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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten einer Mehrzahl von Druckköpfen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Stand der Technik
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Im Stand der Technik sind Digitaldruckmaschinen bekannt, bei welchen ein Bedruckstoff relativ zu einem Druckkopf bewegt und der Bedruckstoff dabei bedruckt wird. Solche Digitaldruckmaschinen können beispielsweise als Bogendruckmaschinen ausgebildet sein, in welchen bogenförmige Bedruckstoffe unter feststehenden Inkjetdruckköpfen hindurch bewegt werden. Um Bedruckstoffe mit einer größeren Breite drucken zu können, ist es üblich, mehrere Druckköpfe nebeneinander anzuordnen in einer sogenannten Printbar, also einem Druckbalken. Diese Printbar mit mehreren Druckköpfen ist dann quer zu einer Transportrichtung des Bedruckstoffs angeordnet. Um in mehreren Farben drucken zu können, sind üblicherweise mehrere Printbars hintereinander angeordnet, wobei eine jeweilige Printbar jeweils eine Farbe verdruckt.
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Um mit hoher Genauigkeit drucken zu können, ist es erforderlich, dass die einzelnen Druckköpfe einer Printbar relativ zueinander exakt positioniert sind. In der
WO 2009/142927 A1 wird eine Haltevorrichtung für Druckköpfe offenbart, welche zum Ausrichten eines montierten Druckkopfes geeignet ist. Mit Hilfe dieser Einrichtung kann ein Druckkopf neben dem anderen an einem Rahmen befestigt und so eine Printbar zusammengestellt werden. Auch wird es ermöglicht, einzelne defekte Druckköpfe durch neue funktionsfähige Köpfe auszutauschen. Nach erfolgtem Druckkopfaustausch ist eine erneute Justierung des Druckkopfes über die Verstellschrauben der Einrichtung erforderlich.
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Weitere ähnliche Einrichtungen zum Ausrichten von Druckköpfen in einer Printbar werden in der
WO 99/32301 A1 ,
WO 2008/080023 A1 ,
US 8,087,752 B2 ,
US 2013/0021410 A1 und
US 2012/0019592 A1 gezeigt.
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Nachteilig an all diesen Einrichtungen zum Ausrichten der Druckköpfe an dem Träger einer Printbar ist deren komplizierter, aufwändiger und teurer Aufbau. Auch nachteilig ist, dass der Austausch von einzelnen Druckköpfen wegen schlechter Zugänglichkeit und schlechter Handhabbarkeit der Druckköpfe oft schwierig ist. Weil die Druckköpfe schwierig zu greifen und zu halten sind und der Bauraum sehr beengt ist, kann der Austausch der Druckköpfe nur durch geschultes Fachpersonal erfolgen. Insbesondere dürfen beim Tausch der Druckköpfe die Nachbarköpfe nicht beschädigt werden. Nach erfolgtem Austausch müssen die Druckköpfe noch justiert werden, insbesondere muss die Rotation um die Hochachse, die sogenannte Gear-Achse, eingestellt werden. Auch diese Justierung kann nur von Fachleuten ausgeführt werden.
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Aufgabenstellung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Ausrichten einer Mehrzahl von Druckköpfen zu schaffen, welche gegenüber den bekannten Vorrichtungen aus dem Stand der Technik weiterentwickelt ist, insbesondere einen einfacheren Aufbau aufweist, einen leichteren Austausch von einzelnen Druckköpfen gestattet und die erforderliche Justierung der Druckköpfe reduziert.
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Technische Lösung
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Ausrichten mit den Merkmalen von Anspruch 1.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient dem Ausrichten einer Mehrzahl von Druckköpfen in einer Printbar, wobei die Vorrichtung einen sich über die Breite der Printbar erstreckenden Querträger und eine Mehrzahl von Positionierelementen aufweist, wobei einem jeweiligen Druckkopf je ein Positionierelement zugeordnet ist und der Druckkopf an dem Positionierelement befestigbar ist, insbesondere durch eine lösbare Verschraubung. Erfindungsgemäß ist der Querträger mit einer Mehrzahl von Befestigungspunkten versehen und ein jeweiliges Positionierelement liegt mit mindestens drei Auflagepunkten an mindestens drei Befestigungspunkten des Querträgers auf und ist mit diesen Befestigungspunkten des Querträgers lösbar verbunden. In vorteilhafter Weise liegen die drei Befestigungspunkte auf verschiedenen Höhenniveaus und zumindest zwei der drei Befestigungspunkte sind in Querrichtung die Breite von zwei Druckköpfen oder mehr beabstandet. Dadurch wird ein breiter Stützabstand erreicht.
