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Die
Erfindung betrifft einen beweglichen Träger zur Aufnahme von flach
liegenden Einzelobjekten, der sich innerhalb einer Druckmaschine
auf einer festgelegten Bahn bewegt, wobei der Träger mindestens eine Aufnahmefläche zur
Aufnahme von mindestens einem Objekt unterschiedlicher Form oder Größe aufweist.
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Druckmaschinen
für die
mehrfarbige Bedruckung von einzelnen Objekten wie beispielsweise CD's, DVD's, Plastikkarten
etc. mit Siebdruckverfahren oder Offsetverfahren sind beispielsweise
aus den Patentschriften
DE
43 32 498 C2 ,
DE
44 38 246 C1 bekannt.
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Die
mehrfarbige Bedruckung von einzelnen Objekten erfordert einen passergenauen
Druck, da sonst unerwünschte
Farbsäume
oder im Extremfall zueinander verschobene oder verdrehte Drucke
der Druckfarben entstehen. Insbesondere bei rotationssymmetrischen
oder frei geformten Objekten wie beispielsweise CD's, DVD's oder formgeschnittene
optische Datenträger,
die in anderer Weise nicht jeweils zwischen den einzelnen Druckwerken
neu ausgerichtet werden können,
erfordert dies einen Träger, auf
dem die Objekte wie die genannten CD's, DVD's, oder formgeschnittene optische Datenträger, aber auch
andere Objekte wie Smartcards oder optical Busines Cards während der
Bedruckung festgehalten werden, um so eine optimale Passergenauigkeit und
Reproduzierbarkeit aller verwendeten Farben und Lacke zueinander
zu gewährleisten.
Innerhalb einer Druckmaschine befinden sich in der Regel eine Vielzahl
von Trägern,
die auf einer festgelegten Bewegungsbahn durch die Druckmaschine
transportiert werden.
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Es
ist üblich,
in den bekannten Druckmaschinen sogenannte Trays oder Shuttles einzusetzen,
auf deren Oberfläche
entsprechende Aufnahmeflächen für die zu
bedruckenden Objekte als Halteflächen ausgeformt
sind, wie sie beispielsweise aus
DE 198 03 617 C1 bekannt sind. Diese Halteflächen sind meist
so ausgeführt,
dass eine bestimmte Objektart wie zum Beispiel CD's oder DVD's aufgenommen werden
können,
wobei zusätzliche
Einrichtungen zum mechanischen Ausrichten des Objekts zu einer Referenzposition
innerhalb des Trägers
wie beispielsweise ein Zentrierdorn oder mittels äußerer Einrichtungen
wie einer externen Zentriereinrichtung vorgesehen sein können. Das
Fixieren der Objekte in einer ausgerichteten Position erfolgt in
der Regel mittels Vakuum, das über
entsprechende Öffnungen
innerhalb der Haltefläche
zwischen Objekt und Haltefläche
erzeugt wird. Die Öffnungen
sind über
Versorgungskanäle
oder Versorgungsleitungen mit einem Vakuumerzeuger verbunden, der
zumindest während
der Bedruckung des Objektes mit dem Träger verbunden ist. Durch diese
Maßnahme
ist sichergestellt, dass das Objekt während des Druckvorganges in
seiner Position fixiert bleibt.
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Träger nicht
beweglicher Art zeigen beispielsweise die
US 6,422,548 B1 und
WO 92/10336 A2 .
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bewegliche Träger zur
Aufnahme von flach liegenden Einzelobjekten zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
innerhalb jeder Aufnahmefläche
wenigstens eine Haltefläche
angeordnet ist, die mittels einzeln mit Vakuum beaufschlagbarer
Zonen innerhalb der Haltefläche
für jedes
einzelne Objekt in Abhängigkeit
von Form und Größe anpassbar
ist, wobei die einzelnen Zonen über
am Träger
angebrachte schaltbare Vakuumventile unabhängig voneinander schaltbar
sind und jede Zone eine Anzahl von Öffnungen umfasst, die in eine
jeweilige gemeinsame Kammer münden,
welche über
eine Zuleitung mit einem der genannten Ventile verbunden ist und
weiterhin die einzelnen Zonen über
am Träger
angebrachte Rückschlagventile
mit einer am Träger
angebrachten Vakuumleiste verbunden ist, welche eine Reihe von Längsnuten
aufweist, von denen jede mit einem der Rückschlagventile verbunden ist
und die einzelnen Zonen über
die jeweiligen Längsnuten
unabhängig voneinander
mit Vakuum beaufschlagbar sind.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
Träger
für Objekte
zu schaffen, die es ermöglichen
in einfacher Weise unterschiedlich geformte Objekte sicher während der Bedruckung
innerhalb einer Druckmaschine zu fixieren, ohne den Träger selbst
oder Teile davon austauschen zu müssen oder maschinenbauliche Änderungen
vornehmen zu müssen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im
Folgenden näher
beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform
des beweglichen Trägers;
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2 eine
erste Ausführungsform
einer Verbindung zwischen Träger
und Vakuumerzeugungssystem;
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3 eine
weitere Ausführungsform
einer Verbindung zwischen Träger
und Vakuumerzeugungssystem.
