CN112805154A - 用于接纳中空圆柱形物体的安装装置以及印刷系统 - Google Patents

Abstract

一种用于在印刷系统中保持中空圆柱形物体(6)、特别是螺旋盖的安装装置(1)，包括：支撑构件(7)；用于接纳中空圆柱形物体(6)的芯轴(2)，所述芯轴(2)布置在支撑构件(7)处；以及加热装置(5)，所述加热装置用于加热安装在芯轴(2)处的所述中空圆柱形物体(6)。一种用于在中空圆柱形物体(6)、优选为螺旋盖上印刷的印刷系统，包括至少一个安装装置，以及至少一个印刷头，该印刷头构造成在圆柱形物体、优选为螺旋盖的表面上印刷。

Description

用于接纳中空圆柱形物体的安装装置以及印刷系统

对相关申请的引用

本申请要求于2018年10月4日提交的PCT/US2018/054374的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于在印刷系统中接纳中空圆柱形物体，特别是螺旋盖(screwcap)的安装装置。此外，本发明涉及一种用于在中空圆柱形物体上，优选地在螺旋盖上进行印刷的印刷系统。

背景技术

与其他生产行业一样，产品的品牌是瓶装饮料生产者重要的战略和营销要素。当旨在为诸如带螺旋盖的酒瓶等容器设计基本一致的瓶装饮料开发独特的品牌时，标签和螺旋盖的设计基本上是仅有的可设计的要素。为此，需要能够在标签和螺旋盖上印刷的印刷系统。螺旋盖的几何形状对相应的印刷设备提出了特殊的挑战，因为螺旋盖是圆柱形物体，其顶表面为平面，侧表面为圆柱形，这两个表面都要进行印刷。这样的印刷工序需要远比在平面标签上印刷(常规的纸质印刷技术可以应用于此)更先进的技术。

WO 2015/16628 A1公开了一种用于在圆柱形物体上印刷的示例性设备。它包括多个固定的印刷头和用于将圆柱形物体保持在固定方位的保持装置。保持装置将圆柱形物体移动到印刷头附近，使得印刷头可以在圆柱形物体上印刷。圆柱形物体的固定方位确保了印刷头相对于圆柱形物体的可再现的方位，从而可以简化对印刷头的喷射器进行供给所需的送墨系统。

为了在印刷期间保持盖，已知使用芯轴(mandrel)，这些芯轴在印刷之前已经从相应的供给装置接纳了盖。为了印刷盖，必须将盖保持在芯轴上的固定位置和方位，因为随后会用几种颜色印刷盖。用于每种颜色的每个印刷步骤必须在位置和方向上与之前和之后的印刷步骤一致，使得待印刷在盖上的完整图形被正确地施加到盖上。

因此，必须将盖牢固地保持在芯轴上，因此需要相对大的力。在这方面，已知通过向芯轴的抽吸装置提供真空，经由抽吸将接纳在芯轴上的盖保持在芯轴上的固定位置，例如US 6,769,357B1和US 6,167,805Bl中所公开的。

已知的是，在作为印刷系统的部件的安装装置上布置多个芯轴，使多个螺旋盖能够安装在安装装置的这些芯轴上，使得能够通过相对于印刷系统的印刷头移动所述安装装置来处理多个螺旋盖。

螺旋盖通常具有小的壁厚。因此，它们具有柔性的特性。即，当使用真空将盖保持在芯轴上的固定位置时，盖的圆柱形部分的内圆柱形表面和芯轴的外圆柱形表面必须建立高精度的配合。否则，盖的相对柔性的圆柱形壁容易由于抽吸力而变形，这将导致印刷在变形的圆柱形外表面或变形的平面顶表面上的图形的失真。

此外，必须为印刷设备的每个芯轴提供能够被独立控制的真空管线。因此，通过抽吸将盖固定在芯轴上需要复杂的管道、提供真空系统以及提供包括用于接纳盖的高精度接触表面的芯轴。此外，持续向设备提供真空导致高能量费用。即，已知的印刷设备在生产和操作上是昂贵的。

在数字印刷中，从印刷头的喷嘴喷出非常小的墨滴，并且这些非常小的墨滴沉积在基底上以形成图像。根据待印刷的基底的表面能和沉积在该基底上的液体油墨的表面张力，在基底的表面能高于油墨的表面张力的情况下，墨滴倾向于快速扩散并最终融合，或者在基底的表面能低于液体油墨的表面张力的情况下，墨滴倾向于在非常短的时间内收缩。

墨滴沉积与开始扩散和融合或收缩之间的可用时间称为固化延迟。固化(pinning)将低粘度油墨转换为高粘度凝胶，该高粘度凝胶基本上是不可动的并且不能再扩散或收缩，但是仍然是柔性的并且允许随后印刷的油墨或清漆的沉积和稳定的粘附。因此，油墨的固化或干燥应当分别在墨滴的扩散或收缩之前开始。因此，为了防止墨滴的不受控制的扩散或收缩，需要在墨滴接触基材之后直接将墨滴固化。

在用于印刷螺旋盖的普通印刷系统中，使用UV固化油墨。为了将油墨固化，在沉积油墨之后立即将低强度UV光的短脉冲引导到油墨上。

尽管水性油墨与UV固化油墨相比具有几个优点，但是水性油墨还没有用于在三维物体上印刷。水性油墨的固化是通过对基材进行轻微预热而热实施的。然而，必须均匀地加热待印刷的基底，使得基底的每个位置包括基本上相同的温度，因为基本上相同的温度是获得均匀且高质量的印刷结果所需要的。基材表面上的温度差异导致墨滴的扩散差异。油墨扩散的差异又导致图像质量的差异。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的安装装置，用于在印刷系统中接纳中空圆柱形物体，优选为接纳螺旋盖。

