EP2479036B1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bedrucken von Behältern - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Bedrucken von Behältern Download PDF

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EP2479036B1
EP2479036B1 EP11195330.3A EP11195330A EP2479036B1 EP 2479036 B1 EP2479036 B1 EP 2479036B1 EP 11195330 A EP11195330 A EP 11195330A EP 2479036 B1 EP2479036 B1 EP 2479036B1
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EP
European Patent Office
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printing
containers
recited
station
container
Prior art date
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EP11195330.3A
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English (en)
French (fr)
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EP2479036A1 (de
Inventor
Andreas Kraus
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Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP2479036A1 publication Critical patent/EP2479036A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2479036B1 publication Critical patent/EP2479036B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B41J3/4073—Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B41J3/4073—Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects
    • B41J3/40733—Printing on cylindrical or rotationally symmetrical objects, e. g. on bottles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/54—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed with two or more sets of type or printing elements
    • B41J3/543—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed with two or more sets of type or printing elements with multiple inkjet print heads

Definitions

  • the present invention relates to a device for printing on containers according to the features of the preamble of claim 1 and a corresponding method for printing on containers.
  • containers such as beverage bottles, PET bottles or similar.
  • labels are predominantly equipped by means of labels.
  • pre-printed labels are glued to the containers or bottles.
  • shrink labels can be used in a shrink tunnel or similar. shrunk onto the containers.
  • a method of printing containers is disclosed, for example, in the publication DE 10 2007 050 490 A1 described.
  • at least two printing heads operating according to the ink-jet printing principle are used.
  • the containers are moved by a transport element in the transport direction, wherein the print heads of a printing unit are moved during a part of the at least one printing step with the transport element.
  • the shows EP 0 209 896 B1 a method and apparatus for decorating containers.
  • individual color dots are applied to the wall of the container as a raster image along parallel circumferential lines in a program-controlled manner.
  • the container is thereby rotated while the nozzles are arranged on a carriage, whereby the distance to the container can be adjusted.
  • a suitable technology for printing for example digital DOD inkjet printing, electrophotography or other suitable digital printing techniques
  • digital DOD inkjet printing for example digital DOD inkjet printing
  • electrophotography or other suitable digital printing techniques one obtains further advantages over the classically applied label. These consist in particular in the fact that no printing form is necessary, so that a quick change to variable content is possible.
  • the creation of the print image is done by mouse click. Furthermore, the consumption of films, developers, chemicals, fixing tapes, etc. is eliminated that even small quantities are economically feasible.
  • Digital printing techniques allow great flexibility in the desired design, for marketing etc.
  • the DOD (drop-on-demand) ink-jet technology has a number of advantages.
  • the technology is one of the non-impact-printing processes in which there is no contact with the substrate. Furthermore, ink drops are produced only when needed. In addition, the use of UV-curable inks is possible.
  • the object of the invention is to provide a fast, continuously practicable method for printing on containers and to provide an apparatus for carrying out such a method.
  • the invention relates to a device for printing containers on their surfaces with the features of independent claim 1.
  • a device for printing containers on their surfaces with the features of independent claim 1.
  • a device is used to print on beverage containers, especially bottles, cans, etc.
  • Such a device comprises at least one printing station which is associated with at least two print heads for printing on the containers.
  • the at least two print heads are preferably equipped with different printing inks they are arranged one above the other.
  • the device further comprises at least one handling device for approximately horizontal positioning of the containers during their printing.
  • the apparatus further comprises at least one handling device for variably positioning the containers in different vertical levels.
  • the differently adjustable levels correspond in each case with arranged at different heights printheads of the printing station.
  • at least one drying station and / or at least one pretreatment station can be arranged at different heights or next to each other to the print heads of the printing station and also correspond to the differently adjustable levels.
  • the device is preferably designed as a so-called pressure module with a peripheral transport device, wherein the handling device for holding and positioning the container in the region of an outer circumference of the Transport device is arranged, while the printing stations are preferably arranged closer to the axis of rotation at the periphery of the transport device and on the same.
  • the printing module is designed as a rotating printing carousel with print stations distributed uniformly over the circumference.
  • the printing module is at least partially linear and has uniformly distributed over the circumference printing stations.
  • the print module is coupled to a container feed and a container discharge.
  • a container feed and a container discharge may be known transport stars, in particular an inlet star and an outlet star, an inlet or outlet screw or similar suitable systems for container feed and / or container removal.
  • the handling device for holding and positioning the container comprises a pivoting device for pivoting each container to be printed from a vertical position to an approximately horizontal position.
  • the handling device further comprises a vertical conveying device for variably positioning the containers in different vertical levels, which respectively correspond to the printing heads of the printing station arranged at different heights.
  • the containers can be transferred by means of the feeder, for example.
  • the transfer star in the printing carousel, placed there in a horizontal position and for printing in the vertical direction up and down to bring each printed container to the arranged at different heights printheads ,
  • the printheads are each mounted on top of each other so that they eject their ink in a horizontal direction and print the container in this way.
  • the printheads can be fixed to the carousel and rotate with it.
  • each case two print heads are arranged opposite one another in a printing station.
  • the container to be printed is placed between the two print heads.
  • the container can be printed successively or simultaneously from both opposite sides.
  • the containers can each be rotated by a defined angle about their longitudinal axis or else rotate continuously about the same at a defined speed.
  • At least two print heads are arranged in a star shape in a printing station.
  • the container to be printed is in this case immersed in the printing station or the printing station is moved in the direction of the container longitudinal axis, that the printing station with the star-shaped printheads surrounding the container to be printed.
