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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Druckeinrichtung zum Bedrucken von Oberflächen eines Werkstücks, eine Bearbeitungsmaschine sowie ein Verfahren zum Bedrucken von Oberflächen eines Werkstücks.
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Stand der Technik
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Zur Herstellung von Möbelteilen oder auch anderen Bauelementen werden häufig Werkstücke aus Holz, einem Holzwerkstoff, Kunststoff oder dergleichen verwendet. Solche Werkstücke können beispielsweise Holzspanplatten oder Holzfaserplatten sein, deren Breit- und/oder Schmalflächen aus optischen und funktionalen Gründen mit einem Beschichtungsmaterial versehen werden. Dabei weist das Beschichtungsmaterial der Breitfläche zumeist ein Oberflächendekor auf, beispielsweise eine nachgebildete Holzmaserung, welches an der Schmalfläche durch einen Druckvorgang nachgebildet werden kann. Um das optische Erscheinungsbild solcher Möbelteile oder Bauelemente stetig zu verbessern, werden Druckeinrichtungen zum Ausführen eines solchen Druckvorgangs kontinuierlich weiterentwickelt.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckeinrichtung sowie eine Bearbeitungsmaschine vorzuschlagen, die ein qualitativ hochwertiges Bedrucken von Werkstücken ermöglichen. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Bedrucken eines Werkstücks vorzuschlagen, durch welches ein optisch hochwertiges Druckergebnis erreicht wird.
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Eine Druckeinrichtung ist in Anspruch 1 definiert. Eine Bearbeitungsmaschine ist in Anspruch 13 definiert. Ein Verfahren ist in Anspruch 14 definiert. Unteransprüche beziehen sich auf bestimmte Ausführungsformen.
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Die Aufgabe wird durch eine Druckeinrichtung zum Bedrucken von Oberflächen eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest teilweise aus Holz, einem Holzwerkstoff, Kunststoff oder dergleichen ausgebildet ist, gelöst, bevorzugt aufweisend wenigstens eine Primärdruckeinheit zum Bedrucken einer Schmalfläche des Werkstücks, aufweisend wenigstens eine Sekundärdruckeinheit, zum Bedrucken mindestens eines die Schmalfläche begrenzenden Randbereichs, der von der Schmalfläche in eine angrenzende Werkstückfläche übergeht, und aufweisend eine Einrichtung zum Herbeiführen einer Relativbewegung zwischen dem Werkstück und den Druckeinheiten, wobei die wenigstens eine Sekundärdruckeinheit zum Ausführen des Druckvorgangs entlang des mindestens einen Randbereichs zum Werkstück bewegbar vorgesehen ist.
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Durch eine solche Druckeinrichtung kann insbesondere der mindestens eine die Schmalfläche begrenzende Randbereich, der einen Übergangsbereich von der Schmalfläche zu einer angrenzenden Werkstückfläche bildet, einheitlich und flächendeckend bedruckt werden. Die Schmalfläche kann durch die bevorzugt vorgesehene Primärdruckeinheit der Druckeinrichtung bedruckt werden oder durch einen zur Druckeinrichtung vorhergehenden oder nachfolgenden Druckvorgang. Auf diese Weise kann auf dem Randbereich und auf der Schmalfläche des Werkstücks ein einheitliches, qualitativ hochwertiges Druckbild ausgebildet werden.
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Der Randbereich kann dabei insbesondere einen gekrümmten oder schrägen Oberflächenbereich des Werkstücks, der von der Schmalfläche in die angrenzende Werkstückfläche übergeht, umfassen, und bevorzugt eine Haftmittelfuge zwischen einem an der Schmalfläche vorgesehenen Beschichtungsmaterial und dem Grundkörper des Werkstücks.
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Vorzugsweise ist eine solche Druckeinrichtung eine Digitaldruckeinrichtung. Insbesondere ist die Druckeinrichtung als eine Tintenstrahldruckeinrichtung ausgebildet. Durch die Druckeinrichtung können ein Mehrfarbdruckvorgang und/oder ein Einzelfarbdruckvorgang ausführbar sein. Mit einer solchen Druckeinrichtung können sowohl mehrfarbige Werkstückdekore, beispielsweise eine nachgebildete Holzmaserung oder dergleichen, als auch Einzelfarbtöne auf die Schmalfläche sowie den Randbereich gedruckt werden.
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Eine Weiterbildung der Druckeinrichtung kann vorsehen, dass die wenigstens eine Sekundärdruckeinheit an einer Stelleinrichtung angeordnet ist, durch die eine Stellbewegung der Sekundärdruckeinheit entlang des mindestens einen die zu bedruckende Schmalfläche begrenzenden Randbereichs ansteuerbar ist.
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Bevorzugt ist durch die Stelleinrichtung eine lineare Stellbewegung entlang des mindestens einen die zu bedruckende Schmalfläche begrenzenden Randbereichs ansteuerbar. Die Stellbewegung kann eine lineare einachsige Stellbewegung sein.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Druckeinrichtung kann die Stelleinrichtung eingerichtet sein, eine mehrachsige Stellbewegung der wenigstens einen Sekundärdruckeinheit entlang mehrerer die Schmalfläche begrenzender Randbereiche, vorzugsweise entlang der die Schmalfläche umlaufend begrenzenden Randbereiche, anzusteuern.
