[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedrucken von Behältern gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Bedrucken von Behältern gemäß
Anspruch 13.
Stand der Technik
[0002] Behälterausstattungsanlagen bringen üblicherweise Informationen auf Behälter auf,
welche den Endverbraucher über den Inhalt des Behälters informieren. Durch ihre grafische
Gestaltung dienen sie u.a. auch der Verkaufsförderung. Ein typisches Anwendungsgebiet
ist die Lebensmittelbranche, wobei in die Behältnisse beispielsweise ein Getränk abgefüllt
wird. Neben den Inhaltsinformationen kann es hier auch erforderlich sein, die Behälter
mit Mindesthaltbarkeitsdaten bei verderblichen Lebensmitteln zu versehen. Dies erfolgt
schon seit Langem durch ein Aufbringen von bedruckten Etiketten. In jüngster Zeit
gehen die Entwicklungen jedoch auch dahin, auf das Etikettenmaterial zu verzichten
und die Behälter direkt zu bedrucken. Bei Anlagen, in denen die komplette Ausstattung
nicht in einem Schritt erfolgt, durchlaufen die Behälter mehrere Ausstattungsmaschinen,
wobei der Platz zum Aufstellen mehrerer Ausstattungsmaschinen teilweise sehr beschränkt
ist. Hierzu sind Richtungswechsel im Hauptförderweg nötig, um beispielsweise eine
gassenförmige Anordnung der Ausstattungsmaschinen realisieren zu können. Hinzu kommt,
dass bei gegebenen Ausstattungsmedien oder -materialien (beispielsweise sind die derzeitig
realisierbaren Druckgeschwindigkeiten relativ niedrig) und/oder Behältergrößen oftmals
relativ lange Behandlungszeiten notwendig sind, was bei hohen Ausstoßleistungen zu
großen Maschinendurchmessern führt. Deswegen ist man bestrebt, eine Dekoration der
Behälter möglichst schnell bzw. über einen großen Teil des Umfangs der Ausstattungsmaschine
zu ermöglichen.
Aufgabe der Erfindung
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Bedrucken von Behältern und eine
Vorrichtung zum Bedrucken von Behältern zur Verfügung zu stellen, welche eine flexible
Ausstattung von Behältern mit Teildruckbildern ermöglichen.
Lösung
[0004] Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche 1 und 13 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen offenbart.
[0005] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bedrucken von Behältern, bei dem
ein Behälter von mindestens zwei umlaufenden Modulen, an denen mitumlaufende Druckköpfe
angeordnet sind, mit jeweils einem Teildruckbild pro Modul ausgestattet wird, wobei
die Behälter von einem Modul an das nächste direkt übergeben werden und wobei die
Teildruckbilder jeweils in Umfangsrichtung des Behälters eine Anfangs- und eine Endkante
aufweisen, wobei der Behälter nach Fertigstellung des ersten Teildruckbildes so ausgerichtet
bleibt oder neu ausgerichtet wird, dass der Druck des zweiten Teildruckbildes mit
dem Druckkopf des folgenden Moduls an einer Umfangsposition des Behälters beginnt,
die einen Abstand zu Anfangs- und Endkante des ersten Teildruckbildes aufweist.
[0006] Bei dem Verfahren kann es sich um einen Rundumdruck handeln.
[0007] Die gegenüberliegende Seite des Behälters kann zu Anfangs- und Endkante des ersten
Teildrucks dem Druckkopf des folgenden Moduls zugewandt sein.
[0008] Im folgenden Modul kann der Druck mitten im Teildruckbild des vorigen Moduls begonnen
werden.
[0009] Der Abstand kann größer als 5° sein.
[0010] Der Abstand kann gleich 180° sein.
[0011] Im vorgeordneten Modul, in dem der erste Teildruck aufgebracht wird, kann der zur
Verfügung stehende Behandlungswinkel voll ausgenutzt werden.
[0012] Pro Modul kann eine Vielzahl von Druckköpfen in äquidistanten Abständen angeordnet
sein, welche mit dem Modul in Drehrichtung kontinuierlich mitumlaufen.
[0013] Der Behälter kann nach Fertigstellung des ersten Teildruckbildes ausgerichtet bleiben
bzw. auf eine Ausrichtung verzichtet werden.
[0014] Die Druckköpfe können innerhalb des von den Behältern durchlaufenen Teilkreises beider
Druckmodule liegen, wobei die Druckköpfe senkrecht auf eine Behälteraußenwand gerichtet
sind und jeweils von einer Mittelachse der Module radial nach außen zeigen.
[0015] Der Behälter kann während des Drucks in der gleichen Richtung um seine Längsachse
in beiden Modulen gedreht werden.
[0016] Die Drehung des Behälters um seine Längsachse kann gestoppt werden, bevor eine Übergabe
an das folgende Modul stattfindet.
[0017] Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Bedrucken von Behältern
mit einer Steuerungseinrichtung, die ausgebildet ist, ein Verfahren zum Bedrucken
von Behältern, wie oben oder weiter unten beschrieben, durchzuführen.
[0018] Eine Behälterausstattungsanlage zum Bedrucken von Behältern kann ein Fördersystem
zum Transportieren der Behälter durch die Ausstattungsanlage entlang einer vorgegebenen
Transportstrecke, kann an dem Fördersystem angeordnete, insbesondere fest angeordnete,
Aufnahmen zur Aufnahme einzelner Behälter oder Gruppen von Behältern und kann mindestens
zwei umlaufende Ausstattungsvorrichtungen zum Bedrucken von den Behältern umfassen,
wobei an den Ausstattungsvorrichtungen jeweils mindestens ein Druckkopf zum Bedrucken
der Behälter angeordnet ist.
[0019] Die Ausstattungsanlage kann mehrere gleichartige Module aufweisen. Durch den Einsatz
von einzelnen Modulen kann die Anlage flexibel auf neue am Aufstellungsort auftauchende
Erfordernisse angepasst werden, indem einzelne Module in einfacher Weise ausgetauscht,
entfernt oder hinzugefügt werden können.
[0020] Bei einer bestimmten Anordnung der Ausstattungsvorrichtungen kann eine Behälterausstattungsanlage
zum Ausstatten von Behältern ein Fördersystem zum Transportieren der Behälter durch
die Ausstattungsanlage entlang einer vorgegebenen Transportstrecke, kann an dem Fördersystem
angeordnete, insbesondere fest angeordnete, Aufnahmen zur Aufnahme einzelner Behälter
oder Gruppen von Behältern, kann mindestens zwei umlaufende Ausstattungsvorrichtungen
zum Ausstatten von den Behältern umfassen, wobei ein Hauptförderweg der Behälter durch
die Ausstattungsanlage eine Richtungsänderung aufweist, wobei mindestens eine Ausstattungsvorrichtung
vor und eine Ausstattungsvorrichtung nach der Richtungsänderung angeordnet ist. Die
Transportstrecke im Bereich der Richtungsänderung weist dabei einen Abschnitt auf,
welcher eine zumindest abschnittsweise andere Krümmung aufweist, wie die vorgeordnete
Ausstattungsvorrichtung.
[0021] Auf diesem Abschnitt erfolgt keine Dekoration der Behälter und die Länge des Abschnitts
beträgt mindestens ein Fünftel des zurückgelegten Weges der Behälter in der vorgeordneten
Ausstattungsvorrichtung.
[0022] Unter Dekoration wird beispielsweise ein flächiges Bedrucken des Behälters mit Druckmedium
verstanden.
[0023] Durch den zwischengeschaltenen Förderabschnitt ohne Ausstattung kann sozusagen Platz
geschaffen werden, um die Behälter an einen möglichst günstigen Eintrittspunkt der
nachfolgenden Ausstattungsvorrichtung zu transportieren. Dadurch kann - je nach Gestaltung
des Förderabschnitts - der Gesamtplatzbedarf der Anlage zwar geringfügig wachsen,
dies wird jedoch bewusst in Kauf genommen, um eine hohe Leistung bzw. Auslastung der
die Behälter ausstattenden Maschinen zu gewährleisten. Der Förderabschnitt ist im
Vergleich zur durch ihn gewonnen Behandlungszeit relativ kostengünstig. Insbesondere
kann die Länge des Förderabschnitts mindestens ein Viertel oder mindestens ein Drittel,
oder mindestens die Hälfte des Transportwegs der Behälter in der vorgeordneten Ausstattungsvorrichtung
betragen, je nach dem, welcher Winkel in einem Hauptförderweg realisiert werden soll.
Um den Förderabschnitt nicht unnötig lang zu gestalten, weist der Abschnitt insbesondere
eine kürzere, von den Behältern zurückzulegende Wegstrecke auf, als die doppelte Wegstrecke,
die die Behälter in einer vorgeschaltenen Ausstattungsvorrichtung zurücklegen. Je
nach Anlagenaufbau kann die Wegstrecke des Förderabschnitts aber auch länger sein.
[0024] Insbesondere verbindet der Förderabschnitt bzw. die Transportstrecke im Bereich der
Richtungsänderung einen Auslauf der in Transportrichtung vorgelagerten Ausstattungsvorrichtung
mit einem Einlauf der nachgelagerten Ausstattungsvorrichtung derart, dass den Behältern
vom Einlauf bis zum Auslauf der vorgeordneten Ausstattungsvorrichtung und vom Einlauf
bis zum Auslauf der nachgeordneten Ausstattungsvorrichtung ein Behandlungswinkel von
mehr als 235°, insbesondere von mehr als 265° zur Verfügung steht. Bei nicht rundlaufenden
Ausstattungsvorrichtungen können die Winkelangaben auch in Abhängigkeit von der Zeit
oder des Weges von einem Umlauf betrachtet werden - so wären die angegebenen 265°
Zweihundertfünfundsechzig Dreihundertsechzigstel des Umlaufwegs oder der Umlaufzeit.
[0025] Das Fördersystem transportiert die Behälter im Bereich der umlaufenden Ausstattungsvorrichtungen
insbesondere derart, dass der Transportpfad zumindest in Teilabschnitten konzentrisch
zu dem Umlaufweg der Ausstattungsvorrichtung ist.
[0026] Insbesondere kann der Förderabschnitt auch ein anderes Krümmungsvorzeichen aufweisen.
Wenn er jedoch beispielsweise nur eine geradlinige Förderung der Behälter bereitstellt,
weist er lediglich eine andere Krümmung auf. Weiterhin können durch die Krümmungsänderung
die Behälter bei bestimmten Ausführungsvarianten der Anlage auch weiter weg von einem
Förderer transportiert werden, welcher in Transportrichtung vor dem Förderer angeordnet
ist, welcher die Behälter an den Förderabschnitt übergibt. Die Krümmung der Transportbahn
kann sich auf dem Förderabschnitt auch zweimal oder dreimal oder mehrmals ändern.
[0027] Insbesondere umfasst der Förderabschnitt einen eigenständigen, umlaufenden Förderer,
an welchem eine Vielzahl von Behälteraufnahmen, beispielsweise in der Form von Außengreifern,
insbesondere Klammern, oder die Behälter innen greifenden Halterdornen, angeordnet
ist. Dieser Förderabschnitt kann in seiner Gesamtheit beispielsweise einen Riemenförderer
oder einen rundlaufenden Transportstern umfassen. Insbesondere werden die Behälter
an die Aufnahmen dieses Förderabschnitts von der vorgeordneten Ausstattungsvorrichtung
übergeben und von den Aufnahmen des Förderers an die nachgeordnete Ausstattungsvorrichtung
übergeben. Die Aufnahmen laufen im Anschluss leer zurück, bis ihnen der nächste Behälter
zugeordnet wird. Der Förderabschnitt kann auch zwei oder mehr eigenständige Förderer,
z.B. Fördersterne umfassen.
[0028] Das Fördersystem kann an den Ausstattungsvorrichtungen direkt angebracht sein. Bevorzugt
handelt es sich dabei um ein ähnliches System wie das für den Förderabschnitt beschriebene
- die Ausgestaltung der Aufnahmen kann allerdings abweichen.
