БАРАБАН ДЛЯ ОТРЕЗАНИЯ И ПЕРЕНОСА БЕСПОДЛОЖЕЧНЫХ ЭТИКЕТОК С НЕПРЕРЫВНОЙ ЛЕНТЫ НА ПЕРЕМЕЩАЮЩУЮСЯ ЕМКОСТЬ, И УСТАНОВКА, ОСНАЩЕННАЯ УКАЗАННЫМ БАРАБАНОМ
DRUM FOR CUTTING AND TRANSFER OF SUBSTRATE-FREE LABELS FROM CONTINUOUS BAND TO SPINNING VESSEL AND PLANT AND EQUIPPED WITH SAID DRUM

Настоящее изобретение относится к барабану для отрезания и переноса бесподложечных этикеток с непрерывной ленты на перемещающуюся емкость и к установке для нанесения бесподложечных этикеток на перемещающиеся емкости, оснащенной указанным барабаном.
Является известным в области техники упаковки, что существует потребность в нанесении на каждую емкость продукта соответствующей идентификационной этикетки.
Также являются известными установки, которые способны переносить на емкость отдельные самоклеящиеся этикетки, которые расположены на подкладочной ленте и намотаны на бобину, посредством программируемого и регулируемого разматывания указанной бобины и переноса этикетки на соответствующую емкость, которая перемещается на связанной этикетировочной машине.
В этой области техники также особенно хорошо известными являются так называемые “бесподложечные” этикетки или этикетки, которые не расположены на подкладочной ленте, которая должна быть отделена от этикетки, когда последняя наносится и собрана отдельно для ее утилизации.
Эти этикетки "без подложки" по существу состоят из одного листа подходящего материала, одна из противоположных поверхностей которого снабжена адгезивным слоем для приклеивания к емкости, при этом на противоположную поверхность нанесено прозрачное и неадгезивное покрытие, предназначенное для предотвращения прилипания непрерывной ленты, когда намотана сама на себя; непрерывная лента также выполнена с (предварительно вырезанными) перфорациями, образующими предпочтительные линии отрезания, подходящие для отделения каждой этикетки от соседних с ней этикеток.
Документ WO 2009/030893 также раскрывает способ и установку для переноса указанных этикеток без подложки на емкость, перемещающуюся на этикетировочной машине вдоль заданной траектории, связанной с машиной, при этом установка выполнена на основе использования передаточного ремня с силиконовым покрытием, который вращается по замкнутому контуру вокруг двух роликов и который перемещает непрерывную ленту этикеток в направлении, наклоненном на подходящий угол относительно плоскости перемещения продукта, на который должна быть нанесена этикетка.
Этот относительный угол по существу обеспечивает для этикетки, которая продвигается вместе с передаточным ремнем, возможность вступления в контакт тангенциально с емкостью и, когда она прилипает посредством контакта с емкостью, отрезания вдоль линий предварительного надреза посредством закрепленного ножа, расположенного ближе по ходу и перпендикулярно относительно самого ремня.
Несмотря на выполнение своей функции эта установка, тем не менее, имеет несколько недостатков, связанных, главным образом, с тем фактом, что этикетки, выполненные из мягкого и/или тонкого материала, склонны не отделяться от передаточного ремня надежным и высоковоспроизводимым образом, при этом указанное отделение определяется радиусом кривизны передаточного ремня, который не может быть уменьшен сверх определенного предельного значения; кроме того, было установлено, что поверхность ремня, к которой присоединена этикетка, склонна со временем становиться загрязненной, давая в результате неустойчивый относительный контакт между ремнем и этикеткой, которая, в момент отделения, может принять неправильный угол относительно ремня, в результате чего она криво наносится на конечный продукт; более того, это решение требует, чтобы этикетки были выполнены из материалов, которые являются настолько жесткими, что они не способны принимать небольшой угол кривизны приводного ремня и, следовательно, становиться отделенными от него.
Закрепленное положение режущего ножа, кроме того, имеет тот эффект, что не является возможным отрезать этикетки с определенным полем допуска с точки зрения их продольного размера.
Эти недостатки также означают, что с известными установками не является возможным достичь высоких скоростей, с которыми емкости перемещаются на самых современных этикетировочных машинах, при этом указанные установки, таким образом, по существу являются неподходящими для современных производственных/упаковочных циклов.
Техническая задача, которая поставлена, следовательно, заключается в обеспечении установки для нанесения бесподложечных этикеток на перемещающиеся емкости, которая способна решить технические проблемы, упомянутые выше.
В связи с этой задачей также требуется, чтобы это устройство имело небольшие размеры, было легким и недорогим для изготовления и сборки и было способным также легко устанавливаться на уже существующие машины, без необходимости дополнительной специальной адаптации.
