EP2512812B1

EP2512812B1 - Anlage zum bedrucken von behältern

Info

Publication number: EP2512812B1
Application number: EP10776542.2A
Authority: EP
Inventors: Heinz Till
Original assignee: Dekron GmbH
Current assignee: Dekron GmbH
Priority date: 2009-12-15
Filing date: 2010-09-25
Publication date: 2019-09-18
Anticipated expiration: 2030-09-25
Also published as: US20170197446A1; CN102753352A; EP2512812A1; CN102753352B; BR112012014766B1; US20120255450A1; WO2011082721A1; DE102009058219A1; BR112012014766A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Bedrucken von Behältern, wie Flaschen, mit mindestens einem Druckbild (Schrift- und/oder Bildmuster) auf mindestens einer Druckmaschine mit mindestens einem Druckkopf, sowie auf ein solchermaßen ausgeführtes Verfahren.
Bekannt ist, dass Behälter wie Flaschen und sonstige Verpackungen mit Etiketten versehen werden, damit Verbraucherinformationen angebracht werden können. Bekannt ist auch, dass mit Tintenstrahldruckern Markierungen oder andere Informationen auf die Verpackung aufgebracht werden, welche eine Individualisierung ermöglichen, die der Etikettendruck nicht erlaubt. Solche Drucksysteme arbeiten einfarbig und sind auf wenige Druckpunkte/Zeilen beschränkt.
Bekannt ist weiterhin, dass an Druckverfahren und -systemen gearbeitet wird, welche mittels Druckköpfen verschiedener Hersteller ein Bedrucken von Breiten bis zu 174 mm per Druckkopf erlauben. Auch diese Druckköpfe arbeiten einfarbig, bei mehreren Farben sind mehrere Druckköpfe nacheinander und entsprechend versetzt so anzuordnen, dass abhängig von der Anzahl der Farben ein immer gleichmäßiger Abstand zwischen den einzelnen Druckpunkten erreicht wird. Dies ist mit einer Justage an einer Maschine mit mehreren fest nacheinander angeordneten Druckköpfen möglich. Das Verpackungsmaterial und die Druckköpfe werden dabei mit konstanter Geschwindigkeit relativ aneinander vorbeigeführt. Die Leistung einer solchen Maschine ist daher abhängig von der Druckgeschwindigkeit eines jeweiligen Druckkopfes. Dies ist zwar praktikabel für saugfähige Verpackungsmaterialien. Bei anderen Werkstoffen, wie Metallen, Glas oder Kunststoff muss die Farbe entweder durch Wärme getrocknet oder durch UV- oder Elektronenstrahlen durch Vernetzung gehärtet werden. Dieser Vorgang ist nach dem Druck jeder Druckfarbe anzuwenden, was die Länge solcher Maschinen erhöht. Will man die Leistung erhöhen, so sind entweder mehrere Drucksysteme parallel zu schalten oder aber ist eine andere Anordnung zu wählen.
Es gibt bereits den Vorschlag, auf einem Karussell mehrere Halterungen für zu bedruckendes Verpackungsmaterial kreisförmig anzuordnen und die einzelne Verpackung auf der individuellen Station während der Rotation des Karussells selbst zu drehen und somit die Oberfläche der Verpackung an mehreren an jeder Station angeordneten und zueinander ausgerichteten Druckköpfen vorbeizuführen. Nachteilig dabei ist, dass bei Oberflächen, welche die Verwendung von UV-härtenden oder durch Elektronenstrahl zu härtenden Tinten brauchen, keine Zwischentrocknung bzw. Vernetzung der einzelnen Druckfarben möglich ist.
Deshalb gibt es weiterhin den Vorschlag, jede Farbe auf einzelnen, nacheinander hintereinander angeordneten Karussells aufzubringen, wobei die Trocknung/Vernetzung auf dem Transfer zwischen den einzelnen Karussells erfolgen kann. Vorgesehen ist bei dieser Ausführung, den Behälter bzw. die Verpackungen auf einem Riemen in einer jeweils an dem Riemen in einer Teilung, welche der Teilung der Maschine gleicht, zu befestigen, eigenständigen Transporteinheit einzuspannen und somit zentriert nacheinander durch die verschiedenen hintereinander angeordneten Karussells zu fahren. Diese Halterung wäre als Drehlagerung auszubilden, so dass sich die Behälter auf den Karussells antreiben und somit an dem individuellen Druckkopf der jeweiligen Farbe mit gesamter Oberfläche vorbeigeführt werden.
Weiterhin wurde vorgeschlagen, Behälter in individuelle Halterungen einzuspannen, wobei jede Halterung den Behälter drehbar aufnimmt und eine Markierung für den 0 Grad-Winkel hat. Die Behälter werden so eingespannt individuell transportiert und in nacheinandergeschalteten Druckmaschinen mit der Halterung aufgenommen. Dabei sind die Halterung und die Aufnahme so konzipiert, dass eine Zentrierung der Halterung in der Maschine so genau erfolgt, dass der Behälter passend zum Druckbild des entsprechenden Druckkopfes und durch die 0 Grad-Markierung entsprechend auch in der Drehachse ausgerichtet wird.