上述目的通过根据权利要求1的用于在印刷系统中保持圆柱形物体、特别是螺旋盖的安装装置以及根据权利要求23的印刷系统来实现。在本说明书、附图和从属权利要求中阐述了优选实施例。

具体地，本发明提出了一种用于在印刷系统中保持圆柱形物体、特别是螺旋盖的安装装置，所述安装装置包括支撑构件和布置在所述支撑构件处的用于接纳所述中空圆柱形物体的芯轴。所述安装装置还包括用于加热安装在所述芯轴处的所述中空圆柱形物体的加热装置。

由于安装装置包括用于加热安装在芯轴处的中空圆柱形物体的加热装置，所以可以在印刷之前将安装在芯轴上的中空圆柱形物体预加热到预定温度范围，并且在印刷期间将中空圆柱形物体的温度保持在预定温度范围内。因此，可以利用水性油墨印刷中空圆柱形物体，并且实现均匀和高质量的印刷结果。

根据优选实施例，所述加热装置构造成从所述中空圆柱形物体的外侧加热所述中空圆柱形物体。因此，安装装置和加热装置可以包括特别简单的结构。

替代地或者附加地，所述加热装置构造成从所述中空圆柱形物体的内侧加热所述中空圆柱形物体。从内侧加热中空圆柱形物体可以比从该物体的外侧加热中空圆柱形物体更有效，因为这样朝向中空圆柱形物体的散热可更有效且可减少外部影响。

在这方面，术语中空圆柱形物体的“内侧”和“外侧”理解为与相对于中空圆柱形物体的圆柱形侧壁的径向位置有关。换言之，“内侧”是由中空圆柱形物体的侧壁包围的一侧，而“外侧”对应于超出中空圆柱形物体的侧壁的一侧，也即是中空圆柱形物体的待印刷的一侧。

为了提供用于加热中空圆柱形物体的热量，所述加热装置可以优选地包括内部加热单元。

根据优选实施例，所述内部加热单元包括热源，所述热源优选为加热丝，更优选为多个加热丝。

为了提供中空圆柱形物体的有效加热，所述加热单元可以优选地布置成加热所述芯轴的外表面。替代地或者附加地，所述加热单元可以布置成加热被引导至所述芯轴的流体，所述流体优选为空气。

根据优选实施例，所述加热装置包括用于所述中空圆柱形物体的无线感应加热的无线感应单元，并且/或者所述加热装置包括用于发射红外辐射的红外加热单元。

根据另一优选实施例，所述加热装置包括用于将加热流体流供给至所述芯轴的流体供给导管。借此，加热流体可以用作将与中空圆柱形物体偏离地或间隔开地产生的热量引导至中空圆柱形物体的载体。

优选地，所述芯轴包括加热流体通道，所述加热流体通道用于将所述流体流引向所述中空圆柱形物体的内表面。因此，加热流体能够在远离中空圆柱形物体处被加热并且被引导到中空圆柱形物体的位置。

在这方面，所述芯轴优选地包括安装套筒，所述安装套筒包括中空圆柱体的形式，其中优选地，所述加热流体通道布置在所述安装套筒内，其中优选地，所述安装套筒包括与所述加热流体通道流体连通的一个或多个开口。

当一个或多个间隔件布置在安装套筒的外表面上以在安装套筒的外表面与中空圆柱形物体的内表面之间提供间隙时，可以将加热流体供应到间隙中。因此，加热流体能够经由热对流来加热中空圆柱形物体。因此，可以实现对于中空圆柱形物体的均匀的热分布。优选地，将加热流体供应到间隙中，使得在间隙内部保持基本上均匀的流体循环。

优选地，所述一个或多个间隔件布置在所述安装套筒的外侧表面和/或所述安装套筒的外端面上。因此，加热流体可以与中空圆柱形物体的大部分内侧表面和/或中空圆柱形物体的顶面的内表面接触。

根据另一优选实施例，所述安装套筒沿纵向轴线延伸并且包括扩张区域(expansion region)，其中所述芯轴还包括布置在所述安装套筒内部的芯部(core)，其中所述芯部能够相对于所述安装套筒移动，其中所述芯部构造成能相对于所述安装套筒定位在所述芯部的第一位置处，在所述第一位置处，所述扩张区域处于未扩张状态，并且所述芯部构造成能相对于所述安装套筒定位在所述芯部的第二位置处，在所述第二位置处，所述芯部将径向力施加到所述扩张区域上，使得所述扩张区域相对于处于所述未扩张状态的所述扩张区域在径向上扩张。

因此，可以补偿由于加热装置提供的加热而引起的芯轴的热膨胀和/或中空圆柱形物体的热膨胀。此外，由此可以确保将中空圆柱形物体直接安装到安装套筒上，并且还可以确保中空圆柱形物体的刚性固定。由于安装套筒的扩张区域能够改变其直径，因此在未扩张状态下，安装套筒的外径可以设定为小于由芯轴保持的中空圆柱形物体的内径。因此，中空圆柱形物体能够容易地放置在芯轴上，至少能够容易地放置在安装套筒上。此外，不需要通过抽吸将中空圆柱形物体保持在芯轴上。因此，通过供给加热流体，可以在将中空圆柱形物体固定到芯轴上的同时通过供给加热流体来提供对中空圆柱形物体的加热。

