EP2750895A1 - Vorrichtung zum behandeln von packmitteln sowie drucksegment zur verwendung bei einer solchen vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum behandeln von packmitteln sowie drucksegment zur verwendung bei einer solchen vorrichtung

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EP2750895A1
EP2750895A1 EP12735099.9A EP12735099A EP2750895A1 EP 2750895 A1 EP2750895 A1 EP 2750895A1 EP 12735099 A EP12735099 A EP 12735099A EP 2750895 A1 EP2750895 A1 EP 2750895A1
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EP
European Patent Office
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packaging
holding
ink
treatment
pressure
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EP12735099.9A
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Markus Reiniger
Kathrin PRECKEL
Werner Van De Wynckel
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KHS GmbH
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Publication date
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Priority claimed from DE102011112281A external-priority patent/DE102011112281B3/de
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    • B41J11/00—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/0015—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form for treating before, during or after printing or for uniform coating or laminating the copy material before or after printing
    • B41J11/002—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating

Definitions

  • Apparatus for treating packaging materials and pressure segment for use in such a device is provided.
  • the invention relates to a device according to the preamble of claim 1 and to a pressure segment according to the preamble of claim 16.
  • Devices for treating packaging materials are known in different designs. Known are u.a. Also devices (DE 10 2009 043 497 A1), in which, the packaging are held during the entire transport of a packaging material inlet to a package outlet on each one and the same holding and centering unit (puck) and the holding and centering units, the packaging only release at the package outlet, from which the holding and centering units are then moved back on a puck return transport path to the packaging material inlet.
  • Printing systems for printing on containers using digital, ink jet or inkjet printing heads are known to those skilled in the art.
  • printing systems or printing machines are known in which a plurality of treatment or printing positions for receiving a respective container to be printed on a at least one vertical axis driven transport element are formed, where the container using electronically controlled by the inkjet or Ink-jet principle working digital printheads are printed.
  • the object of the invention is to develop a device of the generic type such that it is possible with high reliability easy adaptation to packaging of different types, sizes and shapes or at high reliability low installation effort and compact design can be realized.
  • a device according to the patent claim 1 is formed.
  • a pressure segment is the subject of claim 16.
  • the device is for example designed so that in the pressure segment at the treatment positions in each case a height-adjustable, i. provided in the direction of the machine axis adjustable and tiltable to the machine axis carriage is arranged on which at least one print head,
  • a plurality of secondary parts adapted to different types, shapes and / or sizes of the packaging means are assigned to the primary parts of the holding and centering units, which are preferably designed as pucks,
  • the holding and centering units are formed with an RFID identifier
  • Treatment elements is formed, which are also part of the Packschtransportweges,
  • positions or receptacles for receiving the puck-formed holding and centering units are formed between the treatment positions, and that these recordings are part of the puck transport path, and / or
  • the holding and centering elements each have at least one holding and centering unit for the passive holding of the packaging means, for example for holding the packaging means by spring force,
  • the holding and centering units are provided with means for covering the packaging means in the region of a packaging muzzle and / or in the region of a thread there for a screw closure, for example in the form of a recess for receiving the mouth region of the respective one
  • the holding and centering units are held passively on the associated pressure segment, i. the corresponding holding force is applied passively to the primary part, and that the holding and centering units actively
  • packaging means are packagings or containers which are customarily used in the foodstuffs sector and especially also in the beverage sector, in particular containers, such as bottles, cans, and also soft packagings, for example those made of cardboard and / or Plastic film and / or metal foil.
  • the term “puck” is to be understood as meaning a holding, centering and aligning unit for the packaging means, at which the respective packaging material is moved from the package inlet to the package outlet through a package transport path of the transport system and which preferably also has one controlled orientation of the respective packaging material causes for its treatment.
  • Transport moderately to each other adjacent transport elements means in the context of the invention transport elements or transport and treatment elements that are designed and arranged so that they receive at transfer areas, the pucks of an adjacent in a transport direction preceding transport element, hold and to a following in the transport direction transport element
  • the term “substantially” or “approximately” means deviations from the respective exact value by +/- 10%, preferably by +/- 5%, and / or deviations in the form of changes that are insignificant for the function.
  • holding and centering units are used, in which the secondary part, in which the packaging, the bottle or container is held, is rotatable about a vertical axis and driven to or stored in a primary part, and further motor driven.
  • the secondary part forms the rotor of an electromagnetic direct drive, and so the controlled alignment and / or rotation of the respective packaging takes place.
  • the secondary part is preferably provided with a permanent magnet arrangement, which cooperates with a stator of the electromagnetic direct drive or with a stator forming this electromagnet arrangement.
  • the secondary part may also comprise a continuously variable and controllable electric motor, in particular a servomotor, or consists of a main component of such a motor.
  • a continuously variable and controllable electric motor in particular a servomotor
  • the primary part relative to the respective treatment positions can always be unambiguously determined or determinable in its rotational angle position by providing a positive receptacle, centering unit or a coupling element, so that only the relative angular position of the secondary part to the primary part can be determined by a sensor, reading unit, etc. must be designed detectable.
  • the position relative to the printing segment or the print head can then be derived therefrom.
  • the packaging When printing on empty packaging, in particular PET, PEN, PE or PP empty bottles, which is the normal case, the packaging should advantageously be under slight overpressure.
  • a counterpart or counterpart to a machine or pressure segment-side coupling element is provided on the holding and centering unit, which is designed in particular in the manner of a quick coupling.
  • a vapor or gaseous medium e.g. Compressed air
  • the lower outlet of this inner conduit ideally forms a central centering element / cone.
  • at least one transport and treatment unit ideally the first, is connected to a steam or gas source or comprises a suitable compressor.
  • the counter element of the coupling is designed as a check valve or a check valve is provided in the inner line.
  • a vapor and / or gaseous medium e.g. Compressed air
  • FIG. 1 shows a simplified schematic and perspective view of a device or system for treating packaging by applying a device in the form of a multiple-pressure on the packaging;
  • Fig. 2 in a simplified schematic representation of the device or system for
  • Fig. 3 in a schematic representation and in plan view the transport or
  • Fig. 3 in a perspective partial view of the transport
  • Treatment elements consisting of several pressure segments
  • FIG. 4 in perspective partial view of the transport
  • FIG. 5 is a perspective view of a pressure segment of the transport and treatment element of FIG. 4;
  • Fig. 6 - 8 in various representations a holding and centering unit of
  • FIG. 9 is a sectional view through a holding and centering unit of the device of Figure 1;
  • Fig. 10 in the positions a) and b) the holding and centering unit in section together with a bottle formed as packaging in different operating conditions;
  • Fig. 11 in the position a) in a perspective view of a primary part of a holding and centering unit and in the positions b) - g) different, with the
  • FIG. 12 is a perspective view of a transport and treatment element of a further embodiment of the invention, preferably for use in the device of FIG. 1; FIG.
  • FIG. 15 shows a simplified horizontal section through the pressure segment of FIGS. 13 and 14;
  • FIG. 16 shows a simplified vertical section through the pressure segment of FIGS. 13 and 14;
  • the generally designated 1 in the figures device is used for applying equipment, for example in the form of a print or multiple printing on packaging 2 in the form of bottles, either directly on the outer or outer surface of the packaging 2 or on there already applied, for example with a partial equipment provided labels.
  • the packaging means 2 of the device 1 and the packaging material inlet 1 .1 are fed upright in a transporting direction A via an outer conveyor, then move within the device 1 on a transport path which is bent several times in an arc.
  • the packaging means 2 continue to be supplied upright at a packaging outlet 1 .2 via an external conveyor for further use.
  • the transport path of the packaging means 2 during feeding, during movement through the device 1 and during removal from the device 1 is shown schematically in FIG.
  • the device 1 consists of several in the transport direction A directly adjoining modules 4.1 - 4.n, and indeed in the illustrated embodiment of a total of eight modules 4.1 - 4.8, all modules 4.1 - 4.8 are each formed by an identical basic unit 5, which is equipped with the functional elements necessary for the specific task of the respective module 4.1 - 4.8.
  • Each basic unit 5 includes i.a. a drive and control unit accommodated in a module housing 6 and a unit arranged at the top of the module housing 6 and by the drive and control unit u.a. around a vertical machine axis of the respective module 4.1 - 4.8 circumferentially drivable transport and treatment element 7, 7a with a plurality of shots or treatment positions 8, which are provided at the periphery of the transport and treatment element 7 or 7a at regular angular intervals veriltilt and each of which Recording or treatment position 8 is formed for secure receiving a respective packaging means 2.
  • the transport and treatment elements 7, 7a of the individual modules 4.1 - 4.8 are arranged directly or transportally adjacent to each other and counter-rotating, but synchronously driven so that these transport and treatment elements 7, 7a in their entirety form a transport device, with the Packing means 2 are moved within the device 1 on the multiply deflected packaging material transport path 3 shown in Figure 3 between the package inlet 1 .1 and the packaging outlet 1 .2.
  • the individual packaging means 2 are in each case forwarded directly from the transport and treatment element 7 of a module 4.1 - 4.7 to the transport and treatment element 7, 7a of the module 4.2 - 4.8 following in the direction of transport A.
  • the transport and treatment element 7a of the first module 4.1 in the clockwise direction relative to the transport direction A, the transport and treatment element 7 of the next module 4.2 in the counterclockwise direction, the transport and treatment element of the next module 4.3 are again clockwise, etc. synchronously driven.
  • the individual modules 4.1 - 4.8 continue to be provided in such succession that the vertical machine axes of all modules 4.1 - 4.8 lie in a common vertical plane, in which the transfer areas are located, where the packaging means 2 of the transport and treatment element 7a or 7 of a module 4.1 - 4.7 are forwarded to the transport and treatment element 7 or 7a of the following in the direction of transport A module 4.2 - 4.8.
  • the module 4.1 forms u.a. the inlet module or the package inlet 1 .1 of the device 1.
  • the module 4.1 is preferably carried out but also a pretreatment of the packaging 2 at least on the to be printed
  • Packing area such as a plasma or corona treatment, which is particularly useful if the application of multiple printing in subsequent modules using local printing stations or printheads, which operate on the known inkjet printhead principle or the so-called Tonjet principle. Furthermore, advantageously in the module 4.1, the pressurization in the packaging (2).
  • the modules 4.2 - 4.5 following the module 4.1 form the actual printing modules in which the multiple printing takes place, preferably as color printing in the form that a color set of the color print is printed on each module 4.2 - 4.5, for example in yellow, Magenta, Cyan and Black.
  • the local treatment positions 8 thus form treatment or printing positions.
  • the module 4.6 then following in the direction of transport A is e.g. designed as a drying module, in which the respective previously generated
  • the module 4.7 is designed as an inspection module to which each package 2 comes after drying the multiple pressure and in which the respective multiple print is checked for any errors, so incorrectly printed packaging 2 can be discharged to the module 4.7 or later on the further transport.
  • the module 4.8 finally forms the outlet module or the packaging outlet 1 .1 of the device 1, at which the finished printed packaging 2 leave the device 1.
  • the module 4.8 is preferably also additionally designed as a drying module.
  • the packaging means 2 with the transport and treatment elements 7 of the modules 4.1 and 4.8 are each moved over an angular range of approximately 90 ° about the vertical machine axis MA of the modules 4.1 and 4.8.
  • the packaging means 2 with the respective transport and treatment element 7 are each carried over an angular range of 180 ° about the vertical machine axis MA of the modules 4.2 - 4.7. Within this angular range or within this distance of the rotational movement of the respective transport and treatment element 7 takes place in particular in the modules 4.2 - 4.7 of the respective module associated process.
