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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Direktbedrucken von Behältern gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 10.
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Für das Direktbedrucken von Behältern, wie beispielsweise Getränkeflaschen, ist es beispielsweise aus der
DE 10 2011 009395 A1 , der
DE 10 2010 034780 A1 und der
EP 2152519 B1 bekannt, zu bedruckende Behälter auf einer umlaufenden Transporteinrichtung in je einer Druckstation zu halten und um die Behälterlängsachse vor mehreren Druckköpfen zu drehen, um nacheinander einzelne Teildruckbilder auf einen Mantelflächenbereich des jeweiligen Behälters aufzudrucken. Der Druckkopfwechsel für die einzelnen Teilaufdrucke erfolgt bei der
EP 2152519 B1 beispielsweise durch drehen eines Druckkopfträgers um eine zur Längsachse des Behälters parallele Achse, bei der die
DE 10 2010 034780 A1 durch lineares Anheben des zu bedruckenden Behälters entlang einer Reihe übereinander liegender Druckköpfe. Bei der
DE 10 2011 009395 A1 werden die Behälter in eine horizontale Ausrichtung gekippt und dann an übereinander liegenden Druckköpfen entlang gefahren.
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Nachteilig bei diesen Vorrichtungen ist, dass für jeden einzelnen zu bedruckenden Behälter ein kompletter Satz Druckköpfe zur Herstellung des gesamten Druckbildes und Fixierlampen oder dergleichen benötigt werden. Ebenso sind vergleichsweise aufwendige Linearantriebe für die Positionierung der Behälter an den unterschiedlichen Druckköpfen notwendig.
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Es wäre somit ein Direktbedrucken von Behältern mit geringerem apparativen Aufwand erwünscht.
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Die gestellte Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zum Direktbedrucken von Behältern, insbesondere Flaschen, nach Anspruch 1 gelöst. Demnach umfasst diese eine Fördereinrichtung und auf dieser transportierbare Druckeinheiten, die jeweils Druckköpfe und wenigstens eine Halterung zum Einspannen und Drehen eines Behälters umfasst. Erfindungsgemäß ist die Halterung an der Druckeinheit um eine Schwenkachse schwenkbar, um den Behälter in wenigstens zwei Druckpositionen zu schwenken, die unterschiedlichen Druckköpfen zugeordnet sind.
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Die Schwenkbewegung um die Schwenkachse lässt sich gegenüber einer geradlinigen Bewegung des Behälters vergleichsweise einfach und mit großer Präzision realisieren. Die Halterung ist beispielsweise eine Einspannhalterung, die die Behälter an deren Mündungsbereich und Boden einspannt. Vorzugsweise werden die Behälter durch das Einspannen bezüglich einer Mittelachse der Halterungen zentriert. Die Längsachse rotationssymmetrischer Behälter fällt dann mit der Mittelachse zusammen. Der Behälter lässt sich in der Halterung vorzugsweise um seine Längsachse drehen. Das Schwenken zwischen den wenigstens zwei Druckpositionen dient einem Druckkopfwechsel. Entsprechend sind diese Druckpositionen unterschiedlichen Teilaufdrucken zugeordnet. Die Druckköpfe sind beispielsweise Tintenstrahldruckköpfe, die Teilaufdrucke mit unterschiedlichen Tinten, Farben oder dergleichen herstellen können. Die Druckköpfe sind entlang einer Bewegungsbahn, die der Behälter beim Schwenken um die Schwenkachse ausführt, befestigt.
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Vorzugsweise ist die Halterung zum Positionieren einer Mantelfläche des Behälters vor den Druckköpfen um eine Mittelachse drehbar, die insbesondere senkrecht auf die Schwenkachse steht. Durch zentrierendes Einspannen des Behälters in der Halterung lässt sich der Behälter rotationssymmetrisch bezüglich der Mittelachse der Halterung ausrichten. Durch Drehen des Behälters um die Mittelachse lässt sich ein Druckvorschub der zu bedruckenden Mantelfläche bezüglich eines an der Druckeinheit stationär befestigten Druckkopfs ausführen. Die orthogonale Ausrichtung der Mittelachse und der Schwenkachse zueinander erleichtert ein präzises übereinander Drucken der einzelnen Teilaufdrucke an den unterschiedlichen Druckpositionen.
