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Die Erfindung betrifft eine Direktdruckmaschine mit einem Drehwertgeber zum Bedrucken von Behältern.
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Stand der Technik
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Direktdruckmaschinen, die Drehwertgeber aufweisen, um die Position von zu bedruckenden Behältern, insbesondere in Bezug auf einen Druckkopf, der die Bedruckung des Behälters vornehmen soll, umfassen, sind hinlänglich bekannt.
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So offenbart die
WO 2010/108527 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bedruckung von Behältern und Erfassung der Drehposition zumindest einer zur Aufnahme des Behälters vorgesehenen Drehvorrichtung. Dabei ist eine Sensoreinheit vorgesehen und eine Drehvorrichtung, wobei die Sensoreinheit die Position der Drehvorrichtung berührungslos erfassen kann.
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Aufgabe
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Ausgehend vom bisherigen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Direktdruckmaschine zum Bedrucken von Behältern mit erhöhter Genauigkeit bereitzustellen.
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Lösung
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Diese Aufgabe wird durch die Direktdruckmaschine nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Die Direktdruckmaschine zum Bedrucken von Behältern umfasst wenigstens zwei oder mehr Stationen, die jeweils einen Drehwertgeber mit einer Drehwertgeberscheibe mit Radius R und einen Antrieb sowie einen Standteller, auf dem ein Behälter positioniert werden kann, aufweisen, wobei die Druckmaschine dadurch gekennzeichnet ist, dass die Drehwertgeberscheiben benachbarter Stationen in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind. Durch die Anordnung der Drehwertgeberscheiben in unterschiedlichen Ebenen steht in vorteilhafter Weise mehr Platz in dieser Ebene für die Drehwertgeberscheibe zur Verfügung, so dass diese größer dimensioniert werden kann, wodurch eine verbesserte Genauigkeit der gemessenen Drehposition erzielt werden kann.
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In einer Ausführungsform sind die Drehwertgeberscheiben unterschiedlicher Stationen in zwei unterschiedlichen Ebenen angeordnet. Durch die Verwendung von nur zwei unterschiedlichen Ebenen wird erreicht, dass sich die Stationen senkrecht zu diesen Ebenen nicht in unerwünschter Weise weit erstrecken, wodurch die gesamte Vorrichtung weiterhin kompakt und damit zuverlässig ausgebildet werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Druckmaschine dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwertgeberscheiben benachbarter Stationen alternierend angeordnet sind. Diese Anordnung ist platzsparend und erlaubt daher eine möglichst kompakte Bauweise der einzelnen Stationen.
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In einer Ausführungsform ist der Drehwertgeber als magnetischer oder optischer oder mechanischer oder elektrischer Drehwertgeber ausgebildet. Je nach Ausgestaltung der Direktdruckmaschine und der äußeren Umstände kann sich eine dieser Ausführungsformen als besonders geeignet erweisen. Insbesondere können alle Messprinzipien der
WO 2010/108527 A1 zum Einsatz kommen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Direktdruckmaschine dadurch gekennzeichnet, dass der Standteller über eine erste Verbindungsachse mit der Drehwertgeberscheibe verbunden ist, wobei die Verbundsachse eine Länge L aufweist, die mindestens der Dicke d der Drehwertgeberscheibe entspricht. Durch Versehen der Stationen mit einer entsprechenden Verbindungsachse ist das Einbringen einer weiteren Drehwertgeberscheibe einer anderen Station in den Bereich der Verbindungsachse möglich.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Station eine zweite Verbindungsachse, wobei die Drehwertgeberscheibe über die zweite Verbindungsachse mit dem Antrieb verbunden ist und die zweite Verbindungsachse eine Länge L' aufweist, die mindestens der Dicke d der Drehwertgeberscheibe entspricht. Auch durch das Vorsehen einer solchen zweiten Verbindungsachse wird das Einlassen einer Drehwertgeberscheibe einer weiteren Station in den Bereich der Drehachse ermöglicht.
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In einer Ausführungsform ist die Direktdruckmaschine dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwertgeberscheiben und ersten und zweiten Verbindungsachsen so angeordnet sind, dass die Drehwertgeberscheibe einer Station in derselben Ebene wie die erste oder zweite Verbindungsachse einer benachbarten Station angeordnet ist. Durch das Anordnen der Drehwertgeberscheiben in der Ebene einer der Verbindungsachsen und nicht an derselben Ebene der Drehwertgeberscheibe einer benachbarten Station wird Platz eingespart und die Stationen können näher beieinander liegen. Gleichzeitig wird eine Vergrößerung der Drehwertgeberscheiben ermöglicht, was die Genauigkeit der Messung der Drehposition verbessert.
