Устройство для нанесения этикеток

(71)(73) Заявитель и патентовладелец: СПИР ГРУП ХОЛДИНГЗ ЛИМИТЕД (GB) Флетчер Малколм, Стовер Джеффри Дэвид (GB) Представитель: Изобретение относится к этикетировочной машине, например, для нанесения этикетки на изделие, такое как бутылка, при помощи самоклеящегося материала, имеющей прижимное устройство (20), содержащее ряд свободно вращающихся валиков (22). Каждый из валиков имеет упругую поверхность, состоящую, например, из пенорезинового рукава, и независимо упруго смонтирован на общей опоре (24) при помощи пружин (36). Этикетка (16) частично прикрепляется к бутылке (4), которая затем поворачивается вокруг собственной оси, когда проходит вдоль прижимного устройства (20). Упругий контакт между валиками и этикеткой (16) приводит к тому,что этикетка (16) прижимается к поверхности бутылки (4) для прикрепления. 013891 Область техники Настоящее изобретение относится к нанесению этикетки на изделие, и в особенности, хотя не исключительно, изобретение относится к нанесению этикетки на бутылку, например на стеклянную бутылку с напитком. Предшествующий уровень техники Известно прикрепление этикеток к бутылкам при помощи самоклеящихся материалов. В обычном способе нанесения таких этикеток, например, в соответствии с патентом США 2005/0138895, этикетки подаются на головку аппликатора на этикетировочной станции, где бутылки двигаются по кругу мимо наносящей головки. Этикетка наносится на каждую бутылку, когда она проходит мимо наносящей головки. Затем бутылка проходит вдоль прижимного устройства, прижимающего этикетку к поверхности бутылки, так чтобы прикрепить этикетку к бутылке по всей поверхности этикетки. При прохождении каждой бутылки вдоль прижимного устройства она поворачивается вокруг собственной цилиндрической оси. В известных этикетировочных машинах прижимные устройства могут быть выполнены в виде щеток (как описано в патенте США 2005/0138895), гибких ракелей или неподвижных прижимных накладок из пеноматериала. В последнее время обычными стали самоклеящиеся этикетки (т.е. этикетки, снабженные слоем самоклеящегося материала для прикрепления этикеток к бутылкам), имеющие тиснение или другие структуры на наружной стороне, обеспечивающие, например, тактильное покрытие. Такие этикетки трудно наносить с использованием обычных прижимных устройств, и, кроме того, тактильные покрытия абразивны и, следовательно, значительно снижают срок службы известных прижимных устройств. Сущность изобретения В соответствии с настоящим изобретением предлагается этикетировочная машина для нанесения этикеток на изделия, имеющая средства для перемещения изделий мимо прижимного устройства для прижимания частично нанесенной этикетки к изделию, причем прижимное устройство содержит множество валиков, смонтированных на общей опоре, которая прикреплена к неподвижной части этикетировочной машины, причем валики расположены таким образом, чтобы прикладывать давление к этикеткам на изделиях, двигающихся мимо прижимного устройства. Предпочтительно машина имеет средство для поворота каждого изделия вокруг оси, проходящей через изделие, при перемещении изделия мимо прижимного устройства. Если изделиями являются бутылки, каждая из бутылок может быть повернута вокруг собственной оси. Конструкция прижимного устройства с множеством валиков позволяет обеспечить надлежащее прикрепление каждой этикетки к соответствующему изделию. Например, прижимное устройство может иметь по меньшей мере четыре валика; в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения прижимное устройство имеет десять валиков. Предпочтительно валики находятся на небольшом расстоянии друг от друга. Например, расстояние между каждыми двумя валиками может быть меньше диаметра каждого из валиков. Более предпочтительно расстояние между каждыми двумя валиками составляет менее 5 мм и может составлять менее 1 мм. Предпочтительно валики имеют одинаковые размеры. Валики могут иметь цилиндрическую наружную поверхность, но в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения могут быть желательны валики другой формы, например они могут сходить на конус от центра к осевым концам валика. Оси валиков могут лежать в общей плоскости, которая может являться плоской поверхностью, или может искривляться в соответствии с траекторией перемещения изделий. Каждый валик может иметь упругую поверхность. Например, каждый валик может быть снабжен упругим (эластичным) рукавом, составляющим