  • the modules 4.1 - 4.n, but at least the serving for printing the packaging 2 modules 4.2 - 4.7 or their circulating transport and treatment element 7 of several pressure segments 1 1, each as a complete functional units at one to the respective vertical machine axis MA rotatably driven rotor 12 are mounted interchangeably, which latter is rotatably mounted on the respective module housing 6 and on a central support column 13 about the vertical machine axis MA.
  • the provided on the circumference of the rotor 12 and in the circumferential direction of the rotor 12 adjoining and wedge-shaped in plan view pressure segments 1 1 form lying inside, i. in the area of the machine axis MA, a space enclosed by the pressure segments 11, in which various functional elements, e.g. et al Also electronic controls or computer 14 (Fig. 12) are added to control the pressure segments 1 1.
  • the pressure segments 1 1 form on their relative to the machine axis MA radially outer side each have a recess 15, see also Figure 4 and Figure 5, in which the packaging 2 are received during treatment at least with a part of its packaging body, in the area its packaging material top or packaging opening on holding and centering units 16 hanging, ie oriented with its packaging center axis in the vertical direction and parallel to the machine axis MA and to a pressure segment axis DA.
  • each printing segment 1 1 has at least one print head as well possibly further necessary for printing the packaging 2 functional elements.
  • the holding and centering units 16 are in turn held on a respective carrier 17, which is fastened in the associated lateral grooves 18.
  • the carrier 17 can be moved or moved in the manner of a carriage in the grooves 18, if necessary driven by a motor (FIG. 5).
  • the carrier 17 is not configured in shape, but all elements or functions are directly integrated into the pressure segment 11, 11a.
  • the holding and centering units 16, with which an alignment and controlled turning or pivoting of the packaging means 2 takes place about their axis coincident with the pressure segment axis DA arranged vertical packaging means axis in the treatment or printing of the packaging means 2, consist in the illustrated embodiment substantially from a primary part 19, which is held on the respective carrier 17, as well as a secondary part 20.
  • the primary part 19 essentially serves the secure and aligned attachment of the respective holding and centering unit 16 on the carrier 17 or at the treatment position 8 or on the pressure segment 11.
  • the primary part 19 has this among others a reference surface 19.1, the complementary counterpart in the printing segment 11 as a reference plane or - surface for conditioning and thus serves for adjustment relative to the print head.
  • a fixed common relationship between holding and centering unit 16 respectively packaging means 2 and the respective print head or printheads is provided.
  • the function of the secondary part 20 is u.a. it is to keep the respective packaging 2 hanging.
  • the secondary part 20 is designed claw-like for this purpose, for example as a mechanical and / or pneumatically actuated gripper and / or as a vacuum gripper.
  • the required holding force is applied passively to the primary part 19 and actively removed or released, in order to increase safety in the event of current or media loss, for example by one or more permanent magnets.
  • the secondary part 20 comprises the active components, i. in particular all components necessary for the alignment and controlled turning or swiveling of the packaging means 2 during the treatment, such as i.a. Elements that are required for aligning and / or rotating the packaging when printing, and / or the elements for supplying compressed air and / or vacuum, etc.
  • the secondary part 20 forms in the illustrated embodiment, the rotor of an electric actuator or angle drive for aligning and controlled Turning or pivoting the packaging 2 during the treatment.
  • the secondary part 20 is provided, inter alia, with a permanent magnet arrangement 21 which has a multiplicity of permanent magnets.
  • a coding 23 is provided, which forms an encoder system in cooperation with an incremental sensor 24 provided on the carrier 17, with which the respective random orientation of the primary part 19 and thus of the holding and centering unit 16 is detected.
  • the alignment and / or controlled rotation of the packaging means 2 during printing is then carried out in consideration of this determined by the encoder system orientation and the construction known or established assignment between the primary part 19 and rotational position of the secondary part 20, only by turning the secondary part 20 at non-rotating primary part 19.
  • the incremental sensor 24 is stationary relative to the rotor 12 or the support column 13 and runs with these.
  • the alignment and controlled rotation of the packaging means 2 about the axis DA takes place in each case with respect to the respective pressure segment 11 or with respect to local, for the treatment serving functional elements, in particular print heads.
  • the holding and centering unit 16 in section and in the rest position without packaging.
  • the holding and centering unit 16 in turn consists of the substantially ring-like primary part 19 and of the substantially sleeve-like, rotatably mounted in the primary part 19 about the axis DA secondary part 20 which protrudes with its lower length over the underside of the primary part 19 and is formed there with a receiving and foot part 20.1.
  • the bearings 19.2 are shown here only in outline, wherein also a bearing sleeve, needle roller bearings, or the like can be provided. This is adapted to the type, shape, size, etc. of the packaging 2 and is part of a gripper for holding the still empty or unfilled packaging 2.
  • the receiving and foot part 20.1 of one with its axis co-axial with the Axis DA arranged sleeve 25 and a support plate 26 at the lower, open end of the sleeve 25 is formed.
  • the foot part 20.1 can be separated via the thread 25.2 from the upper part of the sleeve 25.
  • the thread 25.2 could also be selected to bayonet, clamp or other mechanism.
  • the sleeve 25 is laterally open at 27, so that according to the position a of Figure 10, the respective, the packaging means 2 forming bottle laterally inserted through the opening 27 in the receiving and foot part 20.1 (arrow B) and then according to the position 10 of the receiving and foot part 20.1 can be fixed, in such a way that the packaging means 2 is held with a mouth edge 2.1 on the support plate 26 hanging.
  • a centering and holding element 28 is arranged to be axially displaceable relative to the axis DA.
  • the centering and holding member 28 consists in the illustrated embodiment of an outer sleeve body 29, which is biased by a compression spring 30 in a lower position, in which the sleeve body 29 with its lower end face against the support plate 26 and at the holding and centering unit 16 held packaging 2 in the form of a bottle against the support plate 26 facing away from the top of the packaging 2 and against the local mouth edge 2.2 of the packaging 2 abuts, so this fixed by the force of the compression spring 30 between the sleeve body 29 and the support plate 26, in particular is clamped torsionally secure.
  • the sleeve body 29 a likewise coaxially arranged with the axis DA centering sleeve 31 is provided axially movable. The latter is also biased by a compression spring 32 in a lower position.
  • the compression spring 30 For receiving a package 2 or a bottle of the sleeve body 29, the compression spring 30, the centering sleeve 31 and the compression spring 32 formed centering and holding member 29 against the action of the particular compression spring 30 is raised (step 1), by a a collar or an annular groove 33 of the sleeve body 29 engaging behind lifting element, which is provided at least at the package inlet 1.1 and the packaging outlet 1 .2, as shown in Figure 10a.
  • the centering and holding element 28 After insertion of the packaging into the holding and centering unit 16 (FIG. 10b), the centering and holding element 28 is lowered by the action of the compression springs 30, 32 and thereby centered and positioned in the receiving and base part 20.1 (step 2) and subsequently passively , ie clamped (step 3).
  • the centering sleeve 31 or the lower cone-shaped end of this centering sleeve is centered on the packaging means 2 such that the packaging center axis is then arranged coaxially with the axis DA.
  • the printing of the packaging 2 and the bottles takes place in the empty state.
  • the concentrically arranged compression springs 30 and 32 and the reciprocally displaceable guides and abutments are coupled in such a way that in step 2 first a lower spring force acts on the container mouth, so that even a slight displacement of the packaging 2 on the support plate 26 can take place Step 3, the final holding force is applied, in particular a gas-tight state is achieved, as shown in Figure 1 1.
  • FIGS. 10 and 11 also show a Alternative embodiment in which the receiving and foot part 20.1 is not detachable or one piece executed.
  • the packaging means 2 are taken protected with their mouth region between the mouth flange 2.1 and the mouth edge 2.2 in the interior 25.1 of the sleeve 25 protected.
  • the holding and centering units 16, and their secondary parts 20 in such a way that the mouth area and a local thread the mouth 2.2 of each packaging 2 during the printing process from contamination, especially ink mist, are protected ,
  • a quick coupling 34 is provided for this purpose on the respective holding and centering unit or on its centering and holding element 28 for connection to a source (not shown) providing the pressure medium.
  • a source not shown
  • the holding and centering unit 16 is designed to be hollow, with this central inner cavity forming a conduit 29.1, via which a vaporous or gaseous medium can be conducted into the interior of the packaging means 2.
  • the secondary part 20 is preferably designed such that the format-dependent receiving and foot part 20.1 is detachably connected to the secondary part 20, so that the receiving and foot parts 20.1 are connected to the holding device for processing packaging materials 2 of different type and / or shape and / or size. and centering units 16 can be exchanged for each appropriate.
  • the adapted to the nature and / or shape and / or size of the packaging material 2 receiving and receiving parts 20.1 are then torsionally secure, for example by means of a quick change mechanism or a quick coupling or a conventional screw and / or clamp attachment to the secondary part 20 connected.
  • the secondary parts 20 are designated 20b-20g in this figure.
  • the secondary parts 20b-20e are each again designed as mechanical grippers operable by compressed air, for example, for holding the packaging means 2b-2c and 2e on their upper side of the package or in the region of their packaging means opening or for holding the packaging means 2d at one packaging base.
  • the secondary parts 20f and 20g are designed as vacuum grippers for holding the packaging means 2f and 2g by vacuum on their upper side of the packaging material or in the region of their packaging material opening.
  • the holding and Zentnerüen 16 and preferably the secondary parts 20 of these units are further provided with a unique identification option, preferably with an RFID tag, which identifies the respective holding and centering unit 16, and in particular information about the type this unit and / or the secondary part 20 contains.
  • the corresponding information can then be read out by at least one reading unit of the device 1 and / or of the respective printing module 4.1 - 4.n, for example for monitoring or control purposes.
  • FIG. 12 shows a transport and treatment element 7b which can be used instead of the transport and treatment elements 7 in the device 1 and which essentially differs from the transport and treatment elements 7 in that the transport and treatment elements 7b forming pressure segments 1 1 a the formerlyverstell- or displaceable support 17 does not have, the holding and centering units 16 rather directly, ie not height-adjustable to the respective pressure segment 1 1 a are held and, accordingly, on this pressure segment 1 1 a or on the housing 1 1 a.1 u.a. also the incremental sensor 24 and the solenoid assembly 22 are provided.
  • the pressure segments 1 1 1 a are again provided on each other on the rotor 12, which in turn about the vertical machine axis MA is rotatably and drivably mounted on the support column 13 of the base unit 5 corresponding base unit 5 a.
  • Each printing segment 1 1 a in turn has inside its segment-like housing 1 1a.1 the necessary for printing the packaging material 2 functional elements, including at least one print head 35, which is for example a working ink jet method, which inter alia electronically controllable discharge nozzle for ink or ink and other media, which are arranged in at least one row parallel to the axis DA.
  • Each print head 35 is assigned a device 36 for immediate drying of the printing ink applied to the packaging material 2 or of the corresponding printed image.
  • the device 36 is an infrared and / or UV emitter for emitting a band-shaped UV and / or infrared radiation 37, which detects at least the entire, applied to the print head 35 printed image.
  • the device 36 is provided offset relative to the print head 35 with respect to the axis DA by an angular amount. When printing the packaging 2, this is rotated about the axis DA so controlled that the applied with the print head 35 ink dried immediately after application with the UV and / or infrared radiation 37 or at least largely dried.
  • the device 36 is cooled, for example using air and / or water as the cooling medium.
