DE102008012502B4

DE102008012502B4 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Bedrucken von Behältern mit gekrümmter Druckfläche

Info

Publication number: DE102008012502B4
Application number: DE102008012502.4A
Authority: DE
Inventors: Matthias Wahl
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2008-03-04
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2028-03-05
Also published as: DE102008012502A1

Abstract

Vorrichtung (1) zum kontinuierlichen Bedrucken von Behältern (3) mit gekrümmter Druckfläche (5)- mit einem Drucker (11) mit mindestens einem Druckkopf (13) ;- mit einem drehbaren Behältertisch (7); und- mit auf dem Behältertisch angeordneten Drehtellern (9) zur Aufnahmen der Behälter und zum Vorbeiführen der Druckfläche an dem Druckkopf, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (19, 21) zum exzentrischen Halten der Behälter auf den Drehtellern vorgesehen sind und der Krümmungsmittelpunkt (MK) der Druckfläche um den Druckkopf in einer Kreisbahn (KK) herumschwenkt, so dass die Druckfläche (5) an dem Druckkopf mit im wesentlichen konstantem Abstand (C) vorbeigeführt werden kann und der Behältertisch (7) und die Drehteller (9) beim Vorbeilaufen der Druckfläche (5) an dem Druckkopf (13) die gleiche Drehrichtung (A, B) aufweisen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Bedrucken von Behältern mit gekrümmter Druckfläche, wobei die Vorrichtung einen Drucker mit mindestens einem Druckkopf aufweist, sowie einen drehbaren Behältertisch und auf dem Behältertisch angeordnete Drehteller zur Aufnahme der Behälter und zum Vorbeiführen der Druckfläche an dem Druckkopf.
Derartige Vorrichtungen werden z. B. für die Etikettierung in Befüllanlagen benötigt, insbesondere wenn ein bereits auf einer Flasche befestigtes Etikett mit Hilfe eines Tintenstrahls bedruckt werden soll. Hierbei ist neben dem geforderten Durchsatz von einigen Zehntausend Flaschen pro Stunde gleichzeitig eine hohe Druckqualität maßgeblich. Dafür ist es jedoch erforderlich, das bereits auf der Flasche befestigte und somit gekrümmte Etikett mit möglichst konstantem Abstand am Druckkopf des Druckers vorbei zu führen.
Aus der DE 697 18 044 T2 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der Etiketten mit Hilfe einer Klebstoffwalze an Flaschen angebracht werden.
Aus der WO 99/08935 ist eine entsprechende Druckvorrichtung bekannt, bei der Flaschen in drehbaren Halterungen auf einem rotierenden Behältertisch angeordnet sind und an mehreren Tintenstrahldruckern kontinuierlich vorbeigeführt werden. Um einen konstanten Abstand zwischen der zu bedruckenden Fläche und dem Drucker zu gewährleisten, werden die sich drehenden Flaschenhalterungen über Motoren oder Steuernocken vor dem Drucker zusätzlich verschoben. Dies schränkt jedoch die Druckgeschwindigkeit ein und bedingt einen erhöhten Aufwand für zusätzliche Antriebe und Steuerungen.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung bereit zu stellen, bei der diese Nachteile vermieden werden.
Dieses technische Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass Mittel zum exzentrischen Halten der Behälter auf den Drehtellern vorgesehen sind und der Krümmungsmittelpunkt der Druckfläche um den Druckkopf in einer Kreisbahn herumschwenkt, so dass die Druckfläche an dem Druckkopf mit im Wesentlichen konstantem Abstand vorbeigeführt wird.
Auf diese Weise wird eine geeignete Positionierung der Druckfläche bereits durch die Drehbewegung des Drehtellers erzielt. Zusätzliche Verschiebetische und die zugehörigen Antriebe und Steuerungen sind nicht erforderlich.
Bei einer besonders günstigen Ausgestaltung ist der Drucker ein Tintenstrahldrucker. Dies ermöglicht einen schnellen und qualitativ hochwertigen Druck ohne direkten Kontakt zwischen dem Druckkopf und der Druckfläche.
Vorteilhafterweise beträgt der Abstand zwischen der Druckfläche und dem Druckkopf 1 mm bis 5 mm. Dadurch lässt sich eine besonders gute Druckqualität erzielen.
Günstigerweise weisen der Behältertisch und die Drehteller beim Vorbeilaufen der Druckfläche an dem Druckkopf die gleiche Drehrichtung auf. Dadurch lässt sich der Druckvorgang beschleunigen.
Bei einer günstigen Ausgestaltung ist der radiale Abstand des Krümmungsmittelpunkts von der Drehachse des Behältertisches beim Vorbeilaufen der Druckfläche an dem Druckkopf kleiner als der radiale Abstand der Drehtellerachse von der Drehachse des Behältertisches. Dies ermöglicht eine genaue Anpassung des Druckabstandes an die Krümmung der Druckfläche.
Günstigerweise werden die Drehteller mittels einer Steuerkurve gesteuert. Diese Steuerungsmethode ist besonders einfach und robust.
Vorteilhafterweise führen die Drehteller eine oszillierende Bewegung aus. Damit lässt sich das nötige Bewegungsausmaß minimieren.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten und in Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
2 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Drehtellers
2 eine schematische Prinzipskizze eines Drehtellers und des Druckkopfes in der Draufsicht;