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Vorzugsweise ist die Schwenkachse parallel zur Transportrichtung der Fördereinrichtung ausgerichtet. Damit lässt sich die Transportteilung, also der Abstand zwischen den einzelnen Druckeinheiten in Transportrichtung, minimieren. Bei karussellförmigen Fördereinrichtungen folgt daraus, dass die Schwenkebene, entlang der die Halterungen geschwenkt werden, dann jeweils radial ausgerichtet ist. Dies ist von Vorteil, um eine unerwünschte Tintenstrahlablenkung durch Fliehkräfte zu unterdrücken.
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Vorzugsweise ist die Fördereinrichtung ein Karussell. Dadurch lassen sich die erfindungsgemäßen Druckeinheiten in herkömmliche Förderkonzepte von Abfüllanlagen integrieren. Karussellförmige Fördereinrichtungen ermöglichen außerdem eine hohe Maschinenleistung bei kontinuierlichem Produktstrom. Es wären jedoch auch andere kontinuierlich betriebene Fördereinrichtungen denkbar, insbesondere solche vom umlaufenden Typ. Beispielsweise könnten die einzelnen Druckeinheiten auf umlaufenden Transportbändern oder dergleichen befestigt sein. Ebenso wären entlang einer Umlaufbahn einzeln angetriebene Fahrzeuge denkbar, auf denen die erfindungsgemäßen Druckeinheiten befestigt sind. Es lassen sich dann beispielsweise auch umlaufende Fördereinrichtungen mit linearen Transportabschnitten für den Direktdruck realisieren.
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Vorzugsweise sind die Druckköpfe stationär an den Druckeinheiten befestigt. Dies vereinfacht die Führung von Versorgungsmedien für die Druckköpfe, wie beispielsweise Tinten, Farben oder dergleichen. Beispielsweise können Druckköpfe, die demselben Teilaufdruck zugeordnet sind, durch gemeinsame Versorgungsleitungen miteinander verbunden werden. Unter einer stationären Befestigung ist zu verstehen, dass die Druckköpfe beim Druckkopfwechsel nicht an den Druckeinheiten bewegt werden. Es können jedoch Verstelleinrichtungen für die Druckköpfe ausgebildet sein, beispielsweise um die erzeugten Teilaufdrucke zueinander zu justieren.
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Vorzugsweise sind die Druckköpfe auf wenigstens zwei zur Transportrichtung der Fördereinrichtung parallelen Ebenen befestigt. Beispielsweise sind dann an jeder Druckeinheit eine erste Gruppe von Druckköpfen und eine zweite Gruppe von Druckköpfen übereinander angeordnet. Der Behälter lässt sich dann durch Schwenken um 180 Grad von der ersten Gruppe zur zweiten Gruppe bewegen. Die erste und zweite Gruppe von Druckköpfen könnten sowohl zum Herstellen von Teilaufdrucken ausgebildet sein als auch jeweils zum Herstellen eines vollständigen Behälteraufdrucks.
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Vorzugsweise sind die demselben Teilaufdruck zugeordneten Druckköpfe unterschiedlicher Druckeinheiten auf der jeweils gleichen Ebene und/oder entlang eines gemeinsamen Teilkreises befestigt. Druckköpfe mit der selben Farbzuordnung können dann auf einfache Weise von gemeinsamen Zuleitungen versorgt werden.
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Vorzugsweise umfassen die Druckeinheiten jeweils wenigstens zwei gemeinsam schwenkbare Drehhalterungen, derart, dass sich wenigstens zwei Behälter synchron vor unterschiedliche Druckköpfe derselben Druckeinheit schwenken lassen. Beispielsweise lässt sich eine Druckeinheit dann mit mehreren Behältern bestücken, die nacheinander die Druckpositionen zum Herstellen der Teilaufdrucke anfahren. Es werden dann an den Druckeinheiten jeweils weniger Druckkopfsätze für einen vollständigen Aufdruck benötigt als daran Halterungen ausgebildet sind. Anders gesagt können einem Druckkopfsatz gleichzeitig mehrere Behälter zugeordnet werden.
