[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zur Beschriftung von Stückgütern
mit unregelmässiger Beschriftungsoberflächenhöhe, insbesondere von unsortierten Eiern
unterschiedlicher Grösse, die auf einem Eierkarton angeordnet sind, mit den Merkmalen
des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
[0002] Immer häufiger werden Eier mit unterschiedlichen Informationen beschriftet. Neben
dem Legedatum werden beispielsweise der Name des Lieferanten, eine Kontrollnummer
sowie die Haltungsart der Hühner auf die Eier aufgedruckt. Damit trotz allen Informationen
nicht das gesamte Ei vollständig bedruckt sein muss, wird mit immer kleinerer Schrift
gearbeitet. Dies verlangt eine optimal arbeitende Maschine zur Beschriftung von Eiern.
Dabei ist zu beachten, dass bei steigendem Qualitätsbedarf gleichzeitig eine quantitative
Steigerung erwünscht wird. Diese beiden Ziele widersprechen sich normalerweise.
[0003] Neben Eiern werden aber auch immer mehr andere Agrarprodukte, wie Obst und Südfrüchte
beschriftet mit Hinweisen auf Anbauweise auf dem Markt angeboten. Auch bei diesen
Produkten wäre eine Druckbeschriftung möglich.
[0004] Maschinen zur Beschriftung von Eiern sind entsprechend bekannt. Während ältere Systeme
noch mit Kontaktdruck arbeiteten, beispielsweise mittels Stempel- oder Tampondruckvorrichtungen,
arbeiten moderne Eierbeschriftungsmaschinen mit Tintenstrahldrucker, wie sie aus der
Computertechnik bekannt sind. Dies hat den Vorteil, dass man auch eine graphische
Gestaltung ohne grossen Aufwand über einen PC erreichen kann.
[0005] Während in grossen Hühnerfarmen die Eier gereinigt und sortiert zur Beschriftungsmaschine
gelangen und diese entsprechend unter annähernd identischen Verhältnissen sehr schnell
arbeiten können, ist dies bei landwirtschaftlichen Betrieben, die Hühnerhaltung als
Nebenverdienst haben, nicht der Fall. Hier gelangen die Eier meist unsortiert auf
sogenannte Eierhöckerkartons, und diese Kartons mit den Eiern werden in entsprechende
Beschriftungsmaschinen eingelegt, worauf ein fahrbarer Druckkopf entsprechend der
Rasterung der Eierkartons über die Eier, die sich darauf befinden, kontaktlos hinweg
bewegt wird, wobei der Druckkopf vertikal über jedem Ei mit gleichbleibender Distanz
in bezug auf die Höhe des Eierkartons jeweils anhält und jedes Ei mit einem Tintenstrahldrukker
beschriftet.
[0006] Der Grössenunterschied der nicht sortierten Eier ist erheblich. Entsprechend wird
der Druckkopf mit einem Sicherheitsabstand über die Eier hinweg bewegt. Die Kleinheit
jedoch der gewünschten Schrift führt nun dazu, dass diese bei grossen Eiern, bei denen
somit der Abstand zum Tintenstrahldruckkopf relativ klein ist, exakt und kräftig erkennbar
ausfällt, während bei kleinen Eiern, der Tintenstrahl bis zum Auftreffen auf das Ei
zu weit von der Düse des Tintenstrahldruckers entfernt ist und somit die Schrift verschwommen
wird. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Eier nicht besonders genau vertikal
ausgerichtet in den Eierkartons liegen. Dies führt zusätzlich dazu, dass der Druckstrahl
mit einem relativ grossen Abweichungswinkel von der Vertikalen auf die Eioberfläche
auftritt, wodurch die gesamte Beschriftung erheblich verzerrt wird.
[0007] Meist werden die gleichen oder ähnlichen Informationen auch auf den Eierschachteln
angebracht. Die Schachteln, die auch nebeneinander gestellt werden und dann vom Druckkopf
überfahren werden, haben recht unterschiedliche Deckelhöhen, einerseits durch qualitative
Unterschiede andererseits weil oft die Schachteln nicht vollständig korrekt verschlossen
sind.