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Eine derartige Vorrichtung hat den Vorteil, dass die Positionierelemente einen sehr einfachen Aufbau haben. Die Genauigkeit steckt in einer hochgenauen Fertigung der Befestigungspunkte und einer hochgenauen, definierten Befestigung eines jeweiligen Druckkopfes an einem jeweiligen Positionierelement. Ein breiter Stützabstand der Positionierelemente gewährleistet eine exakte Ausrichtung der Druckköpfe. Eine werksseitige Justierung von Druckkopf und Positionierelement zueinander genügt dann. Ein Justieren direkt an der Printbar in der Druckmaschine ist nicht mehr erforderlich. Das heißt, auch wenn einzelne Druckköpfe ausgetauscht werden und die Positionierelemente mit den Befestigungspunkten verbunden werden, ist keine aufwändige Justierung mehr erforderlich, zum Beispiel keine Einstellung der Rotation um die Hochachse. So kann in vorteilhafter Weise ein Austausch von Druckköpfen auch durch den Maschinenbediener erfolgen. Weiter vorteilhaft ist, dass bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine einheitliche Ausführungsform der Positionierelemente für alle Druckköpfe verwendet werden kann.
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In einer besonders vorteilhaften und daher bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein jeweiliger Druckkopf hochgenau an einem jeweiligen Positionierelement befestigt. Dazu können die Befestigungselemente, welche den Druckkopf an dem Positionierelement befestigen, außerhalb einer Druckmaschine verstellt werden, zum Beispiel werksseitig unter Verwendung einer entsprechenden Vorrichtung und von Madenschrauben. Das heißt, es erfolgt eine Justierung der Düsen des Druckkopfes zu den Auflagepunkten in dem Moment, zu dem ein jeweiliger Druckkopf mit einem jeweiligen Positionierelement verbunden wird. Wenn ein Druckkopf getauscht werden muss, so wird dieser zusammen mit dem Positionierelement ausgetauscht.
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In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausrichten ist an jedem Befestigungspunkt eine ebene Auflagefläche vorgesehen. So kann zum Beispiel ein Positionierbolzen vorgesehen sein, welcher in einen Führungsschlitz eingreift, mit einer Einrastfunktion in einer definierten Stelle. So kann ein jeweiliger Druckkopf schnell, einfach und werkzeuglos ausgetauscht werden.
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Als vorteilhaft wird es weiterhin angesehen, wenn alle Befestigungspunkte auf einer Seite des Querträgers angeordnet sind, das heißt, in Transportrichtung betrachtet sind alle Befestigungspunkte auf einer Seite, während auf der anderen Seite keine Befestigungspunkte sind, so dass alle Befestigungspunkte des Querträgers von einer Seite aus zugänglich sind. Auch die Bestückung der Printbar mit Druckköpfen oder das Austauschen von Druckköpfen kann somit von einer Seite aus erfolgen.
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In einer Ausführungsvariante kann das Positionierelement die Form eines Dreiecks und eine verjüngte Stelle aufweisen, welche als Handgriff dient beim Wechseln eines Druckkopfes. Die Ausgestaltung des Positionierelements in Form eines Dreiecks stellt dabei eine besonders stabile, materialsparende Konstruktion dar.
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In Weiterbildung der Vorrichtung sind die Positionierelemente in montiertem Zustand an dem Querträger ineinander verschachtelt. Um einen Druckkopf zu entfernen, muss dieser nach einer kleinen Absenk- oder Anhebbewegung nach vorne entnommen werden.
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In einer möglichen Ausführungsvariante der Vorrichtung zum Ausrichten ist der Querträger mit einer Mehrzahl von parallel zueinander ausgerichteten Befestigungsrippen versehen und die Befestigungsrippen weisen Befestigungspunkte auf. Die Befestigungsrippen können dabei rechtwinklig oder auch schräg zum Querträger ausgeführt sein. Weiter können je zwei Befestigungsrippen mit dem Querträger eine U-förmige Aufnahme für einen jeweiligen Druckkopf bilden. Ein jeweiliges Positionierelement kann mit seinen mindestens drei Auflagepunkten auf mindestens drei Befestigungspunkten der Befestigungsrippen aufliegen und mit diesen lösbar verbunden sein. Eine derartige Ausgestaltung der Vorrichtung weist eine besonders hohe Stabilität auf, was zu einer hohen Exaktheit der Ausrichtung von Druckköpfen beiträgt.
