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Vorrichtung zum Bedrucken von Etiketten, insbesondere in Etikettiermaschinen
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Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bedrucken
von Etiketten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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An die Druckeinrichtungen in Etikettiermaschinen, wie sie hauptsächlich
in den Abfüllanlagen der Brau-, Getränke- und Spirituosenindustrie zum Einsatz kommen,
werden enorme Anforderungen gestellt, die nicht mit denen für reine Druckereimaschinen
zu vergleichen sind. Die Druckeinrichtungen führen in Etikettiermaschinen ein vollkommen
untergeordnetes Dasein und werden von in drucktechnischer Hinsicht gänzlich ungeübten
Personen bedient und gewartet.
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Die Hauptaufgaben dieses Personals bestehen im Nachfüllen von Etiketten
und Leim und im Beobachten der Bewegung der Etikettierobjekte vor und nach der Etikettiermaschine.
Trotzdem sollen die Druckeinrichtungen bei Leistungen bis zu 80.000 Etiketten pro
Stunde über einen möglichst langen Zeitraum hinweg einen sauberen, gut lesbaren
Aufdruck des Abfülldatums, Verfalldatums oder dgl. auf die Etiketten erbringen.
Zieht man noch die äußerst ungünstigen Umweltbedingungen in Abfüllanlagen in Betracht,
wo Wasser, Scherben, Füllflüssigkeit usw. auf alle Maschinen und Vorrichtungen einwirken,
so sind die Betriebsbedingungen für Druckeinrichtungen tatsächlich äußerst ungünstig.
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Es ist nun bereits eine Vorrichtung zum Bedrucken von Etiketten in
Etikettiermaschinen bekannt, bei welcher an einer feststehenden Stange mittels mehrerer
Schrauben ein rakelartiger Filzstreifen derart befestigt ist, daß er mit einer freien
Kante am Umfang einer rotierenden Farbwalze schleift (GB-PS 809 463). Am Filzstreifen
liegt das untere Ende eines perforierten Rohrstücks
an, dessen oberes
Ende in den Boden eines Farbbehälters einmündet, der überhalb der Farbwalze sitzt.
Diese bekannte Etikettiervorrichtung wäre infolge der Farbgebung durch einen Filzstreifen
an und für sich für die Verarbeitung von dünnflüssigen und schnelltrocknenden Farben
geeignet. Infolge einiger wesentlicher Unzulänglichkeiten ist sie jedoch für den
praktischen Einsatz nicht brauchbar. Insbesondere das Auswechseln des ungeschützten
Filzstreifens, das infolge von Abrieb und einem Zusetzen der Poren in relativ geringen
Zeitabständen erforderlich ist, stellt eine mühselige und schmutzige Tätigkeit dar,
genauso wie auch das häufig erforderliche Nachfüllen von Farbe infolge des geringen
zulässigen Inhalts des Farbbehälters. Das Auswechseln des Filzstreifens kann nur
bei stehender Etikettiermaschine vorgenommen werden, wozu vorher noch eine vollständige
Entleerung des Farbbehälters erforderlich ist, und führt daher zu einem entsprechend
hohen Produktionsausfall.
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Außerdem ist bereits eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Bedrucken
von Etiketten bekannt, bei welcher der am Umfang der Farbwalze in dem vom Stempelkopf
beaufschlagten Bereich schleifende Saugkörper in der Öffnung des Farbbehälters befestigt
und mit diesem zu einer Austauscheinheit zusammengefaßt ist (DE-OS 31 51 062). Auch
diese Vorrichtung ist gut für die Verarbeitung schnelltrocknender Farbe geeignet
und ermöglicht ein einwandfreies Bedrucken der Etiketten, ohne daß beim nachfolgenden
Andrücken und Anbürsten der Etiketten an die Flaschen oder dgl. besondere Rücksicht
auf den Aufdruck genommen werden müßte. Dabei wird durch die Dosierwirkung des Saugkörpers
eine übermäßige Einfärbung der Farbwalze und des Stempelkopfs vermieden.