[0008] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Maschine zur Beschriftung
von Stückgüter mit unterschiedlicher Beschriftungsoberflächenhöhe unsortierten Eiern
unterschiedlicher Grösse, die auf einem Eierkarton angeordnet sind, zu beschriften,
ohne dass dabei eine merkbare Qualitätseinbusse stattfindet.
[0009] Diese Aufgabe löst eine Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Dank des
Vorhandenseins eines Tastfusses an einem vertikal beweglichen Arm, kann nun der Tintenstrahldrucker
mit der Tintenpatrone unter gleichbleibender Distanz zur Eioberschale über dieselbe
hinweg bewegt werden.
[0010] Die Länge des Tastfusses in bezug auf die Bewegungsrichtung beeinflusst im wesentlichen
die mögliche maximale Anpassung der Bewegung an die Eioberfläche. Ist der Tastfuss
sehr kurz, so treten äusserst starke Auf- und Abbewegungen auf, die bei den erforderlichen
Druckgeschwindigkeiten zu einem Tanzen des Tastfusses auf den Eiern führen können.
Es hat sich daher als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Länge des Tastfusses
in bezug auf die Bewegungsrichtung mindestens die Länge von zwei einander in einem
Eierhöckerkarton benachbarten Eiern aufweist. Eine verbesserte Anpassung des Tastfusses
an die zu bedruckende Oberfläche kann zudem erreicht werden, indem der Tastfuss am
vertikal beweglichen Arm um eine parallel zur Längserstreckung des Tastfusses verlaufenden
Achse schwenkbeweglich ist. Damit ist auch sichergestellt, dass Eier, die nicht exakt
vertikal in den Eierkarton gestellt worden sind, korrekt beschriftbar sind.
[0011] Ist an einem der beiden parallelen Schwenkarme der Parallelogrammlenkung eine mit
dem Gehäuse verbundene, einstellbare Zugfeder angeordnet, so kann damit das am Vertikal-Arm
anliegende Gewicht kompensiert werden. Dies ist vor allem deshalb von Vorteil, weil
die mit dem Druckkopf kombinierte Tintenpatrone sich während des Druckens langsam
entleert. Somit muss die Einstellung der Gewichtskompensation während der Benutzung
nachgeregelt werden können. Andernfalls wäre der Tastfuss bei voller Tintenpatrone
zu träge, und bei den hier auftretenden Arbeitsgeschwindigkeiten könnten Eier zerstört
werden und somit der Druckkopf verkleben. Würde man jedoch die Gewichtskompensation
nur auf den Drucker mit voller Patrone einstellen, so würde der Tastkopf zu tanzen
beginnen, so bald sich die Patrone weitgehend entleert hat. Prinzipiell kann man hierzu
auch schwingungsdämmende Mittel vorsehen. Eine Möglichkeit, die ohne zusätzlichen
Kostenaufwand realisierbar ist, besteht darin, die Steuerleitungen zwischen Druckkopf
und dem fahrbaren Gehäusekopf als gewölbt verlaufendes Flachkabel zu gestalten, welches
dann eine schwingungsdämmende Wirkung ausüben wird.
[0012] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den
abhängigen Ansprüchen hervor, und deren Bedeutung, sofern nicht bereits beschrieben,
geht aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.
[0013] In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
vereinfacht dargestellt. Hierbei wurden lediglich die für die Erfindung wesentlichen
Elemente dargestellt, während der gesamte Gehäuseanteil, der Steuerund Antriebsteil
des fahrbaren Kopfes sowie der Aufnahmebereich für die Stückgüter beziehungsweise
der Eierkartons allesamt weggelassen wurden. Nur der für die Erfindung wichtige fahrbare
Kopf, an dem der hin und her bewegbare Tintenstrahldrucker mechanisch befestigt ist,
wurde dargestellt. Es zeigt:
- Figur 1
- eine Frontalansicht auf den fahrbaren Kopf einer Beschriftungsmaschine mit darunter
angeordnetem Eierhöckerkarton und einigen darauf angebrachten Eiern.