  • the print head 35, the device 36 as well as an electronics 38 formed at least as a driver stage for the print head 35 are provided on a common carriage 39, which is adjustably guided on a support column 40 by means of an actuator 41 in the direction of the axis DA.
  • the print head 35 and the device 36 are further adjustable by pivoting, preferably by pivoting about at least one axis by means of an actuator or angle drive 42 provided on the carriage 39, which is perpendicular to the axis DA and tangential to the circumference of the printing segments 1 1 a formed transport and treatment element 7b is oriented.
  • the position, in particular of the print head 35 can be adapted to the position of the packaging material surface to be printed in each case such that the print head 35 is arranged with its nozzle openings as close as possible to the printing medium surface to be printed and with the axes of its nozzle openings as perpendicular as possible to the packaging material surface to be printed.
  • the respective printhead 35 is formed with an example lamellar, scale and / or rubber-like protective element 35.1, which When printing against the relevant packaging 2 adjacent the pressure chamber limited to the outside.
  • the device 36 is designed with an optical beam shaping element 36.1 in the form of a cylindrical lens and with a protective and guide diaphragm 36.2.
  • a pressure equalization tank 43 for the ink for the ink
  • pumps 44 for supplying ink and for discharging excess ink and other, not shown functional elements, such as electronic controls for controlling the respective pressure segment 1 1, the drives 41 and 42, etc.
  • the underside of the housing 1 1 a.1, a coupling unit 45 is provided, by means of which all required electrical connections (in particular also for drives and control and monitoring data) and all fluid connections (for cooling of functional elements and supply of printing ink) with a corresponding rotor 12 provided on the coupling unit ( Coupling field) can be produced.
  • each pressure segment 1 1 a mechanical holding and centering elements 46 are provided with which a secure and accurate connection of the pressure module 1 1a with the rotor 12 and is at least partially possible by plugging with a machine axis MA concentrically surrounding rotor element.
  • a diaphragm-like wall 49 is provided, which closes the interior of the housing 1 1 except for openings for the carrier 17, the print head 35 and the UV u / o infrared unit 36.
  • the holding and centering units 16 are part of the individual modules 4.1 - 4.n or pressure segments 1 1 and 1 1 a, respectively. In a preferred embodiment of the invention, however, the holding and centering units 16 are so-called pucks, which receive the respective packaging material 2 at the package inlet 1 .1 and release it again at the package outlet 1.2, ie, each packaging material 2 is on the transport path 3 between the package inlet 1.
  • the holding and centering units 16 are returned on a puck transport path to the packaging inlet 1.1.
  • This puck transport path schematically or functionally indicated in FIG. 1 with a broken line 48 is formed, for example, by independent transport and treatment elements or by the transport and treatment elements 7.
  • an additional recess 15a for receiving a holding and centering unit 16 is then provided between two recesses 15 (FIGS. 4 and 12), specifically in the embodiments shown this is formed by corresponding indentations in the front of two each Pressure segments, here the pressure segments 11 and 11a, and their housing 11.1 and 11a.1.
  • additional recesses 15a for the empty, leading back to holding and centering units 16 are thus formed from two partial receptacles and are in the example shown at the same height as the recesses 15.
  • the additional recesses 15a also have holding and electromagnets 47.1 , Wherein at least in every second, ideally in both partial recordings a holding and solenoid 47.1, possibly also designed as a permanent magnet, is provided.
  • FIGS. 17 and 18 show two different dummy segments 50 and 51, which correspond to the pressure segments 11a in terms of their shape, size or dimension and which essentially differ from the pressure segments 11a only in that they differ do not have all required for the printing of the packaging 2 functional elements.
  • the dummy segments 50 and 51b are arranged on the transport and treatment elements 7b between pressure segments 11a to reduce the number of treatment positions 8 formed by the pressure segments 11a on the transport and treatment elements 7b, for example if only one reduced power (number of treated packaging 2 per unit time) for the corresponding device 1 is required.
  • the dummy segments 50 and 51 may also be used to return as pucks trained holding and centering units 16 are used by the packaging material outlet 1.2 at the package inlet 1.1, wherein the holding and centering units 16 are held either on the recesses 15 or the recesses 15a corresponding areas of the dummy segments 50 and 51, respectively.
  • a support column 13 surrounding ring tank which serves to receive the respective ink and provided for example on the base unit 5a and is connected via a rotary connection with the pressure equalization tank 43 and with the local pumps 44.
  • FIG. 19 shows a further embodiment of the pressure segment.
  • the holding position for the empty holding and centering units 16 is not distributed to two adjacent pressure segments 11, but the pressure segment comprises both a receptacle or processing position 8 (left position in Figure 19), on which the container 2, e.g. can be printed or treated in the aforementioned manner and a full recess 15 (right position, here covered by the empty holding and centering units 16).
  • This alone can accommodate or forward a holder and centering unit 16.
  • the other functions and elements of the pressure segment 11 can be provided in an analogous manner, as described above in connection with the other figures.
  • FIG. 19 is formed and does not include an activatable or functional treatment position 8. Here, ideally only the right position is formed from recess 15 for receiving the holding and centering units 16.
  • the ratio of the packaging means 2 to the base machine or apparatus 1 is decoupled, i. in particular the holding and centering units 16, also in their training as a puck to different shapes, sizes, etc. the
  • Packaging means 2 are adaptable and in particular a height adjustment of the carrier 17 and / or the printheads 35 carrying carriage 39 is possible for this adjustment,
  • pressure segments 11 and 11a are formed as fully functional units or modules, whereby not only the assembly of the respective
  • Device 1 is simplified, but also an exchange of, for example, defective pressure segments 11 or 11a and a repair of such pressure segments 11 or 11a outside the device 1 is possible that the storage is simplified in particular also at the manufacturer of the device 1, by the use of dummy segments 50 and 51 an adaptation of the device 1 to a reduced power is possible,
  • the device 1 can be realized overall in a compact design.
  • the holding and centering units and pressure segments are also suitable for applying in each case one equipment, for example an imprint or multiple printing, also multi-color printing on other containers or packaging.
  • Treatment element 37 infrared beam

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Abstract

Vorrichtung zum Behandeln von Packmitteln (2) durch Aufbringen von Ausstattungsmerkmalen oder Ausstattungen auf die Packmittel (2), mit einer Packmitteltransportstrecke, auf der die Packmittel (2) zum Behandeln in einer Transportrichtung (A) von einem Packmitteleinlauf (1.1) an einen Packmittelauslauf (1.2) bewegt werden, wobei die Packmitteltransportstrecke von wenigstens einem um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Transport- und Behandlungselement (7, 7a) mit mehreren Behandlungspositionen gebildet ist.

Description

Vorrichtung zum Behandeln von Packmitteln sowie Drucksegment zur Verwendung bei einer solchen Vorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Drucksegment gemäß Oberbegriff Patentanspruch 16.
Vorrichtungen zum Behandeln von Packmitteln sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Bekannt sind u.a. auch Vorrichtungen (DE 10 2009 043 497 A1 ), bei denen, die Packmittel während des gesamten Transportes von einem Packmitteleinlauf bis an einen Packmittelauslauf an jeweils ein und derselben Halte- und Zentriereinheit (Puck) gehalten sind und die Halte- und Zentriereinheiten die Packmittel erst am Packmittelauslauf freigeben, von dem die Halte- und Zentriereinheiten dann auf einer Puck-Rückführ-Transportstrecke an den Packmitteleinlauf zurückbewegt werden.
Drucksysteme zum Bedrucken von Behältern unter Verwendung von digitalen, nach dem Tintenstrahl- oder Ink-Jet-Prinzip arbeitenden elektrischen Druckköpfen sind dem Fachmann bekannt. Bekannt sind dabei insbesondere auch Drucksysteme oder Druckmaschinen, bei denen an einem um wenigstens eine vertikale Achse umlaufend angetriebenen Transportelement mehrere Behandlungs- oder Druckpositionen zur Aufnahme jeweils eines zu bedruckenden Behälters gebildet sind, an denen die Behälter unter Verwendung von elektronisch ansteuerbaren nach dem Tintenstrahl- oder Ink-Jet-Prinzip arbeitenden digitalen Druckköpfen bedruckt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, dass sie bei hoher Betriebssicherheit eine problemlose Anpassung an Packmittel unterschiedlicher Art, Größe und Form möglich bzw. bei hoher Betriebssicherheit einen geringen montagetechnischen Aufwand und in kompakter Bauform realisierbar ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Drucksegment ist Gegenstand des Patentanspruchs 16. In Weiterbildung der Erfindung ist die Vorrichtung beispielsweise so ausgebildet, dass im Drucksegment an den Behandlungspositionen jeweils ein höhenverstellbarer, d.h. in Richtung der Maschinenachse verstellbarer und zur Maschinenachse neigbarer Schlitten vorgesehen ist an welchem mindestens ein Druckkopf angeordnet ist,
und/oder dass den Primärteilen der vorzugsweise als Pucks ausgebildeten Halte- und Zentriereinheiten mehrere an unterschiedliche Arten, Formen und/oder Größen der Packmittel angepasste Sekundärteile zugeordnet sind,
und/oder
dass die Halte- und Zentriereinheiten, vorzugsweise deren Sekundärteile, mit einer RFID-Kennung ausgebildet sind,
und/oder
dass eine Puck-Transportstrecke zum Rückführen der als Puck ausgebildeten Halte- und Zentriereinheiten wenigstens von dem Packmittelauslauf an den Packmitteleinlauf teilweise von denjenigen Transport- und
Behandlungselementen gebildet ist, die auch Bestandteil des Packmitteltransportweges sind,
und/oder
dass zwischen den Behandlungspositionen Positionen oder Aufnahmen zur Aufnahme der als Puck ausgebildeten Halte- und Zentriereinheiten gebildet sind, und dass diese Aufnahmen Bestandteil der Puck-Transportstrecke sind, und/oder
dass die Halte- und Zentrierelemente jeweils wenigstens eine Halte- und Zentriereinheit zum passiven Halten der Packmittel, beispielsweise zum Halten der Packmittel durch Federkraft aufweisen,
und/oder
dass die Halte- und Zentriereinheiten mit Mitteln zur Abdeckung der Packmittel im Bereich einer Packmittelmündung und/oder im Bereich eines dortigen Gewindes für einen Schraubverschluss ausgebildet sind, und zwar beispielsweise in Form einer Ausnehmung zur Aufnahme des Mündungsbereichs des jeweiligen
Packmittels,
und/oder
dass die Halte- und Zentriereinheiten passiv an dem zugehörigen Drucksegment gehalten, d.h. die entsprechende Haltekraft auf das Primärteil passiv aufgebracht wird, und dass die Halte- und Zentriereinheiten aktiv den
Drucksegmenten entnommen werden, wobei die vorgenannten Merkmale jeweils einzeln oder in beliebiger Kombination vorgesehen sein können.
„Packmittel" sind im Sinne der Erfindung Verpackungen oder Behältnisse, die im Lebensmittelbereich und dabei speziell auch im Getränkebereich üblicherweise verwendet werden, und zwar insbesondere Behälter, wie z. B. Flaschen, Dosen, auch Weichverpackungen, beispielsweise solche hergestellt aus Karton und/oder Kunststofffolie und/oder Metallfolie. Unter„Puck" ist im Sinne der Erfindung eine Halte-, Zentrier- und Ausrichteinheit für die Packmittel zu verstehen, an der das jeweilige Packmittel gehalten von dem Packmitteleinlauf an den Packmittelauslauf durch eine Packmittel-Transportstrecke des Transportsystems bewegt wird und welches hierbei bevorzugt auch eine gesteuerte Orientierung des jeweiligen Packmittels für dessen Behandlung bewirkt.
