处理卷材状标记材料的方法与标记机真空滚筒及标记机

摘要

本发明涉及处理卷材状标记材料方法与标记机真空滚筒及标记机，具体而言，涉及在自动标记过程中处理卷材状标记材料的方法，包括：(a)在输入站(1001)进给连续标签(L)；以及(b)沿从输入站(1001)至施加站(1002)的圆形标签路径输送标签(L)，所述施加站(1002)位于绕轴线(A)测得的与输入站(1001)相距的第一角距(α

说明书

技术领域

本发明涉及在自动标记过程中处理卷材状标记材料的方法。

具体地说，本发明涉及借助包括主体的类型的真空滚筒处理卷 材状标记材料的方法，该主体可绕轴线转动并由外部侧表面界定，所述外 部侧表面适于接纳被切割成预定长度条带的卷材状标记材料并在给定角位 置将得到的标签转移至标记单元，所述外部侧表面包括可流体地连接至真 空源或加压空气源的端口。

此外，本发明涉及在自动标记过程中处理卷材状标记材料的真 空滚筒组，并涉及包括一个所述真空滚筒组的标记机。

背景技术

标记机通常用于运输、制备和施加标签至诸如瓶子之类的容器 或所有类型的物件。

尤为广泛的是使用带胶标签，即标记材料的以适当的长度从卷 材上切下的部分，这些部分其上面通过涂胶装置(例如涂胶辊、喷洒和喷射 系统等)被施加胶，并这些部分最终被运输和施加到相应的容器或物件上。

这种操作序列的自动实现在实践中需要通过抽吸将标记材料条 带保持在真空滚筒的外部侧表面上，以进行胶的涂敷并输送到输出站。

在这种背景中使用的传统真空滚筒组包括真空滚筒，真空滚筒 通过绕其轴线可转动的方式安装在静止的分配器部件上。

真空滚筒具有大致圆柱形有凸部的配置，并适于在输入站接纳 连续的标记材料条带，并在绕其轴线转过给定的角度后，在输出站释放标 记材料条带，由此所述条带可被施加至相应的物件或容器。

静止的分配器部件具有连接至真空源的第一空气通道；真空滚 筒进而提供有第二空气通道，该第二空气通道被配置成当滚筒绕其轴线转 动时在滚筒的某些角位置与第一空气通道连通，并结束在通过滚筒的用于 接纳标签的外部侧表面形成的多个真空端口中。

更具体地，真空端口形成在多个减震垫和中间段内，所述减震 垫和中间段一起限定真空滚筒的外部侧表面，这已在以同一申请人的名义 在共同未决的欧洲专利申请13425015.8中描述。

当由真空滚筒保持时，标签一般应当具有被保持在一个垫上的 前端以及被保持在另一垫上的尾端，并且其余(中间)部分被保持在由两个 提到的垫之间构成的滚筒外侧面的段上。

前面提到的共同未决的欧洲专利申请进一步以更详细的方式描 述了如何围绕真空滚筒的周缘布置垫和中间区段，以及它们在使用中，当 标记材料条带被切下并接纳在真空滚筒的外侧面上，并随后立即与涂胶装 置形成耦合配置时，如何与该条带配合工作，以使该条带最终从真空滚筒 的外侧面上脱离并被输送至容器。在实践中，两个垫之间的距离基本等于 沿滚筒的周缘测得的拟被处理的标记材料条带的长度。

此外，滚筒的高度大约等于沿平行于滚筒的旋转轴线测得的拟 被处理的标记材料条带的高度。实践中，滚筒的高度略为小于拟被加工的 标记材料条带(标签)的高度，由此标签的上缘和下缘伸出真空滚筒几毫 米，这有助于防止胶弄脏真空滚筒表面。

辊子进给式标记机已知能够以高效率和非常高的速度工作，这 对于满足市场上需要的不断增加的产量来说是理想的。然而，为了满足这 一点，辊子进给式标记机必须依赖在全速运转时在输出站的容器的无间断 供给。此外，当分别地启动和关机标记机的操作时，需要渐渐加速(ramp- up)和渐渐减速(ramp-down)的时间。

