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Die Erfindung betrifft eine Behälterbehandlungsmaschine zur Bedruckung von Behältern mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.
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Üblicherweise werden Behälter für Produkte, wie beispielsweise Getränke, Hygieneartikel und dergleichen zur Kennzeichnung des Produkts und/oder für eine hochwertige Produktpräsentation mit einer Bedruckung versehen. Die Bedruckung kann dabei sowohl direkt auf eine Behälteraußenfläche und/oder als Zusatzdruck auf einem Etikett aufgebracht sein und beispielsweise Schriftzeichen, Logos, Muster und Farbverläufe aufweisen. Zum Aufbringen der Bedruckung werden die Behälter üblicherweise mit einer Transporteinrichtung, beispielsweise mit einem Karussell gefördert und dabei von Direktdruckköpfen mit z.B. lichtaushärtenden Drucktinten bedruckt. Zum mehrfarbigen Druck können dabei mehrere Direktdruckköpfe mit Drucktinten unterschiedlicher Farben an der Behälterbehandlungsmaschine angeordnet sein.
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Die zunächst flüssige Drucktinte wird auf den Behältern mit einer am Karussell stationär angeordneten Aushärteeinrichtung beispielsweise mit UV-Licht bestrahlt und dadurch ausgehärtet. Die Behälterbehandlungsmaschine kann dabei mehrere Aushärteeinrichtungen umfassen, die die Drucktinte jeweils nach dem Bedrucken einer Farbe aushärten. Alternativ ist auch denkbar, dass die Aushärteeinrichtung in Transportrichtung nach allen Direktdruckköpfen angeordnet ist und so die Drucktinten aller Farben gleichzeitig ausgehärtet werden. Schließlich ist auch eine Kombination denkbar, bei der z.B. mit UV-LEDs nach jedem Druckkopf ein sogenanntes Pinning (Erstanhärtung) durchgeführt wird und am Ende dann die Härtung des gesamten Aufdrucks.
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Nachteilig dabei ist, dass direkte Lichtstrahlung oder Streulicht der Aushärteeinrichtung auf die Direktdruckköpfe gelangt und dort unbeabsichtigt die Drucktinte aushärtet. Dadurch können die Düsen eines Direktdruckkopfs verstopfen und/oder die Druckqualität des Direktdrucks kann beeinträchtigt werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Behälterbehandlungsmaschine zur Bedruckung von Behältern bereitzustellen, bei der ein Verstopfen von Düsen des Direktdruckkopfs und/oder eine Verminderung der Druckqualität durch unbeabsichtigt ausgehärtete Drucktinte vermieden wird. Weiterhin dient die Vorrichtung dazu, die Gesundheitsgefährdung des Bedieners durch UV-Strahlung durch Abschirmung zu minimieren und UV-empfindliche Bauteile im Inneren der Maschine zu schonen.
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Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Behälterbehandlungsmaschine zur Bedruckung von Behältern nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils, gemäß dem die Behälteraufnahmen jeweils mit einer Abschirmeinhausung zum Abschirmen der Lichtstrahlung ausgebildet sind, die wenigstens eine Zugangsöffnung für die Aushärteeinrichtung aufweist und die Aushärteeinrichtung mit einem Abschirmelement ausgebildet ist, das mit der Zugangsöffnung von wenigstens einer Abschirmeinhausung derart zusammenwirkt, dass ein direkter Lichtaustritt verhindert wird.
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Dadurch, dass die Behälteraufnahmen jeweils mit einer Abschirmeinhausung mit einer Zugangsöffnung versehen sind, können die Behälter durch die Zugangsöffnung von der Aushärteeinrichtung ohne eine Störung der Lichtstrahlung bestrahlt werden. Da zudem die Behälteraufnahmen jeweils mit einer eigenen Abschirmeinhausung versehen sind, gelangt weder direkte Lichtstrahlung noch Streulicht aus dem Bereich einer Behälteraufnahme zu benachbarten Behälteraufnahmen oder den Direktdruckköpfen. Weiterhin wird durch die Abschirmeinhausung vermieden, dass die Lichtstrahlung von der Aushärteeinrichtung durch einen transparenten Behälter hindurch in den Innenbereich der Transporteinrichtung gelangt und von dort zu den Direktdruckköpfen gestreut wird.
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Darüber hinaus ist der Zugangsöffnung gegenüberliegend das Abschirmelement an der Aushärteeinrichtung ausgebildet, so dass die Zugangsöffnung bei der Vorbeifahrt an der Aushärteeinrichtung gegen einen Lichtaustritt verschlossen wird. Hierdurch wird verhindert, dass direktes Licht von der Aushärteeinrichtung oder Streulicht durch die Zugangsöffnung austritt und von dort zum Direktdruckkopf gelangt.