наружную поверхность валика. Эластомерный материал рукава может иметь твердость по Шору А не менее 25 и не более 35. Материал может быть вспененным. По меньшей мере один из валиков может поддерживаться с возможностью свободного вращения,например, в соответствующем держателе, поддерживающем противоположные концы валика при помощи подшипников. Каждый держатель может быть упруго смонтирован на опоре. По меньшей мере один из валиков может приводиться в действие, например, при помощи узла двигателя с прямой или ременной передачей. Скорость, с которой валик приводится в действие, может соответствовать скорости, с которой наружная поверхность изделия проходит мимо валика. Когда валик, не приведенный в действие, используется для прижимания этикетки к движущемуся изделию, в тот момент, когда этикетка прижимается к изделию, он ускоряется от состояния покоя или от свободного холостого хода до скорости, с которой наружная поверхность изделия перемещается мимо валика. Инерция валика вызывает волочение этикетки, которое может повредить этикетку или заставить ее скользить относительно изделия. Это особенно важно для тонких и непрочных этикеток. Если валик приводится во вращение до прижимания этикетки к изделию, эта проблема уменьшается. Если валик приводится во вращение со скоростью, соответствующей скорости движения наружной поверхности изделия мимо валика, проблема полностью исключается.-1 013891 Все валики могут приводиться в действие общим узлом и могут быть независимо и упруго смонтированы на общей опоре. Упругий монтаж может достигаться при помощи пружин, и сила сжатия пружины, противодействующая перемещению валика или каждого из валиков от траектории перемещения изделий, может составлять не менее 8 и не более 40 Н. Держатель может быть выполнен с возможностью перемещения относительно опоры в направлении, наклонном относительно нормали к направлению перемещения изделий мимо прижимного устройства. Угол наклона может составлять от 20 до 40. В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается прижимное устройство для использования в этикетировочной машине, как описано выше. В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предлагается способ нанесения этикетки на изделие, включающий в себя частичное нанесение этикетки на изделие и последующую транспортировку изделия мимо прижимного устройства, содержащего множество валиков, смонтированных на общей опоре, которая прикреплена к неподвижной части этикетировочной машины, причем валики упруго входят в контакт с этикеткой, когда изделие перемещается мимо прижимного устройства, таким образом, чтобы прижимать этикетку к поверхности изделия. Краткое описание графических материалов Ниже для лучшего понимания настоящего изобретения и демонстрации того, как оно может осуществляться на практике со ссылками на прилагаемые чертежи подробно описаны примеры осуществления настоящего изобретения. На фиг. 1 представлен схематический чертеж этикетировочной станции разливочной установки для бутылок. На фиг. 2 представлен вид сбоку прижимного устройства этикетировочной станции по фиг. 1. На фиг. 3 представлен вид сверху прижимного устройства. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Этикетировочная станция (фиг. 1) содержит карусель 2, которая принимает бутылки для нанесения этикеток по стрелке А и возвращает их на конвейер для последующей обработки (например, упаковки) по стрелке В. Таким образом, вращение карусели по стрелке С перемещает бутылки 4 по круговой траектории против часовой стрелки. Этикеточное полотно 10 разматывается с катушки 12 и транспортируется к устройству 18 для разделения. Полотно 10 содержит разделительный слой 14, поддерживающий отдельные вырезанные и напечатанные этикетки 16. Каждая из этикеток 16 имеет слой самоклеящегося материала на поверхности,обращенной к разделительному слою. Устройство 18 для разделения вынуждает разделительный слой 14 следовать остроугольному изгибу, которому не могут следовать этикетки 16 из-за их большей жесткости. Таким образом, этикетки 16 отрываются от разделительного слоя и подаются к пути перемещения бутылок 4. Прижимное устройство 20 расположено непосредственно за устройством 18 для разделения по отношению к направлению движения выступающей этикетки 16. Этикеточное полотно 10 двигается синхронно с прохождением бутылок 4. Следовательно, когда каждая бутылка проходит устройство 18 для разделения, этикетка 16 