  • the containers can each be rotated by a defined angle about their longitudinal axis or else rotate continuously about the same at a defined speed.
  • the printing station may further comprise at least one drying station for drying taking place immediately after printing, for example pre-drying or final drying of the containers.
  • the printing station can be assigned at least one pre-treatment station, which subjects the containers, for example, to a corona or plasma treatment in which the surface energy of the material to be printed is increased, thereby improving the wettability of the surface to be printed.
  • cleaning methods or other preparation methods may be used.
  • the printing station may comprise a monitoring device with corresponding sensors.
  • the sensors may include, for example, camera systems, image recognition systems, or other suitable systems for monitoring the printing process, for properly positioning the containers with respect to the printheads, and / or for controlling the printing result.
  • the sensor system may be coupled to a suitable device which rejects incorrectly printed containers so that they are not fed to a downstream processing device.
  • the printing stations can continue to use covers to protect the printing units or to facilitate access to the printing units for cleaning purposes. be equipped.
  • a defined distance between the containers and the printing units is preferably preset, which is then no longer changed during the treatment of the same container of a batch.
  • the distance between containers and printheads can be variable and is generally between 0.5mm to 0.8mm.
  • the distance between the container to be printed and the print heads can preferably be further reduced, but also increased, preferably to ⁇ 3 mm and in particular to ⁇ 10 mm.
  • the distance between the container to be printed and the printheads is particularly dependent on the architecture, the structure and the arrangement of the printheads, which can be variably selected.
  • the print heads are preferably modular and easy to replace, so that they can be easily replaced if errors occur, dehydration, in another desired color pattern, etc.
  • the invention further relates to a method for printing containers on their surfaces by means of printing stations, which are each associated with at least two printheads for printing the container with multiple and / or different inks.
  • the print heads are arranged one above the other.
  • the containers to be printed are first positioned approximately horizontally within a printing station. Subsequently, a variable positioning of the containers takes place in different vertical levels corresponding to the printheads arranged at different heights.
  • the printing stations it is advantageous to "rest" the printing stations relative to the containers.
  • the movement on the revolving transport device takes place synchronously with the movement of the handling device in which the containers to be printed are positioned.
  • a movement of the printheads against the containers is deliberately avoided.
  • the printheads preferably remain stationary, instead the containers to be printed are moved by rotation about their longitudinal axis relative to the printheads.
  • the printheads may be controlled via a sensor.
  • the sensor recognizes the bottle contour and the print heads are moved accordingly laterally due to the data obtained from it in order to set the optimal distance between the container and the print head and thus to achieve the optimum printing result.
  • the position of the printheads is not fixed but is dynamically controlled depending on the containers to be printed.
  • the printheads depending on the type of bottle to be printed, can be "scanned" over a previously defined profile / program, whereby the necessary dynamic movement or adjustment can likewise be generated.
  • no sensor for distance measurement and adjustment is necessary.
  • the positioning of the printheads during the printing process can be adapted, which is particularly advantageous when printing on containers with an oval diameter, since the distance between the container and printhead changes continuously as the container rotates about its longitudinal axis.
  • the senor may be a picture-recognizing system which forwards the ascertained data, in particular the contour, height and width of the container to be printed, to a computing unit. Based on the transmitted data, the optimal distance between the container and the printhead is calculated. The arithmetic unit then controls the appropriate positioning of the printhead or printheads.
  • the container once clamped in a handling device can be completely treated. An alignment or a complex synchronization with other printing stations is thus eliminated. Since all movements are controlled by the movement of the containers, no calibration is necessary during the process, since the distance of the printheads is previously known or defined preset or can be controlled dynamically, no error-prone referencing must be performed.
  • the device can be built as a so-called. Rotary. This is advantageous due to a continuous inlet and outlet of the containers and a continuous carousel rotation.
  • the container With the device it is also possible to provide the containers with special markings. If the containers are arranged, for example, between opposite printheads, different printed images can be produced on the opposite sides of the containers.
  • the method and the device are used in particular for direct printing on the lateral surface of containers. Alternatively, it is also possible to print on the container located labels or coatings or wraps.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an apparatus 10 for printing on bottles 20.
  • the apparatus 10 comprises a printing module 12 having a plurality of printing stations 30.
  • the bottles 20 to be printed are fed to the printing module 12 via an inlet star 2.
  • the device 10 is designed so that it allows a continuous bottle transport at the transfer point between inlet star 2 and pressure module 12.
  • the printing module 12 comprises a continuously rotating carousel, in particular a continuously rotating transport star 14, to which at least one, preferably a plurality of printing stations 30 are assigned.
  • Each printing station 30 comprises a bottle holder 40 on the transport star 14.
  • the bottles 20 are here - as in FIG. 2 shown - preferably clamped between the mouthpiece 22 and bottle bottom 24 and centered.
  • the printing stations 30 are each arranged in a stationary manner on the printing module 12 and rotate with it.
  • the bottle receptacle 40 includes means 42 for pivoting or tilting the bottle 20 from the incoming vertical layer Lv to a substantially horizontal position Lh. Furthermore, the bottles 20 can be pivoted by means of this pivoting device 42 to the transport star 14 to the outside or inwards or be turned upside down.
  • the bottle receptacle 40 further comprises means 44 to move the bottles 20 about their longitudinal axis X, in particular to rotate, and means 46 for changing the vertical position of the bottles 20 so that they can be moved relative to the transport star 14.
  • these means are designed as vertical conveying devices 46, which serve to vertically change the position of the bottles 20 and to position them in accordance with the printing heads 32 arranged in different vertical levels N1... N6 (cf. FIG. 2 ).
  • the bottle 20 is pivoted in a preferably horizontal working position.
