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EP 1 454 832 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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02.08.2006 Patentblatt 2006/31 |
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Anmeldetag: 25.02.2004 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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Rotierende Vorrichtung zum Abschneiden von Etikettenhülsen von einem Etikettenschlauchband
Rotating device for cutting tubular labels from a tubular label web
Dispositif rotatif pour couper des étiquettes-manchons d'un film tubulaire d'étiquettes
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Benannte Vertragsstaaten: |
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DE FR GB IT NL |
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Priorität: |
05.03.2003 DE 10309459
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Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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08.09.2004 Patentblatt 2004/37 |
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Patentinhaber: KHS AG |
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44143 Dortmund (DE) |
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Erfinder: |
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- Löffler, Horst, Dipl.-Ing.
89551 Königsbronn (DE)
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Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 062 162 DE-U- 20 104 972 DE-U- 20 306 036
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DE-B- 1 209 727 DE-U- 20 303 474
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Zur Kennzeichnung von rotationssymmetrischen Behältern wie Flaschen oder Dosen werden
neben anderen Typen auch Etiketten verwendet, die der Etikettiervorrichtung in der
Form eines endlosen Schlauches aus dünnem elastischen Kunststoff zugeführt werden.
Dieser Schlauch ist zunächst als flach zusammengelegtes Band auf einer Rolle aufgewickelt.
Vor dem Aufbringen auf den zu kennzeichnenden Behälter muss der Etikettenschlauch
in eine kreisrunde Form aufgeweitet und entsprechend der Etikettenlänge abgeschnitten
werden. Dazu rotiert die Schneidvorrichtung um den auf einen kreisrunden Dom gezogenen
Etikettenschlauch und trennt jeweils ein Etikett ab, während der zugeführte Schlauch
für kurze Zeit still steht. Das abgeschnittene Etikett wird dann mittels geeigneter
Vorrichtungen wie ein Strumpf über den Behälter gezogen und haftet aufgrund seiner
Elastizität eng auf dessen Mantelfläche.
[0002] Modeme Etikettiervorrichtungen verarbeiten mehrere Zehntausend Einheiten pro Stunde.
Daher steht für das Abschneiden eines Etiketts einschließlich aller zugehörenden Transport-
und Positioniervorgänge nur eine Zeit von weniger als 100 Millisekunden zur Verfügung.
[0003] Bekannte Schneidvorrichtungen arbeiten mit einer Anordnung, die aus einer um den
Etikettenschlauch rotierenden kreisrunden Scheibe besteht, die mehrere bewegliche
Messer trägt. Die Messer sind mit einer zusätzlichen Masse sowie einer Rückholfeder
verbunden. Die Drehzahl der Scheibe wird durch die Antriebsvorrichtung zwischen zwei
Werten verändert, einem niedrigen Wert, bei dem die Schneidmesser den Etikettenschlauch
nicht berühren (Ruheposition) und einem höheren Wert, bei dem die Messer in die Schneidposition
geschwenkt werden. Dabei sind die mit dem Messer verbundenen Massen und Federkräfte
so dimensioniert, dass bei der niedrigeren Drehzahl die Federkraft überwiegt und das
Messer in der Ruheposition hält, bei der höheren Drehzahl überwiegt die Fliehkraft
der mit dem Messer verbundenen Masse und das Messer wird in die Schneidposition geschwenkt.
Eine derartige Vorrichtung ist aus DE 201 04 972 U1 bekannt.
[0004] Nachteile dieser Vorrichtung sind die hohen periodischen Kräfte, die zur Beschleunigung
und zum Abbremsen der gesamten Masse des Messerhalters mit den Messern zwischen den
beiden Drehzahlen erforderlich sind, sowie die für diese Beschleunigungsvorgänge benötigten
Zeiten. Diese Beschleunigungszeiten stehen für den eigentlichen Schneidvorgang nicht
zur Verfügung. Da eine Erhöhung der Schneidfrequenz nur mit einer Erhöhung der Motorleistung
bzw. einer Verringerung der zu beschleunigenden Massen zu erreichen ist, begrenzt
der Schneidvorgang die Arbeitsfrequenz der gesamten Etikettieranlage.