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Vorzugsweise kann die Stelleinrichtung als eine dreiachsige Stelleinrichtung ausgebildet sein, welche eine Stellbewegung der Sekundärdruckeinheit in zwei translatorische Stellrichtungen und um eine Drehachse ansteuert. Ebenso kann die Stelleinrichtung als eine fünfachsige Stelleinrichtung ausgebildet sein, welche beispielsweise eine Stellbewegung der Sekundärdruckeinheit in drei translatorische Stellrichtungen und um zwei voneinander abweichende Drehachsen ansteuert.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Druckeinrichtung kann vorsehen, dass die Stelleinrichtung eingerichtet ist, die wenigstens eine Sekundärdruckeinheit nach dem Ausführen der Stellbewegung entlang des mindestens einen Randbereichs zu verschwenken und eine Stellbewegung entlang wenigstens eines weiteren die Schmalfläche begrenzenden Randbereichs anzusteuern.
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Bei dieser Ausgestaltung der Druckeinrichtung ist die Stelleinrichtung zumindest als dreiachsige Stelleinrichtung ausgebildet, wodurch insbesondere ermöglicht sein kann, dass die Sekundärdruckeinheit umlaufend entlang der die Schmalfläche begrenzenden Randbereiche bewegt werden kann, um diese zu bedrucken.
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In einer Weiterbildung der Druckeinrichtung können wenigstens zwei Sekundärdruckeinheiten vorgesehen sein und die Stelleinrichtung eingerichtet sein, gleichzeitig oder aufeinanderfolgend Stellbewegungen der wenigstens zwei Sekundärdruckeinheiten entlang verschiedener die Schmalfläche begrenzender Randbereiche anzusteuern.
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Da aufgrund des Ausführens einer gleichzeitigen Stellbewegung der wenigstens zwei Sekundärdruckeinheiten mehrere Randbereiche gleichzeitig bedruckt werden können, kann ein zeitsparender Druckvorgang ermöglicht und somit ein erhöhter Werkstückdurchsatz erreicht werden.
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Eine weitere Ausgestaltung der Druckeinrichtung kann vorsehen, dass mehrere Sekundärdruckeinheiten vorgesehen sind und jedem die Schmalfläche begrenzenden Randbereich zumindest eine Sekundärdruckeinheit zuordenbar ist, und vorzugsweise zumindest zwei Sekundärdruckeinheiten jeweils zu gegenüberliegenden Randbereichen des sich in einer Förderrichtung bewegenden Werkstücks ortsfest vorgesehen sind und zumindest zwei Sekundärdruckeinheiten jeweils entlang der übrigen Randbereiche zum Werkstück bewegbar vorgesehen sind.
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Insbesondere wenn die Druckeinrichtung als eine Durchlaufeinrichtung ausgebildet ist, bei welcher die Werkstücke aufeinanderfolgend in einer Durchlaufrichtung zu der Primärdruckeinheit und der Sekundärdruckeinheit gefördert werden, kann auf diese Weise ein optimierter und zeitsparender Druckvorgang erreicht werden.
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In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Druckeinrichtung kann die Stelleinrichtung eingerichtet sein, die Stellbewegung der wenigstens einen Sekundärdruckeinheit während einer Förderbewegung des Werkstücks anzusteuern.
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Insbesondere ist bei dieser Weiterbildung vorgesehen, dass der Druckvorgang durch die Sekundärdruckeinheit auf den Randbereich des Werkstücks gleichzeitig zu der Förderbewegung des Werkstücks ausgeführt werden kann.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Druckeinrichtung kann vorsehen, dass der wenigstens einen Sekundärdruckeinheit eine Tasteinrichtung zugeordnet ist, durch welche während der Stellbewegung ein konstanter Abstand zwischen der Sekundärdruckeinheit und dem zu bedruckenden Randbereich einstellbar ist.
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Die Tasteinrichtung kann bevorzugt als eine berührungslose Sensoreinrichtung ausgebildet sein oder als eine Tastrolle, die während der Stellbewegung der wenigstens einen Sekundärdruckeinheit auf einer Oberfläche des Werkstücks abrollt. Ebenso kann vorgesehen sein, dass der wenigstens einen Primärdruckeinheit eine solche Tasteinrichtung zugeordnet ist. Durch die Tasteinrichtung kann eine Führung der Sekundärdruckeinheit und/oder der Primärdruckeinheit zum Werkstück während des Druckvorgangs vorgesehen sein.
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Vorteilhaft kann bei der Druckeinrichtung vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Primärdruckeinheit in einer Förderrichtung des Werkstücks vorhergehend und/oder nachfolgend zur wenigstens einen Sekundärdruckeinheit vorgesehen ist.
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Auf diese Weise können die Druckvorgänge auf der Schmalfläche durch die Primärdruckeinheit und auf dem Randbereich durch die Sekundärdruckeinheit unmittelbar aufeinanderfolgend ausgeführt werden.
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Bevorzugt kann bei der Druckeinrichtung vorgesehen sein, dass ein Druckkopf der wenigstens einen Primärdruckeinheit im Wesentlichen orthogonal zur zu bedruckenden Schmalfläche ausgerichtet ist und ein Druckkopf der wenigstens einen Sekundärdruckeinheit in einem abweichenden Winkel zum Druckkopf der Primärdruckeinheit, vorzugsweise im Wesentlichen orthogonal zum Druckkopf der Primärdruckeinheit, ausgerichtet ist.