因此，提供具有用于加热流体并将加热的流体引导到芯轴中的加热单元的加热装置与为芯轴提供包括扩张区域的安装套筒相结合，能够实现在将中空圆柱形物体的(预)加热的同时确保将中空圆柱形物体牢固地安装在芯轴上。换言之，提供具有这种可扩张芯轴的安装装置使得能够从芯轴的内侧、特别是圆柱形安装套筒的内侧供给加热流体，并且因此，组合地实现了上述目的特别有益的优选解决方案。

为了将中空圆柱形物体固定到芯轴上，将扩张区域的直径加宽到预定程度，使得可在扩张区域的外表面与由芯轴接纳的中空圆柱形物体的内表面之间施加预定值的摩擦配合。

因此，本发明不再需要真空系统及其复杂的管道布置。此外，与利用真空来固定中空圆柱形物体的芯轴相比，中空圆柱形物体的内径与芯轴的外径、特别是安装套筒的外径之间的距离的容差范围通常较小。此外，针对芯轴和中空圆柱形物体，可以补偿因芯轴和中空圆柱形物体两者的加热而引起的沿径向方向的长度变化，使得即使在为印刷而加热用于印刷的中空圆柱形物体时也可以牢固地保持中空圆柱形物体。

优选地，所述芯部至少在所述第一位置和所述第二位置之间可移动，其中优选地，所述移动是在所述纵向轴线的方向上的位移。

此外，所述安装套筒优选地制成为单件。

根据优选实施例，所述安装套筒包括在其内表面上的套筒楔形结构。所述芯部优选地包括与所述套筒楔形结构互补地形成的芯部楔形结构，其中，在芯部的相对于安装套筒的所述第一位置处，套筒楔形结构和芯部楔形结构构造成相对于彼此布置成使得扩张区域处于未扩张状态。在芯部的相对于安装套筒的第二位置处，芯部楔形结构构造成将径向力施加到套筒楔形结构上，使得扩张区域相对于处于未扩张状态的扩张区域在径向上扩张。因此，扩张区域的扩张程度可以通过由纵向轴线与楔形结构的接触表面形成的角度而预先确定。此外，归因于楔形运动，与沿纵向轴线的方向施加到芯部上的输入力及其所导致的由芯部施加到套筒上的径向力相关的楔形机构带来了机械优势，使得可以通过沿纵向轴线的方向向芯部施加的相对小的致动力而施加相对高的径向力。因此，有利地，芯轴可表现出简单且鲁棒的结构。优选地，套筒楔形结构以及芯部楔形结构相对于纵向轴线布置在扩张区域中。换言之，套筒楔形结构以及芯部楔形结构优选地在扩张区域的界限内相对于纵向轴线整体地延伸。

套筒楔形结构优选地包括至少一个相对于纵向轴线倾斜的接触表面。即，该至少一个倾斜接触表面与纵向轴线围成预定角度。此外，芯部楔形结构优选地包括至少一个形成为与套筒楔结构的倾斜表面互补的倾斜接触表面。因此，该至少一个倾斜接触表面与纵向轴线也围成所述预定角度。换言之，套筒楔形结构的至少一个接触表面和互补形成的芯部楔形结构的至少一个接触表面彼此平行地对齐。因此，通过芯部相对于套筒的移动，芯部的接触表面相对于套筒的接触表面位移，使得当接触表面彼此接触时，芯部相对于套筒的位移使得芯部的接触表面沿套筒的接触表面滑动。

根据优选实施例，套筒以及芯部包括大致旋转对称的形状，其中芯部楔形结构包括大致锥形的形式，并且套筒楔形结构包括相应成形的内表面，即，具有锥形形式的切口的基本圆柱形形式。由此，径向力能够大致沿安装套筒的整个圆周施加到安装套筒上，这导致安装套筒的特别均匀的径向加宽。

在优选实施例中，由套筒的接触表面和纵向轴线围成的角度以及相应地由芯部和纵向轴线围成的角度小于45°。因此，沿纵向轴线方向施加在芯部上的力经由芯部楔形结构的接触表面的接触而导致了施加在套筒上的比沿纵向轴线的力更大的径向力。当恒定的轴向力经由芯部而施加到安装套筒上时，角度越小，所产生的径向力越大。换言之，在恒定施加的轴向力下，所产生的径向力随着角度的减小而增加。

优选地，接触表面与纵向轴线之间的角度在1°和40°之间，优选为5°-30°，特别优选为10°-30°，并且非常特别优选为10°、15°、20°、25°或30°。特别优选地，该角度在16°至19°的范围内。由此，能够避免芯部和套筒之间的自锁，并且同时能够提供高的机械优势，换言之，高的径向力与纵向力之比。

根据另一优选实施例，该目的通过套筒楔形结构来实现，该套筒楔形结构包括相对于纵向轴线彼此相邻布置的多个楔形环段，并且特别地，该目的通过芯部套筒结构来实现，该芯部套筒结构包括相对于纵向轴线彼此相邻布置并且相对于套筒楔形结构的楔形环段互补地形成的多个楔形环段。因此，芯部通常相对于安装套筒沿纵向轴线的方向可移动。即，由延伸的扩张区域施加到中空圆柱形物体上的径向力能够相对于纵向轴线沿扩张区域均匀地分布。因此，可以显著地减小由于将中空圆柱形物体固定在芯轴上而引起的中空圆柱形物体的变形，例如，将变形减小到最小或者甚至完全避免。此外，各个环段可以包括向内朝向芯轴的纵向轴线的相对小的径向延伸。而且，与仅包括一个在扩张区域的整个长度上延伸的连续楔形部的实施例相比，芯部相对于安装套筒沿纵向轴线方向的位移可以较小。换言之，芯部楔形结构包括相对于纵向轴线彼此相邻布置的多个截顶锥形体。因此，楔形环结构包括多个互补形成的楔形环，这些楔形环从套筒的中空圆柱形基本形式相对于纵向轴线向内延伸。

