WO2012093077A1 - Maschine zum bedrucken von behältern - Google Patents

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WO2012093077A1
WO2012093077A1 PCT/EP2011/074289 EP2011074289W WO2012093077A1 WO 2012093077 A1 WO2012093077 A1 WO 2012093077A1 EP 2011074289 W EP2011074289 W EP 2011074289W WO 2012093077 A1 WO2012093077 A1 WO 2012093077A1
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carrier
containers
container
machine according
treatment
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PCT/EP2011/074289
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Volker Till
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Till Gmbh
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    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
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    • B41J3/40733—Printing on cylindrical or rotationally symmetrical objects, e. g. on bottles
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    • B41F16/0086—Transfer printing apparatus for printing from an inked or preprinted foil or band with means for printing on specific materials or products for printing on three-dimensional articles for printing on articles with cylindrical surfaces
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Definitions

  • the invention relates to a machine for printing on containers, such as bottles made of glass or plastic or cans, with a plurality of treatment stations, on which printheads and possibly further required for pre- and post-treatment of the container facilities are provided, and with a carrier for several Containers placed side by side on the carrier.
  • Containers such as bottles and packages, are usually labeled so that consumer information can be attached. It is also known to apply markers or other information to the package with inkjet printers to allow for customizations that label printing does not allow. Such printing systems work monochrome and are limited to a few printing dots per line.
  • a plurality of single-color printheads operating according to the ink-jet principle are successively and correspondingly offset so that, depending on the number of colors, an always uniform distance between the individual pressure points is achieved.
  • This is possible with an adjustment to a machine with several printheads arranged one after the other.
  • the packaging material and the print heads are guided past each other at a constant speed. The performance of such a machine is therefore dependent on the printing speed of a respective printhead.
  • the ink must either be dried by heat or cured by UV or electron beams by cross-linking. the.
  • This process is also to be applied at least as a so-called pinning, a "partial hardening", between the printing of successive printing inks, which increases the length of such machines
  • pinning a "partial hardening"
  • various treatment steps are carried out, such as pretreatment, printing, drying and checking.
  • the containers are transferred from one module to the next, so that each one new positioning and adjustment is required.This affects the accuracy of the printed image and reduces the throughput speed.
  • WO 2004/009360 A1 discloses a device in which the containers are each arranged on a mandrel serving as a container carrier during printing. With several printheads distributed around the mandrel, a colored print image consisting of several color sets is applied to the containers while rotating the mandrel.
  • the mandrels are provided on a circumferentially driven transport element, with which the containers are moved during printing on a transport path formed between a container inlet and a container outlet.
  • Object of the present invention is therefore to increase the printing quality in the printing of containers at high printing performance and reliable function.
  • the carrier is transportable via a conveyor belt from one treatment station to the next, that in each case a plurality of treatment stations are arranged substantially transversely to the conveyor belt in series next to each other, that the carrier is arranged substantially transversely to the conveyor belt and that the treatment stations and the carrier in a substantially vertical direction are movable relative to each other.
  • the machine according to the invention operates in the longitudinal stroke and always handles several containers simultaneously. Since the containers and the print heads do not rotate around the machine during printing on a longitudinal machine, unlike in the case of the above-described rotary travelers, the traveling wind impairing the print quality is eliminated, so that a more exact print image can be achieved.
  • the machine operates as a rotary-stroke, wherein the carrier is transportable via a rotating device from one treatment station to the next, wherein it rotates about a center of rotation.
  • the carrier is arranged substantially radially to the rotating device. The treatment stations and the carrier are movable in a substantially vertical direction relative to each other.
  • Both variants thus operate on the same principle, in which a plurality of containers are arranged side by side on the carrier and transported in groups from one treatment station to the next.
  • the cross member can be lifted up from the conveyor belt, so that the stored on the cross member container are moved from below into the treatment stations.
  • a plurality of, in particular 4 to 7, printheads are arranged in a ring around the container in a treatment station and are preferably arranged in an annular manner aligned with one another on a holding plate. This allows a quick change of print heads with a new plate and the adjustment of the print heads to each other on the plate can be made independently of the machine on a test stand. The maintenance times of the machine can be correspondingly reduced.
  • turntables for receiving the containers are provided on the carrier, so that the containers can be rotated about the center of the annularly provided around them printheads.
  • the printheads themselves are silent when printing, which further increases the print quality.
  • the containers do not fall over during transport, they are preferably held by negative pressure on the turntables.
  • a jamming is possible, but for example, in PET bottles because of the required pressure can lead to undesirable deformations.
  • An exact positioning of the container is inventively achieved by a preferably rotatable centering, which is placed on the container and this holds by its own weight.
  • centering arrangements with rotary drives assigned to the containers are provided at the treatment stations above the carrier, which rotary drives are provided when lifting the carrier by means of rotary drives arranged containers are raised along its longitudinal axis. Due to the overlying weight, the rotation of the drive is reliably transmitted to the container, so that its circumference can be defined guided past the printheads.
  • the ink After printing, the ink is usually cured by UV rays or electron beam guns (e-beam). When using electron beam guns, cheaper ink can be used because of better cross-linking. However, this z. B. generated X-rays, which may not be released to the environment.
  • a lead-insulated cover which is generally closed and only open at the bottom is provided at the treatment station provided for the aftertreatment, which cover can be closed by lifting the support either by the support itself or by the turntables. If the cross member is lifted with the containers, the box is sealed tightly from below, so that the UV or e-beam treatment can be performed without unwanted radiation escaping.
  • the cross member is centered alternatively and / or in addition to being pressed by the lifting cylinder relative to the treatment station and / or additionally mechanically clamped. This can be done in a particularly simple manner by means of a Exzenterklemme, but also pneumatically, hydraulically or magnetically. Due to the tension of the cross member, all containers arranged thereon are simultaneously positioned in their respective treatment stations.
