DE102019125850A1

DE102019125850A1 - Verfahren und System zur Ausstattung von Behältern und zur Bedruckung von Schraubverschlüssen für die Behälter

Info

Publication number: DE102019125850A1
Application number: DE102019125850.2A
Authority: DE
Inventors: Frank Winzinger
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2021-03-25

Abstract

Verfahren (100) zur Ausstattung von Behältern (2) und zur Bedruckung von Schraubverschlüssen (3) für die Behälter (2), wobei die Behälter (2) mit einem Transporteur (10.1) als Behältermassenstrom transportiert werden (104), wobei die Behälter (2) jeweils unter Berücksichtigung einer Drehstellung um ein Behältergewinde (2.1) mit einer Ausstattung (2.2) versehen werden (106), beispielsweise mit einem Behälterdirektdruck und/oder mit einem Etikett, wobei von den Schraubverschlüssen (3) jeweils mit einer Sensoreinheit (20.2) ein Drehwinkel ihres Schraubgewindes (3.1) bestimmt wird (101), und die Schraubverschlüsse (3) separat von den Behältern (2) jeweils unter Berücksichtigung des Drehwinkels mit einem Direktdruck (3.2) derart bedruckt werden, wobei der Direktdruck (3.2) in einer vordefinierten Orientierung gegenüber dem Schraubwinde (3.1) liegt (103).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausstattung von Behältern und zur Bedruckung von Schraubverschlüssen für die Behälter mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, 11 bzw. 12 und ein System zur Ausstattung von Behältern und zur Bedruckung von Schraubverschlüssen für die Behälter mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 13.
Üblicherweise werden Behälter mittels einer Etikettiermaschine mit vorgedruckten Etiketten als Ausstattung versehen, die den Inhalt kennzeichnen und/oder bewerben. Zudem werden in jüngerer Zeit zum Ausstatten der Behälter vermehrt Direktdruckverfahren eingesetzt, bei denen die Behälter direkt mittels eines oder mehrerer Direktdruckköpfe bedruckt werden. Vorteilhaft dabei ist, dass der Behälterdirektdruck besonders einfach auf Basis einer digitalen Druckvorlage angepasst werden kann, und es sogar möglich ist, die Behälter individuell zu bedrucken.
Üblicherweise werden die Behälter zur Ausstattung mit einem Transporteur als Behältermassenstrom transportiert, beispielsweise mit einem Karussell und daran angeordneten Behälteraufnahmen. Während der Ausstattung werden die Behälter üblicherweise mit den Behälteraufnahmen gegenüber einer Ausstattungseinheit geschwenkt bzw. gedreht, beispielsweise gegenüber einer Behälterdirekdruckeinheit oder einer Etikettiereinheit. Dadurch werden die Behälter mit dem Behälterdirektdruck flächig bedruck oder mit einem Etikett versehen.
Des Weiteren sind Verfahren bekannt, bei denen die Behälterverschlüsse mit einem Direktdruck versehen werden.
Die DE 10 2015 211 770 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bedrucken von Behälterverschlüssen.
Die WO 2015/011663 A1 offenbart eine Anlage zur Herstellung und zur Bedruckung von Behälterverschlüssen.
Nachteilig dabei ist, dass es dabei zu einer ungewünschten Orientierung des Direktdrucks gegenüber der Ausstattung kommen kann, so dass kein einheitliches Gesamtdruckbild entsteht. Zudem ist es bei Schraubverschlüssen nicht mehr möglich, die Orientierung des Direktdrucks beim Verschließen gegenüber der Ausstattung zu ändern.
Hierzu schlägt die WO 03/024808 A2 vor, die Orientierung der Behälter anhand eines Aufdrucks an dem Verschluss zu erfassen und dementsprechend das Etikett auszurichten.
Weiterhin schlägt die DE 10 2006 019441 A1 ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Bedrucken von Behältern vor, bei dem eine in digitaler Form vorliegende Druckvorlage allein durch elektronisches Ausrichten oder Drehen so auf die senkrecht zur Behälterachse orientierte Behälter flächig aufgebracht wird, dass der erzeugte Aufdruck die gewünschte Orientierung in Bezug auf die übrige Ausstattung des Behälters aufweist.
Nachteilig bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist, dass die Behälter bereits mit den Behälterverschlüssen verschlossen sein müssen, um die gewünschte Orientierung der verschiedenen Ausstattungen zu bewerkstelligen. Folglich müssen die Behälter bzw. die Behälterverschlüsse dazu bereits mit dem Produkt befüllt sein, so dass es durch Verunreinigungen an den Außenflächen zu einer Beeinträchtigung der Ausstattung bzw. des Direktdrucks kommen kann. Zudem muss der Behälter bei einem Fehler in der Ausstattung und/oder des Direktdrucks inklusive dem Behälterverschluss und dem Produkt entsorgt werden. Folglich ist diese Vorgehensweise mit entsprechenden Kosten verbunden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und ein System zur Ausstattung von Behältern und zur Bedruckung von Schraubverschlüssen für die Behälter bereitzustellen, die eine höhere Qualität des Erscheinungsbilds erlauben und die effizienter sowie kostengünstiger arbeiten.
Zur Lösung dieser Aufgabenstellung stellt die Erfindung ein Verfahren zur Ausstattung von Behältern und zur Bedruckung von Schraubverschlüssen für die Behälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereit. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
Dadurch, dass die Behälter jeweils unter Berücksichtigung der Drehstellung um das Behältergewinde mit der Ausstattung versehen werden, nimmt die Ausstattung bei den so versehenen Behältern immer dieselbe Lage gegenüber dem Behältergewinde ein. Dadurch, dass von den Schraubverschlüssen jeweils mit der Sensoreinheit der Drehwinkel des Schraubgewindes bestimmt wird, und die Schraubverschlüsse separat von den Behältern jeweils unter Berücksichtigung des Drehwinkels mit dem Direktdruck bedruckt werden, nimmt der Direktdruck bei allen derart ausgestatteten Behältern die gleiche vordefinierte Orientierung gegenüber dem Schraubgewinde ein.
Folglich nimmt dann der Direktdruck am verschlossenen Behälter aufgrund der mechanischen Passung des Schraubgewindes zum Behältergewinde immer die gleiche Orientierung zur Ausstattung ein. Anders ausgedrückt kann über Berücksichtigung der Drehstellung des Behälters um das Behältergewinde beim Ausstatten und über die Berücksichtigung des Drehwinkels des Schraubgewindes beim Bedrucken die Lage des Direktdrucks gegenüber der Ausstattung festgelegt werden. Daraus resultiert bei den so behandelten Behälter ein einheitliches Erscheinungsbild.
Des Weiteren wird beim Ausstatten der Behälter lediglich die Drehstellung um das Behältergewinde bzw. beim Bedrucken der Schraubverschlüsse lediglich der Drehwinkel um das Schraubgewinde berücksichtigt. Folglich können sowohl die Behälter als auch die Schraubverschlüsse separat voneinander ausgestattet bzw. bedruckt werden. Dementsprechend kann dies bereits vor dem Abfüllen des Produkts in die Behälter geschehen und fehlerhafte Behälter bzw. Schraubverschlüsse können bereits vor dem Befüllen mit dem Produkt erkannt und aussortiert werden.
Folglich ist die Qualität der Ausstattung und des Direktdrucks besonders hoch und kann besonders effizient sowie kostengünstig erfolgen.
Das Verfahren zur Ausstattung von Behältern und zur Bedruckung von Schraubverschlüssen für die Behälter kann in einer Getränkeverarbeitungsanlage eingesetzt werden. Das Verfahren kann mit einem System aus dem Transporteur, einer Ausstattungseinheit und/oder aus einer Direktdruckeinheit durchgeführt werden. Denkbar ist, dass das System einer Behälterherstellungsmaschine, einer Herstellungsmaschine für Schraubverschlüsse, einem Füller, einem Verschließer und/oder einem Verpackungsmaschine zugeordnet ist.
Die Behälter können dazu vorgesehen sein, Getränke, Hygieneartikel, Pasten, chemische, biologische und/oder pharmazeutische Produkte aufzunehmen. Im Allgemeinen können die Behälter für jegliche fließfähige bzw. abfüllbare Medien vorgesehen sein. Die Behälter können aus Kunststoff, Glas oder Metall sein, aber auch hybride Behälter mit Materialmischungen sind denkbar. Die Behälter aus Kunststoff können aus PET, HD-PE oder PP sein. Zudem können die Behälter aus einem biologisch abbaubaren Material sein, beispielsweise Maisstärke.
Die Behälter können um eine Behälterlängsachse rotationssymmetrisch ausgebildet sein.
