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Dokumentenidentifikation DE69629203T2 22.04.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0000855963
Titel DEKORATIONSVORRICHTUNG MIT THERMISCHER TINTENÜBERTRAGUNG
Anmelder Krones, Inc., Franklin, Wis., US
Erfinder LARSON, Mark G., Oak Creek, Wisconsin 53154, US
Vertreter Rehberg und Kollegen, 37073 Göttingen
DE-Aktenzeichen 69629203
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 04.10.1996
EP-Aktenzeichen 969340421
WO-Anmeldetag 04.10.1996
PCT-Aktenzeichen PCT/US96/15928
WO-Veröffentlichungsnummer 0097013645
WO-Veröffentlichungsdatum 17.04.1997
EP-Offenlegungsdatum 05.08.1998
EP date of grant 23.07.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.04.2004
IPC-Hauptklasse B44C 1/16
IPC-Nebenklasse B65C 3/16   B65C 3/18   B65C 9/00   B65C 9/04   A61K 48/00   B65C 9/18   B65C 9/40   B65C 9/44   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die hier offenbarte Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Übertragen von graphischen und dekorativen Bildern von einem sich bewegenden Band auf sich bewegende Gegenstände, wie beispielsweise Behälter, einschließlich Kunststoff- und Glasflachen und Metalldosen.

Maschinen zum Übertragen von Graphiken und dekorativen Bildern, die in negativer oder umgekehrter Form auf ein Band mit wärmeübertragbarer Farbe aufgedruckt sind, sind grundsätzlich bekannt. Die Farbbilder auf dem Band, ob zum Dekorieren eines Behälters oder zum Bereitstellen von graphischer Information, werden hier gemeinsam als "Graphiken" bezeichnet werden. Der Übertragungsprozess wird aus Gründen der Kürze als "Dekorieren" bezeichnet werden. Für die optimierte Graphikenübertragung eines Bilds von dem Band auf einen Behälter ist es normalerweise notwendig, den Behälter und das Band aufzuheizen, bevor das Band gegen den Behälter gedrückt wird, um die Graphiken in einer Übertragungsstation zu übertragen. Das Band ist mit einem Ablösemittel beschichtet, das sicherstellt, dass keine Spuren der Farbe nach der thermischen Übertragung auf dem Band zurückbleiben.

Behälter, die zu dekorieren sind, werden in gleichmäßigen Abständen linear gefördert und um ihre eigenen Achsen gedreht, während sie die Übertragungsstation passieren, und sie werden so auf einem Drehtisch transportiert, dass die Behälter an der Transferstation in Phase mit den Graphiken auf dem Band ankommen.

Existierende Übertragungsmaschinen für Thermodruckgraphiken haben sich als nachteilig erwiesen, weil sie mit unakzeptabel niedrigen Geschwindigkeiten laufen müssen, um eine vernünftig genaue Positionierung und ein vernünftig genaues Aussehen der Dekoration auf den Behälter zu erreichen. Diese Maschinen sind nicht geeignet zur Verwendung in einer Produktionslinie mit anderen Vorrichtungen, welche Behälter verarbeiten, die der Thermoübertragungsmaschine mit Raten zugeführt werden, die fünfmal so groß wie oder noch größer als die Raten sind, mit der die existierenden Maschinen betrieben werden können. Das präzise Positionieren der Graphiken auf einer Flasche oder Dose ist besonders wichtig, wenn ein graphisches Etikett oder eine graphische Dekoration auf der Vorderseite von Flaschen oder Dosen anzubringen ist und andere Dekorationen auf der Rückseite der Dosen oder Flaschen anzubringen sind. In solchen Fällen muss die Dekoration oder das Etikettieren auf der Vorderseite und Rückseite des Behälters diametral einander gegenüberliegend erfolgen. Damit bisherige Thermodruckübertragungsdekoriermaschinen in weitem Umfang akzeptabel wären, würde es notwendig sein, dass diese Maschinen Behälter mit Geschwindigkeiten von 500 oder mehr Behältern pro Minute dekorieren. Insoweit der Anmelden in der Lage ist, dies zu bestätigen, sind Geschwindigkeiten dieser Größenordnung niemals erreicht worden, bevor die hier zu beschreibende Erfindung gemacht wurde.

Es ist elementar, dass jegliche Thermodruckgraphikenübertragungsmaschine eine Rolle des Bands abwickeln muss, das die gleichmäßig voneinander beabstandeten Graphiken trägt. Verschiedene zufriedenstellende Aufwickel- und Abwickelsysteme sind verfügbar, da sie für lange Zeit in anderen Etikettiermaschinen verwrendet worden sind. Die Technologie zum Aufrechterhalten geeigneter Bandzuführraten und -spannungen ist ebenfalls bekannt. Konstrukteure von Bandhandhabungs- oder -transportvorrichtungen haben mit vernünftigem Erfolg Bandhandhabungssysteme geringer Trägheit erreicht, so dass das Band schnell beschleunigt und abgebremst werden kann, um Positionsfehler zwischen den Graphiken und dem Ort, wo das sich bewegende Band und die Graphiken relativ zueinander sein sollten, wenn die Graphikenübertragung erfolgt, zu korrigieren. Wenn die Trägheit innerhalb des Bandhandhabungssystems hoch ist, gibt es eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, dass das Band gedehnt wird oder reißt, wenn es beschleunigt wird.

Die WO-A-94/05515 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dekorieren von Behältern und dergleichen.

Einer der Gründe, warum der Ausstoß an dekorierten Behältern von existierenden Graphikenübertragungsmaschinen kleiner als optimal gewesen ist, beruht darauf, dass die Konstrukteure, bevor die hier offenbarte Erfindung gemacht wurde, nicht realisierten oder verstanden, was die Relativbeziehung zwischen der Geschwindigkeit und der Richtung des Bands, der Drehgeschwindigkeit und der Drehrichtung der Behälter und der Fortbewegungsrichtung der Behälter sein sollte.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Bei der hier beschriebenen Maschine werden Gegenstände einschließlich Behälter, wie beispielsweise Kunststoff- und Glasflaschen und Dosen, nacheinander in aufrechter Orientierung auf Abstützscheiben überführt, die sich kontinuierlich drehen und die in einem Kreis um einen Drehtisch angeordnet sind. Gleichzeitig mit der Ankunft eines Behälters auf einer Abstützscheibe wird eine "Zentrierglocke" für jeden Behälter abwärts bewegt, um an dem oberen Bereich des Behälters anzugreifen und ihn zu stabilisieren. Kurz danach beginnt die Abstützscheibe sich mit einer wesentlichen Geschwindigkeit um ihre Vertikalachse zu drehen. Der Drehtisch dreht sich um seine Vertikalachse, und die Behälter drehen sich um ihre Vertikalachsen, während die Behälter auf einem kreisbogenförmigen Weg durch den Drehtisch fortbewegt werden. Ein drehbarer Thermodruckgraphikenübertragungskopf ist längs des kreisbogenförmigen Wegs angeordnet, wobei sein Umfang nahe den Umfängen der vorbeilaufenden Container ist, wobei das Band dazwischen angeordnet ist oder zwischen dem Kopf und dem Behälter hindurchgeführt wird. Die Drehachse des Übertragungskopfs verläuft parallel zu der Drehachse des Drehtisches, wenn die Graphiken auf einen regulären aufrechten zylindrischen Bereich eines Behälters übertragen werden. Der Übertragungskopf hat radial beaufschlagte Walzen in gleichen Winkelabständen an seinem Umfang. Das Band bewegt sich in Kontakt mit dem Umfang des Behälters fort, und das Band bewegt sich zwischen dem Übertragungskopf und dem Umfang, so dass die Walzen an dem Übertragungskopf gegen die blanke Rückseite des Bands drücken und die Thermodruckgraphiken auf den rotierenden Behälter aufwalzen.

