DE102018105204A1

DE102018105204A1 - Behälterbehandlungsvorrichtung sowie Verfahren zum Behandeln von Behältern

Info

Publication number: DE102018105204A1
Application number: DE102018105204.9A
Authority: DE
Inventors: Sascha Koers; Holger Stenner
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2018-03-07
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2019-09-12
Also published as: WO2019170315A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Behälterbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Behältern gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1. Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Behälterbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Behältern, umfassend zumindest zwei Behandlungsmodule mit jeweils zumindest einem Transportelement. Dabei sind die zumindest zwei Behandlungsmodule entlang einer Behandlungsstrecke vorgesehen sind, auf der die Behälter in einer Transportrichtung zwischen einem Behältereinlauf und einem Behälterauslauf an den Transportelementen ausgebildeten Behandlungsstationen behandelbar sind. Ferner sind die Behälter entlang der Behandlungsstrecke mittels der Transportelemente der wenigstens zwei Behandlungsmodule beförderbar. Die Transportelemente sind hierfür jeweils um eine vertikal verlaufende Maschineachse umlaufend antreibbar ausgebildet. Insbesondere zeichnet sich die vorliegende Erfindung dadurch aus, dass das jeweilige Transportelement zumindest zweier benachbarter Behandlungsmodule jeweils ein mit dem zugehörigen Transportelement synchron umlaufend angetriebenes Formschlusselement aufweist. Die Formschlusselemente sind dabei derart rotationssymmetrisch zueinander ausgebildet und vorzugsweise an den Transportelementen angeordnet, dass die Formschlusselemente der zumindest zwei benachbarten Behandlungsmodule im störungsfreien Betrieb der Behälterbehandlungsvorrichtung zumindest teilumfänglich berührungslos ineinander greifen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Behälterbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Behältern gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 sowie auf ein Verfahren zum Behandeln von Behältern mit einer derartigen Behälterbehandlungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 17.
Behälterbehandlungsvorrichtungen mit mindestens zwei Behandlungsmodulen sind dem Fachmann beispielsweise zum Bedrucken von Behältern unter Verwendung von digitalen, nach dem Tintenstrahl- oder Ink-Jet-Prinzip arbeitenden elektrischen Druckköpfen aus dem Stand der Technik bekannt.
Dabei sind derartige Behälterbehandlungsvorrichtungen zum Bedrucken von Behältern in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Bekannt sind dabei insbesondere auch Behälterbehandlungsvorrichtungen, nämlich Drucksysteme oder Druckmaschinen (z.B. DE 10 2007 050 490 A1 ), bei denen an einem um wenigstens eine vertikale Achse umlaufend angetriebenen Transportelement mehrere Behandlungs- oder Druckstationen zur Aufnahme jeweils eines zu bedruckenden Behälters gebildet sind, an denen die Behälter unter Verwendung von elektronisch ansteuerbaren, nach dem Tintenstrahl- oder Ink-Jet-Prinzip arbeitenden, digitalen Druckköpfen bedruckt werden.
Des Weiteren ist es bekannt, Behälter während der Behälterbehandlung an Halte- und Zentriereinheiten hängend zu halten ( DE 10 2011 112 281 B3 ). Derartige Halte- und Zentriereinheiten kennt der Fachmann auch unter der Bezeichnung Puck bzw. Pucks. Dazu wird ein zu behandelnder Behälter vor dem Einlauf in die Behälterbehandlungsvorrichtung oder unmittelbar nach dem Einlauf in die Behälterbehandlungsvorrichtung mit einer Halte- und Zentriereinheit (Puck) verbunden. Die Anordnung aus Behälter und Halte- und Zentriereinheit (Puck) wird anschließend zusammen durch die Behälterbehandlungsvorrichtung hindurch geleitet, wobei die Verbindung zwischen der Halte- und Zentriereinheit (Puck) und dem Behälter während dem Durchlauf entlang der Behandlungstrecke bestehen bleibt. Für den Fall, dass die Behälterbehandlungsvorrichtung mehrere Behandlungsmodule aufweist, erfolgt die Übergabe zwischen diesen Behandlungsmodulen an Übergabepunkten, an denen jeweils ein Paar von Behandlungsstationen aneinander anschließender Behandlungsmodule einander gegenüberliegen.