подается к бутылке. Затем бутылка продвигается, чтобы войти в контакт с прижимным устройством 20, прижимающим переднюю кромку этикетки 16 к бутылке 4. Затем бутылка с частично прикрепленной этикеткой 16 продолжает двигаться вдоль прижимного устройства 20. На этом этапе ее перемещения бутылка с частично прикрепленной этикеткой 16 поворачивается вокруг собственной оси по стрелке D и, таким образом, протягивает этикетку через прижимное устройство 20 по всей поверхности этикетки, плотно прижимая ее к поверхности бутылки 4. В результате этикетка прочно прикрепляется к бутылке 4 самоклеящимся материалом без образования каких-либо складок, морщин или пузырей воздуха. Прижимное устройство 20 более подробно представлено на фиг. 2 и 3. Как показано на фиг. 3, прижимное устройство 20 содержит десять близко расположенных и свободно вращающихся валиков 22. Валики 22 независимо прикреплены между парой поддерживающих планок 24, прикрепленных к неподвижной части этикетировочной машины. Валики могут, например, иметь диаметр 25 мм, и расстояние между ними может составлять менее 1 мм. Следовательно, валики представляют в действительности непрерывную поверхность для бутылок,двигающихся мимо них, причем эта поверхность имеет длину в направлении движения бутылки, достаточную, чтобы обеспечить контакт валиков 22 с каждой этикеткой по всей длине этикетки, измеренной по окружности бутылки. Как показано на фиг. 2, каждый валик 22 поддерживается между опорами 25 держателя в виде перекладины 26. Подшипники 28, содержащиеся в каждой опоре 25, предназначены для поддержания валика 22 с возможностью свободного вращения. Перекладина 26 имеет две опоры 30, от которых отходят плунжеры 32, параллельные друг другу и разнесенные по оси валика 22. Плунжеры 32 проходят перпендикулярно оси валика 22. Плунжеры 32 имеют резьбу на концах, соединенных с опорами 30, и могут регулироваться в высверленных резьбовых отверстиях в опорах 30, где их отрегулированное положение закрепляется контргайками 29.-2 013891 Следует заметить, что при некоторых условиях регулировка длины плунжеров 32 не требуется. При таких условиях опоры 30 и контргайки 29 можно исключить, и плунжеры 32 прикрепляются непосредственно к перекладине 26. Относительное позиционирование валиков 22, например, для обеспечения дугообразного расположения может достигаться путем придания плунжерам 32 соответствующей длины. Каждый плунжер 32 проходит через соответствующее отверстие в опоре 23, закрепленной между поддерживающими планками 24 винтами 27. Пружина 36 действует между опорой 23 и удерживающим буртиком 38 на плунжере 32 для смещения валика 22 от опоры 23. Движение наружу валика 22 ограничивает шайба 40 и болт 42. Каждый плунжер 32 выполнен с возможностью скольжения в опоре 23 при помощи направляющей качения 21, например подшипника, содержащего самосмазывающийся полимер,такой как Frelon. Опоры 23 закреплены между поддерживающими планками 24 наклонно по отношению к нормали к ряду опор 23. Таким образом, как можно видеть на фиг. 3, плунжеры 32 наклонены в направлении, противоположном направлению С перемещения бутылок 4, когда они проходят прижимное устройство 20. Каждая пружина имеет жесткость в диапазоне 2-4 Н/мм. Пружины 36 предварительно нагружены,так что начальное противодействие перемещению каждого валика 22 к опоре 24 составляет по меньшей мере примерно 8 Н, хотя в некоторых случаях сила противодействия каждого валика 22 может составлять 40 Н или более. Каждый валик 22 имеет упругую поверхность. Валик 22 может быть изготовлен целиком из соответствующего упругого материала, но предпочтительно валик содержит стальную основу, на которой имеется рукав из соответствующего материала. Материалом рукава может быть, например, эластомер,такой как резина, и может быть губчатая резина или пенорезина. Упругая поверхность каждого валика 22 необходима для того, чтобы обеспечить контакт валика 22 с каждой из этикеток 16 по всей ее поверхности, даже если на поверхности этикеток или на наружных поверхностях бутылок 4 имеются незначительные неровности. Установлено, что пенорезиновый материал, имеющий твердость по Шору А в диапазоне от 25 до 35, дает удовлетворительные результаты. Хотя валики 22, представленные на фиг. 2 и 3, имеют цилиндрическую форму по всей длине, при некоторых условиях может быть целесообразно использование нецилиндрического валика. Например,валик может сходить на конус от середины к концам. Результатом