Die Anforderungen an die Zentrierung und die Genauigkeit der Führung, damit ein qualitativ hochwertiges Druckbild erreicht wird, sind dabei allerdings hoch und komplex, da beim Anfahren und Abbremsen unterschiedliche Zugkräfte auf den Riemen wirken und außerdem Temperaturschwankungen auftreten können, die beide zu Toleranzüberschreitungen führen, die nicht kompensierbar sind. Zu berücksichtigen ist weiterhin, dass der Behälter, wenn es sich um eine Flasche handelt, in der Regel schwer ist, da das Bedrucken normalerweise nach dem Füllen stattfindet. Zu diesem Gewicht addiert sich noch die Masse der Halterung selbst. Die Genauigkeit der Zentrieranforderung wird deutlich, wenn man weiß, dass bei üblichen 600 dpi Druckqualität die Druckpunkte 0,042 mm voneinander entfernt sind und die Flaschenhalterung daher dauerhaft auf 1/100 mm ausgerichtet werden muss. Bei Verarbeitungsmengen von z. B. 36.000 Flaschen /h in der Getränkeindustrie laufen somit über 200 Mio. Flaschen pro Jahr durch eine solche Maschine. Der Verschleiß ist dadurch groß und beeinflusst die Druckqualität erheblich.
Es gibt vom Anmelder weiterhin den Vorschlag, bei einer Bedruckung auf nacheinander angeordneten Maschinen die Druckköpfe mittels elektrisch angetriebener Systeme auf die einzeln der Maschine zugeführten Flaschen und der sich ergebenden zufälligen Toleranz ihrer Einspannung in eine Drehvorrichtung auszurichten, um somit die Toleranzen aktiv mittels elektrischer Antriebe auszugleichen.
Bei allen bisher diskutierten Anlagen liegen Erfahrungen nur mit Testsystemen vor, welche stationär unter Laborbedingungen arbeiten. Die industrielle Nutzung soll allerdings bei hohen Leistungen, z. B. bei Flaschenabfüllanlagen mit z. B. 36.000 Flaschen/h geschehen. Hierbei werden eine Flasche und damit auch der Druckkopf mit einer Geschwindigkeit von ca. 1,5 m/sec transportiert. Dadurch wird der Farbtropfen einer Luftströmung ausgesetzt, welche die Druckqualität beeinträchtigen kann.
In Dokument DE 10 2007 050 490 A1 ist eine Vorrichtung zum mehrfarbigen Bedrucken von Behältern beschrieben. Die Behälter werden der Vorrichtung über einen Transporteur in einem einspurigen Behälterstrom zugeführt und gelangen nach dem Passieren eines Korona-Tunnels und einer Einteilschnecke an einen Rotor der Vorrichtung. Am Umfang des Rotors, der um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbar ist, sind in gleichmäßigen Winkelabständen um diese Maschinenachse versetzt Druckstationen gebildet. Zum Bedrucken werden die Behälter jeweils einzeln über einen Transportstern an eine der Druckstationen übergeben. Jeder Druckschritt mit Trocknen erfolgt auf einem Winkelbereich einer Drehbewegung des Rotors von ca. 50°, so dass das Bedrucken der Behälter abgeschlossen ist, bevor die Behälter einen Behälterauslauf erreichen, an dem sie über einen Transportstern auf einen Transporteur ausgeschleust werden.
Eine Vorrichtung zum Inspizieren von gefüllten und verschlossenen Gefäßen des Dokuments WO 2004/053471 A1 umfasst ein Karussell, in dem die zu prüfenden Gefäße derart um ihre Längsachse in Drehung versetzbar sind, dass das Füllgut in den Gefäßen ausreichend schnell zu rotieren beginnt, um eventuell vorhandene Fremdkörper vom Gefäßboden aufzuwirbeln. Sie umfasst ferner ein in Transportrichtung nachfolgendes zweiten Karussell zum bodenfreien Gefäßtransport, dem wenigstens eine im Dunkelfeldverfahren arbeitende Inspektionseinrichtung zur Erkennung lichtstreuender Fremdkörper im Füllgut zugeordnet ist. Beide Karussells sind mit ihren Teilkreisen tangierend so nebeneinander angeordnet sind, dass die Gefäße aus dem ersten Karussell unmittelbar in das zweite Karussell überführbar sind.
Gemäß Dokument DE 10 2006 019 441 A1 werden Flaschen, die an ihrer Behältermündung mit einem Verschluss verschlossen sind, zunächst einer als umlaufende Maschine ausgebildeten Etikettiermaschine zugeführt und darin etikettiert. Die etikettierten Flaschen gelangen mit einem umlaufenden Rotor an einen Behälterauslauf bzw. in einen dortigen Transportstern, der an seinem Umfang mehrere Aufnahmen für jeweils eine Flasche aufweist und synchron, aber gegensinnig zu dem Rotor angetrieben ist. Eine Druckstation zur Erzeugung eines Aufdrucks auf einer Oberseite der Verschlüsse ist ortsfest über der Bewegungsbahn der Flaschen bzw. der Verschlüsse am Transportstern angeordnet.
