Beschreibung
Vorrichtung zum Beschriften oder Bedrucken von sphärisch gekrümmten Objektoberflächen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschriften oder Bedrucken von sphärisch gekrümmten Objektoberflächen nach dem Oberbegriff des ersten Schutzanspruchs. Es ist bekannt, dass Produkte aus der Industrie und dem Gewerbe gekennzeichnet werden. So werden zum Beispiel auf Lebensmitteln oder deren Verpackung Verbraucherinformationen aufgebracht. Aufgrund der Verordnung über bestimmte Vermarktungsnormen für Eier sind beispielsweise Informationen über Herkunft und Haltung auf ein jedes Hühnerei aufzudrucken. Üblich ist die Kennzeichnung unmittelbar vor dem Verpacken der Eier mit einem Tintenstrahldrucker. Die Patentschrift DE 44 14 477 AI beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kennzeichnung von Hühnereiern, jedoch legt dieser Stand der Technik nicht das hochauflösende Beschriften oder Bedrucken an stark gekrümmten Oberflächen wie beispielsweise der Oberfläche eines Eis nahe und ist insgesamt für sphärisch stark gekrümmte Oberflächen ungeeignet, da aufgrund des festen Abstandes zwischen dem Druck- oder Beschriftungskopf und dem Hühnerei, der Abstand zur Bearbeitungsstelle
während des Druck- oder Beschriftungsvorgangs ändert und sich dies nachteilig auf das Druckergebnis auswirkt. Ebenso ändert sich die Auflösung oder Qualität der Beschriftung oder des Drucks durch den fixierten Bearbeitungskopf und den damit gleichbleibenden Auftreffwinkel des Strahles zur sphärisch gekrümmten Oberfläche.
In DE 35 16 016 AI wird eine Lösung zum Aufbringen von Werbung auf einem Vogelei beschrieben. Dies erfolgt mittels eines Stempels, der eine Druck- oder Andruckfläche mit einer gewölbten Kontur aufweist, die der Krümmung der Oberfläche des Eis angepasst ist und welcher an die Oberfläche des Eis gedrückt wird. Durch die unterschiedlichen Größen und Krümmungsradien der Hühnereier ist diese Lösung nicht für das zuverlässige Aufbringen der Werbebotschaft geeignet. Auch kann es durch den Anpressdruck beim Druckvorgang zum Bruch der Eier kommen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum
Beschriften oder Bedrucken von sphärisch gekrümmten Objektoberflächen zu entwickeln, die eine hohe
Druckqualität i auch bei stark sphärisch gekrümmten
Oberflächen gewährleistet, sich an variierende Großen der Objekte anpasst und es gestattet, Beschriftungen mit unterschiedlichem Informationsgehalt in einfachster Weise auf der Objektoberfläche aufzubringen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Schutzanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Vorrichtung zum Beschriften oder Bedrucken von sphärisch gekrümmten Objektoberflächen mittels Druck- oder Beschriftungsköpfen zeichnet sich dadurch aus, dass erfindungsgemäß ein oder mehrere Druck- oder Beschriftungsköpfe so zur Objektoberfläche angeordnet sind, dass die Objektoberfläche berührungslos mit Verbraucher- Informationen und zusätzlich mit Text und/oder Grafik versehbar ist. Die Druck- oder Beschriftungsköpfe sind dabei bevorzugt als vom Laser- und/oder Tintenstrahldrucker ausgebildet, wobei die mit dem Laser- und/oder Tintenstrahl beschriebene Bahn auf dem mit dem Laser- und/oder Tintenstrahl erzeugten Berührungsradius der gekrümmten Objektoberfläche liegt und an einer beliebigen Stelle der Objektoberfläche anbringbar ist. Der Laser- und/oder Tintenstrahl liegt dabei im Wesentlichen rechtwinklig zu einer im Berührungsradius der Objektoberfläche anlegbaren Tangente.
