DE2715092A1

DE2715092A1 - Druckmaschine

Info

Publication number: DE2715092A1
Application number: DE19772715092
Authority: DE
Inventors: Lawrence W Schoppee
Original assignee: Package Machinery Co
Current assignee: Package Machinery Co
Priority date: 1976-09-20
Filing date: 1977-04-04
Publication date: 1978-03-30
Also published as: US4084509A; DE2715092B2; JPS5818907B2; JPS5340309A; DE2715092C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckmaschine und insbesondere auf eine Zeilendruckmaschine zum Drucken längs einer sich kontinuierlich bewegenden Bahn aus Folienmaterial in regelmäßig getrennten Intervallen.

Bei vielen Verpackungsvorgängen wird eine Folienmater ialbahn in Abschnitte getrennt, die als Umschläge oder Etiketten an der Außenseite der verschlossenen Packungen verwendet werden. Häufig ist es erwünscht, Kennzeichnungscodes oder eine andere Information auf dem Umschlag anzubringen, Jedoch muß diese Information während des Verpackens oder Etikettierens auf die Bahn gedruckt werden. Z.B. bestimmen Mengenzahlen oder Datumsangaben auf Packungen, die Lebensmittel oder verderbliche Materialien enthalten, wann die Produkte verpackt wurden oder wann der Inhalt nicht langer zum Verbrauch oder zur Benutzung geeignet ist. Es ist üblicherweise nicht möglich, im Vorneherein zu bestimmen, wann ein bestimmtes Etikett oder ein bestimmter Umschlag auf eine Packung aufge-

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bracht wird, und daher ist das vorherige Bedrucken der Etiketten mit den Kennzeichnungscodes nicht möglich.

Aus diesen Gründen wird eine Codedatierungsvorrichtung in einer Verpackungsmaschine verwendet, die häufig mit einer vorrückenden Bahn aus Verpackungsmaterial zusammenwirkt, wenn die Bahn durch die Maschine gezogen und auf die Packungen während des Verpackens oder Etikettierens aufgebracht wird. Es wurde bereits ein Codedatierer vorgeschlagen, der mehrere Bahnführungsrollen an der Druckstation hat, die durch einen zyklischen Antriebsmechanismus synchron betrieben werden. In bestimmten Verpackungsmaschinen ist ein weniger komplizierter Druckmechanismus erwünscht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte Maschine zum zyklischen Bedrucken einer Bahn sich bewegenden Folienmaterials mit einer Information, wenn die Bahn durch die Maschine an der Druckstation vorrückt, zu schaffen.

Die Erfindung schafft eine Maschine, um in getrennten Intervallen auf eine kontinuierlich vorrückende Bahn aus Folienmaterial zyklisch eine Information zu drucken. Die Maschine hat einen Drucker, der an einer Druckstation nahe der vorrückenden Bahn liegt, und einen Druckkopf, der einer Breitseite der Bahn zugewandt ist. Der Druck·* kopf kann z.B. aus drehbaren Rädern bestehen, die Druckzeichen haben, die um ihrem Umfang angeordnet sind, so daß verschiedene Kombinationen von versetzten Zeichen in einer Zeile angeordnet werden können, die an der vorrückenden Bahn angreifen kann.

Eine Bahnführungsrolle ist an der Druckstation nahe dem Druckkopf frei drehbar um ihre Achse angeordnet, um die vorrückende Bahn durch die Station zu führen. Eine erste verstellbare Stange trägt die Rolle mit der vor-

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rückenden Bahn darauf zur Vor- und Rückbewegung über den Druckkopf in einer Ebene etwa senkrecht zur Achse der Rolle. Die verstellbare Stange ist selbst an einem verschiebbaren Schwenkzapfen gelagert, dessen Achse parallel zur Rollenachse verläuft, und wird zyklisch mit der Rolle während des Druckvorganges verstellt, um die Bahn periodisch mit dem Druckkopf in Eingriff zu bringen.