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In einer weiteren Ausführungsform ist der Abstand der Symmetrieachsen zweier benachbarter Drehwertgeberscheiben gleich oder geringfügig größer, bevorzugt 2 mm größer, besonders bevorzugt 4 mm größer als die Summe aus dem Radius R der Drehwertgeberscheibe und dem Radius r der ersten oder zweiten Verbindungsachse. Dadurch wird ein Einlassen der Drehwertgeberscheiben in die Ebenen der Verbindungsachsen möglich und gleichzeitig kann durch den minimal größeren Abstand der Symmetrieachsen ein möglichst störungsfreies Funktionieren der Direktdruckmaschine sichergestellt werden, da auch kleine Unwuchten bei der Rotation der Drehwertgeberscheiben ausgeglichen werden können.
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In einer anderen Ausführungsform umfasst jede Station zwei Unterstationen mit je einem Standteller, wobei eine Kopplung zwischen den Unterstationen vorgesehen ist. Auf diese Weise können störanfällige Bauteile, insbesondere Antriebe, eingespart werden und trotzdem ein gewünschtes Resultat beim Bedrucken erzielt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Druckmaschine dadurch gekennzeichnet, dass an der von den Standtellern wegweisenden Seite des Antriebs eine Verbindungsachse vorgesehen ist, die den Antrieb und die Drehwertgeberscheibe miteinander verbindet, derart, dass sich die Längen der Verbindungsachsen zweier benachbarter Antriebe wenigstens um die Dicke d der Drehwertgeberscheibe unterscheiden. Auch hier wird dadurch ein Anbringen von Drehwertgeberscheiben in den unterschiedlichen Ebenen ermöglicht, wobei das Anbringen der Drehwertgeberscheiben im Bereich bzw. in der Ebene der Verbindungsachse möglich ist.
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In einer Ausführungsform ist die Direktdruckmaschine dadurch gekennzeichnet, dass der Station weiterhin eine Halterung in einem Abstand h von dem Standteller der Station zugeordnet ist, wobei der Abstand h etwa 80%–95% der Länge der Behälter entspricht, die mit der Direktdruckmaschine bedruckt werden können.
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In einer Ausführungsform weist jede Halterung auf der vom Standteller abgewandten Seite eine Verbindungsachse auf, wobei die Länge der Verbindungsachse jeder Station mindestens a beträgt, die Länge der Verbindungsachse einer zweiten Station wenigstens a + d beträgt, wobei d die Dicke der Drehwertgeberscheibe ist und die Länge einer vierten Verbindungsachse mindestens a + 2d beträgt und wobei an der vom Standteller wegweisenden Seite der Verbindungsachse der zweiten und vierten Station je eine Drehwertgeberscheibe angeordnet ist und wobei eine erste Station und eine dritte Station auf der vom Standteller abgewandten Seite des Antriebs Verbindungsachsen aufweist, wobei die Verbindungsachse, die der dritten Station zugeordnet ist, eine Länge L’ aufweist und die Verbindungsachse, die der ersten Station zugeordnet ist, mindestens eine Länge L’ + d aufweist, wobei am vom Standteller abgewandten Ende der Verbindungsachsen je eine Drehwertgeberscheibe angeordnet ist. Da so die Drehwertgeberscheiben nur jeder zweiten Station auf derselben Seite des Standtellers liegen und keine Verbindungsachsen in den entsprechenden Ebenen von den übrigen Stationen vorkommen, können die Drehwertgeberscheiben noch größer gewählt werden, was die Genauigkeit der Messungen der Drehposition erheblich erhöhen kann.
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In einer Ausführungsform handelt es sich bei der Direktdruckmaschine um eine Maschine umlaufender Bauart, wobei die Stationen in gleichen Abständen entlang des Umfangs angeordnet sind. Diese Ausführung eignet sich sehr gut zur Verwendung in Produktionsketten und ist platzsparender als Ausführungen entsprechend linearen Bauarten.
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In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführung handelt es sich um eine Behälterbehandlungsmaschine (100) zum Behandeln von Behältern, umfassend wenigstens zwei oder mehr Stationen (101) die jeweils einen Drehwertgeber mit einer Drehwertgeberscheibe (218) mit Radius R und einen Antrieb (215) sowie einer Behälteraufnahme (104), mit der ein Behälter aufgenommen und positioniert werden kann, umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwertgeberscheiben (218) benachbarter Stationen (101) in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1: Ansicht einer Direktdruckmaschine von oben.
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2: Schematische Darstellung einer Ausführungsform der Stationen der Direktdruckmaschine.
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3: Schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Stationen einer Direktdruckmaschine.