  • the bottle 20 is pivoted toward the center of the transport star 14 into a printing station 30.
  • the printing station 30 is arranged so that a defined distance from the bottle 20 is maintained.
  • a pre-treatment station 50 for example a cleaning device, in particular a blow-off or drying station, can be arranged upstream of the inlet star 2 of the device 10.
  • an after-treatment station 52 for example a device for final drying, in particular a drying tunnel, in particular a UV tunnel, can be arranged downstream of the outlet star 4.
  • a printing station 30 is in FIG. 2 It may, for example, be a module for gas flame, corona or plasma treatment in which the surface energy of the material to be printed is increased, whereby the wettability of the surface to be printed is improved. Additionally or alternatively, for example, cleaning methods or other preparation methods (heating or the like) may be used.
  • the printing station 30 further comprises at least two printing heads 32, which are preferably each provided with different printing inks.
  • the printing station 30 comprises a drying station 34 for drying or curing the printed colors.
  • the pre-treatment station 36, the printheads 32 and the drying station 34 are each horizontally aligned and arranged one above the other at different vertical levels N1... N6, the printheads 32 preferably being arranged between the pre-treatment station 36 and the drying station 34.
  • the drying station may in particular be a UV lamp or the like. act suitable drying agent.
  • N1 is a pretreatment
  • N2 a print head
  • N3 an intermediate drying
  • N4 a print head
  • N5 a final drying
  • a printing station 30 may comprise at least one monitoring device (not shown) with corresponding sensors, camera systems, etc., which monitor the printing process and / or the printing result.
  • sensors may be provided which detect the contour of the bottles 20 to be printed and regulate the optimum distance between the bottles to be printed and the print heads 32 of the printing station 30.
  • two mutually opposite pretreatment stations 36, print heads 32 and drying stations 34 are arranged within a printing station 30, so that the bottle 20 to be printed can be positioned between them and simultaneously treated or printed from two sides.
  • the bottles 20 are now moved by means of a vertical conveyor 46 via a vertical relative movement vB in the various working positions to the corresponding treatment station 32, 34, 36 in the different vertical levels N1 ... N6 of the printing station 30.
  • a vertical conveyor 46 via a vertical relative movement vB in the various working positions to the corresponding treatment station 32, 34, 36 in the different vertical levels N1 ... N6 of the printing station 30.
  • the bottles 20 rest at the individual treatment stations 32, 34, 36 for a defined time and are treated there.
  • the bottles 20 are continuously moved past the treatment stations 32, 34, 36 and thereby printed or treated.
  • FIG. 3 shows second embodiment of a printing station 30 for printing on bottles 20.
  • the treatment stations 32, 34, 36 are arranged horizontally adjacent to each other, so that the bottle 20 must perform a relative movement in a horizontal plane to the various treatment stations 32, 34, 36 to get.
  • the bottles 20 are in turn clamped in a bottle receptacle 40 and can rotate therein at least partially about its longitudinal axis X.
  • the horizontal movement of the bottles 20 between the treatment stations 32, 34, 36 is carried out in particular by means of a horizontal conveyor 48, wherein the bottle 20 is moved, for example, by a servo motor (not shown) along a servo-linear axis S.

Landscapes

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bedrucken von Behältern gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Ansprüch 1 und ein entsprechendes Verfahren zum Bedrucken von Behältern.
  • Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus dem Dokument EP 2 179 853 A1 bekannt.
  • Um den Inhalt von Behältern, beispielsweise Getränkeflaschen, PET-Flaschen o.ä. zu kennzeichnen, werden diese überwiegend mittels Etiketten bestückt. Beispielsweise werden vorgedruckte Etiketten auf die Behälter bzw. Flaschen aufgeklebt. Weiterhin können Schrumpfetiketten verwendet werden, die in einem Schrumpftunnel o.ä. auf die Behälter aufgeschrumpft werden. Darüber hinaus ist es bekannt, die Mantelflächen von Flaschen und Behältern mittels haftenden Farben bzw. Tinten zu bedrucken und dadurch zu kennzeichnen. Das Aufbringen eines Etiketts durch Ankleben oder Aufschrumpfen kann somit entfallen.
  • Ein Verfahren zum Bedrucken von Behältern wird beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE 10 2007 050 490 A1 beschrieben. Hierbei werden mindestens zwei nach dem Tintenstrahldruckprinzip arbeitende Druckköpfe verwendet. Während des Bedruckens werden die Behälter durch ein Transportelement in Transportrichtung bewegt, wobei die Druckköpfe eines Druckwerkes während eines Teils des wenigstens einen Druckschrittes mit dem Transportelement mitbewegt werden.
  • Weiterhin zeigt die EP 0 209 896 B1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dekorieren von Behältern. Hierbei werden einzelne Farbpunkte entlang paralleler Umfangslinien programmgesteuert auf die Wandung des Behälters als Rasterbild aufgebracht. Der Behälter wird hierbei gedreht, während die Düsen auf einem Schlitten angeordnet sind, wodurch der Abstand zum Behälter eingestellt werden kann.
  • Wählt man zum Bedrucken eine geeignete Technologie, z.B. digitalen DOD-Inkjet-Druck, Elektrofotographie oder andere geeignete digitale Drucktechniken, erhält man weitere Vorteile gegenüber dem klassisch aufgebrachten Etikett. Diese bestehen insbesondere darin, dass keine Druckform nötig ist, so dass ein schnelles Umstellen auf variable Inhalte möglich ist. Die Erstellung des Druckbildes erfolgt per Mausklick. Weiterhin entfällt der Verbrauch von Filmen, Entwickler, Chemie, Fixierbändern etc., so dass auch kleine Stückzahlen wirtschaftlich umsetzbar sind. Digitale Drucktechniken ermöglichen eine große Flexibilität im gewünschten Design, für das Marketing usw.
