CN109963717A - 固持装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于在管状物体的外表面上进行打印的打印系统。所述打印系统包括：至少一个打印站，所述至少一个打印站用于在所述管状物体(100)的所述外表面上进行打印；以及至少一个固持装置，所述至少一个固持装置用于在打印过程期间固持所述管状物体。所述固持装置包括：基本上环形抓取器环(200)，所述基本上环形抓取器环适于部分插入到管状物体中。所述抓取器环包括沿径向可压缩部分(201)，所述沿径向可压缩部分被配置成与所述管状物体的内表面牢固地接合。所述沿径向可压缩部分在被压缩时施加沿径向向外的机械回复力。

Description

固持装置

技术领域

本发明提供了一种用于在管状物体上进行打印的打印系统以及一种用于固持有颈管状物体的装置。还提供了一种将有颈管状物体装载到所述固持装置上的方法以及一种从所述固持装置卸载有颈管状物体的方法。

背景技术

存在用于在饮料罐和例如气溶胶罐、管子、瓶子和其它此类容器的其它圆柱形物体上进行打印的现有设备。在已知的打印过程中，将容器传送并旋转通过多个处理站，容器在所述多个处理站处经历各种处理，例如打印、干燥、涂覆和固化。

在这些过程中用于固持和操纵容器的装置通常包括固持装置，所述固持装置允许固持和支撑容器，而不会遮挡容器表面要打印墨水的任何部分。

已知类型的固持装置的一个示例是真空心轴，所述真空心轴包括内部支撑件，容器通过抽吸固持在所述内部支撑件上。使用真空将容器基座的内表面固持到心轴的端部，并且必须在需要由心轴固持容器的整个时间维持真空。此类心轴可以适于用在有颈罐子(US2016/0023471)或无颈罐子(JP2014058142)。

EP1782951中描述了另一种已知类型的固持装置，所述固持装置包括胀开式心轴，所述胀开式心轴被设计成在内部使用可移动段支撑无颈圆柱形罐子，所述可移动段通过真空操作机构沿径向向外移动，以增加心轴压靠罐子的内表面的直径。同样，必须在需要由心轴固持容器的整个时间维持真空。

DE202004019382描述了一种用于固持平行侧管的胀开心轴，所述胀开心轴具有压缩空气的供给，所述压缩空气在内部空气压力下使弹性套筒胀开来固持所述管。

已知的固持装置都需要至少包括通常呈真空或压缩空气的形式的动力源的服务，以在整个处理过程中将容器保持在支撑件上。向可移动的固持装置提供这些服务需要复杂的连接，尤其是在通常采用大量固持装置的打印设备上。与固持装置的永久供应连接需要使用旋转联轴器、接头等，并且将打印机的可能设计限制为简单的几何形状，例如心轴轮、往复线性轨道等。这些打印机的几何形状就总生产量(每单位时间打印的容器数)或设备的总尺寸而言通常不是最有效的几何形状。为了提供具有改进的生产量和尺寸效率的打印机系统，期望具有能够支撑和操纵容器或其它管状物体而不需要与电力供应、真空供应、压缩空气供应或任何其它此类服务的复杂连接的移动固持装置。

发明内容

根据本发明的第一方面中，提供了一种用于在管状物体的外表面上进行打印的打印系统。所述打印系统包括：至少一个打印站，所述至少一个打印站用于在所述管状物体的所述外表面上进行打印；至少一个固持装置，所述至少一个固持装置用于在打印过程期间固持所述管状物体，所述固持装置包括：基本上环形抓取器环，所述基本上环形抓取器环适于部分插入到管状物体中，所述抓取器环包括沿径向可压缩部分，所述沿径向可压缩部分被配置成与所述管状物体的内表面牢固地接合，其中所述沿径向可压缩部分在被压缩时施加沿径向向外的机械回复力。

提供包括固持装置的打印系统，所述固持装置包括沿径向可压缩抓取器环，所述沿径向可压缩抓取器环利用机械回复力固定管状物体以实现打印过程，其中在打印过程期间可以支撑和载运物体而无需永久的电连接、真空供应或空气供应。这允许提供有效的打印设备，而没有要求永久连接到固持装置而施加的设计约束。

此外，固持机构的被动机械性质意味着所述固持装置与已知的固持装置相比制造和操作成本更低。

优选的是，所述抓取器环包括环形基座，并且所述抓取器环的所述沿径向可压缩部分包括从所述环形基座沿轴向延伸的多个指状物，借此所述多个指状物的径向压缩致使所述指状物中的每一者朝向所述环形抓取器环的中心轴线弯曲。