这些限制可能造成问题，尤其是当标记机被设计成被分段成一 组加工机，其中每个加工机实现封装流水线中的不同操作，例如吹塑、灌 装和盖帽机时。

这些机器在它们的最大速度下恒定地运转，而标记机一般工作 在可能比组中那些其它机器的速度低的速度下，最多与其它机器的速度一 样高。

生产约束可能在连续到达标记机的容器中产生间断和/或使得在 同一机段(block)中间歇进给容器的工作(例如由于质量检查的操作者的介 入或类似情形)成为必要。

这是非常不期望的，因为这容易使得多个容器被不正确地标记 或者使得标签在没有容器被输送以接纳时而被释放。除了标记材料的少量 损失外，这可能需要丢弃未满足某些生产要求的标记产品。首先，带胶标 签累积在机器的一些部件(这些部件上并不希望有这种标签存在)上的可 能性代表一种更加不期望有的缺陷，这种缺陷可能有损于总的标签施加过 程的质量，并从更一般的意义上可能妨碍标记机作为整体的正常运行。

此外，尽管能够以非常高的速度稳定地工作，然而辊子进给式 标记机显然需要从待机状态启动以到达稳定工作模式，就像它们在停机以 回到待机状态时所需要的那样。因此，它们的速度需要被渐渐加快/渐渐减 慢，与组中其它加工机的有关操作耦合/时序的问题经常发生。通常需要对 相对速度进行相当的细调的预备阶段，并且这一般导致标记材料被不适当 地转移到容器上。

在这个阶段损失一些标记材料从经济角度看不代表主要的问 题。然而，使标记机在启动和停机期间分别进行较多的渐渐加速或减速的 需要可能使机器过载并甚至导致非常不期望有的过程失败。

因此，业内认为需要一种在自动标记过程中处理卷材状标记材 料的方法，藉此能够至少部分地克服前面概述的缺陷。

具体地说，业内认为需要一种在自动标记过程中处理卷材状标 记材料的方法，它能够减少在标记机的启动和停机期间所浪费的标记材料 的量，并且当在正常操作期间，在拟连续被标记的容器中形成间断，例如 由于可操作地与标记机关联的任何其它加工机中的问题——这通常是在可 灌装产品的封装过程中的情形。

因此，本发明的一个目的是提供一种在自动标记过程中处理卷 材状标记材料的方法，它能以简单和节约成本的方式满足所述需求。

此外，本发明的一个目的是提供一种用于在自动标记过程中相 应地处理卷材状标记材料的标记机真空滚筒。

发明内容

前述目的通过本发明实现，因为它涉及根据权利要求1所述的 在自动标记过程中处理卷材状标记材料的方法。此外，提供了根据权利要 求7所述的标记机真空滚筒组。

最后，根据本发明，提供了根据权利要求9所述的标记机。

附图说明

为了更好地理解本发明，下面仅借助非限定示例并参照附图披 露了一优选实施例，在附图中：

图1-5示出根据本发明的方法在自动标记过程中处理卷材状标 记材料的标记机在不同的连续瞬间的简化示意性俯视图，其中标记机的速 度逐渐地增加，直到到达稳态工作速度为止；

图6A和图6B示出根据本发明在自动标记过程中适于处理卷材 状标记材料的真空滚筒的分配设备的一些部件的示意性立体图；

图7示出可操作地与图6A、6B的分配设备耦合的真空滚筒的 示意性截面的详图；以及

图8示出根据本发明的方法在自动标记过程中处理卷材状标记 材料的标记机的变例的示意性俯视图。

具体实施方式

图1-图6中的标号100表示作为整体的真空滚筒分配设备(仅详 细示出其中的一些部件)，真空滚筒可安装于该设备上以可操作地耦合在标 记机内，其中真空滚筒适于处理并沿圆弧形(例如基本圆形)路径绕垂直轴 线A朝向标记装置(已知类型，并因此在这里不予示出)转移标记材料条带 L(即标签)，从而将标签施加至相应的物件C，例如用可灌注产品灌装或拟 被灌装的容器。

具体地说，真空滚筒是适于在输入站1001接收连续的标签L并 在施加站1002将所述标签L转移至标记单元的类型，所述施加站1002位 于绕轴线A测得的离输入站1001给定的第一角距α₁的位置。在施加站 1002，标签L被施加到相应的物件C上。