[0029] Es kann sich aber auch um ein eigenständiges (von den Ausstattungsvorrichtungen unabhängiges)
Fördersystem handeln, mit welchem die Behälter durch die Anlage transportiert werden.
Beispielsweise kann es sich um ein Shuttletransportsystem handeln, bei welchem die
Behälter einzelnen Shuttles bzw. "Wägelchen" zugeordnet werden, welche auf Schienen
zu den einzelnen Ausstattungsmaschinen fahren. Insbesondere kann an den Schienen eine
Vielzahl von elektrischen Mitteln zum Antrieb, insbesondere Magnete, angebracht werden,
welche mit auf den Shuttlen angeordneten Mitteln, insbesondere Permanentmagneten,
zum individuellen Antrieb zusammenwirken. Der erfindungsgemäße Förderabschnitt kann
in diesem Fall auch eine Schiene, anstelle eines Förderers mit eigenen Greifmitteln
für die Behälter, umfassen.
[0030] Wenn die Ausstattungsanlage aus einer Vielzahl von rundlaufenden Transport- bzw.
Ausstattungssternen besteht, ist die von den Behältern durchlaufene Transportstrecke
im Wesentlichen mäanderförmig, wobei es je nach Ausgestaltung des im Bereich des Richtungswechsels
angeordneten Förderabschnitts auch lineare Abschnitte (z.B. durch die Verwendung eines
Riementransports) geben kann. Weist der Förderabschnitt ebenfalls nur rundlaufende
Transportsterne auf, so ist die Mäanderform durchgängig, allerdings können die im
Bereich des Förderabschnitts durchlaufenen Winkelbereiche kleiner sein, als die im
Bereich der Ausstattungsvorrichtungen. Die Ausstattungssterne mit daran angeordneten
Mitteln zum Ausstatten können auch selbst das Fördersystem bereitstellen, indem man
Aufnahmen zur Förderung der Behälter an ihnen anordnet.
[0031] Der Hauptförderweg wird nicht durch jeden differenziell kleinen Punkt der durchlaufenen
Transportstrecke gebildet, sondern durch die durchlaufenen Stationen als Ganzes. Im
Fall von einer Vielzahl aneinandergereihten, rundlaufenden Transport- bzw. Ausstattungssternen
kann der Hauptförderweg durch die Verbindung von den einzelnen Übergabepunkten der
Behälter bzw. Flaschen von Förderer zu Förderer gebildet werden. Eine andere Möglichkeit
stellt die Resultierende der Verbindung der Mittelpunkte von mehreren Sternen dar.
[0032] Insbesondere sind mindestens zwei Ausstattungsvorrichtungen vor und/oder nach der
Richtungsänderung vorgesehen. Die jeweiligen zwei Ausstattungsvorrichtungen können
direkt bzw. unmittelbar aneinander anschließen, d.h. dass kein Zwischenförderer zwischen
ihnen platziert ist. Dies hat den Vorteil einer sehr kompakten Bauweise.
[0033] Die Ausstattungsvorrichtungen sind vorteilhaft so zueinander angeordnet, dass eine
Ausstattung der Behälter entlang mindestens zwei Dritteln, insbesondere mindestens
drei Vierteln, des Gesamtumfangs möglich ist. Bei rundlaufenden Ausstattungsvorrichtungen
entspricht dies einem durchlaufenen Winkel des Kreissegments von mindestens 240°,
insbesondere von mindestens 270°. Dies kann beispielsweise durch eine Zick-Zack-Aufstellung
der Ausstattungsvorrichtungen zueinander erreicht werden. Das Zick-Zack ergibt sich
aus der Verbindung von den einzelnen Mittelpunkten (Drehachsen) der Rund-läufer. Theoretisch
ist bei dieser Aufstellung auf diese Weise auch ein Behandlungswinkel von nahezu 300°
möglich, jedoch muss je nach Größe der zu behandelnden Behälter ein Abstand für ihren
Transport aneinander vorbei gelassen werden, wenn sich die Ausstattungsvorrichtungen
in der gleichen Ebene befinden.
[0034] Bei den Ausstattungsvorrichtungen handelt es sich insbesondere um Vorrichtungen zum
direkten Bedrucken von den Behälteraußenoberflächen, insbesondere von den Seitenflächen
entlang des Umfangs der Behälter. Dazu können mehrere Druckköpfe pro Ausstattungsvorrichtung
vorhanden sein, welche Druckmedium auf die Behälteraußenoberfläche aufbringen. Beim
Druckmedium kann es sich um Tinte, Farbe, Lack oder dergleichen handeln, insbesondere
um UV-aushärtbare Tinte. Die Druckköpfe weisen insbesondere eine Vielzahl von einzeln
ansteuerbaren Düsen auf und arbeiten nach dem Tintenstrahlprinzip.
[0035] Weiterhin können die Druckköpfe beweglich auf den Ausstattungsvorrichtungen angeordnet
sein. Insbesondere ist es möglich, dass einzelne Druckköpfe die Behälter während des
kompletten Umlaufs begleiten und somit regelmäßig umlaufen. Im Fall eines auf der
Ausstattungsvorrichtung angebrachten Transportsystems, laufen dann die Druckköpfe
synchron mit diesem um.
[0036] Es kann auch möglich sein, dass einzelne Druckköpfe die Behälter nur während einem
Teil des Weges durch die Ausstattungsvorrichtung begleiten. Insbesondere werden die
Druckköpfe dann wieder in ihre Anfangslage entgegen der Begleitungsrichtung zurückgefahren,
es wäre aber auch denkbar, dass sie langsamer werden oder kurzzeitig stoppen und den
nächsten Behälter kurzzeitig entlang eines weiteren Teilbereichs des Umfangs begleiten.
Somit ist quasi ein intermittierender Umlauf gegeben.
[0037] Alle diese Varianten können mit einem taktweisen oder kontinuierlichen Behältertransport
durchgeführt werden.
[0038] Es ist auch an eine motorische oder manuelle Verstellung der Druckköpfe an die Außenkonturen
der Flaschen gedacht. Die Verstellung kann bei einem Flaschenformatwechsel beispielsweise
durch Einlesen von CAD- oder Bild-Daten der neuen Flasche aber auch durch ein Vermessen
der neuen Flasche mittels eines Sensors oder einer Kamera stattfinden. Die Motoren
könnten auch von Hand an die neuen Konturen der Flaschen herangefahren und diese Einstellung
gespeichert werden, so dass sie beim Bedrucken der gleichen Flaschen, also wenn diese
in einem zeitlich dahinterliegenden Produktionszyklus noch mal verwendet werden -
wieder verwendbar ist. Insbesondere kann über die Motoren eine Höhe (in lotrechter
Richtung) der Druckköpfe und/oder ein Anstellwinkel verstellt werden. Der Anstellwinkel
befindet sich in der Ebene, welche von der Maschinendrehachse und der Umfangsposition
des Druckkopfes auf der Ausstattungsvorrichtung gebildet wird. Ebenfalls kann ein
Anstellwinkel einstellbar sein, welcher in der horizontalen Ebene liegt. Dieser Winkel
kann die Auflösung des Druckbildes verändern, insbesondere wenn die Druckköpfe mit
mehreren Düsenreihen versehen sind, welche sich entlang der Druckkopflängsachse erstrecken.
Die Druckkopflängsachse ist üblicherweise die, entlang derer die meisten Düsen des
Druckkopfs angeordnet sind. Insbesondere ist die Druckkopflängsachse senkrecht zur
Transportebene, wenn zylindrische Behälter bedruckt werden, welche aufrecht transportiert
werden. Weiterhin kann ein Antrieb zur linearen Verstellung der Druckköpfe vorhanden
sein, mit dem ein Abstand des Druckkopfs zum Behälter verändert wird, insbesondere
parallel zur Behältertransportebene, insbesondere in horizontaler Richtung. Die Druckköpfe
können auch in einer lotrechten Richtung verstellt werden. Bezogen auf die zu bedruckenden
Behältnisse können die Druckköpfe auch entlang der Behälterlängsachse verstellbar
oder sogar während des Drucks verfahrbar sein. Alternativ können auch die Behälter
entlang deren Längsachse verfahren werden.
[0039] Bevorzugt handelt es sich bei einigen Ausstattungsvorrichtungen um Direktdruckmodule,
welche sich untereinander im Wesentlichen nur dadurch unterscheiden, dass mit ihnen
unterschiedliche Farben und/oder Druckmotive auf die Behälter aufgebracht werden.
[0040] Es können alternativ oder zusätzlich auch andere Drucktechniken wie Siebdruck oder
Tampondruck zum Einsatz kommen.
[0041] Ebenfalls kann auch mindestens eine Ausstattungsvorrichtung von einer Etikettiermaschine
gebildet werden, insbesondere von einer, welche dehnfähige, schlauchförmige Etiketten
auf die Behälter aufbringt.
[0042] Als Ausstattungsvorrichtung kann auch eine Etikettiermaschine dienen, welche Etiketten
aus Papier oder Kunststoff an die Behälter von der Seite her anbringt. Beispielsweise
können hier auch Selbstklebeetiketten verwendet werden, insbesondere im "No-Label-Look".
[0043] Weiterhin kann die Behälterausstattungsanlage auch eigenständige Module zur Härtung
bzw. Vernetzung von UV-aushärtbaren Farben aufweisen (Pinning). Ein derartiges Modul
weist mindestens eine UV-Lampe auf, welche auf zumindest den Bereich, auf den die
Druckfarbe aufgebracht wird, gerichtet ist. Zu Sterilisationszwecken kann dieser Bereich
auch erweitert werden oder es wird eine zusätzlich UV-Lampe im Bereich der Mündung
der Behälter angebracht, welche diese sterilisiert. Ebenfalls ist an eine in den Behälter
einfahrbare UV-Lampe gedacht, um die außen aufgebrachte Druckfarbe von Innen härten
zu können und gleichzeitig die Innenwand der Behälter zu sterilisieren. Die nach innen
einfahrbare UV-Lampe ist insbesondere mitdrehend auf einem Modul angebracht. Bei den
UV-Lampen welche eine Außenseite der Behälter behandeln, kann es sich ebenfalls um
mitdrehende Lampen handeln, es ist aber auch möglich, um dieses Modul eine Einhausung
in Form eines feststehenden Tunnels zu bauen, welcher mit daran fest angebrachten
UV-Lampen bestückt ist. Die in diesem Absatz genannten Ausführungen können auch Anwendung
im erfindungsgemäßen Förderabschnitt finden.
[0044] Allgemein kann im erfindungsgemäßen Förderabschnitt eine Zwischenbehandlung der Behälter
durchaus erfolgen, beispielsweise ein Zwischenpinning der Druckfarbe oder eine Aufbringung
eines Mindesthaltbarkeitsdatums. Insbesondere stehen die Mittel dabei fest im Vergleich
zum Förderer.
[0045] Alternativ oder zusätzlich kann eine Härtung und/oder Sterilisation auch in den Ausstattungsmodulen
erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Härtung und/oder Sterilisation
in einer Station erfolgen, die räumlich beabstandet (beispielsweise um mehr als ein
Meter) von den Modulen angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine bessere Abschirmung
der UV-Strahlung vorgenommen werden, so dass möglichst wenig UV-Licht auf die Druckköpfe
trifft. Zusätzlich könnte in der Station eine Sterilisation mit flüssigem oder gasförmigem
Sterilisationsmedium, wie Wasserstoffperoxid, durchgeführt werden, welches über eine
Düse in den Behälter eingebracht wird.
[0046] Als Ausstattungsmodul kann auch eine Beschichtung der Behälter mit einem Haftmittel
den Druckmodulen vorgelagert sein, mit denen beispielsweise eine Haftschicht auf die
Behälter aufgebracht wird, auf der wiederum die Druckfarbe aufgetragen wird, wobei
die Haftfestigkeit zwischen dem Behälter und der Haftschicht kleiner ist als die Haftfestigkeit
zwischen Haftschicht und dem Druckmedium. Insbesondere ist die Haftschicht derart
beschaffen, dass sie von Lauge abgelöst werden kann. Dies wird insbesondere beim Recycling
benötigt, wo die Druckfarbe vom Behältermaterial getrennt werden soll.