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4: Schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Stationen einer Direktdruckmaschine.
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Detaillierte Beschreibung
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer Direktdruckmaschine 100. Diese umfasst wenigstens eins, vorzugsweise jedoch eine Mehrzahl von Druckmodulen 102, die das Bedrucken von Behältern, beispielsweise PET-Behälter wie Flaschen oder Glasflaschen, Becher oder Kanister, durchführen können. Dazu sind vorzugsweise mehrere Druckköpfe am Umfang der Maschine stationär angeordnet. Alternativ können diese jedoch auch an einem drehenden Teil der Direktdruckmaschine 100 angeordnet sein, sodass ein Bedrucken selbst beim Transport der Behälter möglich ist. Es ist auch denkbar, mehrere Direktdruckmaschinen 100 aufeinanderfolgend vorzusehen, sodass in jeder der Direktdruckmaschinen 100 ein Teildruck stattfinden kann. Dazu umfasst dann jede Direktdruckmaschine 100 wenigstens zwei Druckmodule 102. Die Teilbedruckung in jeder Direktdruckmaschine 100 kann sich von den anderen Teilbedruckungen dann beispielsweise in der Position des Drucks oder der Farbe unterscheiden. Zum Bedrucken werden die Behälter auf einzelnen Stationen 101 angeordnet. Dazu umfassen diese Stationen 101 zumindest jeweils einen Standteller 104, auf denen die Behälter positioniert werden können. Weiterhin kann eine Inspektionseinrichtung 103 für die Bestimmung der Drehlage der auf den Standtellern positionierten Behälter vorgesehen sein. Diese ist in Beförderungsrichtung der Behälter (hier durch den Pfeil dargestellt) vor den Druckmodulen 102 angeordnet, so dass die Position bzw. die Ausrichtung der Behälter auf den Standtellern 104 bestimmt werden kann, bevor sie die Druckmodule zum Bedrucken passieren. Durch Vorsehen einer entsprechenden Steuereinheit und Antriebe der einzelnen Stationen 101 können die Stationen zusammen mit den darauf positionierten Behältern dann so gedreht werden, dass die Behälter in eine gewünschte Ausrichtung in Bezug auf die Druckmodule gebracht werden. Das kann beispielsweise mit speziellen Markierungen auf den Behältern erreicht werden. Diese Markierungen können beispielsweise in das Material der Behälter eingearbeitet sein. Dabei bietet sich insbesondere eine Struktur an, die beim Fertigungsprozess jedes Behälters auftritt. Beispielsweise kann die beim Herstellungsprozess der PET-Behälter entstehende Naht, die während des Blasprozesses der PET-Behälter aus den Vorformlingen in den Blasformen entsteht, als entsprechende Markierung für die Position des Behälters in Relation zu den Druckmodulen 102 verwendet werden. Jedoch ist auch jede andere Art von Markierung (Erhebungen, Nuten, Merkmalen aus dem Formungsprozess, Teildruckbild einer vorgeordneten Druckmaschine), die zumindest eindeutig die Position bzw. Orientierung des Behälters auf dem Standteller 104 jeder Station 101 in Bezug auf die Druckmodule definiert, zweckmäßig.
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Die obige Direktdruckmaschine 100 ist bevorzugt eine Rundläufermaschine, bei der die Stationen 101 am Umfang eines hier nicht gezeigten Rads angeordnet sind. Insbesondere werden die Behälter während und/oder zwischen der Behandlung bzw. Bedruckung von den Stationen 101 transportiert. Der Transport kann kontinuierlich erfolgen oder taktweise – zweites erfolgt derart, dass die Behälter zwischen zwei Behandlungen transportiert werden, erstes eignet sich dann, wenn große Anzahlen von Behälter behandelt werden sollen. Insbesondere sind die Stationen 101 in äquidistanten Abständen zueinander angeordnet
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2 zeigt eine mögliche Realisierung der Station 201. Dazu sind hier drei Stationen dargestellt. In dieser Ausführungsform umfasst jede der Stationen 201 neben dem Standteller 214, auf dem der Behälter positioniert werden kann, ferner einen Antrieb 215, beispielsweise ein Direktantrieb, der eine Drehung jeder Station durchführen kann, um den Behälter entsprechend der Signale der Steuereinheit bezüglich der Druckmodule aus 1 auszurichten. Weiterhin sind erste und zweite Verbindungsachsen 216 und 217 und darüber hinaus für jede Station 201 eine Drehwertgeberscheibe 218 vorgesehen, die sich bevorzugt horizontal erstreckt und durch den Antrieb um eine lotrechte Rotationsachse, vorzugsweise die Symmetrieachse S der Drehwertgeberscheibe, gedreht werden kann, wobei diese Achse vorzugsweise der Längsachse des zu bedruckenden Behälters entspricht. Es wird hier darauf hingewiesen, dass, obwohl die erste und zweite Verbindungsachse 216 und 217 als separate Bauteile vorgesehen sein können, bevorzugt nur eine Verbindungsachse bereitgestellt wird, die Verbindungsachsenabschnitte 216 und 217 aufweist. Das erweist sich insbesondere während der Herstellung als vorteilhaft. Daher ist immer, wenn hier mehrere Verbindungsachsen angesprochen werden, die auch als ein Werkstück ausgebildet sein könnten, beides gemeint, sowohl die Ausführung mittels eines Werkstücks, sodass die mehreren Verbindungsachsen Verbindungsachsenabschnitten des einen Werkstücks entsprechen, als auch die Ausführung mit separaten Werkstücken.