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Der
wie in 1 dargestellte Träger 1 weist eine oder
mehrere Aufnahmeflächen 2 zur
Aufnahme von Einzelobjekten auf, wobei sich innerhalb jeder Aufnahmefläche eine
oder mehrere Halteflächen 3 befinden.
Die Halteflächen 3 selbst
weisen eine Anzahl von Zonen 6 und 7 auf, die
jeweils eine Anzahl von Öffnungen 6a und 7a besitzen.
Die Zonen 6 und 7 können radialsymmetrisch, kreisförmig, in
Kreissegmenten oder entsprechend der Arten der zu bedruckenden Objekte
so angelegt sein, dass sich eine optimale Anordnung ergibt. In der 1 sind
die Zonen 6 und 7 als abgeflachte innere und äußere Kreise
auf den Halteflächen
dargestellt.
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Alle Öffnungen
einer Zone 6 oder 7 sind über nicht dargestellte Kanäle oder
Zuleitungen gemeinsam mit einem von außen steuerbaren Ventil 4 verbunden.
Die Ventile aller Zonen 6 und 7 sind ihrerseits
mit ihrem anderen Anschluss zu einem gemeinsamen Anschluss zusammengefasst
und über
eine Vakuumschiene 5 an einer Seite des Trägers 1 herausgeführt. Diese
Vakuumschiene 5 wird, wie in 2 dargestellt,
während
der Bewegung des Trägers 1 innerhalb
der Druckmaschine an einem oder an mehreren Versorgungs-Positionen 20 mit
einem Vakuumerzeugungssystem 21 verbunden. Die Vakuumschiene
selbst weist zudem Längsnuten 10 auf, die
es ermöglichen über einen
längeren
Zeitraum eine Vakuumverbindung zwischen dem Träger 1 und dem Vakuumversorgungssystem 21 herzustellen, und
deren einzelne Längsnuten 10 jeweils
einer Zone zugeordnet sind.
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Die
Vakuumversorgung erfolgt über
eine am Träger 1 angebrachte
Vakuumversorgungsschiene 5 und Bohrungen 23a und 23b,
die innerhalb der Laufschiene 15 angebracht sind, an der
sich der Träger 1 innerhalb
der Druckmaschine entlang bewegt.
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Die
Verbindung zwischen Vakuumschiene 5 und Vakuumerzeugungssystem 21 erfolgt
wie in 2 dargestellt dergestalt, dass sobald sich die
Vakuumleiste 5 im Bereich der Versorgungsposition 20 befindet,
das Vakuumerzeugungssystem 21 die Kammern innerhalb der
Trägers 1 über gesteuerte Ventile 22a und 22b durch
die Bohrungen 23a und 23b leer pumpt. Das Vakuumerzeugungssystem 21 ist
mit den Ventilen 22a und 22b und den Bohrungen 23a und 23b über entsprechende
Versorgungsleitungen 24 verbunden. Der dargestellte Pfeil 30 zeigt
die Bewegungsrichtung der Trägers 1 an.