Um eine exakte Ausrichtung der an der jeweiligen Druckstation vorgesehenen Druckköpfe gegenüber der Halte- und Zentriereinheit bzw. dem zu bedruckenden Behälter zu erreichen, sind die Druckköpfe an einer beweglichen Druckkopfhalterung vorgesehen, die über Zentrierungen gegenüber der Halte- und Zentriereinheit ausgerichtet werden. Um dabei eine möglichst optimale Druckqualität zu erreichen, müssen insbesondere die einzelnen Behandlungsmodule möglichst aufeinander synchronisiert betrieben werden und dürfen dabei nicht aus dieser aufeinander abgestimmten rotierenden Synchronbewegung der einzelnen Transportelemente gelangen. In der Regel weisen die einzelnen rotierenden Transportelemente jedoch einen eigenständen Antrieb auf, so dass bei einer Betriebsstörung dieses zugehörigen Antriebs die Behälterbehandlungsvorrichtung als Ganzes außer Synchronbetrieb gerät, insbesondere also die einzelnen Transportelemente ungewollt asynchron zueinander laufen. Derartige Betriebsstörungen eines Antriebs können dabei zu Schädigungen der verwendeten Pucks und/oder Behandlungsmodule führen. Zwangsweise muss damit eine Abschaltung der gesamten Behälterbehandlungsvorrichtung mit anschließend zeit- und kostenaufwändiger Wiederinbetriebnahme erfolgen. Eine sichere, also insbesondere zerstörungsfreie Abschaltung der Behälterbehandlungsmaschine ohne dabei Betriebsmittel wie beispielsweise Pucks zu beschädigen, ist dabei im Stand der Technik nicht hinreichend sichergestellt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Behälterbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Behältern bereitzustellen, die diese aufgezeigten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist und dabei insbesondere eine sichere Abschaltung der Behälterbehandlungsvorrichtung ermöglicht, bei der diese weiterhin im Synchronbetrieb der einzelnen Transportelemente läuft.
Die Aufgabe wird durch eine Behälterbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Behältern gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Ein entsprechendes Verfahren ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 17. Die jeweiligen Unteransprüche betreffen dabei besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung.
Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Behälterbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Behältern, umfassend zumindest zwei Behandlungsmodule mit jeweils zumindest einem Transportelement. Dabei sind die zumindest zwei Behandlungsmodule entlang einer Behandlungsstrecke vorgesehen sind, auf der die Behälter in einer Transportrichtung zwischen einem Behältereinlauf und einem Behälterauslauf an den Transportelementen ausgebildeten Behandlungsstationen behandelbar sind. Ferner sind die Behälter entlang der Behandlungsstrecke mittels der Transportelemente der wenigstens zwei Behandlungsmodule beförderbar. Die Transportelemente sind hierfür jeweils um eine vertikal verlaufende Maschineachse umlaufend antreibbar ausgebildet. Insbesondere zeichnet sich die vorliegende Erfindung dadurch aus, dass das jeweilige Transportelement zumindest zweier benachbarter Behandlungsmodule jeweils ein mit dem zugehörigen Transportelement synchron umlaufend angetriebenes Formschlusselement aufweist. Die Formschlusselemente sind dabei derart rotationssymmetrisch zueinander ausgebildet und vorzugsweise an den Transportelementen angeordnet, dass die Formschlusselemente der zumindest zwei benachbarten Behandlungsmodule im störungsfreien Betrieb der Behälterbehandlungsvorrichtung zumindest teilumfänglich berührungslos ineinander greifen.
Erfindungsgemäß laufen dabei die an den Transportelementen angeordneten Formschlusselemente im störungsfreien Betrieb derart synchron zueinander, dass sich die Formschlusselemente mechanisch nicht berühren, also in keinem mechanischen Wirkeingriff zueinander stehen. Erst bei einer Betriebsstörung eines mit einem Formschlusselement ausgestatteten Transportelementes gelangt erfindungsgemäß das zu diesem Formschlusselement weitere benachbarte Formschlusselement 8 des nebenstehenden Transportelementes in mechanischen Wirkeingriff und nimmt damit das eine Betriebsstörung aufweisende Transportelement wieder in den synchronen Gleich- bzw. Gegenlauf mit. Eine Abschaltung der erfindungsgemäß ausgebildeten Behälterbehandlungsvorrichtung ohne dabei weitere Betriebsmittel wie beispielsweise Halte- und Zentriereinheit zu beschädigen ist damit sichergestellt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass sämtliche Formschlusselemente in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, die vorzugsweise lotrecht zu den Maschinenachsen orientiert ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die Formschlusselemente mit ihrer jeweiligen freien Stirnseite das zugehörige Behandlungsmodul seitlich überragen.