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Weiterhin ist ein hier nicht dargestellter Drehwertgeber für jede Station vorgesehen, der als Inkrementalgeber oder als Absolutwertgeber ausgebildet sein kann, wobei dieser bevorzugt zwischen der Rotationsachse der Drehwertgeberscheibe 218 der Station 201 und der Drehachse des Rundläufers der Maschine angeordnet ist. Wird kein Rundläufer verwendet, wird der Drehwertgeber zumindest außerhalb der von den Verbindungsachsen 216 und 217 zweier benachbarter Stationen gebildeten Ebene angeordnet. Der Drehwertgeber kann aus der Position der Drehwertgeberscheibe 218 und der vorher mit der Inspektionseinheit für die Drehlage aus 1 bestimmten Position des Behälters entweder direkt die Position des Behälters nach Drehung der Drehwertgeberscheibe und damit des Standtellers ableiten oder er kann eine veränderte Position der Drehwertgeberscheibe 218 an die Steuereinheit weitergeben, so dass diese die aktuelle Position eines Behälters auf der Station 201 bestimmen kann. Dazu vergleicht die Steuereinheit die empfangenen Werte mit Sollwerten, die beispielsweise in einem zugeordneten oder zentralen Speicher hinterlegt sind. Auf Grundlage dieses Vergleichs wird dann der Antrieb gesteuert, um die Drehlage entsprechend zu modifizieren. Die Steuereinheit ist bevorzugt in einem Gehäuse des Antriebs vorgesehen.
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Alternativ kann auch ein Drehwertgeber separat von den Stationen einem Druckmodul zugeordnet sein. Dieser läuft dann nicht mit den Stationen mit, sondern kann zur Messung der Drehlage mehrerer Stationen bzw. der Drehwertgeberscheiben mehrerer Stationen verwendet werden. Dieser Drehwertgeber kann höhenverstellbar gelagert sein, um für alle Drehwertgeberscheiben genutzt werden zu können. Es können aber auch jedem Druckmodul zwei Drehwertgeber oder mehr zugeordnet sein, wobei jeweils ein Drehwertgeber in einer Position angeordnet ist, die zumindest einer der Ebenen in denen die Drehwertgeberscheiben angeordnet sind entspricht.
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Die Verbindungsachse 216 ist so ausgebildet, dass sie eine Verbindung zwischen dem Standteller 214 und der Drehwertgeberscheibe 218 schafft. Die zweite Verbindungsachse 217 ist so ausgebildet, dass sie eine Verbindung zwischen dem Antrieb 215 und der Drehwertgeberscheibe 218 schafft. Dabei weisen die erste und zweite Verbindungsachse 216 bzw. 217 vorzugsweise den Radius r gemessen von einer gedachten Symmetrieachse S einer äußeren Form der Drehwertgeberscheibe 318 auf, wohingegen die Drehwertgeberscheiben 218 vorzugsweise den Radius R aufweisen. Die Drehwertgeberscheiben 218 weisen ferner eine Dicke d auf und die ersten Verbindungsachsen eine Länge L und die zweiten Verbindungsachsen 217 eine Länge L'.
