WO2017207131A1 - Vorrichtung und verfahren zur bedruckung von behältern - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur bedruckung von behältern Download PDF

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WO2017207131A1
WO2017207131A1 PCT/EP2017/057659 EP2017057659W WO2017207131A1 WO 2017207131 A1 WO2017207131 A1 WO 2017207131A1 EP 2017057659 W EP2017057659 W EP 2017057659W WO 2017207131 A1 WO2017207131 A1 WO 2017207131A1
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printing
container
transport element
value
transport
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PCT/EP2017/057659
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Sascha Koers
Markus Reiniger
Werner Van De Wynckel
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Khs Gmbh
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    • B41J3/543—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed with two or more sets of type or printing elements with multiple inkjet print heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B35/00—Supplying, feeding, arranging or orientating articles to be packaged
    • B65B35/10—Feeding, e.g. conveying, single articles
    • B65B35/16—Feeding, e.g. conveying, single articles by grippers

Definitions

  • the invention relates to a device for printing on containers and to a method for printing on containers.
  • Devices for printing containers are known in different designs.
  • printing systems for printing on containers using digital ink jet or ink jet printing heads are known.
  • printing systems or printing machines eg DE 10 2007 050 490 A1
  • a plurality of treatment or printing stations for receiving in each case a container to be printed are formed on a at least one vertical axis driven transport element, where the container under Use of electronically controllable, operated by the inkjet or ink-jet principle digital printheads are printed.
  • a problem with known printing devices is that so far the positionally precise superimposition of the partial printing images to form a total print image information for rotational orientation of the container to be printed on a central machine network are transmitted. Due to the large number of processing units and at high processing speeds (printed containers per unit of time), undesired delays in the transmission of the information necessary for the orientation may occur, so that undesired erroneous or inaccurate print images may occur. Proceeding from this, it is an object of the invention to provide an apparatus for printing on containers, by means of which a positionally accurate printing with respect to the rotational position of the container is possible even at high processing speeds.
  • the invention relates to a device for printing on containers.
  • the device has a container transport path, on which the containers are moved for treatment in a transport direction from a container inlet to a container outlet.
  • the container transport path has a plurality of transport elements that can be driven circumferentially around a vertical machine axis and in each case have a plurality of printing stations.
  • the containers are held, centered and / or controlled by means of a holding and centering unit.
  • the containers are forwarded together with the holding and centering unit for their printing from a first transport element to a subsequent second transport element.
  • the printing stations of a first transport element are designed to define a printing position, and the application of a first partial printed image to the containers takes place at the printing stations of this first transport element.
  • communication means are provided for direct, wireless transfer of a value defining the printing position from a printing station of the first transport element to a printing station of the second transport element.
  • These communication means are in particular wireless optical data transmission means of the free space transmission technology, which are designed as optical communication interfaces, in particular as infrared communication interfaces.
  • the printing station of the second transport element is designed to receive the value defining the printing position, or in each case two printing stations have corresponding optical transmitters and receivers.
  • there is below a wireless data transfer an optical point-to-point data transmission means of light understood, in particular by means of light in the wavelength range of so-called near infrared, primarily in the range of infrared A (IR-A) wavelengths from 0.78 to 1, 4 ⁇ .
  • IR-A infrared A
  • the printing station of the second transporting member for printing on the container is formed on a container wall portion based on the received value defining the printing position.
  • defining a printing position is meant, on the one hand, a deterministic process that determines the printing of the container before the container is printed, for example, by defining a rotational position value at which the printed image (beginning of the printed image, middle of the image) is defined
  • setting a print position also means that the first partial print image is printed on the container at an arbitrary position (non-deterministic) and an information defining this arbitrary position as the print position of this first partial print image applying printing station is passed on to the subsequent printing station.
  • the printing device has the decisive advantage that the forwarding of the value defining the printing position (hereinafter also referred to as printing position value) does not have to take place via a central machine network, via which a plurality of printing stations transmit their respective printing position values, but that a targeted, direct transmission of the respective printing position Print position value from one printing station to the next.
  • printing position value the value defining the printing position
  • time delays due to a plurality of information to be transmitted can be effectively avoided, and thus the operation of the printing process consisting of a plurality of partial print images can be improved.
  • the device for determining a printing position is in each case individually for each container held on a holding and centering unit and for the specific passing on of a printing position value defining this printing position formed on the respective container printing printing stations.
  • the printing position value valid for this combination is determined and forwarded to the printing stations.
  • the device for targeted transfer of the printing position value is formed only at those printing stations at which the printing of the respective container is completed.
  • the holding and centering unit has a coding for determining the rotational position of the container held on the holding and centering unit.
  • the coding can be provided, for example, on a portion of the holding and centering unit that rotates with the container. For example, a value of this coding or a value derived from this coding is passed on as the print position value.
  • the container can be driven into a desired rotational position determined by the printing position value and printed on it based on the coding. In one embodiment, those provided at the printing stations
  • Communication means formed by an optical communication interface, in particular by an infrared communication interface.
  • infrared communication interfaces has the advantage that they work very reliably even with disturbing external influences, for example disturbing electromagnetic radiation, so that a high degree of operational reliability can be achieved.
  • the printing stations are configured such that the transfer of the printing position value takes place at a time in which a
  • Print station of the first transport element and a printing station of the subsequent transport element for transferring the container to be printed are immediately adjacent and facing each other. In the face of the
  • Printing stations are their outer peripheral side arranged end faces adjacent to each other or lie directly opposite to the holding and centering unit of a printing station to pass to the next printing station.
  • Opposite can be used to targeted by means
  • Nahkommunikationsmitteln to transmit the information relating to the printing position value.
  • the infrared communication interfaces provided at the respective printing stations lie directly opposite one another, so that the information relating to the printing position value can be transmitted.
  • the printing stations are formed by entirely replaceable printing modules.
  • the printing modules can contain all necessary for printing the container functional elements and in particular also be pre-calibrated.
  • the printing station can have a memory unit for storing calibration information, by means of which the printing module can be calibrated after insertion into the device. As a result, the maintainability of the device is significantly improved and reduces the downtime for defects.
  • each print engine has communication means for transmitting and receiving the print position value. This can be done by anyone
  • Print module received by him to align the container required printing position value and forward it to the subsequent printing module.
  • the print module has an infrared transmitter and an infrared receiver for transmitting the print position value.
  • the printing position value can be received by a printing module preceding it in the transport direction and subsequently transmitted further by the infrared transmitter.
  • the printing modules have at least one print head and means for holding and releasing a holding and centering unit.
  • the means for holding and re-releasing the holding and centering unit are formed for example by a receptacle into which a holding and centering unit can be introduced and releasably fastened, for example by an electromagnet can be fixed.
  • the printing modules have all the components both for positionally accurate fixation as well as for printing on the container.
  • the printing modules each have a housing or a support element, which for releasable coupling with a support structure of a
  • Transport element is formed.
  • Quick connection mechanism be provided for the positionally accurate arrangement of the printing module on the support structure and for easy interchangeability of
  • Print modules is formed. This in turn significantly improves the maintainability of the device.
  • the printing modules are circumferentially adjoining each other to the transport element fixed.
  • the transport element fixed.
  • Print modules an outer peripheral side provided on the respective transport element printing module wreath on which by the pressure modules each
  • the printing modules have at least one interface which is designed to be coupled to at least one appropriate interface provided for transporting the printing module with electrical energy, printing ink and for transmitting control information.
  • Hiebei may be provided a single interface, by means of which the electrical and fluidic coupling between the printing module and the transport element is effected or it may be provided several interfaces, for example, a first interface, which causes the transmission of electrical energy and control information and a second interface, which causes the transfer of printing ink.
  • the invention relates to a method for printing on containers by means of a printing device, the method comprising the following steps:
  • Transport element Printing the container with a partial print image at the printing station of the first transport element based on the specified
  • Print station of the first transport element to a printing station of the second transport element by wireless communication means; and ⁇ printing the container with another partial print image on the
  • the value defining the printing position is transmitted by means of an infrared communication interface, specifically when the printing station of the first transport element and the printing station of the second transport element are facing each other for the transfer of the container to be printed.
  • the pressure position value can also be transmitted during the transfer process of the container.
  • containers are understood to mean all containers, in particular bottles, cans etc.
  • the term “substantially” or “approximately” in the sense of the invention means deviations from the exact value by +/- 10%, preferably +/- 5% and / or deviations in the form of changes that are insignificant for the function.