  • the capacity of the machine can be further increased by placing several, in particular two to four, rows of similar treatment stations behind it. are arranged one another and the timing of the machine moves the cross member respectively by two to four steps accordingly.
  • the treatment stations can be attached to the ground separately from the transport system according to the invention.
  • the transport movements when inserting new containers and removing the finished printed containers are not transferred to the treatment station printing.
  • the processing stations for preparing the printing, the printing process and the color curing can then be followed by stations for filling and closing the containers within the same machine.
  • the existing container receptacle, the centering of the container, the transport device, the supply and delivery is not necessary a second time and achieved a low-cost system with multiple benefits.
  • 1 shows schematically a side view of a machine according to the invention according to a first, working in the longitudinal stroke embodiment
  • 2 shows schematically a plan view of the longitudinal machine with only partially illustrated cross members
  • FIG. 3B schematically shows a partial section through the machine with the support lowered or raised
  • FIG. 4 schematically shows a perspective view of a machine according to the invention according to a second embodiment operating in a rotary cycle
  • FIGS. 1 and 2 for printing on containers 2, such as bottles made of glass or plastic, cans or the like.
  • containers 2 such as bottles made of glass or plastic, cans or the like.
  • Each cross member 3 has a defined number, preferably eight or twelve, each rotatable about an axis turntable 4.
  • the container 2 are held on the turntables 4 by negative pressure.
  • 4 not shown suction holes are provided in the turntables, is sucked by the.
  • the vacuum extraction takes place centrally, for example by a vacuum channel 15 along one or both sides of the machine. 1
  • the vacuum channel 15 has guides 16, in which lateral end plates 17 of the cross member 3 slide to avoid additional tubes during longitudinal transport as well as the lifting movement.
  • the vacuum channels 15 are sealed to the lateral end plates 17 of the cross member 3 as well as the turntable 4, for example. About brush strips or seals.
  • the turntable 4 is then preferably rotated with low torque, so that the container contour can engage in the negative mold of the format part 10 on the turntable 4 and thereby z. B. the rotation stops.
  • the cross members 3 are transported by the machine 1 to the individual treatment stations 7 via a conveyor belt 6, in which the cross members 3 engage via centering pins 19 or the like.
  • the conveyor belt 6 is moved in cycles. This can be at a first station z. B. eight containers 2 are pushed onto the individual turntable 4 and fixed by the negative pressure from the lateral vacuum channels 15.
  • the cross member 3 are moved with their fixed containers 2 by the conveyor belt 6 intermittently. They thus arrive at a first treatment station 7, in which the cross member 3 with all centered and thus fixed containers 2 is lifted off the conveyor belt 6.
  • the cross member 3 remain on the conveyor belt 6 and the treatment stations 7 are lowered accordingly and then lifted again.
  • centering 5 are provided at the treatment stations, so that the container 2 align its axis perpendicular.
  • These centers are driven by rotary drives or motors 9, for example servomotors or stepper motors, and transmit the rotational movement via the centering 5 to the containers 2.
  • rotary drives or motors 9 for example servomotors or stepper motors, and transmit the rotational movement via the centering 5 to the containers 2.
  • use is made of the containers 2 lifting the centering 5 and the motors 9 by the lifting movement and whose own weight generates the necessary friction or positive locking in order to to transfer agile torque. If necessary, the weight is supported by another force
  • the cross members 3 are preferably fixed in their upper position by a plurality of electromagnets or mechanical locks, for example.
  • An eccentric clamp to prevent vibrations and possible bending.
  • the Be Daveerzentrierept 5 can be lifted at its top in a coupling, not shown, which is connected to a rotary drive 9 per station.
  • the cross member 3 with the containers 2 are first transported to a pretreatment station 7a and treated after lifting in the station by a plasma jet on its surface to be printed to z. As grease or activate the surface.
  • the containers can be centered in this station by the centering 5 and rotated.
  • the containers 2 are lowered together with the cross member 3 in the cross beam centering on the conveyor belt 6 and further transported to the printing station 7b. There, the cross member 3 are raised again with the containers 2 and thereby in the Be 1969erzentrierept 5, which is connected in each case one designed as a servomotor or stepper motor rotary drive or motor 9 out.
  • the containers 2 are now rotated and the pressure begins, as soon as a constant speed is reached, preferably at all print heads 12 of a station 7b simultaneously.
  • Each container 2 is printed in its own printing station 7b, the print heads 12 of which are arranged in a circle on a holding plate 13 on a diameter which corresponds to the maximum diameter of the container 2 plus a predefined distance (see FIG.
  • the arrangement of the print heads 12 of the contour of the container 2 is adjusted.
  • the container 2 is fed below the holding plate 13 of the print heads 12 and through a simple lifting device 8 raised so far that the container 2 is positioned with its surface to be printed in the ring of the print heads 12.
  • the hub is instead of pneumatic cylinder 8 by a servo axis, which is able to bring the container so in a second stroke position that a continuation of the pressure can be done without a hitch.
  • the holding plates 13 with the print heads 12 are designed to be removable in their fixation down, without the orientation of the heads 12 is lost among themselves.
  • the printheads 12 can be changed quickly by attaching a new support plate 13, wherein the setting of the annular printheads 12 can be made with each other on the support plate 13 independently of the machine 1 on a test stand, not shown.
  • the cross beams become 3 lowered again with the containers 2 and further transported to the next (post-treatment) station 7c. There, they are raised again and put back by coupling the container centering to a respective rotary drive 9 in rotation. In this case, the container 2 moves this time in a well-closed and only downwardly open cover 14.
  • the cover can be performed either individually per station or as a box over about the length and width of the carrier.
  • the downward opening is sealed either by the turntable 4 or the carrier 3 by the turntable 4 or the carrier 3 at the end of the lifting operation there rests or drives in a labyrinth seal.
  • the ink is cured by means of UV rays 20 or electron beams (e-beam) 20, or partially cured (pinning), if other colors to be printed follow.
