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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff
Patentanspruch 1.
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Zum
Bedrucken von Flaschen oder dergleichen Behältern sind
Vorrichtungen in unterschiedlicher Ausführung bekannt,
so beispielsweise Vorrichtungen (
GB 2 376 920 A ,
WO 2004/009360 A1 ),
bei denen der zu bedruckende Behälterbereich während des
Druckens einem oder aber mehreren Druckköpfen unmittelbar
benachbart angeordnet ist. Bekannt sind weiterhin auch Vorrichtungen
(
US 6,684,770 B2 ,
US 7,011,728 B2 ),
bei denen das Bedrucken durch Abwälzen des zu bedruckenden
Behälterbereichs an einer mit Druckfarbe eingefärbten
Druckform erfolgt, die an einer umlaufenden Drucktrommel oder an
einem umlaufenden Band vorgesehenen ist.
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Bekannt
ist weiterhin auch eine Vorrichtung zum Bedrucken von Behältern
(
US 6,920,822 B2 ), bei
der die Behälter in Aufnahmen eines um eine horizontale
Maschinenachse umlaufend angetriebenen Transportrades angeordnet
an einer Druckposition vorbeibewegt werden, an der sich jeder Behälter
mit seinem zu bedruckenden Behälterbereich an einer von
mehreren jeweils mit einem negativen Druckbild versehenen Transferflächen
abwälzt. Diese sind m sternartig ausgebildeten Umfang eines
ebenfalls um eine horizontale Achse umlaufend angetriebenen Druckrades
gebildet. Zum Erzeugen der negativen Druckbilder sind an der Peripherie
des Druckrades mehrere Druckköpfe vorgesehen, die nach
Art eines Tintenstrahldruckkopfes ausgeführt sind und mit
denen jeweils ein Farbsatz jedes mehrfarbigen Druckbildes erzeugt
wird.
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Die
bekannten Vorrichtungen ermöglichen ein Bedrucken von Behältern
mit hoher Qualität, d. h. mit einem hochqualitätiven,
insbesondere auch scharfen und verzerrungs- und/oder fehlstellenfreien Aufdruck
nur dann, wenn die zu bedruckenden Behälter möglichst
geringe maßliche Toleranzen besitzen und an ihrem zu bedruckenden
Bereich auch keine oder möglichst keine Unebenheiten aufweisen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung aufzuzeigen, die es ermöglicht
Flaschen oder dergleichen Behälter bei hoher Leistung (Anzahl
der bedruckten Behälter je Zeiteinheit) mit hoher Qualität zu
bedrucken. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung
entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausbildung ist es u. a. möglich,
selbst Flaschen oder dergleichen Behälter, die relativ
große maßliche Toleranzen und/oder Unebenheiten
aufweisen, mit hoher Qualität und bei hoher Leistung unmittelbar
an der Behälteraußenfläche zu bedrucken.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben
sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination
grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig
von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil
der Beschreibung gemacht.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen:
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1 in
sehr vereinfachter Darstellung und in Draufsicht eine Druckstation
zum Bedrucken von Flaschen oder dergleichen Behälter an
einer kreiszylinderförmigen oder im Wesentlichen kreiszylinderförmigen
Behälteraußenfläche, zusammen mit auf
einem Behältertransporteur an der Druckstation vorbei bewegten
Flaschen;
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2 in
vereinfachter perspektivischer Darstellung die Transfertrommel der
Druckstation der 1 mit den Transferelementen,
zusammen mit einer auf einem Behälterträger aufstehenden
Flasche;
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3 in
vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch ein
Transferelement der Druckstation der 1;
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4 in
schematischer Darstellung und in Draufsicht eine Vorrichtung zum
Bedrucken von Flaschen oder dergleichen Behältern an kreiszylinderförmigen
Behälteraußenflächen mit zwei Druckstation;
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5 in
vereinfachter Darstellung und in Draufsicht eine weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Druckstation mit mehreren
an einem Hilfstransporteur vorgesehenen und mit diesem umlaufend
angetriebenen Transferelementen;
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6 in
perspektivischer Darstellung eines der Transferelemente der 5 zusammen
mit einer auf einem Behälterträger aufstehenden
Flasche.
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Die
in den 1–3 allgemein
mit 1 bezeichnete Druckstation dient zum Bedrucken von Flaschen 2 direkten
an einem beispielsweise kreiszylinderförmigen oder im Wesentlichen
kreiszylinderförmigen Bereich der Flaschenaußenfläche,
beispielsweise an einem Flaschenbauch 2.1, wie dargestellt,
oder aber an einem Flaschenhals 2.2.