[0005] Die erfindungsgemäße Vorrichtung vermeidet diese Nachteile, indem der Messerhalter
mit konstanter Drehzahl rotiert und die Messer ohne die zusätzlichen Massen zur Erzeugung
definierter Fliehkräfte sehr viel leichter ausgeführt werden können.
[0006] Abbildung 1 zeigt das Prinzip.
[0007] Eine mit konstanter Drehzahl rotierende Scheibe 2 aus nicht ferromagnetischem Material,
z. B. Aluminium oder Kunststoff, trägt das Messer 5. In der Abbildung ist nur ein
Messer dargestellt. Zur weiteren Verkürzung der Schneidzeit und zur Verminderung der
Lagerbelastung ist eine symmetrische Anordnung mehrerer Messer sinnvoll.
[0008] Das Messer ist um die Achse 7 drehbar und wird von der Feder 4 in der Ruheposition
gehalten. Die Messerachse 7 ist auf der rotierenden Haltescheibe 2 befestigt. Der
Drehpunkt des Messers ist so gewählt, das die Fliehkräfte beiderseits der Drehachse
etwa gleich groß sind. Dadurch wird ein Moment um die Drehachse des Messers aufgrund
der Fliehkraft vermieden. An der Peripherie trägt das Messer eine Fahne 3 aus weichmagnetischem
Material.
[0009] Konzentrisch um den rotierenden Messefiatterring ist ein Ring 1 aus weichmagnetischem
Material mit U-förmigem Querschnitt angeordnet, in den die Ringspule 6 eingebettet
ist. Zur Vermeidung von Verschmutzung ist die Spule vergossen oder durch einen Kunststoffring
abgeschlossen. Der weichmagnetische Ring bildet zusammen mit der Ringspule 6 und der
Fahne 3 einen Elektromagneten.
[0010] Die Längsachse der Fahne 3 ist in der Ruheposition des Messers nicht parallel zur
Tangente 8 am Schnittpunkt mit dem Weicheisenring. Fließt ein Strom durch die Spule,
so versuchen die entstehenden Feldkräfte das Volumen des Luftspaltes zwischen Fahne
3 und Ring 1 zu verkleinern. D. h. das Messer 5 dreht sich, verkleinert den Winkel
zwischen der Längsachse der Fahne 3 und der Tangente 8 und schwenkt damit in die Schneidposition.
Der dem Ringmagneten zugewandte Außenradius der Fahne wird so gewählt, dass in der
Schneidposition ein paralleler Luftspalt von einigen Zehntelmillimetem entsteht.
[0011] Nach Abschalten des Spulenstromes schwenkt das Messer aufgrund der in dieser Position
gespannten Feder 4 zurück in die Ruheposition. Anstelle der Feder 4 kann auch durch
die Masseverteilung um die Drehachse des Messers dafür gesorgt werden, dass die während
der Rotation vorhandene Fliehkraft ein Moment erzeugt, das das Messer in die Ruheposition
zurückbringt Der Bewegungsbereich kann durch mechanische Anschläge an beiden Enden
begrenzt werden.
[0012] Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind durch die konstante Drehzahl
des Messerhalters 2 und die geringe notwendige Leistung zum Bewegen des Messers gegeben.
● Die konstante Drehzahl des Messerhalters 2 kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
höher gewählt werden, als bei der beschriebenen bekannten Anordnung.
● Die Zeiten für das Beschleunigen und Abbremsen der Messerscheibe entfallen.
● Das leichte Messer kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung schnell bewegt werden.
● Der Ringmagnet kann mehrere Messer gleichzeitig in die Schneidposition schwenken.