Gemäß der Erfindung wird der theoretische und tatsächlich maximale Ausstoß einer Thermodruckgraphikenübertragungsmaschine erreicht, indem der Übertragungskopf auf einer Seite des Bands und der Drehtisch auf der anderen Seite des Bands liegt, so dass ihre linearen oder tangentialen Rotationskomponenten in dieselben Richtung zeigen und der Übertragungskopf und der Drehtisch um vertikale Achsen in entgegengesetzten Richtungen rotieren. Das Band wird in jeglicher Richtung der tangentialen Komponenten des rotierenden Kopfes und des Drehtisches fortbewegt. Die Behälter auf dem Drehtisch befinden sich auf einzelnen drehangetriebenen Abstützscheiben, damit sich die Umfänge der Behälter in derselben Richtung bewegen, wie sich das Band fortbewegt, aber in jeglicher Richtung der Drehbewegung des Drehtisches. Anders gesagt drehen sich die Behälter in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, in der sich die Behälter fortbewegen und das Band bewegt sich in der Umfangsrichtung der Behälter fort.

Bei den meisten Teilen verwendet die Maschine konventionelle Teile und Verfahren zum Aufrechterhalten der Gleichheit der Spannung und der Menge des Bands, das von der Bandabwickelrolle zu der Graphikenübertragungsstation und das von der Graphikenübertragungsstation zu der Leerbandaufwickelrolle führt. Die Bandgleichheit wird durch Verwendung eines Shuttles in Verbindung mit Bemessungswalzen erreicht. Das Shuttle signalisiert einer programmierbaren Steuerung, wenn ein Ungleichgewicht vorliegt, und die Steuerung steuert die Bemessungswalzen, um mit einer solchen Geschwindigkeit zu laufen, dass das Gleichgewicht wieder hergestellt wird.

Ein Fotodetektor erfasst Registrierungsmarkierungen auf dem Band in traditioneller Weise. Die Markierungen zeigen den Ort der führenden Kante der Graphiken auf dem Band an. Ein Fehler der Anordnung der Graphiken relativ zu der Maschinen- oder Behälterposition wird mit einem Capstan-Motor schnell korrigiert, der Rollen antreibt, die das Band nahe der Übertragungsstation einklemmen und das Band entweder beschleunigen oder abbremsen, um sicherzustellen, dass die führende Kante der Graphiken genau dort den Container erstmalig berührt, wo die Graphikenübertragung anfangen sollte.

Wie die Drehrichtungen des Drehtisches, der Behälter, des Übertragungskopfs, die Richtung der linearen Komponente der Drehung und die Richtung der Bandbewegung relativ zu der Übertragungskante, dem Drehtisch und den Behältern implementiert werden, wird in der detaillierteren Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung deutlich werden, die jetzt unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausgeführt werden wird.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Draufsicht von oben auf eine Thermodruckgraphikenübertragungsmaschine, die drei getrennte Graphikenübertragungs- oder Behälterdekorierköpfe aufweist, die die Vorderseite, die Rückseite und den Hals eines Behälters während eines Durchgangs durch die Maschine etikettieren oder dekorieren können;

2 ist eine Draufsicht von oben auf den Drehtisch, der in der Maschine verwendet ist, wobei gezeigt ist, wie Zahnräder, die im Kreis angeordnet sind, in einen ortsfesten Zahnriemen so eingreifen, dass die Räder und Flaschenabstützscheiben, die von den Rädern getragen werden, als Antwort auf die Drehtischbewegung in Drehung versetzt werden;

3 ist eine Seitenaufrissansicht des Drehtisches und der anderen zugeordneten Teile der Maschine;

4 ist eine Zeichnung, die sinnvoll für die Erläuterung der funktionellen Aspekte der Thermodruckübertragungsdekoriermaschine ist;

5 ist eine Draufsicht von oben auf den Graphikenübertragungskopf, wobei ein Teil weggebrochen ist, um eine federbelastete Walze zu zeigen, die vorgesehen ist, um das Band gegen den Umfang eines Behälters auf dem Drehtisch in der Übertragungsstation zu drücken;

6 ist eine teilweise geschnittene Seitenaufrissansicht des Übertragungskopfs in Verbindung mit dem zahnriemenangetriebenen Zahnradstrang, der verwendet wird, um eine Behälterabstützscheibe zu verdrehen, die drehangetrieben wird, während die Scheibe mit einer Flasche darauf umläuft;

7 ist weitestgehend gleich 6, außer dass die Übertragungskopfachse jetzt von der Vertikalen weg gekippt ist, um das Übertragen von Graphiken auf einen sich verjüngenden Hals einer Flasche zu erleichtern;

8 ist eine Draufsicht auf die Übertragungseinheiten der Maschine;

9 zeigt eine Bandabwickelrolle und eine Bandwiederaufwickelrolle in Verbindung mit ihren zeichnerisch illustrierten Bandspeichertänzersystemen;

10 ist eine Ansicht des Paars von Bemessungswalzen, die zeigt, wie die Walzen durch Verwendung eines pneumatischen Zylinders relativ zueinander beaufschlagt sind;

11 ist eine Seitenaufrissansicht der Bemessungswalzen und der Antriebskomponenten;

12 ist eine Seitenaufrissansicht eines teilweise geschnittenen Übertragungskopfs in Verbindung mit einer Zentrierglocke, die vorgesehen ist, um das Innere einer dünnwandigen Dose mit Druck zu beaufschlagen, während diese in der Dekorierstation dekoriert wird.

13 ist eine Seitenaufrissansicht eines Capstan-Systems, das den antreibenden Servomotor und die Klemmwalzen umfasst;

14 zeigt einen Teilbereich des Graphikenübertragungskopfs in Verbindung mit den Capstan-Walzenantriebsmotor, der in gestrichelten Linien dargestellt ist; und

15 zeigt ein Shuttlesystem einschließlich eines Luftzylinders, das verwendet wird, um die Gleichheit der Bandspannung auf der Eingangsseite und der Ausgangsseite des Übertragungskopfs aufrecht zu erhalten.

BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Die grundsätzlichen Eigenschaften der Thermodruckübertragungsmaschine werden unter Bezugnahme auf 1 erläutert werden. Die Maschine weist eine Basis 10 auf. Eine Bedienerschnittstelle zu der Maschine ist durch eine Rechnerstation 11 ausgebildet, die durch ein Rechteck symbolisiert ist und eine Steuerung mit programmierbarer Logik (programmable logic controller = PLC) umfasst. Ein als Ganzes mit dem Bezugszeichen 12 versehener Drehtisch wird um eine vertikale Achse auf einer Welle 13 drehangetrieben. Der Drehtisch 12 hat einen kreisförmigen Rand 14, auf dem eine Mehrzahl von Behälterabstützscheiben 15, die in gleichen Winkelabständen auf dem Rand 14 angeordnet sind, zur Drehung um ihre Vertikalachsen gelagert sind. Als Beispiel und nicht als Beschränkung sind 40 drehangetriebene Scheiben bei der illustrierten Maschine vorhanden. Wie später detaillierter erläutert werden wird, nimmt jede Scheibe 15 einen Behälter 17, so wie eine Kunststoff- oder Glasflasche oder eine Metalldose, auf, der der Maschine zugeführt wird, um durch das Thermodruckübertragungsverfahren dekoriert zu werden. Es ist ebenfalls detaillierter zu diskutieren, wie eine Zentrierglocke, die in 1 nicht gezeigt ist, auf die offene Öffnung eines Behälters 17, wie beispielsweise einer Flasche oder Dose oder irgendeines anderen geeigneten Gegenstands, herab kommt, um den Behälter zu stabilisieren, während er um seine Vertikalachse durch Verdrehen der Behälterabstützscheibe 15 verdreht wird, während der Behälter 17 andererseits von dem Drehtisch 12 fortbewegt wird.