优选的是，所述多个指状物中的每一者包括前导部分，所述前导部分具有从边界区处的最大半径逐渐变细为其端部处的最小半径的外半径，并且经过塑型以使得当沿轴向在所述渐细的前导部分上推动管状物体的开口时，由所述管状物体的所述开口施加在所述渐细的前导部分上的力致使所述沿径向可压缩部分被逐步压缩。

在本发明的第二方面中，提供了一种用于固持有颈管状物体的固持装置。所述固持装置包括：基本上环形抓取器环，所述抓取器环包括环形基座以及从所述环形基座沿轴向延伸的多个指状物，其中所述多个指状物中的每一者包括：第一部分，所述第一部分从所述抓取器环的基座沿轴向一直延伸到边界区；以及第二部分，所述第二部分从所述第一部分沿轴向延伸并且在所述边界区处连接到所述第一部分；其中，在其静止位置，每个指状物的最大外半径出现在所述第一部分与所述第二部分之间的所述边界区处，使得当沿轴向在所述抓取器环上推动有颈管状物体的开口时，由所述有颈管状物体的所述开口施加在每个指状物的所述第二部分上的力致使每个指状物朝向所述抓取器环的所述轴线逐步向内弯曲，直到所述有颈管状物体的所述开口已经越过所述边界区为止，于是每个指状物沿径向向外弹性地弹开，使得所述第二部分的外表面接触所述有颈管状物体的内表面。

提供包括沿轴向延伸的指状物的抓取器环，所述指状物具有第一和第二部分，所述第一和第二部分在其边界处具有最大外半径，这提供了当插入所述有颈管状物体的所述开口中时最初被逐步压缩，随后向外膨胀以与所述有颈管状物体的所述内表面接合的抓取器环。这允许容易地将此类管状物体装载到所述抓取器环上并进行固定，而无需任何电连接、真空供应或空气供应。

优选的是，在其静止位置，所述抓取器环的前方渐细，借此，每个指状物的所述第二部分的所述外半径在轴向方向上从所述边界区处的最大外半径减小至其端部处的最小外半径。

优选的是，所述抓取器环有颈，借此，在其静止位置，每个指状物的所述第一部分的所述外半径在轴向方向上从邻近于所述基座的最小外半径改变为所述边界区处的最大外半径。

优选的是，所述多个指状物中的每一者的所述第一部分的所述外表面经过塑型，使得与所述有颈管状物体的内表面的接合产生具有轴向分量的力，所述轴向分量将所述有颈管状物体推向所述抓取器环的所述基座。

优选的是，每个指状物的所述第一部分和所述第二部分是一体形成的。

优选的是，所述抓取器环安装在可旋转心轴上，其中所述抓取器环与所述心轴的旋转轴线同轴。

优选的是，所述可旋转心轴还包括可调整的端部止挡件，通过将所述有颈管状物体推向所述抓取器环的所述基座的所述力的所述轴向分量来与所述可调整的端部止挡件相抵地固持所述有颈管状物体的边缘。

优选的是，所述可旋转心轴还包括：内部轴向通道，所述内部轴向通道与所述抓取器环的所述环形基座中的开口处于流体连通；气体入口通道，所述气体入口通道将所述内部轴向通道连接到所述心轴的外部，进而允许经由所述气体入口通道将压缩气体提供到所述心轴中，以便在所述有颈管状物体的所述基座处产生移位压力以从所述抓取器环喷出所述物体。

优选的是，所述固持装置还包括基座支撑元件，所述基座支撑元件同轴地设置在所述抓取器环内，所述基座支撑元件包括圆形边缘，所述圆形边缘被配置成在所述有颈管状物体的所述基座处开槽为圆形通道。

所述基座支撑件被安装在可旋转心轴上，其中所述基座支撑元件的所述圆形边缘与所述心轴的所述旋转轴线同轴，并且其中所述可旋转心轴还包括：内部轴向通道，所述内部轴向通道与所述基座支撑元件的所述第一开口处于流体连通；以及气体入口通道，所述气体入口通道将所述内部轴向通道连接到所述心轴的外部；进而允许经由所述气体入口通道将压缩气体提供到所述心轴中，以便在所述基座支撑元件的所述第二开口处产生移位压力来使所述有颈管状物体移位。

优选的是，所述基座支撑件被安装在可旋转心轴上，其中所述基座支撑元件的所述圆形边缘与所述心轴的所述旋转轴线同轴。

优选的是，所述基座支撑元件包括中空圆柱形主体，所述中空圆柱形主体具有第一端处的第一开口和第二端处的第二开口，其中所述第二开口是由所述圆形边缘界定。

优选的是，所述有颈管状物体是有颈金属整体容器。

优选的是，所述有颈管状物体是有颈多部件容器。

优选的是，所述有颈管状物体是包括集成的颈部和封闭的基座的塑料容器。

优选的是，所述固持装置形成被配置成使物体在打印系统中的打印站之间移动的载运装置的部分。

优选的是，所述固持装置是多个固持装置中的一者，所述多个固持装置各自形成多个载运装置中的一者的一部分，所述多个载运装置中的每一者被配置成在打印设备中的打印站之间独立地移动。