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Demnach befindet sich also der Behälter bei der Bestrahlung im Bereich der Aushärteeinrichtung in einer in diesem Bereich entstehenden, im Wesentlichen quasi geschlossenen Kammer, die durch die Abschirmeinhausung und durch das Abschirmelement dort gebildet wird. Dadurch wird zumindest weitgehend verhindert, dass Lichtstrahlung der Aushärteeinrichtung direkt oder über Streulichtpfade zu einem Direktdruckkopf gelangt und dort die Drucktinte unbeabsichtigt aushärtet bzw. die Düsen verstopft.
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Die Behälterbehandlungsmaschine zur Bedruckung von Behältern kann in einer Getränkeverarbeitungsanlage angeordnet sein. Die Behälterbehandlungsmaschine kann einer Abfüllanlage zum Abfüllen eines Produkts in die Behälter nachgeordnet sein. Die Behälterbehandlungsmaschine kann auch direkt einer Streckblasmaschine für PET-Flaschen nachgeordnet werden.
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Die Behälter können dazu vorgesehen sein, Getränke, Hygieneartikel, Pasten, chemische, biologische und/oder pharmazeutische Produkte aufzunehmen. Die Behälter können Kunststoffflaschen, Glasflaschen, Dosen und/oder Tuben sein. Bei Kunststoff-Behältern kann es sich im Speziellen um PET-, HD-PE- oder PP-Behälter bzw. -flaschen handeln.
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Die Transporteinrichtung kann mit den Behälteraufnahmen und wenigstens einem Direktdruckkopf dazu ausgebildet sein, einen Behälterstrom kontinuierlich oder auch taktweise zu bedrucken. Die Transporteinrichtung kann ein Karussell sein, an dessen Umfang die Behälteraufnahmen angeordnet sind. Die Behälteraufnahmen können jeweils einen optional mit einem Direktantrieb angetriebenen Drehteller und eine Zentriervorrichtung umfassen. Der Drehteller und die Zentriervorrichtung können dazu ausgebildet sein, den Behälter am Behälterboden bzw. -mündung einzuspannen. Dem Karussell kann ein Einlauf- und/oder ein Auslaufstern zugeordnet sein, um die Behälter den Behälteraufnahmen zu- und/oder abzuführen. Ein Antrieb in der Behälterbehandlungsmaschine kann dazu vorgesehen sein, das Karussell um eine senkrechte Karussellachse zu drehen. Unter "senkrecht" wird hier die Richtung verstanden, deren Vektor auf den Erdmittelpunkt gerichtet ist. Weiterhin kann das Karussell eine Karussellebene aufweisen, die senkrecht zur Karussellachse verläuft.
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Die Direktdruckköpfe können dazu ausgebildet sein, mit einem Tintenstrahldruckverfahren zu drucken. "Tintenstrahldruckverfahren" kann hier bedeuten, dass die Drucktinte mittels einer Vielzahl von Düsen auf die Behälter aufbringbar ist. Die Düsen können jeweils ein Thermo- oder Piezoelement umfassen. Weiterhin können die Düsen dazu ausgebildet sein, Drucktröpfchen in einer Druckrichtung auf die Behälter abzugeben. Der Direktdruckkopf kann auch mit jedem anderen Direktdruckverfahren zur computergesteuerten Abgabe von Drucktröpfchen auf die Behälter ausgebildet sein.
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Der wenigstens ein Direktdruckkopf kann stationär an der Behälterbehandlungsmaschine angeordnet sein. "Stationär" kann hier bedeuten, dass sich der Direktdruckkopf nicht mit der Transporteinrichtung umlaufend mitbewegt. "Lichtaushärtende Drucktinte" kann bedeuten, dass durch die Lichtstrahlung in der Drucktinte eine chemische Reaktion ausgelöst wird, durch die die flüssige Drucktinte in eine im Wesentlichen feste oder pastöse Phase umgewandelt wird. Durch die Lichtstrahlung kann die Drucktinte polymerisiert werden, wobei hierzu optional in der Drucktinte Radikale aus zugegebenen Photoinitiatoren gebildet werden. "Drucktinte" kann hier bedeuten, dass es sich um eine Tinte, eine Farbe, einen Lack oder dergleichen handelt.
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Die Aushärteeinrichtung kann eine Lichtquelle, optional eine UV-Lichtquelle, umfassen. Im Allgemeinen wird zur Aushärtung von lichtaushärtender Drucktinte UV-Lichtstrahlung in einem Wellenlängenbereich von 200–480 nm verwendet. Die Lichtquelle kann eine Quecksilberdampf-Mitteldruck-, -Hochdruck- oder -Höchstdrucklampe sein. Ebenso kann die Lichtquelle eine Gasentladungslampe, eine Lichtbogenlampe eine UV-Leuchtdiode oder eine Xenon UV-Blitzlampe sein.