[0013] Insgesamt ist dadurch eine wesentlich höhere Schneidfrequenz möglich, als bei der
beschriebenen bekannten Anordnung.
1. Vorrichtung zum definierten Abschneiden von Etiketten, die als Endlosschlauch zugeführt
werden, bestehend aus einer rotierenden Scheibe (2) mit einem oder mehreren Messern
(5), die jeweils zwischen einer Ruheposition und einer Schneidposition bewegt werden
können, gekennzeichnet dadurch, dass jedes Messer (5) mit einem Teil (3) aus weichmagnetischem Werkstoff verbunden ist
und dass um die rotierende Messerscheibe (2) ein oder mehrere Elektromagnete (1) angeordnet
sind, die Kräfte auf die mit den Messern verbundenen Weicheisenteile (3) ausüben und
somit die Messer (5) bewegen können.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass als Elektromagnet ein konzentrischer Ring (1) aus weichmagnetischem Material um die
Messerscheibe (2) angeordnet wird, in dessen U-förmigen Querschnitt sich eine Spule
(6) befindet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Messer (5) bei stromführenden Elektromagneten aufgrund der Magnetkraft in die
Schneidposition bewegt werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Messer (5) bei stromlosen Elektromagneten durch eine Feder (4) zurück in die
in die Ruheposition bewegt werden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Messer (5) bei stromlosen Elektromagneten aufgrund der Fliehkraft zurück in die
Ruheposition bewegt werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Messerscheibe (2) mit konstanter Drehzahl rotiert.
1. Device for cutting off labels in a defined manner, the said labels being supplied
in the form of an endless sleeve, the said device comprising a rotary disc (2) with
one or a plurality of blades (5), which can each be moved between a rest position
and a cutting position, characterised in that each blade (5) is connected to a part (3) that is produced from magnetically soft
material, and in that one or a plurality of electromagnets (1) are disposed around the rotating blade disc
(2) and exert forces on the soft iron parts (3) that are connected to the blades and
consequently are able to move the blades (5).
2. Device according to claim 1, characterised in that a concentric ring (1) that is produced from magnetically soft material is disposed
around the blade disc (2) as the electromagnet, a coil (6) being situated in the U-shaped
cross-section of the said ring.
3. Device according to claim 1, characterised in that when the electromagnets conduct current, the blades (5) are moved into the cutting
position on account of the magnetic force.
4. Device according to claim 1, characterised in that when the electromagnets do not conduct current, the blades (5) are moved back into
the rest position by means of a spring (4).
5. Device according to claim 1, characterised in that when the electromagnets do not conduct current, the blades (4) are moved back into
the rest position on account of the centrifugal force.
6. Device according to claim 1, characterised in that the blade disc (2) rotates at a constant speed.
1. Dispositif pour couper de manière définie des étiquettes qui sont amenées sous forme
de tuyau sans fin, composé d'un disque rotatif (2) avec une ou plusieurs lames (5)
qui peuvent être déplacées chacune entre une position de repos et une position de
coupe, caractérisé en ce que chaque lame (5) est reliée à une pièce (3) constituée d'un matériau magnétique doux,
et en ce qu'autour du disque rotatif (2) à lames sont placés un ou plusieurs électroaimants (1)
qui peuvent appliquer des forces sur des pièces en fer doux (3) reliées aux lames
et peuvent ainsi déplacer les lames (5).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, comme électroaimant, un anneau concentrique (1) en matériau magnétique doux est
placé autour du disque à lames (2), dans la secticn transversale en U duquel se trouve
une bobine (6).
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lames (5) sont amenées dans la position de coupe en raison de la force magnétique
quand les électroaimants conduisent le courant.
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lames (5) sont ramenées dans la position de repos par un ressort (4) quand les
électroaimants ne sont pas alimentés.
5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lames (5) sont ramenées dans la position de repos par la fc rce centrifuge quand
les électroaimants ne sont pas alimentés.
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque à lames (2) tourne à une vitesse de rotation constante,