在本发明的第三方面中，提供了一种将有颈管状物体装载到第一方面的所述固持装置上的方法。所述方法包括：在将所述有颈管状物体固持成与所述固持装置的所述抓取器环轴向对准的情况下将所述有颈管状物体沿轴向推动到所述抓取器环上。

在本发明的第四方面中，提供了一种从第一方面的所述固持装置卸载有颈管状物体的方法，所述方法包括：将压缩气体提供到所述有颈管状物体的内部中，进而在所述管状物体的所述基座上引起足以克服由所述抓取器环提供的保持力的增加的压力。

附图说明

图1示出适用于本发明实施例的有颈整体罐子的示例的图示截面图。

图2示出根据本发明第一实施例的抓取器环。

图3示出图2的抓取器环的沿轴向延伸的指状物的横截面图。

图4A示出包括处于卸载状态的图1的抓取器环的固持装置。

图4B示出处于装载状态的图4B的固持装置。

图5示出用于本发明第二实施例的基座支撑元件。

图6A示出包括处于卸载状态的图1的抓取器环和图5的基座支撑元件的固持装置。

图6B示出处于装载状态的图6A的固持装置。

图7示出包括图6A和图6B的固持装置的载运装置。

图8示出图7的载运装置的横截面图。

具体实施方式

本发明提供了一种在打印设备中用于固持和支撑有颈管状物体的装置。在没有与电力供应或其它此类服务的外部连接的情况下通过固持装置产生将管状物体固持在适当位置的保持力。

虽然本发明经过优化以用于例如饮料罐的有颈整体容器，但本领域技术人员将理解，本文公开的原理适用于具有与包含瓶、管和其它此类物体在内的有颈整体容器充分相似结构特征的其它有颈管状物体。有颈管状物体是具有基本上圆柱形外表面并且在物体开口附近的颈部区包括渐细的内表面的物体。合适的容器包含有颈多部件容器，例如具有单独形成的基座的气溶胶罐，以及包括集成的颈部和封闭的基座的塑料容器。在说明书中使用术语容器、罐子、有颈容器或有颈罐子的情况下，技术人员应理解，也可以替代地使用具有类似结构特征的其它物体。

在详细描述本发明之前，通过背景技术描述了适用于本发明的标准有颈整体容器的结构。

图1示出有颈圆柱形金属整体容器100的示例。容器100以在被填充和密封之前在打印过程中具有的形式示出。

容器100基本上是圆柱形的并且围绕旋转轴线107连续地对称。容器100包括主体101，所述主体沿着形成容器长度的大部分的中间部分108具有基本上恒定的内半径r。

在容器100的第一开口端，主体101的半径逐渐变细为较窄的颈部102，所述颈部的内半径t小于中间部分108的内半径。颈部102终止于颈部凸缘103，所述颈部凸缘从颈部102基本上沿径向延伸并且具有基本上环形的几何形状。颈部凸缘103位于垂直于容器主体108的轴线107的平面上。为了在填充之后密封容器100，颈部凸缘103通过互锁盖部分(未示出)卷曲。在其未密封状态下，颈部102和颈部凸缘103限定进入容器100的封闭体积的开口106。

在容器100的第二封闭端，主体101逐渐变细为突出的基座环104，所述基座环的半径b小于中间部分108的内半径r并且小于颈部102的内半径t。基座环104围绕凹形圆顶部分105，所述凹形圆顶部分在第二端封闭容器100。基座环104形成圆形通道，所述圆形通道在其内周边上由容器100的凹形圆顶部分105限定，并且在其外周边上由容器100的主体101的第二端的渐细部分限定。

此类容器100通常以多种标准尺寸生产，包含33cl和50cl、12oz和16oz。许多这些标准尺寸具有基本相同的半径，主要区别在于主体108的高度。

下文将详细描述的固持装置包括抓取器环部分，所述抓取器环部分提供轴向和径向固定力以将容器100保持在适于打印的位置。当插入容器100的开口106中时，抓取器环沿径向被压缩，以便装配到容器100的开口中，进而产生抵抗容器100的颈部区102的内表面的回复力。压缩抓取器环的回复力将容器100保持在适合打印的位置，而不会使要打印的容器主体101的圆柱形状变形。在一些实施例中，固持装置还包括基座支撑元件，所述基座支撑元件适于在容器100由抓取器环固持时与容器100的基座接合，进而为容器100提供进一步支撑并增加容器100与抓取器环的轴线之间的轴向对准。