- Figur 2
- einen Teilschnitt durch den fahrbaren Kopf im Bereich des vertikalen, beweglichen
Armes, an dem der Tintenstrahldrucker befestigt ist.
- Figur 3
- zeigt dieselbe Ansicht wie Figur 1 unter Weglassung des Eierkartons, wobei der Tintenstrahldrucker
in einer tieferen Position dargestellt ist.
- Figur 4a und 4b
- zeigen eine Ansicht des Tastfusses von der Seite und von vorne.
[0014] Sämtliche erfindungswesentlichen Teile sind allein schon aus der Figur 1 ersichtlich.
Die gesamte Maschine, die insbesondere die Schienen zur Bewegung des fahrbaren Wagens
1 umfasst, sowie die entsprechenden Antriebs- und Steuerungsmittel sind hier weggelassen
worden, da sie in ihrer Gestaltung ohne Änderung beibelassen werden können, so dass
lediglich, die für die Erfindung hier wesentlichen Elemente dargestellt sind. Dies
betrifft insbesondere den fahrbaren Wagen 1. Dieser ist entsprechend des Doppelpfeiles
B hin und her bewegbar. Die Bewegung vertikal zur Zeichnungsebene erfolgt bei gewissen
Eierbeschriftungsmaschinen ebenfalls durch Verschiebung des Wagens 1, bei einfacheren
Anlagen wird jedoch bevorzugterweise der Eierhöckerkarton K um eine Reihe weiter verschoben.
Damit beschränkt sich die Bewegung des fahrbaren Wagens 1 auf eine reine Hin- und
Herbewegung.
[0015] Der Wagen 1, der auch als fahrbarer Kopf bezeichnet wird, umfasst eine Tragplatte
10, an der ein Gehäuse 11 anschliesst. Innerhalb des Gehäuses 11 ist eine Parallelogrammlenkung
5 schwenkbeweglich angeordnet. Die Parallelogrammschwenkung besteht aus den beiden
schwenkbaren, parallelen Führungsarmen 12, die einseitig über Achsen 13 mit festen
Teilen des fahrbaren Wagens 1, beispielsweise mit dem Gehäuse 11, schwenkbar verbunden
sind. Die beiden gegenüberliegenden Enden der schwenkbaren Führungsarme 12 sind gelenkig
mit einem vertikal beweglichen Arm 4 verbunden. Um eine möglichst leicht gängige Bewegung
zu erreichen, sind sämtliche Lager 13 als Kugellager ausgestaltet. Dies ist beispielsweise
aus der Figur 2 ersichtlich. Im dargestellten Beispiel ist lediglich die Achse 13'
mit dem Gehäuse 11 verbunden. Die Parallelogrammlenkung 5 erlaubt somit eine exakt
vertikale Auf- und Abbewegung des beweglichen Armes 4. Am Ende dieses beweglichen
Armes 4 ist der Tintenstrahldrucker 2 mit seiner Tintenpatrone auswechselbar befestigt.
Er ist dabei im wesentlichen form- und kraftschlüssig im Tastfuss 3 gehalten. Der
Tintenstrahldrukker 2, der ein handelsübliches Element ist, wird über eine Steuerleitung
6 gesteuert und gespiesen. Die Steuerleitung 6 wird bevorzugterweise als Flachkabel
gestaltet. Dieses Flachkabel stellt die Verbindung zwischen dem Tintenstrahldrucker
2 und einer Steuereinheit, die hier nicht dargestellt ist, dar. Das Kabel verläuft
im hier sichtbaren Bereich lediglich zwischen dem Tintenstrahldrucker 2 und dem Wagen
1. Da sich der Tintenstrahldrucker 2 in Relation zum Wagen 1 auf und ab bewegen sowie
eine beschränkte Schwenkbewegung durchführen kann, muss die Steuerleitung, die als
Flachkabel gestaltet ist, genügend lang gestaltet sein, um diesen Bewegungen folgen
zu können.