  • UV rays 20 or electron beams (e-beam) 20 or partially cured (pinning) if other colors to be printed follow.
  • the empty cross member 3 are guided in a rail 1 1 driven over the return strand of the transport device back to the beginning. Due to the leadership in the rail 1 1, the cross member 3 can not fall out of its centering.
  • the treatment stations 7 are preferably staggered on the ground, separate from the transport device 6, in order to avoid that vibrations caused by mechanical processes other than the printing itself are transmitted to the printheads 12.
  • the invention ensures in a simple manner an optimal print image without being influenced by tolerances.
  • two to four rows of the respective carrier 3 are arranged one behind the other and the conveyor belt 6 in Doppel°. Driven three or four steps to achieve a correspondingly increased performance.
  • the turntable 4 of the container 2 is provided on the cross member 3 with an angle coding, so you can clearly identify the zero point. This results in the following treatment sequence: surface activation by z. Eg plasma
  • stations for filling and closing the containers within the same machine 1 can subsequently be connected downstream of the treatment stations 7 for preparing the printing, the printing process and the color curing.
  • the existing container receptacle, the centering of the container, the transport device, the supply and delivery is not necessary a second time and achieved a low-cost system with multiple benefits.
  • the machine 30 operates in a rotary cycle, wherein a plurality of treatment stations 32 are arranged in a star shape around a rotation center 31.
  • a rotating device 33 has a plurality of carriers 34, which are also arranged in a star shape around the center of rotation 31 below the treatment stations 32.
  • a feed station 32a a plurality of containers 2 arranged on a feed belt 35 or the like are gripped by a radially extendable gripping device 36a and deposited on a carrier 34 on which the containers 2 are held in the same way as in the first embodiment described above. be. Subsequently, the carriers 34 are rotated by means of the rotator 33 and positioned below the next treatment station 32b. At this treatment is carried out analogously to the pretreatment 7a in the first embodiment.
  • the containers 2 with the carrier 34 are rotationally displaced to the next treatment station 32c and after the treatment there takes place to further treatment stations 32d to 32g, before they again radially at a removal station 32h, which is similar to theanistation 32a, via a gripping device 36h again lifted out of the machine and placed on a removal belt 37.
  • the treatment and mounting of the containers in the individual treatment stations is carried out in the rotary transfer machine 30 in the same manner as has been explained above with respect to the longitudinal clock machine 1.
  • the difference between the embodiments is essentially only the way of transport between the individual treatment stations.
  • the advantage of the machines 1, 30 according to the invention over the conventional continuous rotary machines is the greater utilization of the printing heads 12, since all the printing heads 12 have no waiting time except when exchanging the containers.
  • the engine 1 becomes smaller because there are no "empty spaces" in the center of the carousel (s).
  • Stationary printheads 12 do not produce centrifugal force affecting print quality and any stationary ink supply can be used. Special rotary feedthroughs are eliminated. Another advantage is the pressure at standstill. So there can be no vibrations through the barrel that can affect the print image. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Abstract

Es wird Maschine (1) zum Bedrucken von Behältern, wie Flaschen oder Dosen, mit mehreren Behandlungsstationen (7) beschrieben, an welchen Druckköpfe (12) und ggf. weitere zur Vor- und Nachbehandlung der Behälter (1) erforderliche Einrichtungen vorgesehen sind, mit einem Träger (3) für mehrere Behälter (2), die nebeneinander auf dem Träger (3) angeordnet werden. Dabei ist vorgesehen, dass der Träger (3) über ein Transportband (6) von einer Behandlungsstation (7) zur nächsten transportierbar ist, dass jeweils mehrere Behandlungsstationen (7) im Wesentlichen quer zum Transportband (6) in Reihe nebeneinander angeordnet sind, dass der Träger (3) im Wesentlichen quer zum Transportband (6) angeordnet ist und dass die Behandlungsstationen (7) und der Träger (3) in im Wesentlichen vertikaler Richtung relativ zueinander bewegbar sind. Anstelle des Transportbands (6) kann auch eine Dreheinrichtung vorgesehen sein.

Description

Maschine zum Bedrucken von Behältern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Bedrucken von Behältern, wie Flaschen aus Glas oder Kunststoff oder Dosen, mit mehreren Behandlungsstationen, an welchen Druckköpfe und ggf. weitere zur Vor- und Nachbehandlung der Behälter erforderliche Einrichtungen vorgesehen sind, und mit einem Träger für mehrere Behälter, die nebeneinander auf dem Träger angeordnet werden.
Behälter, wie Flaschen und Verpackungen, werden üblicherweise mit Etiketten versehen, damit Verbraucherinformationen angebracht werden können. Es ist auch bekannt, mit Tintenstrahldruckern Markierungen oder andere Informatio- nen auf die Verpackung aufzubringen, um Individualisierungen zu ermöglichen, die der Etikettendruck nicht erlaubt. Solche Drucksysteme arbeiten einfarbig und sind auf wenige Druckpunkte pro Zeilen beschränkt.