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Ungünstig ist jedoch, daß die aus Saugkörper und Farbbehälter bestehende
Farbpatrone infolge des schnellen Zusetzens des Saugkörpers an der Schleifstelle
nur eine relativ kurze Standzeit hat. Dieses Zusetzen durch Abrieb wird noch durch
eine eventuelle Verschmutzung des Stempelkopfs bzw. der Farbwalze mit Etikettenresten,
Leimspritzern usw. beschleunigt. Zwar ist der Austausch einer Farbpatrone einfach
durchzuführen; insgesamt gesehen kommt es doch zu nicht unbeträchtlichen Stillstandszeiten
der Etikettiermaschine.
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Außerdem wird ein Trockenlaufen der Farbwalze vom Bedienungspersonal
der Etikettiermaschine infolge der vielfältigen anderen Aufgaben und Tätigkeiten
häufig erst zu spät bemerkt, was zu einer Beschädigung der Farbwalze, zumindest
aber zu umfangreichen Reinigungsarbeiten führen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,bei einer gattungsgemäßen
Vorrichtung zum Bedrucken von Etiketten, insbesondere in Etikettiermaschinen, die
Standzeit des Saugkörpers und damit die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit wesentlich
zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs
1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung findet zwischen dem Saugkörper
und der Farbwalze nicht die geringste Schleifbewegung statt; die Weiterführung der
Farbe von der Anschlußstelle des Saugkörpers zum Außenmantel der Farbwalze wird
durch deren saugfähige oder offenporige Gestaltung bewirkt. Es entfällt somit jeglicher
Verschleiß am Saugkörper und die Vielzahl der durch diesen verursachten Unzulänglichkeiten.
Auch kann der Saugkörper nicht durch auf die Farbwalze verschleppte Leim- oder Etikettenreste
usw. verschmutzt werden. Es ist lediglich dafür zu sorgen, daß die Farbwalze eine
ausreichende Saugwirkung oder Farbdurchlässigkeit hat.
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Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Farbwalze
gemäß der im Anspruch 11 niedergelegten Weiterbildung der Erfindung aus gesintertem
Kunststoff, wie z.B. Polyäthylen oder Polyamid besteht. Hierdurch wird gleichzeitig
eine hohe Speicherkapazität als Schutz gegen Trocken laufen sowie eine hohe Verschleißfestigkeit
erzielt.
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Für die Lage der Kontakt- oder Übergangsstelle zwischen dem Saugkörper
und der Farbwalze gibt es mehrere Möglichkeiten. Wichtig ist, daß der umlaufende
Saugkörper nicht mit dem die Farbwalze beaufschlagenden Stempelkopf oder mit sich
einer auf der Farbwalze abwälzenden Zwischenwalze kollidiert. Hierzu kann der Saugkörper
in einem höher oder tiefer als der Stempelkopf bzw. die Zwischenwalze liegenden
Bereich des Außenmantels oder an einer Stirnseite der Farbwalze angeschlossen sein.
Eine besonders zweckmäßige diesbezügliche Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch
3 angegeben. Bei dieser Ausführung wird eine besonders gut geschützte Anordnung
des Saugkörpers, sozusagen im Inneren der Farbwalze,
ermöglicht
und es wird der Übergang der Farbe vom Saugkörper zur Farbwalze und weiter zu deren
Außenfläche durch die Zentrifugalkraft gefördert.
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Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, die mit zur Lösung
der zugrundeliegenden Aufgabe beitragen, enthalten die Unteransprüche 2 und 4 bis
10. Besonders hervorzuheben ist die einstückige Ausbildung von Saugkörper und Farbwalzenmantel
gemäß Anspruch 6, die einen sehr guten Farbfluß ergibt, sowie die Führung des unteren
Teils des Saugkörpers in einem Stützrohr gemäß Anspruch 7, die negative Auswirkungen
der Drehung des Saugkörpers auf die Farbe im Farbbehälter zuverlässig verhindert.