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“Stationäre“ Aushärteeinrichtung kann hier bedeuten, dass die Aushärteeinrichtung an der Behälterbehandlungsmaschine feststehend angeordnet ist. Anders ausgedrückt kann das bedeuten, dass sich die Aushärteeinrichtung nicht mit der Transporteinrichtung umlaufend mitbewegt. Die Aushärteeinrichtung kann an der Behälterbehandlungsmaschine derart angeordnet sein, dass im Betrieb die Behälter mittels der Transporteinrichtung an der stationären Aushärteeinrichtung zur Aushärtung der Drucktinte vorbeigeführt werden.
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Die Abschirmeinhausung kann rinnenartig zwischen dem Drehteller und der Zentriervorrichtung der Behälteraufnahmen angeordnet sein. Die beiden Enden der rinnenartig ausgebildeten Abschirmeinhausung können mit Abschlussblenden versehen sein. Die Abschirmeinhausung kann als gebogenes und/oder abgewinkeltes Blechelement ausgeführt sein. Ebenso kann die Abschirmeinhausung mehrere zusammengefügte Blechelemente umfassen. Die Abschirmeinhausung kann kammerartig um die Behälteraufnahmen ausgebildet sein. Die Zugangsöffnung kann zwischen den Längsrändern der rinnenförmigen Abschirmeinhausung ausgebildet sein. Bei einer als Karussell ausgebildeten Transporteinrichtung kann die Zugangsöffnung der Abschirmeinhausung radial nach außen ausgebildet sein. Dabei kann die stationäre Aushärteeinrichtung mit einer Lichtaustrittsöffnung radial nach innen auf die Karussellachse ausgerichtet sein, wobei optional die Lichtaustrittsöffnung mit wenigstens einer Zugangsöffnung der Abschirmeinhausungen im Betrieb korrespondiert.
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Das Abschirmelement der Aushärteeinrichtung kann wenigstens ein Blechelement umfassen, das mit der Abschirmeinhausung überlappt. Die Abschirmeinhausung und das Abschirmelement können derart ausgebildet sein, dass diese zum Aushärten der Drucktinte eine Kammer bilden. Dass ein direkter Lichtaustritt verhindert wird, kann bedeuten, dass die Abschirmeinhausung und das Abschirmelement derart zusammenwirken, dass ein Lichtstrahl ausgehend von der Aushärteeinrichtung und/oder von der Behälteroberfläche wenigstens einmal an dem Abschirmelement oder der Abschirmeinhausung reflektiert oder gestreut wird, bevor er aus der durch das Abschirmelement und der Abschirmeinhausung gebildeten Kammer austritt. Das Abschirmelement und/oder die Abschirmeinhausung können eine Oberflächenbeschichtung umfassen, die die Lichtstrahlung in einem Bereich von 0–30 %, optional in einem Bereich von 0–10 % reflektiert. Das Abschirmelement und/oder die Abschirmeinhausung können im Wesentlichen lichtabsorbierend ausgebildet sein. Das Abschirmelement und/oder die Abschirmeinhausung können zur besseren Absorption von flach auftreffender Lichtstrahlung mit einer strukturierten Oberfläche, optional mit Riffeln, ausgebildet sein.
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Die Abschirmeinhausung kann U-förmig entlang einer Längsachse der Behälteraufnahme ausgebildet sein und die Zugangsöffnung kann durch die freien Enden der U-Form im Wesentlichen parallel zur Förderrichtung der Transporteinrichtung gebildet sein. Durch die U-förmige Ausbildung der Abschirmeinhausung ist diese besonders einfach aus einem Blech herstellbar und damit besonders kostengünstig. "U-förmig" kann hier bedeuten, dass ein Querschnitt der Abschirmeinhausung im Wesentlichen ein U-Profil aufweist. "U-förmig" kann auch bedeuten, dass die Abschirmeinhausung aus einem im Wesentlichen einseitig geöffneten Rechteckprofil gebildet wird. Die U-Form kann bei einer als Karussell ausgebildeten Fördereinrichtung radial nach außen geöffnet sein. "Förderrichtung der Transporteinrichtung" kann bedeuten, dass dies die Richtung ist, in der sich die Behälteraufnahmen im Betrieb bewegen.