Um einen mehrfarbigen Druck direkt auf Behälter aufzubringen, werden mehrere einfarbig nach dem Tintenstrahlprinzip arbeitende Druckköpfe nacheinander und entsprechend versetzt so angeordnet, dass abhängig von der Anzahl der Farben ein immer gleichmäßiger Abstand zwischen den einzelnen Druckpunkten erreicht wird. Dies ist mit einer Justage an einer Maschine mit mehreren fest nacheinander angeordneten Druckköpfen möglich. Das Verpackungsmaterial und die Druckköpfe werden dabei mit konstanter Geschwindigkeit aneinander vorbei geführt. Die Leistung einer solchen Maschine ist daher abhängig von der Druckgeschwindigkeit eines jeweiligen Druckkopfes. Dies ist zwar praktikabel für saugfähige Verpackungsmaterialien, bei anderen Werkstoffen, wie Metallen, Glas oder Kunststoff, muss dagegen die Farbe entweder durch Wärme getrock- net oder mittels UV- oder Elektronenstrahlen durch Vernetzung gehärtet wer- den. Dieser Vorgang ist auch zwischen dem Druck von aufeinanderfolgenden Druckfarben zumindest als sogenanntes Pinning, einer„Teilhärtung", anzuwenden, was die Länge solcher Maschinen erhöht. Bei der in der DE 10 2008 049 241 A1 beschriebenen Vorrichtung zum Aufbringen eines mehrfarbigen Druckbildes auf einen Behälter sind mehrere Module hintereinandergeschaltet, in denen verschiedene Behandlungsschritte, wie Vorbehandlung, Bedruckung, Trocknung und Überprüfung durchgeführt werden. Die Behälter werden von einem Modul zum nächsten übergeben, so dass je- weils eine neue Positionierung und Justage erforderlich ist. Dies beeinträchtigt die Genauigkeit des Druckbildes und verringert die Durchlaufgeschwindigkeit.
Aus der WO 2004/009360 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher die Behälter beim Bedrucken jeweils auf einem als Behälterträger dienenden Dorn angeordnet sind. Mit mehreren um den Dorn verteilten Druckköpfen wird unter Drehen des Dorns ein aus mehreren Farbsätzen bestehendes farbiges Druckbild auf die Behälter aufgebracht. Die Dorne sind an einem umlaufend angetriebenen Transportelement vorgesehen, mit dem die Behälter beim Bedrucken auf einer zwischen einem Behältereinlauf und einem Behälterauslauf gebildeten Transportstrecke bewegt werden.
Die industrielle Nutzung dieser Anlagen soll bei hohen Leistungen, beispielsweise in Flaschenabfüllanlagen mit bis zu 36.000 Flaschen pro Stunde erfolgen. Hierbei werden die Flaschen und damit auch der Druckkopf auf einer rotieren- den Maschine mit einer Geschwindigkeit von ca. 1 ,5 m/s transportiert, so dass die Farbtropfen einer Luftströmung ausgesetzt werden, welche die Druckqualität beeinträchtigen kann. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, bei der Bedruckung von Behältern bei hoher Druckleistung und zuverlässiger Funktion die Druckqualität zu erhöhen. Diese Aufgabe wird bei einer Maschine der eingangs genannten Art mit der Erfindung im Wesentlichen dadurch gelöst, dass der Träger über ein Transportband von einer Behandlungsstation zur nächsten transportierbar ist, dass jeweils mehrere Behandlungsstationen im Wesentlichen quer zum Transportband in Reihe nebeneinander angeordnet sind, dass der Träger im Wesentlichen quer zum Transportband angeordnet ist und dass die Behandlungsstationen und der Träger in im Wesentlichen vertikaler Richtung relativ zueinander bewegbar sind.
Die erfindungsgemäße Maschine arbeitet im Längstakt und behandelt immer mehrere Behälter gleichzeitig. Da bei einer Längsmaschine anders als bei den oben beschriebenen Rundläufern die Behälter und die Druckköpfe beim Bedrucken nicht um die Maschine rotieren, entfällt der die Druckqualität beeinträchtigende Fahrtwind, so dass sich ein exakteres Druckbild erreichen lässt.
Bei einer alternativen Ausführungsform arbeitet die Maschine als Rundtakter, wobei der Träger über eine Dreheinrichtung von einer Behandlungsstation zur nächsten transportierbar ist, wobei er um ein Drehzentrum rotiert. Mehrere Behandlungsstationen sind jeweils im Wesentlichen radial zum Drehzentrum in Reihe nebeneinander angeordnet sind, Auch der Träger ist im Wesentlichen radial zur Dreheinrichtung angeordnet. Die Behandlungsstationen und der Träger sind in im Wesentlichen vertikaler Richtung relativ zueinander bewegbar.
Beide Varianten arbeiten somit nach demselben Prinzip, bei dem mehrere Behälter nebeneinander auf dem Träger angeordnet und gruppenweise von einer Behandlungsstation zur nächsten transportiert werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform lassen sich die Querträger nach oben vom Transportband abheben, so dass die auf dem Querträger gelagerten Behälter von unten in die Behandlungsstationen eingefahren werden. Erfindungsgemäß sind mehrere, insbesondere 4 bis 7 Druckköpfe in einer Behandlungsstation ringförmig um den Behälter angeordnet und vorzugsweise ringförmig zueinander ausgerichtet an einer Halteplatte angebracht. Damit wird ein schneller Wechsel von Druckköpfen mit einer neuen Halteplatte ermöglicht und die Einstellung der Druckköpfe zueinander auf der Halteplatte kann unab- hängig von der Maschine auf einem Teststand vorgenommen werden. Die Wartungszeiten der Maschine lassen sich entsprechend verringern.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind auf dem Träger Drehteller zur Aufnahme der Behälter vorgesehen, so dass die Behälter um das Zentrum der ringförmig um sie vorgesehenen Druckköpfen gedreht werden können. Die Druckköpfe selbst stehen beim Druck still, wodurch die Druckqualität weiter erhöht wird.
Damit die Behälter beim Transport nicht umfallen, werden sie vorzugsweise durch Unterdruck auf den Drehtellern gehalten. Alternativ ist ein Festklemmen möglich, was aber bspw. bei PET-Flaschen wegen des erforderlichen Druckes zu unerwünschten Verformungen führen kann.
Eine exakte Positionierung der Behälter wird erfindungsgemäß durch eine vor- zugsweise drehbare Zentrierung erreicht, die auf den Behälter aufsetzbar ist und diesen durch ihr Eigengewicht hält.