этого является усиление давления,прикладываемого к каждой из этикеток 16 в центральной части этикетки, при уменьшении давления,прикладываемого к верхнему и нижнему краям этикетки относительно ориентации этикетки на бутылке 4. Это может быть полезно при некоторых условиях, чтобы обеспечить правильное прилегание этикетки по поверхности бутылки 4, не допуская возникновения пузырей воздуха. При использовании прижимного устройства по фиг. 2 и 3 в этикетировочной машине по фиг. 1 не возникает скользящее перемещение между поверхностью каждой из этикеток 16 и самим прижимным устройством. Вместо этого относительное перемещение, вызванное движением бутылок 4 по кругу на карусели 2 и их вращением вокруг собственных осей, компенсируется свободным вращением валиков 22 в перекладинах 26, как обозначено на фиг. 3 стрелкой Е. Таким образом, износ поверхности каждого из валиков 22 минимизируется и срок службы прижимного устройства 20 повышается. При работе валики могут отклоняться проходящими бутылками 4 по направлению к опоре 24 против противодействующей силы пружин 36, как обозначено стрелкой F. Отклонение не может быть большим (например, примерно 1 или 2 мм), но оно позволяет плотно прижимать этикетку к поверхности бутылки, обеспечивая хорошую адгезию. Поскольку плунжеры 32 наклонены по направлению к приближающимся бутылкам 4, боковые силы, прикладываемые к плунжерам 32 бутылками 4, минимизируются, таким образом уменьшая износ между плунжерами 32 и линейными направляющими 21. Как показано на фиг. 3, положение каждого из валиков 32 может быть отрегулировано (путем ослабления контргайки 29 и изменения глубины вхождения плунжера 32 в опору 30) так, чтобы разместить валики по дуге или другому изгибу для соответствия траектории движения бутылок 4, или для регулировки давления, прикладываемого к этикетке 16, когда бутылка 4 движется вдоль прижимного устройства 20. Если используется дугообразный порядок, как показано на фиг. 3, равномерное давление может быть получено на всем протяжении прижимного устройства 20. Следует заметить, что необходимое количество валиков 22 изменяется в соответствии с рабочими параметрами этикетировочной станции в целом. В большинстве случаев предполагается необходимость по меньшей мере в четырех валиках, тогда как в соответствии с описанным вариантом осуществления изобретения имеется десять валиков. Вращение бутылок 4 по стрелке D не может начаться, пока каждая из бутылок не пройдет один или два первых валика 22. В этом случае передняя кромка этикетки 16 будет прижата к бутылке первым валиком 22 и следующий валик или валики 22 могут просто обеспечить приложение дополнительной прижимающей силы к части этикетки 16, уже прикрепленной к бутылке. Только после того как бутылка 4 начинает вращаться, приходят в действие следующие валики для окончательного прикрепления этикетки 16 к бутылке. В альтернативных устройствах вращение бутылки может начаться, как только этикетка 16 первоначально прикреплена, при этом этикетка 16 может быть полностью прикреплена после прохождения бутылкой четвертого валика 22. При таких условиях прижимное устройство 20 может быть оборудо-3 013891 вано меньшим количеством валиков 22, чем десять валиков по фиг. 3. В устройстве по фиг. 3 валики наклонены под углом 30 относительно нормали к ряду валиков 22(т.е. к перпендикуляру к траектории движения каждой из бутылок 4 мимо соответствующего валика 22). В зависимости от обстоятельств могут устанавливаться другие углы наклона. Планки 24 могут быть предварительно просверлены, что позволяет присоединять опоры 23 под разными углами, или могут иметь наклон в 30 в противоположном направлении, что позволяет использовать их в этикетировочной машине, в которой бутылки 4 перемещаются мимо прижимного устройства 20 в направлении, противоположном направлению по фиг. 3. Хотя настоящее изобретение описано в контексте нанесения этикеток на бутылки с использованием самоклеящегося материала, следует заметить, что оно может также применяться для этикетирования других изделий, включая изделия, имеющие нецилиндрическую форму, поскольку упругий монтаж валиков может компенсировать отклонения в профиле изделий от строго цилиндрической формы. Кроме того, настоящее изобретение может применяться для прикрепления этикеток с использованием других адгезивов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Этикетировочная машина для нанесения этикеток на изделия, имеющая средства для транспортировки изделий вдоль прижимного устройства для прижимания частично нанесенной этикетки к изделию,причем прижимное устройство содержит множество валиков, смонтированных на общей опоре, которая прикреплена к неподвижной части этикетировочной машины, причем валики расположены таким образом, чтобы прикладывать давление к этикеткам на изделиях, перемещающихся вдоль прижимного устройства. 