DE10108753A1 - Druckmaschine zum Bedrucken von runden Hohlkörpern, insbesondere Getränkedosen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckmaschine in Reihenbauweise zum Bedrucken von Hohlkörpern, insbesondere Getränkedosen. In jedem Druckwerk wird die Druckfarbe von dem Farbwerk auf den Formzylinder und dann auf den Gummituchzylinder übertragen. Der Gummituchzylinder bedruckt anschließend die Getränkedose. DOLLAR A Die Getränkedosen werden beim mehrfarbigen Bedrucken von rotierenden Druckdornen gehalten und durch ein bewegliches formschlüssiges Antriebselement von Druckwerk zu Druckwerk transportiert. Dabei ist die Linearbewegung intermittierend, während der Haltezeiten erfolgt jeweils der Druckvorgang. DOLLAR A Das Wesentliche der Erfindung ist die Verbesserung der Druckqualität. Bei jedem Druckwerk wird die Druckfarbe des Formzylinders im Gegensatz zur angewandten Verfahrensweise auf einen separaten Gummituchzylinder übergeben, der dann die Getränkedose bedruckt. Eine Vermischung der Druckfarben aufgrund einer Rückspaltung wird dadurch verhindert. DOLLAR A Eine weitere Verbesserung der Druckqualität kann durch den Einsatz von Trocknern erreicht werden.

Description

Das Bedrucken von Getränkedosen wird auf Spezialdruckmaschinen durchgeführt. Die Konfiguration dieser Spezialdruckmaschine besteht im wesentlichen aus einem großen Zentralzylinder, um den bis zu acht Druckwerke satellitenförmig angeordnet sind und einem etwa gleich großen Gegendruckzylinder, der die Getränkedosen aufnimmt.

Jedes der satellitenförmig angeordneten Druckwerke besteht aus einem Farbwerk und einem Formzylinder, auf dem die Druckplatte befestigt ist. Als Druckplatte wird im allgemeinen eine harte Kunststoffplatte (Photopolymer) verwendet.

Auf dem Zentralzylinder sind bis zu acht Gummitücher befestigt, die Anzahl der Gummitücher entspricht jeweils der Anzahl der eingesetzten Druckwerke. Wenn der Zentralzylinder rotiert, so wälzen sich die bis zu acht satellitenförmig angeordneten Formzylinder mit der aufgespannten Druckplatte nacheinander auf jedem Gummituch ab und übertragen ihre Druckfarbe.

In dem Gegendruckzylinder, der Kontakt zu dem Zentralzylinder hat, befinden sich Bolzen, sogenannte Druckdorne, die die Getränkedosen festhalten. Dabei wird die Getränkedose von dem Druckdorn von innen her festgehalten.

Beim Übertragen der Druckfarbe von dem Gummituch auf die Getränkedose rotieren Zentralzylinder und Gegendruckzylinder gegeneinander. Gleichzeitig dreht sich der Druckdorn mit der Getränkedose und wälzt sich auf dem Gummituch ab, um die Druckfarbe zu übernehmen.

Der Farbauftrag des vollständigen Bildmotivs auf jedem Gummituch besteht aus mehreren einzelnen Farbschichten, die vor dem Druckvorgang von den eingefärbten Druckplatten der satellitenförmig angeordneten Formzylinder nacheinander auf das Gummituch übergeben werden.

Dieser maschinenbedingte Vorgang wirkt sich nachteilig auf die Druckqualität aus. Während des Druckvorganges erfolgt an jeder Kontaktstelle eine Rückspaltung, d. h. nur ein Teil der Farbe wird für den Druckvorgang verwendet. Der andere Teil wird in das Druckwerk zurückbefördert.

In der Spezialmaschine für Getränkedosen verschlechtert sich die Druckqualität bei längeren Produktionszeiten deshalb erheblich. Da die zuerst eingesetzten Druckfarben in den satellitenfömig angeordneten Druckwerken aufgrund der Farbspaltung kontinuierlich in die nachfolgenden Druckwerke fließen, vermischen sie sich mit den dort eingesetzten Druckfarben und verändern den Farbton.

In den Patentschriften DE 27 60 386 C2, DE 27 10 039 C2, DE 28 26 304 C2, 0 263 422 A2 und 0 494 659 A2 sind die Merkmale der Spezialmaschinen für das Bedrucken von Dosen beschrieben.

Hiervon ausgehend, ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung zu schaffen, die die bekannten Nachteile wie Verminderung der Druckqualität vermeidet.

Die Lösung der Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung durch eine Druckmaschine in Reihenbauweise (Fig. 1).