„Transportmäßig an einander anschließenden Transportelemente" bedeutet im Sinne der Erfindung Transportelemente oder Transport- und Behandlungselemente, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass sie an Übergabebereichen die Pucks von einem benachbarten in einer Transportrichtung vorausgehenden Transportelement aufnehmen, halten und an ein in Transportrichtung folgendes Transportelement weiterleiten. Der Ausdruck „im Wesentlichen" bzw. „etwa" bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Vorteilhafterweise kommen Halte- und Zentriereinheiten zum Einsatz, bei welchen das Sekundärteil, in dem das Packmittel, die Flasche oder der Behälter gehalten wird, um eine vertikale Achse drehbar und antreibbar an oder in einem Primärteil gelagert ist, und weiterhin motorisch antreibbar ist. Hierbei kann in eine Ausführungsform, der bevorzugten, vorgesehen werden, dass das Sekundärteil den Rotor eines elektromagnetischen Direktantriebes bildet, und so das gesteuerte Ausrichten und/oder Drehen des jeweiligen Packmittels erfolgt. Hierfür wird vorzugsweise das Sekundärteil mit einer Permanentmagnetanordnung versehen ist, die mit einem Stator des elektromagnetischen Direktrehantriebes oder mit einer diesen Stator bildenden Elektromagnetanordnung zusammenwirkt.
Alternativ hierzu kann das Sekundärteil auch einen stufenlos regel- und steuerbarer elektrischer Motor, insbesondere einen Servomotor umfassen oder in einer Hauptkomponenten aus einem solchen Motor besteht. In diesem Fall umfasst das Primärteil in einer Hauptkomponente das Motorgehäuse bzw. besteht im Wesentlichen aus dem Motorgehäuse eines stufenlos regel- und steuerbaren Motors.
Da zu jedem Zeitpunkt die Winkelstellung des Rotors respektive des Packmittels sein muss, ist idealerweise am Sekundärteil, ggf. auch am Primärteil, wenigstens eine Kodierung für die Drehwinkellage vorgesehen, welche mit einem geeigneten Sensor oder Leseeinheit, insbesondere einem oder mehreren Inkremental-Sensoren an der jeweiligen Arbeitsposition zusammenwirkt. Weiterhin kann alternativ oder ergänzende das Primärteil relativ zur jeweiligen Behandlungspositionen in seiner Drehwinkellage immer eindeutig bestimmt oder bestimmbar ausgeführt sein, indem eine formschlüssige Aufnahme, Zentriereinheit oder ein Kupplungselement vorgesehen ist, so dass nur die relative Drehwinkellage des Sekundärteils zum Primärteil durch einen Sensors, Leseeinheit, etc. erfassbar gestaltete sein muss. Die Lage relativ zum Drucksegment bzw. dem Druckkopf kann dann hieraus abgeleitet werden.
Bei der Bedruckung von leeren Packmitteln, insb. PET-, PEN-, PE- oder PP- Leerflaschen, was den Normalfall darstellt, sollte vorteilhafterweise das Packmittel unter leichten Überdruck stehen. Hierzu wird an der Halte- und Zentriereinheit ein Konter- oder Gegenstück zu einem maschinen- oder drucksegmentseitigen Kupplungselement vorgesehen, das insbesondere in der Art einer Schnellkupplung ausgebildet ist. Hierüber kann ein dampf- oder gasförmigen Medium, z.B. Druckluft, durch eine innere Leitung, hier der hohle Innerraum des Pucks, in das Packmittel geleitet werden. Der untere Auslass dieser inneren Leitung bildet im idealerweise ein zentrales Zentrierelement/-konus. Hierfür ist mindestens ein Transport- und Behandlungseinheit, idealerweise die erste, mit einer Dampf- oder Gasquelle verbunden oder umfasst einen geeigneten Kompressor.
Vorteilhafterweise wird das Konterelement der Kupplung als Rückschlagventil ausgebildet oder ein Rückschlagventil ist in der innere Leitung vorgesehen. Hierdurch kann nach dem Vorspannen mit einem dampf- und/oder gasförmigen Medium, z.B. Druckluft, dieser Druck über die gesamte Packmitteltransport- bzw. Druckstrecke im Packmittel erhalten werden. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in vereinfachter schematischer und perspektivischer Darstellung eine Vorrichtung bzw. Anlage zum Behandeln von Packmitteln durch Aufbringen einer Ausstattung in Form eines Mehrfach-Drucks auf die Packmittel; Fig. 2 in vereinfachter schematischer Darstellung die Vorrichtung bzw. Anlage zum
Behandeln von Packmitteln in Draufsicht;
Fig. 3 in schematischer Darstellung und in Draufsicht den Transport- oder
Förderweg der Packmittel durch die Vorrichtung der Figuren 1 und 2;
Fig. 3 in einer perspektivischen Teildarstellung eines der Transport- und
Behandlungselemente, bestehend aus mehreren Drucksegmenten;
Fig. 4 in perspektivischer Teildarstellung eines der Transport- und
Behandlungselemente;
Fig. 5 in perspektivischer Darstellung ein Drucksegment des Transport- und Behandlungselementes der Fig. 4;
Fig. 6 - 8 in verschiedenen Darstellungen eine Halte- und Zentriereinheit der
Vorrichtung der Figur 1 , auch zusammen mit einem als Flasche ausgebildeten Packmittel;
Fig. 9 eine Schnittdarstellung durch eine Halte- und Zentriereinheit der Vorrichtung der Figur 1 ;
Fig. 10 in den Positionen a) und b) die Halte- und Zentriereinheit im Schnitt zusammen mit einem als Flasche ausgebildeten Packmittel in unterschiedlichen Betriebszuständen;
Fig. 11 in der Position a) in perspektivischer Darstellung eine Primärteil einer Halte- und Zentriereinheit und in den Positionen b) - g) unterschiedliche, mit den
Premierteil einer Halte- und Zentriereinheit kombinierbare
Sekundäreinheiten;
Fig. 12 in perspektivischer Darstellung ein Transport- und Behandlungselement einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, vorzugsweise zur Verwendung bei der Vorrichtung bzw. Anlage der Fig. 1 ;
Fig. 13 und 14 ein Drucksegment des Transport- und Behandlungselementes der Fig. 12 in unterschiedlichen Ansichten;
Fig. 15 einen vereinfachten Horizontalschnitt durch das Drucksegment der Fig. 13 und 14;
Fig. 16 einen vereinfachten Vertikalschnitt durch das Drucksegment der Fig. 13 und 14;
Fig. 17 und 18 jeweils in perspektivischer Teildarstellung ein Dummy-Segment zur Verwendung bei der Vorrichtung bzw. Anlage der Fig. 1 bzw. bei dem Transport- und Behandlungselement der Figur 12.
Die in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung dient zum Aufbringen einer Ausstattung, beispielsweise in Form eines Aufdrucks oder Mehrfachdrucks auf Packmittel 2 in Form von Flaschen, und zwar entweder unmittelbar auf die Außenoder Mantelfläche der Packmittel 2 oder aber auf dort bereits aufgebrachte, z.B. mit einer Teilausstattung versehene Etiketten. Zum Bedrucken werden die Packmittel 2 der Vorrichtung 1 bzw. deren Packmitteleinlauf 1 .1 über einen äußeren Transporteur aufrecht stehend in einer Transportrichtung A zugeführt, bewegen sich dann innerhalb der Vorrichtung 1 auf einer mehrfach bogenförmig umgelenkten Transportstrecke. Nach dem Bedrucken werden die Packmittel 2 weiterhin aufrecht stehend an einem Packmittelauslauf 1 .2 über einen äußeren Transporteur einer weiteren Verwendung zugeführt. Der Transportweg der Packmittel 2 beim Zuführen, beim Bewegen durch die Vorrichtung 1 sowie beim Wegführen aus der Vorrichtung 1 ist in der Figur 2 schematisch mit 3 dargestellt.
Im Einzelnen besteht die Vorrichtung 1 aus mehreren in Transportrichtung A unmittelbar aneinander anschließenden Modulen 4.1 - 4.n, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform aus insgesamt acht Modulen 4.1 - 4.8, wobei sämtliche Module 4.1 - 4.8 jeweils von einer identischen Grundeinheit 5 gebildet sind, die mit den für die spezielle Aufgabe des jeweiligen Moduls 4.1 - 4.8 notwendigen Funktionselementen ausgestattet ist.
Jede Grundeinheit 5 umfasst u.a. eine in einem Modulgehäuse 6 untergebrachte Antriebs- und Steuereinheit und ein an der Oberseite des Modulgehäuses 6 angeordnetes und durch die Antriebs- und Steuereinheit u.a. um eine vertikale Maschinenachse des jeweiligen Moduls 4.1 - 4.8 umlaufend antreibbares Transport- und Behandlungselement 7, 7a mit einer Vielzahl von Aufnahmen oder Behandlungspositionen 8, die am Umfang des Transport- und Behandlungselementes 7 bzw. 7a in gleichmäßigen Winkelabständen vereilt vorgesehen sind und von denen jede Aufnahme oder Behandlungsposition 8 zum gesicherten Aufnehmen jeweils eines Packmittels 2 ausgebildet ist.
Die Transport- und Behandlungselemente 7, 7a der einzelnen Module 4.1 - 4.8 sind unmittelbar bzw. transportmäßig an einander anschließend angeordnet und gegenläufig, aber synchron derart angetrieben, dass diese Transport- und Behandlungselemente 7, 7a in ihrer Gesamtheit eine Transporteinrichtung bilden, mit der die Packmittel 2 innerhalb der Vorrichtung 1 auf dem in der Figur 3 dargestellten mehrfach umgelenkten Packmittel-Transportweg 3 zwischen dem Packmitteleinlauf 1 .1 und dem Packmittelauslauf 1 .2 bewegt werden. Die einzelnen Packmittel 2 werden hierbei jeweils direkt von dem Transport- und Behandlungselement 7 eines Moduls 4.1 - 4.7 an das Transport- und Behandlungselement 7, 7a des in Transportrichtung A folgenden Moduls 4.2 - 4.8 weitergeleitet. Bei der Darstellung der Figur 1 und 2 sind das Transport- und Behandlungselement 7a des bezogen auf die Transportrichtung A ersten Moduls 4.1 im Uhrzeigersinn, das Transport- und Behandlungselement 7 des nächstfolgenden Moduls 4.2 im Gegenuhrzeigersinn, das Transport- und Behandlungselement des nächstfolgenden Moduls 4.3 wieder im Uhrzeigersinn usw. synchron angetrieben. Die Synchronisation der einzelnen Module 4.1 - 4.8 erfolgt über geeignete Steuermittel.
Bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform sind die einzelnen Module 4.1 - 4.8 weiterhin derart aufeinander folgend vorgesehen, dass die vertikalen Maschinenachsen sämtlicher Module 4.1 - 4.8 in einer gemeinsamen vertikalen Ebene liegen, in der sich auch die Übergabebereiche befinden, an denen die Packmittel 2 von dem Transport- und Behandlungselement 7a bzw. 7 eines Moduls 4.1 - 4.7 an das Transport- und Behandlungselement 7 bzw. 7a des in Transportrichtung A folgenden Moduls 4.2 - 4.8 weitergeleitet werden.