根据另一优选实施例，套筒楔形结构包括内螺纹，其中内螺纹的侧面包括楔形形状，并且芯部楔形结构包括外螺纹。其中，外螺纹的侧面可以包括与内螺纹的侧面互补地形成的楔形形状。换言之，内螺纹的螺纹侧面之一相对于纵向轴线倾斜预定角度，从而形成楔形结构的螺旋接触表面。因此，外螺纹包括相对于纵向轴线倾斜预定角度并且也形成螺旋接触表面的侧面，使得外侧面的倾斜接触表面能够在内螺纹的接触表面上滑动。即，内螺纹的倾斜侧面和外螺纹的倾斜侧面彼此相互作用，从而形成螺旋地形成的楔形机构。

优选地，所述芯部相对于所述安装套筒可沿所述纵向轴线的方向移动，或者所述芯部相对于所述安装套筒可围绕所述纵向轴线旋转。由此，扩张区域的径向延伸可以有利地均匀存在于扩张区域的整个长度上。即，由延伸的扩张区域施加到中空圆柱形物体上的径向力能够相对于纵向轴线的方向均匀地分布，并且因此基本上在扩张区域与中空圆柱形物体的整个接触区域上均匀地分布。因此，中空圆柱形物体由于固定到芯轴上而产生的变形可以显著地减小，例如减小到最小或甚至完全避免。

此外，安装套筒和芯部的侧面都可以包括相对小的径向延伸。而且，与仅包括一个在扩张区域的整个长度上延伸的连续楔形部的实施例相比，芯部相对于安装套筒沿纵向轴线方向的位移可以较小。与包括连续环段的实施例相比，能够实现径向力在安装套筒上以及进一步在中空圆柱形物体上的均匀分布。

此外，通过螺纹，套筒和芯部在其生产期间能够容易地脱模。这同样适用于安装套筒和芯部的组件，因为芯部能够容易地拧入安装套筒中，而不需要套筒径向向外的位移。

优选地，螺纹的螺距和导程分别相对较小，因此小于例如与螺纹的直径相对应的公制螺纹的螺距和导程，优选地，导程角和螺旋角分别小于3°，特别优选地小于2°，并且非常特别优选地小于1.5°或1°。

此外，内螺纹的倾斜侧面的接触表面与纵向轴线之间、并且因此外螺纹的倾斜侧面的接触表面与纵向轴线之间所围成的角度优选地在1°与40°之间，优选为5°-30°，特别优选为10°-30°，并且非常特别优选为10°、15°、20°、25°或30°。特别优选地，该角度在16°至19°的范围内。因此，能够避免芯部和套筒之间的自锁，并且同时能够提供高的机械优势，换言之，高的径向力与纵向力之比。

为了使安装套筒扩张，根据第一替代方案，由于螺纹，芯部在纵向轴线的方向上可移位，并且可以固定芯部以防止相对于安装套筒围绕纵向轴线旋转。在第二替代方案中，可以固定芯部以防止在纵向轴线的方向上的位移，而芯部可以相对于安装套筒围绕纵向轴线旋转。

根据另一优选实施例，安装套筒包括作为单独部件(优选为可移动部件)的盖子或覆盖部。由此，通过安装套筒的开口顶部可以插入芯部，并且可选地，还可以插入偏压构件，并且通过盖或覆盖部闭合顶部。

为了提供特别简单和鲁棒的结构，如根据另一优选实施例所建议，芯轴还可以包括偏压构件，偏压构件优选为弹簧，用于将芯部偏压在固定位置，优选地偏压在第一位置或第二位置，其中偏压构件优选地被支撑为抵靠芯轴的支撑元件或支撑区域。

根据另一优选实施例，芯轴还包括用于使芯部在第一位置和第二位置之间移动的致动器构件。因此，能够容易地预先确定和控制芯部的位置。优选地，致动器构件构造为用于与安装装置或印刷系统的凸轮、擦拭器、凸角或引导件相互作用。

为了能够以可控的方式从芯轴移除中空圆柱形物体，优选地，芯轴可还包括：机械推出器，用于从芯轴机械地移除、优选地推开圆柱形物体；和/或还包括气动推出器，用于利用压缩空气从芯轴移除圆柱形物体。优选地，气动推出器包括阀和/或与气动空气供给系统相连的连接件。

根据又一优选实施例，在所述未扩张状态下，所述安装套筒包括等于或略微小于待由所述芯轴接纳的所述圆柱形物体的内径的最大外径。在所述扩张状态下，所述扩张区域的最大外径大于待由所述芯轴接纳的所述圆柱形物体的内径。术语“略微”应理解为由圆柱形物体的内径与安装套筒的外径的差产生的空隙或间隙小于由芯部从第一位置移动到第二位置的移动产生的安装套筒的扩张。优选地，在未扩张状态下，安装套筒的最大直径比中空圆柱形物体的内径小约0.01mm-0.5mm，特别优选地小0.05mm-0.1mm。优选地，安装套筒的最大外径设定为这样的值：其使得在未扩张状态下由中空圆柱形物体的内周表面与安装套筒的外表面建立间隙配合。