  • FIG. 1 shows an example of a printing device in a perspective view
  • FIG. 2a by way of example a printing device in a schematic plan view
  • FIG. 2b shows by way of example and schematically the transport path through a printing device in a schematic plan view
  • FIG. 3 shows by way of example a plurality of printing elements arranged on a transport element in a perspective view
  • FIG. 4 shows by way of example a printing module with a retaining and holding device arranged thereon
  • the device generally designated by the reference numeral 1 in Figure 1 is used for applying an imprint or multiple printing on container 2, for example in the form of bottles, either directly on the outer or outer surface of the wall of the container 2 or on there already applied, for example provided with a partial equipment labels.
  • container 2 of the device 1 or their container inlet 1 .1 fed via an outer conveyor upright in a transport direction A then move within the device 1 on a multiple arcuately deflected transport path.
  • the Container 2 continues to be supplied upright at a container outlet 1 .2 via an outer conveyor for further use.
  • the transport path of the packaging means 2 during feeding, when moving through the device 1 and when removing it from the device 1 is indicated schematically in FIGS. 2a and 2b by TW.
  • the device 1 comprises a plurality of machine units 3.1 - 3.n directly adjoining one another in the transport direction A, specifically in the illustrated embodiment of a total of eight machine units 3.1 - 3.8, wherein all machine units 3.1 - 3.8 are each formed by an identical basic unit 4, which is equipped with the functional elements necessary for the specific task of the respective machine unit 3.1 - 3.8.
  • Each basic unit 4 includes i.a.
  • the transport element 6 is preferably designed such that on its circumference a plurality of similar treatment modules can be attached to it in order to equip the respective machine unit 3.1-3.8 for a specific functionality.
  • the treatment modules may be pre-treatment modules (designed to sterilize the containers, etc.), printing modules (e.g., for printing on the inkjet-type containers, etc.) or post-treatment modules (e.g., curing units for drying the printed image, inspection units, etc.).
  • Each treatment module has means for holding and releasing again a holding and centering unit 10, which is designed to hold and center a container 2 to be printed.
  • a holding and centering unit 10 there is a receptacle on the treatment module to which a holding and centering unit 10 can be detachably fastened.
  • the transport elements 6 of the individual machine units 3.1 - 3.8 are arranged adjacent to each other directly and transportable and driven in opposite directions, but synchronously so that these transport elements 6 in their entirety form a transport device with which the container 2 within the printing device 1 on the in the figure 2b shown repeatedly deflected transport path TW between the container inlet 1 .1 and the container outlet 1 .2 are moved.
  • the individual containers 2 are in each case forwarded directly from the transport element 6 of a machine unit 3.1 - 3.7 to the transport element 6 of the machine unit 3.2 - 3.8 following in the direction of transport A.
  • the basic function of the individual machine units 3.1 - 3.8 is, for example, the following:
  • the machine unit 3.1 forms i.a. the inlet unit of the printing device. 1
  • a pretreatment of the container 2 takes place at least on the packaging area to be printed
  • a plasma or corona treatment which is particularly useful when the application of the multiple pressure in the
  • the machine units 3.2-3.6 which are connected to the machine unit 3.1 form the actual printing units with a plurality of printing stations arranged peripherally, on which the multiple printing takes place, preferably as color printing in the form that at each machine unit 3.2-3.6 a partial image, for example a color set of one Color printing is printed, for example in white, yellow, magenta, cyan and black.
  • the machine unit 3.7 is e.g. designed as a drying unit, in
  • the last machine unit 3.8 forms the outlet unit or the container outlet 1 .2 of the device 1, at which the finished printed containers 2 leave the device 1.
  • the machine unit 3.8 may preferably also be designed as a drying module.
  • the containers 2 with the transport elements 6 of the machine units 3.1 and 3.8 are each moved over an angular range of approximately 90 ° about the vertical machine axis MA of the machine units 3.1 and 3.8.
  • the packaging means 2 are carried along with the respective transport element 6 over an angular range of approximately 180 ° about the vertical machine axis MA of the machine units 3.2-3.7.
  • this angular range or within this distance of the rotational movement of the respective transport element 6 takes place in particular in the modules 3.1 - 3.7 of the respective machine unit associated process (pretreatment, printing, curing).
  • the machine units 3.1 - 3.n as shown in Figures 3 and 4, a plurality of treatment modules or treatment segments trained treatment units, each as a complete functional units or modules on a rotatably driven about the respective vertical axis MA rotor the respective machine unit 3.1 - 3.n are mounted interchangeable.
  • the rotor can in this case in particular be continuously circulating or intermittently driven.
  • the treatment modules are provided on the circumference of the rotor, preferably in such a way that the treatment modules are formed like a cake piece or wedge-like in plan view and in the circumferential direction of the rotor connect to each other such that the Treatment modules of a machine unit 3.1 - 3. n form a circular ring (see Fig. 3).
  • the treatment modules are printing modules 7, ie designed for printing on a container 2.
  • the treatment modules form on their relative to the machine axis MA radially outer side each have a recess 7.1, in which the containers 2 are at least partially received during the treatment, preferably in the region of its container top or container mouth hanging and centering units 1 0 hanging held, ie oriented with its container vertical axis in the vertical direction and parallel to the machine axis MA.
  • the holding and centering units 1 0 are in turn each held, for example, on a support 1 1, which is fastened in the associated lateral grooves 1 2.
  • the carrier 1 1 can be moved or moved in the manner of a slide in the grooves 1 2, for example driven by suitable drive means, in order to ensure adaptation to different container formats.
  • the holding and centering units 1 0, are preferably used for holding and centering a container 2 and also for the controlled turning or pivoting thereof.
  • the holding and centering units 10 during the treatment or during printing of the containers 2, an alignment and controlled turning or pivoting of the containers 2 about their container vertical axis.
  • the holding and centering units 1 0 in the illustrated embodiment essentially consist of a primary part 1 0.1, which is held on the respective carrier 1 1, as well as a secondary part 1 0.2.
  • the primary part 1 0.1 essentially serves the secure and aligned attachment of the respective holding and centering unit 10 to the treatment module, in particular the carrier 11 or the receptacle on the treatment module.
  • the primary part 1 0.1 has for this purpose, inter alia, a reference surface 10.1 .1, the complementary counterpart in the treatment module 7 as a reference plane or surface for conditioning and thus for adjustment relative to the treatment module provided on the treatment facilities (eg print head, curing device, etc.) is used.
  • the respective holding and centering unit 1 0 and container 2 and the respective treatment facilities created.
  • the secondary part 10.2 is, for example, designed like a claw, in particular as a mechanical and / or pneumatically actuated gripper and / or as a vacuum gripper.
  • the required holding force is applied to the primary part 1 0.1 passively and actively removed or dissolved in order to increase the security in Strom- or lack of media, for example by one or more permanent magnets.
  • the secondary part 1 0.2 comprises the active components, ie in particular all necessary for the alignment and controlled turning or pivoting of the container 2 during the treatment components, including elements that are required for aligning and / or turning the packaging when printing, and / or the elements for supplying compressed air and / or vacuum, etc.
  • the rotor of an electric actuator or angle drive for aligning and controlled Turning or pivoting the container 2 during the treatment is for this purpose, inter alia, provided with a permanent magnet arrangement 1 0.3, which has a plurality of permanent magnets.
  • the permanent magnet arrangement 10.3 which alternately has magnetic north and south poles in a circumferential direction, cooperates therewith with an electromagnet arrangement provided on the treatment module, in particular on the support 11, which forms the stator of the actuator or of the electromagnetic direct drive.
  • a secondary system 1 associated with the 0.2 encoder system can be provided by means of which the rotational position of the secondary part 10.2 and the container 2 provided thereon can be determined.
  • the abutment encoder system may be an absolute encoder system, i. an encoder system by means of which the absolute rotational position of the secondary part 1 0.2 and the container 2 can be determined.
  • the alignment and controlled rotation of the container 2 about the container vertical axis is in each case with respect to the respective treatment module or with respect to there, the treatment effecting functional elements.
  • the definition of the printing position can be effected, for example, by starting the container printing with the first partial print image at an arbitrary rotational position of the container 2 in the printing station of the machine unit 3.2, but recording a printing position value by means of which the position of the first partial image is defined.
  • This print position value can be determined, for example, by an encoding value of the encoder position which maps the rotational position of the container. System of the holding and centering unit 1 0 be determined or derived from this encoder system value.
  • the printing position value indicates at which rotational position the container printing has taken place or the printed image has been arranged.
  • the print position value can indicate, for example, the marginal beginning of a print image or specify that a certain print image area comes to lie at the print position value (eg center of the image). It is explicitly pointed out that the printing position value is not based on a determined container feature, for example an embossing, a container seam or the like. is determined, but is determined independently of the container, for example arbitrarily or nondeterministically or by choosing a particular encoding value of the encoder system.