[0016] Am vertikalen, beweglichen Arm 4 ist eine Aufnahme 7 schwenkbeweglich angeordnet.
Die Schwenkbewegung erfolgt um eine Anpassachse 8, die parallel zur Längsverlaufsrichtung
des Tastfusses 3 angeordnet ist und den vertikalen, beweglichen Arm 4 durchsetzt.
Damit kann der Tastfuss 3 sowohl eine Aufund Abbewegung als auch eine seitliche Schwenkbewegung
durchführen. Der eigentliche Tastfuss 3 ist mit der Aufnahme 7 verbunden. Der Tastfuss
3 ist in den Figuren 4a und 4b detailliert dargestellt. Er besteht im wesentlichen
aus einer gewölbten Kufe 30, die einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz 31 aufweist.
An der Kufe 30 ist seitlich ein stufenförmig gestaltetes Befestigungsblech 32 vorgesehen.
Der Tintenstrahldrucker 2 ist auf der Aufnahme 7 so gehalten, dass er genau über den
Schlitz 31 in der Kufe 30 angeordnet ist, wobei sichergestellt ist, dass das abgetastete
Ei mit dem Tintenstrahldrucker selber nicht in Berührung kommen kann. Ein Problem
bei diesen schnell arbeitenden Eierbeschriftungsmaschinen besteht darin, dass bei
der Abtastung entlang den Eiern erhebliche Auf- und Abbewegungen stattfinden, so dass
die Bewegung äusserst leichtgängig erfolgen muss, ohne dass dabei der Tastfuss 3 über
die Eier hinweg zu tanzen beginnt. Hierzu sind verschiedene Vorkehrungen vorgesehen.
Einerseits erfolgt über eine Zugfeder 14 ein Gewichtsausgleich, um das Gewicht des
Tastfusses 3, des Tintenstrahldruckers 2, der Aufnahme 7 und des beweglichen Armes
4 weitgehend zu kompensieren. Trotz dieser Kompensation wurden während des Bedruckens
immer noch Eier zerschlagen, was längere Zeit unerklärlich schien. Nach längeren Versuchen
stellte man jedoch fest, dass Eier nur dann zerschlagen worden sind, wenn die Tintenpatrone
2' des Druckers 2 annähernd leer war. In diesem Falle begann der Tastfuss zu schwingen.
Entsprechend wurde eine Regulierschraube 15 vorgesehen, mittels derer die Kompensation
des Gewichtes entsprechend dem Gewicht der Tintenpatrone angepasst werden konnte.
Ein weiterer Vorteil wurde erreicht, indem eine verstellbare Anschlagschraube 16 angebracht
wurde, mittels derer die freie Beweglichkeit des vertikal beweglichen Armes 4 begrenzt
werden kann. Ist beispielsweise auf dem Eierkarton K eine Lücke vorhanden, so wird
hiermit sichergestellt, dass der Drucker nicht in diesen Bereich hinuntersinken kann.
Andernfalls würde der Gleitbügel 30 des Tastfusses 3 am nachfolgenden Ei unter Umständen
seitlich anschlagen und dieses zerstören.
[0017] Prinzipiell kann die Parallelogrammlenkung 5 nicht nur in bezug auf das anhängende
Gewicht kompensiert werden, sondern es kann auch in seiner Bewegung gedämpft werden.
Die einfachste Form besteht darin, die Steuerleitung 6 als ein relativ steifes Flachkabel
zu gestalten. Damit sind zusätzliche Mittel nicht mehr erforderlich. Es ist jedoch
auch durchaus denkbar, eines der Gelenke der Parallelogrammlenkung als Kunststoffgelenk
zu gestalten, das eine etwas erhöhte Reibung aufweist und somit eine dämpfende Funktion
ausübt.