Denkbar ist auch, dass die Behälter als Formbehälter ausgebildet sind. Mit Formbehälter kann hier gemeint sein, dass die Behälter von einer Rotationssymmetrie um eine Behälterlängsachse abweichen. Die Formbehälter können beispielsweise einen rechteckigen oder ovalen Querschnitt aufweisen. Denkbar ist, dass die Formbehälter eine Oberflächentopologie mit reliefartigen Oberflächenbereichen umfasst. Die Behälterlängsachse kann konzentrisch zu dem Behältergewinde verlaufen.
Insbesondere ist bei nicht rotationssymmetrischen Behältern daran gedacht, deren Vorformling, der bereits ein Gewinde aufweist, vor einem Einsetzen in eine Herstellungsform hinsichtlich seines Gewindes zur Herstellungsform auszurichten, beispielsweise mittels eines Sensors. Auf diese Weise weist das Gewinde schon eine definierte Orientierung zum Rest des Behälters auf.
Das Schraubgewinde kann dazu vorgesehen sein, die Schraubverschlüsse auf das Behältergewinde zu schrauben, so dass die Behälter mit den Schraubverschlüssen verschlossen sind. Anders ausgedrückt kann beim Verschließen jeweils einer der Schraubverschlüsse mit seinem Schraubgewinde auf das Behältergewinde eines der Behälter geschraubt werden, beispielsweise um ein in die Behälter abgefülltes Produkt vor Umgebungseinflüssen zu schützen. Die Schraubverschlüsse können jeweils ein Schraubgewinde umfassen.
Denkbar ist, dass die Behälter beim Transport durch den Transporteur von der Ausstattungseinheit mit der Ausstattung versehen werden. Beispielsweise kann die Ausstattungseinheit als Behälterdirekdruckeinheit und/oder als Etikettiereinheit ausgebildet sein, um die Behälter mit dem Behälterdirektdruck und/oder dem Etikett auszustatten.
Die Behälter können in Behälteraufnahmen des Transporteurs aufgenommen werden, um sie beim Ausstatten zu schwenken. Beispielsweise können die Behälteraufnahmen die Behälter beim Transport mit einem Drehteller und/oder mit einer Zentrierglocke aufnehmen, insbesondere wobei der Drehteller mit einem Antrieb oder mit einer Steuerkurve beim Ausstatten geschwenkt bzw. gedreht wird. Dadurch kann der Behälterdirektdruck flächig aufgedruckt und/oder das Etikett flächig aufgetragen werden.
Dass „die Behälter jeweils unter Berücksichtigung einer Drehstellung um ein Behältergewinde mit einer Ausstattung versehen werden“ kann hier bedeuten, dass die Behälter zunächst derart um eine Achse des Behältergewindes gedreht werden, dass sie bezogen auf einen Bezugspunkt des Behältergewindes denselben Drehwinkel einnehmen, und dass sie anschließend mit der Ausstattung versehen werden. Dadurch bedeckt die Ausstattung immer den gleichen Umfangsabschnitt der Behälter. Beispielsweise kann ein Ende eines Gewindegangs des Behältergewindes als Bezugspunkt definiert werden und die Drehstellung als Winkel dieses Bezugspunkts um die Achse des Behältergewindes. Zudem kann für den Winkel des Bezugspunkts eine geeignete Bezugsebene durch die Achse des Behältergewindes definiert werden, beispielsweise durch die Sensoreinheit und/oder den Transporteur und/oder die Ausstattungseinheit. Denkbar ist jedoch auch jeder beliebige andere Punkt des Behältergewindes als Bezugspunkt. Die Drehstellung kann beispielsweise ein Drehwinkel um eine Achse des Behältergewindes sein.
Beispielsweise kann ein oberes oder unteres Ende eines Gewindeganges als Bezugspunkt definiert werden und die Drehstellung über den Winkel zwischen einer ersten Fläche, die der Bezugspunkt mit einer Behälterlängsachse aufspannt, und einer zweiten Fläche, die von einer Mitte eines Druckkopfes oder einer Etikettenübertragungsvorrichtung im Moment des Passierens eines Drehtellers bzw. eines Behälters durch die Mitte des Drehtellers bzw. die Mitte des Behälters. Alternativ kann die Drehstellung über den Winkel zwischen der ersten Fläche und einer dritten Fläche definiert werden, welche von einer Karusselldrehachse der Ausstattungsmaschine und der Behälterlängsachse aufgespannt wird.
Entsprechend kann mit dem Drehwinkel des Schraubgewindes eine Winkelstellung um eine Achse des Schraubgewindes gemeint sein. Beispielsweise kann ein Ende eines Gewindegangs des Schraubgewindes als Bezugspunkt definiert werden und der Drehwinkel als Winkel des Bezugspunkts um das Schraubgewinde gegenüber einer Bezugsebene durch die Achse des Schraubgewindes. Denkbar ist auch jeder beliebige andere Punkt des Schraubgewindes als Bezugspunkt. Die Bezugsebene kann in geeigneter Weise, beispielsweise durch die Sensoreinheit und/oder die Direktdruckeinheit definiert werden.
Die Sensoreinheit kann dazu vorgesehen sein, wenigstens einen Gewindegang des Schraubgewindes wenigstens teilweise zu erfassen, um den Drehwinkel zu bestimmen. Denkbar ist, dass die Sensoreinheit zusätzlich von den Schraubverschlüssen jeweils eine Oberseite erfasst, beispielsweise um die Achse des Schraubgewindes zu bestimmen.
Dass „die Schraubverschlüsse separat von den Behältern jeweils unter Berücksichtigung des Drehwinkels mit einem Direktdruck bedruckt werden“ kann hier bedeuten, dass die Schraubverschlüsse beim Bedrucken von den Behältern getrennt sind. Beispielsweise könnten die Schraubverschlüsse mit einer von der Ausstattungseinheit für die Behälter separaten Direktdruckeinheit bedruckt werden. Denkbar ist, dass die Behälter von einem anderen Hersteller ausgestattet werden, als der Hersteller, der die Schraubverschlüsse bedruckt. Mit der „vordefinierten Orientierung“ kann hier eine Winkellage des Direktdrucks gegenüber dem Schraubgewinde gemeint sein. Beispielsweise kann der Direktdruck auf den Schraubverschlüssen immer dieselbe Ausrichtung gegenüber dem Schraubgewinde aufweisen.
Mit „Behälterdirektdruck“ oder „Direktdruck“ kann hier ein Digital- und/oder Tintenstrahldruck gemeint sein. Beispielsweise können der Behälterdirektdruck und/oder der Direktdruck mit wenigstens einem Direktdruckkopf auf die Behälter bzw. auf die Schraubverschlüsse aufgebracht werden. Dazu kann der wenigstens eine Direktdruckkopf eine oder mehrere Düsenreihen mit steuerbaren Druckdüsen umfassen, um damit auf Basis einer digitalen Druckvorlage Tintentropfen auf die Behälter bzw. auf die Schraubverschlüsse aufzubringen. Denkbar ist, dass der Behälterdirektdruck und/oder der Direktdruck eine oder mehrere Druckfarben aufweist. Beispielsweise kann es sich bei den Druckfarben um Weiß, Cyan, Magenta, Gelb und/oder Schwarz handeln. Denkbar sind auch Sonderfarben, wie beispielsweise eine Silber- oder Goldfarbe.
Die Behälter können jeweils mit einem Behälterdirektdruck als Ausstattung derart bedruckt werden, dass der Behälterdirektdruck an den Behältern jeweils den gleichen Umfangsabschnitt bedeckt. Durch den Behälterdirektdruck ist es möglich, die Behälter besonders flexibel oder auch individuell zu bedrucken. Beispielsweise kann der Behälterdirektdruck eine in die Behälter abgefülltes Produkt bewerben und/oder kennzeichnen. Der Umfangsabschnitt kann ein äußerer Oberflächenbereich des Behälterkörpers sein.
Mit der Sensoreinheit kann von den Schraubverschlüssen wenigstens ein Gewindeabschnitt und/oder eine angeformte Markierung des Schraubgewindes erfasst werden, um den Drehwinkel des Schraubgewindes zu bestimmen. Dadurch kann der Drehwinkel des Schraubgewindes besonders einfach erfasst werden. Beispielsweise kann der Gewindeabschnitt ein Ende eines Gewindegangs des Schraubgewindes umfassen, das als Bezugspunkt für den Drehwinkel dient. Ebenso ist denkbar, dass die angeformte Markierung des Schraubgewindes den Bezugspunkt bildet. Beispielsweise kann die angeformte Markierung eine Erhebung oder eine Vertiefung am Schraubgewinde umfassen. Dadurch kann der Drehwinkel besonders einfach und eindeutig bestimmt werden.