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Indem die Primärdruckeinheit im Wesentlichen orthogonal zur Schmalfläche ausgerichtet ist, kann ein gleichmäßiges flächiges Bedrucken der Schmalfläche ermöglicht sein. Insbesondere mit zunehmender Krümmung des Randbereichs in Richtung der angrenzenden Werkstückfläche ist durch die orthogonale Ausrichtung der Primärdruckeinheit jedoch das Aufbringen von Druckfarbe auf den Randbereich erschwert oder nicht möglich. Durch die Ausrichtung der Sekundärdruckeinheit in dem abweichenden Winkel kann ein flächiges sowie gleichmäßiges und verzerrungsfreies Bedrucken des Randbereichs durch die Sekundärdruckeinheit sichergestellt werden.
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Eine Ausgestaltung der Druckeinrichtung kann zudem vorsehen, dass eine Erfassungseinrichtung vorgesehen ist, durch welche Werkstückparameter, insbesondere Informationen zur Schmalfläche, zum Randbereich, zur an die Schmalfläche angrenzenden Werkstückfläche, zu Oberflächeninformationen, zu einer Werkstückkontur, Werkstückkante, Haftmittelfuge und dergleichen, erfassbar sind, wobei die Stellbewegung und/oder der Druckvorgang in Abhängigkeit von den erfassten Werkstückparametern steuerbar ist.
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Die Erfassungseinrichtung kann als eine optische Einrichtung ausgebildet sein, beispielsweise als eine Kameraeinrichtung, Sensoreinrichtung, Lasereinrichtung oder dergleichen, so dass in Abhängigkeit von den erfassten Werkstückparametern der Druckvorgang durch die Primärdruckeinheit und/oder die Sekundärdruckeinheit gesteuert werden kann. Hierzu können die durch die Erfassungseinrichtung erfassten Werkstückparameter einer Drucksteuerung der Druckeinrichtung übermittelt werden, welche die Primärdruckeinheit und die Sekundärdruckeinheit steuert.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Druckeinrichtung eine Trocknungseinrichtung aufweisen, durch welche die durch die Primärdruckeinheit und/oder die Sekundärdruckeinheit auf das Werkstück aufgebrachte Druckfarbe nach dem Druckvorgang trockenbar ist.
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Durch das Trocknen der Druckfarbe kann das bedruckte Werkstück unmittelbar nach dem Druckvorgang einem weiteren Prozessschritt zugeführt werden, ohne dass ein Verwischen oder Verlaufen der Druckfarbe durch den darauffolgenden Prozessschritt auftreten kann. Die Trocknungseinrichtung kann beispielsweise als eine UV-Trocknungseinrichtung, UV-LED-Trocknungseinrichtung, Warmlufteinrichtung, Strahlungswärmeeinrichtung oder dergleichen ausgebildet sein.
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Die Aufgabe wird zudem durch eine Bearbeitungsmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken, die bevorzugt zumindest teilweise aus Holz, einem Holzwerkstoff, Kunststoff oder dergleichen ausgebildet sind, gelöst, aufweisend wenigstens eine Bearbeitungseinheit zum Ausführen eines Bearbeitungsvorgangs an einem Werkstück und eine Druckeinrichtung gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
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Eine solche Bearbeitungsmaschine kann sowohl als eine stationäre Bearbeitungsmaschine ausgebildet sein als auch als eine Durchlaufmaschine, bei welcher die zu bearbeitenden und zu bedruckenden Werkstücke in einer Durchlaufrichtung bewegt werden. Insbesondere kann die Bearbeitungsmaschine als eine CNC-Bearbeitungseinrichtung oder als ein CNC-gesteuertes Bearbeitungszentrum ausgebildet sein.
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Bevorzugt kann bei der Druckeinrichtung vorgesehen sein, dass die Primärdruckeinheit und die Sekundärdruckeinheit gemeinsam an einem Bearbeitungsaggregat der Druckeinrichtung oder der Bearbeitungsmaschine anordenbar sind.
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Zudem wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Bedrucken von Oberflächen eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest teilweise aus Holz, einem Holzwerkstoff, Kunststoff oder dergleichen ausgebildet ist, insbesondere mit einer Druckeinrichtung gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen, gelöst, aufweisend die Schritte, dass bevorzugt eine Schmalfläche des Werkstücks durch wenigstens eine Primärdruckeinheit bedruckt wird, mindestens ein die Schmalfläche begrenzender Randbereich, der von der Schmalfläche in eine angrenzende Werkstückfläche übergeht, durch wenigstens eine Sekundärdruckeinheit bedruckt wird, wobei die wenigstens eine Sekundärdruckeinheit zum Ausführen des Druckvorgangs entlang des mindestens einen Randbereichs zum Werkstück bewegt wird.
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Durch ein solches Druckverfahren kann insbesondere der die Schmalfläche begrenzende Randbereich, der einen Übergangsbereich von der Schmalfläche zu einer angrenzenden Werkstückfläche bildet, flächig und einheitlich bedruckt werden. Die Schmalfläche kann bevorzugt durch die Primärdruckeinheit der Druckeinrichtung bedruckt werden oder durch einen zur Druckeinrichtung vorhergehenden oder nachfolgenden Druckvorgang. Auf diese Weise kann auf der Schmalfläche und auf dem Randbereich des Werkstücks ein hochwertiges Druckbild, beispielsweise eine nachgebildete Holzmaserung, gedruckt werden.