输入站1001可一般被认为由切割单元相对于轴线A的位置限 定，通过所述切割单元，将标记材料条带按预定的长度从正由卷筒进给的 卷材切割下来，由此形成标签L。

典型的切割单元包括旋转刀片和静止刀片(它也经常被称为对 刃)，这些刀片被配置在真空滚筒附近。在使用中，标记材料卷材在切割单 元的静止刀片和旋转刀片之间行进，卷材的前缘由旋转真空滚筒通过吸附 而拾取。真空滚筒一般被驱动以在比标记材料卷材沿标签路径行进的速度 快的速度旋转，藉此真空滚筒在卷材的前缘施加拉力。在旋转中，当旋转 刀片变得与静止刀片对置时，条带可从标记材料卷材被切下。

通过适当地设定标记材料卷材朝向真空滚筒进给的速度以及承 载切割单元的旋转刀片的滚筒(切割单元滚筒)的转速，可方便地调整条带 的长度。同时，真空滚筒的转速被调速至切割单元滚筒的转速作为被设计 在真空滚筒上的标签位置的数量的函数。切割单元滚筒和真空滚筒之间的 位置同步对于实现切割标签在真空滚筒上的正确定位是关键的。

一旦由真空滚筒拾取并借助适当吸附装置的作用附着于其侧 面，新切割的标签L沿标签路径行进，所述标签路径由真空滚筒的周缘局 部地限定。

新切割的标签L在到达施加站1002之前，即在覆盖完全角距α₁以使真空滚筒可操作地耦合于输送拟被标记的容器的装置(它可包括输送带 或者直线运输带)之前，先到达涂胶站，在涂胶站真空滚筒可操作地与涂胶 单元(未示出)耦合。典型地，涂胶单元包括适于接触由真空滚筒承载的标 签L的胶辊，由此胶的图案被施加都标签L表面上。

对于根据前面概述的过程处理标签L的真空滚筒，实际上与标 签L配合的真空滚筒的外侧面与适当吸附装置之间的流体连通/断开的适当 调整和定时是最重要的。

为此，真空滚筒分配设备100包括设有流体通道的固定本体， 每个流体通道连接至真空源(未示出)或连接至加压空气源(未示出)。真空滚 筒分配设备100被设计成优先地接纳并操作地耦合于真空滚筒，所述真空 滚筒可绕轴线A转动并在一端设有导管，每当真空滚筒在绕轴线A转动时 占据给定的角位置时，该导管与分配设备100的流体通道连通(如下文中更 详细解释的那样)，并且所述真空滚筒在另一端设有通过滚筒的外侧面开口 的多个侧端口。这种类型的真空滚筒被描述和图解在例如同一申请人名下 的共同未决欧洲专利申请13425015.8中。

具体地说，这种类型的真空滚筒包括下板，该下板与分配设备 100的静止本体的上水平面接触地布置，并设有界定前面提到的导管的入 口的孔，且当真空滚筒占据某些角位置时与分配设备100内的流体通道流 体连通。

在实践中，当在真空源和真空滚筒的至少一个导管之间建立流 体连通时，空气从对应的侧端口被吸入，由此对标签L形成吸引力，藉此 所述标签L至少部分地保持贴靠在滚筒的外侧面上，并相应地沿由真空滚 筒的最外缘限定的圆弧形标签路径的一部分输送。

图1-图5给出如何根据在本发明的方法在操作期间在真空源和 真空滚筒的外侧面内的侧端口之间建立流体连通的简化示图。

图5示出在正常生产条件下的操作，即在这种情形下拟被标记 的无间断的连续的容器以恒定速度被输送至施加站1002，标签L通过真空 滚筒以基本相同的速度被输送至相同施加站1002，以被转移到相应的容 器。

被切割以形成标签L的标记材料条带在输入站1001被拾取，并 基本在第一角距α₁上保持贴靠在真空滚筒的外侧面上，所述第一角距α₁对 应于将输入站1001和施加站1002分隔的角距。

为了这个目的，真空滚筒的外侧面和真空源之间的流体连通被 产生在基本等同的角距α₁上。在图5中，这通过表示真空滚筒分配设备 100的单个通道1003以简化方式示出，其一部分(在图5中以短划线区域表 示)在角距α₁上基本从输入站1001延伸至施加站1002，并被设置成与真空 源流体连通。关于在实践中如何实现这个的进一步细节以及与在这种机构 的实现中牵涉到分配设备的哪些特征的有关的附加信息将在下文中给出。