Ein Flüssigkeitssystem zum gleichzeitigen und unabhängigen Steuern mehrerer Druckköpfe eines kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldruckers wird in Dokuments EP 1 013 450 A2 offenbart. Jeder Druckkopf wird von einer eigenen Druckkopfschnittstellensteuerungsbox gesteuert. Tintenpumpen, die jeweils nur einen Druckkopf mit Tinte versorgen, entnehmen einem gemeinsam benutzten Tintenbehälter Tinte. Dieser wird von einem regulierten Unterdrucksystem mit Unterdruck versorgt. Jeder Druckkopf verfügt über eine individuelle Tintenheizvorrichtung. Während einer Einschaltfolge soll eine Tintentemperatur im Drucckopf schnell steigen, um die zum Reinigen einer Ladeplatte des Tintenstrahldruckers benötigte Kondensation zu erzeugen. So soll nach einem Einschaltvorgang gegebenenfalls noch vorhandene Resttinte in eine Auffangvorrichtung gewaschen werden. Eine Überdruck-Luftpumpe versorgt jede Tropfenerzeugungseinrichtung über Luftventile mit sauberer Luft, um beim Abschalten der Druckköpfe Tinte von den Druckköpfen zu entfernen.
Dokument US 2008/0158307 A1 lehrt einen Tintenstrahldrucker mit einem Tintenversorgungsmechanismus. Ein stromabwärtiger Seitentank dient zur Aufbewahrung von Tinte. Eine erste, zweite und dritte Leitung verbinden einen Tintenstrahl-Druckkopf, einen stromaufwärtigen Seitentank zur Tintenversorgung sowie einen stromabwärtigen Seitentank zur Tintenlagerung und bilden einen Kreislauf für Tinte mit einer Umwälzpumpe sowie einem Filter.
Dokument DE 100 27 261 A1 zeigt einen Tintenstrahldrucker mit einem Drucckopf, welcher wahlweise in eine Druckstellung nah an einem Bedruckstoff oder in eine zurückgezogene Reinigungsstellung verlagerbar ist. Zum Reinigen einer Düsenaustrittsfläche an dem Druckkopf wird eine Druckfarbe mit einem Rakel an einem Reinigungskopf von der Düsenaustrittsfläche abgestriffen und mit einem an dem Reinigungskopf angeschlossenen Unterdruckerzeuger abgesaugt.
Das nachveröffentlichte Dokument WO 2010/034375 A1 , welches unter Art. 54 (3) EPÜ fällt, offenbart eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Mehrfachdrucks auf Flaschen. Die Vorrichtung besteht aus acht aneinander anschließenden Modulen, wobei die Module jeweils von einer identischen Grundeinheit gebildet sind, die mit den für die spezielle Aufgabe des jeweiligen Moduls notwendigen Funktionselementen ausgestattet ist. Jede Grundeinheit umfasst unter anderem ein um eine vertikale Maschinenachse des jeweiligen Moduls umlaufend antreibbares Transportelement in Form eines Transport- oder Prozesssterns mit einer Vielzahl von Aufnahmen, die an einem Umfang des Transportelements in gleichmäßigen Winkelabständen verteilt vorgesehen sind und von denen jede Aufnahme zum gesicherten Aufnehmen jeweils einer Flasche dient. Die Transportelemente der einzelnen Module sind unmittelbar aneinander anschließend angeordnet und gegenläufig, aber synchron angetrieben, so dass die Flaschen innerhalb der Vorrichtung auf einem mehrfach umgelenkten Transportweg mit einem Behältereinlauf an einem Ende der Vorrichtung und einem Behälterauslauf an einem anderen Ende der Vorrichtung bewegt werden. Die einzelnen Flaschen werden hierbei direkt von dem Transportelement eines Moduls an das Transportelement des folgenden Moduls weitergeleitet. Die drei Module, die an ein erstes Modul anschließen, bilden die eigentlichen Druckmodule, in denen der Mehrfachdruck erfolgt. Die Module umfassen einen oder mehrere Druckköpfe.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anlage der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit Hilfe welcher auf einfache Weise bei zuverlässiger Funktion und hoher Druckqualität eine hohe Druckleistung erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Da mindestens zwei hintereinander geschaltete Druckmaschinen als Karusselle für die aufeinanderfolgende Aufnahme der zu bedruckenden Behälter ausgebildet sind und die Behälter von einem Karussell unmittelbar auf ein nachfolgendes Karussell übergeben bzw. übernommen werden, wird der maschinelle Aufwand erheblich reduziert, weil Übergabesterne nicht erforderlich sind.