Gemäß einer nochmals weiteren bevorzugten Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die Formschlusselemente fest, jedoch lösbar, an den Transportelementen befestigt sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass zumindest ein Formschlusselement mittels zumindest einer lösbaren Schnellbefestigungseinrichtung an dem zugehörigen Transportelement befestigt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusselemente an einer entsprechenden um die Maschinenachse rotierenden Hauptsäule des zugehörigen Transportelementes angeordnet sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die Formschlusselemente oberhalb der an dem Behandlungsmodul ausgebildeten Behandlungsstationen vorgesehen sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die Formschlusselemente unterhalb der an dem Behandlungsmodul ausgebildeten Behandlungsstationen vorgesehen sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass das jeweilige Formschlusselement einteilig ausgebildet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass das jeweilige Formschlusselement scheibenförmig ausgebildet ist und einen freien Mittenbereich aufweist, in dem zentrisch die entsprechende Hauptsäule aufgenommen ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass das jeweilige Formschlusselement mehrteilig ausgebildet ist und dabei jeweils wenigstens zwei im Wesentlichen kreissektorförmige Segmentabschnitte umfasst.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die jeweiligen kreissektorförmigen Segmentabschnitte jeweils über eine lösbare Steckverbindung formschlüssig miteinander verbunden sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die Formschlusselemente jeweils als Zahnradkranz ausgebildet sind, die derart rotationssymmetrisch zueinander an den entsprechend benachbarten Transportelementen angeordnet sind, dass zueinander benachbarte Zahnradkränze im störungsfreien Betrieb der Behälterbehandlungsvorrichtung zumindest teilumfänglich mit ihren jeweiligen Zähnen berührungslos ineinander greifen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die Zahnradkränze an den freien Stirnseiten jeweils mehrere Zähne aufweisen, die im Normalbetrieb der Behälterbehandlungsvorrichtung außer mechanischem Eingriff zueinander stehen und berührungslos, insbesondere mit einer Lücke, ineinander kämmen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die einzelnen Zähne der zugehörigen benachbarten Zahnradkränze im Normalbetrieb der Behälterbehandlungsvorrichtung mit einem jeweiligen Flankenabstand im ausgebildeten Tangentialpunkt von 0,6 bis 3 mm, besonders vorteilhaft einem Flankenabstand von 0,8 bis 1,2 mm, berührungslos ineinander.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass sämtliche Transportelemente aller vorgesehener Behandlungsmodule jeweils zumindest ein Formschlusselement aufweisen.
Der Ausdruck „im Wesentlichen“ bzw. „etwa“ bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Figuren hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Es zeigen jeweils schematisch:

1 beispielhaft eine Behälterbehandlungsvorrichtung umfassend mehrere Behandlungsmodule in einer perspektivischen Darstellung;
2 beispielhaft den Transportweg durch die Behälterbehandlungsvorrichtung gemäß 1 in einer schematischen Darstellung;
3 beispielhaft ein an einer Halte- und Zentriereinheit gehaltenen Behälter in einer perspektivischen Darstellung;
4 beispielhaft in vergrößerter perspektivischer Ausschnittdarstellung zwei berührungslos ineinander greifende Formschlusselemente zweier benachbarter Transportelemente;

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden in den Figuren identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersichtlichkeit halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Behälterbehandlungsvorrichtung 1. Insbesondere dient die gezeigte Behälterbehandlungsvorrichtung 1 dem Aufbringen einer Ausstattung, beispielsweise in Form eines Aufdrucks oder Mehrfachdrucks auf Behälter 2 beispielsweise in Form von Flaschen, und zwar entweder unmittelbar auf die Außen- oder Mantelfläche der Wandung des Behälters 2 oder aber auf dort bereits aufgebrachte, z.B. mit einer Teilausstattung versehene Etiketten. Bevorzugt handelt es sich bei der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 um eine Maschine zum Aufbringen eines Direktdrucks auf Behälter mittels eines oder mehrerer nach dem Tintenstrahldruck-Prinzip arbeitenden Druckköpfen.
Zum Bedrucken werden die Behälter 2 der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 bzw. deren Behältereinlauf 1.1 über einen äußeren Transporteur aufrecht stehend in einer Transportrichtung A zugeführt, bewegen sich dann innerhalb der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 auf einer mehrfach bogenförmig umgelenkten Behandlungsstrecke BS. Nach dem Bedrucken werden die Behälter 2 weiterhin aufrecht stehend an einem Behälterauslauf 1.2 über einen äußeren Transporteur einer weiteren Verwendung zugeführt. Die Behandlungsstrecke BS der Behälter 2 beim Zuführen, beim Bewegen durch die Behälterbehandlungsvorrichtung 1 sowie beim Wegführen aus der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 ist in der 2 schematisch mit BS bezeichnet.
Im Einzelnen besteht die Behälterbehandlungsvorrichtung 1 beispielsweise aus mehreren in Transportrichtung A unmittelbar aneinander anschließenden Behandlungsmodulen 3.1 - 3.n, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform aus insgesamt acht Behandlungsmodulen 3.1 - 3.8. Es versteht sich, dass je nach Anwendungsfall mehr oder weniger Behandlungsmodule vorgesehen sein können. Dabei können sämtliche Behandlungsmodule 3.1 - 3.8 jeweils von einer identischen Grundeinheit 4 gebildet sein, die mit den für die spezielle Aufgabe des jeweiligen Behandlungsmoduls 3.1 - 3.8 notwendigen Funktionselementen ausgestattet ist.
