DE202021101473U1

DE202021101473U1 - Maschine zur Reinigung von Rasterwalzen einer Druckvorrichtung

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Publication number: DE202021101473U1
Application number: DE202021101473.3U
Authority: DE
Original assignee: Ulmex Ind System & Co Kg GmbH; Ulmex Industrie System & Co Kg GmbH
Current assignee: Ulmex Ind System & Co Kg GmbH; Ulmex Industrie System & Co Kg GmbH
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2021-03-23
Publication date: 2021-04-13
Anticipated expiration: 2031-03-24
Also published as: EP4067082A1

Abstract

Maschine (100) zur Reinigung von Rasterwalzen (200) einer Druckvorrichtung mittels eines Lasers, umfassend
eine Lagerungseinrichtung (102) für die Aufnahme einer Rasterwalze (200), die einen Rotationsantrieb (104) umfasst, der eingerichtet ist, die Rasterwalze (200) um ihre Längsachse zu rotieren,
einen entlang mindestens einer Fahrschiene (106) verfahrbaren Schlitten (108), der parallel zur Längsachse der Rasterwalze (200) motorisch verstellbar ist,
eine dem Schlitten (108) zugeordnete Lasereinrichtung (110), die eingerichtet ist, einen Laserstrahl auf einem Mantel einer von der Lagerungseinrichtung (102) aufgenommenen Rasterwalze (200) zu fokussieren, und
eine an dem Schlitten (108) angebrachte und von diesem mitgeführte Saugdüse (112) einer Absaugeinrichtung (114), die eingerichtet ist, Partikel, Staub, Schmauch oder Schmutz abzusaugen, der insbesondere mittels des Laserstrahls vom Mantel der Rasterwalze (200) abgelöst wurde,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich die Fahrschiene (106) des Schlittens (108) in Fallrichtung unterhalb der Lagerungseinrichtung (102) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Reinigung von Rasterwalzen einer Druckvorrichtung mittels eines Lasers. Insbesondere umfasst die Erfindung eine Laser-Maschine zur Reinigung von Raster- und Chromwalzen einer Flexo- und Tiefdruck-Druckvorrichtung. Die Maschine umfasst eine Lagerungseinrichtung für die Aufnahme einer Rasterwalze, der ein Rotationsantrieb zugeordnet ist, welcher eingerichtet ist, die Rasterwalze um ihre Längsachse zu rotieren. Außerdem ist ein entlang mindestens einer Fahrschiene verfahrbarer Schlitten vorhanden, der parallel zur Längsachse der Rasterwalze motorisch verstellbar ist. Ferner liegt eine dem Schlitten zugeordnete Lasereinrichtung vor, die eingerichtet ist, einen Laserstrahl auf einem Mantel einer von der Lagerungseinrichtung aufgenommenen Rasterwalze zu fokussieren, wobei zudem eine an dem Schlitten angebrachte und von diesem mitgeführte Saugdüse einer Absaugeinrichtung vorhanden ist, die eingerichtet ist, Partikel, Staub, Schmauch oder Schmutz abzusaugen, welcher insbesondere mittels des Laserstrahls vom Mantel der Rasterwalze abgelöst wurde.
Eine solche Maschine zur Reinigung von Rasterwalzen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus der EP 3 418 056 A1 bekannt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Maschine zur Reinigung von Rasterwalzen einer Druckvorrichtung mittels eines Lasers bereitzustellen, die ein noch gründlicheres Reinigungsergebnis erzielt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Maschine zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sich die Fahrschiene des Schlittens in Fallrichtung unterhalb der Lagerungseinrichtung erstreckt. Auf diese Weise ist der Schlitten mit der Lasereinrichtung und mit der Saugdüse also unter den normalen Betriebsbedingungen bezogen auf die Gravitationskraft unterhalb der Lagerungseinrichtung und damit unterhalb der von der Lagerungseinrichtung aufgenommenen und zu reinigenden Rasterwalze positioniert. Da der Laser und auch die Absaugung unterhalb der zu reinigenden Rasterwalze liegen, ist eine vereinfachte und gründlichere Reinigung ermöglicht, denn die gelösten Verschmutzungen sinken automatisch in Richtung der Absaugung ab.