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Im nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
der Zeichnung beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 die Draufsicht auf eine Vorrichtung
zum Bedrucken von Etiketten in einer Etikettiermaschine Fig. 2 den Schnitt AB nach
Fig. 1 Fig. 3 den Schnitt CD nach Fig. 1 durch die Farbwalze ohne Saugkörper.
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Die Vorrichtung zum Bedrucken von Etiketten nach Fig. 1 bis 3 ist
in eine nur teilweise dargestellte Etikettiermaschine hoher Leistung integriert.
Diese weist ein Getriebegehäuse 1 auf, in dem ein mit mehreren Palettenwellen 2
bestückter trommelförmiger Träger 3 drehbar gelagert ist. Auf jeder Palettenwelle
2 sitzt eine Leimpalette 4 mit einer elaatischen Einlage 5 im Bereich der gekrümmten
Haftfläche 6. Im Betrieb läuft der Träger 3 kontinuierlich in Pfeilrichtung um,
wobei die Palettenwellen 2 oszillierend angetrieben werden.
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Dabei wälzen sich die Haftflächen 6 nach ihrer Beleimung an einer
nicht gezeigten Leimwalze auf dem jeweils vordersten Etikett 7 in einem feststehenden
Etiketten behälter 8 ab und entnehmen dieses durch Leimhaftung. Anschließend werden
die Etiketten von den Leimpaletten 4 an die Greifer 9 eines in Pfeilrichtung rotierenden
Etikettierzylinders 10 übergeben, der die Etiketten an die nicht gezeigten Etikettierobjekte
in Form von Flaschen andrückt.
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In dem Bereich zwischen Etikettenbehälter 8 und Etikettierzylinder
10 ist im Getriebegehäuse 1 eine parallel zur Drehachse des Trägers 3 stehende senkrechte
Welle 11 mit einem drehfesten, jedoch höhenverstellbaren Stempelkopf 12 gelagert.
Die Welle 11 wird derart synchron zum Träger 3 angetrieben, daß sich die austauschbar
am Umfang des Stempelkopfs 12 befestigten Drucktypen 13 aus Stahl im Bereich der
elastischen Einlagen 5 auf den Haftflächen 6 jeder vorbeilaufenden Leimpalette 4
bzw. einem darauf haftenden Etikett 7 exakt abwälzen und dieses dabei mit einem
Aufdruck versehen. Während des Abwälzens wird jede Leimpalette 4 etwas in Pfeilrichtung
gegenüber dem Träger 3 verschwenkt, da der Krümmungsradius der Haftflächen kleiner
ist als der Abstand zwischen der Drehachse des Trägers 3 und dem Umkreis 14 des
Stempelkopfs 12, in dem die wirksamen Flächen der Drucktypen 13 liegen.
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Parallel zur Welle 11 ist im Getriebegehäuse 1 eine weitere Welle
15 gelagert, auf der eine Zwischenwalze 16 mit einer Nabe und einem elastischen
Belag, z.B. aus Gummi oder Vulkollan, drehfest, jedoch höhenbeweglich aufgenommen
ist. Der zylindrische Umfang der Zwischenwalze 16 berührt den Umkreis 14 des Stempelkopfs
12 oder dringt geringfügig in diesen ein. Die Welle 15 wird gegenläufig zum Stempelkopf
12 mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, so daß sich die Drucktypen
13 auf dem Umfang der Zwischenwalze 16 abwälzen und dabei Farbe aufnehmen.