[0018] Obwohl sich die obige Beschreibung im wesentlichen auf die Beschreibung einer Maschine
zur Beschriftung von Eiern beschränkt, ist die Erfindung uneingeschränkt für die Beschriftung
aller Stückgüter geeignet, die in einer dichten Folge anliegen und eine Höhenanpassung
bei der Beschriftung bedingen. Dies trifft naturgemäss auf viele Agrarprodukte zu,
sowie auch auf entsprechende Verpackung solcher Produkte.
[0019] An sich wird die Parallelogramm-Anordnung gewählt, um eine leicht bewegliche Führung
des Druckers zu erzielen, der eine Dämpfung ermöglicht, ohne dass zu starke vertikale
Beschleunigungskräfte auf die Eier wirken. Dasselbe kann auch erreicht werden, wenn
man den Drucker an einem genügend langen Schwenkarm anordnet. Dann führt der Druckkopf
eine quasi-vertikale Bewegung aus, die aber auch gedämpft werden kann, ohne dass die
gesamte Massenträgheit bei der Vertikalbewegung auftritt. Insofern sind also auch
Lösungen mit einem Schwenkarm als gleichwirkende Variante zum Parallelogramm anzusehen.
1. Maschine zur Beschriftung von Stückgütern mit unregelmässiger Beschriftungsoberflächenhöhe,
insbesondere von unsortierten Eiern (E,E') unterschiedlicher Grösse, die auf einem
Eierkarton (K) angeordnet sind, wobei mindestens ein fahrbarer Wagen (1) vorhanden
ist, der über die Eier im Eierhöckerkarton höheneinstellbar hin und her bewegbar ist
und dabei über einen Tintenstrahldrucker (2) Informationen auf die Eier drucken kann,
dadurch gekennzeichnet, dass der Tintenstrahldrucker (2) mit Tintenpatrone an einem
Tastfuss (3) angeordnet ist, der fest mit einem beweglichen Arm (4) verbunden ist,
so dass der Tastfuss (3) beim Druckvorgang in einer mindestens annähernd vertikalenBewegung
in Kontakt mit dem zu bedruckenden Ei geführt ist.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastfuss (3) fest mit einem
vertikal beweglichen Arm (4) einer Parallelogrammlenkung (5) verbunden ist.
3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastfuss (3) in Bezug auf
die Bewegungsrichtung mindestens die Länge von zwei einander in einem Eierhöckerkarton
(K) benachbarten Eiern (E) aufweist.
4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastfuss (3) so ausgestaltet
ist, dass er den Tintenstrahldrucker (2) mit integrierter Patrone (2') formschlüssig
aufnehmen kann und die erforderlichen Steckkontakte für Steuerleitungen (6) zwischen
einer Eingabeeinrichtung und dem Tintenstrahldrucker (2) aufweist.
5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitungen (6) als
ein Flachkabel gestaltet sind.
6. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Parallelogrammführung (5)
aus einem mit dem Maschinengehäuse (11) festverbundenen Teil besteht, an dem zwei
parallele Führungsarme (12) schwenkbeweglich gelagert sind und deren beide freie Enden
über den genannten vertikalen Arm (4) miteinander zu einem Parallelogramm verbunden
sind.
7. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastfuss (3) am vertikal
beweglichen Arm (4) um eine parallel zur Längserstreckung des Tastfusses verlaufenden
Anpassachse (8) schwenkbeweglich ist.
8. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einem der beiden parallelen
Schwenkarme (12) der Parallelogrammlenkung (5) eine mit dem Gehäuse (11) beziehungsweise
einer Tragplatte (40) verbundene, einstellbare (15) Zugfeder (14) angeordnet ist,
mittels derer das am Vertikalarm (4) anliegenden Gewicht kompensierbar ist.
9. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitungen (6) in
einem gewölbten Flachkabel verlaufen, welches eine schwingungsdämmende Wirkung aufweist.
10. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Parallelogrammlenkung
(5) ein schwingungsdämmendes Organ angreift.