Um die Reinigung prozesssicher und gründlich durchführen zu können, ist die Möglichkeit gegeben, dass an dem Schlitten eine Kamera angebracht und von dem Schlitten mitgeführt ist, die eingerichtet ist, den Auftreffpunkt des Laserstrahls am Mantel der Rasterwalze optisch zu erfassen. Auf diese Weise kann - quasi in Echtzeit - geprüft werden, ob die Reinigung in der gewünschten Reinheit erfolgt.
In diesem Zusammenhang ist es ferner von Vorteil, wenn die Kamera als ein Mikroskop gebildet ist, da auch dann die Möglichkeit gegeben ist, die Vertiefungen der Rasterwalze auf etwaige Rückstände zu überprüfen. Die Kamera kann dabei über eine Schnittstelle mit der Steuerung der Maschine gekoppelt sein.
Anstelle oder zusätzlich zur Kamera kann auch ein eigenständiges Mikroskop vorhanden sein, so dass die Steuerung der Maschine auch eine Schnittstelle aufweist, an die ein Mikroskop angebunden werden kann oder an die ein Mikroskop angebunden ist. Mit Hilfe der Kamera und/oder mit Hilfe des Mikroskops lassen sich die Abmessungen der Rasterwalze erfassen und in Form eines Datenstroms an die Steuerung der Maschine übergeben. Insbesondere lassen sich mit der so gebildeten optischen Erfassungseinrichtung der Durchmesser und die Länge der zu reinigenden Rasterwalze erfassen.
In diesem Zuge ist es von Vorteil, wenn eine Anzeige- und Bedieneinrichtung vorhanden ist, die eingerichtet ist, das von der Kamera erfasste Bild anzuzeigen. Hierbei kann die Ausgabe der Bilder an der Anzeige ebenfalls in Echtzeit erfolgen. Eine getaktete, also wiederkehrende Erfassung von Einzelbildern und deren anschließende Ausgabe an der Anzeige- und Bedieneinrichtung ist ebenfalls möglich.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn an dem Schlitten ein Distanzsensor angebracht und von dem Schlitten mitgeführt ist, der eingerichtet ist, die Distanz zum Mantel einer in der Lagerungseinrichtung positionierten Rasterwalze zu erfassen. Anhand des vom Distanzsensor ermittelten Abstandes zur Rasterwalze kann ermittelt werden, ob der Fokus, also der Brennpunkt, der Lasereinrichtung auf dem Mantel der zu reinigenden Rasterwalze liegt. Sollte der Fokus vom Mantel der Rasterwalze zu weit entfernt liegen, so ist entweder die Lasereinrichtung als solche näher zur Rasterwalze hin beziehungsweise weiter von dieser weg zu verstellen, oder es erfolgt eine Verschiebung des Brennpunkts durch die Lasereinrichtung selbst. In beiden Fällen ist zu gewährleisten, dass der Fokus des Lasers auf dem Mantel der zu reinigenden Rasterwalze liegt.
Die Verschiebung des Fokus durch die Lasereinrichtung lässt sich durch die Verstellung geeigneter Optiken realisieren. Sollte eine Verschiebung des Fokus der Lasereinrichtung nicht möglich sein, so ist alternativ oder ergänzend auch eine motorische Verstellung eines Teils des Schlittens oder sogar der ganzen Fahrschiene radial bezüglich der zu reinigenden Rasterwalze möglich.