Die Behälter, die je nach Fall zu dekorieren oder zu etikettieren sind, werden der Maschine durch ein Zuführförderband 18 zugeführt, auf dem die Behälter 17, wenn überhaupt, wenig Abstand zueinander aufweisen. Eine Leiteinrichtung 19 lenkt die ankommenden Behälter 17 von dem Zuführförderer 18 zu einem anderen Förderer 20, der sich langsamer fortbewegt als der Förderer 18, so dass die Behälter 18 auf dem Förderband 20 aneinander anliegen. Dies ist konventionell. Die Teilung der Zuführschnecke 21 ist dieselbe wie die Teilung von Taschen 23 in einem Zuführsternrad 22, das angetrieben wird, um sich mit konstanter Geschwindigkeit in einer Phasenbeziehung zu dem Drehtisch 12 um eine vertikale Achse zu verdrehen. Wenn sich die Behälter 17 den Förderer 20 entlang bewegen, werden sie von der Zuführschnecke 21 erfasst und in die Taschen 23 des Zuführsternrads 22 vorgeschoben. Das Sternrad bewegt die Behälter und setzt sie der Reihe nach korrekt synchronisiert auf verdrehbaren Behälterabstützscheiben 15 ab, die mit dem Drehtisch 12 umlaufen. Wenn ein ankommender Behälter 17 von dem Zuführsternrad 22 auf den Drehtisch 12 freigegeben wird, wird der Behälter an seinem Öffnungsende von einer Zentrierglocke erfasst, die in 1 nicht gezeigt ist, damit der Behälter zum Rotieren bereit ist, während er umläuft.

Nachdem die Behälter 17 auf dem Drehtisch 12 in einer oder mehreren der Dekorierstationen in Einheiten 25, 26 und 27 dekoriert worden sind, werden die Behälter der Reihe nach von dem Drehtisch 12 an ein Ausgabesternrad 28 übergeben. Das Sternrad 28 entlädt die dekorierten Behälter auf Linearabfuhrförderer 29 und 30 in der angegebenen Reihenfolge.

Im Wesentlichen alle der soweit beschriebenen Strukturen, bis auf die kurz angesprochenen Dekoriereinheiten 25, 26 und 27, sind konventionell. Der Mittelpunkt zu Mittelpunkt- oder Achse zu Achse-Abstand zwischen benachbarten rotierenden Behälterabstützscheiben 15 und den Behältern darauf wird als die "Maschinenteilung" bezeichnet. Ein nicht dargestellter Codierer macht eine Umdrehung pro Maschinensteigung. Zählmittel in der programmierbaren Steuerung zählen kontinuierlich mit der Rate von beispielsweise 1000 Schritten pro Maschinensteigung. Der Anfang einer 1000 Schritt-Reihe wird durch den Codierer markiert, der die Maschinenposition signalisiert. So weiß die programmierbare Maschine in gewisser Weise zu jeder Zeit auf ein Tausendstel genau, wo sich die Maschine befindet, so dass die führende Kante der Graphiken auf dem Band dazu gebracht werden kann, ihren ersten Kontakt mit dem Behälter in Bezug auf den Ort auf dem Behälter, wo die Graphikenablagerung begonnen werden sollte, sehr genau zu machen. Die Rate, mit der die Flaschen rotieren, hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, die die Maschinenteilung relativ zu dem Durchmesser der Behälter umfassen. Als Beispiel und nicht als Beschränkung werden in einer konkreten Ausführungsform der Maschine beispielsweise Getränkeflaschen mit ungefähr zwei Umdrehungen pro Teilung rotiert, während sie von dem Drehtisch transportiert werden und während sie dekoriert werden.

In 1 kann man sehen, dass jede der Dekoriereinheiten 25, 26 und 27 zugeordnete Bandabwickel- und -aufwickelsysteme 31, 32 und 33 aufweist. Diese Systeme sind gut bekannt, werden aber später etwas detaillierter beschrieben werden.

Ein Teil des Antriebssystems für die drehbaren Behälterabstützscheiben 15 an dem Drehtisch 12 ist in der Draufsicht von 2 gezeigt. Auf einem Niveau etwas unterhalb des Drehtisches 12 ist der letztere über den überwiegenden Teil seines Umfangs von einem ortsfesten Zahnriemen umgeben. Ein Ende 36 des Riemens ist in einem Riemenverankerungs- und -spannmechanismus 37 verankert und das andere Ende ist in einem Riemenverankerungsmechanismus 38 befestigt. Die kleineren Kreise 56 in 2 sind die kreisförmigen Spitzen der Lagerhülsen, die beispielsweise in den Seitenaufrissen der 6 und 7 erscheinen. Erfahrene Konstrukteure werden erkennen, dass der Zahnriemen 35 auf verschiedene Weisen verankert und gespannt werden kann, so dass eine Ausarbeitung dieser Sache nicht notwendig ist. Es ist ausreichend festzustellen, dass die Zahnräder 39 durch Eingreifen in den Riemen verdreht werden und dass die Behälter auf den Abstützscheiben 15 mit der Rate der Zahnräder 39 rotieren, während die Behälter von dem Drehtisch 12 fortbewegt werden.

Wie in den 2, 6 und 7 gezeigt ist, greifen die Zähne des Riemens 35 in die gezahnten Räder 39 ein, die auf der Welle 42 frei drehbar sind. Ein Lager 41 auf der verdrehbaren Welle 42 ermöglicht es dem Zahnrad 39, auf ihr zu rotieren. Ein Zahnrad 43 ist an dem Rad 39 befestigt, so dass diese zwei zusammen frei auf der Welle 42 rotieren. Das Zahnrad 43 hat ein Lager 44, das auf den Schaft 42 aufgepasst ist. Das Zahnrad 43 greift in ein Ritzel 45 ein, das auf einer drehbaren Welle 46 befestigt ist. Ein anderes Zahnrad 47 ist an der drehbaren Welle 46 befestigt und greift in ein Ritzel 48 ein, das an der Welle 42 befestigt ist, um die Welle 42 zu verdrehen und um derart die Behälterabstützscheibe 15 zu verdrehen, die mit einer Maschinenschraube 50 an der Welle 42 befestigt ist. Die Welle 42 ist für die Rotation mit zwei Lagern 51 und 52 gelagert, die an einem zylindrischen Element 53 und an dem Drehtisch 12 fixiert sind. Die Welle 46 ist mittels zweier Lager 54 und 55 drehbar gelagert, deren äußere Lagerringe in einem zylindrischen Element 56 fixiert sind, dessen obere kreisförmige Oberfläche in 2 gezeigt ist. In den 6 und 7 rotiert ein Behälter in Form einer Flasche 17 mit der Behälterabstützscheibe 15. Ein Teil eines Thermoübertragungsvorderseitenetiketts, das im Moment auf den Behälter 17 aufgebracht wird, ist durch strichpunktierte Linien angedeutet.

Der gerade beschriebene Zahnradantriebsstrang dient zum Hochsetzen der Drehgeschwindigkeit der Abstützscheiben und der darauf angeordneten Behälter um ihre vertikalen Achsen relativ zu der Drehtischdrehgeschwindigkeit. Wegen der zuvor erwähnten Relativbeziehung zwischen den Dreh- und Fortbewegungsrichtungen des Drehtisches, des Übertragungskopfs, der Flaschenabstützungen und des Bandes können ungewöhnlich hohe Drehgeschwindigkeiten für die Scheiben und Flaschen verwendet werden, um die Produktivität der Maschine zu maximieren.