Eine zyklische Antriebseinrichtung ist mit der Stange zur Verschiebung der Stange und der Rolle relativ zu dem Druckkopf und auch zum Kippen der Stange um den verschiebbaren Schwenkzapfen verbunden. Diese Hin- und Her- und Kippbewegung wird zur Bewegung der Rolle und der Bahn über den Druckkopf in einer Richtung entgegengesetzt zum Bahnvorschub, wobei die Bahn den Druckkopf berührt, und zur RUckbewegung der Bahn und der Rolle in der entgegengesetzten Richtung, wobei die vorrückende Bahn den Druckkopf nicht berührt, koordiniert. Diese Bewegungen verringern die relative Geschwindigkeit zwischen der Bahn und dem Druckkopf auf Null, wenn die Bahn den Druckkopf berührt, und ermöglichen es, die Bahn über den Druckkopf vorzurücken, wenn die Bahn und der Druckkopf außer Berührung sind. Die zyklische Antriebseinrichtung hat auch einen exzentrischen Getriebesatz, um die Geschwindigkeiten der Rolle und der Bahn zu modulieren.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine Vorderansicht der Druckmaschine, aus der die Art hervorgeht, in der die Folienmaterialbahn relativ zu oer Druckstation geführt ist,

Figur 2 eine Seitenansicht der Druckmaschine von rechts in Fig. 1,

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Figur 3 teilweise im Schnitt den zyklischen Antriebsmechanismus zum Betrieb der Maschine in Fig. und 2,

Figur 4 eine Darstellung eines Teils des Druckers in Fig. 1 von oben,

Figur 5 einen Teilschnitt des zyklischen Antriebsmechanismus längs der Linie 5-5 in Fig. 1, und

Figur 6 eine Detaildarstellung der Bahnführungsrolle und des Druckkopfes, aus der die Bewegungsbahn der Rolle relativ zu dem Druckkopf hervorgeht .

Die Fig. 1 und 2 zeigen die Hauptteile der Druckmaschine 10 zum Zeilendruck auf der Breitseite der Bahn in regelmäßigen Abständen. Die Maschine 10 ist an einem Rahmen oder einer Trennwand 12 der Verpackungsmaschine angeordnet, durch die die Bahn W in einem Verpackungsvorgang transportiert wird. Die Bahnbewegung zu der Druckstation und von dieser weg ist kontinuierlich und in der durch die Pfeile angegebenen Richtung während des Verpackungsvorganges. Die Bahn gelangt somit in die Druckstation über eine stationäre Führungsrolle 14, die an der Trennwand 12 befestigt ist, rückt in einer Schleife um eine bewegliche Führungsrolle 16 vor, die am einen Ende einer L-förmigen Verbindungsstange 20 befestigt ist, und verläßt die Druckstation dann über eine weitere stationäre Führungsrolle 22, die an der Trennwand 12 befestigt ist.

An der Druckstation ist ein Druckkopf 30 an der Trennwand 12 durch einen freischwebenden Arm 32 befestigt. Der Arm kann mit einer Schlitzbahn 33 versehen sein, die sich parallel zu der Rolle 16 erstreckt, um den Druckkopf an verschiedenen axialen Stellen längs der

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Rolle zu positionieren und einen Kontakt mit den gewählten Bereichen über die Breitseite der Bahn herzustellen. Der Druckkopf hat mehrere Druckräder 34, die einzeln relativ zueinander drehbar sind und die an ihrem Umfang erhabene Druckzeichen tragen. Jedes der Druckräder 34 ist mit einem Druckknopf 24 in Eingriff, um gewählte Zeichen an den einzelnen Rädern auf einer Druckzeile stationär zu halten, an der die Bahn W angreift, wenn die Rolle über das obere Ende der Räder in einer Ebene senkrecht zur Achse der Rolle läuft. Die Rolle 16 hat eine elastische Außenseite, die die Bahn gegen die erhobenen Druckzeichen an den Rädern 34 drückt und die Zeichen in einem Trockendruckvorgang in die Bahn prägt. Die geprägte Information kann z.B. ein Codedatum oder eine Mengenzahl sein, die die Produkte kennzeichnet, die verpackt werden.

Das Gestänge, das die Rolle 16 und die Bahn über den Druckkopf 30 zyklisch vor- und zurückbewegt, weist die L-förmige Stange 20, einen Schwenkarm 40, der am einen Ende an der Stange und am gegenüberliegenden Ende an einem Exzenter 59 schwenkbar befestigt ist, der an dem Gehäuse 42 einstellbar angeordnet ist, eine drehangetriebene Kurbel 44 und einen zyklischen Antriebsmechanismus 46 mit einem Satz exzentrischer Antriebszahnräder 48 und 50.