Die einzelnen hintereinander angeordneten Druckwerke (1) haben jeweils außer einem Farbwerk (5) einen Formzylinder (2) für die Druckplatte und einen Gummituchzylinder (3) mit auswechselbaren Gummitüchern (4). Der Gummituchzylinder (3) bedruckt die Getränkedose (6). Bei Einsatz eines Feuchtwerkes können alternativ Offsetdruckplatten eingesetzt werden.

Beim mehrfarbigen Bedrucken wird die Getränkedose (6), die von dem Druckdorn (7) festgehalten wird, in einer Führung von Druckwerk zu Druckwerk durch die Maschine bewegt. Der Linearantrieb für den Transport der Getränkedosen durch die Maschine erfolgt über ein flexibles, formschlüssiges Antriebselement (9), wie z. B. eine Rollenkette oder ein Zahnriemen. Die Druckdorne sind mit dem flexiblen Antriebselement verbunden. Die Getränkedose wird dabei von dem Druckdorn (7) im Innenbereich gehalten, damit der Außenmantel bedruckt werden kann (Fig. 2). Der Druckdorn ist einseitig gelagert, da die unbedruckte Getränkedose vor dem Druckprozeß heraufgeschoben und danach entnommen wird. Die Lagerung des Druckdornes befindet sich in der Führung (8).

Für den Druckvorgang werden die üblichen Hochdruck- oder Offsetfarbwerke eingesetzt. Von dem Farbkasten wird die hochviskose Druckfarbe über mehrere Übertrag-, Reiber- und Auftragwalzen auf die Druckplatte aufgetragen, die dann das Gummituch einfärbt.

Von dem Gummituch (4) wird die Druckfarbe auf die Getränkedose (6) übertragen. Sie rotiert dabei einmal um ihre Achse, wobei sich der Umfang der Getränkedose auf dem Gummituch abwickelt.

Die Rotationsbewegung der Getränkedose auf dem Druckdorn wird ebenfalls wie beim Linearantrieb über ein flexibles formschlüssiges Antriebselement (10) wie z. B. eine Rollenkette oder ein Zahnriemen erzeugt. Das Antriebselement treibt dabei ein Kettenrad bzw. eine Zahnscheibe (11) an, die mit der Achse des Druckdornes (7) fest verbunden ist.

Nach dem Druckvorgang verläßt die Druckdose den Kontaktbereich des Gummizylinders.

Der Druckdorn (7), auf dem sich die Getränkedose befindet, wird in der Führung (8) durch das bewegliche formschlüssige Antriebselement (9) geradlinig von Druckwerk zu Druckwerk durch die Maschine bewegt.

Der Antrieb der Linearbewegung erfolgt dabei in schrittweisen getakteten Zyklen, die sich aus Bewegungsabläufen und Haltezeiten zusammensetzen. Die Bewegungsabläufe erfolgen, um die Druckdorne mit den Getränkedosen von Druckwerk zu Druckwerk zu transportieren. Nach dem Transportvorgang zu den Druckwerken erfolgt jeweils ein Anhalten der geradlinigen Bewegung. In dieser Stopposition wird die Getränkedose bedruckt.

Der Antrieb der Rotationsbewegung für die Getränkedose ist mit dem Antrieb der Druckwerke und dem Linearantrieb für den Transport der Getränkedose synchron verbunden, damit in der Halteposition Druckanfang der Getränkedose und des Gummituchzylinders übereinstimmen. Nachdem der Druckdorn mit der Getränkedose eine Umdrehung ausgeführt hat und von dem Gummituch bedruckt wurde, erfolgt ein weiterer linearer Bewegungsvorgang zum nächsten Druckwerk.

Die schrittweisen getakteten Bewegungsabläufe werden durch ein kurvengesteuertes Schrittgetriebe erzeugt. Dieses Getriebe formt eine gleichförmige Drehbewegung in eine intermittierende Abtriebsbewegung um. Aufgrund der formschlüssigen Positionierung des Getriebes ergibt sich die genaue Synchronisation der Getränkedosen zu den Druckwerken. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß die Getränkedosen mehrfarbig passergenau bedruckt werden.

Alternativ zu dem Schrittgetriebe kann ein elektronisch geregelter Elektromotor die Positionsaufgaben übernehmen und die Schrittbewegung erzeugen.

In Fig. 1 ist eine Maschine mit drei Druckwerken (1) dargestellt. In dieser Darstellung ist der Durchmesser des Formzylinders (2) zweimal so groß wie der Durchmesser der Getränkedose (6). Der Durchmesser des Gummituchzylinders (3) ist zweimal so groß wie der Durchmesser des Formzylinders. Auf dem Gummituchzylinder sind zwei Gummitücher (4) gegenüber befestigt. Die Länge der Gummitücher entspricht dem Umfang der Getränkedose.