6 zeigt außerdem den Stand der Technik einer Behälterzentrier- und -stabilisieranordnung, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 61 versehen ist. Die Anordnung und ihre Funktion sind den Konstrukteuren von Etikettiermaschinen und dergleichen gut bekannt. Ein Behälter 17, der mit hoher Geschwindigkeit rotiert und zur gleichen Zeit mit dem Drehtisch umläuft, muss daran gehindert werden, von der Abstützscheibe 15 herunterzufallen. So treibt, wenn ein Behälter von dem Zuführsternrad 22 auf eine Behälterabstützscheibe 15 an dem Drehtisch 12 freigegeben wird, ein konventioneller nockenaktivierter und federbelasteter Zylinder 66 einen Stößel 62 abwärts. Der Stößel hat einen Schaft 63, an dem eine Kupplung, die üblicherweise als Zentrierglocke 64 bezeichnet wird, befestigt ist. Das untere Ende 65 der Zentrierglocke ist für das Angreifen an einen Öffnungsrand eines Behälters 17 ausgebildet. Der Stößel 62 ist zur Drehung in dem Zylinder 66 drehbar gelagert. 6 zeigt auch eine Seitenaufrissansicht eines typischen Thermodruckübertragungskopfs oder – zylinders, zu dem zur Diskussion später zurückgekehrt werden wird. Man mag zu diesem Zeitpunkt feststellen, dass die Achse des Übertragungskopfs in 6 vertikal verläuft, was passend für das Übertragen von Thermodruckgraphiken von einem Band 95 auf die Vorderseite oder diametral gegenüber auf die Rückseite des zylindrischen Körpers eines Behälters, wie beispielsweise einer Flasche, ist. In 7 ist demgegenüber der Übertragungskopf verkippt, um Graphiken auf eine zulaufende Rotationsoberfläche aufzutragen, wie beispielsweise auf den Hals einer Flasche 17. 3 zeigt eine Gesamt- oder Zusammenfassungsanordnung von einigen Teilen der Maschine, die am Umlaufenlassen und gleichzeitigen Rotierenlassen der Behälter beteiligt sind. Die meisten dieser Teile sind konventionell, außer zwei von den illustrierten Übertragungsköpfen 70 und 72. Der Mechanismus 74 zum Anheben und Absenken der Übertragungsköpfe, um das Dekorieren von Behältern unterschiedlicher Höhen zu erlauben, und zum radial Einwärts- und -auswärtsbewegen der Übertragungsköpfe, um das Dekorieren von Behältern von unterschiedlichen Durchmessern zu ermöglichen, ist auch schon zuvor in Etikettiermaschinen verwendet worden. 3 zeigt, dass der Drehtisch 12 durch eine Drehwelle 75 drehangetrieben ist, die an das nicht gezeigte Hauptantriebssystem der Maschine angekuppelt ist. Die Welle ist mit Lagern 76 und 77 zum Verdrehen in einem Gehäuse 78 gelagert. Die typischen Übertragungsköpfe 70 und 72 werden durch Wellen angetrieben, die mit oberen und unteren Kardangelenken 79 und 80 verbunden sind. Das typische Kardangelenk 80 liegt in einem Gehäuse 81, das an einem Zahnrad 82 gelagert ist, um sich mit dem Zahnrad zu verdrehen. Das Zahnrad 82 wird von einem Zahnrad 83 angetrieben, das mit der Welle 75 umläuft. Die Zahnräder 39, die dadurch angetrieben werden, dass sie den ortsfesten Zahnriemen 35 entlang laufen, sind ebenfalls gezeigt. Die Struktur 85, die die Druckluftleitungen und dergleichen zum Betätigen der Zentrierglockenanordnungen 61 trägt, kann angehoben und abgesenkt werden, um auf Behälter 17 unterschiedlicher Höhen eingestellt zu werden. Wenn die Welle 75 um ihre Vertikalachse drehangetrieben wird, rotieren die Behälterabstützungen 15 und laufen konzentrisch an dem Drehtisch 12 um die Welle 75 um. Diese Welle ist tatsächlich hohl, um nicht gezeigte Rohr- und Radleitungen hochzubringen, wie es in der Praxis bekannt ist. Eine Balgabdeckung 86 ist konzentrisch zu der Welle 75 angeordnet, um die Welle auf jeder Höhe der Struktur 85 abzudecken.

Aufmerksamkeit ist jetzt auf 8 zu richten, um eine detailliertere Beschreibung der neuen Thermodruckgraphiktransfereinheit und des von ihr umfassten Bandsteuersystems zu beginnen. Jede Einheit 25, 26 oder 27, die in Figur gezeigt ist, könnte für die Beschreibung ausgewählt werden, weil sie von ihrer Struktur her alle gleich sind. In 8 ist die Einheit als Einheit 25 identifiziert. Diese Einheit weist ein Bandabwickel- und Aufwickelsystem 31 auf, das ihr zugeordnet ist, und umfasst Abwickel- und Aufwickelrollen 91 und 92, die leichter in 9 zu sehen sind und die später kurz diskutiert werden werden. Die Spindeln für die Rollen fallen in 8 zusammen, so dass nur eine Spindel 93 erscheint, aber die andere Spindel 94 liegt dahinter.

In 8 bewegt sich ein Band 95, das von einer Abwickelrolle durch ein Tänzerrollensystem abgewickelt wird, in der Richtung des Pfeils 96. Die nicht sichtbaren Graphiken, die in thermisch übertragbarer Farbe dargestellt sind, liegen auf der Seite des Bands, wo die Bezugslinie des Bezugszeichens 95 das Band berührt. Es ist diese Seite, die letztlich in der Farbübertragungsstation 9 an dem Umfang des Behälters 15 zur Anlage kommt. Das Band kann aus einem papierartigen Substrat bestehen, das eine Ablösebeschichtung trägt, welche kompatibel mit den Farbgraphiken ist, die in negativer oder umgekehrter Form auf die Freigabebeschichtung aufgedruckt werden und die auf ein Objekt, wie beispielsweise einen Glas-, Kunststoff- oder Metallbehälter übertragbar sind, wenn sie Hitze und Druck ausgesetzt werden. Ein geeignetes Bandmaterial ist von Avery Dennison Manufacturing Company in Framingham, MA sowie von anderen Herstellern erhältlich. Es ist notwendig, dass der Behälter heiß ist, üblicherweise über 175°C (350°F), um einen zufriedenstellenden Übertrag zu erreichen. Weder der Behältervorheizofen ist gezeigt, noch ist es ein Wärmetrocknungsofen, durch den die Behälter hindurchtreten, nachdem sie dekoriert wurden, um die Farbe zu trocknen. nach dem Trocknen haftet die Farbe fest an den Behältern. Es wird abgeschätzt, dass trotz grober Behandlung von Mehrwegbehältern durch Käufer und andere die Graphiken ein mehrfaches Recyceln ohne signifikantes Verblassen widerstehen werden.

Alle Graphiken vom selben Typ auf jedem Band 95 sind idealer Weise gleichmäßig voneinander beabstandet, oder mit anderen Worten weisen die Graphiken eine gleichmäßige Teilung auf. Die Drehgeschwindigkeit eines Behälters hängt von der Länge und der Teilung der Graphiken auf dem Band ab. Es gibt Registrierungsmarkierungen 211, die außer in 4 auf dem Band nicht zu sehen sind, die idealer Weise gleichmäßig beabstandet sind, und die sich idealer Weise in einem gleichmäßigen Abstand von den Graphiken befinden. Fehler müssen kompensiert werden, um sicherzustellen, dass die Graphiken ihren ersten Kontakt mit dem Behälter, auf den die Graphiken aufzuwalzen sind, an genau demselben Ort auf jedem Behälter machen, der durch die Maschine läuft. Wie dies bewirkt wird, wird später detaillierter beschrieben werden.

In 8 trifft das Band 95 nach dem Abwickeln von der Abwickelrolle 91 zuerst auf eine richtungsändernde Führungsrolle 97. Eine Verdrehung wird durch die Rolle 97 vermittelt, da das Band von der Abwickelrolle horizontal abläuft und durch die Maschine laufen muss, wobei die Ebene des Bands vertikal orientiert ist. Kurz nach der Rolle 97 tritt das Band zwischen einem Paar von Klemmrollen 98 und 99 hindurch, die motorangetriebene Bandzufuhrbemessungsrollen darstellen. Diese Rollen nehmen am Aufrechterhalten der Gleichheit oder Balance der Menge und der Spannung des Bands auf der Zuführabwickelseite des Thermodruckgraphikübertragungskopfs 70 und der Station 9 sowie auf der Auslauf- und Bandwiederaufwickelseite des Übertragungskopfs und der Station 9 teil. Die Rollen 98 und 99 dienen auch dazu, die Trägheit des Bandtransportsystems zu begrenzen. Die Trägheit muss minimiert werden, um einen Bandbruch zu vermeiden und um schnelle Beschleunigungen des Bands zu erlauben, um einen Graphikenübertrag nach dem anderen zu machen. Die Struktur und die Funktion der Bemessungsrollen werden detaillierter diskutiert werden, nachdem die Hauptkomponenten der Thermodruckgraphikenübertragungsmachine sämtlich identifiziert sind.

