Устройство для нанесения и термоусадки пластиковых этикеток и способ нанесения таких этикеток - RU2333873C2

Чертежи

Показать все 22 чертежа(ей)

Описание

Настоящее изобретение относится к устройству для нанесения и термоусадки пластиковых этикеток и к процессу для нанесения упомянутых этикеток.

Более конкретно - изобретение относится к устройству упомянутого типа, позволяющего наносить и осуществлять термоусадку этикетки за один этап.

Как хорошо известно, маркировка контейнера для пищевых продуктов или типа продукта может быть выполнена с использованием этикеток, изготовленных из пластиковой пленки, в основном, из печатной пленки, имеющей свойство усаживаться под действием тепла, и обычно известной как термоусаживаемая пленка.

Пластиковая пленка обычно является тонкой пленкой с толщиной 25-5 микрон и может быть получена из различных полимеров. В основном упомянутая пленка состоит из PVC (полихлорвинила), PET (полиэтилентерефталата) и OPS. Упомянутые этикетки выполняются путем сворачивания и сваривания (или склеивания) ленты из пленки таким образом, чтобы получить трубчатый элемент, соединяя, таким образом, две кромки ленты из пленки в соответствии с образующей полученного таким образом цилиндра.

Трубчатый элемент выравнивается и накручивается на барабаны, предназначенные для снабжения машин, наносящих этикетки из упомянутых материалов посредством поперечного отрезания частей определенной длины. Однако выполнение этикеток и их подача в устройство для нанесения на контейнер не является предметом настоящей заявки на патент и не будет описываться более подробно далее.

Тип этикетки в данной конкретной области определяется как "усадочная манжета", усадочные свойства которой активируются под воздействием тепла.

В настоящее время способы нанесения усадочных манжет предусматривают три основных этапа процесса, причем упомянутые этапы процесса выполняются отдельно и последовательно, а именно:

- подают из барабана и пошагово нарезают трубчатый элемент;

- наносят на контейнер усадочную манжету, полученную таким образом;

- воздействуют теплом для осуществления термоусадки этикетки и таким образом приклеивания к контейнеру.

В настоящее время последний этап выполняется с помощью различных систем, но в любом случае, всегда после нанесения этикетки и с помощью совершенно других и отдельных устройств, а не тех, которые используются для нанесения усадочной манжеты на контейнер.

Для этой цели в особенности используются циркуляция нагретого воздуха и/или паровой тоннель, струи нагретого воздуха, создаваемые электрическими вентиляторами с тепловыми сопротивлениями и сталкивающиеся с контейнером во время его прохождения.

Ввиду вышеизложенного хорошо понятно, что необходимо решение, такое как предлагается согласно настоящему изобретению, позволяющее выполнять одновременно этапы нанесения-расположения и термоусадки этикетки на контейнере.

Согласно изобретению получены и эти, и другие результаты, предлагаемые устройством, позволяющим одновременно выполнять операции нанесения/расположения и термоусадки этикетки.

Поэтому конкретной целью настоящего изобретения является создание устройства для нанесения и термоусадки пластиковых этикеток, содержащего центральный корпус и внешний корпус, коаксиально подвижные один внутри другого под действием форсунки, расположенные таким образом, чтобы образовывать внутренний зазор между упомянутыми корпусами, и имеющие такую форму, чтобы размещать этикетку, подлежащую нанесению, и располагать ее вокруг внешней поверхности контейнера, имеющего средство для ввода горячего воздуха в упомянутый внутренний зазор для осуществления термоусадки этикетки, дополнительно имеющего средство для возвращения внешнего корпуса в исходное положение после прекращения действия упомянутой форсунки.

В варианте осуществления устройства согласно изобретению может быть элемент основания, в одно целое с которым соединен упомянутый центральный корпус.

В частности, согласно изобретению упомянутый центральный корпус имеет в основном цилиндрическую форму с верхним сужением наружу и внутренней полостью с верхней закрытой частью.

Кроме того, упомянутая полость центрального корпуса может иметь ряд прямоугольных отверстий, в частности четырех отверстий, выполненных радиально на наружной поверхности цилиндрического корпуса в его конической части по верхней кромке.

Далее, на поверхности центрального корпуса имеются канавки, в частности четыре канавки, причем упомянутые канавки ориентированы в продольном направлении и имеют такую глубину, чтобы пересекать толщину стенки.