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Bevorzugt kann bei dem Verfahren vorgesehen sein, dass das Werkstück durch eine Fördereinrichtung relativ zu der Primärdruckeinheit und der Sekundärdruckeinheit bewegt wird.
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Eine Weiterbildung des Verfahrens kann zudem vorsehen, dass die wenigstens eine Sekundärdruckeinheit zum Ausführen des Druckvorgangs durch eine mehrachsige Stellbewegung entlang mehrerer die Schmalfläche begrenzender Randbereiche, vorzugsweise entlang der die Schmalfläche umlaufend begrenzenden Randbereiche, bewegt wird.
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Auf diese Weise kann insbesondere erreicht werden, dass alle die Schmalfläche begrenzenden Randbereiche bedruckt werden können. Dabei kann bevorzugt vorgesehen sein, dass das zu bedruckende Werkstück durch eine Einrichtung zum Herbeiführen einer Relativbewegung zu der wenigstens einen Primärdruckeinheit und Sekundärdruckeinheit gefördert werden kann.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale und Vorteile einer Vorrichtung, einer Verwendung und/oder eines Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen. Von diesen Zeichnungen zeigt:
- 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer offenbarungsgemäßen Druckeinrichtung;
- 2 eine schematische Ansicht eines Druckvorgangs auf eine Schmalfläche eines Werkstücks mit der Druckeinrichtung in 1;
- 3 eine schematische Ansicht eines Druckvorgangs auf ein Randbereich der Schmalfläche des Werkstücks mit der Druckeinrichtung in 1;
- 4 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer offenbarungsgemäßen Druckeinrichtung;
- 5 eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform einer offenbarungsgemäßen Druckeinrichtung;
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Gleiche Bezugszeichen, die in verschiedenen Figuren aufgeführt sind, benennen identische, einander entsprechende, oder funktionell ähnliche Elemente.
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer Druckeinrichtung 10 zum Bedrucken von Werkstücken 11. Bei den Werkstücken 11 handelt es sich insbesondere um Werkstücke, die zumindest teilweise aus Holz, einem Holzwerkstoff, Kunststoff oder dergleichen ausgebildet sind.
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Bevorzugt sind die Werkstücke 11 als plattenförmige Werkstücke 11 ausgebildet, beispielsweise als Massivholzplatte, Spanplatte, Faserplatte oder dergleichen. Solche Werkstücke 11 können beispielsweise für die Möbel- oder Bauelementefertigung vorgesehen sein.
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Die plattenförmigen Werkstücke 11 weisen Breitflächen 12 und Schmalflächen 13 auf. Die Breitflächen 12 und/oder Schmalflächen 13 sind bevorzugt mit einem Beschichtungsmaterial 14 versehen.
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Durch die Druckeinrichtung 10 können Oberflächen des Werkstücks 11, bevorzugt das an den Breitflächen 12 und/oder Schmalflächen 13 vorgesehene Beschichtungsmaterial 14, bedruckt werden.
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Die Druckeinrichtung 10 ist vorzugsweise als eine Tintenstrahldruckeinrichtung ausgebildet. Die Druckeinrichtung 10 führt bevorzugt ein Tintenstrahldruckerverfahren aus. Insbesondere handelt es sich bei der Druckeinrichtung 10 um eine Digitaldruckeinrichtung.
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Die Druckeinrichtung 10 umfasst eine Primärdruckeinheit 16 und eine Sekundärdruckeinheit 17. Durch die Primärdruckeinheit 16 und die Sekundärdruckeinheit 17 ist jeweils ein Druckvorgang ausführbar.
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Die Primärdruckeinheit 16 umfasst einen Druckkopf 18 oder mehrere Druckköpfe 18 zum Ausgeben von Druckfarbe 19. Weist die Primärdruckeinheit 16 mehrere Druckköpfe 18 auf, kann jeder Druckkopf 18 zum Ausgeben jeweils einer Druckfarbe 19 vorgesehen sein.
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Die Sekundärdruckeinheit 16 umfasst einen Druckkopf 18 oder mehrere Druckköpfe 18 zum Ausgeben von Druckfarbe 19. Weist die Primärdruckeinheit 16 mehrere Druckköpfe 18 auf, kann jeder Druckkopf 18 zum Ausgeben jeweils einer Druckfarbe 19 vorgesehen sein.
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Durch die Primärdruckeinheit 16 und die Sekundärdruckeinheit 17 können ein Einzelfarbdruckvorgang und/oder ein Mehrfarbdruckvorgang ausführbar sein. Durch die Primärdruckeinheit 16 und/oder die Sekundärdruckeinheit 17 können einzelne Farbmerkmale, beispielsweise Einzelfarbtöne, und/oder mehrere Farbmerkmale, beispielsweise mehrfarbige Dekore, auf die Oberfläche des Werkstücks 11 gedruckt werden.
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Die durch die Primärdruckeinheit 16 und/oder die Sekundärdruckeinheit 17 ausgegebenen Druckfarben 19 können Tinten, Farben und/oder Lacke sein. Bei den Druckfarben 19 kann es sich um wasserbasierte, lösemittelbasierte und/oder UV-härtende Tinten, Farben und/oder Lacke handeln.
