ЭТИКЕТИРОВОЧНЫЙ АГРЕГАТ С КЛЕЕНАНОСЯЩИМ ВАЛИКОМ Российский патент 2011 года по МПК B65C9/24 

Изобретение относится к этикетировочному агрегату согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения, в частности к этикетировочному агрегату с электрически обогреваемым клеенаносящим валиком.

Этикетировочные агрегаты для применения в этикетировочных машинах известны и имеют разные конструкции. Также известно применение клеенаносящих валиков для непосредственного или косвенного нанесения необходимой клеевой пленки на этикетки, причем в зависимости от вида применяемого клея часто бывает необходимым подогревать не только клей, при его подаче на соответствующий клеенаносящий валик, но также и сам валик.

Известно устройство для нанесения клея (DE 29822906 U1), содержащее клеенаносящий валик, приводимый во вращение элемент которого обогревается индуктивно электрическим нагревательным устройством по периферийной или клеенаносящей поверхности. Нагревательное устройство выполнено стационарным, т.е. оно не установлено с возможностью совместного вращения с элементом валика. Обогрев элемента валика происходит индуктивно. При этом недостатком является, в числе прочего, то, что нагревательное устройство, а также температурные датчики для управления мощностью нагрева расположены соответственно вне клеенаносящего валика или же вращающегося элемента валика и в непосредственной близости от наружной или клеенаносящей поверхности элемента валика, т.е. в зоне, в которой эти компоненты подвержены интенсивному загрязнению, в частности также клеем, а также опасности механического повреждения от наружного воздействия силы. В известном устройстве для нанесения клея нагревательное устройство располагается по всей осевой высоте вращающегося элемента клеенаносящего валика, в результате чего невозможно раздельное управление или регулировка температурой отдельных, участков, примыкающих друг к другу или следующих один за другим в направлении к оси элемента валика. Также недостатком такого известного устройства для нанесения клея является то, что из-за жестко установленного по периферии элемента валика нагревательного устройства временно нагревается только часть участка элемента валика, непосредственно находящегося возле этого нагревательного устройства, т.е. для нагрева элемента валика по всей периферийной или клеенамазывающей поверхности требуется полный оборот элемента валика, из-за чего, в частности, при запуске этикетировочной машины требуется относительно длительный подогрев при вращении элемента валика.

Также известны индуктивно обогреваемые валики (JP 2002-170659 A, US 3790736 A, DE 3741232 С2, DE 20217966 U1, EP 1168889 A2, US 2006/0276317 A1), у которых, по меньшей мере, одна катушка индуктивности расположена внутри корпуса валика. Однако эти известные валики не являются клеенаносящими, они служат для нагрева перемещающегося по соответствующему валику полотна или волокнистого материала обогреваемыми валиками печатного устройства, обогреваемыми каландровыми валиками или обогреваемыми валиками для изготовления полотен из волокнистого материала.

Задачей настоящего изобретения является создание этикетировочного агрегата, которому не присущи указанные выше недостатки и в котором наряду с защитой от загрязнения и механического повреждения нагревательное устройство клеенаносящего валика обеспечивает короткое время нагрева. Для решения этой задачи создан этикетировочный агрегат по п.1 формулы изобретения.

Варианты выполнения, преимущества и возможности применения изобретения приводятся ниже в описании примеров выполнения со ссылкой на фигуры. При этом все описанные и/или графически изображенные признаки в отдельности или в любой их комбинации являются в принципе предметом изобретения, независимо от их объединения в формуле изобретения или от подчиненности. Также содержание формулы изобретения является частью описания.

Ниже изобретение подробнее поясняется с помощью чертежей, на которых представлено следующее.

При этом изображено:

фиг.1 - упрощенный вид сверху на этикетировочный агрегат этикетировочной машины вместе с обогреваемым клеенаносящим валиком согласно изобретению,

фиг.2 - разрез обогреваемого клеенаносящего валика этикетировочного агрегата на фиг.1.