  • Insbesondere die DOD (drop-on-demand) Ink-Jet-Technologie weist eine Reihe von Vorteilen auf. Die Technologie zählt zu den non-impact-printing-Verfahren, bei der kein Kontakt zum Bedruckstoff erfolgt. Weiterhin werden Tintentropfen nur bei Bedarf erzeugt. Zudem ist die Verwendung von UV-härtenden Tinten möglich.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein schnelles, kontinuierlich durchführbares Verfahren zum Bedrucken von Behältern bereitzustellen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens zu liefern.
  • Die obige Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gelöst, die die Merkmale in den Patentansprüchen 1 und 11 umfassen.
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bedrucken von Behältern an deren Oberflächen mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Vorzugsweise wird eine solche Vorrichtung verwendet, um Getränkebehälter, insbesondere Flaschen, Dosen etc. zu bedrucken. Eine solche Vorrichtung umfasst mindestens eine Druckstation, der mindestens zwei Druckköpfe zum Bedrucken der Behälter zugeordnet sind. Die mindestens zwei Druckköpfe sind vorzugsweise mit unterschiedlichen Druckfarben bestückt sie sind übereinander angeordnet.
  • Die Vorrichtung umfasst weiterhin mindestens eine Handhabungseinrichtung zur annähernd horizontalen Positionierung der Behälter während ihres Bedruckens. Die Vorrichtung umfasst weiterhin mindestens eine Handhabungseinrichtung zur variablen Positionierung der Behälter in unterschiedlichen vertikalen Niveaus. Die unterschiedlich einstellbaren Niveaus korrespondieren jeweils mit in unterschiedlichen Höhen angeordneten Druckköpfen der Druckstation. Weiterhin können mindestens eine Trocknungsstation und/oder mindestens eine Vorbehandlungsstation in unterschiedlichen Höhen oder nebeneinander zu den Druckköpfen der Druckstation angeordnet sein und ebenfalls mit den unterschiedlich einstellbaren Niveaus korrespondieren.
  • Die Vorrichtung ist vorzugsweise als so genanntes Druckmodul mit einer umlaufenden Transportvorrichtung ausgebildet, wobei die Handhabungsvorrichtung zur Halterung und Positionierung der Behälter im Bereich eines äußeren Umfangs der Transportvorrichtung angeordnet ist, während die Druckstationen vorzugsweise näher zur Drehachse am Umfang der Transportvorrichtung und auf derselben angeordnet sind.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Druckmodul als rotierendes Druckkarussell mit gleichmäßig über den Umfang verteilten Druckstationen ausgebildet. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist das Druckmodul zumindest teilweise linear ausgebildet und weist gleichmäßig über den Umfang verteilte Druckstationen auf.
  • Das Druckmodul ist mit einer Behälterzuführung und einer Behälterabführung gekoppelt. Dabei kann es sich um an sich bekannte Transportsterne handeln, insbesondere um einen Einlaufstern und einen Auslaufstern, um eine Einlauf- bzw. Auslaufschnecke oder ähnliche geeignete Systeme zur Behälterzuführung und / oder Behälterabführung.
  • Die Handhabungseinrichtung zur Halterung und Positionierung der Behälter umfasst eine Schwenkeinrichtung zur Verschwenkung jedes zu bedruckenden Behälters aus einer vertikalen Lage in eine annähernd horizontale Lage.
  • Die Handhabungseinrichtung umfasst weiterhin eine Vertikalfördereinrichtung zur variablen Positionierung der Behälter in unterschiedlichen vertikalen Niveaus, die jeweils mit den in unterschiedlichen Höhen angeordneten Druckköpfen der Druckstation korrespondieren. Die Behälter können mittels der Zuführeinrichtung, bspw. des Übergabesterns, in das Druckkarussell übergeben werden, dort in eine horizontale Lage gebracht und zum Bedrucken in vertikaler Richtung auf- und ab bewegt werden, um den jeweils bedruckten Behälter an die in unterschiedlichen Höhen angeordneten Druckköpfe heranzuführen. Die Druckköpfe sind dabei jeweils übereinander montiert, so dass sie ihre Druckfarbe in horizontaler Richtung ausstoßen und den Behälter auf diese Weise bedrucken. Die Druckköpfe können fest am Karussell montiert sein und mit diesem mitrotieren.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind in einer Druckstation jeweils zwei Druckköpfe einander gegenüberliegend angeordnet. Der zu bedruckende Behälter wird dabei zwischen den beiden Druckköpfen angeordnet. Dadurch kann der Behälter jeweils nacheinander oder gleichzeitig von beiden gegenüberliegenden Seiten bedruckt werden. Während des Bedruckens können die Behälter jeweils um einen definierten Winkel um ihre Längsachse gedreht werden oder aber kontinuierlich in einer definierten Geschwindigkeit um dieselbe rotieren.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind in einer Druckstation mindestens zwei Druckköpfe sternförmig angeordnet. Der zu bedruckende Behälter wird hierbei in die Druckstation eingetaucht oder die Druckstation wird derart in Richtung Behälterlängsachse bewegt, dass die Druckstation mit den sternförmig angeordneten Druckköpfen den zu bedruckenden Behälter umgibt. Während des Bedruckens können die Behälter jeweils um einen definierten Winkel um ihre Längsachse gedreht werden oder aber kontinuierlich in einer definierten Geschwindigkeit um dieselbe rotieren.