Эти результаты достигаются в соответствии с настоящим изобретением посредством барабана для отрезания бесподложечных этикеток от непрерывной ленты и переноса их на емкость, перемещаемую с заданной траекторией и скоростью на этикетировочной машине, в соответствии с отличительными признаками п.1 и посредством установки для нанесения бесподложечных этикеток с непрерывной ленты на емкость, перемещаемую с заданной траекторией и скоростью на этикетировочной машине в соответствии с отличительными признаками п.9.
Настоящее изобретение также относится к способу нанесения этикеток бесподложечного типа на перемещающиеся емкости, в соответствии с отличительными признаками п.26.
Дополнительные подробности могут быть получены из нижеследующего описания неограничивающего примера варианта осуществления предмета настоящего изобретения, приведенного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 показан перспективный вид с частичным разнесением деталей установки, в соответствии с настоящим изобретением, с барабаном для отрезания и переноса частично в разрезе;
на фиг. 2 показан перспективный вид установки в соответствии с Фиг. 1 с установленным барабаном для отрезания и переноса;
на фиг. 3 показан перспективный вид спереди установки в соответствии с изобретением;
на фиг. 4 показан вид в плане сверху установки в соответствии с Фиг. 3;
на Фиг. 5, 6 и 7 показаны частичные виды сверху установки в соответствии с изобретением во время различных этапов работы; и
на фиг. 8 показан вид спереди дополнительного примера этикетки, которая может быть нанесена посредством установки.
Как показано на фиг. 1 и 4 и предполагая исключительно с целью удобства описания и без какого-либо ограничения значения триплет координатных осей в продольном направлении Х-Х, соответствующем направлению протяженности непрерывной ленты этикеток без подложки, поперечном направлении Y-Y и вертикальном направлении Z-Z соответственно, а также передняя сторона, соответствующая стороне, где этикетка выходит из установки, и задняя сторона, противоположная передней стороне, установка в соответствии с изобретением, главным образом, содержит:
- узел 100 для разматывания непрерывной ленты 1 этикеток 2 бесподложечного типа с задней адгезивной поверхностью 2а и передней неадгезивной поверхностью 2b; при этом лента также имеет перфорации (предварительные надрезы) 1с, проходящие параллельно относительно вертикального направления Z-Z и расположенные на равных интервалах вдоль продольной протяженности ленты 1 таким образом, чтобы отделять индивидуальные этикетки 2 и образовывать предварительно ослабленные линии отрезания; при этом лента 1 также снабжена с напечатанными контрольными метками 1d, показанными в примере фиг. 1 с каждой стороны предварительно ослабленной линии отрезания, подходящими для распознавания датчиком, как станет более очевидным из описания ниже;
- узел 200 для приведения в движение ленты 1;
- барабан 300 для отрезания и переноса индивидуальных этикеток 2 на соответствующую емкость 3 (фиг. 5), которая перемещается вдоль заданной траектории на машине 4, которая может быть как вращательного типа (как показано), так и линейного типа и на которой обеспечена поверхность 3а для нанесения этикетки.
Более подробно:
- узел 100 для разматывания ленты 1 содержит бобину 110 с вертикальной осью, на которой намотана лента 1; множество передаточных роликов 111 и по меньшей мере один направляющий ролик 112 для натяжения ленты во время ее разматывания; электродвигатель 113 для приведения в движение бобины, посредством которого является возможным поддерживать надлежащее натяжение ленты 1 во время ее разматывания;
- узел 200 для приведения в движение ленты 1, в свою очередь, содержит цилиндр 210 с вертикальной осью, связанный с роликом 211, с которым он соединен посредством ремней 212, которые размещены в связанных кольцевых канавках 210а и 211а на цилиндре 210 и ролике 211 соответственно, причем ремни 212 принимают угловое положение таким образом, чтобы задавать тангенциальную ориентацию ленты 1, выходящей из приводного узла, относительно барабана 300 для переноса этикеток, описанного ниже; электродвигатель 213 для приведения во вращение цилиндра 210 со старт-стопным режимом, фотоэлемент 215, расположенный тангенциально относительно приводного цилиндра 210, для распознавания контрольных меток 1d, напечатанных на ленте;
- барабан 300 для переноса и отрезания этикеток содержит внешнюю боковую поверхность 301, выполненную со сквозными отверстиями 301а, и первую соосную и концентрическую втулку 310 для центрирования барабана на связанном шпинделе 311, поддерживающем указанный барабан; при этом как втулка 310, так и шпиндель 311 могут иметь цилиндрическую или желобчатую сцепляющую поверхность; в своей нижней части, в соответствии со схемой, показанной на фиг. 1, первая втулка 310 имеет по меньшей мере одно посадочное место 312, проходящее в вертикальном направлении Z-Z и подходящее для сцепления с соответствующим неподвижным установочным штифтом 313 таким образом, что соединение штифт/посадочное место определяет заданное угловое расположение кулачка 320, который закреплен относительно барабана 310, который вращается соосно относительно него.