[0047] Bei den Behältern handelt es sich insbesondere um PET-Flaschen, insbesondere um PET-Einwegflaschen.
[0048] Es können auch Einrichtungen zur Vorbehandlung der Behälter vorgesehen sein, beispielsweise
eine Plasmabehandlungseinrichtung, mit welcher eine dünne Siliziumoxidschicht auf
die Behälteraußen- oder -innenfläche zur Verbesserung der Barriereeigenschaften aufgetragen
wird. Ebenfalls als Vorbehandlungseinheit möglich ist eine Behälterreinigungseinheit,
eine Konditionierungseinheit, insbesondere konfiguriert zur Trocknung und/oder Temperierung
der Behälter, eine Oberflächenaktivierungseinheit, insbesondere konfiguriert zur Erhöhung
der Oberflächenenergie der Behälteroberfläche, und/oder eine Elektrostatikeinheit
zur elektrostatischen Ent- oder Aufladung der Behälteroberfläche.
[0049] Der Einsatz der genannten Vorbehandlungseinheiten oder Kombinationen daraus ist im
Wesentlichen von den Kundenanforderungen abhängig. Grundsätzlich lassen sich die Einheiten
auch in ein modulares Konzept der Behälter bedruckenden Vorrichtungen integrieren.
Diese Module können mit den gleichen Transportmitteln ausgestattet sein wie sie die
Druckmodule aufweisen.
[0050] Im Allgemeinen zeichnet sich ein modulares Konzept für die Druckmodule und/oder Vorbehandlungseinheiten
dadurch aus, dass weitere Module im Nachhinein leicht hinzugefügt oder entfernt werden
können. Ein Punkt hierfür kann eine einheitliche Übergabe der Behälter zwischen den
Modulen darstellen. Auch eine einheitliche Größe der Module, insbesondere ein einheitlicher
Durchmesser bei rundlaufenden Modulen, kann bei der Aufstellung zueinander einen Vorteil
in einem modularen Konzept bieten. Ebenso ist daran gedacht, dass jedes Modul auch
mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit umläuft. Es kann auch vorteilhaft sein, dass
eine Behälterübergabe zwischen den Modulen direkt erfolgt, also ohne weiteren zwischengeschaltenen
Transporteur.
[0051] Bei einer direkten Übergabe zwischen zwei Modulen, in denen zur Behälteraufnahme
ein Zentrierkopf auf eine Behältermündung im oberen Bereich des Behälters aufgesetzt
und der Behälter von unten her im Bodenbereich durch eine weitere Aufnahme gestützt
wird, insbesondere durch einen Drehteller, kann eine direkte Übergabe an ein weiteres
Modul derart erfolgen, dass zusätzlich an mindestens einem Modul eine Klammer angeordnet
ist, welche den Behälter zumindest zeitweise von der Seite her aufnehmen bzw. halten
kann - insbesondere im Neckhandling (im Bereich der Mündung werden die Behälter meistens
nicht bedruckt, deswegen könnte hier die Klammer auch ständig im Eingriff bleiben).
[0052] Ebenfalls wäre es möglich, den Behälter im Körperbereich mit der Klammer zu greifen,
hier kann es von Vorteil sein, wenn die Klammer im Moment der Bedruckung oder Behandlung
zur Freigabe der Behälteraußenfläche weggefahren werden kann. Diese könnte dann ein
Teilelement einer Einhausung (siehe weiter unten) darstellen. Selbiges gilt auch für
eine oben erwähnte Neckhandlingklammer, wenn der Behälter im Bereich seiner Mündung
doch bedruckt werden soll.
[0053] Die Zentrierköpfe und die Bodenaufnahmen des übergebenden Moduls können zur Übergabe
der Behälter so weit, insbesondere in lotrechter Richtung, auseinander gefahren werden,
dass die Zentrierköpfe und die Bodenaufnahmen des übernehmenden Moduls dazwischen
Platz. Nach dem Auseinanderfahren wird der Behälter nur noch von der Klammer des übergebenden
Moduls gehalten, bis die Zentrierköpfe und die Bodenaufnahmen des übernehmenden Moduls
mit dem Behälter in Eingriff sind. Alternativ können auch am übergebenden und am übernehmenden
Modul Klammem angeordnet sein, welche die Behälter beispielsweise abwechselnd oberhalb
eines Transportrings und unterhalb dieses Rings greifen. Die Zentrierköpfe und die
Bodenaufnahmen mindestens eines Moduls müssten allerdings dennoch wie gerade beschrieben
auseinander gefahren werden.
[0054] Alternativ könnte man die Klammer (in ihrer Gesamtheit) beweglich, also teleskopierbar/ausfahrbar
oder schwenkbar, ausgestalten. Diese könnte beispielsweise den Behälter vor dem Moment
der Übergabe aus dem Modulteilkreis "herausfahren" und an das nächste Modul übergeben
(entweder an eine Klammer dort oder direkt an die dortigen Zentrierköpfe und die Bodenaufnahmen).
Auf diese Weise würde der Hub der Zentrierköpfe und/oder der Bodenaufnahmen geringer.
Ein Wegschwenken oder -stellen der Klammern in Richtung zur benachbarten Behandlungsposition
von einem oder beiden Karussellen wäre auch eine Möglichkeit. Hierfür können die Behandlungspositionen
vom übernehmenden und übergebenden Karussell um eine halbe Teilung versetzt zueinander
sein, so dass die jeweiligen Zentrierköpfe und die Bodenaufnahmen der zwei Karusselle
ineinander kämmen - wie zwei Zahnräder. Durch das Wegschwenken oder -stellen der Klammern
hin zur benachbarten Behandlungsposition an dem übergebenden Karussell um bevorzugt
eine halbe Teilung könnte eine Übergabe an das übernehmende Karussell erfolgen, bei
der entweder eine Klammer den Behälter übernimmt oder direkt die jeweiligen Zentrierköpfe
und die Bodenaufnahmen. Auf diese Weise kann eine sehr platzsparende Aufstellung realisiert
werden.
[0055] Insbesondere erfolgt in der Ausstattungsanlage zumindest zeitweise und zumindest
bereichsweise ein kontinuierlicher Transport der Behälter oder der Behältergruppen.
[0056] Um jeden Behälter kann während des Drucks ein Schutz bzw. die oben genannte Einhausung
positioniert werden, welcher im Wesentlichen hülsenförmig ist. Der Schutz kann auch
von mehreren Elementen gebildet werden, wobei ein Element in Bezug auf das Karussell
oder den Drehteller feststeht und ein anderes Element zur Entnahme der Behälter aus
dem Schutz beweglich angeordnet ist. Mit ihm kann verhindert werden, dass zu viel
Drucknebel in der Maschine verteilt wird. Insbesondere ist an dem Schutz auch eine
Absaugung angebracht. Mit dem Schutz werden insbesondere Luftverwirbelungen vermieden.
Wenn eine Klammer zur Behälteraufnahme Teil des Schutzes ist, weist dieser insbesondere
eine Abdichtung zur Klammer auf, und zwar an den Stellen, wo die Klammer zum Greifen
des Behälters bewegt werden muss. Als Abdichtung können beispielsweise Faltenbälge,
aber auch Bürsten verwendet werden. Insbesondere weisen die Bereiche des Schutzes
eine Aussparung für die Bewegung der Klammer auf.
[0057] Die bereits genannten Drehteller zur Drehung der Behälter während einer Behandlung
(insbesondere bei der Bedruckung) sind insbesondere mit Servomotoren verbunden, die
die jeweilig gewünschte Drehlage der Behälter relativ genau einstellen können. Für
eine noch präzisere Einstellung der Drehlage kann ein Drehwertgeber auch am Drehteller
oder zumindest außerhalb des Gehäuses des Drehtellerantriebs angeordnet sein. Insbesondere
ist er näher an dem zu bedruckenden Behälter angeordnet als das Gehäuse des Antriebs.
Es wäre auch denkbar, einen Teil der Welle mit einem größeren Durchmesser zu versehen
und dort den Drehwertgeber anzubringen. Letzteres und die Anbringung am Drehteller
(der Drehteller besitzt normalerweise einen größeren Umfang als die Welle des Servomotors)
haben den Vorteil, dass mehr Inkremente entlang des Umfangs des drehenden Teils angeordnet
werden können und somit eine Drehstellung genauer erfassbar ist. Der Geber erfasst
insbesondere unterschiedlich magnetisierte Bereiche der zu erfassenden Welle, er könnte
in bestimmten Ausführungsformen aber auch optisch arbeiten. Der Geber könnte auch
die Drehstellung der Behälter selbst mit optischen Mitteln erfassen. Hier wäre es
denkbar, auf der Behälterkontur Referenzmarken hineinzublasen und/oder Aufzudrucken
und/oder einzuprägen und/oder einzuspritzen (in den Preform, bevorzugt nicht an den
Teilen, welche im Streckblasprozess miteinbezogen werden (z.B. die Mündung)). Die
genaue Positionierung ist insbesondere bei dem Einsatz von mehreren Modulen wichtig,
wenn Farben aufeinander auf eine bestimmte Position am Behälter gebracht werden müssen.
Falls hier geringfügige Toleranzen auftreten, können sich diese aufsummieren und die
Qualität des Drucks leidet umso mehr. Insbesondere in der Ausstattungsmaschine direkt
nach dem erfindungsgemäßen Förderabschnitt kann eine genaue Positionierung sehr brauchbar
sein.
[0058] Es kann auch an mindestens einer Ausstattungsvorrichtung, insbesondere an einem Modul,
ein Drehwertgeber vorhanden sein, mit welchem die Drehposition der Ausstattungsvorrichtung
erfasst wird. Die erfassten Werte werden insbesondere an eine Steuerung weitergegeben
und dienen der Ansteuerung der Druckköpfe bzw. -düsen und/oder den Drehtellern.
[0059] Insbesondere ist es auch möglich, die Antriebe der Drehtellermotoren mit einer Steuerung
zu verbinden, welche auf einem anderen Eingang mit einer Kamera (oder dem oben genannten
Sensor, der eine Referenzmarke am Behälter erkennt) verbunden ist. Mit einer Kamera
ist es möglich, die aktuelle Drehlage eines Behälters vor oder am Anfang eines Ausstattungsmoduls
festzustellen. Die festgestellte Drehlage wird von der Steuerung ausgewertet und mit
einem Sollwert verglichen, welcher vorgibt, in welcher Drehposition eine Ausstattung
bzw. ein Druck des Behälters beginnen soll. Der Behälter wird dann um den jeweiligen
Winkelunterschied von Ist zu Soll gedreht. Eine derartige Kamera kann vor bzw. an
jeder einzelnen Ausstattungsvorrichtung sitzen, insbesondere jedoch zumindest am Anfang
der Anlage, insbesondere auch nach oder am Ende des Förderabschnitts, an dem keine
Dekoration der Behälter erfolgt.
[0060] Wenn eine Drehlage eines Behälters bei der Übergabe von einer Ausstattungsvorrichtung
zur nächsten Ausstattungsvorrichtung durch einen Form- oder Reibschluss, also sozusagen
mechanisch, sichergestellt werden kann - beispielsweise durch den Einsatz eines mit
dem Behälter mitlaufenden Sklaven oder durch eine sehr präzise Übergabe - so ist es
auch möglich, dass der Behälter zwischen den Ausstattungsvorrichtungen gar nicht ausgerichtet
werden muss. Eine Ausrichtung vor dem Eintritt in die Ausstattungsanlage kann beispielsweise
per Kamera erfolgen oder durch Beibehalt der Rotationsausrichtung, wenn der Ausstattungsanlage
eine Blasformmaschine vorgelagert ist. Bei der letzten Möglichkeit ist die Rotationsposition
der Behälter in einer Blasform durch die Analage der Behälter an der Blasformwand
vorgegeben.