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Die Zwischenwalze 16 ist von einem Gehäuse 17 umgeben, das im Bereich
der Kontaktstelle zwischen den Drucktypen 13 und der Zwischenwalze 16 seitlich offen
und ansonsten weitgehend geschlossen ist. Das Gehäuse 17 besteht aus einem schalenförmigen
Unterteil und einem mit diesem lösbar verschraubten Deckel, so daß sein Inneres,
z. B. zu Reinigungszwecken, leicht zugänglich ist. Das feststehende Gehäuse 17 ist
aif der verlängerten Nabe der Zwischenwalze 16 mittels einer Gleitbuchse oder auch
eines Wälzlagers drehbar gelagert und somit exakt zentriert. Die Höhenlage des Gehäuses
17 und damit auch der Zwischenwalze 16 wird durch eine an seiner Unterseite befestigte
senkrechte Haltestange 18 festgelegt, die verstellbar am Getriebegehäuse 1 festgeklemmt
ist. Die Höhenlage der Zwischenwalze 16 ist so gewählt, daß sie mit der Höhenlage
des Stempelkopfs 12 übereinstimmt, dessen Höhenlage wiederum von der gewünschten
Position des Aufdrucks auf den Etiketten 7 abhängig ist.
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Im Inneren des Gehäuses 17 sitzt außerdem eine in einer horizontalen
Ebene geteilte Farbwalze 19, die um eine senkrechte Achse frei drehbar ist. Hierzu
ist der Oberteil der Farbwalze 19 mit einem Lagerzapfen 20 ausgestattet, der mittels
Wälzlagern im Deckel des Gehäuses 17 gelagert ist. Der mit dem Oberteil lösbar verschraubte
Unterteil der Farbwalze 19 weist eine konzentrisch zur Drehachse liegende Bohrung
21 auf, in der ein senkrechtes Stützrohr 22 befestigt ist. Dieses Stützrohr 22 erstreckt
sich durch eine Öffnung im Unterteil des Gehäuses 17 hindurch frei nach unten. Die
Farbwalze 19 ist am Umfang mit einer Ringnut versehen, in der ein ringförmiger Mantel
23 mit zylindrischer, konzentrisch zur Drehachse liegender Außenfläche eingeklemmt
ist.
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Der Außendurchmesser dieses Mantels 23 ist derart gewählt, daß er
mit leichtem Druck an der Zwischenwalze 16 anliegt und so die Farbwalze 19 in Rotation
versetzt. Der Mantel 23 besteht aus einem saugfähigen bzw. offenporigen Material
wie z. B. gesintertem Polyamid oder Polyäthylen und dient zur Einfärbung der Zwischenwalze
16 bzw. der Drucktypen 13, wie weiter unten näher beschrieben wird.
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Oberteil und Unterteil der Farbwalze 19 weisen aneinanderliegende
horizontale Stirnflächen auf, wobei die Stirn fläche des Oberteils durchgehend eben
ist.
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In die Stirnseite des Unterteils dagegen sind zwei um 180 Grad versetzte,
radial verlaufende Nuten 24 eingearbeitet, welche die Ringnut am Umfang der Farbwalze
19 mit der Bohrung 21 in deren Unterteil verbinden (Fig. 3). Im Stützrohr 22 steckt
ein bis zu dessen unterem Ende reichender Saugkörper 25 in Form eines Dochtes aus
Filz oder dgl., der in seinem oberen, aus dem Stützrohr 22 herausragenden Bereich
in zwei radiale Arme aufgespalten ist.
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Diese Arme sitzen in den Nuten 24 und stehen in festem, flächigem
Kontakt mit der Innenseite des ringförmigen Mantels 23. Dieser Kontakt und gleichzeitig
die Halterung des Såugkörper 25 in der Farbwalze 19 wird dadurch bewirkt, daß die
radialen Arme des Saugkörpers 25 fest zwischen Ober- und Unterteil der Farbwalze
19 eingeklemmt sind. Der Saugkörper 25 rotiert somit zusammen mit der Farbwalze
19 und dem Stützrohr 22 und es findet keine Reibbewegung zwischen dem ringförmigen
Mantel 23 der Farbwalze 19 und dem Saugkörper 25 statt.
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In die mit einem entsprechenden Gewinde versehene Öffnung im Unterteil
des Gehäuses 17 ist ein flaschenförmiger, vorzugsweise durchsichtiger Farbbehälter
26 eingeschraubt, der konzentrisch zur Drehachse der Farbwalze 19 sitzt.