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Vorzugsweise ist die Halterung ferner durch Schwenken um die Schwenkachse an wenigstens eine Fixierposition schwenkbar, die einer Fixiereinrichtung zum Härten und/oder Trocknen eines Aufdrucks zugeordnet ist. Die Druckeinheiten umfassen dann beispielsweise wenigstens eine UV-Lampe, insbesondere eine UV-LED-Lampe, zur Fixierung. Durch das Schwenken der Behälter lassen sich somit sämtliche für den Direktdruck auf die Behälter nötigen Einzelschritte ausführen. Beispielsweise lässt sich ein abwechselndes Bedrucken und Härten/Trocknen ausführen oder ein Nass-in-Nass-Duck mit anschließendem Härten/Trocknen. Zu diesem Zweck lassen sich die Behälter beispielsweise mit wechselnder Schwenkrichtung an die Druckpositionen und/oder die Fixierposition bewegen.
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Die gestellte Aufgabe wird ferner mit einem Verfahren zum Direktbedrucken von Behältern, insbesondere Flaschen, nach Anspruch 10 gelöst. Bei diesem werden die Behälter während eines kontinuierlichen Transports in Halterungen eingespannt und vor Druckköpfen gedreht. Erfindungsgemäß werden die Behälter in den Halterungen jeweils an wenigstens zwei Druckpositionen geschwenkt, die unterschiedlichen Druckköpfen zugeordnet sind.
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Vorzugsweise werden die Behälter entlang einer Transportbahn umlaufend während eines einzigen Umlaufs an die unterschiedlichen Druckpositionen geschwenkt. Die Behälter lassen sich dann mit einem herkömmlichen Einlaufsternrad in die Transportbahn einschleusen und nach einmaligem Umlauf mit einem Auslaufsternrad wieder aus der Transportbahn ausschleusen. Es lassen sich dann sämtliche Teilaufdrucke und gegebenenfalls benötigte Fixierschritte zum Härten/Trockenen des Aufdrucks durch Schwenken des Behälters in die einzelnen Druckpositionen und gegebenenfalls vorhandene Fixierpositionen während des Umlaufs ausführen.
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Bei einer weiteren günstigen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens laufen die Behälter entlang einer Transportbahn um und werden während unterschiedlicher Umläufe an wenigstens zwei unterschiedliche Druckpositionen geschwenkt. Beispielsweise können die Behälter nach dem Einschleusen mit einem ersten Teilaufdruck versehen werden und während des ersten Umlaufs um wenigstens 90 Grad geschwenkt werden. Beim anschließenden Umlauf kann der Behälter mit einem zweiten Teilaufdruck versehen werden, wobei gleichzeitig an der durch das Schwenken des Behälters freigewordenen Druckposition ein weiterer Behälter eingeschleust werden kann. Somit lassen sich die einzelnen Halterungen der Druckeinheiten nach jeweils einem Umlauf und Schwenken um wenigstens 90 Grad nacheinander mit zu bedruckenden Behältern bestücken und nach dem Fertigstellen des Aufdrucks wieder entleeren.
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Vorzugsweise werden die zu bedruckenden Behälter auf einer ersten Transportebene von den Halterungen übernommen und nach dem Bedrucken in einer zweiten Transportebene von den Halterungen für den Weitertransport abgegeben. Dadurch lässt sich ein Einschleusen und Ausschleusen der Behälter mit einem einzigen Transfersternrad realisieren. Beispielsweise können die Behälter in einer unteren Transportebene von dem Transfersternrad in die Transportbahn eingeschleust werden und von einer oberen Ebene der Transportbahn wieder entnommen werden, oder umgekehrt. Die Transportbahn entspricht dann näherungsweise einer abgestuften Schraubenlinie, wobei die jeweilige Steigung der Schraubenlinie durch das Schwenken der Behälter in den Druckeinheiten erzeugt wird.
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Vorzugsweise werden die Behälter jeweils in einander entgegen gesetzten Richtungen in die unterschiedlichen Druckpositionen geschwenkt. Darunter ist zu verstehen, dass die Richtung der Schwenkbewegung für den Druckkopfwechsel wenigstens einmal wechselt. Ebenso ist es denkbar, dass die Richtung der Schwenkbewegung für das Anfahren wenigstens einer Fixierposition zum Härten/Trocknen eines Teilaufdrucks und/oder des vollständigen Aufdrucks wenigstens einmal wechselt. Dadurch lässt sich insbesondere die Anzahl der für das Trocknen/Härten benötigten Einrichtungen, wie beispielsweise UV-Lampen oder dergleichen minimieren.
