DE102016100146B3

DE102016100146B3 - Bedruckvorrichtung

Info

Publication number: DE102016100146B3
Application number: DE102016100146.5A
Authority: DE
Inventors: Marko Möller
Original assignee: Wemhoener Surface Technologies GmbH and Co KG
Current assignee: Wemhoener Surface Technologies GmbH and Co KG
Priority date: 2016-01-05
Filing date: 2016-01-05
Publication date: 2017-04-06
Anticipated expiration: 2036-01-06

Abstract

Es werden eine Bedruckvorrichtung plattenförmiger Werkstücke (2) mit einem um Rollen (3) geführten endlosen Transportband (4) eines Maschinenunterteils (5) und einem darauf absenkbaren Maschinenoberteil (6) mit mindestens einer angetriebenen oberen Auftragswalze (8) und mit einem Druckspalt (9) zwischen der Auftragswalze (8) und dem Transportband (4) ebenso wie neue Detektierungs- und Regelungsmöglichkeiten und ein optimiertes Arbeitsverfahren einer solchen Bedruckvorrichtung zur Verfügung gestellt, was dadurch erzielt wird, dass in einer senkrechten Richtung unterhalb der Drehachse der Auftragswalze (8) unter dem Transportband (4) ein ortsfestes Gegendruckblech (7) angeordnet ist und zwischen der Auftragswalze (8) und einem Transportbandabschnitt des Transportbandes (4) über dem Gegendruckblech (7) ein Druckspalt (9) gebildet ist, das Gegendruckblech (7) eine plane ebene Oberfläche oder eine symmetrische oder unsymmetrische Querschnittsform der Oberfläche mit ansteigenden und/oder abfallenden Rampen oder Radien aufweist und höhen- und/oder winkelverstellbar am Maschinenunterteil angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedruckvorrichtung und deren Arbeitsverfahren zum Bedrucken plattenförmiger Werkstücke gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 8.
Es ist eine Vorrichtung zum Bedrucken von flachen Werkstücken aus Holzwerkstoff bekannt, EP 1 500 504 B1 , unter deren Auftragswalze eine Gegenwalze angeordnet ist, die zusammen einen Druckspalt bilden, wobei nach Detektion eines Druckfehlers eines zuvor bedruckten Werkstückes die Auftragswalze zur Erzeugung eines Schlupfes in ihrer Drehzahl regelbar ausgebildet ist, um die Drucklänge beim folgenden Werkstückes zu verlängern oder zu verkürzen. Die stets gleichbleibend sich verjüngende und wieder erweiternde Form des Druckspaltes zwischen den Walzen lässt dabei nur wenige Variationen des Druckspaltes zu.
Eine bekannte Beschichtungsvorrichtung, JP 2001-340 793 A dient der gleichzeitigen beidseitigen Gummibeschichtung von durch einen Druckspalt zwischen zwei Rollen horizontal durchlaufendem Bahnmaterial und eine andere, JP 2000-254 564 A , dem beidseitigen Überzug von vertikal zwischen zwei Rollen durchgeführtem Plattenmaterial, bei denen jeweils keine Muster aufgetragen werden, sodass hier nur die Druckspalte eingestellt werden müssen und kein weiterer Einfluss auf die Form des Druckspaltes genommen werden kann. Bei einer älteren bekannten Druckvorrichtung JP H08-323 957 A ist die untere Rolle durch einen Andruckbalken ersetzt, der auf der Unterseite allerdings schleifend anliegt und so die Oberfläche der Unterseite negativ beeinflussen kann. Bekannt ist des Weitern ein Fußboden-, Wand- oder Deckenpaneel, DE 20 2008 010 752 U1 , welches auf einem Transportband zwischen zwei Gegendruckrollen durch einen Druckspalt hindurchbewegt wird, sodass nur durch deren gegenseitige Andruckkraft sowie die Bahn- und Drehgeschwindigkeit Einfluss auf das Druckergebnis erzielt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, auch bei einer Bedruckvorrichtung mit einem Druckspalt aus einer oberen Auftragswalzen und einem unteren Transportband den Druckprozess weiter zu optimieren, ebenso wie neue Detektierungs- und Regelungsmöglichkeiten zur Verfügung zu stellen und gleichfalls ein optimiertes Arbeitsverfahren einer solchen Bedruckvorrichtung zu schaffen.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich in Verbindung mit den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 8 erfindungsgemäß im Zusammenwirken mit deren kennzeichnenden Merkmalen dadurch, dass zur Regelungsmöglichkeit bislang unberücksichtigte Parameter jeder Bedruckvorrichtung genutzt werden, ebenso wie der Druckspalt in seiner Länge und Form beliebig auswählbar oder einstellbar ist, wobei als neuer Parameter der Einlaufimpuls eines unter die Auftragswalze eines Druckspaltes einlaufenden Werkstückes genutzt wird, der von einer Kraftmessvorrichtung detektiert und für den Regelungsprozess der Bedruckvorrichtung herangezogen werden kann. Der Beginn eines Impulsausschlages kennzeichnet dabei den Ort der vorderen Werkstückkante unmittelbar an der Auftragswalze und die Höhe des Impulses verrät zum Beispiel eine Dickenänderung der Werkstücke oder läßt Rückschlüsse auf die zu erwartende Drucklänge bzw. auf die erhöhende oder zu verringernde Druckkraft oder Drehgeschwindigkeit der Auftragswalze zu.
Dieser Parameter wird also unmittelbar im Druckspalt der Bedruckvorrichtung aufgenommen und ist damit sehr viel unmittelbarer als das Erkennen einer Werkstückvorderkante oder einer Bildanfangsmarke durch vorgeschaltete optische Kamerasysteme. Des Weiteren lässt sich der Druckspalt durch das ortsfest angeordnete Gegendruckblech sehr viel exakter definieren, als dies bei einer umlaufenden Gegendruckrolle der Fall ist.
Das Gegendruckblech weist eine plane ebene Oberfläche auf oder auch eine symmetrische oder unsymmetrische Querschnittsform der Oberfläche mit ansteigenden und/oder abfallenden Rampen oder Radien, wobei das Gegendruckblech in Transportrichtung eine Länge von wenigen Millimetern bis hin zu mehreren Zentimetern aufweisen kann, sodass es insbesondere bei etwas längeren Gegendruckblechen vorteilhaft ist, diese manuell oder automatisch, mechanisch, elektromechanisch, hydraulisch oder pneumatisch, höhen- und/oder winkelverstellbar am Maschinenunterteil anzuordnen, sodass sich bei ständiger Kontrolle der Druckergebnisse schnell eine optimale Position des Gegendruckbleches einstellen lässt. Eine solche Beeinflussung des Druckspaltes ist bei einer Ausführung gemäß dem vorgenannten Stand der Technik mit zwei Walzen keinesfalls möglich.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich mit und in Kombination aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind seitlich des Gegendruckbleches, in Transportrichtung der Werkstücke davor und/oder dahinter, Rollen unter dem Transportband angeordnet, sodass dieses nur über einen sehr kurzen Weg auf dem Gegendruckblech gleitend aufliegt und im Übrigen auf den Rollen des Maschinenunterteiles abrollt.
Weitere Vorteile bei der Verwendung des erfinderischen Gegendruckbleches sind die Möglichkeit, dieses mit einer reibungsarmen oder reibungsvermindernden Oberfläche oder Oberflächenbeschichtung auszustatten, sodass sich ansonsten durch die Gleitreibung negativ auf das Transportband auswirken könnende Einflüsse vollständig vermeiden lassen.
Ganz besonders vorteilhaft an dem Gegenstand der Erfindung ist jedoch, dass zwischen dem Maschinenunterteil und dem Maschinenoberteil eine Kraftmessvorrichtung angeordnet ist, mit der ein Kraftimpuls eines unter die Auftragswalze des Maschinenoberteils einlaufenden Werkstückes detektierbar ist, wobei von einer Auswerteeinheit des Prozessrechners ggf. ein Wert zur Justierung der Prozessparameter erzeugbar ist. Jedes unter die Auftragswalze einfahrende Werkstück erzeugt dabei einen solchen Kraftimpuls in der Auftragswalze, die im Maschinenoberteil gelagert ist, sodass sich der Kraftimpuls in die Lagerung des Maschinenoberteils fortpflanzt, wo er zumindest von einer einzelnen oder mehreren Druckdosen aufgenommen wird, wobei diese Kraftmessvorrichtungen bevorzugt als Kraftmessdosen ausgebildet sind. Ein zu hoher Kraftimpuls beim Einfahren eines Werkstückes unter eine Auftragswalze deutet auf eine zu hohe Andruckkraft oder ein zu kurzes Druckbild hin, ebenso wie ein zu niedriger Kraftimpuls eine zu geringe Andruckkraft der Auftragswalze und ein zu langes Druckbild bedeutet. Nur wenn der Kraftimpuls als ideal erkannt wird, liefert diese Kraftmessvorrichtung keine Prozessparameter, die zu Änderungen oder Anpassungen anderer Prozessparameter führen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist das Maschinenoberteil auf Hubsäulen gelagert, an denen Kraftmessdosen etwa in Form von Wheatstoneschen Brückenschaltungen als Kraftmessvorrichtungen angeordnet sind.
Vorteilhaft ist des Weiten dass, auch weit vor dem Druckspalt, entweder in einer Entfernung von mehr als der Länge eines Werkstückes, eine optische Detektionsvorrichtung angeordnet sein kann, die eine Hinterkante eines Werkstückes noch vor Einlauf unter die Auftragswalze und/oder eine Bildendmarke darauf oder in einer Entfernung von mehr als der Hälfte der Länge eines Werkstückes eine Bildmittenmarke darauf detektiert, sodass der detektierte Wert als Hilfswert für die Drehzahlsteuerung der Auftragswalze herangezogen werden kann. Bei einer Hintereinanderschaltung mehrerer Druckwerke kann so zum Beispiel die Detektionsvorrichtung eines dritten oder vierten Druckwerkes bereits im Einlaufbereich eines zweiten oder dritten Druckwerkes angeordnet sein, sodass die erforderlich Gesamtlänge eine Bedruckvorrichtung aus mehreren Druckwerken kleiner gehalten werden kann, als wenn die Detektionsvorrichtungen jeweils im Einlaufbereich jedes einzelnen Druckwerkes angeordnet wären.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Skizze einer Bedruckvorrichtung in Seitenansicht, und
2 ein Kraftwegdiagramm verschiedener Kraftimpulse beim Einlaufen unter eine Auftragswalze.
Die Bedruckvorrichtung 1 plattenförmiger Werkstücke 2 besteht aus einem Maschinenunterteil 5 mit einem um Rollen 3 umlaufenden Transportband 4 und aus einem Maschinenoberteil 6 mit mindestens einer angetriebenen Auftragswalze 8 und hier aus einer zusätzlichen Gravurwalze 13, wobei das Maschinenoberteil 6 über Hubsäulen 12 mit dem Maschinenunterteil 5 verbunden ist und an den Hubsäulen 12 Kraftmessvorrichtungen 10 in Form von Kraftmessdosen angeordnet sind, die einen Kraftimpuls eines auf dem Transportband 4 herangeführten Werkstückes 2 bei dessen Einlauf unter die Auftragswalze 8 seiner Höhe nach detektieren, wobei dieser detektierte Wert genutzt wird, um in einem Prozessrechner weiterverarbeitet zu werden, etwa um die Andruckkraft der Auftragswalze 8 zu vermindern, falls der Kraftimpuls zu hoch war oder um die Andruckkraft zu erhöhen, falls der Kraftimpuls zu klein war, oder auch um auf die Antriebsgeschwindigkeit der Auftragswalze 8 Einfluss zu nehmen oder auch auf die Position des Gegendruckbleches 7, welches, wie zeichnerisch nicht dargestellt, manuell oder automatisch, mechanisch, elektromechanisch, hydraulisch, pneumatisch, höhen- und/oder winkelverstellbar am Maschinenunterteil 6 angeordnet ist.
In Transportrichtung 14 der Werkstücke 2 sind vor und hinter dem Druckspalt 9 Rollen 3 zur Unterstützung des Transportbandes 4 angeordnet.
Zu Detektion der Hinterkante eines Werkstückes 3 und/oder einer Bildmitten- oder Bildendmarke ist die Bedruckvorrichtung 1 vor dem Druckspalt 9 mit einem oder mehreren Kamerasystemen 15 ausgestattet, wobei mehrere Bedruckvorrichtungen 1 hintereinander angeordnet sein können, sodass an einem Maschinenoberteil 5 einer vorgeschalteten Bedruckvorrichtung 1 das Kamerasystem 15 der nachgeschalteten Bedruckvorrichtung 1 angeordnet sein kann.

Claims

Bedruckvorrichtung plattenförmiger Werkstücke (2) mit einem um Rollen (3) geführten endlosen Transportband (4) für die Werkstücke (2) eines Maschinenunterteils (5) und einem darauf absenkbaren Maschinenoberteil (6) mit mindestens einer angetriebenen Auftragswalze (8), dadurch gekennzeichnet, dass in einer senkrechten Richtung unterhalb der Drehachse der Auftragswalze (8) unter dem Transportband (4) ein ortsfestes Gegendruckblech (7) angeordnet ist, und dass zwischen der Auftragswalze (8) und einem Transportbandabschnitt des Transportbandes (4) über dem Gegendruckblech (7) ein Druckspalt (9) gebildet ist, das Gegendruckblech (7) eine plane ebene Oberfläche oder eine symmetrische oder unsymmetrische Querschnittsform der Oberfläche mit ansteigenden und/oder abfallenden Rampen oder Radien aufweist und dass es höhen- und/oder winkelverstellbar am Maschinenunterteil angeordnet ist.
Bedruckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass seitlich des Gegendruckbleches (7) in Transportrichtung der Werkstücke (2) davor und/oder dahinter Rollen (3) unter dem Transportband (4) angeordnet sind.
Bedruckvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegendruckblech (7) manuell oder automatisch, mechanisch, elektromechanisch, hydraulisch oder pneumatisch, höhen- und/oder winkelverstellbar am Maschinenunterteil (5) angeordnet ist.
Bedruckvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegendruckblech (7) mit einer reibungsarmen oder reibungsvermindernden Oberfläche oder Oberflächenbeschichtung ausgestattet ist.
Bedruckvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Maschinenunterteil (5) und Maschinenoberteil (6) eine Kraftmessvorrichtung (10) angeordnet ist, mit der ein Kraftimpuls in das Maschinenoberteil (6) eines unter die Auftragswalze (8) einlaufenden Werkstückes (2) detektierbar ist, die Bedruckvorrichtung einen Prozessrechner mit einer Auswerteinheit der Kraftmessvorrichtung (10) aufweist und dass von der Auswerteinheit des Prozessrechners ein Wert zur Justierung der Prozessparameter erzeugbar ist.
Bedruckvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenoberteil (6) auf Hubsäulen (12) gelagert ist, an denen Kraftmessdosen als Kraftmessvorrichtungen (10) angeordnet sind.
Bedruckvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weit vor dem Druckspalt (9), entweder in einer Entfernung von mehr als der Länge eines Werkstückes (2), eine optische Detektionsvorrichtung in Form eines Kamerasystems (15) angeordnet ist, die eine Hinterkante eines Werkstückes (2) noch vor Einlauf unter die Auftragswalze (8) und/oder eine Bildendmarke darauf oder in einer Entfernung von mehr als der Hälfte der Länge eines Werkstückes (2) eine Bildmittenmarke darauf detektiert und der detektierte Wert als Hilfswert für die Drehzahlsteuerung der Auftragswalze (8) nutzbar ist.
Arbeitsverfahren einer Bedruckvorrichtung (1) gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kraftimpuls (11) in ein Maschinenoberteil (5) eines unter eine Auftragswalze (8) einlaufenden Werkstückes (2) detektiert und mit einem optimalen Wert verglichen wird, woraufhin bei von optimalen Werten abweichenden Differenzwerten Prozessparameter der Bedruckvorrichtung (1) wie Andruckkraft, Antriebsgeschwindigkeit der Auftragswalze (8) und/oder des Transportbandes (2) angepasst werden.
Arbeitsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfswert der optischen Detektionsvorrichtung des Kamerasystems (15) zur Abstimmung der Prozessparameter mit herangezogen wird.