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Bevorzugt weist die Druckeinrichtung 10 eine nicht näher dargestellte Drucksteuerung auf, durch welche der Druckvorgang durch die Primärdruckeinheit 16 und/oder die Sekundärdruckeinheit 17 steuerbar ist.
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Die Druckeinrichtung 10 umfasst eine Fördereinrichtung 21, auf welcher die zu bedruckenden Werkstücke 11 aufliegen und in einer Förderrichtung F gefördert werden. Durch die Fördereinrichtung 21 werden die Werkstücke 11 insbesondere aufeinanderfolgend relativ zu der Primärdruckeinheit 16 und der Sekundärdruckeinheit 17 bewegt.
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In einer alternativen Ausführungsform der Druckeinrichtung 10 kann das zu bedruckende Werkstück 11 stationär auf einer Werkstückauflage aufliegen, beispielsweise auf einer Spannkonsole oder einer Vakuumspanneinrichtung. Hierbei sind die Primärdruckeinheit 16 und die Sekundärdruckeinheit 17 zum Ausführen des Druckvorgangs relativ zum Werkstück 11 bewegbar angeordnet.
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Die Primärdruckeinheit 16 ist zum Bedrucken der Schmalfläche 13 des Werkstücks 11 vorgesehen. Die Sekundärdruckeinheit 17 ist zum Bedrucken eines die Schmalfläche 13 begrenzenden Randbereichs 22 vorgesehen.
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Wie die 2 und 3 zeigen, ist der die Schmalfläche 13 begrenzende Randbereich 22 ein Oberflächenbereich des Werkstücks 11, der von der zu bedruckenden Schmalfläche 13 in eine angrenzende Werkstückfläche, d.h. in eine angrenzende Breitfläche 12 oder angrenzende Schmalfläche des Werkstücks 11, übergeht.
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Bevorzugt bildet der Randbereich 22 einen Übergangsbereich von der zu bedruckenden Schmalfläche 13 zu der jeweils angrenzenden Breitfläche 12 und/oder angrenzenden Schmalfläche des Werkstücks 11.
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Die zu bedruckende Schmalfläche 13 ist zu jeder Seite durch einen Randbereich 22 begrenzt. Insbesondere ist die zu bedruckende Schmalfläche 13 umlaufend durch mehrere Randbereiche 22 begrenzt.
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Jeder Randbereich 22 erstreckt sich entlang einer Werkstückkante, die den Übergang von der zu bedruckenden Schmalfläche 13 zu der jeweils angrenzenden Werkstückfläche, d.h. angrenzenden Breitfläche 12 oder angrenzenden Schmalfläche, bildet.
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Vorzugsweise ist der Randbereich 22 ein gekrümmter oder schräger Oberflächenbereich des Werkstücks 11, der von der Schmalfläche 13 in die jeweils angrenzende Werkstückfläche, d.h. angrenzende Breitfläche 12 oder angrenzende Schmalfläche, übergeht.
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Ist die Schmalfläche 13 und/oder die Breitfläche 12 des Werkstücks 11 mit dem Beschichtungsmaterial 14 beschichtet, umfasst der Randbereich 22 einen durch das Beschichtungsmaterial 14 gebildeten Oberflächenbereich des Werkstücks 11, der von der zu bedruckenden Schmalfläche 13 in die angrenzende Werkstückfläche, d.h. in die angrenzende Breitfläche 12 oder angrenzende Schmalfläche des Werkstücks 11, übergeht und/oder eine Haftmittelfuge 23 zwischen dem Beschichtungsmaterial 14 und dem Grundkörper des Werkstücks 11.
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Vorzugsweise umfasst der Randbereich 22 einen durch das Beschichtungsmaterial 14 gebildeten gekrümmten oder schrägen Oberflächenbereich des Werkstücks 11, der von der Schmalfläche 13 in die angrenzende Werkstückfläche, d.h. in eine angrenzende Breitfläche 12 oder angrenzende Schmalfläche des Werkstücks 11, übergeht, und/oder die Haftmittelfuge 23 zwischen dem Beschichtungsmaterial 14 und dem Grundkörper des Werkstücks 11.
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Ebenso kann vorgesehen sein, dass der Randbereich 22 durch die Haftmittelfuge 23 zwischen dem Beschichtungsmaterial 14 und dem Grundkörper des Werkstücks 11 und einem an die Haftmittelfuge 23 angrenzenden Teilbereich des durch das Beschichtungsmaterial 14 gebildeten gekrümmten oder schrägen Oberflächenbereich des Werkstücks 11, der von der Schmalfläche 13 in die angrenzende Werkstückfläche, d.h. in eine angrenzende Breitfläche 12 oder angrenzende Schmalfläche des Werkstücks 11, übergeht, gebildet ist.
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Zum Bedrucken der Schmalfläche 13 ist die Primärdruckeinheit 16 der zu bedruckenden Schmalfläche 13 zugeordnet. Gemäß 1 ist die Primärdruckeinheit 16 in der Fördereinrichtung F des Werkstücks 11 nachfolgend zu der Sekundärdruckeinheit 17 angeordnet.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Primärdruckeinheit 16 in der Förderrichtung F des Werkstücks 11 vorhergehend zu der Sekundärdruckeinheit 17 angeordnet ist. Ergänzend kann vorgesehen sein, dass eine Primärdruckeinheit 16 vorhergehend zu der Sekundärdruckeinheit 17 angeordnet ist eine weitere Primärdruckeinheit 16 nachfolgend zu der Sekundärdruckeinheit 17.