Jede Grundeinheit 4 umfasst u.a. beispielsweise eine in einem Modulgrundkörper 5 untergebrachte separate Antriebs- und Steuereinheit und ein an der Oberseite des Modulgrundkörpers 5 angeordnetes und durch die Antriebs- und Steuereinheit u.a. um eine vertikale Maschinenachse MA des jeweiligen Behandlungsmoduls 3.1 - 3.8 umlaufend antreibbares Transportelement 6.1 - 6.8. Die einzelnen Antriebseinheiten der jeweiligen Transportelemente 6.1 - 6.8 sind derart aufeinander abgestimmt, dass diese im störungsfreien Betrieb der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 jeweils synchron, dabei jedoch jeweils benachbart gegenläufig, zueinander betrieben werden, sich also alternierend in der entsprechenden Umlaufrichtung abwechseln.
Unter störungsfreiem Betrieb der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere der eben beschriebene synchrone Gleich- bzw. Gegenlauf der einzelnen Transportelemente 6.1 - 6.8 zueinander verstanden - also ein störungsfreier Betrieb der Behälterbehandlungsvorrichtung 1, bei dem sämtliche Transportelemente 6.1 - 6.8 mit einer identischen oder näherungsweise identischen Winkelgeschwindigkeit um ihre jeweilige Maschinenachse MA umlaufend angetrieben werden und zwar vorzugsweise durch deren jeweiligen eigenständigen Motorantrieb.
Den Gegensatz zu diesem störungsfreien Betrieb bildet damit insbesondere der gestörte Betrieb (auch Betriebsstörung genannt), bei dem zumindest eines der Transportelemente 6.1 - 6.8 der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 asynchron zu wenigstens einem weiteren Transportelement 6.1 - 6.8 umläuft, beispielsweise asynchron angetrieben wird, so dass die einzelnen Transportelemente 6.1 - 6.8 außer synchronen Gleich- bzw. Gegenlauf geraten. Im gestörten Betrieb der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 weist daher zumindest ein Transportelement 6.1 - 6.8 eine Winkelgeschwindigkeit auf, die von der Winkelgeschwindigkeit zumindest eines weiteren Transportelementes 6 abweicht.
Das Transportelement 6 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass an ihm umfangsseitig eine Vielzahl von gleichartigen Behandlungseinheiten anbringbar ist, um das jeweilige Behandlungsmodul 3.1 - 3.8 für eine bestimmte Funktionalität auszustatten. Jede Behandlungseinheit bildet beispielsweise eine Behandlungsstation 8, so dass ein jedes Behandlungsmodul 3.1-3.8 mehrere Behandlungsstationen 8 aufweisen kann. Die Behandlungsstationen 8 können dabei einen Teilprozess oder den vollständigen Prozess der Behälterbehandlung vollziehen. Beispielsweise können die Behandlungsstationen 8 Vorbehandlungseinheiten (ausgebildet zur Sterilisation der Behälter etc.), Erfassungseinheiten (z.B. zur Erfassung bestimmter Behältermerkmale etc.), Druckeinheiten (z.B. zur Bedruckung der Behälter nach dem Tintenstrahlprinzip etc.) oder Nachbehandlungseinheiten (z.B. Curing-Einheiten zum Trocknen des Druckbildes, Inspektionseinheiten etc.) sein.
Zur Halterung der Behälter 2 an der jeweiligen Behandlungseinheit bzw. an der an dieser Behandlungseinheit ausgebildeten Behandlungsstation 8 sind Halte- und Zentriereinheiten 10 vorgesehen, die auch als Pucks bezeichnet werden und in der 3 nähergehend dargestellt sind. Diese Halte- und Zentriereinheiten 10 sind dazu vorgesehen, jeweils einen Behälter 2 vor oder im Bereich des Behältereinlaufs 1.1 aufzunehmen, den Behälter 2 während des Durchlaufs durch die Behälterbehandlungsvorrichtung 1 gegenüber der Behandlungsstation 8 zu halten bzw. zu zentrieren und den Behälter 2 nach dem Durchlaufen der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 am Behälterauslauf 1.2 oder nach dem Behälterauslauf 1.2 wieder freizugeben.
Jede Behandlungsstation 8 weist hierzu Mittel zum Halten und wieder Freigegeben einer Halte- und Zentriereinheit 10 auf, d.h. an der Behandlungseinheit befindet sich eine Aufnahme, an der eine Halte-und Zentriereinheit 10 lösbar befestigbar ist. In anderen Worten wird der zu behandelnde Behälter 2 während der Drehung des jeweiligen Transportelements 6 durch die Halte- und Zentriereinheit 10 gegenüber der jeweiligen Behandlungseinheit gehalten und dabei gleichzeitig mit der Behandlung in Transportrichtung A weitertransportiert. Die Übergabe des Behälters 2 zwischen einer abgebenden Behandlungsstation 8 eines ersten Transportelements 6 und einer aufnehmenden Behandlungsstation 8 eines in Transportrichtung A darauf folgenden Transportelements 6 erfolgt zu dem Zeitpunkt, in dem die abgebende Behandlungsstation 8 der aufnehmenden Behandlungsstation 8 gegenübersteht.