Das obere Ende des Schwenkarms 40 hat eine Gabelung 54 und 56, durch die ein Schwenkzapfen 58 die Stange 20 erfaßt, um einen Schwenkpunkt zwischen der Rolle 16 am einen Ende der Stange und der Kurbel 44 zu bilden, die mit dem gegenüberliegenden Ende der Stange verbunden ist. Das untere Ende des Schwenkarms 40 ist an dem Exzenter 59 schwenkbar gelagert. Die Lage des Exzenters 59 kann in Grenzen durch Drehen des Exzenters innerhalb des Arms 40 eingestellt werden, und die

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Druckkraft zwischen der Bahn und den Rädern 34 wird entsprechend eingestellt.

Die Kurbel 44 ist einstellbar und besteht aus einem Arm 60 und einem Schieber 62, der den Kurbelzapfen 63 an dem Schwenkende der Kurbel trägt. Der Arm 60 ist zur Drehung mit einer Antriebswelle 64 mittels eines Klemmbolzens 66 und eines Keils 68 zwischen der Antriebswelle 64 und dem Arm verbunden. Das radial äußere Ende des Arms 60 hat zwei Ansätze 70 und 72, die sich zu den gegenüberliegenden Seiten der Kurbel erstrecken und Längsschlitze haben, in denen Klemmbolzen 74 und 76 eingestellt werden können. Zwischen den Ansätzen 70 und 72 hat der Arm 60 eine erhabene Bahn 78, wie Fig. 4 zeigt, die sich radial längs des Arms erstreckt, und der Schieber 62 hat einen entsprechenden Ausschnitt, in den die Bahn eingreift, so daß der Schieber an dem Arm in irgendeine Stellung radial eingestellt werden kann. Die Klemmbolzen 74 und 76 erstrecken sich durch die Schlitze in den Ansätzen 70 und 72 in den Schieber und können radial längs des Arms 60 mit dem Schieber 62 verschoben werden, um den radialen Abstand zwischen der Achse der Antriebswelle 64 und den Kurbelzapfen 63 einzustellen, an dem das eine Ende der Stange 20 befestigt ist. Durch Lösen der Bolzen 74 und 76 und Einstellen des Schiebers 62 kann somit die radiale Abmessung der Kurbel 44 und entsprechend der Hub der Rolle 16 eingestellt werden, der sich ergibt, wenn die Kurbel 44 zu einer vollständigen Umdrehung durch die Antriebswelle 64 angetrieben wird.

Fig. 3 zeigt einen zyklischen Antriebsmechanismus 46, der die exzentrischen Zahnräder 48 und 50 umfaßt. Die Antriebswelle 64, auf der die Kurbel 44 angeordnet ist, erstreckt sich durch ein Getriebegehäuse, das an einer Seite von der Trennwand 12 und an der anderen Seite

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von einem Gehäuse 82 gebildet wird. Das Zahnrad 48 ist an der Antriebswelle 64 über seine Nabe 80 befestigt. Eine weitere Antriebswelle 84 erstreckt sich ebenfalls durch das Gehäuse zwischen der Trennwand 12 und dem Gehäuse 82 parallel zu der Antriebswelle 64 und trägt das andere exzentrische Zahnrad 50. Ein Antriebszahnrad 86, das auf der Welle 84 angeordnet ist, wird von den anderen Zahnrädern und seinem Antriebsmotor (nicht gezeigt) außerhalb des Gehäuses angetrieben und dient als Klemmelement zur Befestigung des exzentrischen Zahnrads 50 an der Welle 84. Zu diesem Zweck erstreckt sich ein Einstellbolzen 88, der am einen Ende der Antriebswelle 84 frei liegt, durch eine Öldichtung 90 zu einem Klemmblock 92, der in einem axialen Schlitz in der Antriebswelle 84 sitzt und aus diesem vorsteht. Der Block 92 erfaßt eine Unterlegscheibe 94, die an der Außenseite der Antriebswelle 84 angeordnet ist, und wenn der Bolzen 88 festgezogen wird, drückt die Unterlegscheibe das Zahnrad 86 gegen das exzentrische Zahnrad 50 und klemmt so das Zahnrad an der Welle 84 gegen die Schulter 96. Eine weitere öldichtung 98 umgibt die Antriebswelle 84 an der Außenseite der Trennwand 12, um während des Betriebs der Druckmaschine öl gegen die exzentrischen Zahnräder 48 und 50 leiten zu können.