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Die Öffnung des Farbbehälters 26 und seine Höhe sind ausreichend groß,
um die Drehbewegung des Stützrohrs 22 nicht zu behindern sowie ein müheloses Ein-
und Ausschrauben zu ermöglichen. Der Farbbehälter 26 kann nach seiner Entleerung
gegen einen frischen, gefüllten Farbbehälter ausgetauscht oder aber wieder mit Farbe
gefüllt werden. Hierzu ist in dem Gehäuse 17 ein kleiner Nachfülltrichter 27 eingeschraubt,
der durch eine Bohrung mit dem Gehäuseinneren im Bereich der Öffnung im Unterteil
verbunden ist.
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Die Funktion der vorbeschriebenen Vorrichtung zum Bedrucken von Etiketten
ist folgende: Ist der Farbbehälter 26 ausreichend mit dünnflüssiger, schnelltrocknender
Druckfarbe gefüllt, so steigt diese infolge der Kapillarwirkung im Saugkörper 25
nach oben und geht an den beiden Kontakt- bzw. Verbindungsstellen in den ringförmigen
Mantel 23 über, bis dessen Poren vollständig mit Druckfarbe gefüllt sind. Wird nun
die Etikettiermaschine in Betrieb gesetzt, so rotieren der Stempelkopf 12, die Zwischenwalze
16 und die Farbwalze 23, wobei Farbe von der Außenfläche des ringförmigen Mantels
23 auf die Zwischenwalze 16 und von dort auf die Drucktypen 13 übertragen wird.
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Die entnommene Farbe wird fortwährend und selbstregelnd durch die
im Saugkörper 25 hochsteigende Farbe ersetzt. Dabei rotiert das Stützrohr 22 mit
dem in seinem Inneren sitzenden Saugkörper 25 innerhalb des Farbbehälters 26 bzw.
der darin stehenden Druckfarbe. Eine Relativbewegung findet daher nicht zwischen
Saugkörper 25 und Farbwalze 19 sondern zwischen Saugkörper 25 und der Druckfarbe
statt. Hierbei entstehen keinerlei nachteilige Auswirkungen. Ist aus irgendwelchen
Gründen ein Austauschen des Saugkörpers 25 oder des ringförmigen Mantels 23 erforderlich,
so wird nach einem Lösen des Deckels des Gehäuses 17 das Unterteil der Farbwalze
19 mit dem Stützrohr 22 abgeschraubt, wonach sowohl der Saugkörper 25 als auch der
ringförmige Mantel 23 entnommen werden können. Ist die Öffnung im Unterteil des
Gehäuses 27 ausreichend groß, so kann das Abheben des Unterteils der Farbwalze 19
auch bei geschlossenem Gehäuse 17 durch diese Öffnung hindurch erfolgen.
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Beim Ausführungsbeispiel erfolgt die Zuführung der Farbe an zwei getrennten
Stellen der Farbwalze. Dies ist im allgemeinen ausreichend, um eine volle Durchtränkung
der gesamten Farbwalze bzw. deren saugfähigen Mantels zu bewirken. Bei größeren
Farbwalzendurchmessern oder beim Einsatz von Material geringer Saugfähigkeit kann
selbstverständlich der Saugkörper auch in mehr als zwei Arme aufgeteilt oder gar
in Form einer Scheibe oder eines Ringes über den gesamten Umfang der Farbwalze mit
dieser in Kontakt stehen. Andererseits ist es auch möglich, auf einen separaten
Mantel aus saugfähigem Material ganz zu verzichten und die Stirnfläche bzw. Stirnflächen
des Saugkörpers bis an den Außenumfang der Farbwalze herauszuführen, so daß der
Saugkörper direkt mit der Zwischenwalze oder mit den Drucktypen in Kontakt kommt.
In diesem Falle muß die Farbwalze synchron zum Stempelkopf 12 angetrieben werden,
damit der Abwälzkontakt zwischen den Drucktypen und den f arbgebenden Stellen der
Farbwalze gesichert ist.