Die prinzipielle und auch bekannte Funktion der einzelnen Module 4.1 - 4.8 ist beispielsweise folgende:
Das Modul 4.1 bildet u.a. das Einlaufmodul bzw. den Packmitteleinlauf 1 .1 der Vorrichtung 1. Im Modul 4.1 erfolgt vorzugsweise aber auch eine Vorbehandlung der Packmittel 2 zumindest an dem zu bedruckenden
Packmittelbereich, beispielsweise eine Plasma- oder Koronabehandlung, die insbesondere dann zweckmäßig ist, wenn das Aufbringen des Mehrfachdrucks in den nachfolgenden Modulen unter Verwendung von dortigen Druckstationen oder Druckköpfen erfolgt, die nach dem bekannten Tintenstrahldruckkopfprinzip oder nach dem sogenannten Tonjet-Prinzip arbeiten. Weiterhin wird vorteilhafterweise im Modul 4.1 die Druckbeaufschlagung im Packmittel (2) erfolgen.
> Die an das Modul 4.1 anschließenden Module 4.2 - 4.5 bildend die eigentlichen Druckmodule, in denen der Mehrfachdruck erfolgt, und zwar vorzugsweise als Farbdruck in der Form, dass an jedem Modul 4.2 - 4.5 jeweils ein Farbsatz des Farbdrucks gedruckt wird, beispielsweise in Gelb, Magenta, Zyan und Schwarz. Die dortigen Behandlungspositionen 8 bilden also Behandlungs- oder Druckpositionen.
> Das in Transportrichtung A dann anschließende Modul 4.6 ist z.B. als Trocknungsmodul ausgebildet, in welchem der jeweilige zuvor erzeugte
Mehrfachdruck in geeigneter Weise, beispielsweise durch Energieeintrag z.B. durch Wärme und/oder durch UV-Strahlung endgültig getrocknet wird.
> Das Modul 4.7 ist als Inspektionsmodul ausgebildet, an welches jedes Packmittel 2 nach dem Trocknen des Mehrfachdrucks gelangt und in welchem der jeweilige Mehrfachdruck auf eventuelle Fehler überprüft wird, sodass fehlerhaft bedruckte Packmittel 2 an dem Modul 4.7 oder aber später auf dem weiteren Transportweg ausgeschleust werden können.
> Das Modul 4.8 bildet schließlich das Auslaufmodul bzw. den Packmittelauslauf 1 .1 der Vorrichtung 1 , an dem die fertig bedruckten Packmittel 2 die Vorrichtung 1 verlassen. Das Modul 4.8 ist vorzugsweise zusätzlich auch noch als Trocknungsmodul ausgeführt.
Wie insbesondere die Figur 3 zeigt, werden die Packmittel 2 mit den Transport- und Behandlungselementen 7 der Module 4.1 und 4.8 jeweils auf einem Winkelbereich von etwa 90° um die vertikale Maschinenachse MA der Module 4.1 und 4.8 bewegt. Bei den übrigen Modulen 4.2 - 4.7 werden die Packmittel 2 mit dem jeweiligen Transport- und Behandlungselementes 7 jeweils über einen Winkelbereich von 180° um die vertikale Maschinenachse MA der Module 4.2 - 4.7 mitgeführt. Innerhalb dieses Winkelbereichs bzw. innerhalb dieser Wegstrecke der Drehbewegung des jeweiligen Transport- und Behandlungselementes 7 erfolgt insbesondere in den Modulen 4.2 - 4.7 der dem jeweiligen Modul zugeordnete Prozess.
Mehr im Detail bestehen die Module 4.1 - 4.n, zumindest aber die zum Bedrucken der Packmittel 2 dienenden Module 4.2 - 4.7 bzw. deren umlaufende Transport- und Behandlungselement 7 aus mehreren Drucksegmenten 1 1 , die jeweils als komplette funktionsfähige Baueinheiten an einem um die jeweilige vertikale Maschinenachse MA umlaufend angetriebenen Rotor 12 austauschbar montiert sind, welch letzterer an dem jeweiligen Modulgehäuse 6 bzw. an einer zentralen Tragsäule 13 um die vertikale Maschinenachse MA drehbar gelagert ist. Die am Umfang des Rotors 12 vorgesehenen und in Umfangsrichtung des Rotors 12 aneinander anschließenden und in Draufsicht keilartig ausgebildeten Drucksegmenten 1 1 bilden innen liegend, d.h. im Bereich der Maschinenachse MA einen von den Drucksegmenten 1 1 umschlossenen Raum, in welchem verschiedene Funktionselemente, so z.B. u.a. auch elektronische Steuerelemente oder Rechner 14 (Fig. 12) zur Ansteuerung der Drucksegmenten 1 1 aufgenommen sind.
Die Drucksegmente 1 1 bilden an ihrer bezogen auf die Maschinenachse MA radial außen liegenden Seite jeweils eine Ausnehmung 15, siehe auch Figur 4 und Figur 5, in der die Packmittel 2 während der Behandlung zumindest mit einem Teil ihres Packmittelkörpers aufgenommen sind, und zwar im Bereich ihrer Packmitteloberseite oder Packmittelöffnung an Halte- und Zentriereinheiten 16 hängend, d.h. mit ihrer Packmittelachse in vertikaler Richtung und parallel zur Maschinenachse MA und zu einer Drucksegmentachse DA orientiert. Im Bereich der Aufnahme oder Ausnehmung 15 weist jedes Drucksegment 1 1 wenigstens einen Druckkopf sowie eventuell weitere zum Bedrucken der Packmittel 2 notwendigen Funktionselemente auf.
Die Halte- und Zentriereinheiten 16 sind ihrerseits an jeweils an einem Träger 17 gehalten, der in der zugehörigen seitlichen Nuten 18 befestigt ist. Optional kann der Träger 17 schlittenartig in den Nuten 18 verfahren oder verschoben werden, ggf. motorisch angetrieben (Figur 5). Bei der in Figur 13 gezeigten Alternative, ist der Träger 17 in der Form nicht ausgestaltet, sondern alle Elemente oder Funktionen sind unmittelbar integriert in das Drucksegment 11 , 11a. Die Halte- und Zentriereinheiten 16, mit denen bei der Behandlung bzw. beim Bedrucken der Packmittel 2 ein Ausrichten und gesteuertes Drehen bzw. Schwenken der Packmittel 2 um ihre achsgleich mit der Drucksegmentachse DA angeordnete vertikale Packmittelachse erfolgt, bestehen bei der dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen aus einem Primärteil 19, welches an dem jeweiligen Träger 17 gehalten ist, sowie aus einem Sekundärteil 20. Das Primärteil 19 dient im Wesentlichen der sicheren und ausgerichteten Befestigung der jeweiligen Halte- und Zentriereinheit 16 an dem Träger 17 bzw. an der Behandlungsposition 8 oder am Drucksegment 11. Das Primärteil 19 weist hierfür u.a. eine Referenzfläche 19.1 auf, deren komplementäres Gegenstück im Drucksegment 11 als Referenzebene oder - fläche zur Anlage und somit zur Justierung relativ zum Druckkopf dient. Somit ist ein fester gemeinsamer Bezug zwischen Halte- und Zentriereinheit 16 respektive Packmittel 2 und dem jeweiligen Druckkopf oder Druckköpfen geschaffen.
Die Funktion des Sekundärteils 20 besteht u.a. darin, das jeweilige Packmittel 2 hängend zu halten. Das Sekundärteil 20 ist hierfür greiferartig ausgebildet, beispielsweise als mechanischer und/oder pneumatisch betätigter Greifer und/oder als Vakuumgreifer. Idealerweise wird in dem jeweiligen Drucksegment 11 die erforderliche Haltekraft auf das Primärteil 19 passiv aufgebracht und aktiv weggenommen bzw. gelöst, um die Sicherheit bei Strom- bzw. Medienlosigkeit zu erhöhen, zum Beispiel durch einen oder mehrere Permanentmagnete.
Das Sekundärteil 20 umfasst die aktiven Komponenten, d.h. insbesondere sämtliche für das Ausrichten und gesteuerte Drehen bzw. Schwenken der Packmittel 2 während der Behandlung notwendigen Komponenten, so u.a. Elemente, die zum Ausrichten und/oder Drehen der Packmittel beim Bedrucken erforderlich sind, und/oder die Elemente zum Zuführen von Druckluft und/oder Vakuum usw.
So bildet das in dem Primärteil 19 um die Drucksegmentachse DA dreh- oder schwenkbar gelagerte Sekundärteil 20 bei der dargestellten Ausführungsform den Rotor eines elektrischen Stell- oder Winkelantriebs für das Ausrichten und gesteuerte Drehen bzw. Schwenken der Packmittel 2 während der Behandlung. Das Sekundärteil 20 ist hierfür u.a. mit einer Permanentmagnetanordnung 21 versehen, die eine Vielzahl von Permanentmagneten aufweist. Die Permanentmagnetanordnung 21 , die in einer Umfangsrichtung abwechselnd magnetische Nord- und Südpole aufweist, wirkt hierfür mit einer am Träger 17 vorgesehenen Elektromagnetanordnung 22 zusammen, die den Stator des Stellantriebes bzw. des elektromagnetischen Direktantriebes bildet.
Am Primärteil 19 ist eine Kodierung 23 vorgesehen, die im Zusammenwirken mit einem am Träger 17 vorgesehenen Inkrementalsensor 24 ein Encoder-System bildet, mit dem die jeweilige zufällige Orientierung des Primärteils 19 und damit der Halte- und Zentriereinheit 16 erfasst wird. Das Ausrichten und/oder gesteuerte Drehen der Packmittel 2 beim Drucken erfolgt dann unter Berücksichtigung dieser vom Encoder- System festgestellten Orientierung und der aus der Konstruktion bekannten oder festgelegten Zuordnung zwischen Primärteil 19 und Drehstellung des Sekundärteils 20, und zwar ausschließlich durch Drehen des Sekundärteils 20 bei nicht drehendem Primärteil 19. Der Inkrementalsensor 24 ist relativ zum Rotor 12 bzw. der Tragsäule 13 ortsfest und läuft mit diesen um. Das Ausrichten und gesteuerte Drehen der Packmittel 2 um die Achse DA erfolgt jeweils in Bezug auf das jeweilige Drucksegment 11 bzw. in Bezug auf dortige, für die Behandlung dienende Funktionselemente, insbesondere Druckköpfe.