In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens sind an den Behandlungsstationen oberhalb des Trägers den Behältern zugeordnete Zentrierungen mit Dreh- antrieben vorgesehen, welche beim Anheben des Trägers durch die auf diesem angeordneten Behälter entlang ihrer Längsachse angehoben werden. Aufgrund des aufliegenden Gewichtes wird die Drehung des Antriebs zuverlässig auf den Behälter übertragen, so dass dessen Umfang definiert an den Druckköpfen vorbeigeführt werden kann.
Nach dem Druck wird die Farbe üblicherweise durch UV-Strahlen oder mittels Elektronenstrahlkanonen (e-beam) gehärtet. Bei der Verwendung von Elektro- nenstrahlkanonen kann wegen der besseren Vernetzung billigere Tinte eingesetzt werden. Allerdings werden hierbei z. B. Röntgenstrahlen erzeugt, die nicht an die Umgebung abgegeben werden dürfen. Erfindungsgemäß ist daher an der für die Nachbehandlung vorgesehenen Behandlungsstation eine bspw. bleiisolierte allseits geschlossene und nur nach unten offene Abdeckung vorgesehen, welche durch das Anheben des Trägers entweder durch den Träger selbst oder durch die Drehteller verschließbar ist. Wird der Querträger mit den Behältern angehoben, so wird der Kasten dicht von unten verschlossen, so dass die UV oder e-beam-Behandlung vorgenommen werden kann, ohne dass unerwünschte Strahlung austritt.
Um beim Druck eine definierte Positionierung zu gewährleisten, wird der Quer- träger erfindungsgemäß alternativ und/oder zusätzlich zum Anpressen durch den bspw Hubzylinder gegenüber der Behandlungsstation zentriert und / oder zusätzlich mechanisch verspannt. Dies kann in besonders einfacher Weise mittels einer Exzenterklemme, aber auch pneumatisch, hydraulisch oder magnetisch erfolgen. Durch die Verspannung des Querträgers werden alle auf diesem angeordneten Behälter gleichzeitig in ihren jeweiligen Behandlungsstationen positioniert.
Die Kapazität der Maschine lässt sich dadurch weiter erhöhen, dass mehrere, insbesondere zwei bis vier Reihen gleichartiger Behandlungsstationen hinterei- nander angeordnet sind und die Taktung der Maschine die Querträger jeweils entsprechend um zwei bis vier Schritte vorwärtsbewegt.
Um Erschütterungen beim Druck weiter zu reduzieren, können erfindungsgemäß die Behandlungsstationen separat vom Transportsystem am Boden befestigt werden. Somit werden die Transportbewegungen beim Einsetzen neuer Behälter und dem Abnehmen der fertig bedruckten Behälter nicht auf die Behandlungsstation Drucken übertragen. Erfindungsgemäß können den Behandlungsstationen zum Vorbereiten der Bedruckung, des Druckvorgangs und der Farbhärtung anschließend Stationen zum Befüllen und Verschließen der Behälter innerhalb derselben Maschine nachgeschaltet werden. Damit wird die vorhandene Behälteraufnahme, die Zentrierung der Behälter, die Transporteinrichtung, die Auf- und Abgabe nicht ein 2-tes Mal notwendig und ein preisgünstiges System mit Mehrfachnutzen erreicht.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Maschine nach einer ersten, im Längstakt arbeitenden Ausführungsform, Fig. 2. schematisch ein Draufsicht auf die Längsmaschine mit nur teilweise dargestellten Querträgern,
Fig. 3A
und 3B schematisch einen Teilschnitt durch die Maschine mit abgesenktem bzw. angehobenem Träger,
Fig. 4 schematisch eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Maschine nach einer zweiten, im Rundtakt arbeitenden Ausführungsform,
Bei der in den Fig. 1 und 2 schematisch gezeigten Längsmaschine 1 zur Bedruckung von Behältern 2, wie Flaschen aus Glas oder Kunststoff, Dosen oder dgl. , werden mehrere, hier in Flaschenform dargestellte Behälter 2 auf einem als Transportbalken ausgestalteten Träger (Querträger) 3 nebeneinander in Reihe angeordnet und parallel behandelt.
Jeder Querträger 3 hat eine definierte Anzahl, vorzugsweise acht oder zwölf, jeweils um eine Achse drehbarer Drehteller 4. Die Behälter 2 werden auf den Drehtellern 4 durch Unterdruck gehalten. Hierzu sind in den Drehtellern 4 nicht dargestellte Sauglöcher vorgesehen, durch die angesaugt wird. Vorzugsweise erfolgt die Unterdruckabsaugung zentral, bspw. durch einen Unterdruckkanal 15 entlang einer oder beiden Seiten der Maschine 1 . Der Unterdruckkanal 15 hat dabei Führungen 16, in denen seitliche Endplatten 17 der Querträger 3 gleiten, um beim Längstransport wie auch der Hubbewegung zusätzliche Schläuche zu vermeiden. Die Unterdruckkanäle 15 werden zu den seitlichen Endplatten 17 der Querträger 3 ebenso wie die Drehteller 4 bspw. über Bürstenleisten oder Dichtungen abgedichtet. Während der Hubbewegung laufen über und unter den Endplatten 17 Schieber 18, die die durch den Hub entstehenden Lücken verschließen. Die Standfestigkeit der Behälter 2 auf den Drehtellern 4 kann da- durch weiter verbessert werden, dass die Drehteller 4 mittels auswechselbarer Formatteile 10 der Bodenkontur der Flasche angepasst sind. Beim Aufsetzen der Behälter 2 auf den Drehteller 4 wird dann der Drehteller 4 vorzugsweise mit geringem Drehmoment gedreht, damit die Behälterkontur in die Negativform des Formatteils 10 auf dem Drehteller 4 einrasten kann und dadurch z. B. die Drehung stoppt.