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Die Erfindung betrifft auch eine Printbar mit einer wie obenstehend beschriebenen Vorrichtung zum Ausrichten von Druckköpfen und einer Mehrzahl von Druckköpfen zur Verwendung in einem Digitaldrucker bzw. einer Digitaldruckmaschine.
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Die beschriebene Erfindung und die beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung stellen auch in Kombination miteinander - soweit dies technisch sinnvoll ist - vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
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Hinsichtlich weiterer Vorteile und in konstruktiver und funktioneller Hinsicht vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren verwiesen.
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Figurenliste
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Die Erfindung soll anhand beigefügter Figuren noch näher erläutert werden. Einander entsprechende Elemente und Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit der Figuren wurde auf eine maßstabsgetreue Darstellung verzichtet.
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Es zeigen in schematischer Darstellung
- Figur la und b: eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausrichten von Druckköpfen, wobei gerade ein Druckkopf ausgetauscht wird
- 2: eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung
- 3: eine dreidimensionale Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- 4: eine Digitaldruckmaschine zur Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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In 1a ist eine Printbar 30 zur Verwendung in einer Digitaldruckmaschine 10 (nicht dargestellt, siehe 4) mit vier Druckköpfen 38 dargestellt. Die Druckköpfe 38 sind so an der Printbar 30 aufgenommen, dass die Düsenplatten 39 der Druckköpfe 38 jeweils unmittelbar aneinandergrenzen. Ein sich unterhalb der Printbar 30 befindliches zu bedruckendes Material, zum Beispiel ein Bogen 100 oder eine Bedruckstoffbahn, kann in dieser Breite von den vier Druckköpfen 38 bedruckt werden. Die Breite der Printbar 30 mit vier Druckköpfen 38 ist beispielhaft zu verstehen; die Printbar 30 kann auch deutlich mehr aneinandergereihte Druckköpfe 38 und so eine größere Breite aufweisen.
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Die Druckköpfe 38 werden mittels Positionierelementen 33 an einem Querträger 32 der Printbar 30 befestigt. Dazu ist ein jeweiliger Druckkopf 38 mittels nicht näher dargestellten Befestigungselementen 304 (vgl. 2) mit einem jeweiligen Positionierelement 33 verbunden und an diesem befestigt, zum Beispiel unter Verwendung einer lösbaren Verschraubung. Die Befestigung der Druckköpfe 38 an den Positionierelementen 33 erfolgt hochgenau, so dass jeder Druckkopf 38 zu seinem jeweiligen Positionierelement 33 gleich ausgerichtet ist. Das heißt, alle Baugruppen, bestehend jeweils aus einem Druckkopf und dem zugeordneten Positionierelement 38 + 33, haben die gleichen Abmessungen und ein jeweiliger Druckkopf 38 mit den Düsen seiner Düsenplatte 39 befindet sich in einer einheitlichen, definierten Lage zu Befestigungspunkten 301 des Positionierelements 33.
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In der in Figur la dargestellten Ausführungsform hat das Positionierelement 33 die Form eines Dreiecks 35. In jedem Eckpunkt des Dreiecks 35 ist ein Befestigungspunkt 301 vorgesehen. Damit die Baugruppe Druckkopf und Positionierelement 38 + 33 von einem Maschinenbediener einfacher gehandhabt und ergriffen werden kann, ist eine verjüngte, das heißt schmalere Stelle 34, im Bereich des Positionierelements 33 vorgesehen. Soll ein Druckkopf 38 der Printbar 30 ausgetauscht werden, so wird die Befestigung im Bereich der Befestigungspunkte 301 des jeweiligen Positionierelements 33 gelöst und, wie in 1b dargestellt, die Baugruppe aus Positionierelement und Druckkopf 33 + 38 leicht abgesenkt. Die Düsenplatte 39 dieses Druckkopfs 38 berührt so die angrenzenden Düsenplatten 39 der angrenzenden Druckköpfe 38 nicht mehr und der Druckkopf kann - wie in 2 dargestellt - nach vorne entnommen werden, ohne dass das Risiko besteht, die Düsenplatten 39 der benachbarten Druckköpfe 38 zu beschädigen.
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Wie aus 1b zu erkennen, sind die Befestigungspunkte 301 eines jeweiligen Positionierelements 33 auf unterschiedlichen Höhenniveaus angeordnet. Und während zwei Befestigungspunkte 301 genau die Breite b eines Druckkopfs 38 voneinander beabstandet sind, sind zwei weitere Befestigungspunkte 301 die Breite b von zwei Druckköpfen 38 beabstandet. Dadurch ergibt sich in Querrichtung ein breiter Stützabstand des Positionierelements 33 auf dem Querträger 32. So wird eine jeweilige Baugruppe aus Positionierelement und Druckkopf 33 + 38 hochgenau auf den Querträger 32 ausgerichtet.
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Wie in 2 angedeutet, sind die Befestigungspunkte 301 des Querträgers 32 als hochgenau gefertigte Auflageflächen 303 ausgeführt. Auf diesen Auflageflächen 303 kommen Auflagepunkte 302 des Positionierelements 33 zu liegen.
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Wie in 2 zu erkennen, werden alle Druckköpfe 38 auf einer Seite des Querträgers 32 angebracht. Damit sind alle Druckköpfe 38 von einer Seite aus zugänglich und ein einfacher Austausch der Druckköpfe 38 der Printbar 30 ist gewährleistet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Querträger 32 mit Befestigungsrippen 36 versehen, wobei jeweils zwei Befestigungsrippen 36 eine U-förmige Aufnahme 37 für je einen Druckkopf 38 bilden. Wie in 2 dargestellt, können die Befestigungsrippen 36 in einem schrägen Winkel zum Querträger 32 angeordnet sein. Alternativ ist auch eine rechtwinklige Anordnung der Befestigungsrippen zum Querträger 32 möglich, wie dies in 3 dargestellt ist. Die Ausrichtung der Befestigungsrippen 36 wird dabei in Abhängigkeit von der Geometrie der Druckköpfe 38 gewählt. So haben die Düsenplatten 39 der Druckköpfe 38 in der Ausführung gemäß 2 eine schräge, parallelogrammförmige Geometrie.
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In 3 ist die Printbar 30 in einer räumlichen Darstellung gezeigt.
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4 zeigt eine Digitaldruckmaschine 10 zum Bedrucken von Bogen 100. Die Digitaldruckmaschine 10 besitzt eine Digitaldruckstation 3, welche eine Mehrzahl von in Transportrichtung T hintereinander angeordnete Inkjet-Printbars 30 besitzt. Die Bogen 100 werden von einem Anlegerstapel 101 in einem Bogenanleger 1 kommend in Transportrichtung T unter Verwendung von nicht näher dargestellten Transportmitteln, wie zum Beispiel Transportbändern und Transportwalzen, zu der Digitaldruckstation 3 transportiert. Der Transport der Bogen 100 durch die Digitaldruckstation 3 erfolgt durch einen Jettingzylinder 9, auf welchem die Bogen 100 aufliegen. Durch die Rotation des Jettingzylinders 9 werden die Bogen 100 unter den Inkjetdruckköpfen der Printbar 30 hindurch bewegt und können dabei bedruckt werden. Die Ansteuerung der Inkjetdruckköpfe 38 erfolgt durch 10 eine Maschinensteuerung 7. In Transportrichtung T gesehen stromabwärtig des Jettingzylinders 9, befindet sich eine Ausschleusstation mit Makulaturauslage. Die Gutbogen hingegen werden weiter transportiert und auf einem Auslegerstapel 102 in einem Bogenausleger 2 ausgelegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anleger
- 2
- Ausleger
- 3
- Druckstation
- 7
- Maschinensteuerung
- 9
- Jettingzylinder
- 10
- Digitaldruckmaschine
- 30
- Printbar
- 31
- Vorrichtung zum Ausrichten
- 32
- Querträger
- 32.1
- erste Seite des Querträgers
- 32.2
- zweite Seite des Querträgers
- 33
- Positionierelement
- 34
- verjüngte Stelle
- 35
- Dreieck
- 36
- Befestigungsrippe
- 37
- U-förmige Aufnahme
- 38
- Druckkopf
- 39
- Düsenplatte
- 301
- Befestigungspunkt
- 302
- Auflagepunkt
- 303
- Auflagefläche
- 304
- Befestigungselement
- 100
- Bogen
- 101
- Anlegerstapel
- 102
- Auslegerstapel
- T
- Transportrichtung
- b
- Breite des Druckkopfes
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2009/142927 A1 [0003]
- WO 9932301 A1 [0004]
- WO 2008/080023 A1 [0004]
- US 8087752 B2 [0004]
- US 2013/0021410 A1 [0004]
- US 2012/0019592 A1 [0004]