На фиг.1 показана этикетировочная машина для этикетирования бутылок 2, которые на вращающемся вокруг вертикальной оси машины роторе 3 перемещаются перед этикетировочным агрегатом 4. Этикетировочный агрегат 4 состоит, в числе прочего, из опоры 5 для подставок, приводимой во вращение вокруг вертикальной оси синхронно с ротором 3 и содержащей несколько расположенных на опоре для подставок и управляемых распределительными кулачками поворотных подставок 6 под этикетки из клеенаносящей позиции 7 для проклеивания подставок 6 под этикетки из магазина 8 для этикеток, из которого благодаря проклеенным подставкам 6 под этикетки вынимают готовые этикетки, а также из захватного цилиндра 9, благодаря которому проклеенные на своей обратной стороне этикетки каждый раз передаются на бутылку 2. Этикетировочный агрегат имеет конструкцию, известную специалисту: клеенаносящая позиция содержит клеенаносящий валик, который для нанесения клея на выпуклую изогнутую наружную поверхность подставок 6 для этикеток взаимодействует с ними и также перемещается вокруг вертикальной оси синхронно с опорой 5 для подставок. Для нанесения клея по возможности равномерной толщины на круговой цилиндрообразной периферийной или проклеенной поверхности клеенаносящего валика 10 служит клеенаносящая рейка 10.1 с дополнительным шабером.

На фиг.2 схематично показан обогреваемый клеенаносящий валик 10 в разрезе. По существу он состоит из чашеобразного элемента 11 валика, приводимого во вращение вокруг вертикальной оси LA клеенаносящего валика непоказанным приводом и образованного кольцевым элементом 12 с наружной поверхностью 12.1 в виде круглого цилиндра и внутренней поверхностью 12.2 также в виде кругового цилиндра и донным сегментом 13 в виде круглого диска, расположенным перпендикулярно оси LA клеенамазывающего валика и соединенным на торцевой поверхности с кольцевым сегментом. Наружная поверхность 12.1 кольцевого сегмента 12 представляет собой периферийную или клеенамазывающую поверхность клеенаносящего валика 10, на которую клей наносится клеенаносящей рейкой 10.1.

С помощью донного сегмента 13 элемент 11 валика крепится на валу 14, расположенном соосно с осью LA клеенаносящего валика, при этом вал (подробно не показан) опирается с возможностью вращения на станину этикетировочного агрегата 4 и связан также с непоказанным приводом. В стенке кольцевого сегмента 12 выполнено, по меньшей мере, одно отверстие 15, проходящее параллельно оси клеенаносящего валика и служащее для размещения электрических температурных датчиков 16.1-16.3, сигналы измерения температуры кольцевого сегмента 12 которого по вращающемуся электрическому разъему или вращающемуся трансформатору 17 передаются раздельно и предпочтительно бесконтактно, например, емкостным, или индуктивным, или иным соответствующим способом на электронный блок 18 измерения и управления, а именно, в числе прочего, для обогрева клеенаносящего валика 10 или его элемента 11 при управлении или регулировке температуры. Вращающийся трансформатор 17 состоит, например, из установленного на валу 14 ротора 17.1, который внутри элемента 11 валика соединен, по меньшей мере, с одним температурным датчиком 16.1- 16.3, и статора 17.2, подключенного для передачи сигнала измерения к электронному блоку 18 измерения и управления.

Обогрев элемента валика или кольцевого сегмента 12, образующего боковую или клеенаносящую поверхность клеенаносящего валика 10, производится индуктивно с применением нескольких электрических обмоток или катушек индуктивности 19.1, 19.2, 19.3, расположенных в охваченной кольцевым сегментом 12 полости 20 элемента 11 валика и, следовательно, в числе прочего, в значительно защищенном, в частности, от клея пространстве или объеме, а именно таким образом, что смещенные по отношению друг к другу в направлении к оси LA клеенаносящего валика и расположенные с зазором между собой круговые катушки индуктивности 19.1-19.3 располагаются своими осями соосно с осью LA клеенаносящего валика. Катушки индуктивности 19.1-19.3 установлены на выполненной в виде кругового цилиндра боковой поверхности сердечника 21, который своей осью, также соосно с осью LA клеенаносящего валика, заходит сверху через открытый торец элемента 11 валика в полость 20, а своим верхним концом удерживается на консоли или опоре 22 клеенамазочной позиции 7, при этом он не совершает совместного вращения с элементом 11 валика.