In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum kontinuierlichen Bedrucken von Flaschen 3 mit jeweils zu bedruckenden Etiketten 5 dargestellt. Die Vorrichtung 1 umfasst einen drehbaren Behältertisch 7, der über einen nicht dargestellten Motor in Richtung des Pfeils A kontinuierlich angetrieben wird. Im Randbereich des Behältertisches 7 sind in gleichen Abständen Drehteller 9 vorgesehen. Auf diesen sind die Flaschen 3 exzentrisch angeordnet. Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen Tintenstrahldrucker 11 mit einem Druckkopf 13, an dem die Etiketten 5 während des Druckvorgangs in einem, wie nachstehend ausführlich erläutert, im Wesentlichen konstanten Abstand vorbei gefahren werden. Auf der dem Drucker 11 gegenüber liegenden Seite des Behältertisches 7 befindet sich ein Beschickungsbereich 15 und ein Entladebereich 17.
2 zeigt schematisch einen Drehteller 9 mit einer Vertiefung 19 zur Aufnahme der Flasche 3. Ein oberer Halter 21 greift an der Flaschenöffnung 23 der Flasche 3 an und spannt dabei die Flasche 3 während des Druckens auf dem Drehteller 9 fest. Der Übersichtlichkeit halber sind die Befestigungsmittel 19, 21 in 1 und 3 nicht gezeigt.
In 3 ist die Bewegung einer Flasche 3 im Bereich des Druckkopfs 13 schematisch dargestellt. Der Druckkopf 13 weist in Richtung der Drehachse DB (bzw. des Mittelpunkts) des Behältertisches 7. Die Drehachse DD (bzw. der Mittelpunkt) des Drehtellers 9 bewegt sich entlang der Kreisbahn KD in Richtung des Pfeils A um die Drehachse DB des Behältertisches 7. Der Krümmungsmittelpunkt MK des zu bedruckenden Etiketts 5, der im gezeigten Beispiel mit der Symmetrieachse der Flasche 3 zusammenfällt, ist exzentrisch bezüglich der Drehachse DD des Drehtellers 9 angeordnet und bewegt sich bei einer Drehung des Drehtellers 9 in Richtung des Pfeils B entlang der Kreisbahn KK um den Druckkopf 13. Die Überlagerung der Drehbewegungen A und B wird geschwindigkeitsmäßig so abgestimmt, dass der Abstand C zwischen dem Druckkopf 13 und dem vorbeilaufenden Etikett 5 im Wesentlichen konstant bleibt.
Der Behältertisch 7 wird kontinuierlich angetrieben, d. h. er hält in den Druckpausen zwischen zwei zu bedruckenden Etiketten 5 nicht an. Alternativ zu 1 und 3 könnte sich der Behältertisch 7 auch im Uhrzeigersinn drehen.
Die Drehteller 9 können in der Draufsicht von der in 1 und 3 gezeigten Kreisform abweichen. Entsprechen muss auch die Drehachse DD nicht zwangsläufig mit dem Mittelpunkt oder dem Schwerpunkt des Drehtellers 9 zusammen fallen.
Die Drehachsen DB, DD des Behältertisches 7 und des Drehtellers 9 sind zueinander parallel. Die Drehrichtungen A, B des Behältertisches 7 und des Drehtellers 9 können jedoch auch entgegengesetzt sein. Bei konstantem Flaschendurchsatz würde sich in diesem Fall der Druckvorgang verlängern und die Druckpause zwischen zwei Etiketten 5 verkürzen.
Gemäß 2 wird die Flasche 3 zwischen einer konisch zulaufenden Vertiefung 19 und einer oberen Halterung 21 (deren Befestigungsmechanismus ist nicht gezeigt) auf dem Drehteller 9 fest gespannt. Als Mittel zum exzentrischen Halten der Flasche 3 könnten jedoch z. B. auch Klammern oder andere Halterungen vorgesehen sein. Entscheidend ist, dass die Flasche 3 während des Druckens in einer reproduzierbaren und gegenüber dem Drehteller 9 ortsfesten Position gehalten wird.