  • the container printing can then be carried out in the other machine units 3.3 - 3.6 performing the printing with partial print images.
  • the machine units 3.2 - 3.6 each have a plurality of treatment modules, which are designed as pressure modules 7. These printing modules are especially interchangeable in their entirety. For example, these are fixed with a quick-locking system on a support structure of the transport element 6 of the respective machine unit 3.2 - 3.6.
  • Each printing module 7 can have at least one print head and means for holding and releasing the holding and centering unit 10.
  • the means for holding and releasing can be formed, for example, by a receptacle in which the holding and centering unit 1 0 can be releasably secured.
  • the printing modules 7 may comprise, for example, a housing in which or on which all functional elements necessary for the container printing are provided, for example means for printing ink supply of the print head, means for adjusting the print head, at least one storage unit for storing calibration information of the print head and the like.
  • one or more interfaces may be provided which cooperates with the insertion of the print module in a receptacle on the transport element 6 with one or more corresponding, provided on the transport element 6 interfaces to ensure supply of the print module 7 with ink, electrical energy and control information.
  • the printing of the container 2 is carried out such that at the first trained for Be Strukturerbedruckung machine module 3.2, ie in the transport direction of the container 2 on the container inlet 1 .1 following first machine unit 3.2 whose treatment modules as printing modules. 7 are formed, the determination of the printing position.
  • a print position value is set or determined relative to which the print image is arranged.
  • the printing modules have wireless localcommunication means by means of which the printing position value can be transmitted.
  • These Nahkommunikationsstoff can be formed for example by an infrared communication interface.
  • the transfer of the printing position value necessary for printing a respective container 2 is effected selectively between the printing modules 7, which print on the respective container.
  • the respective printing position value is only transmitted to the printing modules 7, which effect the printing of the respective container 2, and the other printing modules 7 of the respective machine unit 3.2 - 3.6 do not receive this information.
  • a printing module 7 of the machine unit 3.2 transmits the printing position value to a printing module 7 of the downstream machine unit 3.3 in the transport direction A, this printing module 7 in turn the same printing position value to a printing module 7 of the machine unit 3.4, etc.
  • the information transfer is preferably carried out simultaneously to the transfer of the holding and Centering unit 1 0 between two adjacent machine units 3.2 - 3.6, ie at a moment in which the two pressure modules 7 face the front side.
  • the main advantage of the direct passing of the Print position value between the individual printing modules 7 is that the machine network, by means of which the individual machine units 3.1 - 3. n are interconnected, is not charged and no time-critical communication between the rotating printing modules 7 and stationary machine parts has to be done. Thus, a timely transmission of the printing position values can be ensured even at a high processing speed (treated containers per unit of time).
  • a communication unit 20 is provided on the front side of the printing modules 7, by means of which the transmission of information between the printing modules 7 can take place.
  • This communication unit is indicated schematically in FIG. 4 by the reference numeral 20.
  • the communication unit 20 may include, for example, an infrared transmitter 21 and an infrared receiver 22. With the aid of the infrared transmitter 21, a printing position value can be transmitted from the printing module 7 to a further printing module 7. By means of the infrared receiver 22, a print position value sent by another print module 7 can be received and used in the print module 7 appropriately.
  • the container 2 may be rotated based on the received printing position value such that the partial image to be reprinted and the partial image already existing on the container 2 are superimposed in the desired manner.
  • the printing module 7 according to the figure 5 has a slightly different storage of the holding and centering unit 1 0.
  • the reference surfaces of the primary part 10.1 are designed as a circumferential groove which is brought into abutment on at least two centering pins 1 3.
  • the likewise arranged above the carrier 1 1 communication unit 20 has only one opening for the infrared transmitter 21 and the infrared receiver 22.
  • communication means were provided with wireless optical data transmission means of the free space transmission technology, which are designed as infrared communication interfaces and in IR-A wave range of 850-900 nm working. Alternatively, other optical communication interfaces may be provided.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bedrucken von Behältern (2) mit einer Behältertransportstrecke, auf der die Behälter (2) zum Behandeln in einer Transportrichtung (A) von einem Behältereinlauf (1.1) an einen Behälterauslauf (1.2) bewegt werden, wobei die Behältertransportstrecke von mehreren um eine vertikale Maschinenachse (MA) umlaufend antreibbaren, jeweils mehrere Druckstationen (8) aufweisenen Transportelementen (6) gebildet ist, an denen die Behälter (2) mittels einer Halte- und Zentriereinheit (10) gehalten, zentriert und/oder gesteuert bewegt werden, wobei die Behälter (2) zusammen mit der Halte- und Zentriereinheit (10) zu deren Bedruckung von einem ersten Transportelement zu einem darauffolgenden zweiten Transportelement weitergeleitet werden, wobei die Druckstationen (8) eines ersten, auf den Behältereinlauf (1.1) folgenden Transportelements Mittel zur Festlegung einer Druckposition aufweisen, wobei das Aufbringen eines ersten Teildruckbildes auf die Behälter (2) an den Druckstationen (8) des ersten Transportelements erfolgt, wobei an den Druckstationen (8) der Transportelemente Kommunikationsmittel (20) zur drahtlosen Weitergabe eines die Druckposition definierenden Werts von einer Druckstation (8) des ersten Transportelements an eine Druckstation (8) des zweiten Transportelements vorgesehen sind, wobei die Druckstation (8) des zweiten Transportelements zum Empfang des die Druckposition definierenden Werts ausgebildet ist, und wobei die Druckstation (8) des zweiten Transportelements zum Bedrucken des Behälters (2) an einem Behälterwandungsbereich basierend auf dem empfangenen, die Druckposition definierenden Wert ausgebildet ist.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Bedruckung von Behältern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bedrucken von Behältern sowie auf ein Verfahren zur Bedruckung von Behältern.
Vorrichtungen zum Bedrucken von Behältern sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Insbesondere sind Drucksysteme zum Bedrucken von Behältern unter Verwendung von digitalen, nach dem Tintenstrahl- oder Ink-Jet-Prinzip arbeitenden elektrischen Druckköpfen bekannt. Bekannt sind dabei insbesondere auch Drucksysteme oder Druckmaschinen (z.B. DE 10 2007 050 490 A1 ), bei denen an einem um wenigstens eine vertikale Achse umlaufend angetriebenen Transportelement mehrere Behandlungs- oder Druckstationen 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.
Aus der Druckschrift DE 10 201 1 1 12 106 B3 ist eine Vorrichtung zum Bedrucken von Behältern bekannt geworden, die aus mehreren in Transportrichtung unmittelbar aneinander anschließenden Transportelementen besteht, wobei zumindest einige der Transportelemente als den Aufdruck bewirkende Behandlungseinheiten fungieren und diese Behandlungseinheiten jeweils ein Teildruckbild auf den zu bedruckenden Behälter aufbringen.
Problematisch bei bekannten Druckeinrichtungen ist, dass bislang zur lagegenauen Überlagerung der Teildruckbilder zur Bildung eines Gesamtdruckbildes Informationen zur drehlagemäßigen Ausrichtung des zu bedruckenden Behälters über ein zentrales Maschinennetzwerk übertragen werden. Aufgrund der Vielzahl von Behandlungseinheiten und bei hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten (bedruckte Behälter pro Zeiteinheit) kann es zu unerwünschten Verzögerungen bei der Übertragung der zur Ausrichtung nötigen Informationen kommen, so dass es zu unerwünschten fehlerhaften oder ungenauen Druckbildern kommen kann. Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Bedrucken von Behältern anzugeben, mittels der eine in Bezug auf die Drehposition lagegenaue Bedruckung der Behälter auch bei hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten möglich ist.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Ein Verfahren zum Bedrucken von Behältern ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 14.
Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Bedrucken von Behältern. Die Vorrichtung weist eine Behältertransportstrecke auf, auf der die Behälter zum Behandeln in einer Transportrichtung von einem Behältereinlauf an einen Behälterauslauf bewegt werden. Die Behältertransportstrecke weist mehrere um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbare, jeweils mehrere Druckstationen umfassende Transportelemente auf. An den Druckstationen werden die Behälter mittels einer Halte- und Zentriereinheit gehalten, zentriert und/oder gesteuert bewegt. Die Behälter werden zusammen mit der Halte- und Zentriereinheit zu deren Bedruckung von einem ersten Transportelement zu einem darauffolgenden zweiten Transportelement weitergeleitet. Dabei sind die Druckstationen eines ersten Transportelements zur Festlegung einer Druckposition ausgebildet und das Aufbringen eines ersten Teildruckbildes auf die Behälter erfolgt an den Druckstationen dieses ersten Transportelements. An den Druckstationen der Transportelemente sind Kommunikationsmittel zur direkten, drahtlosen Weitergabe eines die Druckposition definierenden Werts von einer Druckstation des ersten Transportelements an eine Druckstation des zweiten Transportelements vorgesehen.