Wenn bei einer Anlage der eingangs genannten Art mindestens zwei hintereinander geschaltete Druckmaschinen als Karusselle ausgebildet sind und die Karusselle eine identische Anzahl von Stationen für die aufeinanderfolgende Aufnahme der zu bedruckenden Behälter aufweisen, entsteht ein Toleranzausgleich, denn es kämmen immer dieselben Stationen miteinander. Dies überwiegt den Nachteil, dass ein Karussell ggf. kleiner sein kann, wenn eine Druckfarbe eine kürzere Druckzeit benötigt und daher deren Karussell eigentlich kleiner sein könnte.
Ferner ist die Anlage der eingangs genannten Art, bei welcher die Behälter beim Bedrucken jeweils in einer in einer Station der Druckmaschine positionierten Einspannvorrichtung eingespannt sind, erfindungsgemäß dazu ausgestaltet, dass die jeweilige Einspannvorrichtung nach dem Bedrucken des Behälters in der letzten Druckmaschine diese verlässt, der bedruckte Behälter von der Einspannvorrichtung getrennt und die Einspannvorrichtung auf ein Rückfördertrumm zum Eingang der ersten Druckmaschine für die Aufnahme eines neuen zu bedruckenden Behälters zurückgeführt wird.
Beim Zurückführen zu dem Eingang der z. B. ersten Druckmaschine können die Farbreste von den Einspannvorrichtungen beseitigt bzw. auf den Einspannvorrichtungen z. B. durch UV-, EB- oder Wärmestrahlung getrocknet werden.
Die Bedruckung von Behältern erfolgt üblicherweise mit Druckfarben, die flüssig sind, wobei der Druckkopf normalerweise aus einer Kartusche mit der Farbe versorgt wird. Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung soll z. B. bei einer Anlage der eingangs genannten Art der jeweilige Druckkopf mit flüssiger Druckfarbe (Tinte) versorgt werden, indem mehrere Druckköpfe bzw. alle Druckköpfe einer Druckmaschine aus ein und demselben Vorratsbehälter mit der betreffenden Druckfarbe durch Umpumpen der Druckfarbe versorgt werden. Dies kann beispielsweise über eine zentrale Drehdurchführung mit einem Vorlaufkanal und einem Rücklaufkanal durch Umpumpen erfolgen.
Alternativ dazu wird vorgeschlagen, einen zentralen Behälter innerhalb des Karussells anzuordnen, von welchem aus die Druckköpfe versorgt werden, und zwar entweder jeder mit einer eigenen Pumpe oder mit einer zentralen Druckversorgung. Der zentrale Behälter kann über eine Drehdurchführung entweder aufgefüllt oder im Niveau konstant gehalten werden.
Da nur wenige 100stel ml pro Druck aus dem Druckkopf ausgestoßen werden, ist die Druckkonstanz der Farbversorgung außerordentlich wichtig. Bekannt sind statische Systeme, die keiner dynamischen Beschleunigung unterliegen. Auf einem Karussell, das z. B. 36.000 Behälter/h verarbeitet, treten dagegen hohe Zentrifugalkräfte auf, da die Behälter und die Druckköpfe am Karussellumfang angeordnet sind. Diese Zentrifugalkräfte berechnen sich aus der Winkelgeschwindigkeit im Quadrat, dem Radius des Karussells und der Masse der Tinte. Sie beträgt bei der angegebenen Geschwindigkeit bis zum Vierfachen der Tintenmasse im System. Es wird daher im Rahmen der Erfindung als Alternative vorgeschlagen, die Tintenversorgung nicht als zentralen Behälter anzuordnen, sondern aus Einzelbehältern für einen oder mehrere Druckköpfe oder als ringförmig ausgeführte Behälter jeweils in etwa auf dem Teilkreis der Druckköpfe, also im Wesentlichen über oder bevorzugt unter dem Druckkopf bzw. den Druckköpfen. Dadurch befindet sich keine Masse zwischen dem Behälter und dem zu versorgenden Druckkopf auf verschiedenen Radien und die wirksame Zentralkraft ist Null. Die bevorzugte Anordnung des bzw. der Vorratsbehälter unterhalb des Druckkopfes bzw. der Druckköpfe hat den Vorteil, dass kein statischer Flüssigkeitsdruck vorhanden ist und daher die einzelnen Pumpen, welche die Flüssigkeit befördern, besser regelbar sind.
Da der Anteil der flüssigen Druckfarbe innerhalb eines Druckkopfes ebenfalls Zentrifugalkräften ausgesetzt ist und sich dadurch der Innendruck am Düsenauslass verändern kann, wird vorgeschlagen, die Versorgung so zu gestalten, dass der Druck des Druckkopfes, insbesondere der Druck an den Austrittsöffnungen, konstant ist. Dies kann mittels einer regelbaren Pumpe erfolgen. Das Regelsignal kann wegen des bekannten Flüssigkeitsinhaltes in einem Druckkopf berechnet werden. Das Regelsignal kann aber auch direkt durch einen Drucksensor zurückgemeldet werden.