在一些实施例中，固持装置连接到旋转心轴或形成旋转心轴的一部分，并且用于将容器100耦合到心轴，作为用于在容器上进行打印的系统的一部分。

图2示出根据本发明的一个实施例的抓取器环200。

抓取器环200具有基本上圆柱形的几何形状，所述基本上圆柱形的几何形状具有纵向轴线210。抓取器环200包括具有环形横截面的基座部分202，并且从所述基座部分延伸多个沿轴向延伸的指状物201。

多个沿轴向延伸的指状物201可以沿径向被压缩，致使沿轴向延伸的指状物201中的每一者朝向抓取器环200的轴线210弯曲。沿轴向延伸的指状物201由在一定程度变形的情况下朝向其初始形状施加回复力的材料形成。当沿轴向延伸的指状物201朝向抓取器环200的轴线210弯曲时，回复力迫使指状物201朝向其初始取向远离轴线210。

基座部分202包括穿过其延伸的多个孔209，所述孔允许使用穿过孔209的螺钉或其它此类保持元件将抓取器环200固定到操纵装置，例如旋转心轴。

在所示实施例中，抓取器环200包括十二个沿轴向延伸的指状物201，所述指状物与它们的相邻指状物201在圆周上相距一定距离，所述距离与指状物201的宽度大致相同。对于所有指状物201，相邻指状物201之间的距离相同。其它实施例可以包括不同数量的沿轴向延伸的指状物201，并且所述沿轴向延伸的指状物201可以间隔开比它们的宽度更大或更小的距离。

每个沿轴向延伸的指状物201包括平坦部分203，所述平坦部分沿轴向从抓取器环200的基座部分202延伸并且具有基本上矩形的横截面，但在其外表面上具有与抓取器环202的基座部分相同的曲率半径。沿轴向从平坦部分203延伸的是经过塑型的部分204，所述经过塑型的部分的上表面207、208被配置成当抓取器环200沿轴向被插入容器100的开口106中时与容器100接合。指状物201中的每一者的至少一个部分的外半径大于容器100的开口的半径，当抓取器环200插入容器100的开口106中时，要求指状物201向内被压缩。

在图3中可以更清楚地看到沿轴向延伸的指状物201的上表面207、208的变化半径，图3示出单个沿轴向延伸的指状物201的侧视图(或切向横截面图)。

每个指状物的经过塑型的部分204的轴向横截面具有基本恒定的宽度，但其径向厚度a沿着指状物201的长度变化。当容器100被装载到固持装置上时，容器100沿其外表面接触抓取器环200；因此，每个指状物201的外轮廓限定了容器100与使用中的抓取器环200之间的相互作用。每个指状物的底表面可以包括舀出部分211，以便当抓取器环沿径向被压缩时为指状物201提供所需的柔性和弹性。

每个指状物的经过塑型的部分204包括具有第一(面向后)外表面207的第一部分209和具有第二(面向前)外表面208的第二部分210。这两个部分在边界205处相遇，此时指状物201的外半径最大。

第一部分209的外半径沿着指状物201的轴向长度增加，直到它在第一部分与第二部分之间的边界205处达到最大半径。第一部分209的外表面207在某种程度上朝向抓取器环200的基座部分202并且远离容器100可以装载到抓取器环200上的方向。当容器100被装载到抓取器环200上时，第一部分209的外表面207接触容器100的内表面。优选的是，面向后的外表面207相对于抓取器环200的轴线的角度大致匹配容器100的颈部的内表面的角度。

第二部分210在边界205处沿轴向从第一部分209延伸。第二部分208的外半径从第一部分与第二部分之间的边界205处的最大半径减小为窄端206。第二部分210的外表面208在某种程度上远离每个指状物201的平坦部分203并且朝向容器100可以装载到抓取器环200上的方向。

通常，在使用中，容器100沿轴向插入固定的抓取器环200上方。每个指状物的第二前导部分210的外表面208与容器100的开口106之间的接触迫使指状物201向内弯曲。当容器100的开口106穿过边界区205时，指状物能够弹性地向外弹开，致使第一部分209的外表面207与容器的内表面接合并将容器100固定到抓取器环200。

基座202的外半径和沿轴向延伸的指状物201的平坦部分203类似于但略小于容器100的颈部102的内半径t。

每个沿轴向延伸的指状物201的经过塑型的第二部分204的最大外半径(在第一面向后的外表面与第二面向前的外表面之间的边界处)大于容器100的颈部的内半径t。经过塑型的第二部分204在其窄端206处的外半径小于容器100的颈部的内半径t。

图4A和图4B示出在与容器100接合之前(图4A)以及当与容器100接合时(图4B)处于使用中的抓取器环200的示例。在此实施例中，抓取器环200被安装在可旋转心轴401上，所述心轴具有旋转轴线407并且包括轴部402和头部403。抓取器环200的基座202被同轴地设置在心轴401的头部403内并固定到心轴401的头部403。