Die Figur 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Halte- und Zentriereinheit 16 im Schnitt und in der Ruhestellung ohne Packmittel. Wie dargestellt, besteht die Halte- und Zentriereinheit 16 wiederum aus dem im Wesentlichen ringartigen Primärteil 19 und aus dem im Wesentlichen hülsenartigen, im Primärteil 19 um die Achse DA drehbar gelagerten Sekundärteil 20, welches mit seiner unteren Länge über die Unterseite des Primärteils 19 vorsteht und dort mit einem Aufnahme- und Fußteil 20.1 ausgebildet ist. Die Lager 19.2 sind hier nur skizzenhaft dargestellt, wobei ebenfalls eine Lagerhülse, Nadellager, oder dergleichen vorgesehen werden kann. Dieses ist an die Art, Form, Größe usw. der Packmittel 2 angepasst und ist Bestandteil eines Greifers für das Halten der noch leeren bzw. nicht befüllten Packmittel 2. Im Einzelnen ist das Aufnahme- und Fußteil 20.1 von einer mit ihrer Achse achsgleich mit der Achse DA angeordneten Hülse 25 und einer Tragplatte 26 an dem unteren, offenen Ende der Hülse 25 gebildet. Das Fußteil 20.1 ist über das Gewinde 25.2 von dem oberen Teil der Hülse 25 trennbar. Alternativ zum Gewinde 25.2 könnte auch an Bajonettverschluss, Klemme oder ein anderer Mechanismus gewählt werden. Die Hülse 25 ist seitlich bei 27 offen, sodass entsprechend der Position a der Figur 10 die jeweiligen, das Packmittel 2 bildende Flasche seitlich durch die Öffnung 27 in das Aufnahme- und Fußteil 20.1 eingeführt (Pfeil B) und dann entsprechend der Position b der Figur 10 am Aufnahme- und Fußteil 20.1 fixiert werden kann, und zwar derart, dass das Packmittel 2 mit einem Mündungsrand 2.1 an der Tragplatte 26 hängend gehalten ist. In dem Sekundärteil 20 ist ein Zentrier- und Halteelement 28 bezogen auf die Achse DA axial verschiebbar angeordnet. Das Zentrier- und Halteelement 28 besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus einem äußeren Hülsenkörper 29, der mittels einer Druckfeder 30 in eine untere Stellung vorgespannt ist, in der der Hülsenkörper 29 mit seiner unteren Stirnfläche gegen die Tragplatte 26 und bei an der Halte- und Zentriereinheit 16 gehaltenem Packmittel 2 in Form einer Flasche gegen die der Tragplatte 26 abgewandte Oberseite des Packmittels 2 bzw. gegen den dortigen Mündungsrand 2.2 des Packmittels 2 anliegt, sodass dieses durch die Kraft der Druckfeder 30 zwischen dem Hülsenkörper 29 und der Tragplatte 26 fest, insbesondere auch verdrehungssicher eingespannt ist. In dem Hülsenkörper 29 ist eine ebenfalls achsgleich mit der Achse DA angeordnete Zentrierhülse 31 axial beweglich vorgesehen. Letztere ist durch eine Druckfeder 32 ebenfalls in eine untere Stellung vorgespannt.
Zum Aufnehmen eines Packmittels 2 bzw. einer Flasche wird das von dem Hülsenkörper 29, der Druckfeder 30, der Zentrierhülse 31 und der Druckfeder 32 gebildetes Zentrier- und Halteelement 29 gegen die Wirkung insbesondere der Druckfeder 30 angehoben (Schritt 1 ), und zwar durch ein einen Bund oder eine Ringnut 33 des Hülsenkörpers 29 hintergreifendes Hubelement, welches zumindest am Packmitteleinlauf 1.1 und am Packmittelauslauf 1 .2 vorgesehen ist, wie in Figur 10a gezeigt wurde. Nachdem Einführen des Packmittels in die Halte- und Zentriereinheit 16 (Figur 10b) wird das Zentrier- und Halteelement 28 durch die Wirkung der Druckfedern 30, 32 abgesenkt und dadurch in dem Aufnahme- und Fußteil 20.1 zentriert und positioniert (Schritt 2) und nachfolgend passiv, d.h. klemmend befestigt (Schritt 3). Hierbei erfolgt mit der Zentrierhülse 31 bzw. mit dem unteren, an der Außenseite kegelförmig ausgebildeten Ende dieser Zentrierhülse derart ein Zentrieren des Packmittels 2, dass die Packmittelachse dann achsgleich mit der Achse DA angeordnet ist. Wie in den Figuren 9 und 10 dargestellt, erfolgt das Bedrucken der Packmittel 2 bzw. der Flaschen im leeren Zustand. Die konzentrisch angeordneten Druckfedern 30 und 32 und die ineinander verschiebbaren Führungen und Widerlager sind dabei derart gekoppelt, dass im Schritt 2 zuerst eine geringere Federkraft auf die Behältermündung wirkt, so dass noch eine geringfügige Verschiebung des Packmittels 2 auf der Tragplatte 26 erfolgen kann, wobei in Schritt 3 die finale Haltekraft aufgebracht wird, insbesondere ein gasdichter Zustand erreicht wird, wie in Figur 1 1 dargestellt. Figur 10 und 1 1 zeigen weiterhin eine alternative Ausführungsform, bei welcher das Aufnahme- und Fußteil 20.1 nicht lösbar bzw. einteilig ausgeführt ist.
Bei alternativen nicht dargestellten Ausführungsformen sind natürlich andere Antriebe für das Einspannen der Packmittel denkbar, wie zum Beispiel pneumatisch oder elektrische angetriebene Greif- und/oder Spannelemente.
Die Packmittel 2 sind mit ihrem Mündungsbereich zwischen dem Mündungsflansch 2.1 und dem Mündungsrand 2.2 in dem Innenraum 25.1 der Hülse 25 geschützt aufgenommen. Insbesondere bei einer sehr hygienischen Ausführung ist es vorteilhaft, die Halte- und Zentriereinheiten 16, bzw. deren Sekundärteile 20 so auszubilden, dass der Mündungsbereich und ein dortiges Gewinde die Mündung 2.2 eines jeden Packmittels 2 während des Bedruckungsvorgang vor Verschmutzung, insbesondere Tintennebel, geschützt sind.
Zur Stabilisierung der noch leeren Packmittel 2 ist es dabei zweckmäßig, diese beim oder nach dem Fixieren an der jeweiligen Halte- und Zentriereinheit 16 mit einem unter Druck stehenden gas- und/oder dampfförmigen Medium, beispielsweise mit Druckluft zu beaufschlagen. Wie in Figur 8 gezeigt, ist hierfür an der jeweiligen Halte- und Zentriereinheit bzw. an deren Zentrier- und Halteelement 28 eine Schnellkupplung 34 zur Verbindung mit einer nicht dargestellten, das Druckmedium bereitstellenden Quelle vorgesehen. Über diese Schnellkupplung 34, über eine ebenfalls nicht dargestellte Leitung im Inneren der jeweiligen Halte- und Zentriereinheit 16 sowie über einen Gasauslass kann weiterhin auch der Innendruck im Packmittel 2 gesteuert werden. Idealerweise wird der Innendruck über die gesamte Transportstrecke konstant gehalten. Wie in Figur 9 erkennbar, ist hierzu die Halte- und Zentriereinheit 16 hohl ausgeführt, wobei dieser zentrale innere Hohlraum eine Leitung 29.1 bildet, über welche ein dampf- oder gasförmiges Medium ins Innere des Packmittels 2 geleitet werden kann.
Bevorzugt ist das Sekundärteil 20 so ausgebildet, dass das formatabhängige Aufnahme- und Fußteil 20.1 lösbar mit dem Sekundärteil 20 verbunden ist, sodass zur Verarbeitung von Packmitteln 2 unterschiedlicher Art und/oder Form und/oder Größe die Aufnahme- und Fußteile 20.1 an den Halte- und Zentriereinheiten 16 gegen jeweils passende ausgetauscht werden können. Die an die Art und/oder Form und/oder Größe der zu behandelnden Packmittel 2 angepassten Aufnahme- und Fußteile 20.1 sind dann verdrehungssicher, beispielsweise mit Hilfe eines Schnellwechselmechanismus oder einer Schnellkupplung oder einer herkömmlichen Schraub- und/oder Klemmbefestigung mit dem Sekundärteil 20 verbunden. Die Figur 1 1 zeigt in der Position a) nochmals das Primärteil 19 einer Halte- und Zentriereinheit 16 in Einzeldarstellung und in den Positionen b) - g) unterschiedliche Sekundärteile für unterschiedliche Packmittel 2, wobei diese Sekundärteile z.B. zumindest teilweise durch die Verwendung unterschiedlicher Aufnahme- und Fußteile 20.1 gebildet sind. Zur Unterscheidung sind die Sekundärteile 20 in dieser Figur mit 20b - 20g bezeichnet. Die Sekundärteile 20b - 20e sind bei den dargestellten Ausführungen wiederum jeweils als mechanische, beispielsweise durch Druckluft betätigbare Greifer ausgeführt, und zwar zum Halten der Packmittel 2b - 2c und 2e an ihrer Packmitteloberseite oder im Bereich ihrer Packmittelöffnung bzw. zum Halten der Packmittel 2d an einer Packmittelunterseite. Die Sekundärteile 20f und 20g sind als Vakuumgreifer zum Halten der Packmittel 2f und 2g durch Vakuum an ihrer Packmitteloberseite oder im Bereich ihrer Packmittelöffnung ausgeführt.
Die Halte- und Zentnereinheiten 16 und dabei bevorzugt die Sekundärteile 20 dieser Einheiten sind weiterhin mit einer eindeutigen Identifikationsmöglichkeit, vorzugsweise mit einer mit einer RFID-Kennung versehen, die die Identifizierung der jeweiligen Halte- und Zentriereinheit 16, und dabei insbesondere eine Information über die Art dieser Einheit und/oder des Sekundärteils 20 enthält. Die entsprechenden Informationen können dann von wenigstens einer Leseeinheit der Vorrichtung 1 und/oder des jeweiligen Druckmoduls 4.1 - 4.n ausgelesen werden, beispielsweise für Überwachungs- oder Kontrollzwecke. In der Figur 12 ist ein Transport- und Behandlungselement 7b dargestellt, welches anstelle der Transport- und Behandlungselemente 7 in der Vorrichtung 1 verwendet werden kann und welches sich von den Transport- und Behandlungselementen 7 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass die Transport- und Behandlungselemente 7b bildenden Drucksegmente 1 1 a den höhenverstell- oder verschiebbaren Träger 17 nicht aufweisen, die Halte- und Zentriereinheiten 16 vielmehr unmittelbar, d.h. nicht höhenverstellbar an dem jeweiligen Drucksegment 1 1 a gehalten sind und dementsprechend an diesem Drucksegment 1 1 a bzw. an dessen Gehäuse 1 1 a.1 u.a. auch der Inkremental-Sensor 24 und die Elektromagnetanordnung 22 vorgesehen sind.
Die Drucksegmente 1 1 a sind wieder an einander anschließend auf dem Rotor 12 vorgesehen, der seinerseits um die vertikale Maschinenachse MA drehbar und antreibbar an der Tragsäule 13 der Grundeinheit 5entsprechenden Grundeinheit 5a gelagert ist. Jedes Drucksegment 1 1 a weist wiederum im Inneren seines segmentartigen Gehäuses 1 1a.1 die zum Bedrucken der Packmittel 2 notwendigen Funktionselemente auf, so u.a. wenigstens einen Druckkopf 35, der beispielsweise ein nach dem Ink-Jet-Verfahren arbeitender Druckkopf ist, welcher u.a. elektronisch steuerbaren Austrittsdüsen für Druckfarbe oder -tinte sowie sonstige Medien aufweist, die in wenigstens einer Reihe parallel zur Achse DA angeordnet sind. Jedem Druckkopf 35 ist eine Einrichtung 36 zum sofortigen Trocknen der auf das Packmittel 2 ausgebrachten Druckfarbe bzw. des entsprechenden Druckbildes zugeordnet. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Einrichtung 36 ein Infrarot- und/oder ein UV-Strahler zur Abgabe einer bandförmigen UV- und/oder Infrarot- Strahlung 37, die zumindest das gesamte, mit dem Druckkopf 35 aufgebrachte Druckbild erfasst. Die Einrichtung 36 ist gegenüber dem Druckkopf 35 bezogen auf die Achse DA um einen Winkelbetrag versetzt vorgesehen. Beim Bedrucken des Packmittels 2 wird dieses um die Achse DA derart gesteuert gedreht, dass die mit dem Druckkopf 35 ausgebrachte Druckfarbe unmittelbar nach dem Ausbringen mit der UV- und/oder Infrarot-Strahlung 37 getrocknet oder zumindest weitestgehend getrocknet wird.