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Vorzugsweise werden die Behälter jeweils in Gruppen: zuerst an die Halterungen übergeben; danach direkt bedruckt; und schließlich aus den Halterungen zum Weitertransport übernommen. Darunter ist zu beispielsweise verstehen, dass alle Druckeinheiten zuerst mit Behältern bestückt werden, bevor die Behälter durch Schwenken in den einzelnen Druckeinheiten an die jeweiligen Druckpositionen gefahren und bedruckt werden. Beispielsweise könnten an jeder Druckeinheit zwei bis vier Halterungen für je einen Behälter ausgebildet sein, die während der ersten zwei bis vier Umläufe der Druckeinheiten mit je einem Behälter bestückt werden. Das Direktbedrucken kann dann anschließend während einer geeigneten Anzahl von Umläufen unter Schwenken der Behälter in die jeweiligen Druckpositionen erfolgen, bis alle in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorhandenen Behälter vollständig bedruckt sind. Anschließend könnten die bedrucken Behälter während weiterer zwei bis vier Umläufe der Druckeinheiten wieder ausgeschleust werden. Beispielsweise ist dann an jeder Druckeinheit pro Teilaufdruck nur ein Druckkopf nötig, obwohl die Druckeinheit mit mehreren Behältern bestückt ist.
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Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer sich aus der Zeichenebene herausbewegenden erfindungsgemäßen Druckeinheit;
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2 eine schematische seitliche Ansicht der Druckeinheit gemäß 1;
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3 eine schematische Draufsicht auf die in den 1 und 2 dargestellte Druckeinheit mit zwei bezüglich der horizontalen Ausrichtung davon abweichenden Varianten;
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4 eine schematische Ansicht einer sich aus der Zeichenebene herausbewegenden zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckeinheit;
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5 eine schematische Draufsicht auf die Druckeinheit gemäße 4 mit zwei bezüglich der horizontalen Ausrichtung davon abweichenden Varianten der zweiten Ausführungsform; und
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6 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Druckvorrichtung mit unterschiedlichen Transportebenen.
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Wie die 1 erkennen lässt umfasst eine erste bevorzugte Ausführungsform 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Direktbedrucken von Behältern 2, wie beispielsweise Getränkeflaschen oder dergleichen, Druckeinheiten 3, die in herkömmlicher Weise umfänglich gleichmäßig verteilt auf einem Karussell 4, beispielsweise einem Behältertisch, befestigt sind und um eine Drehachse 4´ an dem Karussell 4 umlaufen. Lediglich schematisch sind ein stationäres Untergestell 4a und ein Lager 4b des Karussells 4 angedeutet.
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Die Druckeinheit 3 umfasst im gezeigten Beispiel vier identische Halterungen 5.1 bis 5.4, die zum Einspannen der Behälter 2 und zum Drehen der Behälter 2 um eine Mittelachse 5´ der jeweiligen Halterung ausgebildet sind. Zu diesem Zweck ist an der Halterung 5.1 bis 5.4 beispielsweise eine Zentrierglocke 5a und ein Drehteller 5b ausgebildet, zwischen denen sich die Behälter 2 am Mündungsbereich und Boden einspannen lassen. Schematisch angedeutet ist ferner eine Antriebseinheit 5c, beispielsweise ein Servomotor, mit der sich die Drehlage des Behälters 2 um die Mittelachse 5´ kontinuierlich verändern und einstellen lässt. Ebenso wäre es denkbar, den Drehteller 5b mit einer entsprechenden Antriebseinheit 5c anzutreiben.