Diese Kommunikationsmittel sind insbesondere drahtlose optische Datenübertragungsmittel der Freiraumübertragungstechnologie, die als optische Kommunikationsschnittstellen ausgebildet sind, insbesondere als Infrarot- Kommunikationsschnittstellen. Die Druckstation des zweiten Transportelements ist zum Empfang des die Druckposition definierenden Werts ausgebildet, bzw. weise beiden Druckstationen entsprechende optische Sender und Empfänger auf. Dabei wird nachfolgend unter einer drahtlosen Datenweitergabe eine optische Punkt-zuPunkt Datenübertragung mittels Licht verstanden, insbesondere mittels Licht im Wellenlängenbereich von so genanntem nahen Infrarot, vorrangig im Bereich von Infrarot-A (IR-A) Wellenlängen von 0,78 bis 1 ,4 μηι.
Ferner ist die Druckstation des zweiten Transportelements zum Bedrucken des Behälters an einem Behälterwandungsbereich basierend auf dem empfangenen, die Druckposition definierenden Wert ausgebildet. Unter „Festlegen einer Druckposition" wird dabei zum einen ein deterministischer Vorgang verstanden, dass vor der Behälterbedruckung festgelegt wird, wo die Bedruckung des Behälters erfolgen soll, beispielsweise dadurch dass einmal ein Drehpositionswert definiert wird, an dem das Druckbild (Anfang des Druckbildes, Mitte des Druckbildes etc.) platziert wird. Zum anderen wird unter„Festlegen einer Druckposition" auch verstanden, dass das erste Teildruckbild an einer beliebigen Stelle (nicht deterministisch) auf den Behälter aufgedruckt wird und eine diese beliebige Stelle definierende Information als Druckposition von der dieses erste Teildruckbild aufbringenden Druckstation an die nachfolgende Druckstation weitergegeben wird.
Die Bedruckungsvorrichtung hat den entscheidenden Vorteil, dass die Weiterleitung des die Druckposition definierenden Werts (nachfolgend auch Druckpositionswert genannt) nicht über ein zentrales Maschinennetzwerk zu erfolgen hat, über das eine Vielzahl von Druckstationen ihre jeweiligen Druckpositionswerte übertragen, sondern dass eine gezielte, direkte Übertragung des jeweiligen Druckpositionswert von einer Druckstation zur nächsten erfolgt. Dadurch können Zeitverzögerungen aufgrund einer Vielzahl von zu übertragenden Informationen wirksam vermieden und damit der Ablauf des aus mehreren Teildruckbildern bestehenden Druckvorgangs verbessert werden.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung zur Festlegung einer Druckposition jeweils einzeln für jeden an einer Halte- und Zentriereinheit gehaltenen Behälter und zur gezielten Weitergabe eines diese Druckposition festlegenden Druckpositionswerts an die den jeweiligen Behälter bedruckenden Druckstationen ausgebildet. In anderen Worten wird zu jeder Kombination aus Halte- und Zentriereinheit und dem daran gehaltenen Behälter der für diese Kombination geltende Druckpositionswert festgelegt und an die Druckstationen weitergeleitet. Insbesondere ist die Vorrichtung zur gezielten Weitergabe des Druckpositionswerts lediglich an diejenigen Druckstationen ausgebildet, an denen die Bedruckung des jeweiligen Behälters vollzogen wird. Durch die gezielte Weitergabe des Druckpositionswerts zu den jeweiligen die Bedruckung des Behälters vollziehenden Druckstationen kann die Menge der zu übertragenen Daten entscheidend reduziert werden.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Halte- und Zentriereinheit eine Kodierung zur Bestimmung der Drehlage des an der Halte- und Zentriereinheit gehaltenen Behälters auf. Die Kodierung kann beispielsweise an einem mit dem Behälter sich mitdrehenden Abschnitt der Halte- und Zentriereinheit vorgesehen sein. Als Druckpositionswert wird dabei beispielsweise ein Wert dieser Kodierung oder ein von dieser Kodierung abgeleiteter Wert weitergegeben. Dadurch kann an jeder Druckstation der Behälter basierend auf der Kodierung in eine gewünschte, durch den Druckpositionswert bestimmte Drehposition gefahren und an dieser bedruckt werden. In einem Ausführungsbeispiel werden die an den Druckstationen vorgesehenen
Kommunikationsmittel durch eine als optische Kommunikationsschnittstelle gebildet, insbesondere durch eine Infrarot-Kommunikationsschnittstelle. Die Verwendung von Infrarot-Kommunikationsschnittstellen bietet den Vorteil, dass diese auch bei störenden äußeren Einflüssen, beispielsweise störenden elektromagnetischen Strahlungen sehr zuverlässig arbeiten, so dass eine hohe Betriebssicherheit erreicht werden kann.
In einem Ausführungsbeispiel sind die Druckstationen derart ausgebildet, dass die Übergabe des Druckpositionswerts zu einem Zeitpunkt erfolgt, in dem eine
Druckstation des ersten Transportelements und eine Druckstation des nachfolgenden Transportelements zur Übergabe des zu bedruckenden Behälters unmittelbar benachbart sind und sich gegenüberstehen. Bei dem Gegenüberstehen der
Druckstationen sind deren außenumfangsseitig angeordnete Stirnseiten einander benachbart bzw. liegen sich direkt gegenüber, um die Halte- und Zentriereinheit von einer Druckstation zur nächsten Druckstation übergeben zu können. Dieses
Gegenüberliegen kann dazu benutzt werden, gezielt mittels
Nahkommunikationsmitteln die Information bezüglich des Druckpositionswerts zu übertragen. Insbesondere liegen dabei die an den jeweiligen Druckstationen vorgesehenen Infrarot-Kommunikationsschnittstellen direkt einander gegenüber, so dass die Information bezüglich des Druckpositionswerts übertragen werden können.
In einem Ausführungsbeispiel sind die Druckstationen durch in Gänze austauschbare Druckmodule gebildet. Die Druckmodule können dabei sämtliche zur Bedruckung der Behälter nötige Funktionselemente enthalten und insbesondere auch vorkalibriert sein. Insbesondere kann die Druckstation eine Speichereinheit zur Abspeicherung von Kalibrierinformationen aufweisen, anhand denen das Druckmodul nach dem Einsetzen in die Vorrichtung kalibrierbar ist. Dadurch wird die Wartbarkeit der Vorrichtung entscheidend verbessert und die Ausfallzeiten bei Defekten reduziert.
In einem Ausführungsbeispiel weist jedes Druckmodul Kommunikationsmittel zum Senden und zum Empfang des Druckpositionswerts auf. Dadurch kann jedes
Druckmodul den von ihm zur Ausrichtung der Behälter benötigten Druckpositionswert empfangen und an das nachfolgende Druckmodul weiterleiten.
In einem Ausführungsbeispiel weist Druckmodul einen Infrarot-Sender und einen Infrarot-Empfänger zum Übertragen des Druckpositionswerts auf. Dabei kann mittels des Infrarot-Empfängers der Druckpositionswert von einem in Transportrichtung vorhergehenden Druckmodul empfangen und anschließend durch den Infrarot- Sender weiterübertragen werden.
In einem Ausführungsbeispiel weisen die Druckmodule zumindest einen Druckkopf und Mittel zum Halten und wieder Freigeben einer Halte- und Zentriereinheit auf. Die Mittel zum Halten und wieder Freigeben der Halte- und Zentriereinheit werden beispielsweise durch eine Aufnahme gebildet, in die eine Halte- und Zentriereinheit einbringbar und lösbar befestigbar ist, beispielsweise durch einen Elektromagneten festlegbar ist. Damit weisen die Druckmodule sämtliche Bauelemente sowohl zur lagegenauen Fixierung als auch zur Bedruckung der Behälter auf. In einem Ausführungsbeispiel weisen die Druckmodule jeweils ein Gehäuse oder ein Tragelement auf, das zur lösbaren Kopplung mit einer Tragstruktur eines
Transportelements ausgebildet ist. Insbesondere kann ein
Schnellverbindungsmechanismus vorgesehen sein, der zur lagegenauen Anordnung des Druckmoduls an der Tragstruktur und zur einfachen Auswechselbarkeit der
Druckmodule ausgebildet ist. Dadurch wird wiederum die Wartbarkeit der Vorrichtung entscheidend verbessert.