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Der oder die Druckköpfe 18 der Primärdruckeinheit 16 sind im Wesentlichen orthogonal zu der zu bedruckenden Schmalfläche 13 ausgerichtet, wie in der Darstellung in 2 verdeutlicht ist. Dadurch ist ein flächiges Bedrucken der Schmalfläche 13 durch die Primärdruckeinheit 16 ermöglicht.
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Aufgrund der orthogonalen Ausrichtung der Primärdruckeinheit 16 zu der Schmalfläche 13 ist jedoch ein Aufbringen der Druckfarbe 19 auf den Randbereich 22 mit zunehmender Krümmung des Randbereichs 22 in Richtung der angrenzenden Breitfläche 12 (Werkstückfläche) erschwert oder nicht mehr möglich.
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Die Primärdruckeinheit 16 ist bevorzugt stationär in der Druckeinrichtung 10 angeordnet und das Werkstück 11 wird mit der zu bedruckenden Schmalfläche 13 der Primärdruckeinheit 16 zugeordnet in der Förderrichtung F relativ zu der Primärdruckeinheit 16 bewegt.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Primärdruckeinheit 16 an einer Stelleinrichtung angeordnet ist und relativ zu dem sich in Förderrichtung F bewegenden Werkstück 11 oder dem stationär angeordneten Werkstück 11 bewegt wird.
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Zum Bedrucken des Randbereichs 22 ist die Sekundärdruckeinheit 16 dem zu bedruckenden Randbereich 22 zugeordnet.
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Zum Ausführen des Druckvorgangs ist die Sekundärdruckeinheit 17 relativ zum Werkstück 11 entlang der zu bedruckenden Randbereiche 22 bewegbar vorgesehen. Hierzu ist die Sekundärdruckeinheit 17 an einer nicht näher dargestellten Stelleinrichtung angeordnet. Die Stelleinrichtung ist bevorzugt als eine mehrachsige Stelleinrichtung ausgebildet. Insbesondere ist die Stelleinrichtung als eine dreiachsige oder fünfachsige Stelleinrichtung ausgebildet. Ebenso kann die Stelleinrichtung als eine einachsige Stelleinrichtung ausgebildet sein. Die Stelleinrichtung kann beispielsweise als ein Roboterarm ausgebildet sein.
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Durch die Stelleinrichtung ist eine lineare Stellbewegung S der Sekundärdruckeinheit 17 entlang jedes Randbereichs 22 ansteuerbar.
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Die Stelleinrichtung ist insbesondere eingerichtet, die Stellbewegung S der Sekundärdruckeinheit 17 während der Förderbewegung F des Werkstücks 11 anzusteuern. Die Druckeinrichtung 10 kann dadurch als Durchlaufeinrichtung ausgebildet sein.
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Ebenso kann die Stelleinrichtung eingerichtet sein, die Stellbewegung S der Sekundärdruckeinheit 17 am stationären Werkstück 11 anzusteuern. Beispielsweise kann die Druckeinrichtung 10 hierbei als CNC-gesteuerte Druckeinrichtung oder als ein CNC-gesteuertes Bearbeitungszentrum ausgebildet sein.
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Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform der Druckeinrichtung 10 ist die Sekundärdruckeinheit 17 durch Ausführen einer mehrachsigen Stellbewegung S entlang aller die Schmalfläche 13 begrenzender Randbereiche 22 bewegbar vorgesehen. Insbesondere ist die Sekundärdruckeinheit 17 durch das Ausführen der mehrachsigen Stellbewegung S um die Schmalfläche 13 umlaufend entlang aller die Schmalfläche 13 begrenzender Randbereiche 22 bewegbar.
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Bevorzugt wird die mehrachsige Stellbewegung S der Sekundärdruckeinheit 17 hierzu in der Weise ausgeführt, dass die Sekundärdruckeinheit 17 zuerst entlang eines ersten Randbereichs 22 bewegt wird und dieser bedruckt wird.
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Insbesondere ist bei der Stellbewegung S der Sekundärdruckeinheit 17 vorgesehen, dass zum Bedrucken des Randbereichs 22 der Druckkopf 18 der Sekundärdruckeinheit 17 oder ein in Richtung der Stellbewegung S vorauseilender Druckkopf 18 der Sekundärdruckeinheit 17 vor einem vorderen Ende des Randbereichs 22 angesetzt wird, der Druckvorgang begonnen wird und der Randbereich 22 von der Sekundärdruckeinheit 17 vollständig überfahren wird bis der Druckkopf 18 oder ein in Richtung der Stellbewegung S nacheilender Druckkopf 18 (eine Druckdüse) ein hinteres Ende des Randbereichs 22 überfahren hat.
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Die Sekundärdruckeinheit 17 ist demnach eingerichtet, zum Bedrucken des Randbereichs 22 vor dem Beginn des Randbereichs 22 anzusetzen und den Randbereich 22 vollständig zu überfahren.