Еще согласно изобретению упомянутый внешний корпус состоит по существу из цилиндрической трубки, имеющей внутренний диаметр, превышающий внешний диаметр упомянутого центрального корпуса, причем упомянутая трубка коаксиально устанавливается на упомянутый центральный корпус, а у основания трубки имеется утолщение, являющееся уплотнительным кольцом.

Более того, согласно изобретению упомянутая трубка, образующая внешний корпус, имеет множество выступов на внутренней стенке, предпочтительно четыре выступа, в количестве, соответствующем количеству упомянутых канавок центрального корпуса, которые входят в канавки и выступают во внутреннюю стенку центрального корпуса.

Всегда согласно изобретению упомянутое средство для возвращения внешнего корпуса в первоначальное положение состоит из пружины.

Кроме того, согласно изобретению упомянутое основание имеет форму параллелепипеда со сквозным отверстием, выполненным в соответствии с вертикальной осью основания и центрального корпуса, и с размерами, достаточными для обеспечения прохождения корпуса форсунки.

В частности, соединение между основанием и центральным корпусом может выполняться сваркой, завинчиванием и тому подобным.

Еще согласно изобретению упомянутая форсунка состоит из внешней по существу цилиндрической трубки, которая может быть легко вставлена в центральный корпус, причем упомянутая форсунка выполнена с вертикальным ходом, обеспечиваемым приводным средством, например пневматическим цилиндром.

Всегда согласно изобретению упомянутая форсунка связана с потоком, создаваемым источником тепла, таким как электрический вентилятор с тепловыми сопротивлениями, с помощью телескопической трубки или подачи пара.

Более того, согласно изобретению упомянутое устройство может быть установлено на карусель, вращающуюся в вертикальной или горизонтальной плоскости, на ленту плоскозвенной цепи, на механическую систему и так далее.

Согласно изобретению может быть предусмотрено множество устройств, действующих одновременно и выполненных в соответствии с конфигурацией, подходящей для производственной линии.

Изобретение также относится к способу нанесения упомянутых этикеток, при котором

- подают этикетки во внутренний зазор между центральным корпусом и внешним корпусом;

- выравнивают устройство с вертикальной осью контейнера, на который будет нанесена этикетка, с помощью транспортировочных систем;

- удерживают устройство, выровненным с контейнером, и форсунку во время нанесения этикетки и термоусадки;

- управляют приводом, осуществляя ход форсунки, введение форсунки в устройство и движение внешнего корпуса таким образом, чтобы расположить этикетку вокруг контейнера;

- приводят в действие источник тепла, присоединенный к форсунке, осуществляя, таким образом, термоусадку этикетки на контейнер;

- удаляют внешний корпус от контейнера с нанесенной этикеткой.

Теперь настоящее изобретение будет описано для иллюстративных, но не ограничивающих целей согласно его предпочтительным вариантам осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - перспективное изображение варианта осуществления устройства согласно изобретению;

Фиг.2 - перспективное изображение центрального корпуса устройства из Фиг.1;

Фиг.3 - вид сверху корпуса с Фиг.2;

Фиг.4 - поперечное сечение, взятое по линии IV-IV на Фиг.3;

Фиг.5 - частичное изображение корпуса с Фиг.2;

Фиг.6 - перспективное изображение внешнего корпуса устройства с Фиг.1;

Фиг.7 - вид сверху корпуса с Фиг.6;

Фиг.8 - поперечное сечение, взятое по линии VIII-VIII на Фиг.7;

Фиг.9 - частичное изображение корпуса с Фиг.6;

Фиг.10 - перспективное изображение пружины устройства с Фиг.1;

Фиг.11 - частично разобранное перспективное изображение внутреннего и внешнего корпусов и пружины, собранных вместе;

Фиг.12 - перспективное изображение основания устройства согласно изобретению;

Фиг.13 - перспективное изображение форсунки устройства согласно изобретению;

Фиг.14 - перспективное изображение форсунки с Фиг.13, используемой в термовентиляторе с помощью телескопической трубки;

Фиг.15 - перспективное изображение с пространственным разделением деталей другого варианта осуществления форсунки, присоединяемой к внешнему корпусу;

Фиг.16 - перспективное изображение машины, имеющей устройство согласно изобретению;

Фиг.17а-17е - иллюстрации последовательности установки этикетки устройством согласно настоящему изобретению, причем этикетка устанавливается снизу;

Фиг.18 - перспективное изображение устройства согласно настоящему изобретению с другим типом контейнера; и

Фиг.19 - вид сверху устройства с Фиг.18.