Alternativ wird vorgeschlagen, anstelle oder neben einer Pumpe ein Druckgefälle zwischen Vorratsbehälter und einem Rücklaufbehälter auszunutzen und nur aus dem Rücklaufbehälter in den Vorlaufbehälter zurückzupumpen und abgegebene Druckfarbe aus der Drehdurchführung nachzufüllen. Dies erlaubt hohe Konstanz der Drücke, da kein Einfluss einer Pumpe vorhanden ist. Das Luftpolster innerhalb des Vorlaufbehälters wirkt als Ausgleich, der keine schnellen Druckänderungen erlaubt. Ggf. kann bei nicht ausreichender statischer Höhe ein Überlagerungsdruck aufgegeben werden.
Üblicherweise werden die Druckpunkte von einem Tintenstrahldrucker nebeneinander auf die Behälteroberfläche aufgebracht. Erfindungsgemäß soll auch die Möglichkeit vorgesehen sein, Druckpunkte übereinander aufzubringen, z. B. bei transparentem oder opakem Material.
Im Rahmen eines wirtschaftlichen Einsatzes erfindungsgemäßer Bedruckungsanlagen wird ferner vorgeschlagen, dem jeweiligen Druckkopf eine Reinigungseinrichtung zuzuordnen, welche als Absaug- und/oder Abtupfeinrichtung ausgebildet sein kann.
Eine solche Reinigungseinrichtung ist entweder zwischen zwei aufeinanderfolgenden Druckmaschinenkarussellen und/oder zwischen einem Einlaufstern für die zu bedruckenden Behälter und dem nachgeordneten Druckkarussell und/oder zwischen einem Druckkarussell und einem nachgeordneten Auslaufstern angeordnet, wo der jeweilige Druckkopf für die Reinigungseinrichtung einfach zugänglich ist.
Dabei kann die Reinigungseinrichtung auch als Transportstern mit gleicher Teilung wie der Einlaufstern bzw. der Auslaufstern ausgebildet sein.
Der jeweils zu reinigende Druckkopf wird dabei z. B. in Reinigungsintervallen jeweils in eine Reinigungsposition gefahren und dort zum Stillstand gebracht.
Der Zuverlässigkeit einer erfindungsgemäßen Anlage dient es weiterhin, wenn an dem bedruckten Behälter, z. B. mit einer Kamera, Druckbildabweichungen kontrolliert und bei unzulässigen Abweichungen der betreffende Druckkopf gereinigt wird.
Zum Bedrucken kann vorteilhaft eine flüssige Druckfarbe (Tinte) eingesetzt werden, welche mit Wärme trockenbar und/oder vernetzbar ist.
Wenn man eine als Karussell ausgebildete Druckmaschine mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten z. B. zur Leistungsregulierung betreibt, entstehen unterschiedliche Fliehkräfte, wodurch das Bedrucken der Behälter mit flüssiger Druckfarbe (Tinte) nachteilig beeinflusst wird. Deswegen wird mit einem weiteren Erfindungsgedanken vorgeschlagen, die Karussells beim Bedrucken der Behälter alle mit derselben auf die jeweilige Durchsatzleistung abgestimmten Umlaufgeschwindigkeit zu betreiben.
Bei einem Stau von Behältern nach der Druckmaschine wird der Zulauf von zu bedruckenden Behältern zu der Druckmaschine gesperrt und die Druckmaschine mit vorgegebener gleicher Nennleistung so lange weiterbetrieben, bis der letzte Behälter die Druckmaschine verlassen hat. Nach Beheben des Staus wird die Druckmaschine zunächst wieder auf die vorgegebene Nennleistung eingeregelt und erst anschließend der Zulauf der zu bedruckenden Behälter wieder freigegeben. Somit werden alle Behälter einer identischen Behandlung unterzogen, und zwar sowohl was Fliehkräfte als auch was zeitliche Abläufe angeht.
Ein weiterer Erfindungsgedanke besteht darin, insbesondere in einer Anlage bzw. einem Verfahren der zuvor erörterten Art das Bedrucken des Behälters vor dessen Füllen vorzunehmen.
Auf diese Weise wird erreicht, dass die Transportgewichte während des Bedruckens und damit die Beanspruchung der Bedruckungsanlage wesentlich reduziert werden. Außerdem können beim Bedrucken der Behälter Handhabungen vorgenommen werden, welche andernfalls den Behälterinhalt beeinträchtigen könnten.
Insbesondere kann bei dem erfindungsgemäßen Bedrucken eine flüssige Druckfarbe (Tinte) eingesetzt werden, die mit Wärme trockenbar und/oder vernetzbar ist.
Zum Trocknen bzw. Vernetzen der Farbe mittels Wärme kann z. B. eine Flamme, ein Plasma oder können IR-Strahlen angewendet werden.
Je nach Beschaffenheit der Behälterwandung können die Druckpunkte von dem Tintenstrahldrucker statt nebeneinander und/oder, ggf. auch mehrfach, zur Farbabdeckung übereinander auf die Behälteroberfläche aufgebracht werden, was beispielsweise bei transparentem oder opakem Behälterwandungsmaterial von Vorteil ist.
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen.