Arbeitsweise

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Kurbel 44 die Stange 20 veranlaßt, die Druckrolle 16 nach rechts zu bewegen, wenn die Kurbel in der gezeigten Stellung 1st, und die exzentrischen Zahnräder 48 und 50 werden in der durch die Pfeile angegebenen Richtung gedreht. Nachdem die Kurbel 44 über 180° aus der Gezeigten Stellung gedreht wurde, bewegt sich die Dru^icrolle 16 nach links, wird Jedoch auch infolge der Kippbewegung der L-förmigen Stange 20 zwischen der Gabelung 54 und 56 am oberen

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Ende des Schwenkarms 40 etwas gehoben. Die fortgesetzte Drehung der Kurbel bewegt die Druckrolle 16 weiter nach links und dann zurück in die gezeigte Stellung. Fig. zeigt die relativ flache Umlaufbahn P, die die Mitte der Rolle 16 während einer einzigen Umdrehung der Kurbel 44 durchführt. Wenn sich die Rolle nach rechts bewegt, ist die durchlaufene Bahn im wesentlichen gerade, was einen relativ gleichmäßigen Druck zwischen den Druckrädern 34 und der Bahn W hervorruft, während die Bahn W mit den Rädern in Verbindung gehalten wird. Wenn die Rolle 16 sich nach links bewegt, wird die Rolle etwas gehoben, um sicherzustellen, daß keine Berührung zwischen der Bahn und den Druckrädern auftritt. Die vertikale Bewegung des Rades wird begrenzt, um das Auftreten irgendeines größeren Durchhanges in der Bahn zu vermeiden.

Um eine klare Abbildung auf der Bahn W während des Druckvorganges zu erzeugen, wird die Geschwindigkeit der Rollenbewegung nach rechts in den Fig. 1 und 6 so eingestellt, daß sie an die Vorschubgeschwindigkeit der Bahn in der entgegengesetzten Richtung bzw. nach links angepaßt ist, und somit ist die sich ergebende Geschwindigkeit der Bahn relativ zu dem Druckkopf 30 Null, während die Bahn die Druckräder 34 berührt. Um die Rollengeschwindigkeit hierfür einzustellen, wird der Radius der Kurbel 44 durch Verschieben des Schiebers 62 radial in den oder aus dem Arm 60 eingestellt, während die Klemmbolzen 74 und 76 gelöst sind. Die exzentrischen Zahnräder 48 und 50 sind mit der Drehung der Kurbel in Phase, um die Drehgeschwindigkeit der Kurbel und damit die Horizontalgeschwindigkeit der Rolle 16 zur Erzielung einer relativ konstanten Geschwindigkeit zu modulleren, während die Bahn mit den Druckrädern in Berührung ist, und zur Erzielung einer maximalen Geschwindigkeit während des RUckhubs. Nachdem die zahnradphasenlage und die Abmessung der Kurbel 44 einge-

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stellt wurden, wird der Exzenter 59 verwendet, um die Lage des Schwenkarms 40 einzustellen, so daß die Rolle 16 einen geeigneten Druck zwischen der Bahn und den Druckrädern 34 ausübt.

Da die gedruckte Information im allgemeinen an einer bestimmten Stelle längs der vorrückenden Bahn W erwünscht ist, ist es auch nötig, die zyklische Arbeitsweise der Druckmaschine bezüglich der Lage der vorrückenden Bahn einzustellen. Der Klemmbolzen 88 und das Antriebszahnrad 86 in Fig. 3 wirken mit dem exzentrischen Zahnrad 50 zusammen, um diese Einstellung durchzuführen. Durch Lösen des Bolzens 88 und Drehen der Kurbel 44 zusammen mit den exzentrischen Zahnrädern 48 und 50 relativ zu dem Antriebszahnrad 86 kann eine Übereinstimmung zwischen der Phasenlage der Druckrolle 16 und der Lage der Bahn in der Maschine erzielt werden, unabhängig davon, ob der Antriebsmechanismus für die Bahn und das Antriebszahnrad 86 den gleichen Mechanismus oder zwei verschiedene synchronisierte Mechanismen bilden.

Es wurde somit eine Druckmaschine zur zyklischen Erzeugung einer gedruckten Information in getrennten Intervallen längs einer vorrückenden Bahn aus Folienmaterial erläutert. Die Maschine verwendet ein Gestänge, um die Druckrolle über einen stationären Druckkopf vor- und zurückzuschwingen und synchronisiert die Geschwindigkeit der Rolle mit der Vorschubbewegung der Bahn, um eine klare Abbildung während des DruckVorganges zu erzeugen.