Далее будет описан вариант осуществления устройства согласно настоящему изобретению, разработанный для нанесения этикетки снизу, в особенности на баночку, содержащую, например, йогурт или тому подобное, но будет совершенно ясно, что такое же решение может быть также использовано для нанесения этикетки сверху и на другой тип контейнера.

Кроме того, необходимо подчеркнуть, что система передвижения устройства согласно изобретению для передвижения устройства в положение для нанесения этикетки, может быть различной в зависимости от назначения производственной линии, от типа контейнера, на который может быть нанесена этикетка, и от продукта, содержащегося в нем.

Со ссылкой на прилагаемые чертежи будет описано использование устройства согласно настоящему изобретению для цилиндрического контейнера, например такого, который используется для йогурта, имеющего диаметр около 50 мм и высоту 60 мм.

Как может быть отмечено при рассмотрении сопроводительных чертежей, в устройстве согласно изобретению имеется комплект сборочных элементов, которые будут указаны в дальнейшем, причем упомянутый комплект обозначается ссылочной позицией 1 и называется "челноком". По существу челнок 1 состоит из четырех элементов, а именно: центрального корпуса 2, внешнего корпуса 3, пружины 4 и основания 5.

При рассмотрении теперь Фиг. 2-5 можно заметить, что упомянутый центральный корпус 2 имеет по существу цилиндрическую форму, сужающуюся наверху с небольшой конусностью. Внутренняя часть упомянутого корпуса 2 выполнена полой, и верхнее основание закрыто.

Множество прямоугольных секционных отверстий или окон 6, на варианте осуществления показано четыре, выполнены радиально на наружной поверхности цилиндра 2 в конической части вблизи к верхней кромке. Упомянутые отверстия соединяют внутреннюю полость 7 центрального корпуса 2 с внешней частью.

Кроме того, канавки 8 (четыре в настоящем варианте осуществления) выполнены на поверхности центрального корпуса 2, причем упомянутые канавки расположены вертикально и имеют глубину, пересекающую толщину стенки центрального корпуса 2. Упомянутые канавки 8 проходят от приблизительно 10 мм над нижней кромкой центрального корпуса 2 до воображаемой плоскости, перпендикулярной оси центрального корпуса и как будто проходящей через основание упомянутых окон 6.

Как видно из Фиг.6-9, внешний корпус 3 состоит в настоящем варианте осуществления по существу из цилиндрической трубки, имеющей внутренний диаметр на 2-3 мм больше, чем внешний диаметр упомянутого центрального корпуса 2, и коаксиально устанавливаемой по отношению к тому же центральному корпусу 2.

Размещение между центральным корпусом 2 и внешним корпусом 3 обеспечивается утолщением 9, имеющимся на основании корпуса 3, образующим уплотнительное кольцо, увеличивающее внутренний диаметр внешнего корпуса 3, контактирующим с центральным корпусом 2, на высоту 3-5 мм. В любом случае соотношение размеров такое, что оно позволяет внешнему корпусу 3 легко скользить относительно центрального корпуса 2.

Упомянутый внешний корпус 3 имеет на внутренней стенке множество выступов 10, в данном случае четыре, число, соответствующее числу канавок 8 центрального корпуса 2.

Упомянутые выступы 10 входят в упомянутые канавки 8, выступая внутрь стенки центрального корпуса 2.

На Фиг.10 показана пружина 4 устройства или челнока 1 согласно настоящему изобретению. Упомянутая пружина 4 является стандартной цилиндрической пружиной сжатия, устанавливаемой внутри центрального корпуса 2.

Когда челнок 1 собран, пружина 4 слегка сжата: верхняя плоскость пружины 4 действует на кольцевую кромку 11, находящуюся внутри центрального корпуса 2, при этом нижняя плоскость пружины 4 опирается на зубцы 12, находящиеся на нижнем конце выступов 10 (см. Фиг.9 и Фиг.11).

Рассмотрим теперь Фиг.12, на которой показано основание 5 челнока 1 согласно настоящему изобретению, имеющее форму параллелепипеда, на верхнюю поверхность которого устанавливается центральный корпус 2. Упомянутое основание 5 имеет сквозное отверстие 13, выполненное в соответствии с вертикальной осью узла основания 5 - центрального корпуса 2, и с такими размерами, которые обеспечивают проход форсунки (что будет описано далее).