Die Sensoreinheit kann den wenigstens einen Gewindeabschnitt und/oder die angeformte Markierung mit einer Kamera als Kamerabild erfassen, wobei das Kamerabild mit einer Bildverarbeitungseinheit ausgewertet wird, um von den Schraubverschlüssen jeweils den Drehwinkel des Schraubgewindes zu bestimmen. Dadurch kann die Sensoreinheit den wenigstens ein Gewindeabschnitt und/oder die angeformte Markierung besonders schnell und ohne Kontakt erfassen. Denkbar ist auch, dass die Sensoreinheit zusätzlich oder alternativ als 3-D-Sensor ausgebildet ist, so dass das Schraubgewinde als 3D-Daten erfasst wird. Beispielsweise kann die Sensoreinheit eine Triangulationseinheit umfassen. Die Triangulationseinheit kann beispielsweise nach dem Lichtschnittverfahren arbeiten. Die Bildverarbeitungseinheit kann eine CPU, einen Speicher, eine Ein- und/oder Ausgabeschnittstelle, einen Anzeigeeinheit und/oder eine Eingabeeinheit umfassen. Die Bildverarbeitungseinheit kann eine Software umfassen, um die Kamerabilder auf den wenigstens einen Gewindeabschnitt und/oder die angeformte Merkierung hin auszuwerten.
Denkbar ist, dass der Direktdruck mit wenigstens einem Direktdruckkopf auf die Schraubverschlüsse gedruckt wird. Beispielsweise kann der Direktdruckkopf nach einem Digital- und/oder Tintenstrahldruckverfahren arbeiten. Dadurch kann der Direktdruck besonders flexibel oder auch individuell auf die Schraubverschlüsse aufgebracht werden.
Nach dem Bestimmen des Drehwinkels des Schraubgewindes der Schraubverschlüsse und vor dem Bedrucken der Schraubverschlüsse kann jeweils eine digitale Druckvorlage auf Basis des Drehwinkels elektronisch gedreht werden. Dadurch können die Schraubverschlüsse ohne eine vorhergehende mechanische Drehung bedruckt werden, so dass dennoch der Direktdruck die vordefinierte Orientierung gegenüber dem Schraubgewinde aufweist. Bei der digitalen Druckvorlage kann es sich beispielsweise um eine Raster- und/oder eine Vektorgrafik handeln, die auf Basis des Drehwinkels für den jeweiligen Schraubverschluss mittels Bildverarbeitung gedreht wird.
Von den Behältern kann mit einer weiteren Sensoreinheit jeweils die Drehstellung um das Behältergewinde bestimmt werden. Dadurch können die Behälter beispielsweise durch eine gezielte Drehung in eine Ausgangslage vor dem Ausstatten gedreht werden. Dies ist besonders bei rotationssymmetrischen Behältern vorteilhaft. Beispielsweise können die Behälter eine angeformte Markierung umfassen, die die Drehstellung um das Behältergewinde kennzeichnet. Die angeformte Markierung kann von der weiteren Sensoreinheit erkannt werden, um die Drehstellung um das Behältergewinde zu bestimmen.
Denkbar ist auch, dass von den Behältern mit der weiteren Sensoreinheit jeweils das Behältergewinde wenigstens teilweise erfasst wird, um die Drehstellung um das Behältergewinde zu bestimmen. Dadurch müssen zur Bestimmung der Drehstellung weder der Behälter noch das Behältergewinde speziell markiert werden. Beispielsweise kann ein Ende eines Gewindegangs des Behältergewindes als Bezugspunkt erfasst werden, um die Drehstellung zu bestimmen. Vorzugsweise kann die weitere Sensoreinheit das Behältergewinde mit einer Kamera als Kamerabild erfassen, wobei das Kamerabild mit einer Bildverarbeitungseinheit ausgewertet wird, um die Drehstellung des Behältergewindes zu bestimmen. Dadurch kann die Drehstellung um das Behältergewinde ohne Kontakt mittels Bildverarbeitung bestimmt werden.
Die mit der Ausstattung versehenen Behälter können mit den bedruckten Schraubverschlüssen verschlossen werden. Dadurch wird ein in die Behälter abgefülltes Produkt vor Fremdeinwirkung besonders gut geschützt. Zudem können so die Behälter und die Schraubverschlüsse vor dem Abfüllen des Produkts besonders zuverlässig und sauber bedruckt werden.
Nach dem Verschließen kann mit einer Inspektionseinheit die Lage des Direktdrucks gegenüber der Ausstattung kontrolliert werden. Dadurch wird sichergestellt, dass ein einheitliches Druckbild entsteht. Denkbar ist, dass fehlerhaft bedruckte Schraubverschlüsse und/oder fehlerhaft ausgestattete Behälter nach der Kontrolle ausgeschleust werden. Denkbar ist, dass verschlossene Behälter mit einer fehlerhaften Orientierung der Schraubverschlüsse zu den Behältern nach der Kontrolle ausgeschleust werden.
Darüber hinaus stellt die Erfindung zur Lösung der Aufgabenstellung ein Verfahren zur Ausstattung von Behältern und zur Bedruckung von Schraubverschlüssen für die Behälter mit den Merkmalen des Anspruchs 11 bzw. 12 bereit. Die Verfahren nach den Ansprüchen 11 bzw. 12 können die zuvor beschriebenen Merkmale, insbesondere nach einem der Ansprüche 1-10 einzelnen oder in beliebigen anderen Kombinationen umfassen.
Das Verfahren nach dem Anspruch 11 unterscheidet sich von dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10 lediglich dadurch, dass die Behälter jeweils mit beliebiger Drehstellung ausgestattet werden können, und danach individuell die Drehstellung der Ausstattung in Bezug auf das Behältergewinde erfasst wird. Nachfolgend wird dem jeweiligen Behälter ein Schraubverschluss zugeordnet, der dann unter Berücksichtigung des Drehwinkels des Schraubgewindes, insbesondere vom Verschluss und vom Behälter, sowie der Drehstellung der Ausstattung mit dem Direktdruck bedruckt wird. Dadurch kann der jeweilige Behälter mit seinem zugeordneten Schraubverschluss verschlossen werden und der Direktdruck auf dem Schaubverschluss ist mit der vordefinierten Orientierung gegenüber der Ausstattung der Behälter ausgerichtet. Folglich müssen die Behälter zum Ausstatten nicht vorausgerichtet werden.
Bei diesem Verfahren kann es sein, dass die von der Sensoreinheit erfassten Behälter und die bedruckten Verschlüsse bis zu ihrer Vereinigung jeweils eine gewisse Transportstrecke zurücklegen müssen, wobei bei einem Ausscheiden von einem Behälter auch der ihm zugeordnete Verschluss ausgeschieden wird und umgekehrt.
Ein Ausscheiden eines Verschlusses oder Behälters kann beispielsweise von einer Fehlgeschlagenen Zwischenbehandlung (beim Behälter beispielsweise ein fehlerhaftes Abfüllen) verursacht werden.
Um eine eindeutige Zuordnung realisieren zu können, kann vorgesehen sein, dass die Verschlüsse und die Behälter pufferfrei bis zu ihrer Vereinigung transportiert werden - die Verschlüsse spätestens ab dem Bedrucken und die Behälter spätestens ab der Erfassung.
Um eine eindeutige Zuordnung realisieren zu können, kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Verschlüsse und/oder die Behälter einzeln, insbesondere mittels aktiven Handhabens jedes einzelnen Behälters und/oder Verschlusses, bis zu ihrer Vereinigung transportiert werden - die Verschlüsse spätestens ab dem Bedrucken und die Behälter spätestens ab der Erfassung.
Das Verfahren nach dem Anspruch 12 unterscheidet sich von dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10 lediglich dadurch, dass die Schraubverschlüsse jeweils mit einem beliebigen Drehwinkel mit dem Direktdruck bedruckt werden, und danach individuell der Drehwinkel des Direktdrucks auf dem Schraubverschluss in Bezug auf das Schraubgewinde erfasst wird. Anschließend wird dem jeweiligen Schraubverschluss ein Behälter zugeordnet, der dann unter Berücksichtigung der Drehstellung um sein Behältergewinde und des Drehwinkels des zugeordneten Schraubverschlusses mit der Ausstattung versehen wird. Anschließend wird der jeweilige Behälter mit seinem zugeordneten Schraubverschluss verschlossen. Dadurch müssen die Schraubverschlüsse oder die Druckvorlage beim Drucken nicht vorausgerichtet werden. Dieses, aber auch die anderen, Verfahren kann (können) bevorzugt bei im Wesentlichen rotationssymmetrischen Behältern Anwendung finden.
Darüber hinaus stellt die Erfindung zur Lösung der Aufgabenstellung ein System zur Ausstattung von Behältern und zur Bedruckung von Schraubverschlüssen für die Behälter mit den Merkmalen des Anspruchs 13 bereit. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt. Die Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 12 können mit dem System nach einem der Ansprüche 13 - 15 durchgeführt werden.