心轴401的头部403的半径大于抓取器环基座202的半径以及容器100的凸缘部分103的至少内半径。心轴头部403的较大半径提供肩部404，所述肩部沿径向位于抓取器环201的外部，并且当容器100被固持在抓取器环201上时，容器100的凸缘部分103可以抵靠所述抓取器环。

为了将容器100装载到抓取器环200上，容器100与抓取器环200同轴对准并沿轴向方向被推到抓取器环200上，使得沿轴向延伸的指状物201中的每一者的至少一部分进入容器100的开口106。

当容器100沿轴向被推到抓取器环200上时，每个沿轴向延伸的指状物201的面向前的外表面208接触容器100的颈部102或凸缘103部分，在面向前的外表面208上产生沿径向压缩力。随着容器100被进一步推到抓取器环200上，沿径向压缩力致使沿轴向延伸的指状物201沿径向向内弯曲，并且容器100与抓取器环200之间的接触点远离每个指状物201的窄端206朝向每个指状物201的第一部分与第二部分之间的边界205处的最大外半径点移动。

随着容器100沿轴向被进一步推到抓取器环200上，抓取器环200与容器100之间的接触点移动超过每个指状物201的最大外半径的点(即，容器颈部的最窄部分穿过抓取器环的最宽部分)。这允许容器100的沿径向压缩的指状物201沿径向向外移动，使得每个指状物201的经过塑型的部分204的面向后表面207接触容器100的颈部102的内表面。因为沿轴向延伸的指状物201仍然沿径向被压缩，因此每个压缩的指状物201的回复趋势在容器100的有颈区的内表面上施加力，所述力大致垂直于每个指状物207的面向后的外表面207。此力的轴向分量作用于将容器100进一步拉到抓取器环200上。当容器100的凸缘103抵靠心轴401的头部403的肩部404时，容器100停止。此时，抓取器环200的压缩的指状物201的回复力具有将容器100固持在抓取器环200上的适当位置并且维持抓取器环200与容器100之间的轴向对准的效果。

如果容器100的凸缘103垂直于容器100的轴线107并与所述轴线同心地形成，则容器轴线107将被固持成与心轴401的旋转轴线407和抓取器环200同轴对准。

在此实施例中，抓取器环200由聚合物材料形成，例如尼龙、乙酰基树脂(例如由DuPont生产的Delrin)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。其它实施例可以由具有足够弹性(包含柔韧性、密度和硬度)的不同材料形成，以便为本发明的目的提供足够的回复弹簧力。优选的是，所使用的材料重量轻并且能与容器的内侧表面相容，使得其提供磨损容器内侧表面的低风险。

抓取器环200可以使用例如3D打印的增材制造工艺方便地制造，或者可以通过例如注射成型的模制工艺制造，或者可以替代地由固体加工而成。

除了抓取器环200之外，本发明的一些实施例还包括基座支撑元件，所述基座支撑元件包括基座支撑插入件500(图5、6A和6B所示)，所述基座支撑插入件用于支撑容器100并进一步改进心轴401的轴线407与容器100的轴线107之间的对准。在容器轴线107与心轴轴线402之间需要比由容器凸缘103抵靠心轴肩部404(例如，当凸缘部分103在容器制造过程中已经变形时)提供的更精确对准的情况下，使用基座支撑插入件500特别有利。

基座支撑插入件500通过与容器的基座环104定位成使得插入件500的一部分被设置在容器100的主体101与容器100的凹形圆顶基座105之间而为容器100提供额外的支撑。通常，在容器形成过程中，基座环104相对于容器100的圆柱形主体同轴地精确定位，并且为支撑插入件500提供可靠的特征以定位在容器的基座处。

基座支撑插入件500基本上为圆柱形，具有纵向轴线507和环形横截面。插入件500包括主体501，所述主体包括具有基本上圆柱形外表面506的第一部分503和具有外表面508的较窄第二部分504，所述外表面是圆柱形、锥形或两者的组合。第一部分503的外表面506具有半径s，所述半径与容器100的基座环104的半径b基本上相同。主体501的第一部分503在第一开口510处终止，并且主体501的第二部分504在第二开口511处终止。主体501基本上是中空的，具有穿过其内部的连续路径，所述路径由主体501的内表面512限定并且从第一开口510穿至第二开口511。经过基座支撑插入件500的内部的连续路径允许气体被驱动或抽吸通过主体501的范围。

在第一开口510处，主体501包括环形边缘502。环形边缘502具有与主体501的第一部分503的外半径相同的外半径s，但是具有半径比主体501的第一部分503的内表面512的半径更大的内表面514。因此，环形边缘502具有比主体501的第一部分503更窄的厚度。环形边缘502的外半径和厚度被选择为匹配容器100的基座环104的外半径和厚度，使得当容器100被完全推到插入件500上时，容器100的基座环104将定位在插入件500的环形边缘502上，进而致使环形边缘502插入容器100的主体101与容器100的凹形圆顶基座105之间的基座环104中。