2. Этикетировочная машина по п.1, отличающаяся тем, что содержит средства для вращения каждого изделия вокруг оси, проходящей через изделие, в процессе перемещения изделия мимо прижимного устройства. 3. Этикетировочная машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что прижимное устройство содержит не менее пяти валиков. 4. Этикетировочная машина по п.3, отличающаяся тем, что прижимное устройство содержит десять валиков. 5. Этикетировочная машина по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что расстояние между соседними валиками не превышает диаметр каждого из валиков. 6. Этикетировочная машина по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что расстояние между соседними валиками не превышает 5 мм. 7. Этикетировочная машина по п.6, отличающаяся тем, что расстояние между соседними валиками не превышает 1 мм. 8. Этикетировочная машина по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что оси валиков лежат в общей плоскости. 9. Этикетировочная машина по п.8, отличающаяся тем, что общая плоскость является дугообразной. 10. Этикетировочная машина по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что каждый из валиков имеет упругую поверхность. 11. Этикетировочная машина по п.10, отличающаяся тем, что валик или каждый из валиков снабжен упругим рукавом. 12. Этикетировочная машина по п.10 или 11, отличающаяся тем, что твердость по Шору А поверхности каждого из валиков составляет не менее 25 и не более 35. 13. Этикетировочная машина по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из валиков установлен с возможностью свободного вращения вокруг собственной оси. 14. Этикетировочная машина по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что каждый из валиков удерживается соответствующим держателем, упруго смонтированным на опоре. 15. Этикетировочная машина по п.14, отличающаяся тем, что каждый из держателей упруго смещен от опоры при помощи по меньшей мере одной пружины. 16. Этикетировочная машина по п.15, отличающаяся тем, что каждый из держателей смонтирован на опоре при помощи по меньшей мере одного плунжера, проходящего через отверстие в опоре. 17. Этикетировочная машина по любому из пп.14-16, отличающаяся тем, что каждый держатель упруго смонтирован на опоре для упругого перемещения в направлении, наклоненном относительно нормали к направлению движения изделий вдоль прижимного устройства. 18. Этикетировочная машина по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из упругих валиков является приводным валиком. 19. Прижимное устройство для этикетировочной машины по любому из предшествующих пунктов. 20. Способ нанесения этикетки на изделие, включающий частичное нанесение этикетки на изделие и последующую транспортировку изделия вдоль прижимного устройства, содержащего множество вали-4 013891 ков, смонтированных на общей опоре, которая прикреплена к неподвижной части этикетировочной машины, причем валики упруго входят в контакт с этикеткой, когда изделие перемещаетсямимо прижимного устройства, прижимая, таким образом, этикетку к поверхности изделия. 21. Способ по п.20, отличающийся тем, что изделие вращается вокруг оси, проходящей через изделие в процессе перемещения мимо прижимного устройства. 22. Способ по п.21, отличающийся тем, что изделие имеет в основном цилиндрическую форму и вращается вокруг собственной цилиндрической оси в процессе прохождения по меньшей мере части пути мимо прижимного устройства. 23. Способ по любому из пп.20-22, отличающийся тем, что изделие является бутылкой. 24. Способ по любому из пп.20-23, отличающийся тем, что этикетку прикрепляют к изделию при помощи самоклеящегося материала. 25. Способ по любому из пп.20-24, отличающийся тем, что дополнительно включает этап приведения упругого валика или каждого из упругих валиков во вращение перед тем, как этикетка прижимается к изделию. 26. Способ по п.25, отличающийся тем, что скорость, с которой приводят в движение упругий валик или каждый из упругих валиков, соответствует скорости поверхности изделия.