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Die
Druckstation 1 umfasst u. a. eine um ihre vertikale Achse
in Richtung des Pfeils A umlaufend angetriebene Transfertrommel 3,
an deren kreiszylinderförmiger Umfangsfläche in
gleichmäßigen Winkelabständen um die
Trommelachse versetzt mehrere Transferelemente 4, d. h.
bei der dargestellten Ausführungsform insgesamt drei Transferelemente 4 vorzugsweise
auswechselbar vorgesehen sind. Wie speziell die 3 zeigt,
ist jedes Transferelement 4 mehrlagig ausgebildet, d. h.
es besteht u. a. aus einer bezogen auf die Achse der Transfertrommel 3 außen liegenden
Haftschicht 5 aus einem für einen Transferdruck
geeigneten Material, aus einer an die Haftschicht 5 anschließenden
gummielastischen Zwischenschicht 6, beispielsweise aus
einem härteren Gummi oder einem elastomeren Kunststoff
sowie aus einer an die Zwischenschicht 6 anschließenden Trägerschicht 7 aus
einem metallischen Werkstoff oder aus Kunststoff, mit der das jeweilige
Transferelement 4 am Umfang der Transfertrommel 3 befestigt ist.
Jedes Transferelement 4 ist an seiner von der Haftschicht 5 gebildeten
Außen- oder Transferfläche 4.1 teilkreiszylinderförmig
um die Achse des Transfersternes 3 gekrümmt und
dort kissenartig elastisch, aber faltenfrei verformbar.
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Die
Druckstation 1 umfasst weiterhin einen Druckkopf 8,
der an der Peripherie der Transfertrommel 3 mit dieser
nicht mitdrehend angeordnet ist und mit dem jeweils das komplette,
auf eine Flasche 2 aufzubringende Druckbild in negativer
bzw. spiegelbildlicher Form, d. h. als Negativ-Druckbild auf die Transferfläche 4.1 des
sich bei umlaufender Transfertrommel 3 am Druckkopf 8 vorbei
bewegenden Transferelementes 4 aufgebracht wird. Der Druckkopf 8 ist
bevorzugt ein elektronischer Druckkopf und umfasst für
einen Mehrfarbendruck mehrere elektronisch ansteuerbare Einzeldruckköpfe,
die in Drehrichtung A aufeinander folgend vorgesehen sind, und zwar
beispielsweise ein Einzeldruckkopf für Schwarz und mehrere
Einzeldruckköpfe für unterschiedliche Farbsätze
eines Mehrfarbendrucks.
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Die
Einzeldruckköpfe sind beispielsweise solche, die unter
der Bezeichnung „Tonejet" bekannt sind und die jeweils
eine Vielzahl von Düsenöffnungen in einer Reihe
aufweisen, die parallel oder im Wesentlichen parallel zur Achse
der Transfertrommel 3 orientiert ist. Jeder Düsenöffnung
ist eine Elektrode zugeordnet. Die Einzeldruckköpfe bzw.
deren Elektroden werden von einer das Druckbild elektronisch erzeugenden
Steuereinrichtung 9 angesteuert, und zwar derart, dass
an den Düsenöffnungen bei einer Änderung
des Potentials der zugehörigen Elektrode gegenüber
dem Potential der Düsenöffnung Druckfarbe zur
Erzeugung eines Bildpunktes auf der Transferfläche 4.1 ausgebracht
wird.
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Dem
Druckkopf in Drehrichtung A vorausgehend ist an der Peripherie der
Transfertrommel und mit dieser nicht mitdrehend eine Reinigungsstation oder
-position 10 vorgesehen, an der die mit der Transfertrommel 3 vorbei
bewegten Transferelemente 4 vor dem Aufbringen des neuen
Negativ-Druckbildes an ihrer Transferfläche 4.1 gereinigt,
d. h. vorhandene Reste an Druckfarbe entfernt werden. Die Reinigungsstation 10 ist
im einfachsten Fall von einem oder mehreren Schabern gebildet.