Die Querträger 3 werden über ein Transportband 6, in welches die Querträger 3 über Zentrierbolzen 19 oder dgl. eingreifen, durch die Maschine 1 zu den ein- zelnen Behandlungsstationen 7 transportiert. Das Transportband 6 wird taktweise bewegt. Damit können an einer ersten Station z. B. acht Behälter 2 auf die einzelnen Drehteller 4 aufgeschoben und durch den Unterdruck aus den seitlichen Unterdruckkanälen 15 fixiert werden. Die Querträger 3 werden mit ihren fixierten Behältern 2 durch das Transportband 6 taktweise weiterbewegt. Sie gelangen so an eine erste Behandlungsstation 7, in der der Querträger 3 mit allen zentrierten und so fixierten Behältern 2 von dem Transportband 6 abgehoben wird. Das Anheben der Querträger 3 erfolgt über Pneumatikzylinder 8. Alternativ können die Querträger 3 auf dem Transportband 6 verbleiben und die Behandlungsstationen 7 werden entsprechend abgesenkt und anschließend wieder abgehoben.
Oberhalb der Drehteller 4 sind an den Behandlungsstationen 7 Zentrierungen 5 vorgesehen, damit die Behälter 2 ihre Achse senkrecht ausrichten. Diese Zent- rierungen werden durch Drehantriebe oder Motoren 9, bspw Servomotoren oder Schrittmotoren, angetrieben und übertragen die Drehbewegung über die Zentrierung 5 auf die Behälter 2. Dabei wird ausgenutzt, dass die Behälter 2 die Zentrierung 5 und die Motoren 9 durch die Hubbewegung anheben und deren Eigengewicht die notwendige Reibung oder Formschluss erzeugt, um das not- wendige Drehmoment zu übertragen. Gegebenenfalls wird das Gewicht durch eine weitere Kraft unterstützt
Die Querträger 3 werden vorzugsweise in ihrer oberen Position durch mehrere Elektromagnete oder mechanischen Verriegelungen, bspw. eine Exzenterklemme, fixiert, um Schwingungen und mögliches Durchbiegen zu verhindern. Dabei können alternativ die Behälterzentrierungen 5 auch an ihrer Oberseite in eine nicht dargestellte Kupplung gehoben werden, die mit einem Drehantrieb 9 je Station verbunden ist.
In der Maschine 1 werden die Querträger 3 mit den Behältern 2 zunächst zu einer Vorbehandlungsstation 7a transportiert und nach Anheben in die Station durch einen Plasmastrahl an ihrer zu bedruckenden Fläche behandelt, um z. B. Fette abzulösen oder die Oberfläche zu aktivieren. Die Behälter können in die- ser Station durch die Zentrierung 5 zentriert und in Rotation versetzt werden.
Nach der Plasmabehandlung werden die Behälter 2 zusammen mit dem Querträger 3 in die Querträgerzentrierung auf dem Transportband 6 abgesenkt und weitertransportiert zur Druckstation 7b. Dort werden die Querträger 3 mit den Behältern 2 wieder angehoben und dabei in die Behälterzentrierungen 5, die jeweils einem als Servomotor oder Schrittmotor ausgeführten Drehantrieb oder Motor 9 verbunden ist, geführt. Die Behälter 2 werden nun in Drehung versetzt und der Druck beginnt, sobald eine konstante Drehzahl erreicht ist, vorzugsweise an allen Druckköpfen 12 einer Station 7b gleichzeitig. Jeder Behälter 2 wird in einer eigenen Druckstation 7b bedruckt, deren Druckköpfe 12 dazu kreisförmig auf einer Halteplatte 13 auf einem Durchmesser, der dem maximalen Durchmesser des Behälters 2 plus einem vordefinierten Abstand entspricht, angeordnet werden (vgl. Fig. 2). Bei nicht zylindrischen Behältern 2 wird die Anordnung der Druckköpfe 12 der Kontur der Behälter 2 angepasst. Der Behäl- ter 2 wird unterhalb der Halteplatte 13 der Druckköpfe 12 zugeführt und durch eine einfache Hubvorrichtung 8 soweit angehoben, dass der Behälter 2 mit seiner zu bedruckenden Fläche in dem Ring der Druckköpfe 12 positioniert wird. Wenn man eine breitere Druckfläche als die der Druckkopfbreite haben möchte, so erfolgt der Hub anstelle durch Pneumatikzylinder 8 durch eine Servoachse, die in der Lage ist, den Behälter so in eine zweite Hubposition zu bringen, dass eine Fortsetzung des Drucks ansatzlos geschehen kann. Die Halteplatten 13 mit den Druckköpfen 12 sind in ihrer Fixierung nach unten abnehmbar gestaltet, ohne dass die Ausrichtung der Köpfe 12 untereinander verloren geht. Damit können die Druckköpfe 12 durch Anbringen einer neuen Halteplatte 13 schnell gewechselt werden, wobei die Einstellung der ringförmig angeordneten Druckköpfen 12 untereinander auf der Halteplatte 13 unabhängig von der Maschine 1 auf einem nicht dargestellten Teststand vorgenommen werden kann.
Nach Ende der Rotation (bei einem einfachen Druck nach einer Drehung, bei einem Druck höherer Auflösung nach zwei Drehungen, wobei dann nach der ersten Drehung ein Versatz erzeugt wird, damit zwischen die Druckpunkte der ersten Drehung die nachfolgende Druckpunkte aufgebracht werden können) werden die Querträger 3 mit den Behältern 2 erneut abgesenkt und zur nächsten (Nachbehandlungs-) Station 7c weitertransportiert. Dort werden sie erneut angehoben und wieder durch Ankuppeln der Behälterzentrierung an einen jeweiligen Drehantrieb 9 in Rotation versetzt. Dabei fährt der Behälter 2 dieses Mal in eine allseits geschlossene und nur nach unten offene Abdeckung 14. Die Abdeckung kann entweder einzeln pro Station oder als Kasten über ca. die Länge und Breite des Trägers ausgeführt werden. Die nach unten gerichtete Öffnung wird entweder durch den Drehteller 4 oder den Träger 3 abgedichtet, indem der Drehteller 4 oder der Träger 3 bei Ende des Hubvorgangs dort anliegt oder in eine Labyrinthabdichtung fährt. An dieser Station 7c wird die Farbe mittels UV-Strahlen 20 oder Elektronenstrahlen (e-beam) 20 gehärtet, bzw. teilgehärtet (Pinning), wenn andere zu bedruckende Farben folgen. Somit kön- nen durch die Ausbildung der Abdeckung 14 keine Strahlen austreten und eine für die Umgebung sichere Behälterbehandlung erfolgen. Alternativ kann an dieser Station für alle Behälter ein gemeinsamer Antrieb zur Rotation installiert werden, der z. B. über einen Reibriemen alle Behälterzentrierungen 5 antreibt. Nach Ende des Härtungsvorgangs wird der Träger 3 mit den Behältern 2 wieder abgesenkt und zur letzten Station, der Ausgabestation, gefahren, von der aus sie die Anlage verlässt.