可以实现将中空圆柱形物体直接安装到芯轴上，此外还可以实现将中空圆柱形物体牢固且安全地固定在芯轴上。根据另一优选实施例，未扩张状态下的扩张区域的直径与扩张状态下的扩张区域的直径的差在0.05mm-0.5mm的范围内，优选地在0.1mm-0.4mm的范围内，特别优选为0.05、0.075、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3或0.4，或者在由上述值限定的任何范围内。

优选地，所述安装套筒包括大致沿所述纵向轴线延伸的多个槽，这些槽相对于所述纵向轴线沿圆周方向布置，以形成所述扩张区域。翅片或肋分别沿径向方向形成并可沿径向方向扩张。因此，由于设置了槽，翅片或肋在周向上没有相互连接，所以每个单个的翅片或肋可以独立地弯曲。

优选地，所述槽与所述加热流体通道流体连通。因此，所述槽还可以用作加热流体通道的通道开口，通过该通道开口，朝向中空圆柱形物体的内表面供给加热流体，其中优选地，将加热流体引导到形成在安装套筒的外表面与中空圆柱形物体的内表面之间的间隙中。

优选地，所述槽被设置为沿纵向轴线的方向延伸的细长开口和/或呈现沿纵向轴线的方向延伸的正弦形状。

根据优选实施例，所述槽可以不在所述安装套筒相对于所述纵向轴线的整个长度上延伸，而是沿所述纵向轴线的方向布置在所述安装套筒的第一端部与所述安装套筒的第二端部之间，所述第一端部例如为上端部，诸如邻近盖部的部分，所述第二端部例如为下端部。因此，根据该可选实施例，安装套筒可以包括相对于扩张区域为刚性的端部，该端部因此基本上不会由于经由芯部楔形结构施加到套筒楔形结构上的径向力而径向扩张。因此，由槽提供的扩张区域在第一端部和第二端部之间延伸。

根据优选实施例，所述多个槽布置成使得在所述扩张区域中，所述安装套筒包括沿所述纵向方向延伸的多个肋。

优选地，一个或多个肋包括间隔件，其中优选地，每个肋包括间隔件。优选地，所述间隔件包括沿所述纵向轴线延伸的薄凸耳(ledges)或狭板(slats)的形式。当间隔件分别包括波形形状或正弦曲线形状时，可以获得在中空圆柱形物体上的特别均匀的压力分布和通过间隔件提供的间隙中的加热流体的均匀的热分布。

根据优选实施例，加热装置包括流动产生单元，所述流动产生单元优选为泵或风扇，用于在加热装置中提供流体流，优选为提供空气流。因此，可以在加热装置内部、在中空圆柱形物体上、在芯轴内部和/或在安装套筒与中空圆柱形物体之间的间隙中提供稳定的流体流。

当加热装置包括用于将流体从芯轴重新引导到加热单元的流体返回管道时，可以收集已经用于加热中空圆柱形物体的流体并将其重新引导到加热单元。因此，已经加热的流体仅需被恢复到预定加热温度。这可以避免对新流体例如环境空气的完全加热。

优选地，将流体，优选为空气，加热至45℃至65℃之间，优选为50℃至60℃之间的温度范围，并且特别优选地加热至包括50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃或60℃的平均温度。

优选地，温度传感器被布置用于确定加热流体的温度。温度传感器优选地布置在加热单元和芯轴之间，其中优选地，温度传感器布置成靠近设置在芯轴处的流体入口。

根据另一优选实施例，所述芯轴被旋转地支撑在所述支撑构件上，其中所述芯轴可绕所述纵向轴线旋转。因此，中空圆柱形物体可以根据印刷系统的印刷头的任何期望的定向来定位以施加印刷活动。

优选地，所述加热装置包括所述加热区域，所述加热区域布置成邻近所述芯轴，用于加热所述中空圆柱形物体的外侧表面。因此，通过使中空圆柱形物体绕围纵向轴线旋转，可以实现中空圆柱形物体的侧表面的均匀加热。

根据优选实施例，多个芯轴围绕中心轴线沿圆周方向布置在所述支撑构件上，其中优选地，所述支撑构件可围绕中心轴线旋转。由此，可以借助于一个安装装置来处理多个中空圆柱形物体。包括这样设计的安装装置的印刷系统的输出可相应地高于包括仅含一个芯轴的安装装置的印刷系统的输出。

为了能够在中空圆柱形物体的顶表面上和在中空圆柱形物体的侧表面上进行印刷，安装装置可以包括用于使支撑构件相对于参考平面倾斜的倾斜装置。

根据另一优选实施例，所述加热装置包括用于连接到外部热源的连接单元。因此，安装装置可被设计为包括轻重量的设计和简单的结构。

根据另一优选实施例，所述安装装置还包括电池和/或接触单元，所述接触单元优选地包括用于与电源电连接的滑动接触件，优选为电刷。由此，可以向安装装置的部件供给电能，安装装置的部件例如为加热装置和/或驱动装置，诸如用于旋转芯轴和/或支撑构件和/或用于倾斜支撑构件的电动马达。

根据另一方面，提出了一种用于在中空圆柱形物体、优选为螺旋盖上印刷的印刷系统，所述印刷系统包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的安装装置，以及至少一个印刷头，所述至少一个印刷头构造成在圆柱形物体、优选为螺旋盖的表面上印刷。