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Wie in 2 zu erkennen, sind die Drehwertgeberscheiben nicht in einer Ebene angeordnet sondern vielmehr ist die Drehwertgeberscheibe 218 der mittleren Station oberhalb der Drehwertgeberscheiben 218 der ersten und dritten Station angeordnet. Es ist hier bevorzugt, dass die Drehwertgeberscheiben zweier benachbarter Stationen so angeordnet sind, dass eine Linie, die parallel zur Rotationsachse (bzw. Symmetrieachse S) einer der Drehwertgeberscheiben der benachbarten Stationen und zwischen den benachbarten Stationen verläuft, die Volumina beider Drehwertgeberscheiben 218 durchdringt. Analog gilt, dass die Drehwertgeberscheibe 218 einer Station in einen gedachten, unendlich langen Zylinder, dessen Symmetrieachse mit der Rotationsachse einer Drehwertgeberscheibe 218 einer benachbarten Station zusammenfällt und dessen Radius gleich dem Radius R der Drehwertgeberscheibe 218 dieser benachbarten Station ist, eindringt. Da der Radius R der Drehwertgeberscheibe 218 in diesen Ausführungsformen grundsätzlich größer ist als der Radius r der ersten und zweiten Verbindungsachse 216 und 217, können so Drehwertgeberscheiben mit dem Radius R verwendet werden, wohingegen der Abstand der Mittelpunkte der Standteller zueinander klein gehalten werden kann. Würden die Drehwertgeberscheiben in einer Ebene angeordnet, müsste der Abstand der Symmetrieachsen der ersten zur zweiten Station mindestens dem Durchmesser einer Drehwertgeberscheibe 218 entsprechen.
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Um Berührungen zu vermeiden, müsste dieser Durchmesser jedoch noch geringfügig größer sein. In der in 2 dargestellten Ausführungsform hingegen kann der Abstand der Symmetrieachsen S zweier benachbarter Stationen 201 deutlich geringer sein. Wie der Figur zu entnehmen ist, muss dieser Abstand nur so groß wie die Summe aus Radius R der Drehwertgeberscheibe 218 und Radius r der ersten bzw. zweiten Verbindungsachse 216 bzw. 217 sein. Wird der Radius der Verbindungsachsen möglichst klein gewählt, ohne dabei die Stabilität der Stationen zu gefährden, kann die Drehwertgeberscheibe 218 bei gleichbleibendem Abstand der Symmetrieachsen S möglichst groß gewählt werden, was die Genauigkeit der Messung der Ausrichtung des Standtellers erhöhen kann. Es ist bei dieser Ausführungsform und auch bei allen folgenden Ausführungsformen bevorzugt, dass die Ebenen, in denen die Drehwertgeberscheiben 218 angeordnet sind, parallel zueinander verlaufen. Insbesondere ist bevorzugt, dass die Rotationsachsen der Drehwertgeberscheiben 218 parallel zueinander verlaufen.
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Um eine entsprechende Anordnung der Drehwertgeberscheiben zu ermöglichen, muss die Länge L der ersten Verbindungsachse 216 bzw. die Länge L' der zweiten Verbindungsachse 217 bei gegebenem Abstand des Antriebs 215 zum Standteller und gegebener Dicke der Drehwertgeberscheibe 218 so gewählt werden, dass eine Drehwertgeberscheibe 218 einer benachbarten Station entweder im Bereich der ersten Verbindungsachse 216 angeordnet werden kann (dazu muss die Länge L mindestens die Dicke d der Drehwertgeberscheibe betragen) oder im Bereich der zweiten Verbindungsachse 217 angeordnet werden kann (dazu muss die Länge L' der zweiten Verbindungsachse 217 wenigstens so groß wie die Dicke d einer Drehwertgeberscheibe 218 einer benachbarten Station sein). Die jeweils andere Verbindungsachse einer Station 201 wird dann bevorzugt so gewählt, dass die Summe aus der Länge L der ersten Verbindungsachse 216, der Dicke d der Drehwertgeberscheibe 218 und der Länge L' der zweiten Verbindungsachse 217 einer Station gleich dem unveränderlichen Abstand X des Antriebs 215 zum Standteller 214 ist. Um die Konstruktion der Stationen 201 möglichst einfach zu gestalten, kann auch vorgesehen sein, dass eine Achse der Länge X für jede Station bereitgestellt wird, wobei die Länge X mindestens der Doppelten Dicke d einer Drehwertgeberscheibe 218 entspricht und jede dieser Achsen zwei Befestigungen aufweist, die an unterschiedlichen Stellen angebracht sind und an denen Drehwertgeberscheiben 218 angebracht werden können. Diese Befestigungen müssen mindestens einen Abstand entlang der Symmetrieachse einer solchen Achse zueinander aufweisen, der der Dicke d einer Drehwertgeberscheibe entspricht, so dass Drehwertgeberscheiben benachbarter Stationen gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform angebracht werden können (also in zwei unterschiedlichen Ebenen, ohne sich dabei zu berühren).
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Bevorzugt sind in jeder Station die gleichen Einzelteile verbaut, nur in unterschiedlicher Konfiguration montiert. In anderen Worten: ist eine Achse der Länge X in jeder Station verbaut, so weist diese an mindestens zwei Stellen entlang deren Längsachse Verbindungsmöglichkeiten (z.B. Nuten für Passfedern) für die Drehwertgeberscheibe 218 auf.