Das Band bewegt sich weg von den Bemessungsrollen 98 und 99, um um aufeinanderfolgende Führungsrollen 101 und 102 und eine Rolle 103 an einem Shuttle-System herumzulaufen, das als ganzes mit dem Bezugszeichen 100 versehen ist. Die Funktion und die Struktur des Shuttle-Systems werden später detailliert diskutiert werden. Nach dem Herumlaufen um die Shuttle-Rolle 103 läuft das Band 95 um eine Führungsrolle 105, und nach dem Vorbeilaufen an einem Detektor 106 für eine Registrierungsmarkierung 211 bewegt sich das Band entlang und in Kontakt mit einer langgestreckten Platte 107, wobei die der mit Farbe bedeckten Seite des Bands gegenüberliegende Seite sich an der Platte abstützt. Die Platte wird mit temperaturgeregelten elektrischen Heizern aufgeheizt, um die Farbe zu erwärmen, was notwendig ist, damit sie von dem Bandsubstrat abgelöst werden kann. Das Band läuft von der geheizten Platte 107 weg und läuft zwischen einer Walze 108 von acht identischen Walzen an einem typischen Übertragungskopf 70 und dem Umfang eines Behälters an der Dekorierstation 9 hindurch, welches der Ort ist, an dem die Graphiken oder Thermodruckübertragungsbilder nacheinander auf rotierende Behälter 15 aufgewalzt werden.

An dieser Stelle ist es wichtig, insbesondere in 5 die physikalischen Relativbeziehungen der Komponenten der Maschine und ihre Fort- und Drehbewegungseigenschaften festzustellen, weil es diese erfindungsgemäßen Relativbeziehungen sind, die das Dekorieren von Behältern mit einer höheren Rate erlauben als jegliche anderen Relativbeziehungen und Eigenschaften, die bekannt sind. Speziell sollte man feststellen, dass der Übertragungskopf 70 auf einer Seite des Bands 95 liegt und dass der Drehtisch 12 und ein Behälter 15 von dem Übertragungskopf aus auf der gegenüberliegenden Seite des Bands liegen. Die Drehachsen des Übertragungskopfs 70 und des Drehtisches 12 verlaufen außer in dem Spezialfall parallel, in dem der Übertragungskopf für das Dekorieren von sich verjüngenden Behältern auf einen kleinen Winkel zur Vertikalen eingestellt ist. Der Drehtisch 12 und der Übertragungskopf 70 rotieren in entgegengesetzten Richtungen, aber ihre Tangential- oder Linearkomponenten der Bewegung sind an der Dekorierstation, wo der Graphikübertrag erfolgt, dieselben. Die Behälter 15 rotieren in einer Richtung, die von dem Pfeil 109 angezeigt wird, während sie in der entgegengesetzten Richtung durch den Drehtisch fortbewegt werden, wie durch den mit 110 markierten Pfeil angezeigt ist. Die Umfangsoberfläche eines Behälters 15 bewegt sich in derselben Richtung wie das Band 95. In der gezeigten Ausführungsform bewegt sich das Band in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Drehtisch 12. Unter bestimmten Bedingungen kann es erforderlich sein, dass sich das Band in derselben Richtung wie der Drehtisch bewegt. Ein Beispiel wäre der Fall, in dem die Drehgeschwindigkeit des Behälters kleiner als die Geschwindigkeit des Drehtisches ist. Was bei der Erfindung immer zutrifft ist, dass die Behälter 17 immer in einer Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung des Drehtisches 12 rotieren und dass der Übertragungskopf 70 immer in einer Richtung rotiert, die entgegengesetzt zu der Drehrichtung des Drehtisches ist. Die Walzen 108 an dem Übertragungszylinder rollen in der Richtung des Bands und rollen und rotieren auf der Rückseite des Bands.

Nachdem ein Farbbild auf einen Behälter übertragen ist, läuft das jetzt leere Band zwischen einem Paar von Klemmrollen hindurch, die Capstan-Rollen 112 und 113 genannt werden. Eine dieser Rollen wird von einem Servomotor drehangetrieben, der unter der Basisplatte 10 liegt und in 8 nicht sichtbar ist, der aber später unter Bezugnahme auf 13 diskutiert werden wird. Es ist für den Moment ausreichend, sich zu merken, dass das Capstan-Antriebssystem dazu dient, die Bandbewegungsgeschwindigkeit zu beschleunigen oder abzubremsen, um jegliche kleine Diskrepanz zwischen der Position der Graphiken, die in die Dekorierstation eintreten, und der Position des Behälters zu korrigieren. Das Capstan-System stellt sicher, dass der Übertrag der Graphiken auf jedem Behälter an dem identischen Ort beginnen wird. Dies ist wichtig, weil es sicherstellt, dass, falls Etiketten oder Graphiken auf die Vorderseite eines Behälters an einer Stelle aufgebracht werden, beispielsweise Graphiken exakt diametral gegenüber auf der Rückseite des Behälters oder auf den Hals des Behälters, falls es eine Flasche ist, angeordnet werden können.

Nachdem das Band die Capstan-Rollen 112 und 113 durchläuft, läuft das Band um andere Shuttle-Systemrollen 104 und dann um Führungsrollen 114, 115 und 116. Dann läuft das Band zwischen Klemmrollen 117 und 118 hindurch, die Bandspannrollen sind. Eine der Rollen 117 oder 118 wird mit einem Differentialgetriebesystem und einem Servomotor angetrieben, die unter der Basisplatte 10 angeordnet sind, so dass sie in 8 nicht sichtbar sind; sie werden aber unter Bezugnahme auf andere Figuren später gezeigt und diskutiert werden. Nach dem Verlassen der Bandspannrollen 117 und 118 läuft das Band durch ein Tänzerrollensystem und läuft dann auf eine motorgetriebene Wiederaufwickelrolle 92 auf.

Ein Übertragungsstationspositionseinstellmechanismus 125 ist an der Basisplatte 10 gelagert. Er ist konventionell und wird beispielsweise in verschiedenen bereits existierenden Etikettiermaschinen verwendet. Der Mechanismus 125 wirkt auf eine Bettplatte 126, um für das Anheben und Absenken der Platte zu sorgen und um sie vorwärts und rückwärts zu bewegen, um die Übertragungszylinderwalzen 103 in der Graphikübertragungsstation auf den richtigen Ort an einem Behälter 15 auszurichten.

Nachdem jetzt die wesentlichen Komponenten der Maschine identifiziert worden sind, werden die Details der einzelnen Komponenten mittels der verschiedenen Zeichnungen und in Verbindung mit 8 betrachtet werden.

Wenden wir uns 13 für eine Diskussion des Capstan-Antriebs zu. Ein Servomotor 130 ist an dem Boden der Bettplatte 126 gelagert. Angekoppelt an die Welle des Servomotors ist die angetriebene Rolle 113, die in 8 identifiziert wurde. Das obere Ende der Rolle 113 weist ein Kugellagers 131 auf, dessen äußerer Lagerring in der Platte 132 fixiert ist, die auf Säulen 133 und 134 von insgesamt vier Säulen abgestützt ist, von denen zwei in 13 nicht sichtbar sind. Jede Teilungswalze 112 ist drehbar in Lagergehäusen 135 und 136 gelagert. Das Band 95 tritt zwischen den Rollen 112 und 113 in 13 hindurch, und das Band wird von diesen Rollen gezogen, die von dem Servomotor 130 angetrieben sind.