Durch das Vorhandensein einer der Sensoreinheiten kann die Ausrichtung bzw. die Drehstellung des Gewindes zum Direktdruck des Schraubverschlusses erfasst werden, um mit dieser Information den Schraubverschluss stellungsgerecht auf einen Behälter aufzubringen. Dadurch, dass die Sensoreinheit dazu ausgebildet ist, um von den Schraubverschlüssen jeweils den Drehwinkel des Schraubgewindes zu bestimmen und dadurch, dass die Direktdruckeinheit dazu ausgebildet ist, die Schraubverschlüsse separat von den Behältern jeweils unter Berücksichtigung des Drehwinkels mit dem Direktdruck zu bedrucken, nimmt der Direktdruck bei allen derart ausgestatteten Behältern die gleiche vordefinierte Orientierung gegenüber dem Schraubgewinde ein. Dadurch, dass zusätzlich oder alternativ die Sensoreinheit dazu ausgebildet ist, jeweils von den bedruckten Schraubverschlüssen einen Drehwinkel des Direktdrucks gegenüber dem Schraubgewinde zu bestimmen, können so anschließend die Behälter mit der Ausstattungseinheit unter Berücksichtigung des Drehwinkels (individuell) ausgestattet werden. Dadurch nimmt der Direktdruck an den Schraubverschlüssen die gleiche vordefinierte Orientierung gegenüber der Ausstattung an den Behältern ein.
Die erste Sensoreinheit kann im Transportweg der Schraubverschlüsse insbesondere vor (stromaufwärts) der Druckeinheit angeordnet sein, insbesondere unmittelbar. Insbesondere befindet sich der Schraubverschluss während der Inspektion und des Bedruckens auf demselben Transporteur und wird zu diesem nicht bewegt.
Die zweite Sensoreinheit kann im Transportweg der Schraubverschlüsse insbesondere nach (stromabwärts) der Druckeinheit angeordnet sein, insbesondere unmittelbar.
Die Ausstattungseinheit kann dazu ausgebildet sein, die Behälter mit der Ausstattung unter Berücksichtigung einer Drehstellung um die Behältergewinde zu versehen, insbesondere wobei die Ausstattungseinheit als Behälterdirektdruckeinheit und/oder als Etikettiereinheit ausgebildet ist. Dadurch, dass die Behälter jeweils unter Berücksichtigung der Drehstellung um das Behältergewinde mit der Ausstattung versehen werden, nimmt die Ausstattung bei den so versehenen Behältern immer dieselbe Lage gegenüber dem Behältergewinde ein..
Folglich nimmt dann der Direktdruck am verschlossenen Behälter aufgrund der mechanischen Passung des Schraubgewindes zum Behältergewinde immer die gleiche Orientierung zur Ausstattung ein. Anders ausgedrückt kann über Berücksichtigung der Drehstellung des Behälters um das Behältergewinde beim Ausstatten und über die Berücksichtigung des Drehwinkels des Schraubgewindes beim Bedrucken die Lage des Direktdrucks gegenüber der Ausstattung festgelegt werden. Daraus resultiert bei den so behandelten Behälter ein einheitliches Erscheinungsbild.
Des Weiteren wird beim Ausstatten der Behälter lediglich die Drehstellung um das Behältergewinde bzw. beim Bedrucken der Schraubverschlüsse lediglich der Drehwinkel um das Schraubgewinde berücksichtigt. Folglich können sowohl die Behälter als auch die Schraubverschlüsse separat voneinander ausgestattet bzw. bedruckt werden. Dementsprechend kann dies bereits vor dem Abfüllen des Produkts in die Behälter geschehen und fehlerhafte Behälter bzw. Schraubverschlüsse können bereits vor dem Befüllen mit dem Produkt erkannt und aussortiert werden. Weiterhin wird durch dieses Vorgehen vermieden, dass eine Kondenswasserbildung (z.B. durch kaltes Füllprodukt) auf den Behältern oder den Schraubverschlüssen vor dem Bedrucken stattfindet.
Folglich ist die Qualität der Ausstattung und des Direktdrucks besonders hoch und kann besonders effizient sowie kostengünstig erfolgen.
Das System kann in einer Getränkeverarbeitungsanlage angeordnet sein. Die Getränkeverarbeitungsanlage kann einen Füller und einen Verschließer umfassen, um die ausgestatteten Behälter mit einem Produkt zu befüllen und sie anschließend mit jeweils einem der Schraubverschlüsse zu verschließen.
Die Ausstattungseinheit kann als Behälterdirekdruckeinheit und/oder als Etikettiereinheit ausgebildet sein. Bei der Behälterdirekdruckeinheit kann es sich um eine Direktdruckmaschine zur Bedruckung der Behälter mit einem Direktdruck handeln. Bei der Etikettiereinheit kann es sich um eine Etikettiermaschine zum Etikettieren der Behälter mit einem Etikett, beispielsweise aus Papier oder Kunststoff, handeln.
Die Direktdruckeinheit und/oder die Behälterdirektruckeinheit kann wenigstens einen Direktdruckkopf umfassen, um die Schraubverschlüsse bzw. die Behälter mittels eines Digital- oder Tintenstrahldruckverfahrens zu bedrucken. Die Direktdruckeinheit kann einen Förderer für die Schraubverschlüsse umfassen, um sie beim Bedrucken gegenüber dem wenigstens ein Direktdruckkopfs zu verfahren, so dass ein flächiger Direktdruck an den Behälterverschlüssen entsteht. Denkbar ist jedoch auch, dass der wenigstens eine Direktdruckkopf verfahrbar angeordnet ist, um die Schraubverschlüsse jeweils flächig mit dem Direktdruck zu bedrucken.
Denkbar ist, dass die Direktdruckeinheit einen Drehsteller umfasst, um die Schraubverschlüsse in eine vordefinierte Drehposition gegenüber dem wenigstens einen Direktdruckkopf zu drehen. Alternativ ist denkbar, dass die Direktdruckeinheit dazu ausgebildet ist, eine digitale Druckvorlage auf Basis des Drehwinkels des Schraubgewindes elektronisch zu drehen, dass der Direktdruck die vordefinierte Orientierung gegenüber dem Schraubgewinde aufweist.
Das System kann eine weitere Sensoreinheit umfassen, die dazu ausgebildet ist, von Behältern jeweils die Drehstellung um das Behältergewinde zu bestimmen. Dadurch können die Behälter vor dem Ausstatten auf Basis der Drehstellung, beispielsweise mittels einer drehbaren Behälteraufnahme, besonders einfach ausgerichtet werden.
Denkbar ist, dass die Sensoreinheit zur Erfassung wenigstens eines Gewindeabschnitts und/oder einer angeformten Markierung des Schraubgewindes und/oder die weitere Sensoreinheit zur Erfassung wenigstens eines Teilbereichs des Behältergewindes wenigstens eine Kamera umfasst. Dadurch kann der Drehwinkel des Schraubgewindes bzw. die Drehstellung um das Behältergewinde berührungsfrei erfasst werden.
Die Sensoreinheit kann die Kamera umfassen, um von den Schraubverschlüssen jeweils das Schraubgewinde als Kamerabild zu erfassen. Zudem kann der Sensoreinheit eine Bildverarbeitungseinheit zugeordnet sein, um das Kamerabild der Sensoreinheit in Bezug auf den Drehwinkel des Schraubgewindes auszuwerten.
Die weitere Sensoreinheit kann die Kamera umfassen, um das Behältergewinde wenigstens teilweise als Kamerabild zu erfassen. Die Bildverarbeitungseinheit kann alternativ oder zusätzlich der weiteren Sensoreinheit zugeordnet sein, um das Kamerabild der weiteren Sensoreinheit in Bezug auf die Drehstellung des Behältergewindes auszuwerten.
Die Bildverarbeitungseinheit kann eine CPU, einen Speicher, eine Ein- und/oder Ausgabeschnittstelle, eine Anzeigeeinheit und/oder eine Eingabeeinheit umfassen. Die Bildverarbeitungseinheit kann eine Software umfassen, um die Kamerabilder mit wenigstens einem Bildverarbeitungsverfahren auszuwerten, insbesondere zur Erkennung wenigstens eines Teilbereichs des Schraubgewindes und/oder des Behältergewindes.
„Behältermassenstrom“ kann hier bedeuten, dass eine Vielzahl von Behältern nebeneinander (mehrreihig), hintereinander (einreihig), Stoß an Stoß oder in definierten Abständen zueinander transportiert werden. Ein einreihiger Transport in definiertem Abstand kann beispielsweise auf einem Karussell realisiert werden, an dessen Peripherie eine Vielzahl von in äquidistanten Abständen angeordnete Aufnahmen für Behälter angeordnet ist.