从心轴头部403的肩部404到边缘502的端部，基座支撑插入件500的长度被选择为比容器100的内部高度(即，从基座环104到凸缘103的距离)略大(通常大约0.5至1mm)。

在使用中，基座支撑插入件500被安装在图4A和图4B的可旋转心轴401上，并且被设置在抓取器环200内并与所述抓取器环同轴。基座支撑插入件500的第二部分504的外表面508具有比抓取器环200的内半径窄的半径，进而允许抓取器环200围绕基座支撑插入件500的第二部分504设置而不接触所述第二部分的外表面508。基座支撑件的第二部分504的较窄半径还提供了空腔，当容器100被推到固持装置上时，抓取器环200可以被压缩到所述空腔中。

当容器100被装载到心轴401上时，基座支撑插入件500首先进入容器100的开口106，紧接着是抓取器环200。如参考图4A和图4B所描述，抓取器环200在容器100上施加轴向力，用于将容器100进一步拉到抓取器环200上。与图4A和图4B的实施例相反，由于基座支撑插入件500的环形边缘502接触容器100的基座环104，而不是容器100的凸缘103抵靠心轴401的肩部404，因此容器100在抓取器环200上的轴向运动停止。这是由于与容器100的高度相比基座支撑插入件500的相对长度而出现，如上文所描述。

在图4A和图4B以及图6A和图6B的实施例中，容器100可以通过任何方便的方法装载到固持装置上。优选的是，容器100通过重力或传送带传送到装载站(未示出)，在所述装载站处布置了气动致动柱塞，以通过推靠容器100的基座而向所述容器提供轴向力。气动致动柱塞将容器100推到固持装置上，直到到达端部止挡件。抽出柱塞，并且通过抓取器环200的作用将容器100保持在固持装置上。

图7和图8示出容器载运装置700的示例，所述容器载运装置包括固持装置，所述固持装置包括抓取器环200和基座支撑插入件500。容器载运装置700适于在形成打印设备一部分的一系列处理站之间载运容器100。容器载运装置700还适于使用压缩气体卸载容器。

在所示实施例中，使用螺钉(未示出)将抓取器环200固定到心轴401的心轴头部403，所述螺钉穿过抓取器环中的孔209并被拧入心轴头部403中。通过将基座支撑插入件500插入心轴头部403的开口中心而将所述基座支撑插入件固定到心轴头部403，插入件500的较窄的第二部分504被推入配合所述开口中心。

心轴头部403与心轴中空轴402一体形成，所述心轴中空轴延伸穿过容器载运装置700的上主体701中的开口704。心轴401在从动盘709处终止于上主体701的相对侧，所述从动盘被配置成与匹配的驱动盘(未示出)耦合，所述驱动盘被配置成在各个处理站处旋转心轴401。

在此实施例中包含可调整肩环710，以允许相对于抓取器环调整肩部404的轴向位置。肩环710被拧到心轴头部403上，并且通过锁定环711固定其位置，所述锁定环也被拧到心轴头部403上。进而，肩部404的位置可以被设定为在不使用插入件500的情况下用作容器凸缘的端部止挡件，或在使用插入件500支撑容器100的基座的情况下移出容器凸缘103。

在图7和图8中还示出一个或多个接地触点712。每个接地触点712通过两个螺钉713附接到肩环710，并且在轴向方向上朝向装载在固持装置上的容器延伸。接地触点712被布置成当容器插入固持器时所述接地触点与容器凸缘103的外部接触，并确保在附接到载运装置700时金属容器保持在地电位而不会被它经历的任何处理充电。

容器载运装置700的上主体701包括用于将压缩气体供应到上主体701的开口704中的孔口706。心轴中空轴402包括至少一个气体通道707，所述气体通道允许通过孔口706提供的压缩气体进入心轴中空轴402的内部708。心轴中空轴402在心轴401的头端开口，所述头端连接到基座支撑元件500的第二部分504的开口511。由此在基座支撑元件500的环形边缘502处在孔口706与开口510之间提供连续路径。

心轴的轴402在轴承705上被安装到载运装置700的上主体701，所述轴承允许心轴401相对于载运装置700的上主体自由旋转。

载运装置700包括基座702，所述基座经由线性轴承(未示出)安装到固定轨道(未示出)，载运装置700能够沿着所述固定轨道移动。这允许载运装置700在处理站之间移动，例如装载/卸载站、检查站、打印站、涂覆站和干燥站，在所述处理站处对处理容器100执行各种处理。优选的是，在固定轨道上设置多个载运装置700，其中每个载运装置700可以相对于轨道且相对于彼此独立移动。