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Jedes
mit dem Negativ-Druckbild an der Transferfläche 4.1 versehenes
Transferelement 4 gelangt mit der umlaufenden Transfertrommel 3 an
einen Druckbereich 11, wenn dort eine auf einem Flaschen-
oder Behältertransporteur 12 aufrecht stehend,
d. h. mit ihrer Achse in vertikaler Richtung orientierte Flasche 2 vorbei
bewegt wird. Der Behältertransporteur 12 ist bei
der in den 1–3 dargestellten
Ausführungsform ein um eine vertikale Maschinenachse synchron
mit der Transfer trommel 3 umlaufend angetriebener Drehtisch
oder Rotor mit einer Vielzahl von tellerförmigen Behälterträgern 13, die
in gleichmäßigen Winkelabständen um die
vertikale Maschinenachse des Rotors versetzt an dessen Umfang vorgesehen
sind und um ihre vertikale Achse gesteuert drehbar sind. Mit dem
jeweiligen Behälterträger 13 wird jede
an ihrem oberen Ende durch ein nicht dargestelltes Element, beispielsweise
durch einen Stempel gegen Umfallen gesicherte Flasche 2 am
Druckbereich 11 um ihre Flaschenachse gedreht (Pfeil C),
und zwar derart, dass sich diese Flasche 2 mit dem zu bedruckenden
Bereich (beispielsweise Flaschenbauch 2.1) schlupffrei
an dem vorbei bewegten Transferelement 4 bzw. der dortigen
Transferfläche 4.1 abwälzt und somit
das Negativ-Druckbild von dem jeweiligen Transferelement 4 als
Positiv-Druck auf die betreffende Flasche 2 aufgebracht wird.
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Jede
so bedruckte Flasche 2 wird dann weiterhin auf dem zugehörigen
Behälterträger 13 aufstehend mit dem
Behältertransporteur 12 mitbewegt und gelangt
u. a. an eine Station 14, an der durch Energieeinwirkung
oder -eintrag, beispielsweise durch Infrarot-Strahlung, UV-Strahlung,
Mikrowellenenergie, Warmluft usw. ein Trocknen, Abbinden oder Einbrennen
des unmittelbar auf die Flasche 2 aufgebrachten Druckbildes
erfolgt, und zwar bevorzugt bei weiterhin um ihre Flaschenachse
mit dem Behälterträger 13 gedrehter Flasche 2.
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Eine
Besonderheit der Druckstation 1 besteht darin, dass auf
jeder Transferfläche 4.1 beim Vorbeibewegen am
Druckkopf 8 jeweils in Negativ-Form das vollständige,
auf die Flaschen 2 aufzubringende Druckbild erzeugt wird.
Um ein hochqualitatives, insbesondere auch sauberes, fehlstellenfreies
und scharfes Druckbild zu erreichen, ist es erforderlich, dass ein
genau vorgeschriebener Abstand zwischen der Transferfläche 4.1 und
dem Druckkopf 8 bzw. den Einzeldruckköpfen exakt
eingehalten wird. Dies ist problemlos möglich.
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Durch
die elastische Zwischenschicht 6 ist gewährleistet,
dass auch bei maßlichen Toleranzen, z. B. bei Toleranzen
im Durchmesser der Flaschen 2, die (Toleranzen) durchaus
im Bereich zwischen 0,5 bis 0,7 mm liegen können, aber
auch bei Unebenheiten das für die Übertragung
des Druckbildes von dem Transferelement 4 auf die jeweilige
Flasche 2 erforderliche dichte Anliegen der Transferfläche 4.1 gegen
den zu bedruckenden Flaschenbereich gewährleistet ist.
Insgesamt gesehen bietet somit die Druckstation 1 den Vorteil,
dass ein hochqualitativer Druck unter Einhaltung des hierfür
notwendigen und sehr kritischen Abstandes zwischen dem Druckkopf 8 und den
Transferflächen 4.1 möglich ist, und
zwar trotz erheblicher maßlicher Toleranzen der Flaschen 2, wobei
diese Toleranzen durch die elastische Ausbildung der Transferelemente 4,
d. h. in den elastischen Zwischenschichten 6 kompensiert
werden.
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Die 4 zeigt
eine Vorrichtung 15 zum Bedrucken von Flaschen 2 oder
dergleichen Behältern, die (Vorrichtung) wiederum den als
Rotor ausgebildeten und um eine vertikale Maschinenachse in Richtung
des Pfeils B umlaufend angetriebenen Behältertransporteur 12 mit
den am Umfang vorgesehenen Behälterträgern 13 aufweist.
An der Peripherie des Behältertransporteurs 12 sind
zwei Druckstationen 1 vorgesehen, und zwar bei der dargestellten
Ausführungsform um 180° um die vertikale Drehachse
des Behältertransporteurs 12 gegeneinander versetzt.
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Bei
der Vorrichtung 15 sind die Behälterträger 13 nicht
nur um ihre vertikale Behälterträgerachse gesteuert
drehbar (Pfeil C), sondern zugleich bezogen auf die vertikale Achse
des Behältertransporteurs 12 auch gesteuert radial
oder im Wesentlichen radial bewegbar, so dass die Behälterträger 13 bzw. die
auf diesen aufrecht stehend angeordneten Flaschen 2 am
Druckbereich 11 jeder Druckstation 1 nicht nur
um die vertikale Achse der Behälterträger 13 gedreht
werden (Pfeil C), sondern sich auch auf einer um die Achse der jeweiligen
Transfertrommel 3 gekrümmten Bahn, beispielsweise
auf einer teilkreisförmigen Bahn bewegen. Hierdurch wird
der für die Übertragung des Druckbildes von den
Transferelementen 4 auf die Flaschen 2 nutzbarer
Winkelbereich der Drehbewegung des Behältertransporteurs 12 wesentliche
vergrößert, so dass ein hochqualitatives Bedrucken
der Flaschen 2 bei hoher Leistung der Vorrichtung 15 (Anzahl
der bedruckten Flaschen 2 je Zeiteinheit) sichergestellt
ist.
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Die
Flaschen 2 werden der Vorrichtung 15 über
ein Transportband 16 zugeführt und gelangen jeweils
einzeln über einen Einlaufstern 17 auf einem Behälterträger 13.
Die bedruckten Flaschen 2 werden dem jeweiligen Behälterträger 13 an
einem Auslaufstern 18 entnommen und mit dem Transportband 16 weggefördert.
Mit den beiden Druckstationen 1 erfolgt ein Bedrucken der
Flaschen 2 an unterschiedlichen Bereichen, beispielsweise
am Flaschenbauch 2.1 mit der einen Druckstation 1 und
am Flaschenhals 2.2 mit der anderen Druckstation 1.
Grundsätzlich besteht aber auch die Möglichkeit,
das mit der in Transportrichtung B ersten Druckstation 1 erzeugte Druckbild
mit der in Transportrichtung B folgenden Druckstation 1 zu
ergänzen, beispielsweise auch individuell unterschiedlich
von Flasche 2 zu Flasche 2 oder individuell unterschiedlich
von Flaschegruppe zu Flaschengruppe.
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In
Transportrichtung B ist auf jede Druckstation 1 folgend
wiederum eine Trockenstation 14 zum Trocknen, Abbinden
und/oder Einbrennen des Druckbildes vorgesehen.
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Die 5 und 6 zeigen
als weitere Ausführungsform eine Druckstation 1a,
die sich von der Druckstation 1 im Wesentlichen dadurch
unterscheidet, dass die von ihrer Funktion und ihrem Aufbau her den
Transferelementen 4 entsprechenden Transferelemente 4a an
einem Hilfstransporteur vorgesehen sind, und zwar in Form wenigstens
eines eine geschlossene ovale Schlaufe bildenden, endlos umlaufend
angetriebenen (Pfeil D) riemen-, band- oder kettenförmigen
Transportelementes 19. Dieses ist über wenigstens
zwei in der 5 mit 20 angedeutete
Räder geführt ist und trägt an der Außenseite
der Schlaufe die Transferelemente 4a. Jedes Transferelement 4a besteht
wiederum aus der die Transferfläche 4a.1 bildenden
Haftschicht, aus der elastischen Zwischenschicht und aus einem Trägerelement,
mit dem das Transferelement 4a an dem Transportelement 19 gehalten
ist. Abweichend von den Transferelementen 4 sind die Transferelemente 4a an
ihrer Transferfläche 4.1 plan oder im Wesentlichen
plan ausgebildet. Der Druckkopf 8 sowie die diesem Druckkopf 8 in
Transportrichtung D des Transportelementes 19 vorausgehende
Reinigungsstation 10 sind an einer geradlinigen Schlaufenlänge 19.1 des Transportelementes 19 vorgesehen.
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An
der der Schlaufenlänge 19.1 gegenüber liegenden,
ebenfalls geradlinigen Schlaufenlänge 19.2 des
Transportelementes 19 ist der Druckbereich 11a gebildet,
an dem die Flaschen 2 aufrecht stehend auf einem Behältertransporteur 21 bzw.
auf dortigen tellerartigen Behälterträgern 22 geradlinig
vorbei bewegt werden. und zwar unter Drehen der Behälterträger 22 und
der Flaschen 2 um ihre vertikalen Achsen (Pfeil E) derart,
dass sich jede Flasche 2 schlupffrei auf einem Transferelement 4a bzw.
der dortigen in einer vertikalen Ebene angeordneten Transferfläche 4a.1 zur Übertragung
des Negativ-Druckbildes abwälzt.