Es zeigen:

Fig. 1: schematisch in Draufsicht eine die Erfindung aufweisende Anlage zum Bedrucken von Behältern,
Fig. 2: schematisch die Anordnung eines zentralen Behälters für flüssige Druckfarbe zur Versorgung verschiedener Druckköpfe einer Anlage z. B. nach Fig. 1,
Fig. 3: schematisch eine Schnittdarstellung der Zuordnung eines externen Behälters für flüssige Druckfarbe und zentraler Drehdurchführung,
Fig. 4: schematisch ein Funktionsschema für die Anordnung eines inneren Behälters für flüssige Druckfarbe mit einer Druckfarbenzuführung über Drehdurchführung und Zuführung zu den einzelnen Druckköpfen,
Fig. 5: eine Fig. 4 entsprechende Darstellung bei Anordnung eines als Ringbehälter ausgebildeten Vorratsbehälters für flüssige Druckfarbe unterhalb der Druckköpfe eines Druckkarussells,
Fig. 6: schematisch die Darstellung eines Druckkopfes mit Pumpe für die Zuführung flüssiger Druckfarbe bei Einhaltung eines konstanten Druckes an den Druckkopfaustrittsöffnungen,
Fig. 7: eine andere Art der Druckfarbenzuführung bei einer erfindungsgemäßen Bedruckungsanlage und
Fig. 8a bis 8c: verschiedene Möglichkeiten von Zuordnungen von Reinigungseinrichtungen für die Druckköpfe.

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage zum Bedrucken von Behältern weist mehrere hintereinander geschaltete als Karusselle ausgebildete Druckmaschinen 1 für die aufeinanderfolgende Aufnahme von zu bedruckenden Behältern auf, welche von einem Karussell unmittelbar auf ein nachfolgendes Karussell übergeben bzw. aufgenommen werden. Die zu bedruckenden Behälter werden z. B. über eine Transporteinrichtung 2 und einen Einlaufstern 3 einem ersten Karussell 1 übergeben und nacheinander unmittelbar an weitere Karusselle weitergegeben, wobei in jedem Karussell jeweils eine Druckfarbe und/oder ein Druckmuster auf die Oberfläche des jeweiligen Behälters aufgebracht wird.
In den Karussellen sind die Behälter jeweils in einer Einspannvorrichtung aufgenommen. Ausgangsseitig des letzten Karussells werden die bedruckten Behälter jeweils von Einspannvorrichtungen getrennt und erstere über eine Transporteinrichtung 4 der weiteren Verwendung zugeführt. Die von den bedruckten Behältern befreiten Einspannvorrichtungen werden über einen weiteren Auslaufstern 5 aus dem letzten Karussell herausgeführt und über ein Rückfördertrumm 6 durch eine Farbtrocknungs- und/oder Waschanlage 7, 8, ggf. mit einer Trocken/Nachbehandlungsanlage 9 an den Eingang des ersten Karussells 1 gereinigt und getrocknet wieder zurückgeführt. Dort werden die Einspannvorrichtungen über einen Einlaufstern 3 dem ersten Karussell aufgegeben, wo sie jeweils für die Aufnahme eines neuen zu bedruckenden Behälters zur Verfügung stehen, welcher über die Transporteinrichtung 2 zugeführt wird. Auf diese Weise werden in einer kompakten Anlage Übergangssterne zwischen den einzelnen Karussells entbehrlich und Einspannvorrichtungen für die zu bedruckenden Behälter ständig wiederverwendbar.
Fig. 2 veranschaulicht schematisch eine Anlage zum Bedrucken von Behältern mit einer als Karussell ausgebildeten Druckmaschine 1. Ein zentraler Vorratsbehälter 10 für die Aufnahme von flüssiger Druckfarbe (Tinte) F ist den Druckköpfen 11 statt bisher bekannter jedem einzelnen Druckkopf zugeordneter Kartuschen zugeordnet. Die Druckfarbe F wird den Druckköpfen 11 aus dem Vorratsbehälter 10 über eine Pumpe 12 zugeführt und überflüssige Druckfarbe F aus den Druckköpfen 11 wieder in den Vorratsbehälter 10 zurückgeführt. Der Vorratsbehälter 10 kann nachbefüllt werden, wenn er leer ist, aber auch auf einfache Weise ausgetauscht werden.
Fig. 3 veranschaulicht eine Druckmaschine, bei welcher flüssige Druckfarbe F in einem externen Vorratsbehälter 10 aufgenommen und mit Hilfe von Pumpen 12 über eine zentrale Drehdurchführung 15 mittels Vorlaufkanälen 13 den einzelnen Druckköpfen 11 zugeführt wird, welche in dem Karussell einer Druckmaschine 1 angeordnet sind. Die Rückführung von Druckfarbe F erfolgt über Rücklaufkanäle 14.
Fig. 4 bezieht sich auf eine Anlage zum Bedrucken von Behältern, bei welcher die Druckköpfe 11 in dem Karussell einer Druckmaschine 1 aufgenommen sind und mit flüssiger Druckfarbe F von einem internen Vorratsbehälter 10 versorgt werden. Das Niveau der Druckfarbe F in dem Vorratsbehälter 10 wird durch Zufuhr von Druckfarbe über eine zentrale Drehdurchführung 15 konstant gehalten.