可以使用通过孔口706从压缩气体源(未示出)供应的压缩气体从固持装置卸载容器100。

当要从载运装置700移除容器100时，使载运装置700到达压缩气体源附近并停止。将压缩气体源耦合到载运装置700的孔口706，然后将一股压缩气体提供到孔口706中。压缩气体增加由心轴401和基座支撑插入件500的内部形成的互连体积中的压力。选择供应到孔口706中的压缩气体的体积和压力，使得作用在容器100的圆顶基座105上的增加的压力形成足以克服抓取器环200所提供的固持轴向力的移位轴向力，使容器100与抓取器环200脱离。经由孔口706继续将压缩气体供应到容器的内部体积中将产生进一步的轴向力将容器推离支撑元件500。

虽然图7和图8的示例包括基座支撑元件500，但是在不使用基座支撑元件500的情况下容器载运装置700的操作基本上相同。在这种情况下，当要从载运装置700移除容器时，向孔口706提供相同的一股压缩气体，致使容器内的气体压力增加，并产生沿轴向作用在容器100与肩部404之间的力以使容器与抓取器环200脱离。对压缩气体的压力、体积和供应速率进行选择，使得可以赋予容器足够的动量以使其完全脱离抓取器环200，但容器100的凸缘103与肩部404之间的接触不会形成气密密封。

通常仅在打印设备上需要卸载容器100的位置处需要连接到压缩气体源，所述位置例如是检查不合格的容器100被喷出的检查站，或者一旦执行了打印就从设备中移除容器100的卸载站。可以经由位于相关处理站中的耦合装置实现与压缩气体源的连接。

优选的耦合装置(未示出)包括安装在气动缸上的喷嘴，所述气动缸可以使所述喷嘴沿轴向移动一小段距离(几毫米)，以使所述喷嘴与容器载运装置700的上主体701上的孔口706配合接触。在喷嘴的配合面上设置O形环密封件，以确保当配合时喷嘴与孔口706之间的气密密封。喷嘴处的压缩气体可以由控制器操作的电磁阀控制。

容器通常在相关的处理站处卸载到传送机或固持装置上，所述传送机或固持装置使用作用在容器100的基座外表面上的抽吸来捕获和保持容器100。

Claims (23)

1.一种用于在管状物体的外表面上进行打印的打印系统，所述打印系统包括：

至少一个打印站，所述至少一个打印站用于在所述管状物体的所述外表面上进行打印；以及

至少一个固持装置，所述至少一个固持装置用于在打印过程期间固持所述管状物体，所述固持装置包括：

基本上环形抓取器环，所述基本上环形抓取器环适于部分插入到管状物体中，所述抓取器环包括沿径向可压缩部分，所述沿径向可压缩部分被配置成与所述管状物体的内表面牢固地接合，其中所述沿径向可压缩部分在被压缩时施加沿径向向外的机械回复力。

2.根据权利要求1所述的打印系统，其中：

所述抓取器环包括环形基座，并且

所述抓取器环的所述沿径向可压缩部分包括从所述环形基座沿轴向延伸的多个指状物，借此

所述多个指状物的径向压缩致使所述指状物中的每一者朝向所述环形抓取器环的中心轴线弯曲。

3.根据权利要求2所述的打印系统，其中，所述多个指状物中的每一者包括前导部分，所述前导部分具有从边界区处的最大半径逐渐变细为其端部处的最小半径的外半径，并且经过塑型以使得当沿轴向在所述渐细的前导部分上推动管状物体的开口时，由所述管状物体的所述开口施加在所述渐细的前导部分上的力致使所述沿径向可压缩部分被逐步压缩。

4.一种用于固持有颈管状物体的固持装置，所述固持装置包括：

基本上环形抓取器环，所述抓取器环包括环形基座以及从所述环形基座沿轴向延伸的多个指状物，其中

所述多个指状物中的每一者包括：

第一部分，所述第一部分从所述抓取器环的基座沿轴向一直延伸到边界区；以及第二部分，所述第二部分从所述第一部分沿轴向延伸并且在所述边界区处连接到所述第一部分；其中，在其静止位置，每个指状物的最大外半径出现在所述第一部分与所述第二部分之间的所述边界区处，使得当沿轴向在所述抓取器环上推动有颈管状物体的开口时，由所述有颈管状物体的所述开口施加在每个指状物的所述第二部分上的力致使每个指状物朝向所述抓取器环的所述轴线逐步向内弯曲，直到所述有颈管状物体的所述开口已经越过所述边界区为止，于是每个指状物沿径向向外弹性地弹开，使得所述第一部分的外表面接触所述有颈管状物体的内表面，进而提供用于将所述物体固持到所述抓取器环上的固持力。