Катушки индуктивности 19.1-19.3, раздельно управляемые управляющим или силовым блоком 23, образуют нагревательное устройство 19 и расположены своей наружной поверхностью смежно с внутренней поверхностью 12.2 кольцевого сегмента 12, но на некотором расстоянии от нее. Кроме того, катушка индуктивности 19.1-19.3 соединена, по меньшей мере, с одним температурным датчиком 16.1-16.3, который в представленном варианте выполнения располагается на одинаковом или почти одинаковом осевом уровне относительно соответствующей катушки индуктивности 19.1 или 19.3, т.е. расположена таким образом, что соответствующий температурный датчик 16.1-16.3 располагается своим активным, измеряющим температуру участком приблизительно в средней, пересекающей перпендикулярно ось LA клеенаносященого валика плоскости соответствующей катушки индуктивности 19.1-19.3. Для нагрева элемента 11 валика или кольцевого сегмента 12 катушки индуктивности 19.1-19.3 подпитываются управляющим или силовым блоком 23, например, переменным током, например, с частотой 50 Гц, а именно для образования магнитного переменного поля и для наведения вихревых токов, в частности, внутри кольцевого сегмента 12, которые затем обеспечивают нагрев этого сегмента вследствие теряемой мощности. Смежные катушки индуктивности 19.1 и 19.3 при этом встречно управляются управляющим или силовым блоком 23. Регулировка или управление, в частности, и зависящая от температуры регулировка или управление токами катушкой индуктивности 19.1-19.3 производится, например, посредством фазовой отсечки.

Для создания достаточно большого магнитного потока в магнитном переменном поле, по меньшей мере, сердечник 21 выполняют, по меньшей мере, его наружную часть, из материала с высокой магнитной проводимостью. Кроме того, для наведения вихревых токов преимущественно в кольцевом сегменте 12 с помощью магнитного переменного поля и их предупреждения в сердечнике 21, для последнего выбирается материал, и/или такое конструктивное выполнение, и/или такое структурирование, чтобы в сердечнике не образовывались или по существу не образовывались замкнутые дорожки прохождения вихревых токов, наводимых магнитным переменным полем катушек индуктивности 19.1-19.3. Напротив, кольцевой сегмент 12 состоит из материала или комбинации материалов, которая для обеспечения по возможности большого магнитного потока для соответствующего переменного поля обладает большой магнитной проводимостью и одновременно большой электропроводностью, в частности, для наведения по возможности больших вихревых токов.

Благодаря применению нескольких раздельно управляемых катушек индуктивности 19.1-19.3 также возможно, в числе прочего, нагревать, например, в зависимости от применяемых этикеток и, следовательно, от осевой ширины, на которую наносится клей на наружную поверхность 12.1 кольцевого сегмента 12 в направлении к оси LA клеенаносящего валика, периферийную поверхность 12.1 только на частичном участке в результате управления соответствующей катушкой индуктивности 19.1-19.3, например, в целях экономии электроэнергии и/или путем раздельного управления катушками индуктивности 19.1-19.3 для обеспечения по возможности равномерного распределения температуры по всей осевой высоте наружной поверхности 12.1, например, посредством повышенной мощности обеих наружных катушек индуктивности 19.1, 19.3 и соответственно пониженной мощности средней катушки индуктивности 19.2.

Клеенаносящий валик 10 имеет, в частности, по сравнению с известными обогреваемыми клеенаносящими валиками следующие существенные преимущества.

- Благодаря индуктивному нагреву клеенаносящий валик 10 нагревается быстро и непосредственно в тех местах, в которых этот нагрев необходим, а именно на наружной поверхности 12.1 кольцевого сегмента, при этом не происходит ненужного нагрева других деталей, в частности подшипников вала 14;

- благодаря катушкам индуктивности 19.1-19.3 нагрев кольцевого сегмента 12 происходит по всему периметру;

- катушки индуктивности 19.1-19.3 и их температурные датчики 16.1-16.3 образуют несколько раздельно управляемых зон нагрева. Благодаря разделению на несколько раздельно управляемых зон нагрева становится возможным оптимальное согласование температурного уровня или температурной характеристики на наружной поверхности 12.1 в направлении к оси LA клеенаносящего валика;

- благодаря измерению температуры расположенными в кольцевом сегменте 12 температурными датчиками 16.1-16.3 обеспечивается высокая точность такого измерения;

- все элементы, предназначенные для нагрева клеенаносящего валика 10 или элемента 11 валика, а также для регулировки или управления температурой, защищены от загрязнения и механического повреждения, а именно в представленном варианте выполнения катушка индуктивности 19 - 33 расположена в полости 20 элемента 11 валика, а температурные датчики 16.1-16.3 расположены в, по меньшей мере, одном отверстии 15;

- ни один из элементов для нагрева и/или регулировки или управления температурой не находится в зоне клеенамазочной позиции 7, подверженной повышенному загрязнению;

- продолжительность нагрева элемента 11 валика может быть существенно сокращена, например, до не более 5 минут, в то время как на известных клеенамазочных позициях с обогреваемыми клеенаносящими валиками продолжительность нагрева составляет 30-45 минут;

- благодаря изобретению существенно возрастает коэффициент готовности клеенаносящей позиции 7;

- в результате того что мощность нагрева клеенаносящего валика согласно изобретению концентрируется в фактически подлежащей нагреву зоне, а именно на кольцевом сегменте 12 и его периферийной поверхности 12.1, то дополнительно достигается заметное снижение необходимой для нагрева мощности и, следовательно, значительное энергосбережение. Так, например, мощность нагрева обогреваемого клеенаносящего валика 10 может быть снижена до 0,5 кВт против обычных 1,2 кВт для подобных клеенаносящих валиков.