  • Die Druckstation kann weiterhin mindestens eine Trocknungsstation zur unmittelbar nach dem Bedrucken erfolgenden Trocknung, beispielsweise Vor- oder Endtrocknung der Behälter umfassen. Weiterhin kann der Druckstation mindestens eine Vorbehandlungsstation zugeordnet sein, die die Behälter beispielsweise einer Corona-oder Plasmabehandlung unterzieht, bei der die Oberflächenenergie des zu bedruckenden Materials erhöht wird, wodurch die Benetzbarkeit der zu bedruckenden Oberfläche verbessert wird. Zusätzlich oder alternativ können beispielsweise Reinigungsverfahren oder andere Vorbereitungsverfahren (Erwärmung o.ä.) angewendet werden.
  • Weiterhin kann die Druckstation eine Überwachungseinrichtung mit entsprechender Sensorik umfassen. Die Sensorik kann beispielsweise Kamerasysteme, Bilderkennungssysteme oder andere geeignete Systeme zur Überwachung des Druckvorganges, zur richtigen Positionierung der Behälter in Bezug auf die Druckköpfe und/oder zur Steuerung bzw. Überwachung des Druckergebnisses beinhalten. Die Sensorik kann beispielsweise mit einer geeigneten Vorrichtung gekoppelt sein, die fehlerhaft bedruckte Behälter aussondert, so dass diese nicht einer nachfolgenden Verarbeitungsvorrichtung zugeführt werden.
  • Die Druckstationen können weiterhin mit Blenden zum Schutz der Druckwerke oder zum erleichterten Zugriff auf die Druckwerke für Reinigungszwecke o.ä. ausgestattet sein.
  • Für jede zu bearbeitende Charge von zu bedruckenden Behältern wird vorzugsweise ein definierter Abstand zwischen den Behältern und den Druckwerken voreingestellt, der dann während der Behandlung gleicher Behälter einer Charge nicht mehr geändert wird. Der Abstand zwischen Behältern und Druckköpfen kann variabel gewählt werden und beträgt im Allgemeinen zwischen 0,5mm bis 0,8mm. Der Abstand zwischen dem zu bedruckenden Behälter und den Druckköpfen kann vorzugsweise weiter verringert, aber auch vergrößert werden, vorzugsweise auf ≤ 3mm und insbesondere auf ≤ 10mm. Der Abstand zwischen dem zu bedruckenden Behälter und den Druckköpfen ist insbesondere von der Architektur, dem Aufbau und der Anordnung der Druckköpfe abhängig, die variabel gewählt werden können.
  • Wenn in einer neuen Charge Behälter mit einem anderen Durchmesser bzw. Außenumfang bedruckt werden, wird die Position der Druckköpfe in definiertem Abstand zur Handhabungseinrichtung entsprechend neu voreingestellt, um wiederum den optimalen Abstand zwischen zu bedruckender Oberfläche und dem Druckkopf zu erhalten.
  • Weiterhin sind die Druckköpfe vorzugsweise modular aufgebaut und einfach auswechselbar, so dass sie bei auftretenden Fehlern, bei Austrocknung, bei einem anderen gewünschten Farbmuster etc. einfach ausgetauscht werden können.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Bedrucken von Behältern an deren Oberflächen mittels Druckstationen, denen jeweils mindestens zwei Druckköpfe zur Bedruckung der Behälter mit mehreren und / oder mit unterschiedlichen Druckfarben zugeordnet sind. Die Druckköpfe sind hierbei übereinander angeordnet .
  • Die zu bedruckenden Behälter werden zuerst innerhalb einer Druckstation annähernd horizontal positioniert. Anschließend erfolgt eine variable Positionierung der Behälter in unterschiedlichen vertikalen Niveaus entsprechend den in unterschiedlichen Höhen angeordneten Druckköpfen.
  • Während der Behälter die unterschiedlichen Niveaus der Druckstation durchläuft, wird der Behälter und die Druckstation kontinuierlich durch die umlaufende Transportvorrichtung in Richtung Behälterabführung weiterbewegt. Mit dem Verfahren und der Vorrichtung sind also ein kontinuierliches Bedrucken mit mehreren Farben, eine optionale Vorbehandlung und / oder eine optionale Nachbehandlung, insbesondere eine Trocknung möglich.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das "Ruhen" der Druckstationen relativ zu den Behältern von Vorteil. Die Bewegung auf der umlaufenden Transportvorrichtung erfolgt synchron zu der Bewegung der Handhabungsvorrichtung, in der die zu bedruckenden Behälter positioniert sind. Eine Bewegung der Druckköpfe gegenüber den Behältern wird bewusst vermieden. In dieser Erfindung bleiben die Druckköpfe vorzugsweise ortsfest, stattdessen werden die zu bedruckenden Behälter durch Rotation um ihre Längsachse gegenüber den Druckköpfen bewegt.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die Druckköpfe über einen Sensor gesteuert werden. Insbesondere erkennt der Sensor die Flaschenkontur und die Druckköpfe werden aufgrund der daraus gewonnenen Daten seitlich entsprechend verfahren, um den optimalen Abstand zwischen Behälter und Druckkopf einzustellen und somit das optimale Druckergebnis erzielen zu können. In dieser Ausführungsform ist die Position der Druckköpfe somit nicht fest voreingestellt sondern wird in Abhängigkeit von den zu bedruckenden Behältern dynamisch geregelt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Druckköpfe, in Abhängigkeit von der zu bedruckenden Flaschensorte, über ein vorher definiertes Profil/Programm "abgefahren" werden, wodurch ebenfalls die notwendige dynamische Bewegung bzw. Einstellung erzeugt werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist kein Sensor zur Distanzmessung und -einstellung notwendig.