Die leeren Querträger 3 werden in einer Schiene 1 1 geführt über das Rücktrum der Transportvorrichtung wieder zum Anfang gefahren. Durch die Führung in der Schiene 1 1 können die Querträger 3 nicht aus ihrer Zentrierung fallen.
Die Behandlungsstationen 7 sind vorzugsweise getrennt von der Transportvorrichtung 6 am Boden abgeständert, um zu vermeiden, dass durch andere mechanische Vorgänge als das Bedrucken selbst hervorgerufene Vibrationen auf die Druckköpfe 12 übertragen werden.
Die Erfindung gewährleistet in einfacher Weise ein optimales Druckbild ohne Beeinflussung durch Toleranzen. Dazu wird der Druck mit z. B. bis zu sieben Farben in einer einzigen Station 7b und in einer einzigen Position zu einer Zeit durchgeführt, zu der keine mechanische Transporte oder Bewegungen außer der Behälterdrehung stattfinden und somit der Druck in völliger Ruhe erfolgt. Dabei kann auch das Teilhärten (Pinning) in dieser Posititon erfolgen.
Bei einer alternativen Ausführungsform werden zwei bis vier Reihen der jeweili- gen Träger 3 hintereinander angeordnet und das Transportband 6 im Doppelbzw. Dreier- oder Viererschritt gefahren, um eine entsprechend erhöhte Leistung zu erreichen.
Es ist auch möglich, mehrere Druckstationen nacheinander anzufahren und dazwischen jeweils eine Reihe zur Zwischenhärtung vorsehen. Vorzugsweise wird hierzu der Drehteller 4 des Behälters 2 auf dem Querträger 3 mit einer Winkelcodierung versehen, damit man den Nullpunkt eindeutig identifizieren kann. Es ergibt sich dann folgende Behandlungsfolge: - Oberflächenaktivierung durch z. B. Plasma
Druck von Farbsatz 1
Härtung von Farbsatz 1
Druck von Farbsatz 2
Härtung von Farbsatz 2
Erfindungsgemäß können den Behandlungsstationen 7 zum Vorbereiten der Bedruckung, des Druckvorgangs und der Farbhärtung anschließend Stationen zum Befüllen und Verschließen der Behälter innerhalb derselben Maschine 1 nachgeschaltet werden. Damit wird die vorhandene Behälteraufnahme, die Zentrierung der Behälter, die Transporteinrichtung, die Auf- und Abgabe nicht ein 2-tes Mal notwendig und ein preisgünstiges System mit Mehrfachnutzen erreicht.
Bei der in Fig. 4 gezeigten zweiten Ausführungsform arbeitet die Maschine 30 im Rundtakt, wobei um ein Drehzentrum 31 sternförmig mehrere Behandlungsstationen 32 angeordnet sind.
Eine Dreheinrichtung 33 weist eine Mehrzahl von Trägern 34 auf, die unterhalb der Behandlungsstationen 32 ebenfalls sternförmig um das Drehzentrum 31 angeordnet sind.
An einer Aufgabestation 32a wird eine Mehrzahl von auf einem Zufuhrband 35 oder dgl. angeordneten Behältern 2 durch eine radial ausfahrbare Greifeinrichtung 36a ergriffen und auf einem Träger 34 abgesetzt, auf dem die Behälter 2 in gleicher Weise wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform gehal- ten werden. Anschließend werden die Träger 34 mittels der Dreheinrichtung 33 rotiert und unter der nächsten Behandlungsstation 32b positioniert. An dieser erfolgt eine Behandlung analog der Vorbehandlung 7a bei der ersten Ausführungsform. Anschließend werden die Behälter 2 mit dem Träger 34 drehend zur nächsten Behandlungsstation 32c und nach der dort erfolgenden Behandlung zu weiteren Behandlungsstationen 32d bis 32g verschoben, bevor sie an einer Entnahmestation 32h, die ähnlich wie die Aufgabestation 32a aufgebaut ist, über eine Greifeinrichtung 36h wieder radial aus der Maschine herausgehoben und auf einem Entnahmeband 37 abgesetzt werden.
Die Behandlung und Halterung der Behälter in den einzelnen Behandlungsstationen erfolgt bei der Rundtaktmaschine 30 in gleicher Weise wie es oben im Hinblick auf die Längstaktmaschine 1 erläutert wurde. Der Unterschied zwischen den Ausführungsformen besteht im Wesentlichen nur in der Art und Weise des Transports zwischen den einzelnen Behandlungsstationen.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Maschinen 1 , 30 gegenüber den herkömmlichen kontinuierlich arbeitenden Rundlaufmaschinen besteht in der höheren Ausnutzung der Druckköpfe 12, da alle Druckköpfe 12 außer beim Behälter- tausch keine Wartezeit haben. Bei der Längstaktmaschine wird außerdem die Maschine 1 kleiner, da es keine„Leerflächen" in der Mitte des / der Karussells gibt.