In nicht näher dargestellter Weise wird die Einrichtung 36 gekühlt, beispielsweise unter Verwendung von Luft- und/oder Wasser als Kühlmedium.
Der Druckkopf 35, die Einrichtung 36 sowie auch eine zumindest als Treiberstufe für den Druckkopf 35 ausgebildete Elektronik 38 sind an einem gemeinsamen Schlitten 39 vorgesehen, der an einer Tragsäule 40 mittels eines Stellantriebs 41 in Richtung der Achse DA verstellbar geführt ist. Bei der dargestellten Ausführungsform sind der Druckkopf 35 und die Einrichtung 36 weiterhin über einen am Schlitten 39 vorgesehenen Stell- oder Winkelantrieb 42 durch Schwenken, vorzugsweise durch Schwenken um wenigstens eine Achse einstellbar, die senkrecht zur Achse DA sowie tangential zum Umfang des von den Drucksegmenten 1 1 a gebildeten Transport- und Behandlungselementes 7b orientiert ist. Hierdurch kann die Lage insbesondere des Druckkopfes 35 so an die Lage der jeweils zu bedruckenden Packmittelfläche anpasst werden, dass der Druckkopf 35 mit seinen Düsenöffnungen möglichst dicht an der zu bedruckenden Packmittelfläche und mit den Achsen seiner Düsenöffnungen möglichst senkrecht zu der zu bedruckenden Packmittelfläche angeordnet ist.
Um ein Verschmutzen des Drucksegmentes 1 1 a durch versprühte Druckfarbe zu vermeiden, ist der jeweilige Druckkopf 35 mit einem beispielsweise lamellen-, schuppen- und/oder gummiballartigen Schutzelement 35.1 ausgebildet, welches beim Bedrucken gegen das betreffende Packmittel 2 anliegend den Druckraum nach außen hin begrenzt.
Zur Ausbildung des gebündelten, bandartigen Infrarot-Strahles 37 ist die Einrichtung 36 mit einem optischen Strahlformelement 36.1 in Form einer Zylinderlinse und mit einer Schutz- und Führungsblende 36.2 ausgeführt.
Im Inneren des Gehäuses 1 1a.1 sind weitere Funktionselemente des Drucksegmentes 1 1 untergebracht, so u.a. ein Druckausgleichstank 43 für die Druckfarbe, Pumpen 44 zum Zuführen von Druckfarbe und zum Abführen von überschüssiger Druckfarbe sowie andere, nicht dargestellte Funktionselemente, beispielsweise elektronische Steuerelemente zum Steuern des jeweiligen Drucksegmentes 1 1 , der Antriebe 41 und 42 usw. Die Unterseite des Gehäuses 1 1 a.1 ist eine Kupplungseinheit 45 vorgesehen, über die durch Stecken sämtliche erforderlichen elektrischen Verbindungen (insbesondere auch für Antriebe und Steuer- und Überwachungsdaten) sowie sämtliche Fluidverbindungen (für Kühlung von Funktionselementen und Zuführung von Druckfarbe) mit einer entsprechenden am Rotor 12 vorgesehene Kupplungseinheit (Kupplungsfeld) hergestellt werden können.
An der schmalen bezogen auf die Maschinenachse MA radial innen liegenden Rückseite sind am Gehäuse 1 1 a.1 jedes Drucksegmentes 1 1 a mechanische Halte- und Zentrierelemente 46 vorgesehen, mit denen ein sicheres und exaktes Verbinden des Druckmoduls 1 1a mit dem Rotor 12 bzw. mit einem die Maschinenachse MA konzentrisch umschließenden Rotorelement zumindest teilweise durch Stecken möglich ist.
An der Innenseite der Aufnahme oder Ausnehmung 15 ist eine blendenartige Wand 49 vorgesehen, die den Innenraum des Gehäuses 1 1 bis auf Öffnungen für den Träger 17, den Druckkopf 35 und die UV- u/o Infraroteinheit 36 verschließt.
Vorstehend wurde angenommen, dass die Halte und Zentriereinheiten 16 Bestandteil der einzelnen Module 4.1 - 4.n bzw. Drucksegmente 1 1 bzw. 1 1 a sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Halte- und Zentriereinheiten 16 aber sogenannte Pucks, die das jeweilige Packmittel 2 an dem Packmitteleinlauf 1 .1 aufnehmen und erst am Packmittelauslauf 1.2 wieder freigeben, d.h. jedes Packmittel 2 ist auf dem Transportweg 3 zwischen Packmitteleinlauf 1 .1 und Packmittelauslauf 1 .2 ständig an ein und derselben Halte- und Zentriereinheit 16 gehalten, das dann im Verlauf des Transportweges 3 von einem Transport- und Behandlungselement 7, 7a, 7b bzw. von einer dortigen Ausnehmung 15 an ein in Transportrichtung A folgendes Transport- und Behandlungselement 7, 7a, 7b bzw. an eine dortige Ausnehmung 15 weitergeleitet wird. Hierfür sind an den Träger 17 der Drucksegmente 11 bzw. an den Drucksegmenten 11a Mittel zum Halten und wieder freigeben der Halte- und Zentriereinheiten 16 vorgesehen. Wie in Figur 17 beispielsweise in Form des radial vorstehenden Halterings zu erkennen, der mit den gesteuerten Elektromagneten 47 zusammenwirkt bzw. von diesem gehalten wird. Auch andere z.B. greiferartige Aufnahme-, Halte- und/oder Übergabeelemente können verwendet sein. Von dem Packmittelauslauf 1.2 werden die Halte- und Zentriereinheiten 16 auf einer Puck-Transportstrecke an den Packmitteleinlauf 1.1 zurückgeführt. Diese der Figur 1 mit einer unterbrochenen Linie 48 schematisch bzw. funktionsmäßig angedeutete Puck-Transportstrecke ist z.B. von eigenständigen Transport- und Behandlungselementen, oder aber von den Transport- und Behandlungselementen 7 gebildet. Im letzten Fall ist dann zwischen zwei Ausnehmungen 15 jeweils eine zusätzliche Ausnehmung 15a für die Aufnahme einer Halte- und Zentriereinheit 16 vorgesehen ist (Figuren 4 und 12), und zwar bei den dargestellten Ausführungen wird diese gebildet durch entsprechende Einwölbungen in der Front von je zwei Drucksegmenten, hier die Drucksegmente 11 und 11a, bzw. deren Gehäuse 11.1 bzw. 11a.1. Diese zusätzlichen Ausnehmungen 15a für die leeren, zurück zu führenden Halte- und Zentriereinheiten 16 werden somit aus je zwei Teilaufnahmen gebildet und sind in dem gezeigten Beispiel auf der selben Höhen wie die Ausnehmungen 15. Die zusätzlichen Ausnehmungen 15a weisen ebenfalls Halte- und Elektromagnete 47.1 auf, wobei mindesten in jeder zweiten, idealerweise in beiden Teilaufnahmen ein Halte- und Elektromagnet 47.1 , ggf. auch als Permanentmagnet ausgeführt, vorgesehen ist.
In den Figuren 17 und 18 sind zwei unterschiedliche Dummy-Segmente 50 und 51 dargestellt, die bzw. deren Gehäuse in Form, Größe bzw. bzw. Abmessung den Drucksegmenten 11a entspricht und die sich von den Drucksegmenten 11a im Wesentlichen nur dadurch unterscheiden, dass sie alle für das Bedrucken der Packmittel 2 erforderlichen Funktionselemente nicht aufweisen.
Die Dummy-Segmente 50 bzw. 51b werden an den Transport- und Behandlungselementen 7b zwischen Drucksegmenten 11a angeordnet, um die Anzahl der von den Drucksegmenten 11a gebildeten Behandlungspositionen 8 an den Transport- und Behandlungselementen 7b zu reduzieren, und zwar beispielsweise dann, wenn nur eine reduzierte Leistung (Anzahl der behandelten Packmittel 2 je Zeiteinheit) für die entsprechende Vorrichtung 1 erforderlich ist. Die Dummy-Segmente 50 und 51 können ebenfalls zum Rückführen der als Pucks ausgebildeten Halte- und Zentriereinheiten 16 vom Packmittelauslauf 1.2 an dem Packmitteleinlauf 1.1 genutzt werden, wobei die Halte- und Zentriereinheiten 16 dabei entweder an den Ausnehmungen 15 oder den Ausnehmungen 15a entsprechenden Bereichen der Dummy-Segmente 50 bzw. 51 gehalten sind.
Mit 42 ist in der Figur 12 ein die Tragsäule 13 umgebender Ringtank bezeichnet, der zur Aufnahme der jeweiligen Druckfarbe dient und beispielsweise an der Grundeinheit 5a vorgesehen und über eine Drehverbindung mit den Druckausgleichstanks 43 bzw. mit den dortigen Pumpen 44 verbunden ist.
In der Figur 19 ist eine weiter Ausführungsform des Drucksegmentes gezeigt. Hierbei ist die Halteposition für die leeren Halte- und Zentriereinheiten 16 nicht auf zwei benachbarte Drucksegmente 11 verteilt, sondern das Drucksegment umfasst sowohl eine Aufnahme oder Behandlungspostion 8 (linke Position in Figur 19), auf welcher der Behälter 2 z.B. bedruckt oder in vorgenannter Art und Weise behandelt werden kann und eine vollständige Ausnehmung 15 (rechte Position, hier verdeckt durch die leere Halte- und Zentriereinheiten 16). Diese kann alleinig eine Halter- und Zentriereinheit 16 aufnehmen bzw. weiterleiten. Die sonstigen Funktionen und Elemente des Drucksegments 11 können in analoger Weise vorgesehen werden, wie vorstehend im Zusammenhang mit den anderen Figuren beschrieben.
Dies gilt ebenso für ein Dummy-Segment 50, 51 (nicht dargestellt), das in der Bauform gem. Figur 19 gebildet ist und keine aktivierbare bzw. funktionsfähige Behandlungsposition 8 umfasst. Hier wird idealerweise nur die rechte Position aus Ausnehmung 15 zur Aufnahme der Halte- und Zentriereinheiten 16 ausgeformt.
Vorteile der Erfindung bestehen u.a. darin,
dass das Verhältnis der Packmittel 2 zur Basismaschine bzw. Vorrichtung 1 entkoppelt ist, d.h. insbesondere die Halte- und Zentriereinheiten 16, auch in ihrer Ausbildung als Puck an unterschiedliche Formen, Größen usw. der
Packmittel 2 anpassbar sind und dabei insbesondere auch eine Höhenverstellung der Träger 17 und/oder der die Druckköpfe 35 tragenden Schlitten 39 für diese Anpassung möglich ist,
dass die Drucksegmente 11 und 11a als vollfunktionsfähige Baueinheiten oder Module ausgebildet sind, wodurch nicht nur die Montage der jeweiligen
Vorrichtung 1 vereinfacht wird, sondern auch ein Austauschen von beispielsweise defekten Drucksegmenten 11 oder 11a und ein Reparieren solcher Drucksegmente 11 oder 11a außerhalb der Vorrichtung 1 möglich ist, dass die Lagerhaltung insbesondere auch beim Hersteller der Vorrichtung 1 vereinfacht wird, dass durch die Verwendung von Dummy-Segmenten 50 und 51 eine Anpassung der Vorrichtung 1 an eine reduzierte Leistung möglich ist,
dass für die Realisierung der Vorrichtung 1 baugleich Grundeinheiten 5 mit baugleichen Drucksegmenten 1 1 verwendet werden können, und
dass die Vorrichtung 1 insgesamt in kompakter Bauform realisierbar ist.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen insbesondere auch hinsichtlich der Halte- und Zentriereinheiten 16, der Drucksegmente 1 1 und 1 1a sowie der Vorrichtung insgesamt möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird. So kann beispielsweise anstelle der Kodierung 23 am Primärteil 19 oder zusätzlich zu dieser Kodierung auch wenigstens eine Kodierung am Sekundärteil 20 vorgesehen sein, die dann zusammen mit einem am Drucksegment 1 1 bzw. 1 1 a angeordneten Inkrementen- Sensor ein Encoder-System zum Ausrichten und/oder gesteuerten Drehen der Packmittel 2 bildet..