Die Transportelemente 6 der einzelnen benachbarten Behandlungsmodule 3.1 - 3.8 sind beispielsweise unmittelbar bzw. transportmäßig aneinander anschließend angeordnet und gegenläufig, aber synchron derart angetrieben, dass diese Transportelemente 6 in ihrer Gesamtheit eine Transporteinrichtung bilden, mit der die jeweils an einer Halte-und Zentriereinheit 10 gehaltenen Behälter 2 innerhalb der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 auf dem in der 2 dargestellten mehrfach umgelenkten Behandlungsstrecke BS zwischen dem Behältereinlauf 1.1 und dem Behälterauslauf 1.2 bewegt werden. Die einzelnen Behälter 2 werden hierbei jeweils direkt von dem Transportelement 6 eines Behandlungsmoduls 3.1 - 3.8 an das Transportelement 6 des in Transportrichtung A folgenden Behandlungsmoduls 3.2 - 3.8 weitergeleitet und somit in Richtung des Behälterauslauf 1.2 transportiert.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Halte-und Zentriereinheit 10, also eines Pucks, mit daran vorgesehenem Behälter 2. Die Halte- und Zentriereinheit 10 weist einen Fixierabschnitt 11 auf, mittels dem die Halte-und Zentriereinheit 10 gegenüber einem Transportelement 6 einer Behälterbehandlungsvorrichtung 1 bzw. einer an einem Transportelement 6 einer Behälterbehandlungsvorrichtung 1 vorgesehenen Behandlungsstation 8, beispielsweise einem die Bedruckung vollziehenden Drucksegment fixierbar ist. Beispielsweise kann der Fixierabschnitt 11 im Querschnitt kreisförmig ausgebildet sein und radial gegenüber den übrigen Abschnitten, insbesondere gegenüber den oberhalb bzw. unterhalb des Fixierabschnitts 11 vorgesehenen Abschnitten der Halte-und Zentriereinheit 10, vorstehen, so dass beim Eingreifen des Fixierabschnitts 11 in eine komplementär ausgebildete, an der Behandlungsstation vorgesehene Fixiervorrichtung 20 eine lagegenaue Fixierung der Halte-und Zentriereinheit 10 gegenüber dieser Behandlungsstation bzw. den daran vorgesehenen Mitteln zur Behandlung der Behälter 2, beispielsweise einem oder mehreren Druckköpfen, erfolgt. Insbesondere kann die Halte-und Zentriereinheit 10 zur Halterung derselben an dem Transportelement 6 bzw. der Behandlungsstation mittels elektromagnetischer Kräfte ausgebildet sein.
Die solcherart ausgebildete Halte- und Zentriereinheit 10 kann dabei über eine in Figuren nicht nähergehend dargestellte Fixiervorrichtung an einer Behandlungsstation 8 einer Behälterbehandlungsvorrichtung 1 fixiert sein.
Nach einem die Erfindung tragenden Gedanken ist dabei erfindungsgemäß vorgesehen, dass das jeweilige Transportelement 6.1 - 6.8 zumindest zweier benachbarter Behandlungsmodule 3.1 - 3.8 jeweils ein mit dem zugehörigen Transportelement 6.1 - 6.8 synchron umlaufend angetriebenes Formschlusselement 20.1 - 20.8 aufweist, wobei die Formschlusselemente 20.1 - 20.8 derart rotationssymmetrisch zueinander ausgebildet sind, dass die Formschlusselemente 20.1 - 20.8 der zumindest zwei benachbarten Behandlungsmodule 3.1 - 3.8 im störungsfreien Betrieb der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 zumindest teilumfänglich berührungslos ineinander greifen.
In anderen Worten laufen also die an den Transportelementen 6.1 - 6.8 angeordneten Formschlusselemente 20.1 - 20.8 im störungsfreien Betrieb derart synchron zueinander, dass sich die Formschlusselemente 20.1 - 20.8 mechanisch nicht berühren, also in keinem mechanischen Wirkeingriff zueinander stehen. Erst bei einer Betriebsstörung eines mit einem Formschlusselement 20.1 - 20.8 ausgestatteten Transportelementes 6.1 - 6.8 gelangt erfindungsgemäß das zu diesem Formschlusselement 20.1 - 20.8 weitere benachbarte Formschlusselement 20.1 - 20.8 des nebenstehenden Transportelementes 6.1- 6.8 in mechanischen Wirkeingriff und nimmt damit das eine Betriebsstörung aufweisende Transportelement 6.1 - 6.8 wieder in den synchronen Gleich- bzw. Gegenlauf mit. Eine Abschaltung der erfindungsgemäß ausgebildeten Behälterbehandlungsvorrichtung 1 ohne dabei weitere Betriebsmittel wie beispielsweise Halte- und Zentriereinheit 10 zu beschädigen ist damit sichergestellt.