5.根据权利要求4所述的固持装置，其中，在其静止位置，所述抓取器环的前方渐细，借此，每个指状物的所述第二部分的所述外半径在轴向方向上从所述边界区处的最大外半径减小至其端部处的最小外半径。

6.根据权利要求4或权利要求5所述的固持装置，其中，所述抓取器环有颈，借此，在其静止位置，每个指状物的所述第一部分的所述外半径在轴向方向上从邻近于所述基座的最小外半径改变为所述边界区处的最大外半径。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的固持装置，其中，所述多个指状物中的每一者的所述第一部分的所述外表面经过塑型，使得与所述有颈管状物体的内表面的接合产生具有轴向分量的力，所述轴向分量将所述有颈管状物体推向所述抓取器环的所述基座。

8.根据权利要求4-7中任一项所述的固持装置，其中，每个指状物的所述第一部分和所述第二部分是一体形成的。

9.根据权利要求4-8所述的固持装置，其中，所述抓取器环安装在可旋转心轴上，其中所述抓取器环与所述心轴的旋转轴线同轴。

10.根据权利要求9所述的固持装置，所述可旋转心轴还包括可调整的端部止挡件，通过将所述有颈管状物体推向所述抓取器环的所述基座的所述力的所述轴向分量来与所述可调整的端部止挡件相抵地固持所述有颈管状物体的边缘。

11.根据权利要求9-10所述的固持装置，其中，所述可旋转心轴还包括：

内部轴向通道，所述内部轴向通道与所述抓取器环的所述环形基座中的开口处于流体连通；

气体入口通道，所述气体入口通道将所述内部轴向通道连接到所述心轴的外部，进而允许经由所述气体入口通道将压缩气体提供到所述心轴中，以便在所述有颈管状物体的所述基座处产生移位压力以从所述抓取器环喷出所述物体。

12.根据权利要求4-11中任一项所述的固持装置，所述固持装置还包括基座支撑元件，所述基座支撑元件同轴地设置在所述抓取器环内，所述基座支撑元件包括圆形边缘，所述圆形边缘被配置成在所述有颈管状物体的所述基座处开槽为圆形通道。

13.根据权利要求12所述的固持装置，其中，所述基座支撑件被安装在可旋转心轴上，其中所述基座支撑元件的所述圆形边缘与所述心轴的所述旋转轴线同轴，并且其中所述可旋转心轴还包括：

内部轴向通道，所述内部轴向通道与所述基座支撑元件的所述第一开口处于流体连通；以及

气体入口通道，所述气体入口通道将所述内部轴向通道连接到所述心轴的外部；进而允许经由所述气体入口通道将压缩气体提供到所述心轴中，以便在所述基座支撑元件的所述第二开口处产生移位压力来使所述有颈管状物体移位。

14.根据权利要求1-3中任一项所述的打印设备，其中，所述固持装置是根据权利要求4-13中任一项所述的固持装置。

15.一种将有颈管状物体装载到根据任一前述权利要求所述的固持装置上的方法，所述方法包括：

在将所述有颈管状物体固持成与所述固持装置的所述抓取器环轴向对准的情况下将所述有颈管状物体沿轴向推动到所述抓取器环上。

16.一种从根据任一前述权利要求所述的固持装置卸载有颈管状物体的方法，所述方法包括：

将压缩气体提供到所述有颈管状物体的内部中，进而在所述管状物体的所述基座上引起足以克服由所述抓取器环提供的保持力的增加的压力。

17.根据权利要求12所述的固持装置，其中，所述基座支撑件被安装在可旋转心轴上，其中所述基座支撑元件的所述圆形边缘与所述心轴的所述旋转轴线同轴。

18.根据权利要求12或权利要求17所述的固持装置，其中，所述基座支撑元件包括中空圆柱形主体，所述中空圆柱形主体具有第一端处的第一开口和第二端处的第二开口，其中所述第二开口是由所述圆形边缘界定。

19.根据权利要求4-13中任一项所述的固持装置，其中，所述有颈管状物体是有颈金属整体容器。

20.根据权利要求4-13中任一项所述的固持装置，其中，所述有颈管状物体是有颈多部件容器。

21.根据权利要求4-13中任一项所述的固持装置，其中，所述有颈管状物体是包括集成的颈部和封闭的基座的塑料容器。

22.根据权利要求4-13中任一项所述的固持装置，其中，所述固持装置形成被配置成使物体在打印系统中的打印站之间移动的载运装置的部分。

23.根据权利要求22所述的固持装置，其中，所述固持装置是多个固持装置中的一者，所述多个固持装置各自形成多个载运装置中的一者的一部分，所述多个载运装置中的每一者被配置成在打印设备中的打印站之间独立地移动。