Изобретение описано с помощью приведенного выше примера его выполнения. Следует учесть, что возможно большое количество изменений и модификаций. Выше сообщалось о том, что катушки индуктивности 19.1-19.3 питаются переменным током. В принципе не исключена также возможность управлять катушками индуктивности 19.1-19.3 постоянным током во время вращения элемента 11 валика, т.е. во время работы этикетировочного агрегата 4. Управление катушками индуктивности 19.1-19.3 переменным током в этом случае производится, например, только на стадии нагрева, т.е. тогда, когда элемент 11 валика не вращается или вращается лишь с низкой скоростью.

Для повышения магнитного потока может оказаться целесообразным увеличение диаметра сердечника 21 настолько, чтобы изготовленный из материала с большой магнитной проводимостью сердечник 21 своей периферийной поверхностью располагался вблизи от внутренней поверхности 12.2 и чтобы между сердечником 21 и внутренней поверхностью 12.2 сохранялся лишь узкий магнитный зазор, как это показано на фиг.2 штриховой линией 21.1. При этом сердечник 21 снабжен на своей периферийной поверхности канавками, в которые заходят катушки индуктивности 19.1-19.3, благодаря чему для магнитного потока переменного поля достигается низкое магнитное сопротивление.

Выше уже упоминалось, что катушки индуктивности 19.1-19.3 образованы обмоткой, выполненной на сердечнике 2 и имеющей вращательно-симметричную форму относительно оси LA клеенаносящего валика, и расположены своей осью соосно с осью LA клеенаносящего валика. Однако также возможно расположить одну или несколько катушек индуктивности, состоящих, например, из одной или нескольких отдельных обмоток или катушек, внутри полости 20 таким образом, чтобы эти катушки индуктивности своими осями были ориентированы радиально к оси LA клеенаносящего валика. Тогда невращающийся сердечник, несущий на себе катушки индуктивности или их отдельные обмотки, выполняется, например, в виде листового пакета якоря или статора электродвигателя, а именно с канавками, в которых располагается обмотка, образующая катушку индуктивности или ее отдельные катушки.

Этикетировочный агрегат для этикетировочных машин содержит, по меньшей мере, один электрически обогреваемый клеенаносящий валик с приводным элементом, установленным с возможностью вращения вокруг оси клеенаносящего валика. Приводной элемент образует, по меньшей мере, одну периферийную или клеенаносящую поверхность, охватывающую ось клеенаносящего валика, выполненную вращательно-симметричной относительно этой оси и предназначенную для нанесения на этикетки клеевого покрытия. Имеется нагревательное устройство, по меньшей мере, с одной катушкой индуктивности для обогрева элемента валика на клеенаносящей поверхности с помощью наводимых в элементе валика токов, а также, по меньшей мере, один температурный датчик для регистрации температуры на участке клеенаносящей поверхности. При этом, по меньшей мере, одно нагревательное устройство полностью расположено в полости, выполненной на клеенаносящей поверхности или на ее воображаемом продолжении в направлении к оси клеенаносящего валика, причем, по меньшей мере, один температурный датчик установлен на элементе валика и защищен, в частности, от загрязнения и/или механического повреждения. Предложенный клеенаносящий валик имеет короткое время нагрева, а также защиту от загрязнения и механического повреждения нагревательного устройства. 17 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Этикетировочный агрегат для этикетировочных машин, содержащий, по меньшей мере, один электрически обогреваемый клеенаносящий валик (10) с приводным элементом (11), установленным с возможностью вращения вокруг оси (LA) клеенаносящего валика, образующим, по меньшей мере, одну периферийную или клеенаносящую поверхность, охватывающую ось (LA) клеенаносящего валика, выполненную вращательно-симметричной относительно этой оси и предназначенную для нанесения на этикетки, по меньшей мере, частично клеевого покрытия, нагревательное устройство (19), по меньшей мере, с одной катушкой индуктивности (19.1-19.3) для обогрева элемента (11) валика, по меньшей мере, на клеенаносящей поверхности (12.1) с помощью наводимых в элементе (11) валика токов, а также, по меньшей мере, один температурный датчик (16.1-16.3) для регистрации температуры, по меньшей мере, на одном участке, по меньшей мере, одной клеенаносящей поверхности (12.1), отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно нагревательное устройство (19) полностью расположено в полости (20), выполненной на клеенаносящей поверхности (12.1) или на ее воображаемом продолжении в направлении к оси (LA) клеенаносящего валика, причем, по меньшей мере, один температурный датчик (16.1-16.3) установлен на элементе (11) валика и защищен, в частности, от загрязнения и/или механического повреждения.