Das Beschriften oder Bedrucken erfolgt ein- oder mehrzellig, durch einen oder mehrere Druck- oder Beschriftungsköpfe, um den Kennzeichnungs- und Verpackungsprozess nicht zu verlangsamen. Insbesondere durch den Einsatz von Druck- oder Beschriftungsköpfen, die
mehrzellig beschriften oder bedrucken können, ist es möglich den Bearbeitungsprozess weiter zu optimieren. Die Druck- oder Beschriftungsköpfe können dabei parallel oder in Reihe angeordnet sein. Bevorzugt ist die zu bedruckende Objektoberfläche die Oberfläche eines Hühnereis, welches durch das Beschriften oder Bedrucken mit Verbraucherinformationen und zusätzlichem Text oder Grafik oder einer Kombination aus beiden versehbar ist, wobei der Text oder die Grafik oder deren Kombination in hoher Qualität aufgebracht werden und insbesondere zu Werbezwecken dienen. Zusätzlich kann die Oberfläche des Hühnereis mit einem Barcode bedruckt werden. Für das Bedrucken werden dabei nur Stoffe verwendet, die gesundheitlich unbedenklich sind. Wird ein Laser zur Erzeugung von Konturen durch Materialabtrag oder photochemischen Prozess auf der Ei- Oberfläche genutzt, so können die Prozessparameter und gegebenenfalls Zusatzstoffe so gewählt werden, dass keine giftigen Stoffe entstehen. Bei der Verwendung von Farbe oder Tinte, insbesondere für das Beschriften oder Bedrucken eines Hühnereis, ist diese fest mit dem i Untergrund verbunden, löst sich nicht in
Wasser und ruft bei Körperkontakt keine gesundheitlichen Schäden hervor. Von Vorteil ist ferner ein Bedrucken oder Beschriften mit Stoffen, die erst unter Einfluss von
Fremdeinwirkung wie ■ beispielsweise Wärme- oder UV- Strahlung sichtbar wird.
Das erfindungsgemäße hochauflösende ein- oder mehrfarbige Bedrucken oder Beschriften erlaubt es, die Oberfläche des Eis als Werbeträger zu nutzen, durch das Aufbringen von Text und/ oder Grafik in Form eines Firmenlogos oder beispielsweise einer Internetadresse. Um eine Unterscheidung zwischen Kennzeichnung und Werbung zu gewährleisten, kann durch der dem Ei bzw. der Oberflächenkontur angepassten Lage des Bearbeitungskopfes, der Text und/ oder die Grafik auch an der „Spitze" des Eis aufgebracht werden. Denkbar ist auch eine parallele Anordnung der Druck- oder Beschriftungsköpfe, so dass gleichzeitig ein Ei auf zwei gegenüberliegenden Seiten bedruckt oder beschriftet werden kann. Hierbei wird eine hohe Qualität und Auflösung erreicht, um auch detaillierte Grafiken oder Barcodes aufzubringen. Vorteilhaft an der Erfindung ist ebenfalls, dass eine Integration in bestehende Produktionsanlagen ohne großen Aufwand möglich ist und dabei der Produktionsablauf nicht verlangsamt wird. Mit einem bauigleichen Druck- oder Beschriftungskopf sind die Verbraucherinformationen und der zusätzliche Text oder die Grafik gleichzeitig oder nacheinander aufbringbar. Dabei beträgt die Höhe des zusätzlichen Textes oder der
Grafik bevorzugt das • 0,5- bis 2-fache der Höhe der
Verbraucherinformation .
Durch den Einsatz moderner Hard- und Software, die zur
Einstellung und Änderung der Beschriftung oder des Drucks dient und der Kompatibilität mit den Bearbeitungsköpfen, ist man in der Lage sehr schnell das Motiv auf der Ei- Oberfläche in kürzester Zeit und mit sehr geringem Aufwand zu wechseln.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1: Kontur eines Hühnereis 2, in die ein Kreis 4 mit dem Radius R hineingelegt wurde,
Fig. 2: Flächenabschnitt A4, der für den Kreis 4 mit dem Radius R bedruckbar ist,
Fig. 3: parallele Anordnung zweier sich gegenüberliegender der Druck- oder Beschriftungsköpfe 1, lb,
FIG. 4: zwei hintereinander in Reihe angeordnete Druckoder Beschriftungsköpfe 1, lb, Fig. 5: parallele Anordnung zweier zueinander in Transportrichtung versetzt angeordneter Druckoder Beschriftungsköpfe,
Fig. 6: Einrichtung zur Steuerung des Beschriftungs- oder Druckvorganges,
Fig. 7: Prinzipskizze ■ eines Hühnereis mit Verbraucher- und Werbeinformationen.