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Kommt
ein Träger 1 in
den Bereich der Vakuumversorgungsposition 20, so überdeckt
zunächst der
vordere Teil der Vakuumversorgungsschiene 5 die Bohrungen 23a und 23b in
der Laufschiene 15. Beginnend mit diesem Zustand werden
nun ein oder mehrere Vakuumventile 4 im Träger 1 über deren Schalthebel 8 betätigt, deren
zugeordneten Zonen 6 oder 7 für die Fixierung des zu bedruckenden
Objekts benötigt
werden, und gleichzeitig wie beschrieben die Vakuumversorgung 21 an
den genannten Bohrungen in der Laufschiene über die Ventile 22a und 22b eingeschaltet,
so dass eine Vakuumverbindung zwischen den zu entleerenden Kammern
des Trägers 1 und
dem Vakuumversorgungssystem 21 hergestellt wird. Auf diese
Weise wird zum einen das Vakuum in den entsprechenden Zonen 6 oder 7 aufgebaut
oder aufrechterhalten, andererseits sind nicht benötigte Zonen 6 oder 7 der
Halteflächen 3 von
der Vakuumversorgung 21 getrennt, da die nicht benötigten Ventile 4 in
ihrer geschlossenen Stellung verbleiben. Das Schalten der Schalthebel 8 der
Ventile 4 erfolgt von außen über in der 2 nicht
dargestellte, in die Druckmaschine integrierte beispielsweise mechanische
Schleifer, die Ihrerseits mittels Pneumatikzylinder in eine schaltende
oder nichtschaltende Position gebracht werden können, um so gezielt die einzelnen
genannten Zonen 6 oder 7 des Trägers 1 zu schalten.
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Während der
Bewegung des Trägers 1 entlang
der Versorgungsposition 20 werden nun die Vakuumkammern
des Trägers 1 mit
Vakuum versorgt und zwar nur solange, wie die Längsnuten 10 der Versorgungsschiene 5 die
Vakuumbohrungen 23a und 23b der Laufschiene 15 überdecken.
Kurz bevor diese Überdeckung
endet, werden die Ventile 4 im Träger 1 geschlossen
und damit die Vakuumversorgung getrennt. Das Vakuum, das sich in
den Kammern des Trägers 1 aufgebaut
hat ist ausreichend um die auf das Objekt ausgeübte Haltekraft mindestens bis
zum nächsten
Versorgungspunkt 20 zu gewährleisten. Es ist zweckmäßig die
Positionen 20 zur Vakuumversorgung in den Bereich der Druckwerke
der Druckmaschine zu legen, um eine größtmögliche Sicherheit während der
Bedruckung der Objekte zu gewährleisten.
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Auf
diese Weise können
unterschiedliche Zonen 6 oder 7 individuell mit
Vakuum versorgt werden. Es kann vorgesehen sein, jede Zone 6 oder 7 zusätzlich mit
einem Vakuumpuffer zu versehen. Zweckmäßigerweise befinden sich im
Träger 1 noch ein
oder mehrere gemeinsame Vakuumreservoirs, die jeweils während der
Bewegung des Trägers 1 innerhalb
der Druckmaschine an einem oder mehreren Versorgungspunkten 20 mit
Vakuum versorgt werden.
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Zur
Verminderung der Leckrate und damit einer besseren und längeren Haftung
des Objektes auf dem Träger 1 ist
es zweckmäßig, die
Aufnahmefläche 2 mit
einem flexiblen Kunststoff zu versehen.
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Es
ist offenkundig, dass neben den in den 1 und 2 gezeigten
zwei Zonen 6 und 7 auch eine größere Anzahl
von Zonen in dem Träger 1 realisiert
werden können,
um so eine höhere
Flexibilität zu
erreichen.
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Vorteilhaft
ist hierbei, dass es auf diese Weise möglich ist, im schnellen Wechsel
auf einer Druckmaschine unterschiedliche Objekte zu bedrucken, ohne
eine mechanische Änderung
an der Maschine vornehmen zu müssen.