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Nach der Stellbewegung S entlang des ersten Randbereichs 22 führt die Stelleinrichtung eine Schwenkbewegung der Sekundärdruckeinheit 17 aus, insbesondere eine Schwenkbewegung um 90°, um eine darauffolgende Stellbewegung S entlang eines sich anschließenden weiteren Randbereichs 22 anzusteuern. Auf diese Weise ist die Stelleinrichtung eingerichtet, eine umlaufende Stellbewegung S entlang aller Randbereiche 22 anzusteuern, wie dies in 1 dargestellt ist.
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Der oder die Druckköpfe 18 der Sekundärdruckeinheit 17 sind im Wesentlichen orthogonal zu dem oder den Druckköpfen 18 der Primärdruckeinheit 16 ausgerichtet. Bevorzugt sind der oder die Druckköpfe 18 der Sekundärdruckeinheit 17 im Wesentlichen orthogonal zu der an die zu bedruckende Schmalfläche 13 angrenzende Breitfläche 12 bzw. Schmalfläche ausgerichtet, wie in der Darstellung in 3 verdeutlicht ist. Dadurch ist ein optimales Bedrucken des Randbereichs 22 durch die Sekundärdruckeinheit 17 ermöglicht.
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Aufgrund der orthogonalen Ausrichtung der Sekundärdruckeinheit 17 zu dem oder den Druckköpfen 18 der Primärdruckeinheit 16 bzw. zu der an die zu bedruckende Schmalfläche 13 angrenzende Breitfläche 12 bzw. Schmalfläche kann der Randbereich 22 flächig mit der Druckfarbe 19 bedruckt werden, wie 3 dargestellt.
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Die Sekundärdruckeinheit 17 umfasst eine Tasteinrichtung, durch die während der Stellbewegung S ein gleichbleibender Abstand zwischen dem Druckkopf 18 und dem zu bedruckenden Randbereich 22 eingestellt wird.
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Die Tasteinrichtung kann beispielsweise durch eine berührungslose Sensoreinrichtung oder durch eine auf die Oberfläche des Werkstücks 11 aufsetzende Tastrolle ausgebildet sein.
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Zum Trocknen der auf die Schmalfläche 13 und den Randbereich 22 aufgebrachten Druckfarbe 19 umfasst die Druckeinrichtung 10 eine Trocknungseinrichtung 24. Die Trocknungseinrichtung 24 ist der Primärdruckeinheit 16 und der Sekundärdruckeinheit 17 in Förderrichtung F des Werkstücks 11 nachfolgend angeordnet.
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Die Trocknungseinrichtung 24 kann der Primärdruckeinheit 16 und/oder der Sekundärdruckeinheit 17 zugeordnet sein und der Trocknungsvorgang in Verbindung mit dem Druckvorgang auf der Schmalfläche 13 und/oder dem Randbereich 22 vorgesehen ist.
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Die Druckeinrichtung 10 weist eine Erfassungseinrichtung 26 auf, durch welche Werkstückparameter des Werkstücks 11 erfassbar sind. Die Erfassungseinrichtung 26 kann eine optische Einrichtung sein, z.B. eine Kameraeinrichtung, Sensoreinrichtung, Lasereinrichtung oder dergleichen. Die durch die Erfassungseinrichtung 26 ermittelten Werkstückparameter des Werkstücks 11 sind bevorzugt Informationen zur Schmalfläche 13, zum Randbereich 22, zur an die Schmalfläche 13 angrenzenden Werkstückfläche, zu Oberflächeninformationen, zu einer Werkstückkontur, Werkstückkante, Haftmittelfuge zwischen dem Beschichtungsmaterial 14 und dem Grundkörper des Werkstücks 11 und dergleichen.
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Die durch die Erfassungseinrichtung 26 ermittelten Werkstückparameter werden an eine nicht näher dargestellte Drucksteuerung übermittelt, die den Druckvorgang durch die Primärdruckeinheit 16 und/oder die Sekundärdruckeinheit 17 in Abhängigkeit von den Werkstückparametern steuert.
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4 zeigt eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer offenbarungsgemäßen Druckeinrichtung 10.
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Gegenüber der ersten Ausführungsform der Druckeinrichtung 10 gemäß 1 unterscheidet sich diese zweite Ausführungsform der Druckeinrichtung 10 im Wesentlichen in der Ausgestaltung der Sekundärdruckeinheit 17, so dass im Folgenden nur auf diese Unterschiede eingegangen wird.
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Die zweite Ausführungsformen der Druckeinrichtung 10 umfasst zwei Sekundärdruckeinheiten 17 zum Bedrucken der Randbereiche 22 des Werkstücks 11. Die zwei Sekundärdruckeinheiten 17 sind jeweils an einer Stelleinrichtung angeordnet oder gemeinsam an einer Stelleinrichtung angeordnet.
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Durch die Stelleinrichtung oder die Stelleinrichtungen kann jeweils eine Stellbewegung S der jeweiligen Sekundärdruckeinheit 17 angesteuert werden.
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Bevorzugt ist bei dieser Ausführungsform der Druckeinrichtung 10 vorgesehen, dass die zwei Sekundärdruckeinheiten 17 durch die Stelleinrichtung oder die Stelleinrichtungen entlang verschiedener die Schmalfläche 13 begrenzender Randbereiche 22 bewegbar sind. Wie in 4 durch die Pfeile der jeweiligen Stellbewegung S angedeutet, ist jede der zwei Sekundärdruckeinheiten 17 jeweils entlang von zwei Randbereichen 22 bewegbar, um diese Randbereiche 22 mit der Druckfarbe 19 zu bedrucken.