Um den Fokus der Lasereinrichtung betriebssicher auf eine in die Lagerungseinrichtung eingelegte Rasterwalze zu oder von dieser weg bewegen, damit er auf dem Mantel der zu reinigenden Rastwalze liegt, ist es vorteilhaft, wenn an dem Schlitten ein Stellmotor vorhanden ist. Hierbei ist der Schlitten insbesondere mehrteilig gebildet aus einem an der Fahrschiene befestigten Schlittenteil und einem mittels des Stellmotors senkrecht bezüglich der Längsachse der Fahrschiene verstellbaren Schlittenteil, wobei der verstellbare Schlittenteil die Lasereinrichtung trägt. Der verstellbare Schlittenteil trägt vorzugsweise außerdem die Saugdüse der Absaugeinrichtung. Der verstellbare Schlittenteil trägt vorzugsweise auch den Distanzsensor.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Lasereinrichtung einen Faserlaser umfasst, der einen am Schlitten angeordneten und von dem Schlitten mitgeführten Auskoppler umfasst. Der Einsatz eines Faserlaser hat sich in der vorliegenden Anwendung als vorteilhaft erwiesen, da die Längserstreckung von Druckwalzen ohnehin vorhanden ist und somit ein ausreichend langer Resonator für einen Faserlaser vorliegt. Der Faserlaser ist dabei insbesondere von Pump-Laserdioden getrieben, wobei vorzugsweise eine aktive Faser mit einem Erbium-dotierten Kern in Betracht kommt. Der Einsatz eines Faserlasers, dessen aktive Faser mit Ytterbium oder Neodym dotiert ist, ist ebenfalls möglich. Vorzugsweise ist der Resonatoraufbau des eingesetzten Faserlasers unter Nutzung von Faser-Bragg-Gittern realisiert. Vorzugsweise liegt ein gepulster Faserlaser vor, insbesondere ein Pikosekundenlaser oder ein Femtosekundenlaser. Der Einsatz des gepulsten Faserlasers gewährleistet, dass ein geringerer Wärmeeintrag in die zu reinigenden Rasterwalze bei der Reinigung vorliegt.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn an dem Schlitten ein Laserkollimator angebracht und von dem Schlitten mitgeführt ist, der sich im Strahlengang des ausgekoppelten Lichts der Lasereinrichtung befindet. Durch den Einsatz dieses Kollimators lässt sich das divergent aus dem Auskoppler austretende Laserlicht wieder zu einem parallelen Strahlenbündel bündeln, um das Laserlicht in eine bestimmte Richtung, nämlich in Richtung der zu reinigenden Rasterwalze zu geben.
Um den Kollimator selbst vor Verschmutzungen durch Partikel, Staub, Schmauch oder auch sonstigem Schmutz zu schützen, ist es von Vorteil, wenn dem Laserkollimator eine, für Laserlicht lichtdurchlässige, Schutzplatte zugeordnet ist.
Um auch eine Verunreinigung der Schutzplatte zu reduzieren, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Schutzplatte eine bezüglich der Fallrichtung geneigte Orientierung aufweist, derart, dass auf sie auftreffende Partikel, Staub, Schmauch oder Schmutz zur Saugdüse der Absaugeinrichtung abgelenkt werden.
Insbesondere ist in vorteilhafter Weise aber bei der Maschine aber außerdem ein elektrisch betriebener Kompressor vorhanden. Dieser erzeugt einen Luftstrom, der über einen Schlauch kontinuierlich auf die Schutzplatte geleitet wird. Somit wird verhindert, dass Schmutzpartikel auf dem Glas der Schutzplatte liegen bleiben und somit die Linsentrübung festsetzen. Letztere könnte dazu führen, das der Laserstrahl nicht in der gewünschten Weise durch die Schutzplatte hindurchdringen kann.
Die Schutzplatte selbst kann beispielsweise auch mit geeigneten Tüchern oder Papieren zur Linsenreinigung gereinigt werden, wobei insbesondere in hochreinem Aceton getränkte Papiere genutzt werden können. Es besteht aber auch die vorteilhafte Möglichkeit, dass die Schutzplatte auf ihrer der Lagerungseinrichtung und damit der Rasterwalze zugewandten Seite mit einer austauschbaren, für Laserlicht durchlässigen, Schutzfolie bedeckt ist. Somit kann bei besonders starken Verschmutzungen die Schutzfolie von der Schutzplatte abgelöst und durch eine neue Schutzfolie ersetzt werden. Ein hoher Transmissionsgrad für Laserlicht und damit einhergehend ein geringer Verschmutzungsgrad sind erforderlich, um ein gewünschtes Reinigungsergebnis der Rasterwalze zu erzielen.