Selbstverständlich sind abweichend von der bevorzugten Ausführungsform Abänderungen möglich. Es ist z.B. nicht wesentlich, eine einstellbare Kurbel in dem Getriebe zu verwenden, wenn es möglich ist, vorher eine genaue Bemessung der Kurbel zu erreichen, die zur Synchronisierung der Geschwindigkeit der Rolle 16 mit der Vorschubbewegung der Bahn W notwendig ist. Die genaue Einstel-

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Claims

Ansprüche

Druckmaschine zum zyklischen Bedrucken einer kontinuierlich vorrückenden Folienmaterialbahn mit feiner Information In getrennten Intervallen, bestehend^ aus einem Drucker, der an einer Druckstation nahe der vorrückenden Bahn angeordnet ist, und einem Druckkopfsatz, der einer Breitseite der Bahn zugewandt ist, um eine gedruckte Information auf der Breitseite zu erzeugen, und einer Bahnführungsrolle, die an der Druckstation nahe dem Druckkopf frei drehbar um ihre Achse gelagert ist, um die vorschiebende Bahn durch die Station zu führen, gekennzeichnet durch eine verstellbare Stange (20), die die Rolle (16) mit der darauf geführten vorrückenden Bahn (W) über den Druckkopf (30) vor- und zurückbeweglich in einer Ebene etwa senkrecht zur Achse der Rolle trägt und an einem verstellbaren Schwenkzapfen (58) gelagert ist, dessen Achse parallel zu der Rollenachse verläuft, und einen zyklischen Antriebsmechanismus (44), der mit der Stange (20) zur zyklischen Verstellung der Stange und der Rolle relativ zu dem Druckkopf und auch zum Verschwenken der Stange und der Rolle relativ zu dem Druckkopf und zum Verschwenken der Stange um den verstellbaren Schwenkzapfen verbunden ist, um die Rolle und die Bahn über den Druckkopf in einer Richtung entgegengesetzt zum Bahnvorschub mit der Bahn in Berührung mit dem Druckkopf zu bewegen und die Bahn und die Rolle in der entgegengesetzten Richtung ohne Berührung zwischen der vorrückenden Bahn und dem Druckkopf zurückzubewegen.

Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zyklische Antriebsmechanismus (44) die Stange (20), die Rolle (16) und die Bahn (¥) in der einen Richtung entgegengesetzt zum Bahnvorschub im wesentlichen mit

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ORIGINAL INSPECTED

der gleichen Geschwindigkeit wie die des Bahnvorschubs verstellt, so daß die momentane Geschwindigkeit der Bahn an dem Druckkopf (30) etwa Null ist.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnführungsrolle (16) am einen Ende der Stange (20) angeordnet ist, und daß der zyklische Antriebsmechanismus (44) eine drehangetriebene Kurbel aufweist, die mit der Stange an dem Ende verbunden ist, das zu dem die Bahnführungsrolle tragenden Ende entgegengesetzt ist, sowie einen zyklischen Getriebesatz (48, 50) mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis, der mit der Kurbel zum Drehantrieb der Kurbel mit zyklisch veränderbarer Geschwindigkeit verbunden ist.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zyklische veränderbare Getriebesatz (48, 50) und die drehangetriebene Kurbel (44), die mit dem Getriebesatz verbunden ist, antriebsmäßig mit der verstellbaren Stange (20) verbunden sind, um die Rolle und die geführte Bahn über den Druckkopf mit einer Geschwindigkeit entgegengesetzt zur Vorschubrichtung zu bewegen, wobei zwischen der Bahn und dem Druckkopf eine rollende Bewegung stattfindet und die Bahn und die Rolle mit einer höheren Geschwindigkeit in der entgegengesetzten Richtung zu bewegen, wobei zwischen der Bahn und dem Druckkopf keine Berührung stattfindet.

5. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Schwenkarm (40), dessen eines Ende an einem stationären Schwenkpunkt (59) angeordnet und dessen entgegengesetztes Ende mit der verstellbaren Stange (20) verbunden ist und diese trägt, um den verschiebbaren Schwenkzapfen (58) der verstellbaren Stange zu bilden.

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Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnführungsrolle (16) am einen Ende der verstellbaren Stange (20) befestigt ist, daß der zyklische Antriebsmechanismus (44) eine Kurbel aufweist, die mit dem zur Rolle entgegengesetzten Ende verbunden ist, und daß der Schwenkarm (40) mit der Stange zwischen der Rolle und der Kurbel des Antriebsmechanismus verbunden ist.

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