In einem Ausführungsbeispiel sind die Druckmodule umfangsseitig aneinander anschließend an dem Transportelement festlegbar. Beispielsweise bilden die
Druckmodule einen außenumfangsseitig an dem jeweiligen Transportelement vorgesehenen Druckmodulkranz, an dem durch die Druckmodule jeweils
Druckstationen gebildet sind. In einem Ausführungsbeispiel weisen die Druckmodule zumindest eine Schnittstelle auf, die zur Kopplung mit zumindest einer transportelementseitig vorgesehenen, entsprechenden Schnittstelle zur Versorgung des Druckmoduls mit elektrischer Energie, Drucktinte und zur Übertragung von Steuerungsinformationen ausgebildet ist. Hiebei kann eine einzige Schnittstelle vorgesehen sein, mittels der die elektrische und fluidische Kopplung zwischen dem Druckmodul und dem Transportelement bewirkt wird oder es können mehrere Schnittstellen vorgesehen sein, beispielsweise eine erste Schnittstelle, die die Übertragung von elektrischer Energie und Steuerinformationen bewirkt und eine zweite Schnittstelle, die die Übertragung der Drucktinte bewirkt. Dadurch kann beim mechanischen Anbringen des Druckmoduls am Transportelement gleichzeitig eine elektrische und fluidische Versorgung des Druckmoduls sichergestellt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bedrucken von Behältern mittels einer Druckvorrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
■ Anordnen eines Behälters an einer Halte- und Zentriereinheit;
■ Festlegung einer Druckposition in einer Druckstation eines ersten
Transportelements; ■ Bedrucken des Behälters mit einem Teildruckbild an der Druckstation des ersten Transportelements basierend auf der festgelegten
Druckposition ;
■ Weitergabe des an der Halte- und Zentriereinheit gehaltenen Behälters von der Druckstation des ersten Transportelements an eine Druckstation eines zweiten Transportelements;
■ Übertragen eines die Druckposition definierenden Werts von der
Druckstation des ersten Transportelements an eine Druckstation des zweiten Transportelements durch drahtlose Kommunikationsmittel; und ■ Bedruckung des Behälters mit einem weiteren Teildruckbild an der
Druckstation des zweiten Transportelements an einer durch den übertragenen Druckpositionswert festgelegten oder ableitbaren Druckposition. In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens erfolgt das Übertragen des die Druckposition definierenden Werts mittels einer Infrarot-Kommunikationsschnittstelle, und zwar dann, wenn sich die Druckstation des ersten Transportelements und die Druckstation des zweiten Transportelements einander zur Übergabe des zu bedruckenden Behälters gegenüberstehen. Dadurch kann während des Übergabevorgangs des Behälters auch der Druckpositionswert übertragen werden.
Unter Behälter im Sinne der Erfindung werden sämtliche Behälter verstanden, insbesondere Flaschen, Dosen etc. 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.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 beispielhaft eine Druckvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 2a beispielhaft eine Druckvorrichtung in einer schematischen Draufsicht;
Fig. 2b beispielhaft und schematisch den Transportweg durch eine Druckvorrichtung in einer schematischen Draufsicht;
Fig. 3 beispielhaft mehrere an einem Transportelement angeordnete Druckmodule in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 4 beispielhaft ein Druckmodul mit einer daran angeordneten Halte-und
Zentriereinrichtung in einer perspektivischen Darstellung und Fig. 5 beispielhaft ein zur Figur 4 unterschiedliches Druckmodul mit einer daran angeordneten Halte-und Zentriereinrichtung in einer perspektivischen
Darstellung.
Die in Figur 1 allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete Vorrichtung dient zum Aufbringen eines Aufdrucks oder Mehrfachdrucks auf Behälter 2 beispielsweise in Form von Flaschen, und zwar entweder unmittelbar auf die Außen- oder Mantelfläche der Wandung des Behälters 2 oder aber auf dort bereits aufgebrachte, z.B. mit einer Teilausstattung versehene Etiketten. Zum Bedrucken werden die Behälter 2 der Vorrichtung 1 bzw. deren Behältereinlauf 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 Behälter 2 weiterhin aufrecht stehend an einem Behälterauslauf 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 den Figuren 2a und 2b schematisch mit TW bezeichnet.
Im Einzelnen besteht die Vorrichtung 1 aus mehreren in Transportrichtung A unmittelbar aneinander anschließenden Maschineneinheiten 3.1 - 3.n, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform aus insgesamt acht Maschineneinheiten 3.1 - 3.8, wobei sämtliche Maschineneinheiten 3.1 - 3.8 jeweils von einer identischen Grundeinheit 4 gebildet sind, die mit den für die spezielle Aufgabe der jeweiligen Maschineneinheit 3.1 - 3.8 notwendigen Funktionselementen ausgestattet ist.
Jede Grundeinheit 4 umfasst u.a. beispielsweise eine in einem Gehäuse 5 untergebrachte Antriebs- und Steuereinheit und ein an der Oberseite des Gehäuses 5 angeordnetes und durch die Antriebs- und Steuereinheit u.a. um eine vertikale Maschinenachse MA der jeweiligen Maschineneinheit 3.1 - 3.8 umlaufend antreibbares Transportelement 6. Das Transportelement 6 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass an ihm umfangsseitig eine Vielzahl von gleichartigen Behandlungsmodulen anbringbar sind, um die jeweilige Maschineneinheit 3.1 - 3.8 für eine bestimmte Funktionalität auszustatten. Beispielsweise können die Behandlungsmodule Vorbehandlungsmodule (ausgebildet zur Sterilisation der Behälter etc.), Druckmodule (z.B. zur Bedruckung der Behälter nach dem Tintenstrahlprinzip etc.) oder Nachbehandlungsmodule (z.B. Curing-Einheiten zum Trocknen des Druckbildes, Inspektionseinheiten etc.) sein.
Jedes Behandlungsmodul weist Mittel zum Halten und wieder Freigegeben einer Halte- und Zentriereinheit 1 0 auf, die zur Halterung und Zentrierung eines zu bedruckenden Behälters 2 ausgebildet ist. In anderen Worten befindet sich an dem Behandlungsmodul eine Aufnahme, an der eine Halte- und Zentriereinheit 10 lösbar befestigbar ist. Somit wird der zu behandelnde Behälter 2 während der Drehung des jeweiligen Transportelements 6 durch die Halte- und Zentriereinheit 1 0 gegenüber dem jeweiligen Behandlungsmodul gehalten und dabei während der Behandlung gleichzeitig in Transportrichtung A weitertransportiert.
Die Transportelemente 6 der einzelnen Maschineneinheiten 3.1 - 3.8 sind unmittelbar bzw. transportmäßig aneinander anschließend angeordnet und gegenläufig, aber synchron derart angetrieben, dass diese Transportelemente 6 in ihrer Gesamtheit eine Transporteinrichtung bilden, mit der die Behälter 2 innerhalb der Druckvorrichtung 1 auf dem in der Figur 2b dargestellten mehrfach umgelenkten Transportweg TW zwischen dem Behältereinlauf 1 .1 und dem Behälterauslauf 1 .2 bewegt werden. Die einzelnen Behälter 2 werden hierbei jeweils direkt von dem Transportelement 6 einer Maschineneinheit 3.1 - 3.7 an das Transportelement 6 der in Transportrichtung A folgenden Maschineneinheit 3.2 - 3.8 weitergeleitet.
Die prinzipielle Funktion der einzelnen Maschineneinheiten 3.1 - 3.8 ist beispielsweise folgende:
• Die Maschineneinheit 3.1 bildet u.a. die Einlaufeinheit der Druckvorrichtung 1 .
In der Maschineneinheit 3.1 erfolgt beispielsweise eine Vorbehandlung der Behälter 2 zumindest an dem zu bedruckenden Packmittelbereich,
beispielsweise eine Plasma- oder Corona-Behandlung, die insbesondere dann zweckmäßig ist, wenn das Aufbringen des Mehrfachdrucks in den
nachfolgenden Modulen unter Verwendung von Druckköpfen erfolgt, die nach dem Tintenstrahlprinzip (Ink-Jet) oder nach dem sogenannten Tonjet-Prinzip arbeiten.
· Die an die Maschineneinheit 3.1 anschließenden Maschineneinheiten 3.2 - 3.6 bilden die eigentlichen Druckeinheiten mit mehreren umfangseitig angeordneten Druckstationen, an denen der Mehrfachdruck erfolgt, und zwar vorzugsweise als Farbdruck in der Form, dass an jeder Maschineneinheit 3.2 - 3.6 jeweils ein Teildruckbild beispielsweise ein Farbsatz eines Farbdrucks gedruckt wird, beispielsweise in Weiß, Gelb, Magenta, Zyan und Schwarz.