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Das Abschirmelement kann von den Rändern einer Lichtaustrittsöffnung der Aushärteeinrichtung über die Ränder der Zugangsöffnung hinaus schirmartig ausgebildet sein. Dadurch wird vermieden, dass Lichtstrahlung über die Ränder der Lichtaustrittsöffnung hinaus zu dem Druckkopf gelangt. Dass das Abschirmelement schirmartig ausgebildet ist, kann bedeuten, dass das Abschirmelement im Wesentlichen parallel zur Transportrichtung über Ränder der Lichtaustrittsöffnung hervorsteht. Das Abschirmelement sollte bevorzugt mindestens eine, am Besten 1,5 bis 2 Abschirmungsbreiten zu beiden Seiten der Aushärteinrichtung überstehen, um so optimal ein Strahlungslabyrinth auszubilden. Weiterhin kann das bedeuten, dass ein oberer und/oder ein unterer Rand des Abschirmelements mit entsprechenden Enden der Abschirmeinhausung überlappen.
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Das Abschirmelement und/oder ein Gehäuse der Aushärteeinrichtung können Luftaustauschöffnungen umfassen, die jeweils durch Überlappungselemente als Strahlenlabyrinth ausgebildet sind. Dadurch wird vermieden, dass sich durch die Fortbewegung der Transporteinrichtung und die sich ständig schließenden und öffnenden Aushärtekammern eine Luftpulsation ausbildet, die sonst eine Schwankung im Lichtspektrum der Aushärteeinrichtung zur Folge hätte. "Labyrinthartig" kann hier bedeuten, dass die Überlappungselemente zueinander einen Abstand aufweisen, jedoch derart versetzt angeordnet sind, dass kein direkter Lichtdurchtritt möglich ist.
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Der Abstand der Aushärteeinrichtung zu den Behälteraufnahmen kann mittels einer Linearverstellung einstellbar sein. Dadurch kann einerseits die Bestrahlungsstärke auf der Behälteroberfläche angepasst werden und andererseits die Aushärteeinrichtung auf verschiedene Behältertypen (beispielsweise mit unterschiedlichen Durchmessern). Die Linearverstellung kann dazu ausgebildet sein, die Aushärteeinrichtung senkrecht zur Förderrichtung der Transporteinrichtung zu verfahren. Die Linearverstellung kann eine Führungsschiene und/oder eine Spindel umfassen. "Abstand" kann hier bedeuten, dass dies der senkrechte Abstand der Aushärteeinrichtung auf die Förderrichtung der Transporteinrichtung ist.
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Die Linearverstellung kann mit einem Antrieb ausgebildet sein, der über eine Maschinensteuerung zur Verstellung des Abstands ansteuerbar ist. Dadurch kann die Linearverstellung per Steuerungsbefehl besonders präzise bzw. automatisch verstellt werden. Der Antrieb kann ein Direktantrieb, beispielsweise ein Servo- oder ein Schrittmotor sein. Der Servomotor kann einen Drehgeber zur Erfassung der Winkelposition der Motorachse umfassen. Dadurch kann über die Steigung der Spindel der Abstand der Linearverstellung zur Behälteroberfläche genau berechnet werden. Weiterhin kann die Linearverstellung einen Anschlag zur absoluten Referenzierung umfassen.
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Die Maschinensteuerung kann zum Abrufen von Einstellparametern der Linearverstellung mit einer Sortenverwaltung verbunden sein. Dadurch kann der Abstand der Aushärteeinrichtung automatisch auf den verwendeten Behältertyp angepasst werden. Die Sortenverwaltung kann eine Datenbank in der Maschinensteuerung oder in einer entfernten Computereinrichtung sein.
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Das Abschirmelement kann über einen optional mit Langlöchern ausgebildeten Justagemechanismus gegenüber einer Lichtquelle der Aushärteeinrichtung verstellbar ausgebildet sein. Dadurch kann nach einer Verstellung der Aushärteeinrichtung der Abstand zwischen dem Abschirmelement und der Abschirmeinhausung justiert werden. Folglich wird der Lichtaustritt zwischen dem Abschirmelement und der Abschirmeinhausung minimiert.
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Die Aushärteeinrichtung kann mittels eines Drehgelenks aus einer Arbeitsposition in eine Wartungsposition schwenkbar ausgebildet sein. Dadurch kann die Lichtquelle in der Aushärteeinrichtung besonders einfach zum Austausch erreicht werden. Die Drehachse des Drehgelenks kann im Wesentlichen parallel zur Förderrichtung der Transporteinrichtung ausgerichtet sein.
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Die Aushärteeinrichtung kann in der Arbeitsposition mittels eines Verschlusselements arretierbar sein. Dadurch ist gewährleistet, dass in der Arbeitsposition keine unbeabsichtigte Schwenkung der Aushärteeinrichtung möglich ist. Das Verschlusselement kann ein Spannverschluss sein. Weiterhin kann die Aushärteeinrichtung Positionselemente umfassen, so dass die Aushärteeinrichtung nach wiederholter Schwenkung immer in derselben Arbeitsposition arretierbar ist.