Полное соединение будет выполняться с помощью сварки центрального корпуса 2 с основанием 5 челнока 1, причем упомянутое соединение является существенным признаком для работы устройства согласно настоящему изобретению.

После сборки четырех элементов челнока 1, как показано на Фиг.1, получается устройство с внутренним зазором между центральным корпусом 2 и внешним корпусом 3, и нажим пружины 4 удерживает внешний корпус 3 в положении, когда он прижат к основанию 5.

Для нанесения этикетки устройство согласно настоящему изобретению нуждается в форсунке, отдельной от челнока 1, которая будет более подробно описана ниже.

В частности (смотри Фиг.13), форсунка 14 состоит из внешней по существу цилиндрической трубки, легко вводимой в челнок 1, в частности, в центральный корпус 2.

Форсунка 14 делает вертикальный ход, осуществляемый, например, с помощью пневматического цилиндра (не показан), или другой приводной системы, которая не является предметом настоящего изобретения, и поэтому не будет описываться более подробно далее, и должна быть связана с потоком, вырабатываемым источником тепла (также не показан).

Например, упомянутая форсунка может быть подсоединена с помощью телескопической трубки 15 к электрическому вентилятору 16, имеющему тепловые сопротивления, или к паровому трубопроводу.

Как уже было сказано, основание 5 и пружина 4 не являются существенными элементами для устройства 1 согласно настоящему изобретению, и они могут быть заменены эквивалентными решениями, которые также считаются включенными в объем настоящего изобретения.

Поскольку упомянутая пружина 4 установлена для того, чтобы быть уверенными в том, что внешний корпус 3 вернется в первоначальное положение после поднятия, те же функции могут быть получены путем соединения внешнего корпуса 3 при помощи кулачков 17, которые могут быть выполнены на форсунке 14 (смотри решение на Фиг.15).

Кроме того, согласно настоящему изобретению упомянутое основание 5 является элементом, используемым только для стабилизации устройства 1. Упомянутое основание не используется, если центральный корпус 3 прикрепляется к механической системе движения, такой как вращающаяся карусель, подобно той, которая показана на Фиг.16.

Еще раз необходимо подчеркнуть, что система подачи, показанная на Фиг.16, представляющая вращающуюся карусель 18, к которой подаются баночки 19, на которые подаются этикетки типа усадочной манжеты, не является частью настоящего изобретения и может быть модифицирована для использования устройства согласно настоящему изобретению.

Рассмотрим также Фиг.17, на которой устройство отрезания этикеток типа усадочной манжеты, отличное от устройств известных заявок, подает упомянутые этикетки на челнок, в особенности, во внутренний зазор между центральным корпусом и внешним корпусом (Фиг. 17, позиция 1).

На Фиг. 17а-17е представлена последовательность расположения этикетки снизу с помощью устройства согласно настоящему изобретению.

Устройство, подающее и отрезающее этикетки типа усадочной манжеты с барабана, не является частью настоящего изобретения.

После получения усадочной манжеты 19 (Фиг.17а) челнок 1 выравнивается по отношению к вертикальной оси контейнера 18, на который будет нанесена этикетка (Фиг.17b), с помощью транспортировочных систем (не показаны), причем упомянутые системы не являются существенной частью устройства согласно настоящему изобретению.

Как можно легко понять, челнок 1 фактически может перемещаться с помощью приводного ремня или плоскозвенных цепей (подобно тем, которые используются для транспортировки бутылок в упаковочных линиях) или может быть присоединен к механической системе, например к карусели 18, вращающейся в вертикальной или горизонтальной плоскости (как карусель, показанная на Фиг.16.)

В любом случае челнок 1, находящийся в фиксированном положении или пошагово передвигающийся с контейнером 19, должен быть выровнен с контейнером 19 и с форсункой 14 при нанесении и термоусадке этикетки типа усадочной манжеты (Фиг.17b-17е).

Работа привода (не показан) вызывает вертикальный ход форсунки 14, которая входит в челнок 1 из отверстия 13 основания 5, поднимая внешний корпус 3, нажимая на нижние поверхности выступов 12, являющихся частью этого корпуса 3, и сжимая пружину 4 (Фиг.17с).

