mit der Steuerung eine Freilegung zum Einbringen eines Indexstifts vorgesehen ist. Dadurch kann eine stellungsgerechte Positionierung gewährleistet werden. So wird erreicht, dass die Palettenwelle nur in exakt einer Position in die Steuerung eingepasst werden kann.

[0022] Es lässt sich eine Etikettenmaschine zum Versehen von Behältern, wie Flaschen mit Etiketten, mit einer oder mehreren Etikettenpaletten verwirklichen, wobei die Etikettiermaschine eine oder mehrere Palettenwellen gemäß den obigen Ausführungsformen umfasst. Die so vorgesehene Etikettiermaschine führt aufgrund der Gewichtsersparnis bei den Palettenwellen zu einem niedrigeren Energieaufwand bei gleichzeitig hoher Belastbarkeit und Widerstandsfähigkeit insbesondere der Palettenwellen.

Kurze Beschreibung der Figuren



[0023] 
Fig. 1
Schematische Darstellung der kompletten erfindungsgemäßen Palettenwelle.
Fig. 2
Schematische Darstellung einer Querschnittsfläche der Zentralstange und der Kunststoffumspritzung.
Fig. 3a und b
Schematische Darstellung des Verbindungsendes der Palettenwelle mit der Palettensteuerung.
Fig. 4
Schematische Darstellung einer Etikettiermaschine.

Ausführliche Figurenbeschreibung



[0024] Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Palettenwelle 100. Diese umfasst die Zentralstange 101 mit der Kunststoffumspritzung 102 sowie einen Fuß 103, der ebenfalls mit der Kunststoffumspritzung 102 versehen ist und an dessen unterem Ende das Verbindungselement 104 vorgesehen ist. Die Zentralstange 101 erstreckt sich dabei vorzugsweise über die gesamte Länge der Palettenwelle 100. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass diese Zentralstange 101 nicht bis zum unteren Abschluss des Verbindungselements 104 ausgebildet ist, sondern nur genau so lang vorgesehen ist, dass eine Verbindung mit allen im Weiteren beschriebenen Bauteilen gewährleistet ist. Die Kunststoffumspritzung 102 erstreckt sich, wie dargestellt, bis auf eine Auslassung am oberen Ende der Zentralstange 101, vollständig über die gesamte Länge der Zentralstange und umfasst zumindest teilweise den Fuß 103. Da der Fuß 103 und insbesondere das Verbindungselement 104, bevorzugt nicht in einem Stück aus der Zentralstange gefertigt wird, ist es von Vorteil, wenn die Kunststoffumspritzung 102 nicht nur die Oberseite 130 des Fußes 103 erfasst, sondern vollständig die Außenseite des Fußes 103 und insbesondere des Verbindungselements 104 umschließt. So kann eine maximale Verbesserung der Festigkeit der Verbindung der unterschiedlichen Bestandteile gewährleistet werden.

[0025] Fig. 2 zeigt ein Querschnittsprofil der Zentralstange 201 und der Kunststoffumspritzung 202. Dabei ist zu erkennen, dass die Kunststoffumspritzung 202 ein nicht-rundes Profil aufweist. Im Allgemeinen wird dieses nicht-runde Profil zur Fixierung der Verbindung der Palette mit der Palettenwelle genutzt. Dazu wird die Palette auf die Aussparung am einen Ende der Palettenwelle 100 aus Fig. 1 so angebracht, dass die Öffnung der Palette die Zentralstange 101 und in passender Weise das Profil der Kunststoffumspritzung 202, wie in Fig. 2 dargestellt, aufnehmen kann. Dadurch wird eine sichere und eindeutige Verbindung der Palettenwelle mit der Palette ermöglicht. Dazu kann beispielsweise ein wie in Fig. 2 dargestelltes Dreiecksprofil der Kunststoffumspritzung 202 vorgesehen werden. Das hier dargestellte Dreiecksprofil umfasst dabei drei Abschnitte 202, 202' und 205. Um unerwünschte zusätzliche Drehmomente gerade bei schneller Rotation der Palettenwelle zu vermeiden, weisen die Abschnitte 202', 202" und 205 bevorzugt gleichen Flächeninhalt auf. Um gleichzeitig eine eindeutige Zuordnung bei der Verbindung der Palettenwelle mit einer Palette zu erreichen, kann einer der Abschnitte, wie hier dargestellt, der Abschnitt 205, ein zusätzliches geometrisches Merkmal in Form einer oder mehrerer Ausbuchungen oder Einbuchtungen aufweisen. Wenn auf eine eindeutige Zuordnung der Geometrie der Palettenwelle und insbesondere der Kunststoffumspritzung 202 zur Palette verzichtet werden kann, d.h. wenn die Orientierung der Palettenwelle zur Palette unerheblich wird, können die Elemente 202', 202" und 205 auch möglichst identisch im Rahmen der Herstellungsgenauigkeit sein.