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Die Stellbewegungen S der zwei Sekundärdruckeinheiten 17 können sowohl unabhängig voneinander als auch gleichzeitig durch die Stelleinrichtung oder die Stelleinrichtungen ansteuerbar sein.
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Insbesondere ist bei dieser Ausführungsform der Druckeinrichtung 10 vorgesehen, dass die Stellbewegungen S der zwei Sekundärdruckeinheiten 17 durch die Stelleinrichtung oder die Stelleinrichtungen während der Förderbewegung F des Werkstücks 11 angesteuert werden. Die Druckeinrichtung 10 kann dadurch als Durchlaufeinrichtung ausgebildet sein.
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Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Stellbewegungen S der zwei Sekundärdruckeinheiten 17 durch die Stelleinrichtung oder die Stelleinrichtungen zu einem stationären Werkstück 11 angesteuert werden. Die Druckeinrichtung kann dabei beispielsweise als CNC-gesteuerte Druckeinrichtung ausgebildet sein.
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Bevorzugt können die zwei Sekundärdruckeinheiten 17 für den Druckvorgang durch die Stelleinrichtung oder die Stelleinrichtungen jeweils entlang gegenüberliegender Randbereiche 22 bewegt werden.
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5 zeigt eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform einer offenbarungsgemäßen Druckeinrichtung 10.
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Gegenüber der ersten und zweiten Ausführungsform der Druckeinrichtung 10 gemäß 1 und 4 unterscheidet sich diese dritte Ausführungsform der Druckeinrichtung 10 im Wesentlichen in der Ausgestaltung der Sekundärdruckeinheit 17, so dass im Folgenden nur auf diese Unterschiede eingegangen.
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Die dritte Ausführungsformen der Druckeinrichtung 10 umfasst vier Sekundärdruckeinheiten 17 zum Bedrucken der Randbereiche 22 des Werkstücks 11. Bevorzugt ist jedem Randbereich 22 des Werkstücks 11 jeweils eine Sekundärdruckeinheit 17 zugeordnet. Insbesondere sind zwei Sekundärdruckeinheiten 17 jeweils an einer Stelleinrichtung oder gemeinsam an einer Stelleinrichtung beweglich angeordnet und zwei Sekundärdruckeinheiten 17 sind ortsfest in der Druckeinrichtung 10 vorgesehen.
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Vorzugsweise sind jeweils die beweglichen Sekundärdruckeinheiten 17 sich gegenüberliegenden Randbereichen 22 zugeordnet und die ortsfesten Sekundärdruckeinheiten 17 sind den jeweils anderen sich gegenüberliegenden Randbereichen 22 zugeordnet.
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Dabei sind die ortsfesten Sekundärdruckeinheiten 17 vorzugsweise orthogonal zur Förderrichtung F des Werkstücks 11 ausgerichtet (in 5 die Sekundärdruckeinheiten 17 oberhalb und unterhalb des Werkstücks 11). Durch diese ortsfesten Sekundärdruckeinheiten 17 können insbesondere die Randbereiche 22 entlang der langen Seiten der Schmalfläche 13 bedruckt werden, während das Werkstück 11 durch die Fördereinrichtung 21 in der Förderrichtung F gefördert wird.
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Die beweglichen Sekundärdruckeinheiten 17 sind in entgegengesetzte Richtungen zueinander orthogonal zu den ortsfesten Sekundärdruckeinheiten 17 ausgerichtet und können jeweils eine Stellbewegung S zu den Randbereichen 22 entlang der kurzen Seiten der Schmalfläche 13 ausführen (in 5 die Sekundärdruckeinheiten 17 rechts und links des Werkstücks 11) .
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Die Stellbewegungen S der zwei beweglichen Sekundärdruckeinheiten 17 können sowohl unabhängig voneinander als auch gleichzeitig durch die Stelleinrichtung oder die Stelleinrichtungen angesteuert werden.
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Vorzugsweise ist bei dieser Ausführungsform der Druckeinrichtung 10 vorgesehen, dass die Stellbewegungen S der zwei Sekundärdruckeinheiten 17 durch die Stelleinrichtung oder die Stelleinrichtungen während der Förderbewegung F des Werkstücks 11 angesteuert wird. Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Stellbewegungen S der zwei Sekundärdruckeinheiten 17 durch die Stelleinrichtung oder die Stelleinrichtungen zu einem stationären Werkstück 11 angesteuert werden, wobei das Werkstück 11 durch die Fördereinrichtung 21 im Stop and Go Betrieb zu den Sekundärdruckeinheiten 17 gefördert wird.
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Die Druckeinrichtung 10 kann dadurch als Durchlaufeinrichtung ausgebildet sein.
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Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass einzelne, jeweils in verschiedenen Ausführungsformen beschriebene Merkmale auch in einer einzigen Ausführungsform umgesetzt werden können, sofern sie nicht strukturell inkompatibel sind. Gleichermaßen können verschiedene Merkmale, die im Rahmen einer einzelnen Ausführungsform beschrieben sind, auch in mehreren Ausführungsformen einzeln oder in jeder geeigneten Unterkombination vorgesehen sein.