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Ein Sicherheitssensor oder -schalter an der Aushärteeinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass die Aushärteeinrichtung in der Wartungsposition automatisch deaktivierbar ist. Dadurch ist gewährleistet, dass die Aushärteeinrichtung bei einer Wartung nicht unbeabsichtigt Lichtstrahlung abgibt, die möglicherweise gesundheitsschädlich ist. Hierdurch ist die Aushärteeinrichtung besonders sicher wartbar. Der Sicherheitssensor oder -schalter kann zwischen zwei Schenkeln ausgebildet sein, die zur Schwenkung mit dem Drehgelenk verbunden sind. Der Sicherheitssensor oder -schalter kann zur Deaktivierung der Lichtquelle in der Aushärteeinrichtung ausgebildet sein. Außerdem kann die Konstruktion so erfolgen, dass der Strahler nur dann in die Wartungsposition gekippt werden kann, wenn die Versorgungsleitungen getrennt sind. Dadurch wird eine Gefährdung des Bedieners noch weiter ausgeschlossen. Der Sensor kann des Weiteren so ausgebildet sein, dass er im laufenden Betrieb erfassen kann, ob der Strahler schräg steht, also nicht exakt senkrecht, und ob deshalb die Gefahr besteht, dass Streustrahlung austreten könnte.
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Die Aushärteeinrichtung kann ein Aktivkohlefiltersystem zur Filterung der Abluft umfassen. Hierdurch wird das von UV-Lichtquellen mit signifikantem UV-C-Anteil üblicherweise erzeugte Ozon aus der Abluft herausgefiltert. Dadurch wird eine Gesundheitsgefährdung des Bedienpersonals durch Ozon vermieden. Das Aktivkohlefiltersystem kann einen Aktivkohlefilter und/oder ein Gebläse umfassen. Weiterhin kann das Aktivkohlefiltersystem in einem Gehäuse der Aushärteeinrichtung oder außerhalb des Gehäuses der Aushärteeinrichtung angeordnet sein. Das Aktivkohlefiltersystem kann über einen Schlauch mit dem Gehäuse der Aushärteeinrichtung verbunden sein.
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Versorgungsleitungen wie Kühlwasserleitungen, Kühl- bzw. Abluftleitungen sowie pneumatische und elektrische Leitungen der Aushärteeinrichtung können mit Schnellverschlüssen lösbar sein. Dadurch kann die Aushärteeinrichtung bei einer Wartung oder bei einem Austausch besonders schnell von der Behälterbehandlungsmaschine gelöst werden. Die Schnellverschlüsse können elektrische Stecker oder Verbindungsflansche in Luft- oder Flüssigkeitsleitungen sein.
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Die Versorgungsleitungen können mit einem tarierbaren Seilzugsystem aufgehängt sein. Dadurch ist die Versorgung der Aushärteeinrichtung von oben möglich, wobei bei einer Schwenkung der Aushärteeinrichtung aus der Arbeitsposition in die Wartungsposition die Versorgungsleitungen durch das tarierbare Seilzugsystem nachgeführt werden. Dadurch wird vermieden, dass die Versorgungsleitungen bei der Wartung das Bedienpersonal behindern.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine Darstellung einer Behälterbehandlungsmaschine zur Bedruckung von Behältern in einer Draufsicht;
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2 eine Teildarstellung der Behälterbehandlungsmaschine aus der 1 in einer perspektivischen Ansicht;
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3A eine seitliche Darstellung der Aushärteeinrichtung der Behälterbehandlungsmaschine der 1 in einer Arbeitsposition; und
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3B eine seitliche Darstellung der Aushärteeinrichtung der Behälterbehandlungsmaschine der 1 in einer Wartungsposition.
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1 zeigt eine Darstellung der Behälterbehandlungsmaschine 1 zur Bedruckung der Behälter 2 in einer Draufsicht. Zu sehen ist, dass die Behälter 2 zunächst über den Einlaufstern 11 in den Behälteraufnahmen 4 der als Karussell ausgebildeten Transporteinrichtung 3 platziert werden. Die Behälteraufnahmen 4 sind dabei mittels eines Direktantriebs um die Behälterlängsachsen drehbar ausgebildet (hier nicht dargestellt). Mit dem Karussell 3 werden die Behälter 2 an den Direktdruckköpfen 5 W, 5 C, 5 Y, 5 M und 5 K zur Bedruckung mit lichtaushärtenden Druckertinten vorbeigeführt. Nach der Bedruckung werden die Behälter 2 durch die Aushärteeinrichtung 6 mittels UV-Lichtstrahlung bestrahlt, wodurch die Drucktinte aushärtet. Anschließend werden die Behälter 2 durch den Auslaufstern 12 den Behälteraufnahmen 4 entnommen und weiteren Behandlungsstationen (beispielsweise einer Verpackungsstation) zugeführt.