Die Erfindung wurde weiterhin voranstehend im Zusammenhang mit Packmittel 2 in Form von Flaschen erörtert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung, deren Halte- und Zentriereinheiten und Drucksegmente eignen sich aber auch zum Aufbringen jeweils einer Ausstattung, beispielsweise eines Aufdrucks oder Mehrfachdrucks, auch Mehrfarbendrucks auf andere Behälter oder Packmittel.
Bezugszeichenliste 25.2 Gewinde
26 Tragplatte
1 Vorrichtung 27 Öffnung
1.1 Packmitteleinlauf 28 Zentrierelement
1.2 Packmittelauslauf 29 Hülsenkörper
2 Packmittel bzw. Flaschen 29.1 Leitung
2.1 Mündungsflansch 30 Druckfeder
2.2 Packmittel- oder Flaschen- 31 Zentrierhülse
Mündung 32 Druckfeder
3 Transportweg der 33 Ringnut
Packmittel-Transportstrecke 34 Schnellkupplung
4.1 - 4.n Modul 35 Druckknopf
5, 5a Grundeinheit 36 Infraroteinrichtung
6 Modulgehäuse 36.1 Strahlformelement
7 Transport- und 36.2 Schutz und Führungsblende
Behandlungselement 37 Infrarot-Strahl
8 Behandlungsposition 38 Elektronik
9, 10 Abschnitt des 39 Schlitten
Transportweges 40 Tragsäule
11 , 11a Drucksegment 41 , 42 Antrieb
12 Rotor 43 Druckausgleichstank
13 Tragsäule 44 Pumpe
14 Elektronik 45 Kupplungseinheit
15, 15a Ausnehmung 46 mechanisches Halte- und
16 Halte- und Zentriereinheit Zentrierelement
17 Träger oder Puckträger 47 Halte- oder Elektromagnet
18 Nut 47.1 Halte- oder Elektromagnet
19 Primärteil in Ausnehmung 15, 15a
19.1 Referenzfläche 48 Transportstrecke
19.2 Lager 49 Wand
20 Sekundärteil 50, 51 Dummy-Segment
20.1 Aufnahme- und Fußteil
21 PermanentmagnetA Transportrichtung
anordnung B Bewegung der Packmittel 2
22 Elektromagnetanordnung beim Verbinden mit einer
23 Kodierung Halte- und Zentriereinheit
24 Inkrementen-Sensor DA Achse des
25 Hülse Drucksegmentes 11
25.1 Innenraum MA Maschinenachse

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Behandeln von Packmitteln (2) durch Aufbringen von Ausstattungsmerkmalen oder Ausstattungen auf die Packmittel (2), insbesondere zum Bedrucken der Packmittel (2), vorzugsweise im Mehrfarbendruck, mit einer Packmitteltransportstrecke (3), auf der die Packmittel (2) zum Behandeln in einer Transportrichtung (A) von einem Packmitteleinlauf (1.1) an einen Packmittelauslauf (1.2) bewegt werden, wobei die Packmitteltransportstrecke (3) von wenigsten einem um eine vertikale Maschinenachse (MA) umlaufend antreibbaren Transport- und Behandlungselement (7, 7b) mit mehreren Behandlungspositionen (8) gebildet ist, an denen die Packmittel (2) zumindest während der Behandlung gehalten, zentriert und/oder gesteuert bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungspositionen (8) jeweils durch ein Drucksegment (11 , 11a) mit wenigstens einem Druckkopf (35), beispielsweise mit wenigstens einem nach dem Ink-Jet-Verfahren arbeitenden Druckkopf gebildet wird, wobei jedes Drucksegment (11 , 11a) eine vollfunktionsfähige Baueinheit bildet, und dass die Drucksegmente (11 , 11a) an einem um die Maschinenachse (MA) umlaufend antreibbaren Rotor oder rotorartigen Maschinenelement angeordnet, vorzugsweise austauschbar angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksegmente (11 , 11a) jeweils wenigstens eine Einrichtung (36) zum Trocknen und/oder Abbinden von Druckfarbe oder -tinte oder sonstigen Medien aufweisen, beispielsweise zum Trocknen und/oder Abbinden der Druckfarbe oder -tinte durch Wärme-, Infrarot-, UV- und/oder Mikrowellenstrahlung.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass die Druckköpfe (35) an den Drucksegmenten (11 , 11a) verstellbar vorgesehen ist, beispielsweise in Richtung der Maschinenachse (MA) bewegbar und/oder schwenkbar.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksegmente (11a) jeweils einen Druckausgleichstank (43) für die Druckfarbe oder -tinte und/oder wenigstens eine Pumpe (44) zum Zuführen der Druckfarbe oder -tinte, vorzugsweise wenigstens zwei Pumpen (44) zum Zuführen der Druckfarbe oder -tinte sowie zum Abführen von überschüssiger Druckfarbe oder -tinte aufweisen.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Drucksegment (11a) wenigstens eine Steuerelektronik (38) zumindest zum Ansteuern des Druckkopfes (35) aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Drucksegment (11a) wenigstens einen Stellantrieb (41 , 42) für die Verstellung des wenigstens einen Druckkopfes (35) aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine am Drucksegment (11a) oder an dessen Gehäuse (11 a.1) vorgesehene Kupplungseinheit (45) für eine elektrische Verbindung sowie für eine Flüssigkeitsverbindung des Drucksegmentes (11a) mit einer maschinenseitigen oder rotorseitigen Kupplungseinheit.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mechanische Zentrier- und Halteelemente (46) am Drucksegment (11a) oder an dessen Gehäuse (11a.1).
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Drucksegmenten (11a) in Form und Größe entsprechende, aber keine Behandlungsposition (8) bildende Dummy-Segmente (50, 51) für eine Anordnung zwischen Drucksegmenten (11a).
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Packmitteltransportstrecke (3) von mehreren transportmäßig aneinander anschließenden und jeweils um die vertikale Maschinenachse (MA) umlaufend antreibbaren Transport- und Behandlungselementen (7, 7b) den Behandlungspositionen (8) für die Behandlung der Packmittel (2) gebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Halte- und Zentriereinheiten (16) vom oder Pucks zum Halten, Zentrieren, Ausrichten und/oder Bewegen, beispielsweise Drehen oder Schwenken der Packmittel (2) an den Behandlungspositionen (8) während der Behandlung, dadurch gekennzeichnet, dass die Halte- und Zentriereinheiten (16) jeweils wenigstens zweiteilig ausgebildet ist, und zwar bestehend aus einem zumindest während der Behandlung an der jeweiligen Behandlungsposition (8) gehaltenen Primärteil (19) und einem Sekundärteil (20), an dem zumindest die für das Zentrieren, Ausrichten und/oder gesteuerte Bewegen der Packmittel (2) bei ihrer Behandlung notwendigen Funktionselemente (21) vorgesehen sind und/oder das zumindest als Halter, beispielsweise Greifer oder greiferartiges Element, zum Halten der Packmittel (2) ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Packmitteltransportstrecke (3) von mehreren transportmäßig aneinander anschließenden und jeweils um die vertikale Maschinenachse (MA) umlaufend antreibbaren Transport- und Behandlungselementen (7, 7b) den Behandlungspositionen (8) für die Behandlung der Packmittel (2) gebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halte- und Zentriereinheiten (16) Pucks sind, die am Packmitteleinlauf (1.1) jeweils ein Packmittel (2) aufnehmen und von denen jeder Puck mit dem aufgenommenen Packmittel (2) auf der Packmittel- Transportstrecke (3) vom Packmitteleinlauf (1.1) bis an den Packmittelauslauf (1.2) bewegt wird und das jeweilige Packmittel (2) erst am Packmittelauslauf (1.2) freigibt, und dass eine Puck-Transportstrecke (48) vorgesehen ist, über die die Pucks vom Packmittelauslauf (1.2) an den Packmitteleinlauf (1.1) zurückbewegt werden.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Behandlungspositionen (8) jeweils ein als höhenverstellbarer, d.h. in Richtung der Maschinenachse (MA) verstellbarer Träger ausgebildeter Halter (17) zum Halten jeweils eines Halte- und Zentrierelementes (16) vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Behandlungspositionen (8) Mittel (47) zum gesteuerten Halten und Freigeben der Halte- und Zentrierelemente (16), insbesondere der jeweils als Puck ausgebildeten Halte- und Zentrierelemente (16) vorgesehen sind.
16. Drucksegment zur Verwendung bei einer Vorrichtung zum Behandeln von Packmitteln (2) durch Aufbringen von Ausstattungsmerkmalen oder Ausstattungen auf die Packmittel (2), insbesondere zum Bedrucken der Packmittel (2), vorzugsweise im Mehrfarbendruck, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksegment (11 , 11a) als eine vollfunktionsfähige Baueinheit mit wenigstens einem Druckkopf (35), beispielsweise mit wenigstens einem nach dem Injet-Verfahren arbeitenden Druckkopf ausgebildet ist.
17. Drucksegment nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens eine Einrichtung (36) zum Trocknen und/oder Abbinden von Druckfarbe oder - tinte aufweist, beispielsweise zum Trocknen und/oder Abbinden der Druckfarbe oder -tinte durch Wärme-, UV- und/oder Mikrowellenstrahlung.
18. Drucksegment nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Druckkopf (35) verstellbar vorgesehen ist, beispielsweise in Richtung der Maschinenachse (MA) bewegbar und/oder schwenkbar.
19. Drucksegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens einen Druckausgleichstank (43) für die Druckfarbe oder -tinte und/oder wenigstens eine Pumpe (44) zum Zuführen der Druckfarbe oder -tinte, vorzugsweise wenigstens zwei Pumpen (44) zum Zuführen der Druckfarbe oder -tinte sowie zum Abführen von überschüssiger Druckfarbe oder -tinte aufweist.
20. Drucksegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an dem Drucksegment (11a) oder an dessen Gehäuse (11a.1) vorgesehene Kupplungseinheit (45) für eine elektrische Verbindung sowie für eine Flüssigkeitsverbindung des Drucksegmentes (11a) mit einer maschinenseitigen oder rotorseitigen Kupplungseinheit und/oder durch mechanische Zentrier- und Halteelemente (46) am Drucksegment (11a) oder an dessen Gehäuse (11a.1).
21. Drucksegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Elektromagnetanordnung (22), die den Stator eines Drehantriebes für Packmittel-Halte- und Zentriereinheiten (16) bildet, und/oder wenigstens einen Inkremental-Sensor (24) zum Erfassen einer Kodierung (23) der Halte- und Zentriereinheiten (16) und/oder Mittel (17, 47) zum Halten, vorzugsweise zum gesteuerten Halten und/oder Freigeben.
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