Die im Ausführungsbeispiel gezeigten Flaschen 3 haben einen runden Querschnitt. Die Vorrichtung eignet sich jedoch auch zum Bedrucken anderer, z.B. elliptischer oder halbkreisförmiger Querschnitte. Die Exzentrizität der Flasche 3 auf dem Drehteller 9 bezieht sich dabei immer auf den Krümmungsmittelpunkt MK der zu bedruckenden Fläche 5, z. B. eines bereits auf der Flasche fixiertes Etiketts oder eines direkt zu bedruckender Flaschenbereichs. Bei elliptischen Druckflächen 5 kann der Abstand zum Druckkopf 13 u. U. nicht über den gesamten Druckbereich konstant gehalten werden. Dies ist jedoch nicht unbedingt nötig, wenn die Schwankungen des Druckabstands C innerhalb der für die gewünschte Druckqualität erlaubten Toleranz liegt. Die Vorrichtung 1 ist nicht auf das Bedrucken eines bestimmten Behältertyps oder eines bestimmten Materials beschränkt.
Die Kreisbahn KD, auf der die Drehachsen DD der Drehteller 9 umlaufen, hat einen größeren Radius als die Krümmung der zu bedruckenden Fläche 5. Somit lässt sich eine ausreichende Zahl von Drehtellern 9 auf dem Behältertisch 7 vorsehen. Um nun einen im Wesentlichen konstanten Druckabstand C zu erzielen, wird der radiale Abstand des Krümmungsmittelpunkts MK vom Mittelpunkt DB des Behältertisches 7 beim Vorbeilaufen der Druckfläche 5 an dem Druckkopf 13 kleiner gewählt als der radiale Abstand der Drehtellerachse MK vom Mittelpunkt DB des Behältertisches 7.
Der Drucker 11 ist bevorzugt ein Tintenstrahldrucker, z. B. ein Drop-On-Demand-Drucker. Tintenstrahldrucker haben u. a. den Vorteil, dass kein direkter Kontakt zwischen dem Druckkopf 13 und dem Druckmedium 5 nötig ist. Der Toleranzbereich des Druckabstands C (Sprühabstands) liegt in der Regel zwischen 1 und 5 mm. Die Vorrichtung ist jedoch nicht auf die Verwendung eines Tintenstrahldruckers begrenzt. Ebenso kann der Drucker 11, je nach Größe der zu bedruckenden Fläche und/oder der zu druckenden Farben, mehrere Druckköpfe 13 umfassen, die z. B. zeilenartig übereinander angeordnet sind.
Die Steuerung der Drehteller 9 erfolgt vorzugsweise über eine Steuerkurve (nicht gezeigt). Hierbei kann der Drehteller 9 eine oszillierende Bewegung ausführen, d. h. er vollzieht während des Druckens und der dazwischen liegenden Druckpausen entgegen gesetzte Bewegungen. Denkbar wäre jedoch auch ein individueller Antrieb der Drehteller 9, z.B. mit Motoren, und/oder eine kontinuierliche Drehbewegung der Drehteller 9.
Nachfolgend wird die Funktionsweise des Ausführungsbeispiels beschrieben.
Flaschen 3 mit zu bedruckenden Etiketten 5 werden kontinuierlich in einem Beschickungsbereich 15, z. B. von einem Einlaufstern 23, an die Drehteller 9 übergeben und dort mit Hilfe der Haltemittel 19, 21 fixiert. Um eine sichere Übergabe an die bezüglich der Drehachse DD exzentrisch angeordneten Befestigungsmittel 19, 21 zu gewährleisten, befinden sich die Drehteller 9 dabei in einer Standardposition 9a. Der Behältertisch 7 dreht sich währenddessen kontinuierlich in Pfeilrichtung A weiter. Unmittelbar vor Erreichen des Druckkopfes 13 wird die vorlaufende Kante 5a des Etiketts 5 mit einer Steuerkurve (nicht gezeigt) in Pfeilrichtung B vor den Druckkopf 13 gedreht und der Druckvorgang gestartet. Während des Druckens fährt das Etikett 5 an dem Druckkopf 13 vorbei und wird dabei durch fortgesetztes Drehen des Drehtellers 9 aufgrund der exzentrischen Halterung auf dem Drehteller 9 auf im Wesentlichen konstantem Abstand zum Druckkopf 13 gehalten. Nach Beendigung des Druckvorgangs wird der Drehteller 9 mit der Steuerkurve wieder in die Übergabeposition 9a gebracht. Nach Erreichen des Entladebereichs 17 wird die bedruckte Flasche 3 z. B. an einen Auslaufstern 25 übergeben.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine gekrümmte Druckfläche mit verringertem technischen Aufwand qualitativ hochwertig bedruckt werden.