Wie zuvor kurz erwähnt wurde, sendet der Registrierungsmarkierungsfotodetektor 106 in 8 ein Signal an die programmierbare Steuerung in der Konsole 11, die in 1 gezeigt ist, wenn der Detektor das Vorbeilaufen einer einen Graphikenort anzeigenden Registrierungsmarkierung detektiert. Die Steuerung zählt immer Zählpulse mit einer Rate von eintausend Schritten pro Teilung, als Beispiel für das, was bei einer tatsächlichen Ausführungsform der Maschine erfolgt. Ein nicht gezeigter Codierer erzeugt Signale, die den momentanen Drehwinkel des Drehtisches anzeigen und natürlich die Position eines Behälters, der der nächste ist, der in die Dekorierstation 9 eintritt. Wissend, wo der Behälter ist, und aufgrund des Fotodetektorsignals wissend, wo die Graphik ist, veranlasst das Steuersignal für den Servomotor 130 den Servomotor mit einer Geschwindigkeit zu laufen, die dazu führt, dass die führende Kante der Graphiken auf dem Band ihren ersten Kontakt mit einem Behälter an genau dem Ort macht, an dem sie es sollte. Weil die Position von allem, was hier mitspielt, relativ zu einer hohen Zählrate gegeben ist, in diesen Beispiel eintausend Zählschritte pro Teilung, kann die Graphikenpräzision auf dem Behälter mit einer Genauigkeit von einem Tausendstel erreicht werden.

14 zeigt eine Draufsicht auf den Capstan-Antrieb einschließlich der Rollen 113 und 112. Die Rolle 112 ist an einem verschwenkbaren Druckbalken angeordnet. In 14 kann man sehen, wie das Band 95 den Übertragungskopf 70 verlässt und auf seinem Weg zu dem Bemessungssystem, welches in 11 gezeigt ist und später detaillierter diskutiert werden wird, durch die Capstan-Rollen hindurchtritt.

Ein Schnitt durch einen Übertragungskopf 70 ist in 5 gezeigt. Der Rotor des Kopfs selbst ist mit 136 bezeichnet. In dieser speziellen Ausführungsform gibt es acht Walzenanordnungen einschließlich der zuvor erwähnten Walze 108. Eine Walze durchläuft derzeit die Übertragungsstation 9 und steht in Kontakt mit der Rückseite des Bands, das durch die Walze 109 gegen den Umfang eines Behälters 15 gedrückt wird, der sich auf seiner Abstützscheibe 17 befindet und gegen den Uhrzeigersinn rotiert, wenn er von oben betrachtet wird, und entgegengesetzt zu dem Übertragungskopf 70 als Ganzes. Es ist evident, dass die Graphiken nicht einfach an den Behälter angedrückt, sondern aufgewalzt werden. Die Walzen befinden sich auf Wagen, so wie derjenige, der mit 137 bezeichnet ist, und sie sind verschiebbar und werden gegen den Behälter durch eine Feder 138 gedrückt. So können die Walzen zurücklaufen und vorlaufen, um Kontakt mit dem Umfang des Behälters zu halten, nachdem der Übertragungskopf an der Radiallinie vorbeiläuft, auf der die Achse der Walze 137, die Achse der Übertragungskopfwelle 139 und die Abstützscheibenwelle 140 auf dieselbe gerade Linie fallen. Es ist auch evident, dass die Walze 108 radial auswärts vorgeschoben werden muss, um den sich in entgegengesetzter Richtung bewegenden Behälter 15 zu treffen, wenn der Behälter in den Übertragungsstationsbereich 9 eintritt. Der Übertragungskopf ist mit einer Mehrzahl von Gehäusen 141 versehen, in denen sich nicht gezeigte elektrische Heizelemente befinden, um das gekrümmte Metall 142 aufzuheizen, das sich zwischen den Walzen 108 erstreckt. Jeder der Heizelementanordnungen in dem Gehäuse 141 sind Temperatursteuerungen 143 zugeordnet, die die Temperatur der Segmente 142 über die gesamte axiale Länge des Segments und somit über die gesamte Breite des Bands sehr nahe einer bestimmten Temperatur halten, da das Band durch die Segmente so lange wie möglich heiß gehalten wird, bevor die Walzen 103 aktiv werden, um das Band gegen den Umfang des Behälters 15 zu drücken. Jedes Heizelement in dem Gehäuse 141 weist eine individuelle Temperatursteuerung auf.

Die Shuttle-Anordnung 100 ist in 15 vergrößert dargestellt. Die Shuttle-Einrichtung besteht aus kommerziell verfügbaren Komponenten. Das Shuttle wird von einem Luftzylinder 146 ausgebildet, der einen nicht sichtbaren Kolben enthält. Eine Kolbenstange 147 ist an dem Kolben befestigt und weist eine an ihr befestigte Lastöse 148 auf. Die Lastöse verbindet den Kolben mit einem Wagen 149 über einen Bolzen 150. Eine Stütze 151 erstreckt sich von dem Wagen 149 und trägt dazu bei, den Wagen auf einer magnetisierbaren Stange 152 zu führen. In dem Zylinder befindet sich Luft unter Druck auf einer Seite des Kolbens. Dieser Druck wird sehr konstant gehalten und eng geregelt. Der Zylinder 146 ist über einen Bolzen 153, der sich durch geeignete Löcher in einem Rollenwagen 154 und einem Fortsatz 155 erstreckt, welcher an dem Zylinder 146 befestigt ist, angekoppelt. Die Wagen 149 und 154 sind auf einer ortsfesten Stange 156 verschiebbar und werden von dieser geführt. Eine Stütze 157 erstreckt sich von dem Wagen 154 und ist mit dem Wagen 154 auf der Stange 152 verschiebbar, aber die Wagen können sich unabhängig voneinander bewegen, da einer an die Kolbenstange und der andere an den Zylinder angeschlossen ist. Die Positionen der Wagen werden mit einer Sensoreinrichtung 158 erfasst, die ein magnetostriktives Phänomen nutzt. Das Ausgangssignal des Sensors 158 gibt das Zeitintervall zwischen dem Beginn eines abfragenden Pulses und dem Detektieren einer Rückkehr des Pulses entlang der Stange 152 wieder. Der Abfragepuls wird von der Sensorelektronik erzeugt und bewegt sich mit der Geschwindigkeit von Licht. Ein Puls oder eine physikalische Spannung läuft zu dem Sensor 158 zurück. Einige magnetische Felder wechselwirken und werden von der nicht gezeigten Elektronik verarbeitet, und sie ergeben ein Signal, das den Abstand anzeigt, um den die Stützen 151 und 157 voneinander getrennt sind und der äquivalent zu dem Abstand ist, über den die Rollen 103 und 104 getrennt sind. In einer konkreten Maschine wird ein Temposonics LH Positionssensor 158 verwendet, aber auch andere Verfahren zum Erfassen der relativen Positionen der Walzen 103 und 104, wie beispielsweise das Abgreifen der Signale von nicht gezeigten Potentiometern, könnten angewendet werden.

Das Bemessungsrollensystem ist in den 10 und 11 illustriert. Die Bemessungsrollenpaare 98, 99 und 117, 118 wurden zuvor in Verbindung mit 8 identifiziert. Diese Klemmrollen sind auch in 10 gezeigt. In 10 kann man sehen, dass die Klemmrollen 99 und 117 an die angetriebenen Rollen 98 bzw. 118 angedrückt werden, wobei sie auf Schwenkarmen 166 und 167 angeordnet sind, die durch einen pneumatischen Zylinder 168 beaufschlagt sind.