所述印刷系统类似地实现了上述关于安装装置的优点和效果。

优选地，所述至少一个印刷头构造成用于印刷水性油墨。

附图说明

从下面参考附图对本发明优选实施例的详细描述中，本发明的上述和其他特征和优点将变得明显，其中附图标记表示特征，并且其中：

图1是用于保持多个中空圆柱形物体的安装装置的示意性透视侧视图；

图2示意性地示出了从图1的安装装置截取的透视剖视图；

图3示意性地示出了根据图1和图2的安装装置的透视剖视图；

图4示意性地示出了根据图1至图3的安装装置的透视侧视图；

图5示意性地示出了根据图1至图4所示的实施例的安装装置的芯轴的透视剖视图；和

图6示意性地示出了图5的芯轴的透视侧视图。

具体实施方式

本领域技术人员充分意识到，这些实施例和项目仅描述了多个实施例的示例。因此，本发明中所示的实施例不应被理解为限制性的，而是也包括本发明范围内的所述特征的任何组合和构造。

图1示意性地示出了用于在印刷系统中保持多个中空圆柱形物体6(在此为螺旋盖的形式)的安装装置1的透视侧视图。安装装置1包括支撑构件7和用于接纳中空圆柱形物体6的多个芯轴2，该多个芯轴2相对于安装装置1的中心轴线9沿圆周方向布置在支撑构件7处。每个芯轴2通过轴承8(见图5)可相对于支撑构件7围绕纵向轴线10旋转。

安装装置1还包括加热装置5，加热装置5用于加热安装在芯轴2处的中空圆柱形物体6。如在下文将更详细地描述的，根据本示例性实施例的加热装置5构造成从中空圆柱形物体6的外侧和从中空圆柱形物体6的内侧加热中空圆柱形物体6。加热装置50相对于多个芯轴2的周向布置大致径向向内布置

图2示意性地示出了从图1的安装装置1截取的透视剖视图。加热装置5包括内部加热单元50，该内部加热单元包含多个加热丝51，这些加热丝相对于中心轴线9沿圆周方向布置。

这里，加热单元50构造成加热流体，在本实施例中流体是空气。为了向加热单元50提供空气流，加热装置5包括流动产生单元(参见图3和图4)，该流动产生单元使空气从安装装置1的径向内侧朝向并穿过加热丝51移动。加热丝51在空气经过加热丝51时基本上通过对流来加热空气。

加热装置5还包括流体供给导管52，由加热丝51加热的加热流体流通过该导管被供给到芯轴2。具体地，经加热的空气从容纳加热单元50的加热腔室57经由多个管道56被引导到供给环形腔室58中，并且被引导到芯轴的加热流体通道21(参见图5)中。因此，管道56和供给环形腔室58大致形成流体供给导管52。

如将参照图5和图6更详细地描述的，经加热的空气流被引导通过芯轴2以加热中空圆柱形物体6的内侧。在经加热的空气已经被引导通过芯轴2之后，经加热的空气离开芯轴2进入与流动产生单元55流体连通的返回腔室59中，使得用于加热中空圆柱形物体6的空气能够被供给回到加热单元50，并且因此能够被重新用于加热中空圆柱形物体6。换言之，产生了经加热的和再加热的空气流的基本上闭合的回路。

根据本实施例，空气被加热单元50加热到50℃和55℃之间的温度，其中，该温度由可选的温度传感器(未示出)在靠近布置在芯轴2中的加热流体通道21的入口21处测量。替代地或附加地，可以检测中空圆柱形物体6的外表面的温度。

图3是根据图1和图2的安装装置1的另一示意性透视剖视图，其中仅示出了保持中空圆柱形物体6的一个芯轴2的回路。该截面相对于图2所示的截面稍微偏移，从而可以详细地观察到借助于流体供给导管52、流体返回导管53和流动产生单元55实现的用于空气流动的闭合循环。

此外，加热装置5还包括加热区域54，该加热区域布置为邻近芯轴6的横向外侧，使得能够从中空圆柱形物体6的外侧加热中空圆柱形物体6的外侧表面61。可以通过使中空圆柱形物体6绕纵向轴线10旋转，实现对中空圆柱形物体6的外侧表面61的均匀加热效果。因此，由加热区域54朝向中空圆柱形物体6辐射的热量随后被整个外侧表面61吸收。因此，加热区域54负责对中空圆柱形物体6的外侧表面61进行加热或回火。

换言之，由加热装置5从中空圆柱形物体6的内侧和外侧加热中空圆柱形物体6。

图4示意性地示出了根据前述附图的安装装置1的透视侧视图，其中，加热腔室57和芯轴2被隐藏，从而使流动产生单元55变得一目了然。流动产生单元55包括多个风扇550，这些风扇相对于中心轴线9沿圆周方向均匀分布。

图5是根据图1至图4所示实施例的安装装置1的芯轴2的示意性透视剖视图。芯轴2包括呈中空圆柱体形式的安装套筒23，其中加热流体通道21布置在安装套筒23内。安装套筒23包括与加热流体通道21流体连通的多个开口22。因此，从加热腔室57经由入口210供应到加热流体通道21中的空气被引导通过开口22并与中空圆柱形物体6的内表面60接触。如图6(芯轴2的示意性透视侧视图)所示，安装套筒23包括多个间隔件25、25'，多个间隔件25、25'布置在安装套筒23的外表面上，用于在安装套筒23的外表面与中空圆柱形物体6的内表面60之间提供间隙。间隔件25、25'布置在安装套筒23的外侧表面上和安装套筒23的外端面上，该外端面由安装套筒23的盖子24提供。因此，间隙在安装套筒23的端面和侧面上延伸。