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Die Halterungen 5.1 bis 5.4 lassen sich um eine gemeinsame Schwenkachse 3´ bezüglich der Druckeinheit 3 schwenken. Dadurch lassen sich selektiv unterschiedliche Druckpositionen 6.1 bis 6.3 anfahren, die unterschiedlichen Druckköpfen 7.1 bis 7.3 zugeordnet sind. Nach dem Anfahren der einzelnen Druckpositionen 6.1 bis 6.3 sind zu bedruckende Mantelflächen 2a der Behälter 2 selektiv vor den jeweils zugeordneten Druckköpfen 7.1 bis 7.3 positioniert. Während der Herstellung eines zugeordneten Teilaufdrucks bleiben die Behälter 2 dann jeweils in der Druckposition 6.1 bis 6.3, während ein Druckvorschub für den Teilaufdruck durch Drehung des Behälters 2 um die jeweilige Mittelachse 5´ erzeugt wird.
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In der 1 sind ferner Fixiereinrichtungen 8.1 bis 8.3 zum Härten und/oder Trocknen der mit dem Druckköpfen 7.1 bis 7.3 hergestellten Teilaufdrucke ausgebildet. Die Fixiereinrichtungen 8.1 bis 8.3 können beispielsweise UV-Lampen sein, Gebläse oder dergleichen. Auch andere Einrichtungen zum Vorbereiten des Aufdrucks, wie beispielsweise Plasmaerzeuger oder dergleichen, können in der erfindungsgemäßen Druckeinheit 3 an entsprechenden Positionen ausgebildet sein. Den Fixiereinrichtungen 8.1 bis 8.3 sind Fixierpositionen 9.1 bis 9.3 zugeordnet. Sämtliche Behandlungspositionen der Halterungen 5.1 bis 5.4 lassen sich mittels eines gemeinsamen sternförmigen, motorbetriebenen Rotors 10 oder dergleichen anfahren. Ebenso können die Halterungen 5.1 bis 5.4 in Zuführ- und/oder Entnahmepositionen 11.1, Transportpositionen 11.2 oder beliebige Zwischenpositionen der Druckeinheit 3 geschwenkt werden. Der Rotor 10 ist in den übrigen Figuren der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
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Die dargestellte Anzahl der Halterungen 5.1 bis 5.4, der Druckköpfe 7.1 bis 7.3, und der Fixiereinrichtungen 8.1 bis 8.3 ist lediglich beispielhaft. Es könnte auch eine einzige Halterung 5.1 pro Druckeinheit 3 vorgesehen sein, in der ein Behälter 2 nacheinander in geeignete Druckpositionen, Positionen zur Fixierung und/oder Plasmabehandlung, Zuführpositionen, Entnahmepositionen und/oder Transportpositionen geschwenkt wird.
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Ein Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit mehreren Halterungen 5.1 bis 5.4 an je einer Druckeinheit 3 lässt sich beispielsweise wie folgt realisieren: Ein Behälter 2 wird von einem Einlaufsternrad (nicht dargestellt) oder dergleichen an die in der 1 an der unteren Zuführ- und Entnahmeposition 11.1 dargestellte Halterung 5.1 übergeben und in dieser an die Druckposition 6.1 für einen ersten Teilaufdruck mit dem Druckkopf 7.1 geschwenkt. Anschließend wird die Halterung 5.1 in eine erste Fixierposition 9.1 geschwenkt und nach dem Härten/Trocknen des Teilaufdrucks in eine Transportposition 11.2. Bei dieser Stellung des Rotors 10 ist gleichzeitig die Halterung 5.4 in der Zuführ- und Entnahmeposition 11.1. Folglich kann ein vollständig bedruckter Behälter 2 bei dieser Stellung aus der Halterung 5.4 mittels eines Auslaufstern (nicht dargestellt) oder dergleichen entnommen werden, so dass sich die Halterung 5.4 wiederum mit einem unbedruckten Behälter 2 bestücken lässt. Auch die weiteren in der Druckeinheit 3 eingespannten Behälter 2 werden dann synchron weiter geschwenkt.
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Es sind allerdings vielfältige Abläufe durch Kombination von Schwenkbewegungen während eines Umlaufs oder während mehrerer Umläufe des Karussell 4 denkbar. Insbesondere lassen sich die Halterungen 5.1 bis 5.4 auch mit gegenläufigen Schwenkbewegungen an die einzelnen Druckpositionen, Fixierpositionen und dergleichen schwenken, wie dies in der 1 durch den Doppelpfeil um die Schwenkachse 3´ angedeutet ist.