Die Umrüstzeiten
werden dadurch erheblich reduziert und die Produktionsleistung der
Druckmaschine dadurch erheblich gesteigert. Ein weiterer Vorteil
ist, dass eine kostenintensive Lagerhaltung unterschiedlicher Träger vermieden
wird, wie sie im bekannten Fall nötig ist. Ein weiterer Vorteil
ist, dass durch die Verwendung lediglich eines einzigen Trägertyps
die Bereitstellung von Ersatzteilen und unterschiedlichen Verbrauchsmaterialien
reduziert wird. Alle diese Vorteile führen in der Summe zu einer kostengünstigeren
Produktion. Sind in einem Träger 1 mehrere
gleiche Aufnahmeflächen 2 vorgesehen, lassen
sich so auch unterschiedliche effektive Halteflächen 3 erzeugen, um
beispielsweise Objekte mit unterschiedlicher Größe oder Form gleichzeitig in
einer Druckmaschine zu bedrucken. In einer anderen Ausführungsform
kann es zweckmäßig sein,
in den Träger 1 zusätzlich eine
elektronische Steuerung zu integrieren, welche die Ansteuerung von
elektrisch steuerbaren Ventilen 4 übernimmt. In diesem Fall erfolgt
die erforderliche Stromversorgung der elektronischen Steuerung und
die Datenübertragung
beispielsweise mittels Schleifkontakte zur Muttermaschine oder mittels
Induktionsschleifen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist es vorgesehen an den Positionen, an denen die Objekte nach der
Bedruckung vom Träger 1 entfernt
werden, das Vakuum an der Haltefläche zu entfernen. Dies geschieht
in ähnlicher
Weise wie an den Vakuumversorgungspositionen 20, indem
mittels beispielsweise mechanischer Schaltkontakte die Ventile 4 im
Träger geöffnet werden,
so dass die Vakuumkammern des Trägers
den Umgebungsluftdruck annehmen. Da die Objekte auf den genannten
flexiblen Oberflächen
der Halteflächen 3 teilweise
eine hohe Adhäsion
aufweisen, was für
eine sichere und schnelle Entnahme der Objekte hinderlich sein kann,
ist es vorgesehen, zur Unterstützung
einen leichten Überdruck
anstelle des Vakuums zu erzeugen. Hierzu werden in gleicher Art und
Weise wie bei der Erzeugung des Vakuums die Ventile 4 des
Trägers 1 und
der Versorgungsbohrungen 23a und 23b geschaltet,
nur dass in diesem Fall anstelle des Vakuums ein erhöhter Luftdruck über eine
Pressluftversorgung angelegt wird.
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In
einer weiteren Ausführungsform
wie in 3 dargestellt ist es vorgesehen, die gesteuerten Ventile 4 im
Träger 1 durch
Rückschlagventile 40 zu ersetzen.
In diesem Fall werden in der am Träger 1 angebrachten
Vakuumversorgungsschiene 5 zusätzlich mehrere voneinander
getrennte Längsnuten 50 eingefräst, von
denen jede einzelne über
ein zugeordnetes Rückschlagventil 40 mit
einer Vakuumzone verbunden ist. Die Längsnuten 50 sind weiterhin
zu den in der Laufschiene angeordneten Bohrungen 53 so
angeordnet, dass einzelne Bohrungen 53 jeweils einer Längsnut 50 zugeordnet
ist. Weiterhin ist nun jede der Bohrungen 53 über ein
gesteuertes Ventil 54 mit der Vakuumversorgungseinheit 21 verbunden,
so dass wie in der bereits beschriebenen Weise einzelne Zonen 6 oder 7 des
Trägers 1 mit
Vakuum beaufschlagt werden können.
Die gezielte Entlüftung
der Kammern und/oder deren Beaufschlagung mit Überdruck erfolgt in diesem
Fall durch ein oder mehrere in den Träger 1 integrierte
Ventile 60, die sich zweckmäßigerweise auf der Gegenseite
der Vakuumversorgungsleiste 5 befinden.
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- 1
- Träger
- 2
- Aufnahmefläche
- 3
- Haltefläche
- 4
- Ventil,
Vakuumventil
- 5
- Vakuumschiene,
Vakuumversorgungsschiene
- 6
- Zone
- 6a
- Öffnungen
- 7
- Zone
- 7a
- Öffnungen
- 8
- Schalthebel
- 9
-
- 10
- Längsnut
- 11
-
- 12
-
- 13
-
- 14
-
- 15
- Laufschiene
- 16
-
- 17
-
- 18
-
- 19
-
- 20
- Versorgungsposition,
Versorgungspunkt, Vakuumversorgungspunkt
- 21
- Vakuumerzeugungssystem
- 22a
- Ventil
- 22b
- Ventil
- 23a
- Bohrung,
Versorgungsbohrung
- 23b
- Bohrung,
Versorgungsbohrung
- 24
- Versorgungsleitung
- 25–29
-
- 30
- Pfeil
- 31–39
-
- 40
- Rückschlagventil
- 41–49
-
- 50
- Längsnut
- 51
-
- 52
-
- 53
- Bohrung
- 54
- Ventil
- 55–59
-
- 60
- Ventil