Das gesamte Bemessungsrollensystem ist in 11 dargestellt. Die angetriebenen Bemessungsrollen 98 und 118 werden in Kugellagern verdreht, die in Platten 169 und 170 gelagert sind. Die Platten werden durch Säulen in Parallelität gehalten, von denen eine mit dem Bezugszeichen 171 versehen ist. Der elektrische Hauptbemessungsmotor ist mit 172 bezeichnet. Ein Zahnrad auf der Welle dieses Motors ist mit 173 bezeichnet. Das Zahnrad 173 treibt einen Zahnriemen 174 an, der in ein Rad 175 eingreift, das die Rolle 98 drehantreibt. Der Riemen greift auch in ein Zahnrad 176 auf der Welle einer Differentialeinrichtung 177 ein. Das Differential weist ein Rad 178 auf seiner Welle auf, und es gibt ein vergleichbares Zahnrad 179 an der Rolle 118. Ein Motor 180, der als der Spannmotor bezeichnet wird, treibt das Differential 177 an.

Die konventionellen Abwickel- und Wiederaufwickelrollensysteme sind in 9 dargestellt. Jedes ist mit einem Tänzerrollensystem versehen, das denjenigen, die mit dem Stand der Technik des Etikettierens zu tun haben, als Mittel bekannt ist, um eine Länge von Band am Eingang oder Ausgang einer Rolle zu speichern, so dass, falls das Band schnell ausgezogen wird, es falls nötig von dem Tänzersystem aus dem Speicher ausgegeben werden kann. Es gibt nicht gezeigte Motoren zum Antreiben der Abwickelrolle 91 und der Wiederaufwickelrolle 92. Die Sensoren, die den Speicherzustand der Tänzersysteme 93 und 87 überwachen, sind nicht gezeigt, aber in 4 wiedergegeben. Da die Rollen 91 und 92 um horizontale Achsen rotieren, ist es notwendig, dem Band für das Hindurchtreten durch die Maschine von dem Eingang bis zu dem Ausgang mittels der Rollen, die mit 181 und 182 in 9 bezeichnet sind, eine Drehung zu vermitteln.

12 zeigt einen speziellen Zentrierkopf, der verwendet wird, wenn dünnwandige Dosen dekoriert werden. In solchen Fällen muss die Dose 189 von innen mit Druck beaufschlagt werden, weil anderenfalls ihre Seitenwandung unter der Kraft der federbelasteten Walze während des Graphikenübertragungsschritts kollabiert. Bevor die Dose 189 in der Übertragungsstation 9 ankommt, wird ein hohler Kolben 190 aus einem Zylinder 191 oben auf die Dose gedrückt. Wenn der Kolben 190 oben auf die Dose gedrückt wird, bewegt er einen Stößel 192 aufwärts. Der Zylinder 191 ist an einer zylindrischen Luftkammer 193 befestigt. Die Luftkammer 193 stellt eine Druckkammer 154 bereit, an die eine Luftversorgungsleitung 195 angeschlossen ist. Der Zylinder 191 weist einen Ventilsitz unter einer Ventilkugel 196 auf. Wenn der Kolben nicht an einer Dose anliegt, ist das Ventil durch eine Feder 197 in seine geschlossene Position vorgespannt. Wenn die Dose erfasst wird, hebt der Stößel 192 das Ventil 196 von seinem Sitz an, um es Luft zu erlauben, in die Dose zu strömen. Bei der konkreten Maschine wurde der Luftdruck zu 40 PSI gewählt. Wenn die Dose erfasst wird, ist der Kolben 190 in der Lage, sich mit hoher Geschwindigkeit in einem Nadellager 198 zu drehen. Bei der konkreten Maschine dreht sich der Kolben beispielsweise, aber nicht als Beschränkung zu sehen, mit einer Geschwindigkeit von ungefähr zwei Umdrehungen pro Teilung für eine üblicherweise verwendete Flaschengröße. Er muss mit hoher Geschwindigkeit rotieren, damit er mit der zuvor erwähnten innovativen Relativbeziehung zwischen der Rotationsrichtung des Drehtisches, der Rotationsrichtung der Behälter auf dem Drehtisch, der Fortbewegungsrichtung des Bands und der Drehrichtung des Graphikenübertragungskopfs koordiniert ist, die erfindungsgemäß zueinander in Beziehung stehen, um in idealer Weise hohe Behälterdekorierraten zu erzielen. Geeignete Dichtungen sind vorgesehen, um das Auslecken von Luft zu verhindern. Der Kolben rotiert in einer Dichtung mit einem U-förmigen Querschnitt, die mit 199 markiert ist. Es gibt eine andere Dichtung 200 zwischen dem Zylinder 191 und der zylindrischen Kammer 193. Der gesamte Druckkopf wird mit einem Stempel 201 abwärts getrieben, dessen Abwärtskraft durch Zwischenordnung einer Feder 202 zwischen den Stempel und die Kappe 203 der Kombination aus Zentrierglocke und Druckbeaufschlagungsanordnung begrenzt ist. Die Kappe 203 wird durch eine Führungsstange 204 in genauer vertikaler Ausrichtung gehalten.

Der Betrieb der Maschine wird jetzt unter Bezugnahme besonders auf die 4 und 8 zusammengefasst. In 4 ist das Erste, was passiert, dass ein Sensor 209 die Anwesenheit eines Behälters feststellt, der in die Maschine eintritt. Der Sensor stellt ein Signal an die programmierbare Steuerung (PLC) 11 bereit, das ein Behälter vorliegt. Die PLC weiß, wo der Behälter ist, weil sie Daten hat, die sich auf die Winkelposition des Drehtisches und auf die Behälterteilung bei dem Drehtisch beziehen. Die PLC zählt kontinuierlich Zählpulse mit einer Rate von beispielsweise, aber nicht als Limitierung zu sehen, 1000 pro Teilung. Ein Codierer 210 macht eine Drehung pro Behälterteilung und stellt diese Information in Form eines Signals an die PLC bereit, so dass die PLC in der Lage ist, die Behälterposition in Form von Zählpulsen zu interpretieren.

Die Capstan-Rollen 112 und 113 ziehen das Band tatsächlich durch die Bildübertragungsstation 9. Das Capstan-Antriebssystem weist die Rollen 112, 113 und den Servomotor 130 auf. Das Capstan-Antriebssystem hat die Verantwortung dafür, sicherzustellen, dass die Graphiken auf dem Band 95 beginnen, an der Übertragungsstation auf jeden Behälter in genau derselben Position an jedem Behälter aufzulaufen. Der Graphikenregistrierungssensor 106 bestimmt die Position der ankommenden Graphiken durch Detektieren einer Registrierunsmarkierung 211, die sich in einem bekannten Abstand von den nächsten Thermodruckübertragungsgraphiken auf dem Band befindet. Diese Information wird an den Capstan-Antrieb signalisiert, der jetzt bestimmen kann, ob die Graphik relativ zu der Position des Behälters für ein präzises Positionieren der Graphik auf dem Behälter zu weit vorgeschoben ist oder verzögert ist.

Das Capstan-Antriebssystem wird in einer vorgreifenden Weise gesteuert, um seine Antriebsgeschwindigkeit zu ändern, d. h. die Geschwindigkeit des Capstan-Servomotors 130 muss vor der Zeit modifiziert werden, zu der der Übertrag der Graphik beginnen sollte. So zieht das Capstan-System das Band in einer Richtung weg von den Bemessungsrollen 98 und 99, um die Graphik und den Ort auf dem Container, auf dem die Graphik aufgetragen werden sollte, zusammenzubringen.

Wenn das Band aus der Einzugsseite der Übertragungsstation 9 herausgezogen ist und das Band zu der Wiederaufwickelseite des Übertragungskopfs gebracht worden ist, verschiebt eine Spannungskraft, die von dem Band auf dem Shuttle ausgeübt wird, das Shuttle in 8 nach links. Die Shuttle-Rolle 104 befindet sich auf einem Wagen, der an die Shuttle-Kolbenstange 147 angeschlossen ist, welche sich von dem unsichtbaren Kolben in dem Shuttle-Zylinder 146 aus erstreckt. Der konstante Luftdruck auf den Kolben resultiert dahinein, dass die Bandspannung konstant gehalten wird, vorausgesetzt, dass es dem Kolben niemals erlaubt wird, anzuschlagen. Es hat sich jedoch der Shuttle verschoben, was bedeutet, dass die Menge an Band auf den gegenüberliegenden Seiten der Transferstation 9 ausgeglichen werden muss. Wie zuvor erwähnt wurde, wird die Trennung der Shuttle-Rollen 103 und 104 bestimmt, um eine Bestimmung der Shuttle-Kolbenposition zu ermöglichen. 4 zeigt zwei Shuttle-Sensoren, die gemeinsam mit den Bezugszeichen 158 versehen sind, da das magnetostriktive Sensorsystem bidirektional ist.