С помощью такого движения осуществляется также подъем этикетки типа усадочной манжеты, нижняя кромка которой опирается на выступы 12 внешнего корпуса 3, и размещение ее вокруг контейнера 19, стоящего выше. Контейнер 19 теперь охвачен этикеткой типа усадочной манжеты и вставлен во внешний корпус 3.

Теперь источник тепла, например термовентилятор 16, соединяемый с форсункой 14, приводится в действие так, что горячий воздушный поток проходит через форсунку 14, входит в центральный корпус и выходит через окна 6. Кольцо 9 на основании внешнего корпуса 3, соединяясь с внешней поверхностью центрального корпуса 2, препятствует распространению воздушного потока вниз, оптимизируя, таким образом, его использование.

Поступивший горячий воздух должен таким образом проходить вверх через внутренний зазор между внешним корпусом 3 и контейнером 19, нагревая этикетку типа усадочной манжеты и выполняя ее термоусадку.

После выполнения усаживания форсунка 14 движется обратно под нижнюю плоскость основания 5 челнока 1, и в этом же направлении форсунки 14 под действием пружины 4 также движется внешний корпус 3 и, таким образом, контейнер 19 с нанесенной этикеткой также отсоединяется.

Фиг. 18 и 19 приложены для демонстрации того, что решение согласно настоящему изобретению может быть без проблемы использовано для контейнеров 19, имеющих другие, по сравнению с округлой, формы, например, на двух чертежах показано восьмиугольное сечение. Для возможности выполнения описанной выше термоусадки важен внутренний зазор 20 между внутренним корпусом 2 и контейнером 19.

Описанное устройство может быть также использовано для работы на нецилиндрических контейнерах с помощью соответствующего выполнения различных элементов с формами, подобными формам контейнера, который будет обрабатываться.

В любом случае конические контейнеры или контейнеры с многоугольным сечением (например, восьмиугольное сечение) могут быть подвергнуты обработке с использованием челноков с цилиндрическим внешним корпусом, поскольку объем внутреннего зазора, внутри которого происходит термоусадка, в любом случае очень маленький.

Из изложенного может быть понятно, что устройство согласно настоящему изобретению позволяет получить бульшую эффективность и скорость выполнения по сравнению с результатами, которые могут быть получены, например, с помощью использования тоннеля циркуляции горячего воздуха, в котором рассеяние тепловой энергии, не передаваемой напрямую и не ограничиваемой этикеткой типа усадочной манжеты, намного больше.

Этот результат получается, главным образом, ввиду уменьшенного объема, который должен быть нагрет вокруг контейнера, причем упомянутый объем ограничивается внешним корпусом 3, внутри которого устанавливается контейнер, и с помощью осуществления конструкции, которая может быть названа термоусадочным колоколом.

Настоящее изобретение было описано с целью иллюстрации, но не с целью ограничения, согласно его предпочтительному варианту осуществления, но должно быть понятно, что модификации и/или изменения могут быть выполнены специалистами в данной области техники без отхода от релевантного объема, как определяется в прилагаемой формуле изобретения.

Реферат

Группа изобретений относится к устройству и способу для нанесения и термоусадки пластиковых этикеток. Устройство содержит центральный корпус и внешний корпус, коаксиально подвижные один внутри другого под воздействием форсунки, расположенные таким образом, чтобы образовать внутренний зазор между упомянутыми корпусами, и имеющие такую форму, чтобы размещать этикетку, подлежащую нанесению, и располагать ее вокруг наружной поверхности контейнера. Устройство имеет средство для ввода горячего воздуха в упомянутый внутренний зазор для осуществления термоусадки этикетки. Устройство дополнительно имеет средство для возвращения внешнего корпуса в исходное положение после прекращения действия упомянутой форсунки. Способ нанесения упомянутых этикеток содержит этапы: подача этикетки во внутренний зазор между центральным корпусом и внешним корпусом; выравнивание устройства с вертикальной осью контейнера; удерживание устройства и форсунки во время нанесения этикетки и термоусадки; ввод форсунки в устройство и движение внешнего корпуса таким образом, чтобы расположить этикетку вокруг контейнера; осуществление термоусадки этикетки на контейнере; удаление внешнего корпуса от контейнера с нанесенной этикеткой. Группа изобретений позволяет одновременно выполнять этапы нанесения, расположения и термоусадки этикетки на контейнере, что обеспечивает упрощение технологического процесса и снижение энергозатрат. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 19 ил.

Формула