由此，在正常生产条件下，通过中断相关侧端口与真空源的连 通，被进给至真空滚筒的连续的标签中的每个标签L则在施加站被释放。 优选地，所述侧端口的至少一部分被设置成与加压空气源流体连通，由此 主动地引起标签L与真空滚筒的外侧面的脱离，为的是利于标签L绕相应 的物件(容器)的转移和缠绕。

有利地，在输入站1001被拾取的被切割以形成标签L的标记材 料条带基本在大于第一角距α₁的第二角距α₂上可选择性地保持贴靠在真空 滚筒的外侧面，并沿标签路径相对于标签L行进的方向被传递至布置在下 游的丢弃站1004。换句话说，所述第二角距α₂大致对应于将输入站1001 和丢弃站1004隔开的角距。

为了这个目的，真空滚筒的外侧面和真空源之间的流体连通可 选择性地产生在基本等同的角距α₂上。在图1-图4中，这通过表示真空滚 筒分配设备100的单个通道以简化方式示出，所述通道的一部分(在图1-图 4中以虚线区域表示)在角距α₂上基本从输入站1001延伸至丢弃站1004， 并被设置成与真空源流体连通。关于在实践中如何实现这个的详细描述以 及与在这种机构的实现中牵涉到分配设备的哪些特征也将在下文中给出。

丢弃站1004包括用于从由真空滚筒的外缘定义的圆形路径提取 /逐出的标签L，由此它们可被处理。

此外，真空滚筒分配设备100包括用于在第一操作配置和第二 操作配置之间选择性地切换的装置(未示出)，在第一操作配置中，真空滚 筒分配设备100的分配通道和真空源之间的流体连通在第一角距α₁上被建 立，在第二操作配置中，真空滚筒分配设备100的所述分配通道和真空源 之间的流体连通在比第一角距α₁大的第二角距α₂上被建立。

由此，每当异常的操作状态发生(例如在标记机的启动或停机期 间，或者在容器连续朝向施加单元进给中存在间断的任何情形下)，标签L 不应当在施加站1002被释放，因为它可能处于正常工作状态下，但在真空 滚筒绕轴线A转动时它进一步保持贴靠在真空滚筒的外侧面上，直到标签 L到达丢弃站1004为止，在该丢弃站1004，相关侧端口与真空源的位置连 通被中断。

优选地，当标签L的前缘已覆盖第二角距α₂时，真空滚筒的外 侧面的侧端口的至少一部分与加压空气源流体连通，以积极地引起标签L 离开真空滚筒的外侧面的脱离，为的是利于其在丢弃站的逐出/提取装置 200的一部分上的提取。

图1-4示出在标记机启动过程中四个连续瞬间的真空滚筒的操 作(尚无容器被传递至施加站)。更详细地说：

图1示出已被转移到真空滚筒的外侧面上的第一标签L，同时 连续进给到真空滚筒的后继的第二标签L’准备在输入站1001从标记材料 卷材被切下；

图2示出第一标签L如何传过第一角距α₁，即朝向丢弃站1003 传过施加站1002，而第二标签L’沿标签路径进给并且后续的第三标签L” 将在输入站1001从标记材料卷材被切下。

图3示出第一标签L如何到达丢弃站1003，在丢弃站1003，第 一标签L基本在覆盖第二角距α₂后从真空滚筒的外侧面脱离，并由提取装 置200拾取；同时接下来的标签L’和L"紧随着第一标签L的步骤绕标签路 径前进。

在实践中，在图1-3中，真空滚筒分配设备100图示处于第二 操作配置中，其中真空滚筒分配设备100的分配通道与真空源之间的流体 连通被建立在第二角距α₂上。

另一方面，图4示出在第一容器C到达施加站1002的适当时 序，真空滚筒分配设备100如何被切换至其第一操作配置，在第一操作配 置中，真空滚筒分配设备100的分配通道和真空源之间的流体连通仅在第 一角距α₁上被建立。因此，下一标签L在施加站1002的释放被适当地定 时在拟被标记的容器到达时。