  • Wie anhand von zwei Beispielen beschrieben kann die Positionierung der Druckköpfe während des Druckvorganges angepasst werden, was insbesondere beim Bedrucken von Behältern mit einem ovalen Durchmesser vorteilhaft ist, da sich der Abstand zwischen Behälter und Druckkopf bei Rotation des Behälters um seine Längsachse immer wieder ändert.
  • Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um ein bilderkennendes System handeln, das die ermittelten Daten, insbesondere die Kontur, Höhe und Breite des zu bedruckenden Behälters an eine Recheneinheit weiter gibt. Anhand der übermittelten Daten wird der optimale Abstand zwischen dem Behälter und dem Druckkopf berechnet. Die Recheneinheit steuert dann die entsprechende Positionierung des Druckkopfes bzw. der Druckköpfe.
  • Mit der vorliegenden Erfindung können die einmal in einer Handhabungsvorrichtung eingespannten Behälter komplett behandelt werden. Ein Ausrichten oder ein aufwendiges Synchronisieren mit weiteren Druckstationen entfällt somit. Da alle Bewegungen über die Bewegung der Behälter gesteuert werden, ist keine Kalibrierung während des Prozesses notwendig, da der Abstand der Druckköpfe vorher bekannt bzw. definiert voreingestellt ist oder dynamisch geregelt werden kann, muss auch keine fehleranfällige Referenzierung durchgeführt werden.
  • Die Vorrichtung kann als sog. Rundläufer gebaut werden. Dies ist aufgrund eines kontinuierlichen Einlaufs und Auslaufs der Behälter und einer kontinuierlichen Karusselldrehung vorteilhaft.
  • Mit der Vorrichtung ist es auch möglich, die Behälter mit speziellen Markierungen zu versehen. Werden die Behälter beispielsweise zwischen einander gegenüberliegenden Druckköpfen angeordnet, können auf den gegenüberliegenden Seiten der Behälter unterschiedliche Druckbilder erzeugt werden.
  • Das Verfahren und die Vorrichtung werden insbesondere für den Direktdruck auf die Mantelfläche von Behältern verwendet. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, auf dem Behälter befindliche Etiketten oder Beschichtungen oder Umhüllungen zu bedrucken.
  • Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
    • Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bedrucken von Flaschen.
    • Figur 2 zeigt eine erste Ausführungsform einer Druckstation zum Bedrucken von Flaschen.
    • Figur 3 zeigt zweite Ausführungsform einer Druckstation zum Bedrucken von Flaschen.
  • Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
  • Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 10 zum Bedrucken von Flaschen 20. Insbesondere umfasst die Vorrichtung 10 ein Druckmodul 12 mit mehreren Druckstationen 30.
  • Die zu bedruckenden Flaschen 20 werden über einen Einlaufstern 2 dem Druckmodul 12 zugeführt. Die Vorrichtung 10 ist so konzipiert, dass sie einen kontinuierlichen Flaschentransport an der Übergabestelle zwischen Einlaufstern 2 und Druckmodul 12 ermöglicht.
  • Das Druckmodul 12 umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel ein kontinuierlich rotierendes Karussell, insbesondere einen kontinuierlich rotierenden Transportstern 14, dem mindestens eine, vorzugsweise mehrere Druckstationen 30 zugeordnet sind. Jede Druckstation 30 umfasst eine Flaschenaufnahme 40 am Transportstern 14. Die Flaschen 20 werden hierbei - wie in Figur 2 dargestellt - vorzugsweise zwischen Mundstück 22 und Flaschenboden 24 eingespannt und zentriert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Druckstationen 30 jeweils ortsfest auf dem Druckmodul 12 angeordnet und rotieren mit diesem mit.
  • Die Flaschenaufnahme 40 umfasst Mittel 42, um die Flasche 20 aus der ankommenden vertikalen Lage Lv in eine weitgehend horizontale Lage Lh zu schwenken oder zu kippen. Weiterhin können die Flaschen 20 mittels dieser Schwenkeinrichtung 42 an dem Transportstern 14 nach außen oder nach innen geschwenkt werden oder auch auf den Kopf gestellt werden.
  • Die Flaschenaufnahme 40 umfasst weiterhin Mittel 44 um die Flaschen 20 um ihre Längsachse X zu bewegen, insbesondere zu rotieren, sowie Mittel 46 zur Veränderung der vertikalen Position der Flaschen 20, so dass diese relativ zum Transportstern 14 bewegt werden können. Diese Mittel sind im gezeigten Ausführungsbeispiel als Vertikalfördereinrichtungen 46 ausgebildet, welche zur vertikalen Lageveränderung der Flaschen 20 und zur Positionierung entsprechend der in unterschiedlichen vertikalen Niveaus N1 ... N6 angeordneten Druckköpfe 32 dient (vgl. Figur 2).
  • Nach der Übergabe der Flasche 20 an die jeweilige Flaschenaufnahme 40 wird die Flasche 20 in eine vorzugsweise horizontale Arbeitsposition geschwenkt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Flasche 20 zum Mittelpunkt des Transportsterns 14 hin in eine Druckstation 30 hinein geschwenkt. Die Druckstation 30 ist dabei so angeordnet, dass ein definierter Abstand zur Flasche 20 eingehalten wird.
  • Zur Vorbehandlung der zu bedruckenden Flaschen 20 kann vor dem Einlaufstern 2 der Vorrichtung 10 eine Vorbehandlungsstation 50, beispielsweise eine Reinigungseinrichtung, insbesondere eine Abblasungs- oder Trockenstation vorgeschaltet sein.