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Die Direktdruckköpfe 5 arbeiten hier mit dem Tintenstrahldruckverfahren. Dabei wird die lichtaushärtende Drucktinte aus einem Tintenvorrat entnommen und über eine Vielzahl von Druckdüsen direkt auf die Oberfläche der Behälter 2 aufgesprüht. Dadurch können die Behälter 2 mit einem individuellen Druckbild versehen werden. Mit jedem der Direktdruckköpfe 5 W, 5 C, 5 Y, 5 M und 5 K werden die Behälter 2 sequenziell nacheinander mit den verschiedenen Farben Weiß, Cyan, Gelb, Magenta und Schwarz bedruckt, um ein vielfarbiges Druckbild zu generieren. Unmittelbar nach dem letzten Direktdruckkopf 5 K sind die Drucktinten auf der Behälteroberfläche im Wesentlichen flüssig.
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Die Aushärteeinrichtung 6 umfasst hier ein Gehäuse 61, in dem eine nicht dargestellte UV-Lichtquelle angeordnet ist, die in einem Wellenlängenbereich von 200–480 nm UV-Licht durch die Lichtaustrittsöffnung 63 auf die Behälter 2 abstrahlt. Gleichzeitig dreht sich der Behälter 2 um die Drehachse B. Durch die Drehung wird die Drucktinte entlang des gesamten Behälterumfangs ausgehärtet. Auch eine Aushärtung ohne Drehung ist möglich, z.B. beim kontinuierlichen Aushärten von Formbehältern.
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Um die Direktdruckköpfe 5 W–5 K vor einer unbeabsichtigten Aushärtung der Drucktinte zu schützen, sind die Behälteraufnahmen 4 jeweils mit einer Abschirmeinhausung 7 ausgebildet, die eine Zugangsöffnung 71 für die Aushärteeinrichtung 6 aufweist. Die Abschirmeinhausung 7 ist hier U-förmig ausgebildet, d. h. sie hat im Querschnitt ein U-Profil. Die Enden des U-Profils benachbarter Abschirmeinhausungen 7 sind miteinander verbunden und im Wesentlichen am äußeren Umfang des Karussells 3 angeordnet. Hierdurch wird vermieden, dass die Lichtstrahlung der Aushärteeinrichtung 6 in den Innenbereich des Karussells 3, in dem sich auch UV-lichtempfindliche Bauteile befinden können, und von dort über Streulichtpfade zu den Direktdruckköpfen 5 W–5 K gelangt.
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Weiterhin umfasst die Aushärteeinrichtung 6 das Abschirmelement 62, das die Zugangsöffnung 71 der Abschirmeinhausung 7 über dessen Ränder hinweg abdeckt. Hierzu ist das Abschirmelement 62 schirmartig über die Ränder der Zugangsöffnung 71 hinaus ausgebildet. Dies ist daran zu erkennen, dass die Enden des Abschirmelements 62 weiter entlang der benachbarten Abschirmeinhausungen 7 ausgebildet sind. Das Abschirmelement 62 ist hier in Transportrichtung T um 100% länger ausgebildet, als die Zugangsöffnung 71 der Abschirmeinhausung 7.
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Während der Bedruckung und der Aushärtung der Drucktinte werden die Behälter 2 in den Behälteraufnahmen 4 kontinuierlich mit dem Karussell 3 transportiert. Denkbar ist auch, dass die Behälter 2 in einem Taktbetrieb transportiert und vor den Direktdruckköpfen 5 W–5 K bzw. vor der Aushärteeinrichtung 6 angehalten werden. Anders ausgedrückt, befinden sich beim Taktbetrieb die Behälter 2 direkt gegenüberliegend zu den einzelnen Direktdruckköpfen 5 W–5 K und werden lediglich um ihre Behälterlängsachsen B in den Behälteraufnahmen 4 gedreht.
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In der 2 ist eine Teildarstellung der Behälterbehandlungsmaschine 1 aus der 1 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Zu sehen ist im Wesentlichen das Karussell 3 im Bereich der Aushärteeinrichtung 6.