4 zeigt beispielhaft in vergrößerter perspektivischer Ausschnittdarstellung zwei berührungslos ineinander greifende Formschlusselemente 20.1 - 20.8, hier beispielhaft den Ausschnitt der Formschlusselemente 20.2 und 20.3, zweier benachbarter Transportelemente 6.1 - 6.8, nämlich der Transportelemente 6.2 und 6.3. Besonders vorteilhaft können die Formschlusselemente 20.1 - 20.8 identisch zueinander aufgebaut sein, so dass die nachfolgenden Ausführungen sowie die in 4 beispielhaft gezeigten Ausschnitte für sämtliche Formschlusselemente 20.1 - 20.8 zutreffend sind. Dabei kennzeichnet in den nachfolgenden Ausführungen mit einem Punkt getrennte Index 1 bis 8 jeweils die Zugehörigkeit zu einem der beispielhaft 8 vorgesehenen Behandlungsmodule 3.1 - 3.8.
Die Formschlusselemente 20.1 - 20.8 sind dabei rotationssymmetrisch, vorteilhaft kreisförmig, ausgebildet. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Formschlusselemente 20.1 - 20.8 mit ihrer jeweiligen freien Stirnseite das entsprechende Behandlungsmodul 3.1 - 3.8 seitlich überragen, indem die entsprechende freie Stirnseite des zugehörigen Formschlusselementes 20.1 - 20.8 bezogen auf die Längserstreckung des jeweiligen Behandlungsmoduls 3.1 - 3.8 entlang der entsprechenden Maschinenachse MA seitlich hervorspringt.
Die Formschlusselemente 20.1 - 20.8 sind dabei insbesondere fest, jedoch lösbar, an den Transportelementen 6.1 - 6.8 vorgesehen, insbesondere befestigt. Dabei kann die lösbare Befestigung der Formschlusselemente 20.1 - 20.8 an dem jeweiligen Transportelement 6.1 - 6.8 mittels zumindest einer lösbaren Schnellverriegelungseinrichtung, beispielsweise mittels einer lösbaren Steck- und/oder Schraubverriegelung, realisiert werden.
Ferner sind die Formschlusselemente 20.1 - 20.8 vorteilhaft an der entsprechenden um die jeweilige Maschinenachse MA rotierenden Hauptsäule 7.1 - 7.8 des dazugehörigen Transportelementes 6.1 - 6.8 angeordnet. Vorteilhaft kann das jeweilige Formschlusselemente 20.1 - 20.8 dabei oberhalb der an dem entsprechenden Behandlungsmodul 3.1 - 3.8 ausgebildeten Behandlungsstationen 8 vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann das jeweilige Formschlusselemente 20.1 - 20.8 dabei auch unterhalb der an dem entsprechenden Behandlungsmodul 3.1 - 3.8 ausgebildeten Behandlungsstationen 8 vorgesehen sein.
Dabei kann das jeweilige Formschlusselemente 20.1 - 20.8 einteilig ausgebildet sein. Vorzugsweise kann das jeweilige Formschlusselement 20.1 - 20.8 scheibenförmig ausgebildet sein und dabei einen freien Mittelbereich ausweisen, in dem zentrisch die Hauptsäule 7.1 - 7.8 befestigt aufgenommen ist.
Alternativ kann das jeweilige Formschlusselement 20.1 - 20.8 mehrteilig ausgebildet sein und dabei aus wenigstens zwei im Wesentlichen kreissektorförmigen Segmentabschnitte 21.1 - 21.8 gebildet sein. Die einzelnen kreissektorförmigen Segmentabschnitte 21.1 - 21.8 können jeweils über eine lösbare Steckverbindung 22.1 - 22.8 formschlüssig verbunden sein. Die jeweilige Steckverbindung 22.1 - 22.8 kann beispielsweise als Nut-Feder-Verbindung ausgebildet sein. Zur Gewichtsersparnis können die einzelnen Segmentabschnitte 21.1 - 21.8 Durchbrechungen 23.1 - 23.8 in Form von Lochungen aufweisen.
Weiterhin vorteilhaft sind die Formschlusselemente 20.1 - 20.8 in einer gemeinsamen Ebene E, die in 1 nur andeutet ist, vorgesehen, die vorzugsweise lotrecht zu den entsprechenden Maschinenachsen MA verläuft. In anderen Worten sind die Formschlusselemente 20.1 - 20.8 also derart an den Transportelementen 6.1 - 6.8 angeordnet, dass diese die gemeinsame Ebene E aufspannen.
Besonders vorteilhaft sind die Formschlusselemente 20.1 - 20.8 jeweils als Zahnradkranz ausgebildet, die derart rotationssymmetrisch zueinander an den entsprechend benachbarten Transportelementen 6.1 - 6.8 angeordnet sind, dass zueinander benachbarte Zahnradkränze 20.1 - 20.8 im störungsfreien Betrieb der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 zumindest teilumfänglich mit ihren jeweiligen Zähnen 24.1 - 24.8 berührungslos ineinander greifen, d.h. ineinander kämmen.