有利地，用于在第一和第二操作配置之间选择性地切换真空滚 筒分配设备100(即用于改变让真空滚筒分配设备100的分配通道与真空 源之间的流体连通得以建立的角距)的装置可操作地连接于控制单元，该 控制单元进而可操作地连接于一个或多个传感器装置，所述一个或多个传 感器装置适于检测至少一种异常操作状态。作为示例，控制单元可有利地 配置成：一旦检测到被连续进给到标记机中的容器C出现间断或一旦检测 到真空滚筒的周缘速度(其对应于标签L朝向施加站1002行进的速度)和容 器输送装置朝向施加站进给的速度之间的预定速度差，则将真空滚筒分配 设备100从第一操作配置切换至第二操作配置。应当理解，这种速度差状 态一般标识启动/停机阶段。

如图6A和6B所示，分配器设备100包括静止部件，静止部件 包括彼此层叠并且均与轴线A同轴的上环形部件101A和下环形部件 101B。在使用中，上环形部件101A和下环形部件101B与真空滚筒的下板 同轴地配置(所述下板也具有环形形状)，由此限定共同的中心通孔。

静止部件以已知和未示出的方式支承在固定位置，并包括借助 适当配合件与真空源和加压空气源(如果有加压空气源的话)耦合的下部。

上环形部件101A包括水平底壁102和多个垂直壁103，垂直壁 103从底壁102向上伸出。壁102、103一起限定至少两个(且优选为三个或 四个)同心圆形槽104A，这些圆形槽104A绕轴线A是连续的并且其每一 个沿径向方向具有恒定的宽度。

底壁102具有适于使槽104A与限定在配置于底壁102下方的底 环形部件101B内的腔104B流体连通的多个垂直通孔，并且其进而与真空 源或加压空气源流体连通。

组块105被容纳在槽104中从而以气密方式将槽104分割成不 同的圆弧形槽部分。圆弧形槽部分限定如前所述的分配设备中的通道，并 在顶端有开口，以与真空滚筒内的导管连通。

组块105是圆弧形的并与对应槽104的相同弯曲部分有相同的 宽度和相同的半径，由此它们能在分配设备100的静止部件101的组装期 间沿槽104移动，以调整和设置它们要求的相互位置。因此，圆弧形槽部 分104的位置和/或长度可根据标记机的类型、其配置以及拟被处理和施加 的标签的长度而被选择和调整。

图7示出真空滚筒300的一个区段的细节，所述真空滚筒300 可操作地耦合于前述分配设备101并与分配设备101同轴地布置并位于其 上方。

具体地说，真空滚筒300具有多个孔301，这些孔301从真空 滚筒300的底表面轴向地延伸并且相应的径向导管302从这些孔301出 发，所述径向导管302延伸至真空滚筒300的外侧面303。

更详细点说，提供孔301的子组，所述孔301的子组被布置在 离轴线A不同的径向距离处。在实践中，孔301的不同子组被布置在离轴 线A一径向距离处，该径向距离对应于分配设备101的上环形部件101A 中的相应槽104A的径向距离。结果，不同的槽104A被设置成与真空滚筒 300的外侧面303的不同区段流体连通。

此外，根据在分配设备101的底环形部件101B中的腔104B的 几何形状和相互配置，每个槽104A可被设置成与被设定在相应真空压力 下的不同真空源流体连通。由此，具有不同强度的吸附力可被施加至标签 L的不同部分，所述标签L保持贴靠在真空滚筒的外侧面上。

一个组块105*(见图1-图5的示意表示)被容纳在槽104A中， 所述槽104A与真空滚筒的外侧面的至少一部分(例如前垫，它是真空滚筒 的外侧面的一部分，被设计成在使用时与标签L的前缘配合工作)流体连 通，并相对于标签L绕转轴A的行进方向被基本配置在离输入站1001角 距α₁处。由此，第一腔106相对于标签L绕转轴A的行进方向被限定在所 述组块105*的上游，而第二腔107被限定在所述一个组块105*的下游。

有利地，所述一个组块105*选择性地在第一(非回撤)配置和第 二(回撤)配置之间移动，在第一(非回撤)配置中，组块105*优先地以气密方 式与真空滚筒303的底面配合，藉此所述第一腔106和第二腔107不互相 流体连通，只有第一腔106与真空源流体连通；在第二(回撤)配置中，所述 一个组块105*沿与轴线A基本平行的方向下降，藉此所述第一腔106和第 二腔107相互流体连通并实质上形成单个更大腔，所述更大腔全部与真空 源流体连通。