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Oder die Achsen der Länge X weisen nur eine Verbindungsmöglichkeit auf, die dann hinreichend weit von den Enden der Achse und dem Mittelpunkt der Achse entfernt ist und eine Achse wird im Vergleich zur Achse der benachbarten Station um 180° gedreht eingebaut. Hierfür sind insbesondere zwei gleiche Anschlüsse (z.B. die gleiche Steckverbindung) zum Antrieb 215 und zum Drehteller 214 an der Achse vorhanden. Es kann sich auch um ein modulares System handeln, welches aus drei Teilen besteht: längere Achse, kürzere Achse und Drehwertgeberscheibe, wobei abwechselnd mal die längere Achse näher zum Standteller und mal näher zum Antrieb 215 verbaut wird.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform von Stationen 301. Hier sind an jeder Station zwei Unterstationen 321 und 322 bzw. 323 und 324 vorgesehen, die über eine Kopplung 319 miteinander gekoppelt sind. Die Unterstationen 321 und 322 bzw. 323 und 324 verfügen jeweils über einen Standteller 314. Die Kopplung 319 ist vorzugsweise eine lösbare Verbindung und besteht aus zwei Teilen 319' und 319", die eine Zahnverbindung zueinander herstellen. Ferner ist für diese beiden Unterstationen 321 und 322 bzw. 323 und 324 nur jeweils ein Antrieb 315 vorgesehen, sodass die je zwei Unterstationen 321 und 322 bzw. 323 und 324 zusammen eine Station bilden. Auch hier ist eine erste Verbindungsachse 316 vorgesehen. Diese ist jedoch so gewählt, dass sie eine Verbindung zwischen Antrieb und Kopplung 319 einerseits und der Kopplung 319 sowie dem Standteller 314 andererseits herstellt. Ihre Länge kann prinzipiell beliebig angepasst sein, solange die dazwischen anzuordnenden Bauteile, insbesondere die Kopplung 319, bestehend aus den Elementen 319' und 319" störungsfrei angebracht werden kann. In dieser Ausführungsform sind am unteren Ende der Antriebe 315, bzw. am vom Standteller 314 weg weisenden Ende der Antriebe 315, Verbindungsachsen 317 und 317' vorgesehen. Dabei ist die Länge L der Verbindungsachse 317 vorzugsweise wenigstens so lang wie die Drehwertgeberscheibe 318’ dick ist. Damit die Drehwertgeberscheibe 318, die an der Verbindungsachse 317 befestigt ist, und die Drehwertgeberscheibe 318', die an der Verbindungsachse 317' angeordnet ist, wie in 3 dargestellt, überlappend vorgesehen sein können, muss die Länge der Verbindungsachse 317 jedoch wenigstens der Summe aus der Dicke d der Drehwertgeberscheibe 318' und der Länge L’ der Verbindungsachse 317' sein. Da sich die hier dargestellten Drehwertgeberscheiben 318 und 318' über drei einzelne (Unter-)Stationen erstrecken können, kann deren Radius im Vergleich zu der in 2 dargestellten Ausführungsform noch erheblich größer sein, weshalb hier eine genauere Einstellung der Drehposition möglich ist. Diese Ausführungsform ist insbesondere dann von Vorteil, wenn zeitgleich zwei Behälter, die auf den Standtellern 314 der Unterstationen 321 und 322 bzw. 323 und 324 positioniert sein können, bedruckt werden sollen. Ein solcher Fall kann beispielsweise eintreten, wenn die Behälter unabhängig von einer bestimmten Ausrichtung bezüglich der Druckmodule in einem Arbeitsschritt bedruckt werden sollen, also wenn beispielsweise ein den gesamten Behälter umlaufender einfarbiger Streifen vorgesehen ist. Es kann auch sein, dass die eine Drehwertgeberscheibe für zwei nacheinander stattfindende Bedruckungen verwendet wird und jeweils ein Behälter „leer“ mitläuft.