Um die Anzahl bewegter Teile zu reduzieren und damit Energie einzusparen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Absaugeinrichtung ein räumlich vom Schlitten abgesetztes Gebläse zur Erzeugung eines Unterdrucks sowie eine die Saugdüse am Schlitten mit dem Gebläse strömungsmechanisch verbindende flexible Saugleitung umfasst. Das etwaig vorhandene Maschinengehäuse kann dabei mehrere Luftansaugöffnungen aufweisen, die vorzugsweise mit einem Filter bedeckt sind.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Lagerungseinrichtung an die Länge einer zu reinigenden Rasterwalze anpassbar ist, wozu insbesondere die Lagerungseinrichtung eine stationäre Lagereinheit mit wenigstens zwei Lagerrollen zur Lagerung eines ersten Endes der Rasterwalze sowie eine versetzbare Lagereinheit mit wenigstens zwei Lagerrollen zur Lagerung des zweiten Endes der Rasterwalze umfasst. Die Maschine kann damit also auch unterschiedlich lange Rasterwalzen reinigen.
Eine einfache Anpassbarkeit der Lagerungseinrichtung an die Dimensionen der zu reinigenden Rasterwalze lässt sich beispielsweise dadurch bewirken, dass zwei sich parallel bezüglich der Längsachse der Rasterwalze erstreckende Schienen vorhanden sind, und dass die versetzbare Lagereinheit von den beiden Schienen getragen ist. Die Schienen können beispielsweise an einem Maschinenrahmen oder auch am Maschinengehäuse fixiert sein.
Um eine betriebssichere Lagerung der zu reinigenden Rasterwalze gewährleisten zu können, sollte die Lage der versetzbaren Lagereinheit zeitweise festgelegt, mithin ebenfalls fixiert werden. In diesem Zuge ist es von Vorteil, wenn die versetzbare Lagereinheit einen Teil eines Schnellspannverschlusses umfasst, der eingerichtet ist, mit einem an wenigstens einer der Schienen vorhandenen, dazu komplementären Teil des Schnellspannverschlusses wechselzuwirken, wodurch die Lage der versetzbaren Lagereinheit bezüglich der stationären Lagereinheit lösbar fixierbar ist. Hierbei kann die Schiene beispielsweise mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen oder Öffnungen gebildet sein, in die ein Spannstück eines Kniehebelspanners, insbesondere eines Waagrechtspanners, passend eingreift. Auf diese Weise wird also der Abstand zwischen der stationären Lagereinheit und der versetzbaren Lagereinheit zeitweise festgelegt.
Da die stationäre Lagereinheit in ihrer Position bezüglich dem Maschinenrahmen oder bezüglich dem Maschinengehäuse unveränderlich festgelegt ist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Rotationsantrieb der stationären Lagereinheit zugeordnet ist. In diesem Zuge ist wenigstens eine der Lagerrollen der stationären Lagereinheit durch den Rotationsantrieb rotierend antreibbar.
Für den Reinigungsprozess ist es wichtig, dass zwischen der zu reinigenden Rasterwalze und den Lagerrollen der Lagerungseinrichtung kein Schlupf auftritt. Es ist daher sinnvoll, zu überprüfen, ob ein solcher Schlupf vorliegt. Wenn Schlupf auftritt, so kann dieser einen Fehler im Reinigungsprozess auslösen. In diesem Zuge ist es daher von Vorteil, wenn der stationären Lagereinheit ein erster Drehgeber zur Erfassung einer Rotationsbewegung von zumindest einer ihrer Lagerrollen zugeordnet ist, und wenn der versetzbaren Lagereinheit ein zweiter Drehgeber zur Erfassung einer Rotationsbewegung von zumindest einer ihrer Lagerrollen zugeordnet ist. Der erste Drehgeber der stationären Lagereinheit kann dabei beispielsweise in den Rotationsantrieb selbst integriert werden. Durch den Einsatz von zwei unterschiedlichen Drehgebern lassen sich die erfassten Signale validieren, wobei beim Feststellen einer Differenz zwischen den beiden erfassten Drehbewegungen auf das Vorhandensein von Schlupf geschlossen wird.