根据分配设备101的可能替代配置(例如用于将真空滚筒300的 外侧面303的不同部分连接于处于不同压力下的分立真空源)，与组块105* 具有大致相同的结构特征并基本起到相同作用的一个或多个附加的可移动 组块可被设置在分配器设备101的一个或多个其它槽104A中。

优选地，所述一个组块105*可包括空气射流喷射器装置，该空 气射流喷射器装置在组块105*处于其第一(非回撤)配置时被启用并在组块 105*处于其第二(回撤)配置时被禁用。实践中，当真空滚筒300随其绕轴线 A转动而呈现为某些给定的角位置时，组块105*可优选地限定适于在真空 滚筒300的外侧面303与加压空气源之间建立流体连通的管道。

因此，当组块105*处于其第一配置时，加压空气的射流可在标 签到达施加站1002时朝向标签的前缘引导，由此有利于标签与外侧面303 分离以及转移至相应物件上。另一方面，当组块105*处于其第二配置时， 标签在行进经过施加站1002时保持贴靠在外侧面303上，朝向标签前缘的 加压空气射流供给被禁用。

在图8中，示出了根据本发明的方法在自动标记过程中处理卷 材状标记材料的标记机的变形例。

具体地说，图8更详细地示出丢弃站1003的逐出/提取装置200 的一种可能的实施例。

更详细地说，逐出/提取装置200可包括在丢弃站1004可操作 地与真空滚筒耦合的隧道201。隧道201可与真空源流体连通。作为替 代，隧道201可以是文氏管空气移动器，其中内孔沿标签提取的方向喷射 加压空气以沿隧道形成高流动性，这些高流动性确定了在隧道入口处的吸 附效应。

如图8描述的那样，隧道201具有限定隧道入口的嘴202，所 述嘴202在第一端203开口并面向丢弃站1003，以使从真空滚筒的外侧面 释放的标签L立即处于由隧道201施加的吸附效应下。

在另一端(未示出)，隧道201可连接至腔，在该腔，被丢弃的标 签L累积并定期被移除，或者它可直接通往其它的处理装置。

隧道201与真空源的流体连接可继续保持，由此每当标签L到 达丢弃站1003时它总是可供执行其功能。作为有利的替代，隧道201可包 括装置，该装置用于仅一旦检测到上游的给定状态——例如连续被进给到 施加站中容器出现间断时，或者检测到容器输送机(在图7所示的例子中为 星形轮输送机)与真空滚筒外侧面之间的速度差则选择性地在隧道201和真 空源之间建立流体连接。

从前面披露的处理卷材状标记材料的方法和标记机真空滚筒的 特征分析来看，可通过本发明获得的优势是明显的。

具体地说，在标记过程的工作效率和可靠性通常受容器进给和 标记机速度和/或标签进给速度之间的不适当匹配妨碍的所有这些情形可通 过显著地减少正常情况下遇到的缺陷来解决。事实上，本发明的方法和标 记机真空滚筒能够管理任何启动或停机阶段，在这些阶段标记机的速度(即 将标签进给至施加站的真空滚筒的速度)通过选择性地解除真空滚筒和施加 站的耦合(从功能角度看)剧烈地改变，使得直到在标签进给和拟被标记的 容器的进给之间达到适当的时序时，标签才从真空滚筒外侧面地转移离 开。此外，本发明的方法和标记机真空滚筒使得每当在朝向施加站的连续 进给的容器馈给出现间断时能够选择性地和暂时地从功能上解除真空滚筒 和施加站之间的耦合，这是通过使标签基本上绕过施加站并进一步朝向丢 弃站行进来实现的，在丢弃站，标签可从真空滚筒的外侧面上移除并被处 置。

由于与前面提到的反常情况关联的缺陷发生率作为结果被大为 降低，因此整个标记过程的总效率和可靠性显著地提高，这归因于本发明 的方法和真空滚筒。

最后，显然可对本文披露和阐述的方法和真空滚筒在不脱离独 立权利要求的保护范围的情况下作出多种修正和改变。