• Die Maschineneinheit 3.7 ist z.B. als Trocknungseinheit ausgebildet, in
welcher der jeweilige zuvor erzeugte Mehrfachdruck in geeigneter Weise, beispielsweise durch Energieeintrag z.B. durch Wärme und/oder durch UV- Strahlung endgültig getrocknet bzw. durchgehärtet wird (Curing).
• Die letzte Maschineneinheit 3.8 bildet schließlich die Auslaufeinheit bzw. den Behälterauslauf 1 .2 der Vorrichtung 1 , an der die fertig bedruckten Behälter 2 die Vorrichtung 1 verlassen. Die Maschineneinheit 3.8 kann vorzugsweise zusätzlich auch noch als Trocknungsmodul ausgeführt sein.
Es versteht sich, dass in der Kette von Maschineneinheiten 3.1 - 3.8 weitere Maschineneinheiten vorgesehen sein können (beispielsweise eine Inspektionseinheit) oder aber auch bestimmte Maschineneinheiten weggelassen werden können, um die Druckvorrichtung 1 bedarfsgerecht anpassen zu können.
Wie insbesondere die Figur 2b zeigt, werden die Behälter 2 mit den Transportelementen 6 der Maschineneinheiten 3.1 und 3.8 jeweils auf einem Winkelbereich von etwa 90° um die vertikale Maschinenachse MA der Maschineneinheiten 3.1 und 3.8 bewegt. Bei den übrigen Maschineneinheiten 3.2 - 3.7 werden die Packmittel 2 mit dem jeweiligen Transportelement 6 jeweils über einen Winkelbereich von etwa 180° um die vertikale Maschinenachse MA der Maschineneinheiten 3.2 - 3.7 mitgeführt. Innerhalb dieses Winkelbereichs bzw. innerhalb dieser Wegstrecke der Drehbewegung des jeweiligen Transportelements 6 erfolgt insbesondere in den Modulen 3.1 - 3.7 der der jeweiligen Maschineneinheit zugeordnete Prozess (Vorbehandlung, Bedrucken, Curing).
Mehr im Detail weisen die Maschineneinheiten 3.1 - 3.n, wie in den Figuren 3 und 4 ersichtlich, mehrere als Behandlungsmodule bzw. Behandlungssegmente ausgebildete Behandlungseinheiten auf, die jeweils als komplette funktionsfähige Baueinheiten oder Module an einem um die jeweilige vertikale Maschinenachse MA umlaufend angetriebenen Rotor der jeweiligen Maschineneinheit 3.1 - 3.n austauschbar montiert sind. Der Rotor kann hierbei insbesondere kontinuierlich umlaufend oder intermittierend angetrieben sein. Die Behandlungsmodule sind am Umfang des Rotors vorgesehen, und zwar vorzugsweise derart, dass die Behandlungsmodule in Draufsicht kuchenstückartig bzw. keilartig ausgebildet sind und in Umfangsrichtung des Rotors derart aneinander anschließen, dass die Behandlungsmodule einer Maschineneinheit 3.1 - 3. n einen Kreisring ausbilden (s. Fig. 3). In den Maschineneinheiten 3.2 - 3.6 sind die Behandlungsmodule Druckmodule 7, d.h. zur Bedruckung eines Behälters 2 ausgebildet. Die Behandlungsmodule bilden an ihrer bezogen auf die Maschinenachse MA radial außen liegenden Seite jeweils eine Ausnehmung 7.1 , in der die Behälter 2 während der Behandlung zumindest teilweise aufgenommen sind, und zwar vorzugsweise im Bereich ihrer Behälteroberseite bzw. Behältermündung an Halte-und Zentriereinheiten 1 0 hängend gehalten, d.h. mit ihrer Behälterhochachse in vertikaler Richtung und parallel zur Maschinenachse MA orientiert. Die Halte- und Zentriereinheiten 1 0 sind ihrerseits jeweils beispielsweise an einem Träger 1 1 gehalten, der in der zugehörigen seitlichen Nuten 1 2 befestigt ist. Optional kann der Träger 1 1 schlittenartig in den Nuten 1 2 verfahren oder verschoben werden, beispielsweise durch geeignete Antriebsmittel angetrieben, um eine Anpassung an unterschiedliche Behälterformate zu gewährleisten.
Die Halte- und Zentriereinheiten 1 0, dienen vorzugsweise zum Halten und Zentrieren eines Behälters 2 und zudem zum gesteuerten Drehen bzw. Schwenken desselben. Insbesondere erfolgt mittels der Halte- und Zentriereinheiten 10 bei der Behandlung bzw. beim Bedrucken der Behälter 2 ein Ausrichten und gesteuertes Drehen bzw. Schwenken der Behälter 2 um deren Behälterhochachse.
Die Halte- und Zentriereinheiten 1 0 bestehen bei der dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen aus einem Primärteil 1 0.1 , welches an dem jeweiligen Träger 1 1 gehalten ist, sowie aus einem Sekundärteil 1 0.2. Das Primärteil 1 0.1 dient im Wesentlichen der sicheren und ausgerichteten Befestigung der jeweiligen Halte- und Zentriereinheit 10 an dem Behandlungsmodul, insbesondere dem Träger 1 1 bzw. der Aufnahme am Behandlungsmodul. Das Primärteil 1 0.1 weist hierfür u.a. eine Referenzfläche 10.1 .1 auf, deren komplementäres Gegenstück im Behandlungsmodul 7 als Referenzebene oder -fläche zur Anlage und somit zur Justierung relativ den am Behandlungsmodul vorgesehenen Behandlungseinrichtungen (z.B. Druckkopf, Härteeinrichtung etc.) dient. Somit ist ein fester gemeinsamer Bezug zwischen der jeweiligen Halte- und Zentriereinheit 1 0 respektive Behälter 2 und den jeweiligen Behandlungseinrichtungen geschaffen.
Die Funktion des Sekundärteils 1 0.2 besteht u.a. darin, den jeweiligen Behälter 2 hängend zu halten. Das Sekundärteil 10.2 ist hierfür beispielsweise greiferartig ausgebildet, insbesondere als mechanischer und/oder pneumatisch betätigter Greifer und/oder als Vakuumgreifer.
Idealerweise wird in dem jeweiligen Behandlungsmodul die erforderliche Haltekraft auf das Primärteil 1 0.1 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 1 0.2 umfasst die aktiven Komponenten, d.h. insbesondere sämtliche für das Ausrichten und gesteuerte Drehen bzw. Schwenken der Behälter 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 1 0.1 um die Drucksegmentachse DA dreh- oder schwenkbar gelagerte Sekundärteil 1 0.2 bei der dargestellten Ausführungsform den Rotor eines elektrischen Stell- oder Winkelantriebs für das Ausrichten und gesteuerte Drehen bzw. Schwenken der Behälter 2 während der Behandlung. Das Sekundärteil 10.2 ist hierfür u.a. mit einer Permanentmagnetanordnung 1 0.3 versehen, die eine Vielzahl von Permanentmagneten aufweist. Die Permanentmagnetanordnung 10.3, die in einer Umfangsrichtung abwechselnd magnetische Nord- und Südpole aufweist, wirkt hierfür mit einer am Behandlungsmodul, insbesondere am Träger 1 1 vorgesehenen Elektromagnetanordnung zusammen, die den Stator des Stellantriebes bzw. des elektromagnetischen Direktantriebes bildet. Am Primärteil 1 0.1 ist eine Kodierung vorgesehen, die im Zusammenwirken mit einem am Behandlungsmodul vorgesehenen I nkrementalsensor ein Encoder-System bildet, mit dem die jeweilige zufällige Orientierung des Primärteils 1 0.1 und damit der Halte- und Zentriereinheit 1 0 erfasst wird. Das Ausrichten und/oder gesteuerte Drehen der Behälter 2 bei der Behälterbehandlung erfolgt dann beispielsweise unter Berücksichtigung dieser vom Encoder-System festgestellten Orientierung und der aus der Konstruktion bekannten oder festgelegten Zuordnung zwischen Primärteil 1 0.1 und Drehstellung des Sekundärteils 1 0.2, und zwar ausschließlich durch Drehen des Sekundärteils 1 0.2 bei nicht drehendem Primärteil 1 0.1 .
Insbesondere kann auch ein dem Sekundärteil 1 0.2 zugeordnetes Encodersystem vorgesehen sein, mittels dem die Drehlage des Sekundärteils 10.2 bzw. des daran vorgesehenen Behälters 2 bestimmbar ist. Das Sekundärteil-Encodersystem kann insbesondere ein Absolutencodersystem sein, d.h. ein Encodersystem mittels dem die absolute Drehlage des Sekundärteils 1 0.2 bzw. des Behälters 2 ermittelbar ist. Das Ausrichten und gesteuerte Drehen der Behälter 2 um die Behälterhochachse erfolgt jeweils in Bezug auf das jeweilige Behandlungsmodul bzw. in Bezug auf dortige, die Behandlung bewirkende Funktionselemente.