[0061] Allerdings ist es anzumerken, dass selbst wenn eine Ausrichtung der Behälter vorgegeben
ist, eine zusätzliche Überprüfung des Durchmessers nicht schadet, denn dieser kann
abhängig vom Herstellungsverfahren der Behälter sehr stark variieren. Die Überprüfung
kann ebenfalls mit einer- bevorzugt derselben - Kamera erfolgen. Abhängig vom Durchmesser
kann eine Druckvorlage im nachfolgenden Druckprozess auf jeden einzelnen Behälter
abgestimmt werden, in dem eine Skalierung der Vorlage zumindest in Umfangsrichtung
erfolgt.
[0062] Je nachdem, welchen Winkel ein Druckbild auf den Behältern in Umfangsrichtung einnimmt,
kann eine insbesondere direkte Übergabe der Behälter von einem Druckmodul auf das
nächste Druckmodul mit oder ohne neue Ausrichtung der Behälter erfolgen. Im Fall eines
Rundumdrucks entlang des kompletten Umfangs könnte der Druck mit einer anderen Farbe
an einer anderen Rotationsposition entlang des Umfangs beginnen, als der Druck im
vorgelagerten Ausstattungsmodul geendet oder angefangen hat. Insbesondere kann der
Druck des nachgelagerten Moduls in einem anderen Winkelbereich in Bezug auf den Behälterumfang
beginnen als der Druck im vorgelagerten Modul begonnen und/oder geendet hat. Der Bereich
kann dabei insbesondere um mehr als 5° von einem der beiden Enden entfernt sein. Liegen
beispielsweise die Druckköpfe innerhalb des von den Behältern durchlaufenen Teilkreises
beider Druckmodule und die Düsen des Druckkopfes feuern die Farbe in radialer Richtung
nach außen auf die Behälter, so liegt der Druckkopf eines nachgelagerten Moduls im
Vergleich zu dem Druckkopf des vorgelagerten Moduls genau um 180° versetzt in Bezug
auf den Behälter. In dem Fall könnte der Anfang des Drucks des nachgelagerten Moduls
um 180° versetzt zum Druckbildende des vorgelagerten Moduls sein. Auf eine Ausrichtung
könnte dann verzichtet werden und Prozesszeit wird gewonnen.
[0063] Dies wäre auch vorstellbar, wenn sich der Druck nur um 270° entlang des Behälterumfangs
erstreckt. Hier würden dann zunächst 90° (bzw. 180° (abhängig von der Drehrichtung))
des Behälterumfangs im nachfolgenden Modul gedruckt, dann 90° übersprungen und schließlich
die verbleibenden 90° (bzw. 180°) gedruckt werden. Ein ähnliches Prinzip kann angewendet
werden, wenn die Druckvorlage mehrmals entlang des Umfangs unterbrochen ist, oder
es für unterschiedliche Winkelbereiche verschiedene Druckvorlagen gibt - vergleichbar
mit einem Rückenetikett und einem Rumpf- oder Brustetikett.
[0064] Je nach Steuerung des Druckvorgangs können die Behälter auch im nachgelagerten Modul
zum Anfang oder Ende eines Drucks des vorgelagerten Moduls gedreht und der Druck der
nächsten Farbe erst dort begonnen. So wäre denkbar, den Behälter vor oder in einem
Druckmodul vor Beginn des Drucks grundsätzlich so auszurichten, dass der Druck an
derselben Rotationsposition beginnt, wie im vorgelagerten Modul. Dies ist insbesondere
auch vorteilhaft, wenn nur ein Teil eines Umfangs eines Behälters bedruckt werden
soll. Ebenfalls ist daran gedacht, den Druck im nachgelagerten Modul an der Kante
(Ende bzw. Anfang) des Drucks des vorgelagerten Moduls fortzusetzen, welche durch
Drehung des Behälters schneller (um den kleineren Drehwinkel) an den Druckkopf des
nachgelagerten Moduls bei der Übergabe positioniert werden kann - in anderen Worten:
es wird im nachfolgenden Modul der Druck an der Kante angefangen, welche sich nach
der Übernahme des Behälters in Umfangsrichtung näher an der Position des Druckkopfs
des übernehmenden Moduls befindet. So kann es sein, dass sich die Drehrichtung des
Behälters um seine Längsachse während der Druckprozesse zweier benachbarter Module
ändert. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die für die Drehung benötigte Zeit
sehr klein gehalten werden kann, was wiederum Vorteile bzgl. der Baugröße der Ausstattungsvorrichtungen
hat.
[0065] Die Drehstellung des Behälters kann auch bei oder nach der Übergabe von einem Modul
auf das nächste derart verändert werden, dass ein Druck grundsätzlich an der selben
Position beginnt und die Drehrichtung des Behälters um dessen Längsachse auf jedem
Modul die gleiche ist.
[0066] Allgemein gilt, dass wenn im nachgelagerten Druckmodul eine Änderung der Ausrichtung
des Behälters gewünscht ist, diese auch bereits im vorgelagerten Druckmodul erfolgen
kann. Dies kann auch abhängig von den benötigten Prozesswinkeln der Module geregelt
werden. Wenn beispielsweise weniger Farbe (geringere Auflösung einer Farbe, weniger
Winkelbereich, in dem diese Farbe benötigt wird) zum Druck der Druckvorlage im vorgelagerten
Modul benötigt wird als im nachgelagerten Modul, so kann die Ausrichtung schon im
vorgelagerten Modul stattfinden. Allgemein gesagt wird der Ort (das Modul), wo eine
Ausrichtung der Behälter stattfindet, auf Basis der im jeweiligen Modul benötigten
Prozesszeit vorgegeben. Dies kann automatisch durch ein Erkennen der Druckvorlage
erfolgen oder manuell festgelegt werden. Die Ausrichtung kann auch in zwei Schritten
erfolgen, indem der Behälter auf dem vorgelagerten Modul nur um einen Teil des benötigten
Drehwinkels nach dem Druck gedreht wird und auf dem nachfolgenden Modul der Rest.
[0067] Prinzipiell wären alle diese Szenarien zum Finden der korrekten Position auf benachbarten
Ausstattungsvorrichtungen auch mit einem dazwischen gelagerten Fördersystem möglich
- beispielsweise bei Dazwischenschaltung eines Transportsterns. Auch könnte dieser
Transportstern teilweise oder ganz die Aufgabe der Ausrichtung übernehmen.
[0068] Um die Vorrichtung zum Ausstatten der Behälter kann auch ein Maschinenschutz angeordnet
sein, wobei der Maschinenschutz zwei Öffnungen zum Einbringen der Behälter und zum
Ausbringen der Behälter aufweist. Innerhalb dieses Maschinenschutzes kann eine Absaugung
vorhanden sein, welche etwaig entstehenden Drucknebel absaugt - diese kann insbesondere
an den beiden Öffnungen angebracht sein. Ebenfalls kann auch eine Einrichtung zum
Eintrag von Luft vorhanden sein, mit welcher (trotz der Absaugungen) ein Überdruck
innerhalb des Maschinenschutzes erzeugt werden kann, so dass keine Staubpartikel von
außen in den Bereich der Druckköpfe gelangen. Der Maschinenschutz beginnt insbesondere
vor dem ersten Druckmodul. Falls eine Einheit zur Reinigung oder Oberflächenbehandlung
der Behälter vorgesehen ist, sind diese zumindest noch teilweise innerhalb des Schutzes
untergebracht. Dieser Maschinenschutz ist getrennt von einem jedem Behälter individuell
zugeordnetem Schutz (Einhausung) zu sehen, welcher zusätzlich vorhanden sein kann.
[0069] Die einzelnen Druckmodule können entweder über ein Getriebe und einen gemeinsamen
Hauptantrieb angetrieben werden oder über jeweils eigene Motoren verfügen. Die erste
Variante ist kostengünstiger, allerdings kann es je nach Getriebe zu Ungenauigkeiten
kommen. Die zweite Variante kann derart ausgestaltet sein, dass jedes Druckmodul über
einen Direktantrieb verfügt, was bedeutet, dass der Antrieb ohne dazwischenschalten
eines Getriebes das Karussell des Druckmoduls antreibt. Beispielsweise könnte hierfür
ein magnetisch wirkender Antrieb mit Stator und Läufer vorhanden sein, wobei sich
der Stator am stehenden Maschinengestell angeordnet ist und der Läufer am drehenden
Teil. Insbesondere kann sich der Stator und/oder der Läufer nur über ein Teilsegment
des Umfangs des Moduls erstrecken, welches insbesondere kleiner ist als 90°. Es können
auch zwei solche gegenüberliegende Teilsegmente vorhanden sein.
[0070] Insbesondere ist der Förderabschnitt, in dem keine Dekoration der Behälter erfolgt,
über ein Getriebe mit einem Druckmodul verbunden. Insbesondere wird der Förderabschnitt,
in dem keine Dekoration der Behälter erfolgt, so eingeplant, dass sich dieser in der
Nähe einer Wand am Aufstellungsort (Halle beim Kunden) befindet, aufgrund der auch
die Richtungsänderung im Hauptförderweg notwendig ist.
[0071] Insbesondere können auch mindestens zwei Module fest miteinander verbunden sein,
also beispielsweise ein gemeinsames Gestell aufweisen und andere Module separat hinzugefügt
werden. Insbesondere sind Module fest miteinander verbunden, welche in so gut wie
jeder Druckanlagenkonfiguration vorhanden sind. Dies sind insbesondere die Direktdruckmodule,
welche jeweils eine Farbe auf die Behälter aufbringen. Die Farben können beispielsweise
Magenta, Cyan, Gelb, Weiß oder Schwarz sein.
[0072] Wenn ein aufzubringendes Teildruckbild bei einer Endkante eines vorher aufgebrachten
Teildruckbildes beginnen soll und es sich bei den Teildruckbildern nicht um Rundumdrucke
(≤359°) handelt, ist grundsätzlich folgendes Verfahren möglich:
- a) Eingabe eines Behälters in ein Druckmodul
- b) Ausrichten des Behälters am Anfang des Druckmoduls, insbesondere auf eine Markierung
am Behälter oder Sklaven
- c) Durchfahren des Druckmoduls, insbesondere entlang eines Teilkreises, bei gleichzeitiger
Drehung des Behälters um seine Längsachse, um eine Relativbewegung zum Druckkopf zu
erzeugen, und Drucken der Druckvorlage auf die Außenoberfläche des Behälters von einer
Anfangskante bis zu einer Endkante, insbesondere in Umfangsrichtung des Behälters
- d) Stoppen des Druckvorgangs und Übergabe des Behälters an ein nachfolgendes Druckmodul
- e) Ausrichten des Behälters, so dass sich die Anfangskante vor einem Druckkopf des
nachfolgenden Druckmoduls befindet und Wiederholung des Schritts c)
- f) Drehen des Behälters während des Drucks in der gleichen Richtung in beiden Druckmodulen.
[0073] Mit diesen Schritten in diesem Verfahren kann zumindest auf ein "Überspringen" eines
nicht zu bedruckenden Bereichs während des Drucks innerhalb eines Moduls verzichtet
werden, wenn der Druck in diesem Bereich durchgängig ist. Die Teildruckbilder überlappen
dabei, insbesondere vollständig, so dass die jeweiligen Anfangs- und Endkanten an
derselben Umfangsposition vorhanden sind. Insbesondere werden die Behälter zur jeweiligen
Kante um den kürzeren Winkel gedreht. Die Ausrichtung ist dabei auch zumindest teilweise
im vorgeordneten Modul möglich.
[0074] Besonders vorteilhafte Beispiele für Verfahren mit beabstandeten Anfangs- und Endkanten,
die eine kurze Zeitspanne zur Ausrichtung des Behälters gewährleisten und die somit
die eingangs gestellte Aufgabe ebenfalls lösen, sind folgende:
Es wird ein Verfahren zum Bedrucken von Behältern, vorgeschlagen, bei dem ein Behälter
von mindestens zwei umlaufenden Modulen, an denen zumindest zeitweise mitumlaufende
Druckköpfe angeordnet sind, mit jeweils einem Teildruckbild pro Modul ausgestattet
wird, wobei die Behälter direkt von einem Modul an das nächste übergeben werden und
wobei die Teildruckbilder jeweils in Umfangsrichtung des Behälters eine voneinander
beabstandete Anfangs- und Endkante aufweisen, wobei der Behälter nach Fertigstellung
des ersten Teildruckbildes derart ausgerichtet wird, dass der Druckkopf des folgenden
Moduls den Druck des nächsten Teildruckbildes an der Anfangskante des ersten Teildruckbildes
beginnt.