Insbesondere kann ein Druckkopf der Direktdruckeinheit für die Verschlüsse einen Abstand von mindestens einem Meter, bevorzugt mindestens fünf Metern zu einem Druckkopf der Behälterausstattungseinheit aufweisen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt:

1 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Ausstattung von Behältern und zur Bedruckung von Schraubverschlüssen für die Behälter als Flussdiagramm;
2 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Systems zur Ausstattung von Behältern und zur Bedruckung von Schraubverschlüssen für die Behälter in einer Draufsicht;
3 eine seitliche Detailansicht der Direktdruckeinheit aus der 2;
4 eine Detailansicht einer weiteren Sensoreinheit zur Bestimmung des Drehwinkels des Schraubgewindes eines Behälters in einer seitlichen Ansicht; und
5 ein Beispiel eines Behälters und eines Schraubverschlusses die gemäß der Ausführungsbeispiele in den 1 - 4 ausgestattet bzw. bedruckt wurden.

In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens 100 zur Ausstattung von Behältern und zur Bedruckung von Schraubverschlüssen für die Behälter als Flussdiagramm dargestellt.
Zu sehen ist, dass die Behälter in einem ersten Ablaufzweig A ausgestattet werden und die Schraubverschlüsse in einem zweiten Ablaufzweig B separat von den Behältern mit einem Direktdruck bedruckt werden. Die beiden Ablaufzweige A, B können parallel zueinander ausgeführt werden, insbesondere zeitgleich. Denkbar ist jedoch auch, dass die Ablaufzweige A, B zeitversetzt und/oder in unterschiedlichen Einrichtungen durchgeführt werden. Beispielsweise können die Behälter bei einem Behälterhersteller und die Schraubverschlüsse bei einem Schraubverschlusshersteller entsprechend verarbeitet werden.
Die Behälter werden im Schritt 101 mit einem Transporteur als Behältermassenstrom transportiert. Beispielsweise geschieht dies mittels eines Karussells oder eines Lineartransporteurs. Denkbar ist, dass die Behälter dabei in Behälteraufnahmen aufgenommen und transportiert werden.
Weiter wird von den Behältern im Schritt 102 mit einer weiteren Sensoreinheit jeweils die Drehstellung um das Behältergewinde bestimmt. Dies erfolgt beispielsweise mit einer Kamera, die jeweils von einem der Behälter das Behältergewinde wenigstens teilweise als Kamerabild erfasst. Das Kamerabild wird anschließend mit einer Bildverarbeitungseinheit ausgewertet und die Lage der Gewindegänge des Behältergewindes bestimmt. Anschließend wird beispielsweise ein Ende eines Gewindegangs als Bezugspunkt erkannt und aus seiner Position im Kamerabild die Drehstellung bestimmt. Die Drehstellung ist hier beispielsweise ein Drehwinkel um eine Achse des Behältergewindes.
Denkbar ist auch, dass die Behälter jeweils gegenüber der Sensoreinheit so lange gedreht werden, bis der Bezugspunkt mit einer Sollposition übereinstimmt.
Im nachfolgenden Schritt 103 werden die Behälter jeweils unter Berücksichtigung der Drehstellung um das Behältergewinde mit einer Ausstattung versehen. Beispielsweise werden die Behälter jeweils auf Basis ihrer Drehstellung so lange gedreht, bis sie eine vorgegebene Orientierung gegenübereiner Ausstattungseinheit aufweisen. Beispielsweise werden die Behälter als Ausstattung mit einem Behälterdirektdruck und/oder mit einem Etikett versehen.
Dabei kann es sein, dass wenn beispielsweise mehrere Schraubengänge am Gewinde angeformt sind, dass die Drehung in eine Sollposition auf dem kürzesten Weg durchgeführt wird. Liegt die Sollposition beispielsweise genau an einem Ende eines Schraubengangs und werden beispielsweise zwei Enden von Schraubengängen erfasst, wobei einer 30° nach links entfernt ist und der andere 60° nach rechts, so wird der Behälter lediglich die 30° nach links gedreht.
Im ersten Schritt 104 des Ablaufzweigs B wird von den Schraubverschlüssen zunächst jeweils mit einer Sensoreinheit ein Drehwinkel des Schraubgewindes bestimmt. Dabei ist denkbar, dass mit der Sensoreinheit wenigstens ein Gewindeabschnitt und/oder eine angeformte Markierung des Schraubgewindes erfasst wird, um den Drehwinkel des Schraubgewindes zu bestimmen. Beispielsweise kann auch hier der Gewindeabschnitt mit einer Kamera als Kamerabild erfasst und anschließend das Ende eines Gewindegangs mit einer Bildverarbeitungseinheit als Bezugspunkt bestimmt werden. Dies kann in selber Art und Weise wie bei den Behältergewinde in geschehen.
Nachfolgend wird im Schritt 105 auf Basis des Drehwinkels eine digitale Druckvorlage gedreht. Die digitale Druckvorlage kann beispielsweise eine Raster- oder Vektorgrafik sein, die mittels einer Software entsprechend des Drehwinkels des Schraubverschlusses gedreht wird.
Anschließend werden die Schraubverschlüsse separat von den Behältern jeweils unter Berücksichtigung des Drehwinkels mit einem Direktdruck derart bedruckt, dass der Direktdruck in einer vordefinierten Orientierung gegenüber dem Schraubgewinde liegt (Schritt 106). Dabei kann der Direktdruck auf Basis der jeweiligen digitalen Druckvorlage mit einem oder mehreren Direktdruckköpfen auf die Schraubverschlüsse gedruckt werden.
Folglich weisen nun die Ausstattungen der so behandelten Behälter die gleiche Lage gegenüber dem Behältergewinde auf. Ebenso weist der Direktdruck auf allen Schraubverschlüssen die gleiche Orientierung gegenüber dem Schraubgewinde des Schraubverschlusses auf.
Anschließend werden im Schritt 107 die mit der Ausstattung versehenen Behälter mit den bedruckten Schraubverschlüssen verschlossen. Folglich ergibt der Direktdruck auf den Schraubverschlüssen mit der Ausstattung der Behälter immer das gleiche Erscheinungsbild.
Nachfolgend kann im Schritt 108 mit einer Inspektionseinheit die Lage des Direktdrucks gegenüber der Ausstattung kontrolliert werden. Falls ein Fehler bei der Ausstattung oder beim Direktdruck erfolgt, so können die betroffenen Behälter beispielsweise mittels einer Weiche aussortiert, recycelt und/oder entsorgt werden.
Bei dieser Inspektion kann es auch sein, dass eine Regelung für die Ausstattungseinheit und/oder die Schraubverschlussdirektdruckeinheit erfolgt, indem beispielsweise Korrekturen im Winkel der aufgebrachten Direktdrücke oder Ausstattungen relativ zum jeweiligen Gewinde vorgenommen werden.
Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise auch auf eine Fehlfunktion eines Verschließers zurückgeschlossen werden, und zwar beispielsweise indem festgestellt wird, in welchen Abständen Fehler auftauchen. Wird beispielsweise festgestellt, dass jeder x-te Behälter fehlerhaft ist und sind x Verschließerköpfe im Einsatz, so kann auf einen Fehler an einem Verschließerkopf zurückgeschlossen werden. Dieser Fehler kann mittels einer Fehleranzeige an einem Display der Vorrichtung angezeigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Ausrichtung des Direktdrucks oder der Ausstattung jedes x-ten Schraubverschlusses bzw. Behälters verändert werden.
In einer ersten alternativen Ausführungsform des Verfahrens 100 ist auch denkbar, dass zunächst die Behälter ohne Berücksichtigung ihrer Drehstellung mit einer Ausstattung versehen werden und anschließend die individuelle Drehstellung der Ausstattung um das Behältergewinde erfasst wird. Weiter wird dem jeweiligen Behälter einer der Schraubverschlüsse zugeordnet und davon mit einer Sensoreinheit ein Drehwinkel des Schraubgewindes bestimmt. Die Schraubverschlüsse werden dann separat von den Behältern jeweils unter Berücksichtigung ihres Drehwinkels und der Drehstellung der Ausstattung des zugeordneten Behälters mit einem Direktdruck derart bedruckt, dass der Direktdruck mit einer vordefinierten Orientierung gegenüber der Ausstattung liegt.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist auch denkbar, dass zunächst die Schraubverschlüsse separat von den Behältern mit einem Direktdruck bedruckt und dann jeweils mit einer Sensoreinheit ein Drehwinkel des Direktdrucks gegenüber dem Schraubgewinde bestimmt wird. Anschließend wird jeweils einem der Behälter einer der Schraubverschlüsse zugeordnet und die Behälter separat von den Schraubverschlüssen jeweils unter Berücksichtigung einer Drehstellung um ein Behältergewinde und des Drehwinkels des zugeordneten Schraubverschlusses mit einer Ausstattung versehen. Beispielsweise mit einem Behälterdirektdruck und/oder mit einem Etikett. Dies geschieht derart, dass die Ausstattung dann in einer vordefinierten Orientierung gegenüber dem Direktdruck liegt.