В примере, показанном на фиг. 1, указанный кулачок 320 расположен на верхней передней поверхности 312а первой втулки 310 и имеет нажимную поверхность 320а, способную воздействовать посредством специальных соединительных элементов 321 - по существу традиционных и, следовательно, не описанных подробно - на по меньшей мере один отрезающий нож 330, параллельный относительно вертикального направления Z-Z и размещенный внутри соответствующих вертикальных щелей 302 на боковой поверхности 301 барабана; вследствие взаимодействия с кулачком 320 указанный нож 330 является перемещаемым, в радиальном направлении, из положения, отведенного назад внутрь барабана, в выдвинутое положение снаружи боковой поверхности барабана.
Угловое положение кулачка, следовательно, определяет угловое положение для отрезания этикетки относительно длины, в продольном направлении X-X, этикетки, подлежащей нанесению.
Пружины 334 прикреплены на их первых концах к одинаковым элементам 321 для соединения кулачка/ножа и закреплены на их другом конце - как показано в примере - на второй втулке 333 для центрирования барабана, которая является соосной с первой втулкой 310, при этом указанные пружины 334 являются способными возвращать нож 330 в его отведенное назад положение.
Дальше по ходу относительно каждого ножа 330 боковая поверхность 301 барабана 310 имеет буферные элементы 303, которые выполнены из упругого материала и являются способными входить в контакт с поверхностью емкости для того, чтобы компенсировать какое-либо излишнее отклонение в поперечных размерах емкости.
Внутренняя часть барабана также выполнена с каналами 350, которые соединены с соответствующими отсасывающими средствами - не показаны - для создания вакуума на поверхности 301 барабана.
Барабан имеет связанный с ним посредством шпинделя 311 соответствующий двигатель 336, который способен поддерживать сам барабан, постоянно вращающимся вокруг кулачка 320.
В предпочтительном варианте осуществления предполагается, что установка в соответствии с изобретением связана с устройством 500 для программирования и управления двигателями, различными детектирующими датчиками и соответствующими последовательностями работы.
В частности, предполагается, что устройство 500 соединено с неподвижным датчиком (не показан) для распознавания контрольной риски на барабане 300 для того, чтобы быть способным определить угловое положение последнего и быть способным привести его в надлежащее положение для синхронизации с продуктом, подлежащим этикетированию; во время нанесения этикетки подача ленты 1 также будет синхронизирована с продуктом, подлежащим этикетированию, таким образом, что выдвигание ножа, которое всегда происходит в одном и том же угловом положении при работе неподвижного кулачка, соответствует движению прохождения линии 1с предварительного надреза напротив указанного углового положения, где происходит выдвигание ножа.
Все описанные выше части, предпочтительно, смонтированы на одном основании 10.
При этой конструкции принцип работы установки является таким, как изложено ниже:
- барабан 300 подготавливается таким образом, чтобы соответствовать высоте этикетки 2 в направлении Z-Z и ее длине в направлении X-X;
- установка в соответствии с изобретением устанавливается напротив машины 4 для перемещения емкости 3 таким образом, что в месте нанесения этикетки 2 боковая поверхность 301 барабана является тангенциальной относительно поверхности 3а перемещающейся емкости - показанной вращающейся в иллюстративном примере - вдоль заданной траектории на этикетировочной машине 4;
- лента 1 подготавливается вручную посредством ее разматывания с бобины 110 до тех пор, пока первая этикетка не будет расположена напротив датчика 215 приводного цилиндра 210;
- узел 500 управления используется для задания, в качестве главных параметров, длины этикетки 2 в продольном направлении X-X и скорости вращения барабана 300 таким образом, чтобы соответствовать скорости машины 4; в этом случае интервал между ножами барабана является эквивалентным интервалу между продуктами на машине;
- приводной электродвигатель 213 приводится в действие вручную таким образом, что лента 1 продвигается вдоль ее траектории вокруг приводного цилиндра 210, вызывая переворачивание противоположных поверхностей 2а, 2b этикетки 2, которая достигает барабана 300 своей неадгезивной поверхностью 2а, направленной к боковой поверхности 301 барабана, и адгезивной поверхностью 2b, направленной наружу; таким образом, продолжая свое движение подачи, лента 1 удаляется с барабана 300, удерживающего ее посредством всасывания через отверстия 301а;
в таком случае, когда этикетировочная машина 4 начинает вращаться вокруг своей оси, узел 500 управления вызывает вращение барабана 300, синхронизируя движение последнего со скоростью и положением продукта 3, подлежащего этикетированию; таким образом, контактные поверхности барабана и продукта 3, подлежащего этикетированию, имеют одну и ту же тангенциальную скорость и приходят надлежащим и синхронизированным образом в точку взаимодействия;