[0075] Umfassen hier die Teildruckbilder jeweils 180° auf dem Behälterumfang, so ist gar
keine Grobausrichtung nötig.
[0076] Insbesondere erfolgt keine weitere Grobausrichtung des Behälters zwischen Fertigstellung
des ersten Teildruckbildes und dem Beginn des Drucks des zweiten Teildruckbildes.
[0077] Folgendes Verfahren ist sowohl für die gerade genannten Einsatzzwecke als auch für
einen Rundumdruck um 360° geeignet:
Verfahren zum Bedrucken von Behältern, bei dem ein Behälter von mindestens zwei umlaufenden
Modulen, an denen zumindest zeitweise mitumlaufende Druckköpfe angeordnet sind, mit
jeweils einem Teildruckbild pro Modul ausgestattet wird, wobei die Behälter von einem
Modul an das nächste direkt übergeben werden und wobei die Teildruckbilder jeweils
in Umfangsrichtung des Behälters eine Anfangs- und eine Endkante aufweisen, wobei
der Behälter nach Fertigstellung des ersten Teildruckbildes so ausgerichtet bleibt,
dass der Druck des zweiten Teildruckbildes mit dem Druckkopf des folgenden Moduls
an einer Umfangsposition des Behälters beginnt, die einen Abstand zu Anfangs- und
Endkante des ersten Teildruckbildes aufweist.
[0078] Mit Anfangskante und Endkante ist jeweils der Beginn oder das Ende eines (Teil-)
Druckbildes in Umfangsrichtung des Behälters gemeint.
[0079] Will man trotzdem den Behälter für das Aufbringen eines Teildruckbildes zu einer
Kante ausrichten, so wird der Behälter bevorzugt derart gedreht, dass der folgende
Teildruck auf der zum nächsten Druckkopf nächstliegenden Kante beginnt. Zusammengefasst
kann man also sagen:
[0080] Verfahren zum Bedrucken von Behältern, bei dem ein Behälter von mindestens zwei umlaufenden
Modulen, an denen zumindest zeitweise mitumlaufende Druckköpfe angeordnet sind, mit
jeweils einem Teildruckbild pro Modul ausgestattet wird, wobei die Behälter von einem
Modul an das nächste direkt übergeben werden und wobei die Teildruckbilder jeweils
in Umfangsrichtung des Behälters eine Anfangs- und eine Endkante aufweisen, wobei
der Behälter nach Fertigstellung des ersten Teildruckbildes derart ausgerichtet wird,
dass der Beginn des zweiten Teildruckbildes mit dem Druckkopf des folgenden Moduls
an der dem Druckkopf des folgenden Moduls nächstgelegenen Kante beginnt.
[0081] Alle Verfahren werden insbesondere von einer Steuerungsvorrichtung durchgeführt,
welche die Vorgänge steuert. Insbesondere wird auch eine Berechnung von der Steuerung
durchgeführt, welche Rotationsrichtungen der Behälter am günstigsten sind. Diese Werte
können allerdings auch manuell vorgegeben werden.
Figurenbeschreibung
[0082] Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der
beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Element
zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen,
da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert
im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Das Positionszeichen 2 vertritt
im Allgemeinen die Module 2.1, 2.2, 2.3 usw. und falls die Bezugszeichen 1.1, 1.2,
3, 4 ebenfalls als Module ausgeführt sind, auch diese.
Figur 1 zeigt eine schematische Draufsicht einer Ausstattungsvorrichtung.
Figur 2 zeigt eine schematische Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsvariante einer
Ausstattungsvorrichtung.
Figur 3 zeigt eine schematische Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsvariante einer
Ausstattungsvorrichtung.
Figur 4 zeigt eine schematische Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsvariante einer
Ausstattungsvorrichtung.
Figur 5 zeigt eine schematische Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsvariante einer
Ausstattungsvorrichtung.
Figur 6 zeigt in einer Draufsicht schematisch verschiedene Verfahrensabläufe zwischen
zwei Direktdruckmodulen.
Figur 7 zeigt eine Schnittansicht von zwei Direktdruckmodulen.
Figur 8 zeigt eine Schnittansicht von einer Direktdruckmaschine.
Figuren 9a bis 9c zeigen Ausführungsvarianten einer Flaschendrehung.
[0083] Figur 1 zeigt einen Ofen 100 um Erwärmen von Vorformlingen aus PET, welche im Anschluss
an die Erwärmung über einen Eingabestern in eine kontinuierlich rundlaufende Streckblasmaschine
200 übergeben werden. Diese weist an ihrem Umfang mehrere Blasstationen auf, mittels
derer die Vorformlinge zuerst mittels einer Reckstange gereckt und durch eine Blasdüse
vorgeblasen, dann mittels Hochdruck gegen die Innenwandung einer öffenbaren Blasform
fertiggeblasen werden. Anschließend werden die fertig geformten Behälter mit einem
Entnahmestern 120 an eine Vorrichtung 5 zum Ausstatten von Behältern übergeben.
[0084] Die Behälterausstattungsanlage 5 umfasst mehrere Module 2, welche direkt aneinander
anschließend aufgestellt sind. 1.1 kennzeichnet ein Modul, in dem eine Oberflächenbehandlung,
insbesondere eine Reinigung der Behälter stattfindet. 1.2 kennzeichnet ein Modul,
in dem eine Beschichtung auf die Behälter aufgetragen wird. 2.1 kennzeichnet ein Modul,
in welchem ein oder mehrere Druckköpfe angeordnet sind und in welchem die Farbe Weiß
auf die Behälteraußenoberfläche aufgetragen wird. 2.2 kennzeichnet ein Modul, in welchem
ein oder mehrere Druckköpfe angeordnet sind und mit welchem die Farbe Gelb auf die
Behälteraußenoberfläche aufgetragen wird. 2.3 kennzeichnet ein Modul, in welchem ein
oder mehrere Druckköpfe angeordnet sind und mit welchem die Farbe Magenta auf die
Behälteraußenoberfläche aufgetragen wird. 2.4 kennzeichnet ein Modul, in welchem ein
oder mehrere Druckköpfe angeordnet sind und mit welchem die Farbe Cyan auf die Behälteraußenoberfläche
aufgetragen wird. 2.5 kennzeichnet ein Modul, in welchem ein oder mehrere Druckköpfe
angeordnet sind und mit welchem die Farbe Schwarz auf die Behälteraußenoberfläche
aufgetragen wird. 2.6 kennzeichnet ein Modul, in welchem ein oder mehrere Druckköpfe
angeordnet sind und mit welchem eine spezielle Farbe auf die Behälteraußenoberfläche
aufgetragen werden kann, die nur schlecht durch eine Kombination der anderen Farben
hergestellt werden kann, wie z.B. Gold, wird. 4 kennzeichnet ein Modul, in welchem
ein oder mehrere UV-Strahlungsemitter angebracht sind und in welchem die zuvor aufgebrachten
Druckfarben getrocknet werden. Die Module 1.1, 1.2 2.1 und 2.2 sind im Zick-Zack aufgestellt.
Das Modul 2.3 fällt nicht mehr unter dieses Muster, da dieses so aufgestellt wurde,
dass die Behälter an einer Wand 10 vorbeigeleitet werden können. Durch diese Aufstellung
ist im Module 2.2 eine kürzere Behandlungszeit bzw. ein kürzerer Behandlungswinkel
53 gegeben als im Modul 2.1. Bezugszeichen 52 bezieht sich auf den Behandlungswinkel
des Moduls 2.1.
[0085] Die Farben können auch in anderer Reihenfolge aufgebracht werden, beispielsweise
zuerst Schwarz, dann Cyan, dann Magenta, dann Gelb und zum Schluss Weiß.
[0086] Nach dem Durchlauf der Behälterausstattungsanlage 5 werden die Behälter über weitere
Fördermittel zu einer Füllmaschine transportiert, in der sie mit einem Getränk befüllt
werden. Anschließend werden die Behälter durch einen Verschließer mittels eines Verschlusses
verschlossen.
[0087] In Figur 2 wurde im Vergleich zu Figur 1 ein zusätzlicher Transportstern 3 aufgestellt,
welcher zwischen Modul 2.2 und Modul 2.3 eingefügt wurde. Auf diesem Transportstern
(Förderabschnitt) werden die Behälter transportiert, ohne dabei ausgestattet zu werden.
Auf diese Weise kann bei der gassenförmigen Aufstellung der einzelnen Module 2 der
Behälterausstattungsanlage 5 ein durchgängig großer Behandlungswinkel erreicht werden.
Auf dem Transportstern 3 werden die Behälter mittels nicht näher gezeigten Klammern
transportiert - insbesondere im Neckhandling. Der Transportstern 3 ist im Durchmesser
größer als die Druckmodule 2. Zur Überwindung von kleineren Winkeln im Bereich der
Richtungsänderung des Hauptförderwegs kann der Transportstern 3 auch kleiner ausfallen
als der der Druckmodule 2. Der hier gezeigte Winkel der Richtungsänderung ist ca.
180°. Man erkennt auch, dass der Förderweg der Behälter im Transportstern 3 kürzer
ist, als der Weg, den die Halteelemente des Transportsterns leer zurücklegen.
[0088] Es ist auch zu erkennen, dass sich die Krümmung des Transportweges von Förderer 2.2
zu Förderer 3 verändert. Auf dem Förderer 2.2 werden die Behälter - von oben gesehen
- gegen den Uhrzeigersinn transportiert und auf dem Förderer 3 im Uhrzeigersinn. Auf
dem dem Förderer 3 nachgelagerten Förderer 2.3 ist die Transportrichtung wieder gegen
den Uhrzeigersinn. Hier hat sich also auch das Krümmungsvorzeichen geändert.
[0089] In Figur 3 wurde der Transportstern 3 aus Figur 2 durch einen Riemenförderer 3a ersetzt.
Der Transportriemen ist dabei um zwei nicht mit Positionskennzeichen versehene umlaufende
Sterne gespannt. Am Riemen ist eine Vielzahl von Halteelementen wie Klammern oder
Aufnahmedornen angeordnet. Es ist zu erkennen, dass der Riemenförderer 3a als richtungsänderndes
Element des Hauptförderwegs in Richtung des Gassenbodens des Hauptförderwegs noch
weniger Platz benötigt, als der Transportstern 3. Auch bei diesem Riemenförderer 3a
ist der Förderweg der Behälter kürzer, als der Weg, den die Halteelemente des Riemenförderers
3a leer zurücklegen. Anstatt des Riemens kann auch eine Kette verwendet werden.
[0090] Die Krümmung des Transportweges ändert sich hier bei dem Durchlauf der Behälter von
Förderer 3 zweimal. Man erkennt, dass sich die Behälter sowohl bei der Übernahme als
auch bei der Übergabe noch im Bereich der den Riemen aufspannenden Sterne befinden,
die eine andere Krümmung aufweisen, als der lineare Bereich dazwischen.