Unterhalb der Druckwerke befinden sich die Führungen (8) für die Druckdorne, das Antriebsrad (15) mit den beiden Umlenkräder (14) für den Linearantrieb sowie das Antriebsrad (21) für die Rotationsbewegung der Druckdorne. Der Weg der Druckdorne (7) vom ersten bis zum letzten Druckwerk und wieder zurück zum ersten Druckwerk ist endlos, d. h. ein geschlossener Kreislauf in einer Führung.

Über ein flexibles Antriebselement (9), an dem die Druckdorne (7) in gleichmäßigen Abständen verbunden sind, wird die lineare Bewegung der Dosen von Druckwerk zu Druckwerk erzeugt. Die lineare Bewegung ist dabei intermittierend, nachdem die Dose die Druckposition unterhalb des Gummituchzylinders erreicht hat, erfolgt ein Anhalten des Linearantriebes. Während der Haltezeit erfolgt der Druckvorgang. Anhaltzeit des Linearantriebes und Zeitdauer für den Druckprozeß sind gleich lang.

Der Antrieb der getakteten Linearbewegung erfolgt in Fig. 2 über eine Rollenkette (9), die von einem Kettenrad (15) angetrieben wird, das über ein Getriebe (16) mit dem Schrittgetriebe (17) und einem E-Motor (18) verbunden ist.

Fig. 2 zeigt ein Druckdorn mit Getränkedose und ein Gummituchzylinder während des Druckvorganges sowie die Antriebe für die Rotations- und Linearbewegungen.

Für den Druckvorgang soll die Umfangsgeschwindigkeit der Getränkedose und des Gummituchzylinders gleich sein. Der Antrieb für die Rotationsbewegung der Dosen erfolgt von dem E-Motor (19) und einem Getriebe (20) auf das flexible Antriebselement (10), z. B. eine Rollenkette oder einen Zahnriemen, das dann über das Antriebsrad (21) die Zahnscheibe (11) dreht.

Das Antriebsrad (21) ist dabei zu den Zahnscheiben (11) versetzt angeordnet, eine Zweifach- Rollenkette oder ein breiter Zahnriemen stellt als Antriebselement (10) die Verbindung her.

Um Differenzen der Umfangsgeschwindigkeit der Getränkedose und des Gummizylinders zu minimieren, können die Achsen des Zylinders und des Druckdornes jeweils mit einem Stirnrad (12, 13) versehen sein. In der Druckposition, in der die Getränkedose mit dem Gummituchzylinder Kontakt hat, wälzen sich beide Stirnräder aufeinander ab und verhindern Relativbewegungen.

Nach dem Druckprozeß wird der Druckdorn mit dem auf der Achse verbundenen Stirnrad (12) aus dem Wälzkreis des Gummituchzylinder-Stirnrades (13) bewegt und in das nächste Druckwerk geführt. Hier wiederholt sich der gleiche Vorgang, die Stirnräder von Druckdorn und Gummituchzylinder greifen ineinander.

Die flexiblen Antriebselemente für die Linearbewegung (9) und den Rotationsantrieb (10) sind jeweils in einer Führung gelagert, um Schwingungen zu verhindern.

Nach dem letzten Druckwerk werden die bedruckten Getränkedosen von den Druckdornen (7) in der Entnahmeeinrichtung (22) ausgestoßen und anschließend werden die Druckdorne in der Führung (8) an die Aufnahmeeinrichtung (23) für die unbedruckten Getränkedosen zurückgeführt. In der Aufnahmeeinrichtung (23) werden unbedruckte Getränkedosen auf die rotierenden Druckdome (7) geschoben und von diesen im Innenbereich gehalten. Nach diesem Vorgang wird die Getränkedose über das Antriebselement (9) in der Führung (8) in Richtung des ersten Druckwerkes bewegt.

Die Druckwerke werden von einem zentralen Elektromotor (24) angetrieben, der über eine Getriebeanordnung die Gummituchzylinder dreht. Der Antrieb der einzelnen Druckwerke (1) erfolgt jeweils von dem Zahnrad (13) des Gummizylinders. In Fig. 1 ist dieser Antrieb nicht dargestellt.

Alternativ können die einzelnen Druckwerke auch durch Einzelantriebe angetrieben werden. Jedes Druckwerk hat dann seinen eigenen Antrieb, der elektronisch geregelt wird.