Durch stationäre Druckköpfe 12 entsteht keine die Druckqualität beeinflussende Fliehkraft und es kann jede stationäre Tintenversorgung verwendet werden. Spezielle Drehdurchführungen entfallen. Ein weiterer Vorteil ist der Druck bei Stillstand. So kann es keine Vibrationen durch den Lauf geben, die das Druckbild beeinflussen können. Bezugszeichenliste:
1 Maschine (Längstakt)
2 Behälter
3 Querträger
4 Drehteller
5 Zentrierung
6 Transportband
7 Behandlungsstation 7a Vorbehandlung
7b Druckstation
7c Nachbehandlung
8 Hubzylinder
9 Drehantrieb
10 Formatteil
1 1 Schiene
12 Druckkopf
13 Halteplatte
14 Abdeckung
15 Unterdruckkanal
16 Führung
17 Endplatte
18 Schieber
19 Zentrierbolzen
20 UV Strahler bzw. e-beam
30 Maschine (Rundtakt)
31 Drehzentrum
32 Behandlungsstation 32a Aufgabestation b-g Behandlungsstationh Entnahmestation Dreheinrichtung Träger
Zufuhrbanda, h Greifeinrichtung Entnahmeband

Claims

Patentansprüche:
1 . Maschine (1 ) zum Bedrucken von Behältern, wie Flaschen oder Dosen, mit mehreren Behandlungsstationen (7), an welchen Druckköpfe (12) und ggf. weitere zur Vor- und Nachbehandlung der Behälter (1 ) erforderliche Einrichtungen vorgesehen sind, mit einem Träger (3) für mehrere Behälter (2), die nebeneinander auf dem Träger (3) angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) über ein Transportband (6) von einer Behandlungsstation (7) zur nächsten transportierbar ist, dass jeweils mehrere Behandlungsstationen (7) im Wesentlichen quer zum Transportband (6) in Reihe nebeneinander angeordnet sind, dass der Träger (3) im Wesentlichen quer zum Transportband (6) angeordnet ist und dass die Behandlungsstationen (7) und der Träger (3) in im Wesentlichen vertikaler Richtung relativ zueinander bewegbar sind.
2. Maschine (30) zum Bedrucken von Behältern, wie Flaschen oder Dosen, mit mehreren Behandlungsstationen (32), an welchen Druckköpfe (12) und ggf. weitere zur Vor- und Nachbehandlung der Behälter (1 ) erforderliche Einrichtungen vorgesehen sind, mit einem Träger (34) für mehrere Behälter (2), die nebeneinander auf dem Träger (34) angeordnet werden, dadurch gekennzeich- net, dass der Träger (34) über eine Dreheinrichtung (33) von einer Behandlungsstation (32) zur nächsten transportierbar ist, wobei er um ein Drehzentrum (31 ) rotiert, dass jeweils mehrere Behandlungsstationen (32) im Wesentlichen radial zum Drehzentrum (31 ) in Reihe nebeneinander angeordnet sind, dass der Träger (34) im Wesentlichen radial zum Drehzentrum (31 ) angeordnet ist und dass die Behandlungsstationen (32) und der Träger (34) in im Wesentlichen vertikaler Richtung relativ zueinander bewegbar sind.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3, 34) nach oben vom Transportband (6) oder der Dreheinrichtung (33) abhebbar ist.
4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere 4 bis 7 Druckköpfe (12) in einer Behandlungsstation (7b, 32) ringförmig um den Behälter (2) angeordnet sind.
5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckköpfe (12) ringförmig zueinander ausgerichtet an einer Halteplatte (13) angebracht sind.
6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Träger (3, 34) Drehteller (4) zur Aufnahme der Behälter (2) vorgesehen sind, wobei die Behälter (2) vorzugsweise durch Unterdruck auf den Drehtellern (4) gehalten werden.
7. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Maschine (1 ) ein feststehender Unterdruckkanal (15) oder mehrere feststehende Unterdruckkanäle (15) angeordnet ist/sind, aus dem/denen der Unterdruck zum Ansaugen der Behälter (2) gespeist wird.
8. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3, 34) mit den Drehtellern (4) zur Aufnahme der Behälter (2) hohl ausgeführt ist und ein Unterdruck über seitlich angeordnete, in Führungen (16) des Unterdruckkanals (15) laufende Endplatten 17 aus dem einem feststehenden Unterdruckkanal (15) oder den mehreren feststehenden Unterdruckkanälen 15 auf den Träger (3, 34) übertragen wird.
9. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zentrierung (5), welche insbesondere auf den Behälter (2) aufsetzbar ist, anhebbar, absenkbar und/oder drehbar ist und ggf. mittels eines Motors oder Drehantriebs (9) angetrieben werden kann.
10. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Trägers (3, 34) an den Behandlungsstationen (7, 32) den Behältern (2) zugeordnet Motoren oder Drehantriebe (9) vorgesehen sind, welche beim Anheben des Trägers (3) durch die auf diesem angeordneten Behälter (2) entlang ihrer Längsachse angehoben werden, durch ihr Eigengewicht die Behälter (2) zentrieren und damit auch die Rotationsantriebskraft auf den Behälter (2) übertragen.
1 1 . Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Reihe von Behandlungsstationen (7c, 32) eine oder mehrere Abdeckung(en) (14) aufweist, welche ggf. durch die Drehteller (4) verschließbar ist.
12. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Reihe oder mehrere Reihen von Behandlungsstationen (7c, 32) eine gemeinsame Abdeckung (14) aufweist, welche durch den oder die Träger (3) verschließbar ist.
13. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3, 34) bspw. durch eine Exzenterklemme gegenüber der Behandlungsstation (7, 32) mechanisch verspannbar ist.
14. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass mehrere, insbesondere zwei bis vier Reihen gleichartiger Behandlungsstationen (7, 32) hintereinander angeordnet sind.
15. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsstationen (7, 32) separat von dem Transport- System (6, 33) am Boden befestigt sind.
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