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Wie die 2 in der Seitenansicht der erfindungsgemäßen Druckeinheit 3 erkennen lässt, können die Druckköpfe 7.1 bis 7.3 durch funktionell gleichwertige Druckköpfe 7.4 bis 7.6 ergänzt werden, um beiderseits eines gedachten Teilkreises 2´, an dem die Behälter 2 entlang geschwenkt werden, Druckköpfe vorzuhalten. Einander gegenüber liegende Druckköpfe könnten beispielsweise ergänzend oder abwechselnd, insbesondere zum Vorhalten je eines Reservedruckkopfs, verwendet werden. Entsprechend können zusätzliche Fixiereinrichtungen 8.4 und 8.5 zum Härten/Trocknen ausgebildet sein.
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Die Anordnung der einzelnen Druckköpfe 7.1–7.6 und der Vorrichtungen 8.1–8.5 zum Härten/Trocknen weicht in der 2 zur vereinfachten Darstellung von der Position der entsprechenden Elemente in der 1 ab. Beide Darstellungen sind jedoch in dieser Hinsicht lediglich beispielhaft.
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Die 3 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Direktbedrucken der Behälter 2 mit dem Karussell 4 und einer Druckeinheit 3 gemäß 2 in der Draufsicht. Die einzelnen Druckköpfe und die Einrichtungen zum Härten/Trocknen entsprechen denjenigen in der 2 und sind daher der besseren Übersichtlichkeit halber in der 3 nicht bezeichnet. Wie die 3 erkennen lässt ist die erfindungsgemäße Druckeinheit 3 vorzugsweise in einer radial auf dem Karussell 4 ausgerichteten Ebene schwenkbar. Entsprechend verläuft die Schwenkachse 3´ dann parallel zur jeweiligen Transportrichtung 1´ der Druckeinheiten 3 auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Aus den 1 bis 3 wird ferner deutlich, dass die Mittelachse 5´ der einzelnen Halterungen 5.1 bis 5.4 vorzugsweise orthogonal zur Schwenkachse 3´ ausgerichtet ist. Dies begünstigt eine präzise Positionierung der zu bedruckenden Mantelflächen der Behälter 2 vor den jeweiligen Druckköpfen 7.1 bis 7.6.
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Die 3 lässt ferner erkennen, dass die radiale Ausrichtung der Druckeinheiten 3 bezüglich des Karussells 4 und der daraus folgenden orthogonalen Ausrichtung bezüglich der Transportrichtung 1´ nicht zwingend erforderlich ist. Stattdessen könnten ansonsten gleichartige Druckeinheiten 3.1 bezüglich der Transportrichtung 1´ tangential ausgerichtet sein. Die Schwenkebene könnte in der Horizontale einen beliebigen Winkel α mit dem Radius des Karussells 4 ausbilden, siehe Druckeinheit 3.2. Die radiale Ausrichtung bietet den Vorteil, dass die bei der Drehung des Karussells 4 verursachten Fliehkräfte auf ausgestoßene Tinte, Farbe oder dergleichen einen relativ geringen Einfluss auf die Flugbahn von Tintentropfen oder dergleichen haben. Der Winkel α beträgt vorzugsweise 0°, 90° oder liegt in einem Bereich von 5 bis 85°.
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Die 4 und 5 zeigen eine zweite bevorzugte Ausführungsform 12 der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Direktbedrucken der Behälter 2. Demnach umfassen die Druckeinheiten 13 dann beispielsweise drei um eine Schwenkachse 13´ schwenkbare gleichartige Halterungen 15.1 bis 15.3 mit Mittelachsen 15’ und zwei auf unterschiedlichen Ebenen 12a, 12b angeordnete Gruppen 17a und 17b mit jeweils drei Druckköpfen 17.1 bis 17.3 bzw. 17.4 bis 17.6 und optionalen Fixiereinrichtungen 18.1 und 18.2 bzw. 18.3 und 18.4.