Die Inspektion sowie ihre Regelung ist jeweils auch auf diese zwei alternativen Verfahren anwendbar, wobei bevorzugt lediglich die Druckvorlage für das Schraubgewinde entsprechend einem Korrekturfaktor gedreht wird.
In der 2 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Systems 1 zur Ausstattung von Behältern 2 und zur Bedruckung von Schraubverschlüssen 3 für die Behälter 2 in einer Draufsicht dargestellt. Das zuvor beschriebene Verfahren 100 kann mit dem System 1 durchgeführt werden.
Zu sehen ist, dass das System 1 den Transporteur 10.1 zum Transport der Behälter 2 als Behältermassenstrom, die Ausstattungseinheit 10 zum Versehen der Behälter 2 mit einer Ausstattung 2.2 und eine Direktdruckeinheit 20 zur Bedruckung der Schraubverschlüsse 3 umfasst. Des Weiteren ist zu sehen, dass das System 1 weiter den Füller 40 zum Befüllen der Behälter 2 mit einem Produkt und den Verschließer 30 zum Verschließen der ausgestatteten Behälter 2 mit den bedruckten Schraubverschlüssen 3 umfasst.
Zunächst werden die Behälter 2 beispielsweise in der Richtung R1 transportiert und mit dem Zulaufstern 24 dem Transporteur 10.1 übergeben. Der Transporteur 10.1 ist hier beispielsweise als Karussell mit Behälteraufnahmen 10.9 ausgebildet und dreht sich um eine Achse in der Richtung R2. Die Behälteraufnahmen 10.9 umfassen jeweils einen Drehteller und eine Zentrierglocke (nicht genauer dargestellt), mit denen die Behälter 2 eingespannt und um ihre Behälterachsen gedreht werden können. Die Behälter 2 werden alle in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene transportiert.
Am Transporteur 10.1 werden die Behälter 2 zunächst zur weiteren Sensoreinheit 10.7 transportiert,wo die Drehstellung um das Behältergewinde 2.1 bestimmt wird. Dies wird weiter unten anhand der 4 genauer erläutert. Anschließend werden die Behälter 2 auf Basis der ermittelten Drehstellung so lange gedreht, bis sie in einer vordefinierten Ausgangsstellung für den nachfolgenden Direktdruck orientiert sind, und zwar bevorzugt um den kürzest möglichen Winkel.
Zur Ausstattung der Behälter 2 umfasst die Ausstattungseinheit 10 die Direktdruckköpfe 10.2 - 10.6, mit der die Behälter 2 entlang ihres Umfangs mit einem flächigen, mehrfarbigen Direktdruck bedruckt werden. Die Direktdruckköpfe 10.2 - 10.6 arbeiten dazu mit den Druckfarben Weiß, Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz. Denkbar sind jedoch auch Sonderfarben oder beliebige andere Farben. Denkbar ist auch, dass die Direktdruckköpfe 10.2 - 10.6 mitdrehend am Karussell angeordnet sind, und/oder dass jeder Behälteraufnahme 10.9 eine eigene Druckstation mit jeweils wenigstens einem Direktdruckkopf zugeordnet ist. Denkbar ist alternativ, dass pro Druckfarbe ein eigenes Karussell vorgesehen ist.
Beim Drucken werden die Behälter 2 gegenüber einem der Direktdruckköpfe 10.2 - 10.6 gedreht, so dass ein flächiger Direktdruck entsteht.
Anschließend können die Behälter 2 an der Aushärteeinheit 10.8 vorbeigeführt werden, um die Drucktinten auszuhärten. Dies geschieht beispielsweise mittels UV-Licht oder Wärmestrahlung. Alternativ oder zusätzlich kann ein (teilweises) Aushärten in der Nähe der Druckköpfe durchgeführt werden.
Nachfolgend werden die Behälter über die Transportsterne 25, 26 an den Füller 40 übergeben und dort mittels eines Produkts befüllt. Dies kann beispielsweise ein Getränk sein. Dabei werden die Behälter 2 in der Richtung R5 transportiert und dann mittels der Transportsterne 27, 28 an den Verschließer 30 übergeben.
Alle dargestellten Karusselle (10.1, 25, 26, 24, 40, 27, 28, 30) drehen sich insbesondere kontinuierlich um eine vertikale Achse, deren Verlängerung den Erdmittelpunkt schneidet.
Zu sehen ist weiter, dass die Verschlüsse 3 in der Richtung R3 von einem Vorrat kommend einreihig transportiert und zunächst mittels eines Inspektors 21 kontrolliert werden. Stromaufwärts kann sich beispielsweise eine Verschlusssortierung anschließen, in welcher die Verschlüsse hinsichtlich ihrer Orientierung zu einer zur Längsachse senkrechten Achse ausgerichtet werden. Die Längsachse ist dabei die Mittelachse des Zylinders, an welchem das Gewinde angeformt ist. Beispielsweise zeigen nach dieser Sortierung die Öffnungen aller Schraubverschlüsse nach unten (in Richtung des Erdmittelpunkts).
Zu sehen ist weiter die Direktdruckeinheit 20, die dazu vorgesehen ist, die Schraubverschlüsse 3 separat von den Behältern 2 jeweils mit einem Direktdruck 3.2 zu bedrucken. Diese wird nachfolgend anhand der 3 näher erläutert.
Die so bedruckten Schraubverschlüsse 3 werden mit dem Fördermittel 23, beispielsweise einer Rutsche, in der Richtung R4 zum Verschließer 30 transportiert und dort jeweils auf einen der Behälter 2 aufgeschraubt, um die Behälter 2 so verschließen. Nachfolgend werden die verschlossenen Behälter 2 über den Transportstern 29 zu einer Inspektionseinheit 30.1 transportiert, mit der die Lage des Direktdrucks 3.2 gegenüber der Ausstattung 2.2 kontrolliert wird. Dies geschieht beispielsweise mit einer Kamera und mit einer Bildverarbeitungseinheit.
Die Inspektionseinheit 30.1 kann alternativ unmittelbar am Verschließer 30 angeordnet sein.
Beispielsweise kann auf diese Weise eine Ausrichtung der Verschlüsse 3 mit mehr als einem Gewindegang unmittelbar vor dem Aufschrauben festgestellt werden. Beispielsweise kann ein Verschließerkopf durch eine entsprechende Regelung die Drehstellung eines Verschlusses vor dem Aufbringen anpassen.
In der 3 ist eine seitliche Detailansicht der Direktdruckeinheit 20 aus der 2 dargestellt. Zu sehen ist, dass die Schraubverschlüsse 3 mit ihrer Öffnung nach unten auf einem Transporteur 20.1 transportiert werden. Der Transporteur 20.1 umfasst beispielsweise einen zwei parallel zueinander verlaufende Transportbänder auf dem die Schraubverschlüsse 3 derart transportiert werden, dass das Schraubgewinde 3.1 von unten her optisch zugänglich ist. Beispielsweise sind eine Vielzahl von kleinen Löchern im Transporteur 20.1 eingebracht (z.B. indem der Transporteur eine Maschenkette ist oder indem er aus einem Stoffgewebe besteht) oder er weist ein zumindest teilweise transparentes Material auf.
Zu sehen ist dazu die Sensoreinheit 20.2, die zur Erfassung wenigstens eines Gewindeabschnitts und/oder einer angeformten Markierung des Schraubgewindes 3.1 eine Kamera umfasst. Beispielsweise wird mittels der Sensoreinheit 20.2 das Ende eines Gewindegangs in einem Kamerabild erfasst und mittels einer Bildverarbeitungseinheit der Drehwinkel um die Achse X des Schraubgewindes 3.1 ausgewertet. Dies geschieht beispielsweise mittels der Bildverarbeitungseinheit 20.9 als Teil der Maschinensteuerung 20.8. Die Maschinensteuerung 20.8 und/oder die Bildverarbeitungseinheit 20.9 ist hier beispielhaft mittels einer CPU, einer Speichereinheit, einer Anzeigeeinheit, einer Tastatur und/oder mit Ein- und/oder Ausgabeschnittstellen ausgestattet.
Weiter umfasst die Bildverarbeitungseinheit 20.9 eine Software, um die Kamerabilder mit Bildverarbeitungsverfahren auszuwerten. Denkbar ist jedoch auch, dass die Bildverarbeitungseinheit 20.9 separat von der Maschinensteuerung 20.8 oder in die Sensoreinheit 20.2 integriert ausgebildet ist.