[0091] Weiterhin ist in Figur 3 zu erkennen, dass um die Vorrichtung ein Schutz 12 aufgestellt
ist, der einzelne Module von der Umgebung abschirmt. Der Einlauf in den Schutz 12
befindet sich bei einem Vorbehandlungsstern 1.1, der Auslauf ist nach dem letzten
Druckmodul 2.5 und vor der UV-Trocknung 4 angeordnet. Der Förderer 3a befindet sich
auch innerhalb des Schutzes. Zusätzlich lässt sich auch eine Variante 13 des Schutzes
mit gestrichelten Linien erkennen. Bei dieser endet der Schutz 13 nicht innerhalb
der Ausstattungsanlage 5 sondern ist durchgängig bis zu einem nicht gezeigten Füll-
und Verschließbereich. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn an den Behältnissen
oder Vorformlingen eine Sterilisation - beispielsweise mit UV-Bestrahlung stattgefunden
hat. Um zu verhindern, dass keine zusätzlichen Kontaminationen auf die Behälterwände
gelangen. Hierzu kann innerhalb des Schutzes ein Überdruck von ca. 3 - 30 Pa aufrecht
erhalten werden. Weiterhin können auch Absaugungen 14 vorhanden sein, die verhindern,
dass Drucknebel verschleppt oder Staub in den Schutz 12 wird. Die Absaugungen 14 können
beispielsweise in einem Einlaufbereich angeordnet sein. Weiterhin sind Absaugungen
über jedem einzelnen Druckmodul 2 angebracht. Positionszeichen 15 kennzeichnet eine
Einblasung mittels sauberer, insbesondere keimfreier, Luft, um den Überdruck aufrecht
erhalten zu können. Die Schutzmaßnahmen sind auch bei den anderen Ausführungsbeispielen
anwendbar. Der UV-Behandlungsstern 4 ist zusätzlich durch einen separaten Schutz eingehaust,
so dass keine UV-Strahlung in dessen Umgebung dringen kann.
[0092] In Figur 4 ist der Hauptförderweg 6 der Behälter dargestellt. Man erkennt die Gassenform
mit dem auf der linken Seite vorhandenen Gassenboden. Die Richtungsänderung ist hier
im Wesentlichen 180°. Es sind aber auch Richtungsänderungen von beispielsweise 90°
denkbar. Wenn keine Richtungsänderung vorhanden ist, könnte auch auf den Förderer
3, 3a verzichtet werden.
[0093] Figur 5 veranschaulicht eine Variante mit einem Schienentransportsystem 18, auf dem
eine Vielzahl an Shuttles entlanglaufen. Die einzelnen Module 2 mit den Elementen
zum Behandeln der Behälter laufen auch hier ständig um eine mittlere Drehachse um.
Die Shuttles auf dem Transportsystem 18 sind dazu geeignet, einen oder mehrere Behälter
aufzunehmen. Auch hier gibt es einen linearen Förderabschnitt, mit welchem die Behandlungszeit
in den Modulen an der Richtungsänderung gesteigert werden kann. Die Shuttles mit den
darauf vorhandenen Behältern werden hier im Bereich der einzelnen Module 2 mit der
gleichen Winkelgeschwindigkeit um die Moduldrehachse befördert, wie sich die Module
2 drehen. Es kann auch ein taktweiser Transport der Shuttles bei einem gleichzeitigen
taktweisen Drehen der Module 2 vollzogen werden.
[0094] Ein Vorteil dieses Systems ist, dass keine komplizierten Übergaben eines Behälters
erfolgen müssen, sondern die Behälter ständig am auf dem Shuttle liegenden Halteelement
aufgenommen sind. Das Halteelement ist insbesondere drehbar, um die Relativbewegung
von Behälteroberfläche zu den Druckköpfen der Module 2 während des Drucks herstellen
zu können.
[0095] Positionszeichen 19 kennzeichnet eine Rückführstrecke der Shuttles zum Anfang des
Schienensystems 18 bei Position 1.1. Die Behälter werden nach Durchlaufen der Behälterausstattungsanlage
an ein weiteres Transportsystem nach Position 4 übergeben. Es wäre aber auch denkbar,
den Shuttletransport bis zu einem Füller oder Verschließer gehen zu lassen. Ebenfalls
ist daran gedacht, den Shuttletransport durchgehend ab der Blasvorrichtung 200 oder
dem Ofen 100 stattfinden zu lassen.
[0096] Die Figuren 6a bis 6f zeigen Beispiele für die Behälterrotation auf zwei hintereinander
aufgestellten Druckmodulen 2. Der Behälter ist mit Positionskennzeichen 7 versehen,
die zu bedruckende Fläche auf dem Behälter 7 ist fett gekennzeichnet und mit Positionsnummer
8 gekennzeichnet. Die in diesem Fall mitlaufenden Druckköpfe 9 sind insbesondere senkrecht
auf die Behälteraußenwand gerichtet und zeigen von der Mittelachse der Module 2 radial
nach außen. Pro Modul 2 ist nur ein Druckkopf 9 gezeichnet, jedoch ist eine Vielzahl
von Druckköpfen 9 an einem Modul 2 in äquidistanten Abständen angeordnet, welche mit
dem Modul 2 in Drehrichtung vorzugsweise kontinuierlich mitumlaufen. Zu sehen sind
in jeder Figur Momentaufnahmen von einem einzigen Behälter 7 mit einem einzigen zugehörigen
Druckkopf 9.
[0097] In allen Figuren 6a bis 6f werden die Behälter 7 zum linken Modul 2.3 von oben zugeführt,
laufen in diesem entlang dessen Umfang über ca. 270° um gegen den Uhrzeigersinn, werden
dabei mit einer Farbe eines Mehrfarbendruckbilds bedruckt und werden dann an das rechte
Modul 2.4 übergeben, mit welchem eine zweite Farbe auf die Behälteraußenoberfläche
appliziert wird und in dem sie im Uhrzeigersinn (Ausnahme: Figur 6e) weiter transportiert
werden.
[0098] In den Figuren 6a bis 6e wird ein Behälter 7 nur entlang eines Teils seines Umfangs
mit einem Druckbild versehen, in Figur 6f mit einem Rundumdruck. Die Drehung des Behälters
7 um seine Längsachse wird im Folgenden in Bezug auf die Relativbewegung vom Behälter
7 zum drehenden Modul 2 geschildert.
[0099] In Figur 6a ist erkennbar, dass sich der Behälter 7 im Uhrzeigersinn während des
Drucks dreht, während er gegen den Uhrzeigersinn entlang des Modulumfangs transportiert
wird. In der linken Position im linken Modul ist der Druck schon halb fertig. Ca.
nach der Hälfte eines kompletten Umlaufs des Moduls 2.3, also nach ca. 180° (in der
unteren Position) ist das Teildruckbild in einer ersten Farbe komplett aufgebracht.
Nun kann der Behälter 7 schon vor der Übergabe an das nächste Modul 2.4 in die richtige
Ausrichtung gebracht werden. Dies ist im linken Modul 2.3 in der Position rechts unten
zu sehen. Der Behälter 7 wird im Uhrzeigersinn so lang weitergedreht, bis die Anfangskante
des ersten Teildruckbildes wieder dem Druckkopf des ersten Moduls 2.3 zugewandt ist
(rechte Position des linken Moduls). Die Endkante des ersten Teildruckbildes ist bei
der Übergabe an das nächste Modul 2.4 dem dem nächsten Modul zugehörigen Druckkopf
9 zugewandt, so dass dieser Druckkopf 9 seinen Druck bei der Endkante des ersten Teildruckbilds
beginnt. Der Behälter 7 wird nun im nächsten Modul 2.4 entgegen dem Uhrzeigersinn
transportiert und dabei aber im Uhrzeigersinn um seine Achse während des Drucks gedreht.
Zur Neuausrichtung muss der Behälter 7 von seiner Aufnahme (Drehteller) relativ zum
Karussell bei Weiterdrehung in derselben Richtung um 180° gedreht werden.
[0100] In Figur 6b sind die Schritte bis zur Fertigstellung des ersten Teildruckbildes identisch
zu Figur 6a. Nach dessen Fertigstellung (linkes Modul, Position unten) wird die Drehung
gestoppt. Dadurch, dass sich das Teildruckbild genau über 180° entlang des Behälterumfangs
erstreckt, befindet sich die Anfangskante des ersten Teildruckbildes bei der Übergabe
an das nächste Modul 2.4 genau an der Position, in der sie dem Druckkopf 9 des nächsten
Moduls 2.4 zugewandt ist. Der Druck kann sofort bei der Kante im nächsten Modul 2.4
fortgesetzt werden. Die Drehrichtung des Behälters 7 (im Uhrzeigersinn) wird im nächsten
Modul beibehalten. Hier ist zu sehen, wie Behandlungszeit prinzipiell gewonnen werden
kann. Es kann aber auch von Vorteil sein, den Behälter 7 wie in Figur 6a gezeigt,
standardmäßig so lang in dieselbe Richtung weiterzudrehen, bis die erstkommende Kante
dem Druckkopf 9 des nächsten Moduls 2.4 zugewandt ist.
[0101] In Figur 6c sind die Schritte bis zur Fertigstellung des ersten Teildruckbildes identisch
zu Figur 6a, nur das Druckbild erstreckt sich in einem Umfang von 90°. Nach dessen
Fertigstellung (linkes Modul, Position unten) wird die Drehrichtung zur Ausrichtung
des Behälters 7 beibehalten. Er wird in der Drehrichtung, in der er während des Drucks
gedreht wurde, für den Druck im nächsten Modul 2.4 ausgerichtet, und zwar so, dass
der Druck des nächsten Teilbildes mit einer anderen Farbe an der selben Stelle (Anfangskante)
beginnt, an der auch der erste Teildruck begonnen hat. Bei einem Druckbild von 90°
entlang des Umfangs des Behälters 7 ist hier auf diese Weise nur eine Drehung zur
Ausrichtung von 90° notwendig. Würde man auf der Endkante des ersten Teildrucks im
nächsten Modul mit dem Druck beginnen wollen, so bräuchte man eine Drehung von 180°.
[0102] Dieselbe Zeitersparnis wird in Figur 6d erreicht, bei der sich das Druckbild um 270°
entlang des Behälterumfangs erstreckt. Hier wird die Aufnahme so angesteuert, dass
nach Fertigstellung des ersten Teildruckbildes die Drehrichtung des Behälters 7 zur
Ausrichtung für das nächste Modul geändert wird. Da zur Ausrichtung auf die Anfangskante
nur 90° Drehung erforderlich sind, wird diese Variante gewählt.
[0103] Man sieht an diesen Beispielen, dass es in Belangen der Prozesszeit immer günstiger
ist, wenn die Anfangskante eines zuerst aufgebrachten Teildruckbildes auch der Anfangskante
des nächsten Teildruckbildes entspricht.
[0104] In anderen Worten: der Behälter 7 kann schneller in eine Drehstellung ausgerichtet
werden, in der sich der Druckkopf 9 des nächsten Moduls bei einer Kante des ersten
Teildrucks befindet, wenn die Anfangskante des ersten Teildruckbildes so ausgerichtet
wird, dass sie dem Druckkopf 9 des nächsten Moduls 2.4 zugewandt ist. Dies gilt jedoch
nur für eine direkte Übergabe zwischen zwei Modulen 2.
[0105] In Figur 6e ist gezeigt, dass eine Ausrichtung des Behälters 7 auf die Druckköpfe
des folgenden Moduls 2.4 teilweise auf dem vorigen Modul 2.3 und teilweise auf dem
folgenden Modul 2.4 erfolgen kann - je nach dem, wie viel Prozesszeit auf dem vorigen
Modul 2.3 zur Verfügung steht. Der Druck im folgenden Modul 2.4 (rechts) beginnt erst
in der Position links oben (auf halb 11 Uhr). Der Behälter 7 könnte demzufolge auch
komplett erst in dem Modul für den Druck ausgerichtet werden, in dem er stattfinden
soll. Dies ist insbesondere über eine Steuerung je nach Druckvorlage und/oder Behälter
flexibel einstellbar oder sogar regelbar.