2. Этикетировочный агрегат по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно нагревательное устройство (19) содержит, по меньшей мере, две катушки индуктивности (19.1-19.3), предпочтительно, по меньшей мере, три катушки индуктивности (19.1-19.3), причем катушки индуктивности (19.1-19.3) управляются раздельно.

3. Этикетировочный агрегат по п.2, отличающийся тем, что каждая катушка индуктивности (19.1-19.3) снабжена, по меньшей мере, одним температурным датчиком (16.1-16.3).

4. Этикетировочный агрегат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно нагревательное устройство (19) расположено в полости (20) элемента (11) валика, образующего клеенаносящую поверхность (12.1).

5. Этикетировочный агрегат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна клеенаносящая поверхность выполнена в виде поверхности (12.1) кругового цилиндра, концентрически охватывающей ось (LA) клеенаносящего валика.

6. Этикетировочный агрегат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что, полость, содержащая, по меньшей мере, одно нагревательное устройство (19) или, по меньшей мере, одну катушку индуктивности (19.1-19.3), содержит внутреннюю поверхность (12.2), концентрически охватывающую ось (LA) клеенаносящего валика и выполненную вращательно-симметричной относительно этой оси, при этом нагревательное устройство (19) или, по меньшей мере, одна катушка индуктивности (19.1-19.3) расположена смежно с этой внутренней поверхностью (12.2).

7. Этикетировочный агрегат по п.6, отличающийся тем, что внутренняя поверхность (12.2) представляет собой поверхность кругового цилиндра, концентрически охватывающую ось (LA) клеенаносящего валика.

8. Этикетировочный агрегат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно нагревательное устройство (19) или, по меньшей мере, одна катушка индуктивности (19.1-19.3) соединена с элементом (11) валика, образующим, по меньшей мере, одну клеенаносящую поверхность (12.1) без возможности совместного вращения.

9. Этикетировочный агрегат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна катушка индуктивности (19.1-19.3) выполнена вращательно-симметричной относительно оси катушки или, по существу, вращательно-симметричной и расположена соосно с осью (LA) клеенаносящего валика.

10. Этикетировочный агрегат по п.9, отличающийся тем, что при наличии нескольких нагревательных устройств (19) или катушек индуктивности (19.1-19.3) они расположены со смещением в направлении к оси (LA) клеенаносящего валика.

11. Этикетировочный агрегат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна катушка индуктивности (19.1-19.3) расположена на сердечнике (21).

12. Этикетировочный агрегат по п.11, отличающийся тем, что сердечник (21) состоит, по меньшей мере, на смежном, по меньшей мере, с одной катушкой индуктивности (19.1-19.3) участке из материала с большой магнитной проводимостью.

13. Этикетировочный агрегат по п.11, отличающийся тем, что для сердечника (21) содержит материал, и/или конструктивное выполнение, и/или структуру, при которых, по меньшей мере, существенно предупреждается образование вихревых токов в сердечнике (21).

14. Этикетировочный агрегат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что элемент (11) валика на обогреваемом участке выполнен из материала или комбинации материалов с большой электрической и/или магнитной проводимостью.

15. Этикетировочный агрегат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, два температурных датчика (16.1-16.3) для определения температуры на разных участках, по меньшей мере, одной клеенаносящей поверхности (12.1).

16. Этикетировочный агрегат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один установленный на элементе (11) валика температурный датчик (16.1-16.3) подключен к электронному блоку (18) измерения и управления через вращающийся трансформатор, предпочтительно через бесконтактный вращающийся трансформатор.

17. Этикетировочный агрегат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что при наличии нескольких нагревательных устройств или катушек индуктивности (19.1-19.3) каждое нагревательное устройство или каждая катушка индуктивности (19.1-19.3) снабжена, по меньшей мере, одним температурным датчиком (16.1-16.3).

18. Этикетировочный агрегат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что опора или сердечник (21), по меньшей мере, одним нагревательным элементом (19) или, по меньшей мере, одной катушкой индуктивности (19.1-19.3) введена со стороны открытого торца элемента (11) валика в образованную этим элементом полость (20).