  • Zur Nachbehandlung der bedruckten Flaschen 20 kann nach dem Auslaufstern 4 eine Nachbehandlungsstation 52, beispielsweise eine Vorrichtung zur Endtrocknung, insbesondere ein Trockentunnel, insbesondere ein UV-Tunnel angeordnet werden.
  • Eine Druckstation 30 ist in Figur 2 näher dargestellt und umfasst vorzugsweise mindestens eine Vorbehandlungsstation 36. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Modul zur Gasflammen-, Corona- oder Plasmabehandlung handeln, bei der die Oberflächenenergie des zu bedruckenden Materials erhöht wird, wodurch die Benetzbarkeit der zu bedruckenden Oberfläche verbessert wird. Zusätzlich oder alternativ können beispielsweise Reinigungsverfahren oder andere Vorbereitungsverfahren (Erwärmung o.ä.) angewendet werden.
  • Die Druckstation 30 umfasst weiterhin mindestens zwei Druckköpfe 32, die vorzugsweise mit jeweils unterschiedlichen Druckfarben ausgestattet sind.
  • Weiterhin umfasst die Druckstation 30 eine Trocknungsstation 34 zum Trocknen bzw. Vernetzen der aufgedruckten Farben.
  • Die Vorbehandlungsstation 36, die Druckköpfe 32 und die Trocknungsstation 34 sind jeweils horizontal ausgerichtet und in unterschiedlichen vertikalen Niveaus N1 ... N6 übereinander liegend angeordnet, wobei die Druckköpfe 32 vorzugsweise zwischen der Vorbehandlungsstation 36 und der Trocknungsstation 34 angeordnet sind. Bei der Trocknungsstation kann es sich insbesondere um eine UV- Lampe o.ä. geeignete Trocknungsmittel handeln.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auch eine Anordnung möglich, bei der N1 eine Vorbehandlung, N2 ein Druckkopf, N3 eine Zwischentrocknung, N4 ein Druckkopf und N5 eine Endtrocknung ist. Weitere abweichende Anordnungen sind ebenfalls denkbar.
  • Zusätzlich kann eine Druckstation 30 mindestens eine Überwachungseinrichtung (nicht dargestellt) mit entsprechender Sensorik, Kamerasystemen etc. umfassen, die den Druckvorgang und/oder das Druckergebnis überwachen.
  • Weiterhin können Sensoren (nicht dargestellt) vorgesehen sein, die die Kontur der zu bedruckenden Flaschen 20 erfassen und den optimalen Abstand zwischen der zu bedruckenden Flaschen und den Druckköpfen 32 der Druckstation 30 reguliert.
  • Vorzugsweise sind innerhalb einer Druckstation 30 jeweils zwei einander gegenüberliegende Vorbehandlungsstationen 36, Druckköpfe 32 und Trocknungsstationen 34 angeordnet, so dass die zu bedruckende Flasche 20 zwischen diesen positioniert und gleichzeitig von zwei Seiten her behandelt bzw. bedruckt werden kann.
  • Die Flaschen 20 werden nun mittels einer Vertikalfördereinrichtung 46 über eine vertikale Relativbewegung vB in die verschiedenen Arbeitspositionen zu den entsprechenden Behandlungsstation 32, 34, 36 in den unterschiedlichen vertikalen Niveaus N1 ... N6 der Druckstation 30 gefahren. Gemäß einer ersten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Flaschen 20 an den einzelnen Behandlungsstationen 32, 34, 36 für eine definierte Zeit ruhen und dort behandelt werden. Gemäß einer alternativen Ausführungsform werden die Flaschen 20 kontinuierlich an den Behandlungsstationen 32, 34, 36 vorbei bewegt und dabei bedruckt bzw. behandelt.
  • Während die Flasche 20 die einzelnen Behandlungsstationen 32, 34, 36 durchläuft, bewegt sich die Transportvorrichtung 14 und mit dieser die Flasche 20 und die Druckstation 30 kontinuierlich weiter.
  • Nachdem die Flasche 20 die Behandlungsstationen 32, 34, 36 durchlaufen hat, wird sie wieder in die Ausgangsstellung bzw. Übergabeposition zurückbewegt, in die vertikale Position Lv zurückgeschwenkt und an einen Auslaufstern 4 (vgl. Figur 1 ) übergeben.
  • Figur 3 zeigt zweite Ausführungsform einer Druckstation 30 zum Bedrucken von Flaschen 20. Hierbei sind die Behandlungsstationen 32, 34, 36 horizontal nebeneinander liegend angeordnet, so dass die Flasche 20 eine Relativbewegung in einer horizontalen Ebene ausführen muss, um zu den verschiedenen Behandlungsstationen 32, 34, 36 zu gelangen.
  • Die Flaschen 20 sind wiederum in einer Flaschenaufnahme 40 eingespannt und können in dieser zumindest teilweise um ihre Längsachse X rotieren.
  • Die horizontale Bewegung der Flaschen 20 zwischen den Behandlungsstationen 32, 34, 36 wird insbesondere mittels einer Horizontalfördereinrichtung 48 durchgeführt, wobei die Flasche 20 beispielsweise durch einen Servomotor (nicht dargestellt) entlang einer Servo-Linearachse S bewegt wird.
  • Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben.