Bei der Bedruckung der Behälter in mehreren Teildruckbildern an unterschiedlichen Maschineneinheiten 3.2 - 3.6 ist es nötig, diese Teildruckbilder exakt ausgerichtet zu überlagern, um ein gewünschtes Druckbild hoher Qualität zu erhalten. Um diese exakte Überlagerung der Teildruckbilder zu erhalten, wird in der Druckvorrichtung 1 in einer Druckstation 8 der Maschineneinheit 3.2, d. h. der auf den Behältereinlauf 1 .1 folgenden ersten Maschineneinheit, deren Behandlungsmodule als Druckmodule 7 ausgebildet sind, zunächst eine Druckposition festgelegt, basierend auf der die Bedruckung des Behälters 2 in der Druckstation 8 der Maschineneinheit 3.2 und sämtlicher folgender zur Behälterbedruckung ausgebildeter nachfolgender Maschineneinheiten 3.3 - 3.6 erfolgt. Die Festlegung der Druckposition kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass in der Druckstation der Maschineneinheit 3.2 die Behälterbedruckung mit dem ersten Teildruckbild an einer beliebigen Drehstellung des Behälters 2 begonnen wird, jedoch ein Druckpositionswert aufgenommen wird, mittels dem die Lage des ersten Teildruckbildes definiert ist. In anderen Worten kann die Bedruckung des Behälters 2 in der Maschineneinheit 3.2 ausgerichtet an einem beliebig festgelegten Druckpositionswert erfolgen. Dieser Druckpositionswert kann beispielsweise durch einen die Drehlage des Behälters abbildenden Kodierungswert des Encoder- Systems der Halte- und Zentriereinheit 1 0 festgelegt sein oder ein von diesem Encoder-System abgeleiteter Wert sein. Damit gibt der Druckpositionswert an, an welcher Drehlage die Behälterbedruckung erfolgt ist bzw. das Druckbild angeordnet ist. Der Druckpositionswert kann dabei beispielsweise den randseitigen Beginn eines Druckbildes angeben oder festlegen, dass ein bestimmter Druckbildbereich an dem Druckpositionswert zu liegen kommt (z.B. Bildmitte). Es sei explizit darauf hingewiesen, dass der Druckpositionswert nicht basierend auf einem ermittelten Behältermerkmal, beispielsweise einem Embossing, einer Behälternaht o.ä. festgelegt wird, sondern unabhängig vom Behälter festgelegt wird, beispielsweise willkürlich bzw. nichtdeterministisch oder durch Wahl eines bestimmten Kodierungswertes des Encodersystems.
Basierend auf diesem in der Maschineneinheit 3.2 festgelegten Druckpositionswert kann anschließend in den weiteren die Bedruckung mit Teildruckbildern vollziehenden Maschineneinheiten 3.3 - 3.6 die Behälterbedruckung erfolgen. Hierzu ist es notwendig, den in der Maschineneinheit 3.2 festgelegten Druckpositionswert an die nachfolgenden Maschineneinheiten 3.3 - 3.6 zu übertragen. Wie zuvor beschrieben, weisen die Maschineneinheiten 3.2 - 3.6 jeweils mehrere Behandlungsmodule auf, die als Druckmodule 7 ausgebildet sind. Diese Druckmodule sind insbesondere in Gänze austauschbar. Beispielsweise sind diese mit einem Schnellverriegelungssystem an einer Tragstruktur des Transportelements 6 der jeweiligen Maschineneinheit 3.2 - 3.6 festgelegt. Jedes Druckmodul 7 kann zumindest einen Druckkopf und Mittel zum Halten- und wieder Freigeben der Halte- und Zentriereinheit 10 aufweisen. Die Mittel zum Halten- und wieder Freigeben können beispielsweise durch eine Aufnahme gebildet sein, in der die Halte- und Zentriereinheit 1 0 lösbar befestigt werden kann. Die Druckmodule 7 können beispielsweise ein Gehäuse aufweisen, in dem bzw. an dem sämtliche für die Behälterbedruckung notwendigen Funktionselemente vorgesehen sind, beispielsweise Mittel zur Drucktintenversorgung des Druckkopfs, Mittel zur Justage des Druckkopfs, zumindest eine Speichereinheit zur Speicherung von Kalibrierungsinformationen des Druckkopfs u.ä. Ebenso können an dem Druckmodul eine oder mehrere Schnittstellen vorgesehen sein, die beim Einsetzen des Druckmoduls in eine Aufnahme am Transportelement 6 mit einer oder mehreren entsprechenden, am Transportelement 6 vorgesehenen Schnittstellen zusammenwirkt, um eine Versorgung des Druckmoduls 7 mit Drucktinte, mit elektrischer Energie und Steuerungsinformationen sicherzustellen.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Druckvorrichtung 1 erfolgt die Bedruckung des Behälters 2 derart, dass an dem ersten zur Behälterbedruckung ausgebildeten Maschinenmodul 3.2, d. h. dem in Transportrichtung der Behälter 2 auf den Behältereinlauf 1 .1 folgenden ersten Maschineneinheit 3.2, dessen Behandlungsmodule als Druckmodule 7 ausgebildet sind, die Festlegung der Druckposition erfolgt. Hierzu wird beispielsweise ein Druckpositionswert festgelegt oder bestimmt, relativ zu dem das Druckbild angeordnet ist. Zur Weitergabe dieses Druckpositionswerts an die nachfolgenden, die weiteren Teildruckbilder aufbringenen Maschineneinheiten 3.3 - 3.6 weisen die Druckmodule drahtlose Nahkommunikationsmittel auf, mittels denen der Druckpositionswert übertragen werden kann. Diese Nahkommunikationsmittel können beispielsweise durch eine Infrarot- Kommunikationsschnittstelle gebildet werden. Insbesondere erfolgt die Übertragung des zur Bedruckung eines jeweiligen Behälters 2 nötigen Druckpositionswerts selektiv zwischen den Druckmodulen 7, die den jeweiligen Behälter bedrucken. I n anderen Worten wird der jeweilige Druckpositionswert jeweils nur an die Druckmodule 7 übertragen, die die Bedruckung des jeweiligen Behälters 2 bewirken und die übrigen Druckmodule 7 der jeweiligen Maschineneinheit 3.2 - 3.6 erhalten diese Information nicht. Beispielsweise überträgt ein Druckmodul 7 der Maschineneinheit 3.2 den Druckpositionswert an ein Druckmodul 7 der in Transportrichtung A anschließenden Maschineneinheit 3.3, dieses Druckmodul 7 wiederum den selben Druckpositionswert an ein Druckmodul 7 der Maschineneinheit 3.4 usw.. Die Informationsübertragung erfolgt vorzugsweise zeitgleich zur Übergabe der Halte- und Zentriereinheit 1 0 zwischen zwei aneinandergrenzenden Maschineneinheiten 3.2 - 3.6, d. h. in einem Moment, in dem sich die beiden Druckmodule 7 stirnseitig gegenüberstehen. Der wesentliche Vorteil der direkten Weitergabe des Druckpositionswerts zwischen den einzelnen Druckmodulen 7 besteht darin, dass das Maschinennetzwerk, mittels dem die einzelnen Maschineneinheiten 3.1 - 3. n untereinander verbunden sind, nicht belastet wird und keine zeitkritische Kommunikation zwischen den rotierenden Druckmodulen 7 und feststehenden Maschinenteilen zu erfolgen hat. Damit kann auch bei einer hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit (behandelte Behälter pro Zeiteinheit) eine zeitgerechte Übertragung der Druckpositionswerte sichergestellt werden.
Vorzugsweise ist vorderseitig an den Druckmodulen 7 eine Kommunikationseinheit 20 vorgesehen, mittels der die Übertragung von I nformationen zwischen den Druckmodulen 7 erfolgen kann. Diese Kommunikationseinheit ist in Fig. 4 schematisch mit dem Bezugszeichen 20 angedeutet. Die Kommunikationseinheit 20 kann beispielsweise einen I nfrarot-Sender 21 und einen Infrarot-Empfänger 22 aufweisen. Mit Hilfe des I nfrarot-Senders 21 kann ein Druckpositionswert von dem Druckmodul 7 zu einem weiteren Druckmodul 7 übertragen werden. Mittels des Infrarot-Empfängers 22 lässt sich ein von einem weiteren Druckmodul 7 versendeter Druckpositionswert empfangen und in dem Druckmodul 7 geeignet verwenden. Insbesondere kann nach Empfang des Druckpositionswerts der Behälter 2 basierend auf dem empfangenen Druckpositionswert derart gedreht werden, dass das neu aufzudruckende Teildruckbild und das bereits auf dem Behälter 2 existierende Teildruckbild sich in der gewünschten Weise überlagern.