[0026] Die in Fig. 2 dargestellte Einteilung in ein abgerundetes Dreiecksprofil der Kunststoffumspritzung 202 ist dabei nicht als Beschränkung aufzufassen. Es können auch beliebige andere Profile, wie beispielsweise Fünfeckstrukturen oder Ähnliches verwendet werden. Bevorzugt ist allerdings, dass die Querschnittsfläche von Zentralstange und Kunststoffumspritzung zumindest teilweise abgerundete Kanten aufweist, da so die Ausbildung zusätzlicher Drehmomente verhindert bzw. das Rotationsverhalten einem Körper mit idealem kreisrundem Querschnitt angenähert wird. Ebenso vereinfacht eine solche Ausgestaltung die Herstellung der Kunststoffumspritzung erheblich, da insbesondere der Fuß der Palettenwelle zumeist eine vollständig runde Form aufweisen wird, um in eine entsprechende Steuerung eingebunden zu werden.

[0027] Fig. 3 zeigt schematische Ansichten des Fußes 303 der erfindungsgemäßen Palettenwelle.

[0028] Fig. 3a zeigt eine Schrägansicht des Fußes 303. Es ist zu erkennen, dass der Fuß 303 einen äußeren Bereich 313 umfasst. In diesem äußeren Bereich 313 kann eine Freilegung 310 vorgesehen sein, in die ein Indexstift von einer komplementären Halterung passt. Um zusätzliche oder ungleichmäßige Verteilung von Drehmomenten zu verhindern, können auch mehrere solcher Freilegungen vorgesehen sein. Weiterhin umfasst der Fuß 303 eine Stirnverzahnung 311. Diese besteht aus einer Vielzahl von Verzahnungen, die möglichst in gleichmäßiger Teilung ausgeführt sind, um keine einseitige Belastung des Fußes 303 bzw. der komplementären Halterung zu verursachen. Ferner ist die Stirnverzahnung 311 vorzugsweise konzentrisch bezüglich der Zentralstange 301 angeordnet. Zwischen der Zentralstange 301 und der Stirnverzahnung 311 kann eine Metallscheibe 312 vorgesehen sein. Diese ist vorzugsweise auf die Zentralstange 301 bzw. auf das untere Ende aufgepresst und wird mittels der Kunststoffumspritzung 302 weiter mit der Zentralstange verbunden. Die Metallscheibe 312 besteht aus ferromagnetischem Material und eignet sich daher zur Verbesserung der Verbindung der Palettenwelle mit einer Steuerung unter Verwendung eines komplementären (Elektro-)magenten.

[0029] Fig. 3b zeigt einen Schnitt durch den Fuß 303 der erfindungsgemäßen Palettenwelle, wobei die Schnittfläche die Symmetrieachse der Zentralstange 301 enthält. An dieser Darstellung ist die konzentrische Anordnung der Zentralstange 301, der Metallscheibe 312 und der Stirnverzahnung 311 zu erkennen. Ebenso ist zu erkennen, dass die Kunststoffumspritzung 302, ausgehend von der Zentralstange 301, formgebend für den Fuß 303 ausgebildet ist. So bildet in dieser Darstellung die Kunststoffumspritzung 302 gleichsam den Außenbereich 313 inklusive der in Fig. 3a dargestellten Freilegung 310. Da die Technik der Kunststoffumspritzung allerdings sehr variabel ist, kann auch vorgesehen sein, dass weitere Metallscheiben, insbesondere für den Außenbereich 313, in die Kunststoffumspritzung eingearbeitet werden. Es ist ebenso denkbar, die Metallscheibe 312, die hier in erster Linie aufgrund ihrer ferromagnetischen Eigenschaften, zur Verbesserung der Verbindung mit einer komplementären Halterung vorgesehen ist, größer zu dimensionieren, so dass sie einen Großteil oder den kompletten Fuß 303 bildet, in dem dann nur noch die Stirnverzahnung 311 eingearbeitet werden muss und eine Kunststoffumspritzung erfolgt. Das kann zur Verbesserung der Festigkeit des Fußes 303 beitragen, verursacht allerdings auch eine Gewichtszunahme.