[0106] In Figur 6f ist der Sonderfall abgebildet, in dem ein (möglichst überlappungsfreier)
Rundumdruck auf den Behälter 7 aufgebracht wird. Die Ausrichtung könnte hier auch
nach den Beispielen gemäß den Figuren 6a bis 6e stattfinden - dargestellt ist allerdings
eine Ausführungsform, in der der Behälter 7 bei einer Übergabe von einem Modul 2.3
zu einem anderen 2.4 gar nicht ausgerichtet wird (wenn ein Druck auf Oberflächenmerkmale
(z.B. Erhebungen oder Panels) ausgerichtet werden soll, ist eine einmalige Ausrichtung
vor Eintritt in ein erstes Modul 2.1 schon nötig). Die Anfangskante des Druckbilds,
welches in Modul 2.3 aufgetragen wird, ist mit einer Nase 8a gekennzeichnet. Es wird
im vorgeordneten Modul 2.3 der ganze zur Verfügung stehende Behandlungswinkel ausgenutzt
und der Behälter 7 nicht mehr ausgerichtet. Der Behälter 7 wird so übergeben, dass
die gegenüberliegende Seite des Behälters 7 zu Anfangs- und Endkante 8a des ersten
Teildrucks dem Druckkopf 9 des nächsten Moduls 2.4 zugewandt ist. Dort wird der Druck
mitten im Teildruckbild des vorigen Moduls 2.3 begonnen. In anderen Worten weisen
die beiden Anfangs- und Endkanten von zwei Teildruckbildern einen Abstand zueinander
auf. Der Abstand ist insbesondere größer als 5°, im gezeigten Fall ist er 180°.
[0107] In Figur 7 ist die Übergabesituation eines Behälters 7 zwischen zwei Modulen 2.3
und 2.4 gezeigt. Es ist jeweils nur eine Hälfte eines Moduls dargestellt. Der obere
Teil eines Moduls 2 ist mittels Kugeldrehverbinder 88 drehbar gelagert. An einer zur
Hälfte gezeigten Mittelsäule 92 ist direkt neben der Kugeldrehverbindung der Läufer
90 eines magnetischen Direktantriebs angebracht. Der Stator 89 ist fest mit dem Gestell
93 verbunden, welches auf einem Hallenboden 93a steht. Die drehbare Säule stellt auch
die Tintenversorgung über einen nicht gezeigten Drehverteiler zu Druckkopf 9 bereit.
Dieser ist über Leitung 91 mit einem Versorgungskanal innerhalb der Säule 92 verbunden.
Der Druckkopf 9 ist genau so wie der Drehteller 85, der Antrieb für den Drehteller
87, einem Greifer 82 für die Behälter 7 und einem Zentrierkopf 83 für die Behälter
7 auf dem drehenden Teil angebracht. Der Zentrierkopf 83 ist über einen magnetisch
wirkenden Linearantrieb mit Läufer 81 und Stator 80 höhenverstellbar. Der Drehteller
85 und sein Antrieb 87 ist über einen magnetisch wirkenden Linearantrieb mit Läufer
86 und Stator 87 höhenverstellbar. Beim Antrieb 87 handelt es sich insbesondere auch
um einen Servoantrieb, welcher mit einem Sensor 98 zur genauen Drehstellungs-Positionierung
der Behälter 7 zusammenwirkt. Der Sensor 98 ist außerhalb des Gehäuses des Servos
87 angebracht und kann somit mit einem Teil der Antriebswelle zusammenwirken, der
einen größeren Durchmesser aufweist. Auf dem größeren Durchmesser können mehr Inkremente
zur Messung der Drehstellung aufgebracht werden. Hier sind die Inkremente auf dem
Drehteller 85 selbst angebracht.
[0108] Zur Übergabe des Behälters von Modul 2.3 an Modul 2.4 nach der Bedruckung mit dem
ersten Teildruckbild und nach einer möglichen Ausrichtung fährt der Zentrierkopf 83
nach oben und der Drehteller 85 nach unten, so dass der Behälter 7 nur noch von Greifer
82 gehalten wird. Der Greifer 82 des Moduls 2.4 wird dann mittels Linearantrieb 84
ausgefahren und greift an einer anderen Stelle entlang der Längsachse der Behälter
7 an (nicht dargestellt, vorzugsweise werden abwechselnd die Bereiche oberhalb und
unterhalb eines Tragrings gegriffen) und zieht den Behälter 7 zu dem Modul 2.4 herüber
und positioniert den Behälter 7 zwischen dem Drehteller 85 und dem Zentrierkopf 83
des Moduls 2.4. Anschließend werden diese beiden Elemente 83, 85 des Moduls 2.4 zum
Greifen und Drehen des Behälters 7 aufeinander zugestellt und der Behälter 7 wird
entweder noch ausgerichtet oder direkt über Tintenstrahldruckkopf 9 bedruckt. Ebenso
wäre es möglich, dass der Greifer 82 des Moduls 2.3 herausfährt und den Behälter an
Modul 2.4 übergibt. Auch wäre ein Herausfahren beider Greifer 82 denkbar, so dass
der Behälter 7 in der Mitte zwischen beiden Modulen 2 übergeben wird.
[0109] Es wäre auch denkbar, alle gezeigten Antriebe 80, 81, 84, 86, 93, 87 als Kurvensteuerung
zu realisieren. Auch alle Kombinationen sind möglich.
[0110] Ebenfalls ist daran gedacht, den Greifer 82 während des Druckens und des Drehens
zu öffnen, um Reibung zu vermeiden.
[0111] Bei den Behältern kann es sich nur um runde, sondern auch um Formbehälter handeln,
die ein geometrisches Element aufweise (beispielsweise eine Nase), anhand derer sie
in den einzelnen Modulen positioniert werden können, beispielsweise indem der Zentrierkopf
83 oder der Drehteller 85 oder die Klammer 82 ein Gegenelement (beispielsweise eine
Nut) aufweisen, in das das Element einrasten kann. Um die Position zu finden, könnte
eine Relativbewegung beispielsweise zwischen Drehteiler 85 und Behälter 7 durchgeführt
werden, so lang, bis eine Einrastung erfolgt. Die beteiligten Antriebe 80, 81, 84,
86, 93, 87 könnten für diesen Vorgang kraftgesteuert sein. Dieses Beispiel eignet
sich insbesondere auch bei einer ersten Ausrichtung des Behälters 7 vor oder bei dem
Einlauf in die Behälterausstattungsanlage 5.
[0112] Die Greiferklauen der Klammern 82 könnten ebenfalls einen eigenen Antrieb aufweisen.
[0113] Mache Elemente dieser Figur sind der Übersichtlichkeit nicht schraffiert dargestellt.
[0114] In Figur 8 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Druckvorrichtung
300 zu sehen. Diese weist ein Karussell auf, welches sich kontinuierlich um die lotrechte
Achse 301 dreht. Die nicht mit Bezugszeichen versehenen Elemente (Antriebe, Sensoren
etc.) arbeiten analog zu denen in der Figur 7. Die Flaschen werden zwischen den nach
unten gefahrenen Zentrierkopf und den Standteller in Ebene E0 in das Karussell eingegeben
und von diesen Elementen eingespannt. Anschließend wird die Flasche hochgefahren in
Ebene E1, wo der erste Teildruck mit den Druckköpfen 9.1 und/oder 9.4 durchgeführt
wird. Anschließend wird die Flasche an den ringförmigen Abschirmungen 303 vorbei zur
UV-Aushärtung 302 in Ebene E2 transportiert, wo der erste Teildruck getrocknet wird.
Im Anschluss daran wird die Flasche in die Ebene E3 transportiert, wo die restlichen
Farben für das Druckbild aufgebracht werden.
[0115] Auf den Ebenen E1, E2, E3 wird die Flasche um mindestens den Winkel gedreht, der
das Druckbild auf dem Flaschenumfang einnimmt. Wird mit zwei Druckköpfen 9.1 - 9.4
pro Druckebene gedruckt, so kann die Flasche zwischen den beiden Schritten kurz in
die UV-Aushärtungsebene gefahren werden und dann wieder in die gleiche Druckebene
E1, E3. Es wäre auch denkbar, alle Druckköpfe in einer Druckebene ringartig anzuordnen
und die im allgemeinen Teil beschriebenen Verfahren nur zwischen E2 und E1 anzuwenden.
E2 kann auch unterhalb oder oberhalb aller Druckebenen angeordnet werden. Ebenfalls
können mehrere Ebenen zum Pinning der Druckfarbe vorhanden sein, beispielsweise zwischen
Ebene E3 und E4 und auf Ebene E2.
[0116] Nach dem Druck kann die Flasche entweder oberhalb aller Druckköpfe 9 und UV-Stationen
302 in Ebene E4 ausgegeben werden oder für eine Ausgabe aus dem Karussell wieder zurückgefahren
werden in Ebene E0. E4 hätte den Vorteil, dass ein größerer Prozesswinkel auf dem
Karussell ausgenutzt werden könnte, weil eine Ausgabe nahezu (die Zentrierung und
der Standteller brauchen noch Zeit, um in die Ebene E0 zurückzufahren) an derselben
Umfangsposition des Karussells wie die Eingabe stattfinden kann. Hier kann insbesondere
eine zweite Pinningebene zwischen E3 und E4 vorhanden sein.
[0117] Während des Drucks kann die Flasche 7 in einer Ebene verweilen, solange sie hierzu
gedreht wird. Soll die Flasche 7 über eine Höhe bedruckt werden, welche größer ist
als die Länge Ld des Druckkopfs 9, so kann die Flasche vor demselben Druckkopf 9 nacheinander
zwei unterschiedliche Positionen in der Vertikalen einnehmen. Entsprechende Düsen,
die an einer Position stehen, auf die schon gedruckt wurde, bleiben in der zweiten
Position inaktiv.
[0118] Es wäre auch vorstellbar, dass die Flasche 7 in Relation zum Druckkopf 9 eine kombinierte
Linear- und Drehbewegung durchführt und somit spiralförmig auf die Flasche 7 gedruckt
wird. Für die Erzeugung einer geraden, horizontalen Ober- und Unterkante (OK, UK)
kann die Flasche auch kurzzeitig stehenbleiben. Fängt man beispielsweise bei einem
Rundumdruck bei der Unterkante UK an zu drucken, so wird die Flasche 7 zuerst einmal
vor dem Druckkopf 9 gedreht, während sie in einer Höhe verweilt. Danach schalten sich
bei Weiterdrehung um die Längsachse der Flasche 7 langsam immer mehr Düsen des Druckkopfs
9 von oben nach unten (entlang der Druckkopfhöhe) zu während die Flasche nach oben
bewegt wird. Bei erreichen der Oberkante OK bleibt die Flasche wieder in der Vertikalen
stehen und dreht sich nur noch einmal um 360°.
[0119] In Figur 9a ist eine Variante der aufeinanderfolgenden Drehbewegungen gezeigt, in
der der Druck ca. 90° des Flaschenumfangs einnimmt. In E1 wurde der Druck gerade von
Druckkopf 9.4 fertig gestellt. Auf dem Weg zu Ebene E2 oder E3 wird die Flasche in
derselben Drehrichtung um 90° weitergedreht wie zuvor, so dass sie fertig ausgerichtet
bei Druckkopf 9.2 bzw. UV-Lampe 302 mit der Anfangskante des ersten Teildruckbildes
ankommt und direkt weitergedruckt bzw. getrocknet werden kann.
[0120] In Figur 9b befindet sich die Flasche nach dem Fertigstellen in Ebene E1 in derselben
Ausgangsposition wie in Figur 9a. In der Ebene E2 bzw. E3 soll aber anschließend eine
Trocknung bzw. ein Bedrucken mit Element 9.5 stattfinden. Deswegen wird die ursprüngliche
Drehrichtung während des Aufbringens des ersten Teildruckbildes geändert und die Endkante
des ersten Teildruckbildes um ca. 30° zurückgedreht, so dass sie vor dem Element 9.5
zum stehen kommt, mit dem sie als nächstes bedruckt/bestrahlt werden soll. Würde sich
die Flasche weiterdrehen, so müssten 330° weitergedreht werden, was Prozesszeit kosten
kann. Handelt es sich in Ebene E3 nur um Druckköpfe, ist hier im unteren Bild gut
die ringförmige Anordnung zu erkennen.
[0121] Figur 9c zeigt einen UV-Tunnel mit einer ringförmig gebogenen UV-Lampe 302. Anstatt
der gebogenen Lampe könnte auch eine Vielzahl von einzelnen Lampen um den vertikalen
Behältertransportpfad angeordnet werden.