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Das Karussell 3 ist drehbar um die Drehachse A gegenüber einer Maschinenbasis 9 angeordnet. An dem Karussell 3 sind in regelmäßigen Abständen die Behälteraufnahmen 4 angeordnet, in denen die Behälter 2 jeweils mittels der Zentriervorrichtung 4a und dem Drehteller 4b eingespannt sind. Weiterhin ist zu sehen, dass die Behälteraufnahmen 4 jeweils eine Abschirmeinhausung 7 umfassen, die als U-förmiges Blech um die Drehachsen der Behälteraufnahmen 4 ausgebildet sind. Zwei Ränder 72 der U-förmigen Abschirmeinhausung 7 bilden dabei jeweils eine Zugangsöffnung 71.
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Weiterhin ist zu sehen, dass die Aushärteeinrichtung 6 an dem Ausleger 10 der Maschinenbasis 9 stationär befestigt ist. Zwischen dem Ausleger 10 und der Aushärteeinrichtung 6 ist die Linearverstellung 68 angeordnet, mit der die Aushärteeinrichtung 6 entlang des Doppelpfeils radial zur Drehachse A des Karussells 3 verstellt werden kann. Dadurch wird der Abstand zwischen der Aushärteeinrichtung 6 und dem Behälter 2 eingestellt. Die Linearverstellung 68 umfasst hier einen Servomotor, eine Spindel und Führungsschienen (hier nicht dargestellt). Darüber hinaus ist die Aushärteeinrichtung 6 mittels des Drehgelenks 69 schwenkbar und kann zur Wartung nach außen vom Karussell 3 weggeklappt werden (genauer in den 3A und 3B dargestellt). Zur Arretierung des Drehgelenks 69 dient das Verschlusselement 66, das als Schnellspannverschluss ausgebildet ist. Weiterhin ist zu sehen, dass der Sicherheitsschalter 67 im Bereich der beiden durch das Drehgelenk 69 verbundenen Schenkel angeordnet ist und ein Wegklappen der Aushärteeinrichtung 6 detektiert. Hierdurch wird die Aushärteeinrichtung 6 bei der Wartung automatisch zur Sicherheit des Bedienpersonals deaktiviert.
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Weiterhin ist zu sehen, dass die Aushärteeinrichtung 6 das Abschirmelement 62 umfasst, das mit der Zugangsöffnung 71 der Abschirmeinhausung 7 zusammenwirkt. Hierdurch wird beim Vorbeifahren der Behälteraufnahmen 4 an der Aushärteeinrichtung 6 jeweils eine im Wesentlichen geschlossene Kammer gebildet, durch die ein Lichtaustritt vermieden wird. Das Abschirmelement 62 ist schirmartig ausgebildet und umfasst die in Förderrichtung weitestgehend entlang des Außenumfangs des Karussells 3 zylindrisch ausgebildeten Flügel 62a und 62c, sowie die beiden oben und unten ausgebildeten Randelemente 62b und 62d. Die beiden Flügel 62a und 62c ragen dabei in die angrenzenden Behälteraufnahmen 4 bzw. deren zugeordneten Abschirmeinhausungen 7 hinein.
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Das Abschirmelement 62 weist zu den Rändern 72 der Abschirmeinhausung 7 einen Spalt auf, um eine leichte Drehbarkeit des Karussells 3 zu gewährleisten. Dadurch, dass die Flügel 62a und 62c leicht gebogen sind, ist ein direkter Lichtaustritt bis hin zu den in der 1 dargestellten Direktdruckköpfen 5 W–5 K nicht möglich. Weiterhin überlappen die oberen und unteren Randelemente 62b und 62d die entsprechenden Endflächen der Abschirmeinhausungen 7 bzw. das Karussell 3, so dass keine Lichtstrahlung nach oben oder unten entweichen kann.
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Darüber hinaus ist das Abschirmelement 62 über den Kragen 62e mit dem Gehäuse 61 der Aushärteeinrichtung 6 verbunden und kann mit der Justagevorrichtungen 64a, 64b verstellt werden. Bei einer Verstellung der Linearverstellung 68 kann so der veränderte Abstand des Abschirmelements 62 zu den Abschirmeinhausungen 7 justiert werden. Dabei werden die Schrauben 64b gelöst, und das Abschirmelement 62 kann durch die im Kragen 62e ausgebildete Langlöcher 64a radial in Bezug auf das Karussell 3 verschoben werden. Anschließend werden die Schrauben 64b wieder angezogen.
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Weiterhin ist zu sehen, dass im Kragen 62e die Luftaustauschöffnungen 65 ausgebildet sind, die jeweils durch hier nicht dargestellte Überlappungselemente ein Strahlenlabyrinth bilden. Dadurch kann bei einer Drehung des Karussells 3 die mit den Abschirmeinhausungen 7 zugeförderte Luft durch die Luftaustauschöffnungen 65 entweichen aber auch eintreten und es entsteht so ein gleichbleibender Druck vor der Aushärteeinrichtung 6.