Das Druckmodul 7 gemäß der Figur 5 weist eine etwas unterschiedliche Lagerung der Halte- und Zentriereinheit 1 0 auf. Die Referenzflächen des Primärteils 10.1 sind als eine umlaufende Nut ausgeführt, die an mindestens zwei Zentrierstiften 1 3 in Anlage gebracht wird. Die ebenfalls oberhalb des Trägers 1 1 angeordnete Kommunikationseinheit 20 weist nur eine Öffnung für den Infrarot-Sender 21 und den Infrarot-Empfänger 22 auf. Für alles Ausführungsbeispiele, wurden Kommunikationsmittel mit drahtlosen optischen Datenübertragungsmitteln der Freiraumübertragungstechnologie vorgesehen, die als Infrarot-Kommunikationsschnittstellen ausgebildet sind und im IR-A Wellenbereich von 850-900 nm arbeiten. Alternativ können andere optische Kommunikationsschnittstellen vorgesehen werden.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass eine Vielzahl von Änderungen oder Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
Bezugszeichenliste
1 Druckvorrichtung
1 .1 Behältereinlauf
1.2 Behälterauslauf
2 Behälter
3.1 - 3.n Maschineneinheit
4 Grundeinheit
5 Gehäuse
6 Transportelement
7 Druckmodul
7.1 Ausnehmung
8 Druckstation
10 Halte- und Zentriereinheit
10.1 Primärteil
10.1 .1 Referenzfläche
10.2 Sekundärteil
10.3 Permanentmagnetanordnung
1 1 Träger
12 Nut
13 Zentrierstift
20 Kommunikationseinheit 21 Infrarot-Sender
22 Infrarot-Empfänger
A Transportrichtung
MA Maschinenachse
TW Transportweg

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zum Bedrucken von Behältern (2) mit einer Behältertransportstrecke, auf der die Behälter (2) zum Behandeln in einer Transportrichtung (A) von einem Behältereinlauf (1 .1 ) an einen Behälterauslauf (1 .2) bewegt werden, wobei die
Behältertransportstrecke mehrere um eine vertikale Maschinenachse (MA) umlaufend antreibbare, jeweils mehrere Druckstationen (8) aufweisene
Transportelemente (6) umfasst, an denen die Behälter (2) mittels einer Halte- und Zentriereinheit (10) gehalten, zentriert und/oder gesteuert bewegt werden, wobei die Behälter (2) zusammen mit der Halte- und Zentriereinheit (10) zu deren Bedruckung
- von einem ersten Transportelement zu einem darauffolgenden zweiten
Transportelement oder
- an dem selben Transportelement von einer ersten Druckstation (8) zu einer zweiten Druckstation (8) weitergeleitet werden, wobei die Druckstationen (8) eines ersten Transportelements Mittel zur Festlegung einer Druckposition aufweisen, wobei das Aufbringen eines ersten Teildruckbildes auf die Behälter (2) an den Druckstationen (8) des ersten Transportelements erfolgt, wobei an den
Druckstationen (8) der Transportelemente Kommunikationsmittel (20) zur drahtlosen Weitergabe eines die Druckposition definierenden Werts von einer Druckstation (8) des ersten Transportelements an eine Druckstation (8) des zweiten Transportelements vorgesehen sind, wobei die Druckstation (8) des zweiten Transportelements zum Empfang des die Druckposition definierenden Werts ausgebildet ist und wobei die Druckstation (8) des zweiten
Transportelements zum Bedrucken des Behälters (2) an einem
Behälterwandungsbereich basierend auf dem empfangenen, die Druckposition definierenden Wert ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Festlegung einer Druckposition jeweils einzeln für jeden an einer Halte- und
Zentriereinheit (10) gehaltenen Behälter (2) und zur gezielten Weitergabe eines diese Druckposition festlegenden Druckpositionswerts an die den jeweiligen Behälter (2) bedruckenden Druckstationen (8) ausgebildet ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Vorrichtung zur gezielten Weitergabe des Druckpositionswerts lediglich an diejenigen Druckstationen (8) ausgebildet ist, an denen die Bedruckung des jeweiligen Behälters (2) vollzogen wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Halte- und Zentriereinheit (1 0) eine Kodierung zur Bestimmung der Drehlage des an der Halte- und Zentriereinheit (1 0) gehaltenen Behälters (2) aufweist und dass als Druckpositionswert ein Wert dieser Kodierung oder ein von dieser Kodierung abgeleiteter Wert weitergegeben werden kann.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die an den Druckstationen (8) vorgesehenen
Kommunikationsmittel (20) durch eine Infrarot-Kommunikationsschnittstelle gebildet werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Druckstationen (8) derart ausgebildet sind, dass die Übergabe des Druckpositionswerts zu einem Zeitpunkt erfolgen kann, in dem eine Druckstation (8) des ersten Transportelements und eine Druckstation (8) des nachfolgenden oder desselben Transportelements zur Übergabe des zu bedruckenden Behälters (2) unmittelbar benachbart sind und sich
gegenüberstehen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Druckstationen (8) durch in Gänze austauschbare Druckmodule (7) gebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes
Druckmodul (7) Kommunikationsmittel (20) zum Senden und zum Empfang des Druckpositionswerts aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die jedes Druckmodul (7) einen Infrarot-Sender und einen Infrarotempfänger zum
Übertragen des Druckpositionswerts aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmodule (7) zumindest einen Druckkopf und Mittel zum Halten und wieder Freigeben einer Halte- und Zentriereinheit aufweisen.
1 1 . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmodule (7) jeweils ein Gehäuse oder ein Tragelement aufweisen, das zur lösbaren Kopplung mit einer Tragstruktur eines Transportelements ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmodule (7) umfangsseitig aneinander anschließend an dem Transportelement festlegbar sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmodule (7) zumindest eine Schnittstelle aufweisen, die zur Kopplung mit zumindest einer transportelementseitig vorgesehenen,
entsprechenden Schnittstelle zur Versorgung des Druckmoduls mit elektrischer Energie, Drucktinte und zur Übertragung von Steuerungsinformationen ausgebildet ist.
14. Verfahren zum Bedrucken von Behältern (2) mittels einer Druckvorrichtung (1 ), durch Aufbringung von mindestens zwei Teildruckbildern in unterschiedlichen Farben, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
■ Anordnen eines Behälters (2) an einer Halte- und Zentriereinheit (10);
■ Festlegung einer Druckposition an einer Druckstation eines ersten
Transportelementes;
■ Bedrucken des Behälters (2) mit einem Teildruckbild an der Druckstation des ersten Transportelements;
■ Weitergabe des an der Halte- und Zentriereinheit gehaltenen Behälters von der Druckstation des ersten Transportelements an eine Druckstation eines zweiten Transportelements;
■ Übertragen mindestens eines für den nachfolgenden Teildruck releanten Druckposition definierenden Werts von der Druckstation (8) des ersten Transportelements unmittelbar an eine Druckstation (8) des zweiten Transportelements durch drahtlose Kommunikatonsmittel (20); und
■ Bedruckung des Behälters (2) mit einem weiteren Teildruckbild an der Druckstation (8) des zweiten Transportelements an einer durch den übertragenen Druckpositionswert festgelegten oder ableitbaren Druckposition.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragen des die Durckposition definierenden Werts mittels einer Infrarot- Kommunikationsschnittstelle erfolgt, und zwar dann, wenn sich die Druckstation (8) des ersten Transportelements und die Druckstation (8) des zweiten
Transportelements einander zur Übergabe des zu bedruckenden Behälters (2) gegenüberstehen.
1 6. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der
mindestens eine für den nachfolgenden Teildruck releante die Druckposition definierende Wert eine Kodierung der Halte- und Zentriereinheit (10) zur
Bestimmung der Drehlage ist, und dass als Druckpositionswert ein Wert dieser Kodierung oder ein von dieser Kodierung abgeleiteter Wert weitergeleitet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 1 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine für den nachfolgenden Teildruck releante die Druckposition definierende Wert ein relatives Lageverhältnis zwischen dem ersten Teildruck und dem zweiten Teildruck beschreibt. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 1 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung, Ermittlung und/oder Übertragung mindestens eines Werts, welcher für den nachfolgenden Teildruck mindestens eine releante Druckposition definiert, keine sensorische Erfassung eines Oberflächenbereiches des Behälters (2) und/oder nicht mittels einer Bildaufnahmeeinrichtung (21 ) eine Erfassung eines optischen Merkmals des Behälters (2) erfolgt.
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