Bei der Druckmaschinenanordnung gemäß Fig. 5 befindet sich der Vorratsbehälter 10 für Druckfarbe F unmittelbar unter dem zugehörigen Druckkopf 11 in der als Karussell ausgebildeten Druckmaschine 1, also auf dem Teilkreis der Druckköpfe 11. Dadurch befindet sich keine Masse zwischen Druckfarbenversorgung und Druckkopf auf unterschiedlichen Radien und die resultierende Zentrifugalkraft ist Null. Die Anordnung des Vorratsbehälters 10 unterhalb der Druckköpfe 11 hat den Vorteil, dass kein statischer Flüssigkeitsdruck vorhanden ist und die Pumpe 12 für die Zuführung der Druckfarbe F zu den Druckköpfen 11 einfacher regelbar ist. Der Vorratsbehälter 10 kann als einzelner Behälter unterhalb des jeweiligen Druckkopfes 11 aber auch als allen Druckköpfen 11 gemeinsamer Ringbehälter ausgebildet sein.
Fig. 6 veranschaulicht schematisch, wie den Austrittsöffnungen 16 eines Drucckopfes 11 Druckfarbe F mit konstantem Druck zugeführt werden kann, indem der Pumpendruck P1 in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit geregelt wird.
Bei der Anlage zum Bedrucken von Behältern gemäß Fig. 7 sind für die flüssige Druckfarbe F ein Vorratsbehälter 10 oberhalb des jeweiligen Druckkopfes 11 und ein Rücklaufbehälter 17 unterhalb des jeweiligen Druckkopfes 11 vorgesehen. Die beispielsweise über eine Drehdurchführung 15 in den Rücklaufbehälter 17 zugeführte Druckfarbe F wird über eine Pumpe 12 zunächst über einen Vorlaufkanal 13 in den Vorratsbehälter 10 oberhalb des jeweiligen Druckkopfes 11 gepumpt, von wo aus ein Druckgefälle zwischen Vorratsbehälter 10 und Druckkopf 11 für die Druckfarbenversorgung der Druckköpfe 11 ausgenutzt wird. Dies erlaubt eine hohe Konstanz der Drücke, da sich eine Pumpenvibration nicht auf den Druck an den Austrittsöffnungen 16 des Druckkopfes 11 auswirkt. Das Luftpolster innerhalb des Vorratsbehälters 10 wirkt als Ausgleich, da es keine schnellen Druckänderungen erlaubt. Ggf. kann bei nicht ausreichender statischer Höhe ein Überlagerungsdruck aufgegeben werden.
Die Fig. 8a bis 8c veranschaulichen verschiedene Möglichkeiten, wie eine Reinigungseinrichtung relativ zu den als Karussell ausgebildeten Druckmaschinen 1 einer Anlage zum Bedrucken von Behältern den Druckköpfen zugeordnet werden kann. Bei der Version gemäß Fig. 8a ist eine statische Reinigungseinrichtung 18 in Reinigungsintervallen in eine Reinigungsposition verfahrbar, in welcher ein Druckkopf 11 auf dem Karussell der Druckmaschine 1 zum Stillstand gebracht worden ist. Die Reinigungsvorrichtung 18 befindet sich hier zwischen dem Einlaufstern 3 und dem Auslaufstern 5 des Karussells, so dass weder zu bedruckende noch bedruckte Behälter den Reinigungsvorgang beeinträchtigen. Die Reinigung der Druckköpfe 11 erfolgt hier diskontinuierlich. Bei der Version gemäß Fig. 8b ist die Reinigungseinrichtung 18 als Transportstern mit gleicher Teilung wie der Einlaufstern 3 und der Auslaufstern 5 ausgebildet. Hierdurch kann die Reinigung während oder nach dem Ende der Produktion kontinuierlich stattfinden. Bei der Version gemäß Fig. 8c ist eine Kombination von Reinigungseinrichtungen 18 angedeutet, welche einerseits mit einer stationären Reinigungseinrichtung diskontinuierlich oder mit einer als Transportstern ausgebildeten Reinigungseinrichtung kontinuierlich bei einer Anlage gearbeitet wird, bei welcher die Karusselle hintereinander geschalteter Druckmaschinen 1 die zu bedruckenden Behälter unmittelbar ohne Zwischenschaltung eines Transportsterns auf das nachfolgende Karussell übergeben bzw. übernehmen. In diesem Fall befinden sich die Reinigungseinrichtungen 18 in Nachbarschaft eines Karussells jeweils in dem Zwischenraum zwischen dem vorhergehenden Karussell und dem nachfolgenden Karussell.
Der Reinigungsprozess kann dadurch gesteuert werden, dass die jeweils bedruckten Behälter, z. B. mit einer Kamera, hinsichtlich von Druckbildabweichungen kontrolliert und bei unzulässiger Abweichung der betreffende Druckkopf gereinigt wird.