    • Bezugszeichenliste:
    • 2
    Einlaufstern
    4
    Auslaufstern
    10
    Vorrichtung zum Bedrucken von Flaschen
    12
    Druckmodul
    14
    Transportstern
    20
    Flasche
    22
    Mundstück
    24
    Flaschenboden
    30
    Druckstation
    32
    Druckkopf
    34
    Trocknungsstation
    36
    Vorbehandlungsstation
    40
    Flaschenaufnahme
    42
    Schwenkvorrichtung
    44
    Rotationsmittel
    46
    Vertikalfördereinrichtung
    48
    Horizontalfördereinrichtung
    50
    Vorbehandlungsstation
    52
    Nachbehandlungsstation
    Lv
    vertikale Lage
    Lh
    horizontale Lage
    N1 - NX
    vertikales Niveau
    R
    Rotationsbewegung
    S
    Servo- Linearachse
    vB
    vertikale Relativbewegung
    X
    Längsachse

Claims (14)

  1. Vorrichtung (10) zum Bedrucken von Behältern (20) an deren Oberflächen, mit mindestens einer Druckstation (30), der wenigstens zwei Druckköpfe (32) zum Bedrucken der Behälter (20) mit mehreren und / oder mit unterschiedlichen Druckfarben zugeordnet sind, mit mindestens einer Handhabungseinrichtung (40) zur annähernd horizontalen Positionierung der Behälter (20) während des Bedruckens, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckköpfe (32) jeder Druckstation (30) übereinander angeordnet sind,und dass die Vorrichtung (10) mindestens eine Handhabungseinrichtung (46, 48) zur variablen Positionierung der Behälter (20) in unterschiedlichen Niveaus (N1 - Nx) umfasst, wobei die unterschiedlich einstellbaren Niveaus (N1 - Nx) jeweils mit in unterschiedlichen Höhen angeordneten Druckköpfen (32) der Druckstation (30) korrespondieren, und dass die Handhabungseinrichtung zur variablen Positionierung der Behälter (20) in unterschiedlichen vertikalen Niveaus (N1 - Nx) eine Vertikalfördereinrichtung (46) ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens ein unterschiedlich einstellbares Niveau (N1 - Nx) jeweils mit mindestens einer in unterschiedlichen Höhen und / oder nebeneinander angeordneten Trocknungsstation und /oder Vorbehandlungsstation korrespondiert.
  3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Vorrichtung (10) ein Druckmodul (12) mit einer umlaufenden Transportvorrichtung (14) ist.
  4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei mindestens zwei Druckstationen (30) auf dem umlaufenden Druckmodul (12) angeordnet sind, das mit einer Behälterzuführung und einer Behälterabführung gekoppelt ist.
  5. Vorrichtung (10) nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Druckmodul ein rotierendes Druckkarussell (14) mit gleichmäßig über den Umfang verteilten Druckstationen (30) umfasst oder wobei das Druckmodul (12) eine zumindest teilweise linear ausgebildete Transportvorrichtung und gleichmäßig über deren Länge verteilte Druckstationen (30) aufweist.
  6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Behälterzuführung ein Einlaufstern (2) und die Behälterabführung ein Auslaufstern (4) ist.
  7. Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Handhabungseinrichtung (40) zur annähend horizontalem Positionierung der Behälter (20) eine Schwenkeinrichtung (42) zum VerschwenKen des zu bedruckenden Behälters (20) aus einer vertikalen Lage (Lv) in eine annähernd horizontale Lage (Lh) umfasst
  8. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Handhabungseinrichtung zur variablen Positionierung der Behälter (20) in unterschiedlichen horizontalen Niveaus (N1 - Nx) eine Horizontalfördereinrichtung (48) ist, wobei die unterschiedlichen horizontalen Niveaus (N1 - Nx) jeweils mit in gleicher Höhe nebeneinander angeordneten Druckköpfen (32) der Druckstation (30) korrespondieren.
  9. Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei jeweils zwei Druckköpfe (32) einander gegenüberliegend angeordnet sind und wobei der zu bedruckende Behälter (20) zwischen den beiden Druckköpfen (32) angeordnet ist.
  10. Verfahren zum Bedrucken von Behältern (20) an deren Oberflächen mittels Druckstationen (30), denen jeweils mindestens zwei Druckköpfe (32) zur Bedruckung der Behälter (20) mit mehreren und/oder mit unterschiedlichen Druckfarben zugeordnet sind, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
    • annähernd horizontale Positionierung der Behälter (20) vor dem Bedrucken;
    • variable Positionierung der Behälter (20) in unterschiedlichen vertikalen Niveaus (N1 - Nx) entsprechend den in unterschiedlichen Höhen angeordneten Druckköpfen (32) der Druckstation (30), wobei die Handhabungseinrichtung zur variablen Positionierung der Behälter (20) in unterschiedlichen vertikalen Niveaus (N1 - Nx) eine Vertikalfördereinrichtung (46) ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Behälter (20) in kontinuierlicher Förderung die auf einem umlaufenden Druckmodul (30) angeordneten Druckstationen (32) durchlaufen, wobei das umlaufende Druckmodul (30) als rotierendes Druckkarussell mit gleichmäßig über den Umfang verteilten Druckstationen ausgebildet ist oder wobei das Druckmodul (30) zumindest teilweise linear ausgebildet ist und gleichmäßig über die Länge verteilte Druckstationen (32) aufweist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei das Bedrucken jedes Behälters (20) in der jeweiligen Druckstation (30) mittels mehrerer Druckköpfe (32) mit jeweils unterschiedlichen Druckfarben in jeweils unterschiedlichen Niveaus (N1 - Nx) erfolgt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Behälter (20) jeweils von einer oder gleichzeitig oder nacheinander von beiden gegenüberliegenden Seiten bedruckt werden.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei vor dem Bedrucken innerhalb der Druckstation (30) eine Vorbehandlung und / oder nach Bedrucken innerhalb der Druckstation (30) eine Nachbehandlung, insbesondere eine Trocknung, erfolgt.
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