因此，经由开口22供应到间隙中的经加热的空气与中空圆柱形物体6的内表面60的大部分相接触，这是因为安装套筒仅经由间隔件25、25'与中空圆柱形物体6接触。

因此，产生空气流11，其通过入口210进入加热流体通道21以进入芯轴2，并且通过开口25、25'进一步被引导进入安装套筒23和中空圆柱形物体6之间的间隙。当空气被持续地供给到芯轴时，存在于间隙中的空气被推向中空圆柱形物体6的下端和空气流11的出口212。因此，经加热的空气通过对流来加热中空圆柱形物体6的内表面60，然后离开芯轴2。由此，可以获得中空圆柱形物体6的基本均匀的加热。

由于如果中空圆柱形物体6没有在芯轴2上被保持在位，则上述空气流11将从芯轴2移除中空圆柱形物体6，所以芯轴2包括扩张区域26，该扩张区域可以相对于纵向轴线10在径向上扩张，使得扩张区域26的外径可以增大和减小。芯轴2还包括布置在安装套筒23内的芯部3，其中芯部3相对于安装套筒23可沿纵向轴线10的方向移动。芯部3构造成相对于安装套筒23定位在芯部3的第一位置处，在该第一位置处扩张区域26处于未扩张状态，并且芯部3构造成相对于安装套筒23定位在芯部3的第二位置处(如图5所示)，在该第二位置处芯部3将径向力施加到扩张区域26上，使得扩张区域26相对于处于未扩张状态的扩张区域26在径向上扩张。

在未扩张状态下，安装套筒23具有略小于待由芯轴2接纳的中空圆柱形物体6的内径的最大外径，并且在扩张状态下，安装套筒23具有大于待由芯轴接纳的圆柱形物体6的内径的最大外径。由于扩张区域26的扩张，安装套筒23将径向力施加到中空圆柱形物体6的圆柱形侧壁上，因此，在布置在扩张区域26中的间隔件25的外表面与中空圆柱形物体6的内侧表面60之间产生摩擦配合，从而将中空圆柱形物体6在芯轴2上牢固地保持在位。

芯部3位于安装套筒23内。其包括芯部楔形结构30，芯部楔形结构30由沿纵向轴线10彼此相邻布置的多个楔形环段300形成。芯部楔形结构30设计成与在扩张区域26中布置在圆柱形安装套筒23的内侧面上的套筒楔形结构29的多个楔形环段290相吻合。芯部环段300包括接触表面，这些接触表面能够接触安装套筒23的楔形环段290的互补形成的接触表面。接触表面37和纵向轴线10因此形成一个角度，根据本实施例，该角度为17°。或者，该角度可以为其他值，优选地在1°和40°之间。

根据本实施例，安装套筒23包括多个大致沿纵向轴线10延伸的槽27，这些槽相对于纵向轴线10沿圆周方向布置，以形成扩张区域26。槽27与加热流体通道21流体连通，因此槽27也形成和用作开口25。

如图6所示，槽27布置成使得在扩张区域26中，安装套筒23包括沿纵向轴线10延伸的多个肋28。因此，由于设置有槽27，翅片或肋28在圆周方向上没有彼此连接，所以每个单个的翅片或肋28可以独立地弯曲。

根据该可选实施例的槽27相对于纵向轴线10并不在安装套筒23的整个长度上延伸，而是在安装套筒23的第一端部(参照图6中安装套筒23的取向，对应于安装套筒23的右端部)和安装套筒23的第二端部(参照图6中安装套筒23的取向，对应于安装套筒23的左端部)之间沿纵向轴线10的方向布置。因此，在该可选实施例中，安装套筒23包括相对于扩张区域26为刚性的端部，并且因此这些端部基本上不会由于经由芯部3施加到套筒23上的径向力而径向扩张。

为了通过扩张区域26在中空圆柱形物体6上提供特别均匀的压力分布，每个槽27以及因此每个肋28包括波状形状。此外，每个肋28包括间隔件25，间隔件25也包括大致波状形状。

这里，芯部3通过偏压构件31被偏压到如图5所示的第二位置，在本实施例中，该偏压构件包括螺旋压缩弹簧的形式。通过致动致动器32，芯部3能够克服偏压构件31的偏压力而相对于安装套筒23移动。

安装装置1还包括可选的电池(未示出)和可选的接触单元(未示出)，该接触单元包括用于与电源电连接的滑动触点，优选地为电刷。

对于本领域技术人员显而易见的是，这些实施例和项目仅描述了多种可能性的示例。因此，这里所示的实施例不应被理解为形成对这些特征和构造的限制。可以根据本发明的范围选择所述特征的任何可能的组合和构造。

附图标记列表

1 安装装置

2 芯轴

21 加热流体通道

210 入口

211 返回通道

212 出口

22 开口

23 安装套筒

24 盖子

25 间隔件

26 扩张区域

27 槽

28 肋

29 套筒楔形结构

290 楔形环段

3 芯部

30 芯部楔形结构

300 楔形环段

31 偏压构件

32 致动器

4 盖子

5 加热装置

50 内部加热单元

51 加热丝

52 流体供给导管

53 流体返回导管

54 加热区域

55 流动产生单元

550 风扇

56 管道

57 加热腔室

58 供给环形腔室

59 返回腔室

6 中空圆柱形物体

60 内表面

61 侧表面

62 顶表面

7 支撑构件

8 轴承

9 中心轴线

10 纵向轴线

11 空气流

Claims (23)