Bezugszeichenliste:

1: Druckmaschinen, Karusselle
2: Transporteinrichtung
3: Einlaufstern
4: Transporteinrichtung
5: Auslaufstern
6: Rückfördertrumm
7: Farbtrocknungsanlage
8: Waschanlage
9: Trocken/Nachbehandlungsanlage
10: Vorratsbehälter
11: Druckköpfe
12: Pumpen
13: Vorlaufkanäle
14: Rücklaufkanäle
15: Drehdurchführung
16: Austrittsöffnungen
17: Rücklaufbehälter
18: Reinigungseinrichtung

A: Drehachse
B: Behälter
F: Druckfarbe

Claims

Anlage zum Bedrucken von Behältern (B), wie Flaschen, mit mindestens einem Druckbild auf mindestens zwei hintereinander geschalteten Druckmaschinen (1) mit jeweils mindestens einem Druckkopf (11),
wobei die mindestens zwei hintereinander geschalteten Druckmaschinen (1) als Karusselle für die aufeinanderfolgende Aufnahme der zu bedruckenden Behälter (B) ausgebildet sind und die Behälter (B) von einem Karussell unmittelbar auf ein nachfolgendes Karussell übergeben bzw. übernommen werden,
wobei die Behälter (B) beim Bedrucken jeweils in einer in einer Station der Druckmaschine (1) positionierten Einspannvorrichtung eingespannt sind,
wobei die jeweilige Einspannvorrichtung nach dem Bedrucken des Behälters (B) in der letzten Druckmaschine (1) diese verlässt, der bedruckte Behälter (B) von der Einspannvorrichtung getrennt und die Einspannvorrichtung auf einem Rückfördertrumm (6) zum Eingang der ersten Druckmaschine (1) für die Aufnahme eines neuen zu bedruckenden Behälters (B) zurückgeführt wird, und
wobei mindestens eine dem jeweiligen Druckkopf (11) zuordenbare Reinigungseinrichtung (18) vorgesehen ist.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Karusselle eine identische Anzahl von Stationen für die aufeinanderfolgende Aufnahme der zu bedruckenden Behälter (B) aufweisen.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem jeweiligen Druckkopf (11) flüssige Druckfarbe (F) aus einem Vorratsbehälter (10) für die betreffende Druckfarbe (F) über eine zentrale Drehdurchführung (15) mit einem Vorlaufkanal (13) und einem Rücklaufkanal (14) durch Umpumpen zugeführt bzw. von diesem weggeführt wird, wobei der Vorratsbehälter (10) für die betreffende Druckfarbe (F) zur Versorgung eines oder mehrerer Druckköpfe (11) auf dem Teilkreis, auf dem sich der Drucckopf (11) bzw. die Druckköpfe (11) befindet bzw. befinden, angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (10) im Wesentlichen unmittelbar über bzw. unter dem zugehörigen Druckkopf (11) angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter als Ringbehälter ausgebildet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Versorgung des jeweiligen Druckkopfes (11) mit flüssiger Druckfarbe (F) aus einem Vorratsbehälter (10) für die betreffende Druckfarbe (F) ein Druckgefälle zu einem Rücklaufbehälter (17) ausgenutzt wird.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (18) als Absaug- und/oder Abtupfeinrichtung ausgebildet ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (18) entweder zwischen zwei aufeinanderfolgenden Druckmaschinenkarussellen und/oder zwischen einem Einlaufstern (3) für die zu bedruckenden Behälter (B) und dem nachgeordneten Druckmaschinenkarussell (1) und/oder zwischen einem Druckmaschinenkarussell (1) und einem nachgeordneten Auslaufstern (5) angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (18) als Transportstern mit gleicher Teilung wie der Einlaufstern (3) bzw. der Auslaufstern (5) ausgebildet ist.
Anlage nach einem der der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils zu reinigende Druckkopf (11) in Reinigungsintervallen jeweils in eine Reinigungsposition gefahren und dort zum Stillstand gebracht wird.
Anlage nach einem der der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem bedruckten Behälter (B) Druckbildabweichungen kontrolliert und bei unzulässigen Abweichungen der betreffende Druckkopf (11) gereinigt wird.
Anlage nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Kamera zur Kontrolle der Druckbildabweichungen.
Verfahren zum Betreiben einer Anlage zum Bedrucken von Behältern (B), wie Flaschen, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Karussells beim Bedrucken der Behälter (B) alle mit derselben auf die jeweilige Durchsatzleistung abgestimmten Umlaufgeschwindigkeit betrieben werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Stau von Behältern (b) nach der Druckmaschine (1) der Zulauf von zu bedruckenden Behältern (B) zu der Druckmaschine (1) gesperrt und die Druckmaschine (1) mit vorgegebener gleicher Nennleistung so lange weiterbetrieben wird, bis der letzte Behälter (B) die Druckmaschine (1) verlassen hat.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beheben des Staus die Druckmaschine (1) zunächst wieder auf die vorgegebene Nennleistung eingeregelt und erst anschließend der Zulauf der zu bedruckenden Behälter (B) wieder freigegeben wird.