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4 zeigt eine dritte Ausführungsform der Stationen 401. In dieser Ausführungsform umfasst jede Station einen Antrieb 415 sowie bevorzugt gleich lange erste Verbindungen 416, die den Antrieb 415 mit dem Standteller 414, auf dem der Behälter 420 positioniert werden kann, verbindet. Weiterhin umfasst jede Station eine Halterung 431 bis 434, die am vom Standteller 414 abgewandten Ende des Behälters 420 diesen Behälter halten können. Ihr Abstand zum Standteller 414 der jeweiligen Station ist daher wenigstens so groß gewählt, dass ein zu bedruckender Behälter, beispielsweise eine 1 l PET-Flasche oder eine 1,5 l PET-Flasche in diesem Abstand platziert werden kann. Dazu kann die Halterung 431 bis 434 einen Abstand h zum Standteller 414 von wenigstens 70–95% der Länge des Behälters aufweisen (einschließlich entsprechender hier nur schematisch dargestellter Haltevorrichtungen zum Halten der Flasche). Auch ein Abstand h, der einer Länge bis zu 100% des Behälters entspricht ist denkbar, solange gewährleistet wird (beispielsweise durch entsprechende Aufrauung der den Behälter haltenden Haltevorrichtung), dass eine genaue Positionierung des Behälters durch Drehen des Standtellers 414 stattfindet. Am unteren Ende einer ersten Station und einer dritten Station sind zweite Verbindungsachsen 417 bzw. 417' und Drehwertgeberscheiben 418 und 418' gemäß 3 vorgesehen. Da die Eigenschaften dieser Bauteile denen aus 3 entsprechen, wird ihre Funktion hier nicht wiederholt. Allerdings wird in dieser Ausführungsform auf die Kopplung zwischen benachbarten Stationen verzichtet.
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Im Gegensatz dazu sind die zweite Halterung 432 und die vierte Halterung 434 am vom Standteller 414 abgewandten Ende des Behälters 420 so ausgebildet, dass sie Drehwertgeberscheiben 441 bzw. 442 am vom Behälter 420 entfernten Ende aufweisen. Die Halterungen 431 und 433 weisen ihnen zugeordnete Verbindungsachsen mit einer Länge a auf. Die Länge der Verbindungsachse, die der Halterung 432 zugeordnet ist, muss daher so gewählt sein, dass die Drehwertgeberscheibe, die sich über den Bereich der ersten und dritten Halterung 431 und 433 erstreckt, mit diesen nicht kollidieren kann, weshalb diese Verbindungsachse inklusive Drehwertgeberscheibe 441 mindestens die Länge a + d, bzw. a + d + ∆, wobei ∆ eine kleine positive Größe, beispielsweise 1 mm, vorzugsweise 3 mm, besonders bevorzugt 5 mm ist, aufweist, so dass am oberen Ende der zweiten Halterung 432 die Drehwertgeberscheibe 441 störungsfrei von der ersten und dritten Halterung 431 bzw. 433 angebracht werden kann. Somit beträgt die Länge der Verbindungsachse, die der zweiten Halterung 432 zugeordnet ist, an sich (ohne Drehwertgeberscheibe) a + ∆. Die vierte Halterung bzw. die zugeordnete Verbindungsachse, die an ihrem vom Behälter 420 entfernten Ende ebenfalls eine Drehwertgeberscheide 442 aufweist, die sich wenigstens über die dritte Halterung 433 und eine hier nicht dargestellte weitere Halterung erstreckt, muss eine Länge aufweisen, die ein störungsfreies Funktionieren der Drehwertgeberscheibe 441 zum Einen und zum Anderen ein störungsfreies Funktionieren der Drehwertgeberscheibe 442 ermöglicht. Die Länge der Verbindungsachse, die der vierten Halterung 434 zugeordnet ist, inklusive Drehwertgeberscheibe 442 beträgt daher bevorzugt a + 2d, besonders bevorzugt a + 2d + ∆ und ohne Drehwertgeberscheibe a + d + ∆.
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Mit dieser Ausführungsform lassen sich Drehwertgeberscheiben verwenden, deren Radius R gleich dem Abstand der Symmetrieachsen einer Station und der übernächsten Station ist bzw. um Kollision mit anderen Drehwertgeberscheiben zu verhindern, geringfügig kleiner ist. Dabei werden Drehwertgeberscheiben bevorzugt, deren Radius 5 mm kleiner, bevorzugt 2 mm kleiner, besonders bevorzugt 1 mm kleiner als der Abstand der Symmetrieachsen von einer Station zu einer übernächsten Station ist.
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Die in den vorherigen Ausführungsbeispielen beschriebenen Drehwertgeber können unabhängig vom Ausführungsbeispiel als magnetischer, optischer oder mechanischer sowie elektrischer Drehwertgeber ausgebildet sein. Ferner umfassen die beschriebenen Drehwertgeberscheiben vorzugsweise wenigstens eine Markierung, anhand derer die Position der Drehwertgeberscheibe und insbesondere ihre Ausrichtung durch den Drehwertgeber bestimmt werden kann. Vorteilhaft ist dabei eine Ausnutzung des erfindungsgemäß großen Umfangs der Drehwertgeberscheiben derart, dass mehrere Markierungen verwendet werden, so dass die Genauigkeit der Positionsmessung bzw. Orientierung verbessert wird.