Die Kamera 20.2 kann alternativ - entgegen der Darstellung - zwischen Obertrum und Untertrum des Förderers angeordnet sein. (nicht gezeigt)
Die Kamera 20.2 kann alternativ oberhalb des Transporteurs 20.1 angeordnet sein, wenn zur Bestimmung der Drehstellung beispielsweise andere Merkmale des Schraubverschlusses herangezogen werden können oder dieser Verschluss zumindest teilweise aus einem transparenten Material besteht. (nicht gezeigt)
Es ist möglich, dass zusätzlich eine starke Lichtquelle zur Beleuchtung der Schraubverschlüsse vorgesehen ist, um das Gewinde besser erkennen zu können (auf derselben oder anderen Seite von der Sensoreinheit 20.2). (nicht gezeigt)
Weiterhin ist es denkbar, dass der Förderer 20.1 die Verschlüsse einzeln in Löchern aufnimmt und die Löcher annähernd den Durchmesser der Schraubverschlüsse aufweisen. (nicht gezeigt)
Werden die Schraubverschlüsse nur auf deren Oberseite bedruckt, so kann es sein, dass die Schraubverschlüsse mittels Außengreifern (z.B. in Form von Klammern) an der Sensoreinheit 20.2 und an den Druckköpfe 20.3 - 20.6 vorbei transportiert werden. (nicht gezeigt)
Weiterhin ist es möglich, die Schraubverschlüsse auf Dornen, die den jeweiligen Verschluss in seiner Öffnung aufnehmen an der Sensoreinheit 20.2 und den Druckköpfen 20.3 - 20.7 vorbeizuführen. Der Dorn kann dabei hohl sein und/oder ein selbst ein Außengewinde aufweisen, auf dem der Verschluss aufgeschraubt wird und/oder seitliche Aussparungen aufweisen, die einen Blick der Sensoreinheit 20.2 auf das Innengewinde des Verschlusses erlauben. (nicht gezeigt)
In einer alternativen Variante können die Verschlüsse in einer Verschlussherstellungseinrichtung unmittelbar vor den Druckköpfen 20.3- 20.7 hergestellt werden, und zwar so, dass sie in einer definierten Ausrichtung auf dem Transporteur 20.1 gelangen, so dass auf die Sensoreinheit 20.2 verzichtet werden kann. (nicht gezeigt)
Nach dem Bestimmen des Drehwinkels des Schraubgewindes 3.1 wird eine digitale Druckvorlage auf Basis des bestimmten Drehwinkels elektronisch gedreht. Dies geschieht beispielsweise in der Maschinensteuerung 20.8 oder in der Bildverarbeitungseinheit 20.9 durch eine entsprechende Software.
Zu sehen sind weiterhin die Direktdruckköpfe 20.3 - 20.7, die hier beispielsweise nach dem Tintenstrahldruckverfahren arbeiten. Sie werden von der Maschinensteuerung 20.8 auf Basis der gedrehten digitale Druckvorlage angesteuert, so dass der Direktdruck 3.2 eine vordefinierte Orientierung gegenüber dem Schraubgewinde 3.1 aufweist. Denkbar ist, dass mit den Direktdruckköpfen 20.3 - 20.6 Oberseite und/oder mit dem Direktdruckkopf 20.7 die Seite des Schraubverschlusses 3 bedruckt wird. Folglich können auf dieser Basis nur die Oberseite, nur die Seite oder auch beides gleichermaßen bedruckt werden, sodass der Direktdruck 3.2 die vordefinierte Orientierung gegenüber dem Schraubgewinde 3.1 aufweist.
Zur vollumfänglichen seitlichen Bedruckung ist es möglich, den Druckkopf 20.7 (oder mehrere davon) beweglich auszugestalten, so dass sich dieser um einen Verschluss 3 herumdrehen kann.
Weiterhin ist es denkbar, den Förderer 20.1 so auszugestalten, dass dieser einzelnen Verschlüsse 3 um einen (oder mehrere) stationären Druckkopf 20.7 drehen kann, beispielsweise durch die Ausgestaltung als Dorn (siehe. Oben, nicht gezeigt).
In der 4 ist eine Detailansicht der weiteren Sensoreinheit 10.7 zur Bestimmung des Drehwinkels des Schraubgewindes 2.1 der Behälter 2 in einer seitlichen Ansicht genauer dargestellt. Zu sehen ist, dass die weitere Sensoreinheit 10.7 eine Kamera umfasst, mit der das Behältergewinde 2.1 wenigstens teilweise als Kamerabild erfasst wird. Das Kamerabild wird dann mittels einer hier nicht genauer dargestellten Bildverarbeitungseinheit ausgewertet und so die Drehstellung des Behälters 2 um sein Behältergewinde 2.1 bestimmt. Beispielsweise wird dazu wenigstens ein Gewindeabschnitt und/oder eine angeformte Markierung des Behältergewindes 2.1 erkannt und dessen Lage gegenüber der Achse des Behältergewindes 2.1 in den Kamerabildern ausgewertet. Beispielsweise wird das Ende eines Gewindegangs als Bezugspunkt herangezogen und dessen Drehlage um die Achse Y des Behältergewindes 2.1 bestimmt.
Dadurch können die Behälter 2 vor dem Bedrucken mit den Direktdruckköpfen 10.2 - 10.6 um die Achse Y des Behältergewindes 2.1 so weit gedreht werden, bis eine vordefinierte Drehlage erreicht ist. Dadurch bedeckt dann der Direktdruck immer den gleichen Umfangsabschnitt bei den Behältern 2.
In der 5 ist ein Beispiel eines Behälters 2 und eines Schraubverschlusses 3 zu sehen, die gemäß der Ausführungsbeispiele in den 1 - 4 ausgestattet bzw. bedruckt wurden.
Zu sehen ist, dass die Ausstattung 2.2 am Behälter 2 und der Direktdruck 3.2 am Schraubverschluss 3 zueinander fluchten und so ein einheitliches Erscheinungsbild abgeben. Nach der Ausstattung bzw. dem Bedrucken erfolgt die Ausrichtung durch das Behältergewinde 2.1 und das Schraubgewinde 3.1, die nach dem Verschließen mit dem Verschließer 30 eine mechanisch vorgegebene Orientierung zueinander aufweisen.
Alternativ zu dieser Darstellung kann der Aufdruck 3.2 auch nur auf der Oberseite des Verschlusses 3 angeordnet sein. Beispielsweise kann es sich beim Aufdruck 2.2 und beim Aufdruck 3.2 um einen Schriftzug handeln, wobei beide Schriftzüge 2.2 und 3.2 in der Darstellung in der 5 normal lesbar von links nach rechts geschrieben sind, so dass beide Schriftzüge aus einem Winkel lesbar sind, wenn man die Flasche um eine waagrechte Drehachse mit dem Verschluss aus der Bildebene heraus und mit dem Boden in die Bildebene hinein um 45° drehen würde.
Dadurch, dass die Behälter 2 jeweils unter Berücksichtigung der Drehstellung um das Behältergewinde 2.1 mit der Ausstattung 2.2 versehen werden, nimmt die Ausstattung 2.2 bei den so versehenen Behältern 2 immer dieselbe Lage gegenüber dem Behältergewinde 2.1 ein. Dadurch, dass von den Schraubverschlüssen 3 jeweils mit der Sensoreinheit 20.2 der Drehwinkel des Schraubgewindes 3.1 bestimmt wird, und die Schraubverschlüsse 3 separat von den Behältern 2 jeweils unter Berücksichtigung des Drehwinkels mit dem Direktdruck 3.2 bedruckt werden, nimmt der Direktdruck 3.2 bei allen derart ausgestatteten Behältern 2 die gleiche vordefinierte Orientierung gegenüber dem Schraubgewinde 3.1 ein.
Folglich nimmt dann der Direktdruck 3.2 am verschlossenen Behälter 2 aufgrund der mechanischen Passung des Schraubgewindes 3.1 zum Behältergewinde 2.1 immer die gleiche Orientierung zur Ausstattung 2.2 ein. Anders ausgedrückt kann über Berücksichtigung der Drehstellung des Behälters 2 um das Behältergewinde 2.1 beim Ausstatten und über die Berücksichtigung des Drehwinkels des Schraubgewindes 3.1 beim Bedrucken die Lage des Direktdrucks 3.2 gegenüber der Ausstattung 2.2 festgelegt werden. Daraus resultiert bei den so behandelten Behältern 2 ein einheitliches Erscheinungsbild (siehe 5).