[0030] Fig. 4 zeigt eine Etikettiervorrichtung in Draufsicht, bei der die beschriebenen erfindungsgemäßen Palettenwellen eingesetzt werden. Die Etikettiervorrichtung kann dabei eine Trägervorrichtung 407 umfassen, auf der eine Leimwalze 401 ggf. mit einem Leimschaber 405, ein Palettenkarussel 403 mit einer oder mehreren Palettenwellen 430, ein Etikettenvorrat 408 und ein Greifmechanismus 409 angeordnet sind.

[0031] Der Leimschaber 405 kann Leim auf die sich drehende Leimwalze 401 auftragen. Entgegengesetzt dazu dreht sich das Palettenkarussel 403 mit mehreren Palettenwellen 430, die jeweils eine erfindungsgemäße Welle 435 und ein Palettenelement 437 mit einer Palettenoberfläche 438 umfassen. Der Leim wird von einer Palettenwelle 430 aufgenommen, die relativ zu dem Palettenkarussel 403 eine Drehbewegung ausführt, um die gesamte Palettenoberfläche 438 vorzugsweise gleichmäßig mit Leim zu benetzen. Anschließend wird mit einer Abwälzbewegung die Palettenwelle 430 ein Etikett 481 aus dem Etikettenvorrat 408 entnommen. Beim Entnehmen haftet das Etikett auf der mit Leim versehenen Palettenoberfläche 438. Die Palettenwelle 430 kann das Etikett 481 beispielsweise weiter zu einem Greifmechanismus 409 transportieren, der das mit Leim versehen Etikett 481 von der Palettenwelle 430 abnimmt und auf einem Behälter 491 anbringt.


Ansprüche

1. Palettenwelle für eine Etikettiermaschine, umfassend eine Zentralstange, die von einer Kunststoffumspritzung umgeben ist.
 
2. Palettenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem einen Ende der Zentralstange eine Metallscheibe, die an der Zentralstange befestigt ist, in die Kunststoffumspritzung eingearbeitet ist.
 
3. Palettenwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an diesem Ende eine Stirnverzahnung vorgesehen ist und/oder die Metallscheibe teilweise oder vollständig aus ferromagnetischem Material besteht.
 
4. Palettenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnverzahnung und die Metallscheibe eine selbstzentrierende und spielfreie Verbindung der Welle mit der Steuerung bilden.
 
5. Palettenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffumspritzung der Palettenwelle eine Auslassung am anderen Ende der Welle aufweist.
 
6. Palettenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralstange als Hohlwelle ausgebildet ist.
 
7. Palettenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralstange aus Stahl, oder Aluminium oder Karbon besteht.
 
8. Palettenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffumspritzung aus faserverstärktem Kunststoff besteht.
 
9. Palettenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Palettenwelle wenigstens im Bereich der Auslassung eine nicht-runde Geometrie aufweist.
 
10. Palettenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialdicke der Kunststoffumspritzung über den gesamten umspritzten Bereich eine Schwankung von weniger als 5 mm, vorzugsweise 2 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm aufweist.
 
11. Palettenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnverzahnung eine Hirth-Verzahnung ist.
 
12. Palettenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung in gleichmäßiger Teilung ausgeführt ist.
 
13. Palettenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verbindung der Palettenwelle mit der Steuerung eine Freilegung zum Einbringen eines Indexstifts vorgesehen ist.
 
14. Etikettiermaschine zum Versehen von Behältern wie Flaschen mit Etiketten, mit einer oder mehreren Etikettenpaletten, dadurch gekennzeichnet, dass die Etikettiermaschine eine oder mehrere Palettenwellen nach einem der Ansprüche 1 bis 13 umfasst.
 




Zeichnung













Recherchenbericht









Recherchenbericht




Angeführte Verweise

IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente