DE102011084798A1

DE102011084798A1 - Bedruckungsvorrichtung für Behälter

Info

Publication number: DE102011084798A1
Application number: DE102011084798A
Authority: DE
Inventors: Heinz Humele; Bernhard Domeier; Roland Ederer
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2013-04-25
Also published as: CN103057252B; CN103057252A; US20130098253A1; EP2583829A1; BR102012026740A2; EP2583829B1; US9067405B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bedruckungsvorrichtung für Behälter, wie Flaschen, Dosen oder Becher, mit einem Sieb zum Aufbringen eines Siebdrucks auf die Behälter, wobei eine auf einer Endlosbahn geführte Rakelhaltevorrichtung eine Rakel so hält, dass während des Bedruckens des Behälters ein Ende der Rakel über das Sieb streicht und dabei Farbe durch das Sieb hindurch auf einen der Behälter drückt, und wobei der Abstand zwischen dem Ende der Rakel und der Rakelhaltevorrichtung veränderbar ist. Die Erfindung betrifft auch eine Behälterbehandlungsvorrichtung, etwa nach Art einer Flaschenabfüllanlage, mit einer solchen Bedruckungsvorrichtung und einem zum Heranführen von Behältern an eine der Rakel abgewandten Oberfläche der Behälteranlageeinrichtung ausgelegten Maschinenkarussell. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Aufbringen von Farbe auf Behälter nach einem Siebdruckprinzip.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedruckungsvorrichtung für Behälter, wie Flaschen, Dosen oder Becher, mit einem Sieb zum Aufbringen eines Siebdrucks auf die Behälter, wobei ein auf einer Endlosbahn geführter Rakelhalter eine Rakel so hält, dass während des Bedruckens des Behälters ein Ende der Rakel über das Sieb streicht und dabei Farbe durch das Sieb hindurch auf einen der Behälter drückt.
Eine solche Bedruckungsvorrichtung ist für Hohlkörper ausgelegt, insbesondere zum Aufbringen von Farbe direkt auf den oder die Behälter.
Eine Vorrichtung zum Bedrucken von Flaschen oder Behältern an deren Behälteraußenfläche ist beispielsweise aus der WO 2009/052890 A1 bekannt, wobei jedoch dort ein Offset-Druckverfahren offenbart ist. Auch die DE 29 46 251 A1 offenbart eine Druckmaschine für Behälter. Die Druckmaschine weist eine Halterung für das zu bedruckende Objekt auf, die aus zwei Teilen besteht, die an in einem Abstand voneinander befindlichen Bereichen des Objekts an diesem angreifen, wobei wenigstens eines der Halterungsteile rotierbar angeordnet und mit einem Passerelement versehen ist, das in eine Lage bringbar ist, in welcher es mit einer am zu bedruckenden Objekt angebrachten Passermarke zusammenwirkt und das Passerelement relativ zum Halterungsteil rotierbar ist, bis das Passerelement und die Passermarke miteinander in Eingriff sind, wobei das Objekt und das Halterungsteil sowie das Passerelement bis zum Eingriff zwischen dem Passerelement und der Passermarke gleichsinnig, jedoch mit unterschiedlicher Geschwindigkeit rotieren.
Vorrichtungen, die Siebdruckverfahren anwenden, sind beispielsweise aus der EP 1 468 827 A1 , der EP 1 164 010 A1 und der EP 0 983 847 A1 bekannt. Eine Bedruckungsvorrichtung, die auch ein Siebdruckverfahren verwendet, wobei rotierende Rakel eingesetzt werden, ist ferner aus der US 2003/0121428 A1 bekannt.
Auch sind bereits zahlreiche Maschinen im Einsatz, so beispielsweise von der Kammann USA, Inc., die die Anlage SW 6000 vertreibt. Dort ist jedoch eine oszillierende Rakel genutzt, die parallel zum Behälter verfährt und dabei durch ein Sieb UV-aushärtende Farbe auf den Behälter presst. Nachteilig ist dort jedoch, dass ein Rückhub der Rakel notwendig ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstigere und vereinfachte Bedruckungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, insbesondere eine, bei der kein Rückhub notwendig ist. Ein Rückhub der Rakel soll vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Abstand zwischen dem Ende der Rakel unter dem Rakelhalter veränderbar ist. Ein Rakelhalter kann auch als Rakelhaltevorrichtung bezeichnet werden. Es kann einerseits ein vordefinierter Anstellwinkel während des Bedruckens beibehalten werden und mit einfachen Antriebsmitteln für den Rakelhalter ein bei oszillierenden Bewegungen auftretender Leerhub vermieden werden. Die Folge ist eine kostengünstige Anlage mit einem hohen Durchsatz.
Auf diese Weise lässt sich im Anlagebereich der Rakel an das Sieb, das auch als eine Behälteranlageeinrichtung bezeichnet werden kann, ein gleichmäßiger Druck der Rakel auf das Sieb ausüben sowie ausreichend viel und genau Farbe durch das Sieb drücken. Die Funktionalität wird verbessert. Die Länge der Rakel ist in Abhängigkeit der Position des Rakelhalters auf der Endlosbahn unterschiedlich.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn die Rakel so an dem Sieb entlang geführt ist, dass der Anstellwinkel der Rakel beim Entlangbewegen an der gesamten Oberfläche des Siebs unverändert bleibt. Ein Kontakt der Rakel beim Entlangbewegen über die Oberfläche des Siebs mit dem Sieb bleibt dann über die gesamte Länge gewährleistet.
Es ist auch von Vorteil, wenn die Endlosbahn als eine Kurvenbahn, etwa nach Art einer Kreisbahn oder einer aus mehreren Polygonzügen zusammengesetzte Bahn, um eine Drehachse herum ausgebildet ist und vorzugsweise einen Abschnitt aufweist, der nahezu parallel zur jener Oberfläche des Siebs verläuft, die der Rakel zugewandt ist. Bei einer solch vorteilhaften Ausführungsart lassen sich einfache Kinematiken verwenden. Die Endlosbahn kann durch eine entsprechend gebogene Schiene gebildet sein. Die Endlosbahn übernimmt nun die Funktion einer Steuerkurve.
Um eine gute Qualität des Druckbildes auf dem Behälter zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn die Behälteranlageeinrichtung durch ein vorzugsweise textilartiges Sieb, wie ein Gewebe oder ein Geflecht gebildet ist, welches zumindest abschnittsweise fluiddurchlässig ausgestaltet ist. Ferner ist es von Vorteil, wenn die Rakel so in dem Rakelhalter gelagert ist, dass ein Überstand der Rakel aus dem Rakelhalter heraus, in Abhängigkeit von der Position des Rakelhalters auf der Endlosbahn unterschiedlich groß ist.
Die Versorgung der der Rakel zugewandten Oberfläche des Siebs mit Fluid, wie Farbe oder Lack, ist dann besonders einfach, wenn der Rakelhalter um eine Drehachse eines Drehverteilers bewegbar ist, vorzugsweise mittels eines Palettenrotors. Eine etwaige Farbversorgungsleitung kann dann über einen mittig sitzenden Rotationsdrehverteiler realisiert werden.
Wenn der Drehverteiler mehrere Arme aufweist, vorzugsweise vier Arme, an deren Enden jeweils ein Rakelhalter gelenkig angebunden ist, so können die relativ zum Drehverteiler gelenkig angebundenen Rakelhalter eine Umlaufbewegung der Rakel durchführen. Eine Rakelführung nach Art eines Palettentransporteurs, zur Vermeidung eines Rückhubs der Rakel, lässt sich dann realisieren. Es ist auch von Vorteil, wenn die Endlosbahn so ausgestaltet ist, dass sich der Winkel zwischen der Rakel und dem jeweiligen Arm, der zu dem Rakelhalter führt, bei Rotation des Rakelhalters um ein Rotationszentrum, verändert. Der Rakelhalter ist zwar während der kreisförmigen Rotation um das Rotationszentrum immer gleich beabstandet, der Abstand zwischen einem Mittelpunkt des Rakelhalters und dem Rotationszentrum des Drehverteilers kann dann in jeder Winkelposition unverändert bleiben.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Rakelhalter über einen ersten Anlenkpunkt an einer ersten vorgegebenen Kurvenbahn an dieser entlang bewegbar angegliedert und über einen zweiten Anlenkpunkt an einer die erste Kurvenbahn umgebenden zweiten Kurvenbahn an dieser entlang bewegbar angegliedert ist. Über solche durch die erste und zweite Kurvenbahn zur Verfügung gestellten, führenden Kurven ist dann die genaue Stellung der Rakel, insbesondere relativ zu dem Sieb, vorbestimmbar. Als Alternative ist auch das Nutzen von Linearmotoren angedacht worden, welche alternativ oder zusätzlich einsetzbar sind.
Die Erfindung betrifft auch eine Behälterbehandlungsvorrichtung, etwa nach Art einer Flaschenabfüllanlage, mit einer Bedruckungsvorrichtung nach der vorgestellten Art und einem zum Heranführen von Behältern an eine der Rakel abgewandte Oberfläche des Siebs ausgelegten Maschinenkarussell.
Es ist ferner von Vorteil, wenn das Maschinenkarussell zum Drehen des Behälters um dessen Längsachse beim Inkontaktbefindlichsein des Behälters mit dem Sieb ausgelegt ist. Ein Abrollen des Behälters, wie etwa einer Flasche entlang des Siebs, während die Rakel Farbe oder Lack durch das Sieb auf die Flaschenoberfläche drückt, ist dann vorteilhafterweise realisierbar. Eine besonders hohe Qualität lässt sich dann erreichen.
Es ist auch von Vorteil, wenn das Maschinenkarussell zur Aufnahme einer Vielzahl von Behältern ausgelegt ist, da dadurch der Durchsatz an Behältern pro Zeit erhöht werden kann.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Aufbringen von Fluid, wie Farbe oder Lack, im Siebdruckverfahren, auf eine Behälteroberfläche.
Eine erste Ausführungsform der Erfindung ist auch mit Hilfe einer Zeichnung nachfolgend näher erläutert. Die einzige Figur, die 1, zeigt:
eine schematische Ansicht von oben auf eine Bedruckungsvorrichtung, die zusammen mit einem Maschinenkarussell in einer erfindungsgemäßen Behälterbehandlungsvorrichtung eingesetzt ist.
Die Zeichnung ist lediglich schematischer Natur und dient nur dem Verständnis der Erfindung.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Bedruckungsvorrichtung 1 dargestellt. Die Bedruckungsvorrichtung 1 ist zum Aufbringen eines Fluids, wie Farbe oder Lack auf an diese herangeführte Behälter 2 ausgelegt. Die Behälter 2 können als Hohlformen ausgebildet sein, insbesondere als Flaschen, Dosen oder Becher. Die Bedruckungsvorrichtung nutzt das Siebdruckprinzip.
Die Bedruckungsvorrichtung 1 weist eine Behälteranlageeinrichtung 3 auf. Die Behälteranlageeinrichtung 3 ist als Sieb 4 ausgestaltet und weist nicht dargestellte Maschen auf, durch die die Farbe durchdrückbar ist. Zum Durchdrücken der Farbe werden in mehreren Rakelhaltern 5 befestigte Rakel 6 eingesetzt. Es werden beispielsweise vier Rakelhalter 5 eingesetzt, die winkelgleich um einen Drehpunkt verteilt sind.
Die Rakelhalter 5 werden von einem Drehverteiler 7 um eine Drehachse 8 des Drehverteilers 7 auf einer Kreisbahn entlang der Pfeilrichtung 9 befördert. Die Rakelhalter 5 sind gelenkig an den Armen des Drehverteilers 7 angebunden.
Der Rakelhalter 5 weist einen ersten Anlenkpunkt 10 und einen zweiten Anlenkpunkt 11 auf. Die Anlenkpunkte 10 und 11 sind als Kurvenrollen ausgebildet.
Der erste Anlenkpunkt 10 ist auf einer ersten Kurvenbahn 12 entlang geführt, wobei der zweite Anlenkpunkt 11 auf einer zweiten Kurvenbahn 13 entlang geführt ist. Die zweite Kurvenbahn 13 umgibt die erste Kurvenbahn 12.
Während die erste Kurvenbahn 12 im Wesentlichen oval ausgestaltet ist, weist die zweite Kurvenbahn 13 einen nahezu linearen Abschnitt 14 auf, der im Wesentlichen der Ausrichtung der Behälteranlageeinrichtung 3, also des Siebs 4 folgt. Der lineare Abschnitt 14 verläuft vollständig oder nahezu parallel zu einer Ebene durch eine der Rakel 6 zugewandte Oberfläche 15 des Siebes 4.
Die Bedruckungsvorrichtung 1 ist Teil einer Behälterbehandlungsvorrichtung 16 und weist auch ein Maschinenkarussell 17 auf. Das Maschinenkarussell 17 ist zur Aufnahme einer Vielzahl von Behältern 2 ausgebildet und ist so gestaltet, dass die Behälter 2 in Richtung des Pfeils 18 bei Anlage an das Sieb 4 in Drehung versetzt werden. Es wird dann auf den Behälter 2 eine Schicht 19 aus Farbe oder Lack direkt aufgebracht. Es ist jedoch auch möglich, dass zwischen der Behälteroberfläche des Behälters 2 und der Schicht 19 ein Etikett befindlich ist.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Behälter 2 durch das Maschinenkarussell 17 so zum Sieb 4 geführt und der Rakelhalter 5 mit den Rakeln 6 so bewegt, dass eine Schicht 19 auf der Oberfläche der Behälter 2 aufgebracht wird. Daran anschließende Nachfolgestationen, wie Strahlungstrocknungs- oder -aushärtstationen sind nicht dargestellt, aber denkbar.