1.一种用于在印刷系统中保持中空圆柱形物体、特别是螺旋盖的安装装置，包括：

支撑构件，以及

用于接纳中空圆柱形物体的芯轴，所述芯轴布置在所述支撑构件处，其特征在于

加热装置，所述加热装置用于加热安装在所述芯轴处的所述中空圆柱形物体。

2.根据权利要求1所述的安装装置，其中，所述加热装置构造成从所述中空圆柱形物体的外侧加热所述中空圆柱形物体，并且/或者所述加热装置构造成从所述中空圆柱形物体的内侧加热所述中空圆柱形物体。

3.根据前述权利要求中任一项所述的安装装置，其中，所述加热装置包括内部加热单元。

4.根据权利要求3所述的安装装置，其中，所述内部加热单元包括热源，所述热源优选为加热丝，更优选为多个加热丝。

5.根据权利要求3或4所述的安装装置，其中，所述加热单元布置成加热所述芯轴的外表面，并且/或者所述加热单元布置成加热被引导至所述芯轴的流体，所述流体优选为空气。

6.根据前述权利要求中任一项所述的安装装置，其中，所述加热装置包括用于所述中空圆柱形物体的无线感应加热的无线感应单元，并且/或者所述加热装置包括用于发射红外辐射的红外加热单元。

7.根据前述权利要求中任一项所述的安装装置，其中，加热装置包括用于将加热流体流供给至所述芯轴的流体供给导管。

8.根据权利要求7所述的安装装置，其中，所述芯轴包括加热流体通道，所述加热流体通道用于将所述流体流引向所述中空圆柱形物体的内表面。

9.根据权利要求8所述的安装装置，其中，所述芯轴包括安装套筒，所述安装套筒包括中空圆柱体的形式，其中优选地，所述加热流体通道布置在所述安装套筒内，其中优选地，所述安装套筒包括与所述加热流体通道流体连通的一个或多个开口。

10.根据权利要求9所述的安装装置，其中，一个或多个间隔件布置在所述安装套筒的外表面上，用于在所述安装套筒的外表面与所述中空圆柱形物体的内表面之间提供间隙，其中优选地，所述一个或多个间隔件布置在所述安装套筒的外侧表面和/或所述安装套筒的外端面上。

11.根据权利要求9或10所述的安装装置，其中，所述安装套筒沿纵向轴线延伸并且包括扩张区域，其中，所述芯轴还包括布置在所述安装套筒内部的芯部，其中，所述芯部能够相对于所述安装套筒移动，

其中，所述芯部构造成相对于所述安装套筒定位在所述芯部的第一位置处，在所述第一位置处，所述扩张区域处于未扩张状态，并且所述芯部构造成相对于所述安装套筒定位在所述芯部的第二位置处，在所述第二位置处，所述芯部将径向力施加到所述扩张区域上，使得所述扩张区域相对于处于所述未扩张状态的所述扩张区域在径向上扩张。

12.根据权利要求11所述的安装装置，其中，

在所述未扩张状态下，所述安装套筒包括等于或略微小于待由所述芯轴接纳的所述圆柱形物体的内径的最大外径，并且

在所述扩张状态下，所述安装套筒包括大于待由所述芯轴接纳的所述圆柱形物体的内径的最大外径。

13.根据权利要求9至13中任一项所述的安装装置，其中，所述安装套筒包括大致沿所述纵向轴线延伸的多个槽，所述多个槽相对于所述纵向轴线沿圆周方向布置，以形成所述扩张区域，其中优选地，所述多个槽与所述加热流体通道流体连通。

14.根据权利要求13所述的安装装置，其中，所述多个槽布置成使得在所述扩张区域中，所述安装套筒包括沿所述纵向轴线延伸的多个肋。

15.根据权利要求14所述的安装装置，其中，一个或多个肋包括间隔件，其中优选地，每个肋包括间隔件。

16.根据前述权利要求中任一项所述的安装装置，其中，所述加热装置包括流动产生单元，所述流动产生单元优选为泵或风扇，所述流动产生单元用于在所述加热装置中提供流体流，优选为提供空气流。

17.根据前述权利要求中任一项所述的安装装置，其中，所述加热装置包括流体返回导管，所述流体返回导管用于将流体从所述芯轴重新引向所述加热单元。

18.根据前述权利要求中任一项所述的安装装置，其中，所述芯轴被旋转地支撑在所述支撑构件上，其中优选地，所述加热装置包括布置成邻近所述芯轴的加热区域，所述加热区域用于加热所述中空圆柱形物体的外侧表面。

19.根据前述权利要求中任一项所述的安装装置，其中，多个芯轴围绕中心轴线沿圆周方向布置在所述支撑构件上，其中优选地，所述支撑构件能够围绕所述中心轴线旋转。

20.根据前述权利要求中任一项所述的安装装置，还包括用于使所述支撑构件相对于参考平面倾斜的倾斜装置。

21.根据前述权利要求中任一项所述的安装装置，其中，所述加热装置包括用于连接到外部热源的连接单元。

22.根据前述权利要求中任一项所述的安装装置，还包括电池和/或接触单元，所述接触单元优选地包括用于与电源电连接的滑动接触件，所述滑动接触件优选为电刷。

23.一种用于在中空圆柱形物体、优选为螺旋盖上印刷的印刷系统，包括

至少一个根据前述权利要求中任一项所述的安装装置，以及

至少一个印刷头，其构造成在圆柱形物体、优选为螺旋盖的表面上印刷。

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