Um die Produktivität zu erhöhen, kann die Druckmaschine doppeltbreit ausgeführt sein. Es werden dann jeweils zwei Getränkedosen gleichzeitig in jedem Druckwerk bedruckt. Jede Druckseite hat eine eigene Führung (8) für den Druckdorn (7). Die doppeltbreite Maschine unterscheidet sich von der einfachbreiten in der Bauweise lediglich durch die Anordnung der Führungen (8) zwischen dem letzten und dem ersten Druckwerk. Hier sind die Führungen für beide Druckseiten zueinander höhenversetzt, um ein Ausstoßen der bedruckten und ein Aufnehmen der unbedruckten Getränkedosen zu ermöglichen.

Das Wesentliche der Erfindung besteht darin, daß aufgrund der Reihenbauweise der Druckmaschine eine Verbesserung der Druckqualität der Getränkedosen erreicht wird. Jedes Druckwerk hat neben Farbwerk und Formzylinder einen eigenen Gummituchzylinder. Die Druckfarben werden separat auf die Getränkedose gedruckt. Eine Rückspaltung der Druckfarbe und zwangsläufige Vermischung findet nicht statt.

Durch die Reihenbauweise ist es außerdem möglich, Trockner (25) in die Maschine einzubauen, um ein sogenanntes Antrocknen der Druckfarbe zu erreichen. Auf diese Weise kann die Druckqualität noch mehr verbessert werden, da die Punktzunahme verringert wird. Die Punktzunahme entsteht u. a., wenn nach dem Druckvorgang ein Teil der frischen Druckfarbe von der Getränkedose auf die nachfolgenden Gummituchzylinder übertragen wird. Durch das Antrocknen wird dieser Vorgang verhindert.

Claims (8)

1. Druckmaschine zum Bedrucken von Hohlkörper, insbesondere Getränkedosen (6), bestehend aus hintereinander angeordneten Druckwerken (1) in Reihenbauweise, zwischen die Trockner (25) eingesetzt werden können, mit einem Farbwerk (5), einem Formzylinder (2) für die Druckplatte und einem Gummituchzylinder (3) mit auswechselbaren Gummitüchern (4) in jedem Druckwerk, dadurch gekennzeichnet, daß rotierende Druckdorne (7) die Befestigung der Hohlkörper vornehmen, welche durch einen intermittierenden Antrieb von Druckwerk zu Druckwerk linear bewegt und von dem Gummituchzylinder über den Formzylinder und das Farbwerk bedruckt werden.

2. Druckmaschine dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Druckdorn (7) gehaltenen Hohlkörper (6) von einem flexiblen, formschlüssigen Antriebselement (9), wie z. B. einer Rollenkette oder einem Zahnriemen, das in einer Führung gelagert (8) ist, von Druckwerk zu Druckwerk linear bewegt wird.

3. Druckmaschine dadurch gekennzeichnet, daß die lineare Bewegung der Hohlkörper von Druckwerk zu Druckwerk von einem intermittierenden Antrieb, wie z. B. ein E-Motor (18) mit Schrittgetriebe (17) oder ein elektronisch geregelter Elektromotor, erzeugt wird.

4. Druckmaschine dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Rotationsbewegung der Hohlkörper (6) über ein flexibles, formschlüssiges Antriebselement (10), wie z. B. eine Rollenkette oder ein Zahnriemen, erfolgt und der Umfangsgeschwindigkeit des Formzylinders (2) und des Gummituchzylinders (3) entspricht.

5. Druckmaschine dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achse des Gummituchzylinders und des Druckdornes Stirnräder (12, 13) während des Druckvorganges miteinander im Eingriff sind, um Differenzbewegungen zu verhindern.

6. Druckmaschine dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe für die Rotations - und intermittierende lineare Bewegung der Hohlkörper so abgestimmt sind, daß ein synchroner Bewegungsvorgang zu den Gummituchzylindern entsteht, um ein passerhaltiges mehrfarbiges Druckergebnis zu erreichen.

7. Druckmaschine dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwerke jeweils aus einem Farbwerk (5), einem Formzylinder (2) für die Druckplatte und einem Gummituchzylinder (3) mit einem oder mehreren auswechselbaren Gummitüchern (4) bestehen, die die Druckfarbe auf die rotierenden Hohlkörper (6) übertragen, wobei die Linearbewegung der Hohlkörper von Druckwerk zu Druckwerk vor bzw. nach dem Druckvorgang erfolgt.

8. Druckmaschine dadurch gekennzeichnet, daß die intermittierende lineare Bewegung der Druckdorne (7) durch das Antriebselement (9) von Druckwerk zu Druckwerk mit anschließender Rückführung als geschlossener Kreislauf endlos ist.