Ein Anstellwinkel ist in 1 mit dem Bezugszeichen α versehen und hat nahezu 90° in der speziell dargestellten Position. Um ein gleichmäßiges Druckbild zu erhalten, bleibt der Anstellwinkel α während des gesamten Entlangstreichens der Rakel 6 an der rakelseitigen Oberfläche der Behälteranlageeinrichtung 3, also des Siebs 4, nahezu unverändert. Die Abweichung ist im Bereich von ±2° bzw. vorteilhafterweise im Bereich von ±1°.
Allerdings verändert sich der Abstand eines Endes der Rakel 6 zum Rakelhalter 5. Ein Überstand der Rakel 6 aus dem Rakelhalter heraus, verkleinert sich während des Entlangstreichens auf der Oberfläche des Siebs 4 bis zu einem bestimmten mittigen Bereichs auf dem Sieb 4 und nimmt dann wieder zu, bis die Rakel 6 von dem Sieb 4 wieder abhebt. Dabei verändert sich der Winkel, der durch die Rakel 6 und einen den Rakelhalter 5 haltenden Arm des Drehverteilers 7 gebildet wird kontinuierlich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2009/052890 A1 [0003]
DE 2946251 A1 [0003]
EP 1468827 A1 [0004]
EP 1164010 A1 [0004]
EP 0983847 A1 [0004]
US 2003/0121428 A1 [0004]

Claims

Bedruckungsvorrichtung (1) für Behälter (2), wie Flaschen, Dosen oder Becher, mit einem Sieb (4) zum Aufbringen eines Siebdrucks auf die Behälter (2), wobei ein auf einer Endlosbahn geführter Rakelhalter (5) eine Rakel (6) so hält, dass während des Bedruckens des Behälters (2) ein Ende der Rakel (6) über das Sieb (4) streicht und dabei Farbe durch das Sieb (4) hindurch auf einen der Behälter (2) drückt, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Ende der Rakel (6) und dem Rakelhalter (5) veränderbar ist.
Bedruckungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rakel (6) so an dem Sieb (4) entlang geführt ist, dass der Anstellwinkel (α) der Rakel (6) beim Entlangbewegen an der gesamten Oberfläche (15) des Siebs (4) nahezu unverändert bleibt, vorzugsweise im Bereich von ±2° oder ±1°.
Bedruckungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlosbahn als eine Kurvenbahn, etwa nach Art einer Kreisbahn oder einer aus mehreren Polygonzügen zusammengesetzte Bahn, um eine Drehachse (8) herum ausgebildet ist und vorzugsweise einen Abschnitt aufweist, der nahezu parallel zur jener Oberfläche des Siebs (4) verläuft, die der Rakel (6) zugewandt ist.
Bedruckungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rakel (6) so in dem Rakelhalter (5) gelagert ist, dass ein Überstand der Rakel (6) aus dem Rakelhalter (5) heraus, in Abhängigkeit von der Position des Rakelhalters (5) auf der Endlosbahn unterschiedlich groß ist.
Bedruckungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rakelhalter (5) um eine Drehachse (8) eines Drehverteilers (7) bewegbar ist, vorzugsweise mittels eines Palettenrotors.
Bedruckungsvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehverteiler (7) mehrere Arme aufweist, vorzugsweise vier Arme, und an deren Enden jeweils einen Rakelhalter (5) gelenkig angebunden ist und/oder die Endlosbahn so ausgestaltet ist, dass sich der Winkel zwischen der Rakel (6) und dem jeweiligen Arm der zum jeweiligen Rakelhalter (5) führt, bei Rotation des Rakelhalters (5) um ein Rotationszentrum (8) verändert.
Bedruckungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rakelhalter (5) über einen ersten Anlenkpunkt (10) sowohl an einer ersten vorgegebenen Kurvenbahn (12) an dieser entlang bewegbar angegliedert ist, als auch über einen zweiten Anlenkpunkt (11) an einer die erste Kurvenbahn (12) umgebenden zweiten Kurvenbahn (13) an dieser entlang bewegbar angegliedert ist.
Behälterbehandlungsvorrichtung (16), etwa nach Art einer Flaschenabfüllanlage, mit einer Bedruckungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und Maschinenkarussell (17), dass zum Heranführen eines Behälters (2) an eine Oberfläche des Siebs (4) ausgelegt ist, die der Rakel (6) abgewandt ist.
Behälterbehandlungsvorrichtung (16) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenkarussell (17) zum Drehen des Behälters (2) um dessen Längsachse, zumindest während des Inkontaktbefindlichseins des Behälters (2) mit dem Sieb (4), ausgelegt ist.
Behälterbehandlungsvorrichtung (16) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenkarussell (17) zur Aufnahme einer Vielzahl von Behältern (2) ausgelegt ist.