Die an den freien Stirnseiten der Zahnradkränze 20.1 - 20.8 vorgesehenen Zähne 24.1 - 24.8 sind damit im Normalbetrieb der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 außer mechanischem Eingriff zueinander und kämmen berührungslos, insbesondere mit einer Lücke, ineinander.
Mehr im Detail kämmen die einzelnen Zähne 24.1 - 24.8 der zugehörigen benachbarten Zahnradkränze 20.1 - 20.8 im Normalbetrieb der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 mit einem jeweiligen Flankenabstand FA im ausgebildeten Tangentialpunkt TP benachbarter Zahnradkränze 20.1 - 20.8 von 0,6 mm bis 3 mm, besonders vorteilhaft einem Flankenabstand von näherungsweise 0,8 mm bis 1,2 mm, berührungslos ineinander. Im Beispiel der nachstehend beschriebenen 5 wurde ein Flankenabstand von 0,9 mm vorgesehen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante weisen sämtliche Transportelemente 6.1 - 6.8 aller vorgesehenen Behandlungsmodul 3.1 - 3.8 jeweils zumindest ein Formschlusselemente 20.1 - 20.8 auf.
Besonders vorteilhaft kann die Behälterbehandlungsvorrichtung 1 als Druckmaschine, insbesondere als Direktdruckmaschine, ausgebildet sein.
5 zeigt beispielhaft den Flankenabstand FA der Zähne 24.2 des Behandlungsmoduls 3.2 relativ zu den Zähnen 24.3 des Behandlungsmoduls 3.3. Dabei steht der Zahn 24.2, welcher vom Zentrierradius ZR im Tangentialpunkt TP symmetrisch geteilt wird im entsprechenden Zahngegenprofil des Segmentabschnitts 21.3, und wobei im idealen Fall dann ein beidseitiger Flankenabstand FA von mindestens 0,9 mm vorliegt.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass eine Vielzahl von Änderungen oder Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der durch die Patentansprüche definierte Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.
Bezugszeichenliste

1: Behälterbehandlungsvorrichtung
1.1: Behältereinlauf
1.2: Behälterauslauf
2: Behälter
3.1-3.8: Behandlungsmodul
4: Grundeinheit
5: Modulgrundkörper
6.1 - 6.8: Transportelement
7.1 - 7.8: Hauptsäule
8: Behandlungsstation
10: Halte- und Zentriereinheit
11: Fixierabschnitt
20.1 - 20.8: Formschlusselement, Zahnradkranz
21.1 - 21.8: Segmentabschnitt
22.1 - 22.8: Steckverbindung
23.1 - 23.8: Durchbrechung
24.1 - 24.8: Zahn
A: Transportrichtung
FA: Flankenabstand
MA: Maschinenachse
TP: Tangentialpunkt
BS: Behandlungsstrecke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007050490 A1 [0003]
DE 102011112281 B3 [0004]

Claims

Behälterbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Behältern (2), umfassend zumindest zwei Behandlungsmodule (3.1 - 3.8) mit jeweils zumindest einem Transportelement (6.1 - 6.8), wobei die zumindest zwei Behandlungsmodule (3.1 - 3.8) entlang einer Behandlungsstrecke (BS) vorgesehen sind, auf der die Behälter (2) in einer Transportrichtung (A) zwischen einem Behältereinlauf (1.1) und einem Behälterauslauf (1.2) an den Transportelementen (6.1 - 6.8) ausgebildeten Behandlungsstationen (8) behandelbar sind, wobei die Behälter (2) entlang der Behandlungsstrecke (BS) mittels der Transportelemente (6.1 - 6.8) der wenigstens zwei Behandlungsmodule (3.1-3.8) beförderbar und die Transportelemente (6.1-6.8) hierfür jeweils um eine vertikal verlaufende Maschineachse (MA) umlaufend antreibbar ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Transportelement (6.1 - 6.8) zumindest zweier benachbarter Behandlungsmodule (3.1 - 3.8) jeweils ein mit dem zugehörigen Transportelement (6.1 - 6.8) synchron umlaufend angetriebenes Formschlusselement (20.1 - 20.8) aufweist, wobei die Formschlusselemente (20.1 - 20.8) derart rotationssymmetrisch zueinander ausgebildet sind, dass die Formschlusselemente (20.1 - 20.8) der zumindest zwei benachbarten Behandlungsmodule (3.1 - 3.8) im störungsfreien Betrieb der Behälterbehandlungsvorrichtung (1) zumindest teilumfänglich berührungslos ineinander greifen.
Behälterbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Formschlusselemente (20.1 - 20.8) in einer gemeinsamen Ebene (E) angeordnet sind, die vorzugsweise lotrecht zu den Maschinenachsen (MA) orientiert ist.
Behälterbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusselemente (20.1 - 20.8) mit ihrer jeweiligen freien Stirnseite das zugehörige Behandlungsmodul (3.1 - 3.8) seitlich überragen.
Behälterbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusselemente (20.1 - 20.8) fest, jedoch lösbar, an den Transportelementen (6.1 - 6.8) befestigt sind.
Behälterbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Formschlusselement (20.1 - 20.8) mittels zumindest einer lösbaren Schnellbefestigungseinrichtung an dem zugehörigen Transportelement (6.1 - 6.8) befestigt ist.
Behälterbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusselemente (20.1 - 20.8) an einer entsprechenden um die Maschinenachse (MA) rotierenden Hauptsäule (7.1 - 7.8) des zugehörigen Transportelementes (6.1 - 6.8) angeordnet sind.
Behälterbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusselemente (20.1 - 20.8) oberhalb der an dem Behandlungsmodul (3.1 - 3.8) ausgebildeten Behandlungsstationen (8) vorgesehen sind.
Behälterbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusselemente (20.1 - 20.8) unterhalb der an dem Behandlungsmodul (3.1 - 3.8) ausgebildeten Behandlungsstationen (8) vorgesehen sind.
Behälterbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Formschlusselement (20.1 - 20.8) einteilig ausgebildet ist.
Behälterbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Formschlusselement (20.1 - 20.8) scheibenförmig ausgebildet ist und einen freien Mittenbereich aufweist, in dem zentrisch die entsprechende Hauptsäule (7.1 - 7.8) aufgenommen ist.
Behälterbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Formschlusselement (20.1 - 20.8) mehrteilig ausgebildet ist und dabei jeweils wenigstens zwei im Wesentlichen kreissektorförmige Segmentabschnitte (21.1 - 21.8) umfasst.
Behälterbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen kreissektorförmigen Segmentabschnitte (21.1 - 21.8) jeweils über eine lösbare Steckverbindung (22.1 -22.8) formschlüssig miteinander verbunden sind.
Behälterbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusselemente (20.1 - 20.8) jeweils als Zahnradkranz ausgebildet sind, die derart rotationssymmetrisch zueinander an den entsprechend benachbarten Transportelementen (6.1 - 6.8) angeordnet sind, dass zueinander benachbarte Zahnradkränze (20.1 - 20.8) im störungsfreien Betrieb der Behälterbehandlungsvorrichtung (1) zumindest teilumfänglich mit ihren jeweiligen Zähnen (24.1 - 24.8) berührungslos ineinander greifen.
Behälterbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradkränze (20.1 - 20.8) an den freien Stirnseiten jeweils mehrere Zähne (24.1 - 24.8) aufweisen, die im Normalbetrieb der Behälterbehandlungsvorrichtung (1) außer mechanischem Eingriff zueinander stehen und berührungslos, insbesondere mit einer Lücke, ineinander kämmen.
Behälterbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Zähne (24.1 - 24.8) der zugehörigen benachbarten Zahnradkränze (20.1 - 20.8) im Normalbetrieb der Behälterbehandlungsvorrichtung (1) mit einem jeweiligen Flankenabstand (FA) im ausgebildeten Tangentialpunkt (TP) von 5 µm bis 20 µm, besonders vorteilhaft einem Flankenabstand von näherungsweise 15 µm, berührungslos ineinander.
Behälterbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Transportelemente (6.1 - 6.8) aller vorgesehenen Behandlungsmodul (3.1 - 3.8) jeweils zumindest ein Formschlusselement (20.1 - 20.8) aufweisen.
Verfahren zum Behandeln von Behältern (2), bei dem zumindest zwei Behandlungsmodule (3.1 - 3.8) mit jeweils zumindest einem Transportelement (6.1 - 6.8) angeordnet werden und die zumindest zwei Behandlungsmodule (3.1 - 3.8) entlang einer Behandlungsstrecke (BS) vorgesehen sind, auf der die Behälter (2) in einer Transportrichtung (A) zwischen einem Behältereinlauf (1.1) und einem Behälterauslauf (1.2) an den Transportelementen (6.1 - 6.8) ausgebildeten Behandlungsstationen (8) behandelt werden, bei dem die Behälter (2) entlang der Behandlungsstrecke (BS) mittels der Transportelemente (6.1 - 6.8) der wenigstens zwei Behandlungsmodule (3.1-3.8) befördert und die Transportelemente (6.1-6.8) hierfür jeweils um eine vertikal verlaufende Maschineachse (MA) umlaufend angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest zwei benachbarten Behandlungsmodulen (3.1 - 3.8) jeweils ein an dem zugehörigen Transportelement (6.1 - 6.8) vorgesehenes Formschlusselement (20.1 - 20.8) derart synchron umlaufend mit angetrieben wird, dass die Formschlusselemente (20.1 - 20.8) der zumindest zwei benachbarten Behandlungsmodule (3.1 - 3.8) im störungsfreien Betrieb der Behälterbehandlungsvorrichtung (1) zumindest teilumfänglich berührungslos ineinander greifen.