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Die Behälter 2 könnten auf den einzelnen Druckebenen 12a, 12b sowohl mit Teilaufdrucken versehen werden als auch mit den Druckköpfen einer der Ebenen 12a, 12b vollständig bedruckt werden. Auch bei der zweiten Ausführungsform 12 sind vielfältige Bewegungsmuster der der einzelnen Halterungen 15.1 bis 15.3 denkbar, insbesondere solche mit wechselnder Schwenkrichtung. Die jeweiligen Bewegungsmuster können während eines einzelnen Umlaufs des Karussells 4 ausgeführt oder auf mehrere Umläufe verteilt werden. Die gezeigte Anzahl der Halterungen, Druckköpfe und Fixiereinrichtungen zum Härten/Trocknen ist lediglich beispielhaft. Beispielsweise könnte auch hier eine vierte Halterung (nicht dargestellt) ausgebildet sein.
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Wie die 5 andeutet, ist auch bei der zweiten Ausführungsform 12 eine bezüglich einer bevorzugten radialen Ausrichtung um den Winkel α in der Horizontalen gedrehte Ausrichtung denkbar, siehe Druckeinheit 13.2. Der Winkel α beträgt dann vorzugsweise 0°, 90° oder liegt in einem Bereich von 5 bis 85°. Ebenso lässt sich die zweite Ausführungsform 12 mit radial innen liegenden Druckköpfe 17.1 bis 17.6 ausbilden, siehe Druckeinheit 13 oder mit radial außen liegenden Druckköpfen, siehe Druckeinheit 13.1. In beiden Fällen ist eine näherungsweise radiale Ausrichtung der Druckköpfe gegeben, um durch Fliehkräfte verursachte Druckabweichungen von der vorgegebenen Druckvorlage zu minimieren.
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Bezogen auf die Schwenkbewegung der Behälter 2 um die Schwenkachse 3’, 13’ sind die Druckköpfe 7.1 bis 7.6, 17.1 bis 17.6 innerhalb eines Schwenkbereichs von höchstens 350° angeordnet. Es verbleibt dann ein restlicher Schwenkbereich von wenigstens 10° für die Zufuhr und Entnahme der Behälter 2. Dies eignet sich insbesondere für Schwenkbewegungen ohne Richtungswechsel.
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Bei teilumfänglichen Schwenkbewegungen der Behälter 2 um die Schwenkachse 3’, 13’ mit wenigstens einem Wechsel der Schwenkrichtung sind die Druckköpfe 7.1 bis 7.6, 17.1 bis 17.6 zur Einsparung von Bauraum innerhalb eines Schwenkbereichs von höchstens 180° angeordnet, siehe beispielsweise die Anordnung gemäß 4, und insbesondere innerhalb höchstens 90°. Einzelne oder alle Druckköpfe 7.1 bis 7.6, 17.1 bis 17.6 werden dann vorzugsweise für jeweils wenigstens zwei zeitlich getrennte Druckvorgänge an einem bestimmten Behälter 2 verwendet. Diese Druckvorgänge können nacheinander an unterschiedlichen Behälterabschnitten erfolgen, beispielsweise für getrennte Druckbilder an Brust und Rücken einer Flasche und/oder als nacheinander angebrachte Halbbilder des selben Druckbilds. Letzteres ermöglicht eine schnelleren Druckvorschub, also eine schnellere Drehung des zu bedruckenden Behälters 2 um seine Längsachse. Beispielsweise werden dann zuerst alle Spalten mit ungerader Ordnungszahl gedruckt und nach einer Druckpause alle Spalten mit gerader Ordnungszahl.
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Der Schwenkradius der Halterungen (5.1–5.4, 15.1–15.3) um die Schwenkachse 3’, 13’, also der größte Abstand der Drehteller 5b von der Schwenkachse 3’, 13’, beträgt vorzugsweise nicht mehr als der halbe Radius des Karussells 4 um die Drehachse 4’.
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Die 5 verdeutlicht ferner, dass die Fixiereinrichtungen nicht zwingend notwendig sind und beispielsweise auch jeweils oberhalb der Druckköpfe montiert sein können, siehe Druckeinheit 13.1. Beispielsweise könnten diese dann von schräg oben auf den Aufdruck strahlen und dabei eine direkte Bestrahlung der jeweils darunter liegenden Druckköpfe und eine dort unerwünschte Trocknung/Härtung vermeiden.