Claims

Vorrichtung (1) zum kontinuierlichen Bedrucken von Behältern (3) mit gekrümmter Druckfläche (5) - mit einem Drucker (11) mit mindestens einem Druckkopf (13) ; - mit einem drehbaren Behältertisch (7); und - mit auf dem Behältertisch angeordneten Drehtellern (9) zur Aufnahmen der Behälter und zum Vorbeiführen der Druckfläche an dem Druckkopf, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (19, 21) zum exzentrischen Halten der Behälter auf den Drehtellern vorgesehen sind und der Krümmungsmittelpunkt (M_K) der Druckfläche um den Druckkopf in einer Kreisbahn (K_K) herumschwenkt, so dass die Druckfläche (5) an dem Druckkopf mit im wesentlichen konstantem Abstand (C) vorbeigeführt werden kann und der Behältertisch (7) und die Drehteller (9) beim Vorbeilaufen der Druckfläche (5) an dem Druckkopf (13) die gleiche Drehrichtung (A, B) aufweisen.
Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucker (11) ein Tintenstrahldrucker ist.
Druckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (C) zwischen der Druckfläche (5) und dem Druckkopf (13) 1mm bis 5mm beträgt.
Druckvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand des Krümmungsmittelpunkts (M_K) von der Drehachse (D_B) des Behältertisches (7) beim Vorbeilaufen der Druckfläche (5) an dem Druckkopf (13) kleiner ist als der radiale Abstand der Drehtellerachse (D_D) von der Drehachse (D_B) des Behältertisches.
Druckvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehteller (9) mittels einer Steuerkurve gesteuert werden.
Druckvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehteller (9) eine oszillierende Bewegung ausführen.