FIG. 1 zeigt die Kontur eines Hühnereis 2 in der ein Kreis 4 mit dem Radius R hineingelegt wurde. Der Radius R wird bestimmt durch den betreffenden Flächenabschnitt A4 der Oberfläche A des Hühnereis 2. Der Laser- oder Tintenstrahl 3 liegt dabei auf dem Berührungsradius R und der Bearbeitungskopf 1 beschreibt beim Druck- oder Beschriftungsvorgang eine Kreisbahn mit dem Radius RA Damit erreicht man, dass der Laser- oder Tintenstrahl 3 immer senkrecht auf die Oberfläche A des Hühnereis 2 oder rechtwinklig zur Tangente des für den Flächenabschnitt A4 hineingelegten Kreises 4 auftrifft. Somit vergrößert sich die Querschnittsfläche des Laser- oder Tintenstrahles beim Auftreffen kaum und der Aufdruck wird nicht verfälscht. Fig. 2 zeigt den Flächenabschnitt A4 der für den Kreis 4 mit dem Radius R bedruckbar ist. In Abhängigkeit der geometrischen Abweichung der Ei- Oberfläche von der einer Kugeloberfläche, der verwendeten Druck- oder Beschriftungskiöpfe und der geforderten Auflösung sind eine bestimmte Anzahl von rechnerisch hineingelegten Kugeloberflächen mit dem Radius R notwendig.
Die in Fig. 3 dargestellte Abbildung zeigt eine parallele Anordnung zweier Druck- oder Beschriftungsköpfe 1, lb,
wobei gleichzeitig die Kennzeichnung und das Beschriften oder Bedrucken mit einem Text und/oder einer Grafik erfolgt. Das Hühnerei 2 bewegt sich dabei relativ zu den Druck- oder Beschriftungsköpfen 1, lb in Pfeilrichtung. Gemäß der in Fig. 4 dargestellten Abbildung sind die Druckoder Beschriftungsköpfe 1, lb hintereinander angeordnet. Die Kennzeichnung und das Beschriften oder Bedrucken mit einem Text und/oder einer Grafik erfolgt zeitlich versetzt ohne den Produktionsprozess zu vermindern. Das Hühnerei 2 bewegt sich dabei relativ zu den Druck- oder Beschriftungsköpfen 1, lb in Pfeilrichtung.
Fig. 5 zeigt eine parallele Anordnung der Druck- • oder Beschriftungsköpfe 1, lb die in Bewegungsrichtung der Hühnereier 2 versetzt angeordnet sind. Wie auch in Fig. 4 erfolgt die Kennzeichnung und das Beschriften oder Bedrucken mit einem Text und/oder einer Grafik zeitlich versetzt und ebenfalls ohne den Kennzeichnungs- und Verpackungsprozess zu vermindern. Das Hühnerei 2 bewegt sich dabei relativ zu den Druck- oder Beschriftungsköpfen 1, lb in Pfeilrichtung.
Die in Fig. 6 dargestellte Abbildung zeigt die Prinzipdarstellung einer Steuerung, womit der gesamte Beschriftungs- oder Druckvorgang überwacht und gesteuert wird. Mit Hilfe einer für den jeweiligen Druck- oder Beschriftungsköpf 1, lb geschriebenen Software und
dazugehöriger Hardware- lassen sich ohne großen Aufwand die Aufdrucke modifizieren oder ersetzen.
Die Prinzipskizze eines Hühnereis 2 mit auf dessen Schale aufgebrachter Verbraucherinformation 6 und Werbeinformation 7 ist in Fig. 7 dargestellt. Die Verbraucherinformation 6 und die .Werbeinformation 7 stehen unmittelbar nebeneinander und wurden z.B. mit dem gleichen Druckkopf durch Tintenstrahldruck aufgebracht. Dabei können vorteilhafter Weise in einem Durchlauf mit nur einem Druckkopf, wenn dieser für die Verbraucherinformation nicht seine gesamte zur Verfügung stehende Druckhöhe benötigt, gleichzeitig mit den Verbraucherinformationen die Werbeinformationen mit der restlichen zur Verfügung stehenden Druckhöhe des Druckkopfes aufgebracht werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Verbraucherinformation 6 in einem Druckvorgang mit einem ersten Druckkopf und die Werbeinformation 7 in einem anderen Druckvorgang mit einem weiteren Druckkopf aufzubringen oder Verbraucherinformation 6 und Werbeinformation 7 gleichzeitig mit z.B. zueinander versetzten oder im Winkel zueinander angeordneten Druckköpfen gleichzeitig auf dem Hühnerei abzubilden. Weiterhin besteht bei Verwendung mehrerer Druckdüsen die Möglichkeit, unterschiedliche Farben vorzusehen, um Verbraucherinformation 6 und Werbeinformation 7 beliebig farbig zu gestalten.