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Ebenfalls ist eine Kombination insbesondere der Ausführungsformen gemäß 3 und 4 denkbar. Würde die Drehwertgeberscheibe mit Halterungen gemäß 4 platziert, allerdings je zwei Stationen gemäß 3 über einen Antrieb betrieben, könnten sich die Drehwertgeberscheiben in jede Richtung über zwei weitere Stationen erstrecken, was einen noch erheblich größeren Umfang ermöglichen würde.
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Bei den Halterungen 431 bis 434 kann es sich um sog. Zentrierglocken handeln, welche auch bei den 1–3 eingesetzt werden können – dann auch ohne daran angeordnete Drehwertgeberscheiben. Bei rundlaufenden Maschinen laufen insbesondere – wie die Standteller – diese Zentrierglocken mit um und sind mit einer Feder nach unten vorgespannt. Zum Aufnehmen eines neuen Behälters bzw. zur Abgabe eines behandelten Behälters werden sie üblicherweise über einen an ihnen befestigten Kurvenfolger mit einer stationären Steuerkurve angehoben.
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Die in den einzelnen Figuren nicht mit Positionskennzeichen versehenen länglichen Rechtecke, durch die die Verbindungsachsen laufen, beziehen sich auf einen Maschinentisch – insbesondere auf ein Rad.
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Unabhängig von der Anordnung zweier Drehwertgeberscheiben benachbarter Stationen in unterschiedlichen Ebenen ist auch daran gedacht, zumindest eine, insbesondere beide, Scheibe(n) als Kreissektor(en), also in Form von Kreissegmenten, auszubilden und sie in derselben Ebene anzuordnen. Wenn Behälter beispielsweise nur über ein Achtel ihres Außenumfangs bei einer Behandlung gedreht werden müssen, könnten die Kreissegmente ohne miteinander zu kollidieren einen Radius haben, der größer ist als der halbe Abstand der Achsen der benachbarten Stationen. Der Winkelbereich, in dem die Keissektoren schwenkbar sind, wäre dann entsprechend eingeschränkt. In unterschiedlichen Höhen angebracht, könnten sich die Keissektoren auch über einen Winkel erstrecken, welcher zusammen mit dem drehbaren Winkel nahezu 180° ergibt, und einen Radius aufweisen der gleich oder größer ist als der halbe Abstand der benachbarten Stationen, gerade so, dass kein Kreissektor mit der Drehachse der benachbarten Station kollidiert. Hier wäre es auch denkbar, die Drehwertgeberscheiben dreier benachbarter Stationen in drei unterschiedlichen Ebenen anzuordnen.
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Ebenfalls ist daran gedacht, den Radius einer Drehwertgeberscheibe größer als den halben Abstand zweier benachbarter Stationen zu wählen und die Scheibe mit einer Nut zu versehen, in welcher die Achse der benachbarten Station läuft, evtl. auch die Achse noch eine Station weiter. Auf diese Weise wäre eine Schwenkbarkeit von fast 360° möglich.
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Insbesondere bei rundlaufenden Maschinen ist darauf zu achten, dass die Drehwertgeberscheiben einen kleineren Radius als der Radius des Karussells besitzen.
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Die Erfindung ist dabei nicht nur auf Direktdruckmaschinen anwendbar, sondern kann ebenfalls bei Etikettiermaschinen sowie anderen Behälterbehandlungsmaschinen zum Einsatz kommen, an denen mindestens zwei Behandlungsstationen nebeneinander angeordnet sind, auf denen die Behälter zur Behandlung möglichst genau gedreht werden. Hierunter fallen insbesondere Vorrichtungen zum Herstellen von Behältern aber auch Vorrichtungen zum Beschichten, Sterilisieren, Reinigen, Verschließen, Füllen oder Erwärmen von Behältern. Auch Maschinen zum Behandeln von Vorformlingen, aus denen Behälter geformt werden, sind Teil der Erfindung. Insbesondere kann es dabei auch vorkommen, dass die Stationen keinen Standteller aufweisen, sondern lediglich eine Aufnahme, die den Behälter nur im Bereich des Mündungsabschnitts aufnimmt. Die Drehwertgeberscheibe einer Station kann dann entweder an der Aufnahme angebracht sein, oder an einem weiteren Element, welches am Behälter angreift. So wäre es beispielsweise denkbar, die Drehwertgeberscheibe an der Welle anzubringen, mit der ein Verschließkopf verbunden ist. Bei der Aufnahme kann es sich um eine Klammer handeln.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2010/108527 A1 [0003, 0009]