Des Weiteren wird beim Ausstatten der Behälter 2 lediglich die Drehstellung um das Behältergewinde 2.1 bzw. beim Bedrucken der Schraubverschlüsse 3 lediglich der Drehwinkel um das Schraubgewinde 3.1 berücksichtigt. Folglich können sowohl die Behälter 2 als auch die Schraubverschlüsse 3 separat voneinander ausgestattet bzw. bedruckt werden. Dementsprechend kann dies bereits vor dem Abfüllen des Produkts in die Behälter 2 geschehen und fehlerhafte Behälter 2 bzw. Schraubverschlüsse 3 können bereits vor dem Befüllen mit dem Produkt erkannt und aussortiert werden.
Folglich ist die Qualität der Ausstattung 2.2 und des Direktdrucks 3.2 besonders hoch und kann besonders effizient sowie kostengünstig erfolgen.
Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel genannte Merkmale nicht auf diese Merkmalskombinationen beschränkt sind, sondern auch einzeln oder in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102015211770 A1 [0005]
WO 2015/011663 A1 [0006]
WO 03/024808 A2 [0008]
DE 102006019441 A1 [0009]

Claims

Verfahren (100) zur Ausstattung von Behältern (2) und zur Bedruckung von Schraubverschlüssen (3) für die Behälter (2), wobei die Behälter (2) mit einem Transporteur (10.1) als Behältermassenstrom transportiert werden (104), dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (2) jeweils unter Berücksichtigung einer Drehstellung um ein Behältergewinde (2.1) mit einer Ausstattung (2.2) versehen werden (106), beispielsweise mit einem Behälterdirektdruck und/oder mit einem Etikett, dass von den Schraubverschlüssen (3) jeweils mit einer Sensoreinheit (20.2) ein Drehwinkel ihres Schraubgewindes (3.1) bestimmt wird (101), und die Schraubverschlüsse (3) separat von den Behältern (2) jeweils unter Berücksichtigung des Drehwinkels mit einem Direktdruck (3.2) derart bedruckt werden, dass der Direktdruck (3.2) in einer vordefinierten Orientierung gegenüber dem Schraubwinde (3.1) liegt (103).
Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei die Behälter (2) jeweils mit einem Behälterdirektdruck als Ausstattung (2.2) derart bedruckt werden, dass der Behälterdirektdruck an den Behältern (2) jeweils den gleichen Umfangsabschnitt bedeckt.
Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei mit der Sensoreinheit (20.2) von den Schraubverschlüssen (3) wenigstens ein Gewindeabschnitt und/oder eine angeformte Markierung des Schraubgewindes (3.1) erfasst wird, um den Drehwinkel des Schraubgewindes (3.1) zu bestimmen.
Verfahren (100) nach Anspruch 3, wobei die Sensoreinheit (20.2) den wenigstens einen Gewindeabschnitt und/oder die angeformte Markierung mit einer Kamera als Kamerabild erfasst, und wobei das Kamerabild mit einer Bildverarbeitungseinheit (20.9) ausgewertet wird, um von den Schraubverschlüssen jeweils den Drehwinkel des Schraubgewindes (3.1) zu bestimmen.
Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1-4, wobei der Direktdruck (3.2) mit wenigstens einem Direktdruckkopf (20.3 - 20.7) auf die Schraubverschlüsse (3.1) gedruckt wird.
Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1-5, wobei nach dem Bestimmen des Drehwinkels des Schraubgewindes (3.1) der Schraubverschlüsse (3) (101) und vor dem Bedrucken der Schraubverschlüsse (3) (103) jeweils eine digitale Druckvorlage auf Basis des Drehwinkels elektronisch gedreht wird (102).
Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1-6, wobei von den Behältern (2) mit einer weiteren Sensoreinheit (10.7) jeweils die Drehstellung um das Behältergewinde (2.1) bestimmt wird.
Verfahren (100) nach Anspruch 7, wobei von den Behältern (2) mit der weiteren Sensoreinheit (10.7) jeweils das Behältergewinde (2.1) wenigstens teilweise erfasst wird, um die Drehstellung um das Behältergewinde (2.1) zu bestimmen.
Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1-8, wobei die mit der Ausstattung (2.2) versehenen Behälter (2) mit den bedruckten Schraubverschlüssen (3) verschlossen werden (107).
Verfahren (100) nach Anspruch 9, wobei nach dem Verschließen (107) mit einer Inspektionseinheit (30.1) die Lage des Direktdrucks (3.2) gegenüber der Ausstattung (2.2) kontrolliert wird (108).
Verfahren zur Ausstattung von Behältern (2) und zur Bedruckung von Schraubverschlüssen (3) für die Behälter (2), wobei die Behälter (2) mit einem Transporteur (10.7) als Behältermassenstrom transportiert werden, und wobei die Behälter (2) mit einer Ausstattung (2.2) versehen werden, beispielsweise mit einem Behälterdirektdruck und/oder mit einem Etikett, dadurch gekennzeichnet, dass von den Behälter (2) jeweils individuell eine Drehstellung der Ausstattung (2.2) um ein Behältergewinde erfasst wird, dass jeweils einem der Behälter (2) einer der Schraubverschlüsse (3) zugeordnet wird, dass von den Schraubverschlüssen (3) jeweils mit einer Sensoreinheit (20.2) eine Drehwinkel ihres Schraubgewindes (3.1) bestimmt wird, und dass die Schraubverschlüsse (3) separat von den Behältern (2) jeweils unter Berücksichtigung ihres Drehwinkels und der Drehstellung der Ausstattung (2.1) des zugeordneten Behälters (2) mit einem Direktdruck (3.2) derart bedruckt werden, dass der Direktdruck (3.2) in einer vordefinierten Orientierung gegenüber der Ausstattung (2.2) liegt.
Verfahren zur Ausstattung von Behältern (2) und zur Bedruckung von Schraubverschlüssen (3) für die Behälter (2), wobei die Behälter (2) mit einem Transporteur (10.1) als Behältermassenstrom transportiert werden, wobei die Schraubverschlüsse (3) separat von den Behältern (3) mit einem Direktdruck (3.2) bedruckt werden, dadurch gekennzeichnet, dass von den Schraubverschlüssen (3) jeweils mit einer Sensoreinheit (20.2) ein Drehwinkel des Direktdrucks (3.2) gegenüber einem Schraubgewinde (3.1) bestimmt wird, dass jeweils einem der Behälter (2) einer der Schraubverschlüsse (3) zugeordnet wird, dass die Behälter (2) separat von den Schraubverschlüssen (3) jeweils unter Berücksichtigung einer Drehstellung um ein Behältergewinde (2.1) und des Drehwinkels des zugeordneten Schraubverschlusses (3) mit einer Ausstattung (2.2) versehen werden, beispielsweise mit einem Behälterdirektdruck und/oder mit einem Etikett, so dass die Ausstattung (2.2) in einer vordefinierten Orientierung gegenüber dem Direktdruck (3.2) liegt.
System (1) zur Ausstattung von Behältern (2) und zur Bedruckung von Schraubverschlüssen (3) für die Behälter (2), mit einem Transporteur (10.1) zum Transport der Behälter (2) als Behältermassenstrom, einer Ausstattungseinheit (10) zum Versehen der Behälter (2) mit einer Ausstattung (2.2), und mit einer Direktdruckeinheit (20) zum Bedrucken der Schraubverschlüsse (3) mit einem Direktdruck (3.2), dadurch gekennzeichnet, dass dass das System (1) eine Sensoreinheit (20.2) umfasst, um von den Schraubverschlüssen (3) jeweils einen Drehwinkel ihres Schraubgewindes (3.1) zu bestimmen, wobei die Direktdruckeinheit (20) dazu ausgebildet ist, die Schraubverschlüsse (3) separat von den Behältern (2) jeweils unter Berücksichtigung des erfassten Drehwinkels mit dem Direktdruck (3.2) derart zu bedrucken, dass der Direktdruck (3.2) in einer vordefinierten Orientierung gegenüber dem Schraubgewinde (3.1) liegt, und/oder dass das System (1) eine Sensoreinheit (20.2) umfasst, um jeweils von den bedruckten Schraubverschlüssen (3) einen Drehwinkel des Direktdrucks (3.2) gegenüber einem Schraubgewinde (3.1) zu bestimmen.
System (1) nach Anspruch 13, wobei die Ausstattungseinheit (10) dazu ausgebildet ist, die Behälter (2) mit der Ausstattung (2.2) unter Berücksichtigung einer Drehstellung um ein Behältergewinde (2.1) zu versehen, insbesondere wobei die Ausstattungseinheit (10) als Behälterdirekdruckeinheit und/oder als Etikettiereinheit ausgebildet ist.
System (1) nach Anspruch 13 oder 14, wobei das System (1) eine weitere Sensoreinheit (10.7) umfasst, die dazu ausgebildet ist, von den Behältern (2) jeweils die Drehstellung um das Behältergewinde (2.1) zu bestimmen.