Das Verhindern, dass der Kolben in dem Zylinder 146 anschlägt, wird durch einen Differentialantrieb in dem Bandbemessungssystem erreicht. Dieses System umfasst die Rollen 98, 99, 117, 118, den Bemessungsmotor 172, den Differentialantrieb 177 und den Spannmotor 180. Wenn keine Korrektur der Kolbenposition in dem Shuttle-Zylinder 146 notwendig ist, lässt das Bemessungsantriebssystem dieselbe Menge an Band in das Shuttle hinein, wie er es hieraus herausnimmt. Falls eine Korrektur erforderlich ist, treibt der Spannmotor 180 das Differential 127 in der geeigneten Richtung an, um Band entweder hinzuzufügen oder wegzunehmen, um den Kolben zu zentrieren. Dies erfolgt konkret während das Bemessungssystem Band zuführt und das Ddekorieren stattfindet. So wird die Bandspannung einstellbar sowie genau steuerbar.

Mit der Beschreibung der Maschinenfunktion in Bezug auf 4 fortsetzend, werden die Abwickelpuffer 73 und Wiederaufwickelpuffer 87 identifiziert und entsprechen den Tänzersystemen, die zuvor erwähnt wurden. Die Menge an Band im Speicher zwischen der Abwickelrolle und den Bemessungsrollen 98 und 99 und von der Wiederaufwickelrolle bis zu den Bemessungsrollen 117 und 118 wird durch optische Detektoren 212 und 213 bestimmt.

Diese Detektoren signalisieren dem Wiederaufwickelantriebssystem und insbesondere dem Motor, der die Rollen antreibt, das Einziehen eines Teils des gespeicherten Bands zu bewirken, und der Abwickelspeicher 87 macht dasselbe, außer dass er den Abwickelantriebssystemmotor steuert.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zum Übertragen von Thermodruckgraphiken von einem Band auf Behälter mit:

    einem Drehtisch, der um eine vertikale Achse in einer Drehrichtung drehangetrieben ist,

    mehreren Behälterabstützungen, die auf dem Drehtisch in gleichen Winkelabständen konzentrisch zu der Drehtischachse angeordnet sind, und Mittel zum Antreiben der Behälterabstützungen mit den darauf angeordneten Behältern jeweils in einer Drehrichtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung des Drehtisches,

    einem Band mit übertragbaren Thermodruckgraphiken auf einer seiner Seiten, das sich gleichzeitig mit einem rotierenden Behälter durch eine Übertragungsstation hindurchbewegt, wobei eine Seite des Bands in Kontakt mit dem Behälter steht, und wobei sich das Band in derselben Richtung wie der Umfang des Behälters bewegt,

    einem Graphikenübertragungskopf, der an einer Seite des Bands gegenüber der Seite des Bands, die den Behälter kontaktiert, angeordnet ist, um auf das Band einzuwirken, um die Graphiken auf den Behälter zu übertragen, wobei sich der Kopf in einer Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung des Drehtisches dreht.
  2. Vorrichtung zum Übertragen von Thermodruckgraphiken von einem Band auf Behälter mit:

    Mitteln zum Bewegen des Bands durch eine Graphikenübertragungsstation, wobei das Band eine Rückseite und eine Vorderseite aufweist, wobei die Graphiken auf der Vorderseite sind,

    einem Drehtisch, der um eine vertikale Achse in einer vorgewählten Drehrichtung drehangetrieben ist,

    mehreren drehangetriebenen Behälterabstützungselementen, die in in Umfangsrichtung regelmäßigen Abständen konzentrisch zu der Achse des Drehtisches angeordnet sind, um Behälter auf den Abstützelementen der Vorderseite des Bands zu präsentieren, wobei sie, während sie durch die Übertragungsstation hindurchtreten, eine Drehung mit einer Drehrichtung entgegengesetzt zu der Richtung der Drehtischdrehung erfahren,

    einem im Wesentlichen zylindrischen Übertragungskopf, der um eine im wesentlichen vertikale Achse benachbart der Rückseite des Bands an der Übertragungsstation drehangetrieben ist, um gegen die Rückseite des Bands zu drücken, um eine Übertragung von Graphiken von dem Band auf einen sich drehenden Behälter zu bewirken, der durch die Übertragungsstation hindurchtritt, während das Band zwischen dem Behälter und dem Übertragungskopf angeordnet ist und während das Band in derselben Richtung wie die Richtung, in der sich der Umfang des Behälters bewegt, fortbewegt und während sich der Übertragungskopf in einer Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung des Drehtisches dreht.
  3. Maschine zum Übertragen von Thermodruckgraphiken von einem Band, das eine Rückseite und eine Vorderseite, auf der Graphiken sind, aufweist, und wobei sich das Band in einer vorgegebenen Richtung bewegt:

    einem Drehtisch, der um eine vertikale Achse drehangetrieben und an der Vorderseite des Bands angeordnet ist, wobei sich der Drehtisch in einer Richtung dreht,

    einem im Wesentlichen zylindrischen Übertragungskopf, der um eine vertikale Achse an der Rückseite des Bands drehangetrieben ist, wobei sich der Übertragungskopf in einer Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung des Drehtisches dreht,

    mehreren Behälterabstützungselementen, die in in Umfangsrichtung gleichmäßigen Abständen auf dem Drehtisch angeordnet sind, wobei die Abstützungselemente in einer der Drehrichtung des Drehtisches entgegengesetzten Drehrichtung drehangetrieben sind, so dass sich die jeweiligen Behälter auf den Abstützungen ebenfalls in der entgegengesetzten Richtung drehen, wobei sich das Band zwischen einem rotierenden Behälter auf dem Drehtisch und dem Übertragungskopf hindurchbewegt, so dass der Kopf gegen die Rückseite des Bands drückt, um die Graphiken auf der Vorderseite des Bands auf die Behälter zu übertragen, wobei sich das Band in der vorgegebenen Richtung bewegt, die dieselbe ist wie die Richtung, in der sich der Umfang des Behälters bewegt
  4. Maschine zum Übertragen von Thermodruckgraphiken von einem Band, das eine Rückseite und eine Vorderseite, auf der Graphiken sind, aufweist, wobei sich das Band in einer vorgegebenen Richtung bewegt, mit:

    einem Drehtisch, der um eine vertikale Achse drehangetrieben und an der Vorderseite des Bands angeordnet ist, wobei sich der Drehtisch in einer Richtung dreht,

    einem im Wesentlichen zylindrischen Übertragungskopf, der um eine vertikale Achse an der Rückseite des Bands drehangetrieben ist, wobei sich der Übertragungskopf in einer Richtung dreht, die der Drehrichtung des Drehtisches entgegengesetzt ist,

    mehreren Behälterabstützungselementen, die in in Umfangsrichtung gleichmäßigen Abständen auf dem Drehtisch angeordnet sind, wobei die Abstützungselemente in einer entgegengesetzten Drehrichtung zu der Drehung des Drehtisches drehangetrieben sind, damit die jeweiligen Behälter auf den Abstützungen sich ebenfalls in der entgegengesetzten Richtung drehen, wobei das Band zwischen einem sich drehenden Behälter auf dem Drehtisch und dem Übertragungskopf hindurchtritt, damit der Kopf gegen die Rückseite des Bands drückt, um Graphiken von der Vorderseite des Bands auf die Behälter zu übertragen, wobei sich das Band in der vorgegebenen Richtung bewegt.
Es folgen 15 Blatt Zeichnungen






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