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Des Weiteren sind die Versorgungsleitungen 81a für Luft und 81b für elektrischen Strom und auch Wasserkühlungsleitungen angedeutet. Über den Schlauch 81a wird die Luft aus der Aushärteeinrichtung 6 abgeführt und mittels des Aktivkohlesystems 80 gefiltert. Dieses umfasst einen Aktivkohlefilter und ein Radialgebläse (beides hier nicht dargestellt). Bei der Wartung können die Versorgungsleitungen 81a und 81b mittels der Schnellverschlüsse 82a und 82b einfach getrennt werden. Das tarierbare Seilzugsystem 83 ist weiterhin dazu vorgesehen, die Versorgungsleitung 81a und 81b nach oben zu haltern. Beim Wegklappen der Aushärteeinrichtung 6 werden so die Versorgungsleitungen 81a und 81b entsprechend nachgeführt, so dass das Bedienpersonal bei der Wartung nicht behindert wird.
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In den 3A ist die Aushärteeinrichtung 6 der Behälterbehandlungsmaschine 1 in einer Arbeitsposition A zu sehen und in der 3B in einer Wartungsposition W.
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In der 3A ist zu sehen, dass sich die Aushärteeinrichtung 6 in einer im Wesentlichen senkrechten Arbeitsposition A befindet, so dass das Abschirmelement 62 mit der Abschirmeinhausung 7 eine Kammer bildet. Dadurch wird, wie zuvor beschrieben, ein Lichtaustritt aus diesem Bereich verhindert. Weiterhin ist zu sehen, dass sich das Karussell 3 um die Achse A dreht. Über die Linearverstellung 68 kann dabei der Abstand der Aushärteeinrichtung 6 zum Behälter 2 justiert werden.
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Bei der Wartung wird nun entsprechend der 3B zunächst die Linearverstellung 68 vom Karussell 3 nach außen verfahren (in der Figur nach rechts), so dass die Randelemente 62b, 62d des Abschirmelements 62 zum Wegklappen freigegeben werden. Anschließend wird über das Drehgelenk 69 die Aushärteeinrichtung 6 in der 3B im Uhrzeigersinn so geklappt, dass die Lichtaustrittsöffnung 63 nach oben zeigt und sich die Aushärteeinrichtung 6 in der Wartungsposition W befindet. Gleichzeitig wird durch das Wegklappen der Sicherheitsschalter 67 aufgelöst, wodurch die Lichtquelle (hier nicht dargestellt) in der Aushärteeinrichtung 6 deaktiviert wird. Hierdurch wird vermieden, dass bei der Wartung weiterhin Lichtstrahlung austritt.
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Durch das Drehgelenk 69 ist es besonders einfach, die Aushärteeinrichtung 6 in die Wartungsposition W zu klappen, in der das Innenleben der Aushärteeinrichtung 6 gut erreichbar ist.
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Insgesamt wird also die in den 1–3B dargestellte Behälterbehandlungsmaschine 1 zur Bedruckung von Behältern 2 wie folgt eingesetzt: Die Behälter 2 werden in den Behälteraufnahmen 4 durch den Einlaufstern 11 platziert. Weiterhin werden die Behälter 2 mittels des Karussells 3 sequenziell zu den Direktdruckköpfen 5 W–5 K transportiert und dort mit lichtaushärtenden Drucktinten verschiedener Farben (Weiß, Cyan, Gelb, Magenta, Schwarz) bedruckt. Anschließend werden die lichtaushärtenden Drucktinten mittels der Aushärteeinrichtung 6 durch UV-Lichtstrahlung ausgehärtet. Damit keine Lichtstrahlung auf die Direktdruckköpfe 5 W–5 K gelangt, sind die Behälteraufnahmen 4 mit der Abschirmeinhausung 7 versehen, wobei das Abschirmelement 62 der Aushärteeinrichtung 6 mit der Zugangsöffnung 71 derart zusammenwirkt, dass keine Lichtstrahlung zu den Direktdruckköpfen 5 W–5 K gelangt. Anschließend werden die Behälter 2 vom Ablaufstern 12 zu weiteren Behandlungsstationen weitergeführt.
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Mit der Behälterbehandlungsmaschine 1 in den 1–3B ist es also möglich, ein Verstopfen der Düsen der Direktdruckköpfe 5 W–5 K, eine Verminderung der Druckqualität durch unbeabsichtigt ausgehärtete Drucktinte zu vermeiden und die Gefährdung des Bedienpersonals durch UV-Strahlung zu minimieren Weiterhin werden UV-empfindliche Bauteile im Inneren der Maschine geschont.
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Es versteht sich, dass im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel genannte Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt sind und in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.