[0122] Die Erfindung umfasst zudem die folgenden Ausführungsbeispiele:
- 1. Behälterausstattungsanlage 5 zum Bedrucken von Behältern, mit einem Fördersystem
92, 82, 83, 85, 18 zum Transportieren der Behälter 7 durch die Ausstattungsanlage
5 entlang einer vorgegebenen Transportstrecke, mit an dem Fördersystem 92, 82, 83,
85, 18 angeordneten Aufnahmen 82, 83, 85 zur Aufnahme einzelner Behälter 7 oder Gruppen
von Behältern, mit mindestens zwei umlaufenden Ausstattungsvorrichtungen 2 zum Ausstatten
von den Behältern 7, wobei ein Hauptförderweg 6 der Behälter 7 durch die Ausstattungsanlage
5 Richtungsänderung aufweist, wobei mindestens eine Ausstattungsvorrichtung 2 vor
und eine Ausstattungsvorrichtung 2 nach der Richtungsänderung angeordnet ist, dadurch
gekennzeichnet, dass die Transportstrecke im Bereich der Richtungsänderung einen Abschnitt
aufweist, welcher eine zumindest abschnittsweise andere Krümmung aufweist, wie die
vorgeordnete Ausstattungsvorrichtung 2 und dessen Länge mindestens ein Fünftel des
zurückgelegten Weges der Behälter 7 in der vorgeordneten Ausstattungsvorrichtung 2
beträgt, und auf welchem keine Dekoration der Behälter 7 erfolgt.
- 2. Behälterausstattungsanlage 5 zum Bedrucken von Behältern, mit einem Fördersystem
zum Transportieren der Behälter 7 durch die Ausstattungsanlage 5 entlang einer vorgegebenen
Transportstrecke, mit an dem Fördersystem 92, 82, 83, 85, 18 angeordneten, insbesondere
fest angeordneten, Aufnahmen 82, 83, 85 zur Aufnahme einzelner Behälter 7 oder Gruppen
von Behältern und mit mindestens zwei umlaufenden Ausstattungsvorrichtungen 2 zum
Bedrucken von den Behältern 7, wobei an den Ausstattungsvorrichtungen 2 jeweils mindestens
ein Druckkopf 9 zum Bedrucken der Behälter 7 angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Ausstattungsanlage 5 mehrere gleichartige Module 2 aufweist.
- 3. Behälterausstattungsanlage 5 nach Ausführungsbeispiel 1, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens zwei Ausstattungsvorrichtungen 2 vor und/oder nach der Richtungsänderung
angeordnet sind und die jeweils zwei Ausstattungsvorrichtungen 2 vor und/oder nach
der Richtungsänderung unmittelbar aneinander anschließen.
- 4. Behälterausstattungsanlage 5 nach Ausführungsbeispiel 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
dass sowohl in der Ausstattungsvorrichtung 2 vor als auch in der Ausstattungsvorrichtung
2 nach der Richtungsänderung ein Umlauf der Behälter 7 entlang mindestens zwei Dritteln,
insbesondere mindestens drei Vierteln, des Gesamtumfangs der jeweiligen Ausstattungsvorrichtung
2 realisiert ist.
- 5. Behälterausstattungsanlage 5 nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele,
dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Ausstattungsvorrichtungen 2 um im Wesentlichen
baugleiche Direktdruckmodule 2 handelt, auf welchen mehrere Druckköpfe 9 zum direkten
Aufbringen von Druckmedium auf die Behälteraußenoberfläche angeordnet sind.
- 6. Behälterausstattungsanlage 5 nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele
1, 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Abschnitts eine Einrichtung
zur Zwischentrocknung des Druckmediums angeordnet ist.
- 7. Behälterausstattungsanlage 5 nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele,
dadurch gekennzeichnet, dass die Druckköpfe 9 mit einem Antrieb 89, 90, 86, 93 gekoppelt
sind und sie die Behälter 7 über zumindest eines Teils ihres Transportwegs durch die
Ausstattungsvorrichtungen 2 begleiten.
- 8. Behälterausstattungsanlage 5 nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele,
dadurch gekennzeichnet, dass jede Behältergruppe oder jeder Behälter 7 kontinuierlich
durch die Ausstattungsvorrichtungen 5 gefördert wird.
- 9. Behälterausstattungsanlage 5 nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb 87 zum Drehen der Behälter 7 um deren Längsachse
während des Druckvorgangs vorgesehen ist und es sich bei dem Antrieb 87 insbesondere
um einen Drehtellerantrieb mit zugeordnetem Servomotor handelt und dass jedem Antrieb
ein Sensor 98 zur Erfassung der Drehstellung des Behälters 7 oder der Antriebsachse
bzw. des Drehtellers 85 zugeordnet ist, wobei der Sensor 98 außerhalb des Bereichs
des Antriebs 87 angeordnet ist.
- 10. Behälterausstattungsanlage 5 nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele,
dadurch gekennzeichnet, dass um die Behälter 7 eine Einhausung während des Bedrucken
angeordnet ist.
- 11. Behälterausstattungsanlage 5 nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele,
dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Umfangs der Behälterausstattungsvorrichtungen
2 eine Vielzahl von äquidistanten Behälteraufnahmen 82, 83, 85 angeordnet ist, wobei
die Behälteraufnahmen 82, 83, 85 insbesondere aus einem Drehteller 85 und einem Zentrierkopf
83 zum zumindest mittelbaren Zentrieren der Behältermündung besteht.
- 12. Behälterausstattungsanlage 5 nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele,
dadurch gekennzeichnet, dass jeder Behälter 7 oder Gruppe von Behältern mit einem
Sklaven zur genaueren Aufnahme der Behälter 7 versehen ist und nach der letzten Ausstattungsvorrichtung
2 der Ausstattungsanlage 5 eine Einrichtung zum Trennen der Behälter 7 von ihren Sklaven
und zur Zurückführung der Sklaven angeordnet ist.
- 13. Behälterausstattungsanlage 5 nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Sterilisationsvorrichtung 4 im Bereich der Ausstattungsvorrichtungen
2 oder im Bereich nach den Ausstattungsvorrichtungen 2 zur zumindest bereichsweisen
Sterilisation der Behälter 7 mit Strahlung vorgesehen ist.
- 14. Behälterausstattungsanlage 5 nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele,
dadurch gekennzeichnet, dass vor dem ersten Ausstattungsmodul 2 eine Einrichtung 1.1,
1.2 zur Vorbehandlung der Behälteraußenoberfläche vorgesehen ist, insbesondere zur
Beschichtung der Behälter 7 mit einer Haftschicht, welche ein Ablösen des Druckmediums
dieser Haftschicht oder ein Ablösen der Haftschicht inklusive des Druckmediums von
dem Behälter 7 ermöglicht.
- 15. Verfahren zum Bedrucken von Behältern, bei dem ein Behälter 7 von mindestens zwei
umlaufenden Modulen 2, an denen zumindest zeitweise mitumlaufende Druckköpfe 9 angeordnet
sind, mit jeweils einem Teildruckbild pro Modul ausgestattet wird, wobei die Behälter
7 direkt von einem Modul 2 an das nächste übergeben werden und wobei die Teildruckbilder
jeweils in Umfangsrichtung des Behälters 7 eine Anfangs- und eine voneinander beabstandete
Endkante aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter 7 nach Fertigstellung
des ersten Teildruckbildes derart ausgerichtet wird, dass der Druckkopf 9 des folgenden
Moduls 2 den Druck des nächsten Teildruckbildes an der Anfangskante des ersten Teildruckbildes
beginnt.
- 16. Verfahren zum Bedrucken von Behältern, bei dem ein Behälter 7 von mindestens zwei
umlaufenden Modulen 2, an denen zumindest zeitweise mitumlaufende Druckköpfe 9 angeordnet
sind, mit jeweils einem Teildruckbild pro Modul ausgestattet wird, wobei die Behälter
7 über einen Zwischenförderer 3 von einem Modul 2 an das nächste übergeben werden
und wobei die Teildruckbilder jeweils in Umfangsrichtung des Behälters 7 eine voneinander
beabstandete Anfangs- und eine Endkante aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der
Behälter 7 nach Fertigstellung des ersten Teildruckbildes derart ausgerichtet wird,
dass der Druckkopf 9 des folgenden Moduls 2 den Druck des nächsten Teildruckbildes
an der Endkante des ersten Teildruckbildes beginnt.
- 17. Verfahren nach Ausführungsbeispiel 16, dadurch gekennzeichnet, dass keine weitere
Ausrichtung des Behälters 7 zwischen Fertigstellung des ersten Teildruckbildes und
dem Beginn des Drucks des zweiten Teildruckbildes erfolgt.
- 18. Verfahren zum Bedrucken von Behältern, bei dem ein Behälter von mindestens zwei
umlaufenden Modulen 2, an denen zumindest zeitweise mitumlaufende Druckköpfe 9 angeordnet
sind, mit jeweils einem Teildruckbild pro Modul 2 ausgestattet wird, wobei die Behälter
7 von einem Modul an das nächste direkt oder mit einem Zwischenförderer 3 übergeben
werden und wobei die Teildruckbilder jeweils in Umfangsrichtung des Behälters 7 eine
Anfangs- und eine Endkante aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter 7
nach Fertigstellung des ersten Teildruckbildes so ausgerichtet bleibt, der Druck des
zweiten Teildruckbildes mit dem Druckkopf 9 des folgenden Moduls 2 an einer Umfangsposition
des Behälters 7 beginnt, die einen Abstand zu Anfangs- und Endkante des ersten Teildruckbildes
aufweist.
- 19. Verfahren nach Ausführungsbeispiel 18, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um
einen Rundumdruck handelt.
- 20. Verfahren zum Bedrucken von Behältern, bei dem ein Behälter 7 von mindestens zwei
umlaufenden Modulen 2, an denen zumindest zeitweise mitumlaufende Druckköpfe 9 angeordnet
sind, mit jeweils einem Teildruckbild pro Modul ausgestattet wird, wobei die Behälter
7 von einem Modul an das nächste direkt oder mit einem Zwischenförderer 3 übergeben
wird und wobei die Teildruckbilder jeweils in Umfangsrichtung des Behälters 7 eine
Anfangs- und eine Endkante aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter nach
Fertigstellung des ersten Teildruckbildes derart ausgerichtet wird, dass der Beginn
des zweiten Teildruckbildes mit dem Druckkopf 9 des folgenden Moduls 2 an der dem
Druckkopf 9 des folgenden Moduls 2 nächstliegenden Kante beginnt.
- 21. Verfahren zum Bedrucken von Behältern, bei dem ein Behälter 7 nacheinander von
mindestens zwei, zumindest mit einem Karussell 92 umlaufenden Druckköpfen 9 bedruckt
wird und von jedem Druckkopf 9 jeweils ein Teildruckbild aufgebracht wird und die
Teildruckbilder jeweils in Umfangsrichtung des Behälters 7 eine Anfangs- und eine
Endkante aufweisen, wobei a) die zwei Druckköpfe 9 oder b) ein Druckkopf 9 und eine
Vorrichtung zum Trocknen oder Härten des Druckmediums 302 in Umfangsrichtung des Behälters
7 versetzt zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ermittelt wird,
welche Kante des Behälters 7 direkt nach Fertigstellung des ersten Teildruckbildes
den geringstmöglichen Drehwinkel zur Umfangsposition des zweiten Druckkopfs 9 oder
zu der Vorrichtung zum Trocknen oder Härten des Druckmediums 302 des ersten Teildruckbildes
aufweist und der Behälter 7 über diesen Winkel gedreht wird.
- 22. Verfahren nach Ausführungsbeispiel 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckköpfe
9 und/oder die Vorrichtung zum Trocknen oder Härten des Druckmediums 302, zusätzlich
zum Umfangsversatz in Bezug auf den Behälter 7, einen Höhenversatz in lotrechter Richtung
zueinander aufweisen, wobei der Behälter 7 nacheinander und schrittweise die Ebenen
E1, E2, E3, E4, in denen diese Elemente angeordnet sind, durchfährt und auf dem Transportweg
zwischen zwei Ebenen E1, E2, E3, E4 für den nächsten Schritt, insbesondere vollständig,
ausgerichtet wird.