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Die
Arbeitsweise der Druckstation 1a entspricht der Arbeitsweise
der Druckstation 1, d. h. auf den Transferflächen 4a.1 wird
beim Vorbeibewegen am Druckkopf 8 jeweils ein komplettes
Negativ-Druckbild erzeugt, welches dann an dem Druckbereich 11a auf
eine Flasche 2 übertragen wird. Vor Erreichen
des Druckkopfes 8 wird an der Reinigungsposition 10 die
jeweilige Transferfläche 4a.1 gereinigt bzw. z.
B. durch Abschaben von Druckfarbenresten befreit. Die bedruckten
Flaschen 2 werden mit dem Behältertransporteur 21 mitgeführt,
und zwar u. a. an eine nicht dargestellte, der Trockenstation 14 entsprechende
Trockenstation.
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Die
Druckstation 1a hat den zusätzlichen Vorteil,
dass eine relativ große Länge der Transportstrecke
des Behältertransporteurs 21 für den
Transfer der Negativ-Druckbilder von den Transferelementen 4a auf
die Flaschen 2 zur Verfügung steht, so dass die
Druckstation 1a speziell auch für sehr hohe Leistungen
geeignet ist.
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Die
Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben.
Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich
sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke
verlassen wird.
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So
wurde vorstehend davon ausgegangen, dass der Behältertransporteur 21 ein
linearer Behältertransporteur ist und dass dementsprechend
die Transferelemente 4a am Druckbereich 11a auf
einer geradlinigen Schlaufenlänge 19.2 des Transportelementes 19 bewegt
werden. Grundsätzlich ist es auch möglich, das
Transportelement 19 und damit auch die Transferelemente 4a am
Druckbereich 11a auf einer gekrümmten Bahn, beispielsweise
auf einer teilkreisförmig gekrümmten Bahn zu führen,
so dass dann die entsprechende Druckstation auch an der Peripherie
eines Behältertransporteurs in Form eines um eine vertikale
Maschinenachse umlaufenden Rotors angeordnet werden kann.
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Vorstehend
wurde weiterhin davon ausgegangen, dass die Transferelemente 4 bzw. 4a jeweils mehrschichtig
ausgeführt sind, und zwar bestehend aus der Haftschicht 5,
der Zwischenschicht 6 und der Trägerschicht 7.
Es besteht aber u. a. auch die Möglichkeit mehrere Schichten
einstückig herzustellen, und zwar beispielsweise die Haftschicht 5 als
geschlossene äußere Haut oder Schicht einer mit
einer Vielzahl von Poren ausgebildeten elastischen Zwischenschicht 6.
Durch die elastische, kissenartige Ausbildung des Transferelementes 4 ist
in jedem Fall ein Ausgleich der Flaschen- oder Behältertoleranzen im
Transferelement möglich.
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- 1,
1a
- Druckstation
- 2
- Flasche
- 2.1
- Flaschenbauch
- 2.2
- Flaschenhals
- 3
- Transfertrommel
- 4,
4a
- Transferelement
- 4.1,
4a.1
- Transferfläche
- 5
- Haftschicht
- 6
- Zwischenschicht
- 7
- Tragelement
- 8
- Druckkopf
- 9
- Steuereinrichtung
- 10
- Reinigungsstation
- 11,
11a
- Druckposition
oder Druckbereich
- 12
- Behältertransporteur
- 13
- Behälterträger
- 14
- Trockenstation
- 15
- Vorrichtung
- 16
- Transportband
- 17
- Einlaufstern
- 18
- Auslaufstern
- 19
- Hilfstransporteur
oder schlaufenartigen Transportelement
- 19.1,
19.2
- geradlinige
Länge der Schlaufe des Transportelementes 19
- 20
- Rad
- 21
- Behältertransporteur
- 22
- Behälterträger
- A
- Drehrichtung
der Transfertrommel 3
- B
- Dreh-
oder Transportrichtung des Behältertransporteurs 12
- C
- Drehrichtung
der Behälterträger 13
- D
- Bewegungsrichtung
des Transportelementes 19
- E
- Transportrichtung
des Behältertransporteurs 21
- F
- Drehrichtung
der Behälterträger 22
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - GB 2376920
A [0002]
- - WO 2004/009360 A1 [0002]
- - US 6684770 B2 [0002]
- - US 7011728 B2 [0002]
- - US 6920822 B2 [0003]