- когда емкость 3 располагается рядом с точкой этикетирования, этикетировочная машина 4 посылает сигнал согласования на узел 500 управления установки, который:
- приводит в действие привод 200 таким образом, чтобы подавать ленту 1 до тех пор, пока она не достигнет скорости продукта, подлежащего этикетированию;
- во время синхронизированной подачи ленты 1 первая передняя этикетка 2 располагается в точке взаимодействия с емкостью 3, к которой она начинает приклеиваться и от которой она начинает удаляться синхронно; в этот момент емкость 3, барабан 300 и лента 1 имеют одинаковую скорость;
- одновременно кулачок 320 вызывает выдвигание ножа 330, который в этот момент проходит угловое положение, противоположно которому также проходит предварительно ослабленная перфорированная линия 1с ленты 1;
- следовательно, емкость, которая продолжает свое движение вдоль ее траектории, тянет вместе с ней этикетку 2 и последняя отрезается и отделяется легко и надежным образом от ленты 1 напротив ножа 330 только после приклеивания к продукту; таким образом, этикетка может полностью приклеиваться к указанной емкости, при этом, если требуется, с помощью приглаживающего устройства (не показано);
- затем датчик 215 приводного цилиндра распознает контрольную риску 1d на ленте 1, вызывая остановку приводного узла 220, что также останавливает ленту, подготавливая ее так, чтобы она была готова к началу следующего нанесения, при этом барабан 300 продолжает свое вращательное движение со скоростью и положением, синхронизированными со скоростью и положением машины 4;
- продолжая свое вращение, барабан вызывает вращение элемента 321, который, продолжая сцепляться с кулачком 320, обеспечивает возвращение ножа 330 внутрь барабана посредством действия пружин 334, подготавливаемого к следующему отрезанию.
Следовательно, является понятным, как барабан для отрезания и переноса этикеток без подложки и связанная установка, снабженная этим барабаном, способны обеспечить решение технических проблем предшествующего уровня техники, обеспечивая возможность нанесения гибких и тонких этикеток с высокой скоростью, так как этикетки удерживаются на барабане посредством их неадгезивной поверхности, обеспечивая точное и простое расположение и надежное и повторяемое отделение в момент взаимодействия с емкостью.
Дополнительно к этому, с помощью установки является возможным также нанести быстрым, надежным и повторяемым образом профилированные этикетки 102 без подложки, типа, показанного на фиг. 8, в форме 101 ленты, нанесение которых в настоящее время считается крайне проблематичным.
При таком барабане 300, как описан, изменение формата также может быть выполнено очень быстрым и легким образом, так как является возможным обеспечить барабан для отрезания и переноса для каждых групп однородных этикеток, при этом указанный барабан заменяется, когда имеет место изменение типа этикетки, тем самым уменьшая время простоя установки и, следовательно, этикетировочной машины.
В соответствии с изобретением также предполагается некоторое количество изменений варианта осуществления установки; в частности:
- барабан 300 может вращаться со скоростью, отличной от скорости машины, а именно непрерывно с переменной скоростью, содержащей линейные ускорения/замедления для восстановления какой-либо разницы между угловым расстоянием ножей и интервалом между продуктами, подлежащими этикетированию;
- барабан 300 может вращаться со скоростью, отличной от скорости машины и прерывающимся старт-стопным образом с линейными ускорениями/замедлениями;
- скорость вращения барабана 300 может быть равной скорости вращения машины плюс скорость вращения емкости вокруг ее вертикальной оси, обеспечивая возможность нанесения этикеток, которые являются более длинными в продольном направлении, на емкости, которые являются бόльшими, без какого-либо изменения скорости движения машины 4;
- барабан имеет множество режущих ножей 330, которые расположены в угловом положении, заданном геометрической конфигурацией этикетировочной машины (средний диаметр и количество дисков 3 для поддерживания емкостей), таким образом, что отрезание происходит несколько раз во время каждого полного оборота барабана;
- кулачок 320 для выдвигания ножа может быть выполнен с двойной рабочей поверхностью таким образом, что является возможным выполнять как выдвигание, так и отведение назад ножа 330;
- струи воздуха могут подводиться к кольцевым канавкам 212а приводного цилиндра 210 так, чтобы толкать ленту 1 на барабан [300] для соответствующего переноса ленты 1 с приводного цилиндра 210 на барабан 300;
- приводной цилиндр 210 приводится во вращение непрерывно с переменной скоростью таким образом, чтобы уменьшить время простоя.
Хотя описан применительно к определенным конструкционным формам и определенным предпочтительным примерам вариант осуществления изобретения, следует понимать, что объем охраны настоящего патента определен исключительно нижеследующей формулой изобретения.