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Die 6 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform 21 der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Direktbedrucken von Behältern 2, bei der ein Transfersternrad 22 sowohl zum Einschleusen als auch zum Ausschleusen der Behälter 2 ausgebildet ist. Beispielsweise werden die zu bedruckenden Behälter 2 mit dem Transfersternrad 22 in die in der 4 angedeutete untere Transportebene 12a eingeschleust, dort bedruckt, mittels einer erfindungsgemäßen Schwenkbewegung 23 in die obere Transportebene 12b geschwenkt und nach weiteren Schritten zum Direktbedrucken der Behälter 2 von der oberen Transportebene 12b mit Hilfe des Transfersternrads 22 wieder ausgeschleust. Die Behälter 2 durchlaufen dann näherungsweise eine abgestufte Schraubenlinie, wobei die Steigung der Schraube dann durch die Schwenkbewegung 23 der Halterungen 15.1 bis 15.3 oder dergleichen Halterungen verursacht wird.
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Mit den dargestellten Ausführungsformen sind unterschiedliche Betriebsweisen denkbar. Beispielsweise können die Halterungen 5.1 bis 5.4, 15.1 bis 15.3 zum Anfahren einzelner Druckpositionen 6.1 bis 6.3 getaktet in einer einheitlichen Drehrichtung geschwenkt werden. Vorteilhaft ist jedoch ein Ändern der Drehrichtung der Schwenkbewegung, wie dies in den Figuren Doppelpfeile an den Schwenkachsen 3´, 13´ angedeutet ist. Dadurch lassen sich die Halterungen 5.1 bis 5.4 und 15.1 bis 15.3 mittels flexibler Leitungen versorgen und steuern, insbesondere ohne Verwendung von Drehverteilern. Vorteilhaft ist ein Wechsel der Drehrichtung ferner zum Ausführen komplexer Kombinationen von Teilaufdrucken und Schritten zur Härtung/Trocknung der Teilaufdrucke.
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Die Behälter 2 können in an sich bekannter Weise mit einem Einlaufstern und einem Auslaufstern eingeschleust und ausgeschleust werden. Hierbei ist es denkbar, die Behälter in Gruppen zunächst auf die einzelnen Druckeinheiten 3 zu verteilen und erst nachdem die Druckeinheiten 3 in der gewünschten Weise mit den Behältern 2 bestückt sind, mit dem eigentlichen Druckvorgang zu beginnen. Das heißt, sämtliche Halterungen der Druckstationen 3 können vor dem Druckbeginn komplett bestückt werden und die Behälter 2 während des Druckvorgangs nacheinander an die jeweils zur Verfügung stehenden Druckköpfe gefahren werden. Hierbei ist es insbesondere möglich, die einzelnen Schritte zum Bedrucken und Härten/Trocknen auf flexible Weise zu kombinieren, um beispielsweise einen Nass-in-Nass-Aufdruck oder einen Aufdruck auf zuvor getrocknete, gehärtete Teildrucke oder dergleichen zu ermöglichen.
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Die Drehlage der einzelnen Behälter vor dem Bedrucken mit den einzelnen Teilaufdrucken könnte direkt an den einzelnen Druckköpfen mittels optischer Sensoren oder dergleichen bestimmt werden. Die drehbaren Halterungen 5.1 bis 5.4 und 15.1 bis 15.3 ermöglichen dann ein gezieltes Einstellen der Drehlage für den nachfolgenden Druckvorgang an dem betreffenden Druckkopf. Je nachdem zur Verfügung stehenden Platz für die einzelnen Druckköpfe könnten an einer Druckposition Druckköpfe mit unterschiedlichen Tinten, Farben oder dergleichen zum Herstellen unterschiedlicher Teilaufdrucke ausgebildet sein.
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Im Bereich der einzelnen Druckköpfe könnten Absaugeinrichtungen und Abschirmungen gegen den beim Behältertransport verursachten Fahrtwind ausgebildet sein. Je nach Stellung der einzelnen Behälter 2 beim Bedrucken mit den einzelnen Druckköpfen könnten durch Fliehkräfte verursachte Abweichungen der Teilaufdrucke vom Druckbild durch Korrekturberechnungen und entsprechende zeitliche Steuerung der Druckköpfe kompensiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011009395 A1 [0002, 0002]
- DE 102010034780 A1 [0002, 0002]
- EP 2152519 B1 [0002, 0002]