Eine zuverlässigere Rotation der zu reinigenden Druckwalze lässt sich dadurch bewirken, dass mehr als eine Lagerrolle genutzt wird, um die zu reinigende Druckwalze rotierend anzutreiben. In diesem Zuge hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Lagerrollen der stationären Lagereinheit über ein umlaufendes Zugmittel im Gleichlauf antreibbar sind. Als Zugmittel kommt hier beispielsweise ein Riemen oder eine Kette in Betracht. Der Einsatz eines Zahnriemens ist ebenfalls möglich.
Um den Vorgang des Einlegens einer Rasterwalze in die Lagerungseinrichtung zu beschleunigen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die stationäre Lagereinheit und/oder die versetzbare Lagereinheit einen mechanischen Anschlag für eine Stirnseite einer zu reinigenden Rasterwalze umfasst.
Da die Maschine eine Lasereinrichtung zur Reinigung der Rasterwalze einsetzt, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Maschinengehäuse vorhanden ist, das einen Bearbeitungsbereich umschließt, der über eine zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellbare Maschinenabdeckung zugänglich ist.
Um dem Maschinenbediener oder dem Benutzer der Maschine sehr schnell und einfach den Fortschritt des Reinigungsprozesses visualisieren zu können, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in das Maschinengehäuse auf seiner dem Bearbeitungsbereich abgewandten Seite eine Fortschrittsanzeigeeinrichtung zur Anzeige eines Reinigungsfortschritts integriert ist.
Diese Fortschrittsanzeigeeinrichtung erstreckt sich vorzugsweise parallel zur Fahrschiene des Schlittens bzw. parallel zur Längsachse der zu reinigenden Rasterwalze. Die Fortschrittsanzeigeeinrichtung liegt vorzugsweise als eine mehrere Leuchtdioden (LED) umfassende LED-Leiste vor, die einzeln ansteuerbare LEDs umfasst. Ein dem Schlitten zugeordneter Geber erfasst dabei vorzugsweise seine Position und veranlasst dann diejenigen LEDs der Leiste zu leuchten, die sich „auf Höhe“ des Schlittens befinden. Selbstverständlich ist auch eine Visualisierung des Reinigungsfortschritts an der Anzeige- und Bedieneinrichtung möglich, die hierzu vorzugsweise ein entsprechendes Display besitzt.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

1 eine Maschine zur Reinigung von Rasterwalzen einer Druckvorrichtung mittels eines Lasers in einer Perspektive, bei der der Bearbeitungsbereich von einem Maschinengehäuse umschlossen ist,
2 eine Draufsicht auf die Maschine aus 1 mit einer entfernten Masch inenabdeckung,
3 eine perspektivische Ansicht der Maschine nach 1 mit entferntem Maschinengehäuse und eingelegter Rasterwalze,
4 eine Detailansicht auf die Konstituenten der Maschine aus 1, die im Bearbeitungsbereich vorliegen,
5 den entlang der Fahrschiene verfahrbaren Schlitten der Maschine aus 1 zusammen mit einer Explosionsansicht der Schutzplatte, die an dem Schlitten befestigbar ist,
6 eine Detailansicht auf die Lagerungseinrichtung mit ihren beiden Lagereinheiten, und
7 eine perspektivische Detailansicht auf die versetzbare Lagereinheit der Lagerungseinrichtung.

In 1 ist eine Maschine 100 zur Reinigung von Rasterwalzen 200 einer Druckvorrichtung mittels eines Lasers gezeigt. Diese Maschine 100 umfasst ein Maschinengehäuse 136, das einen Bearbeitungsbereich 154 umschließt. Der Bearbeitungsbereich 154 ist zugänglich über eine zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellbare Maschinenabdeckung 156. Die Maschinenabdeckung 156 weist hierfür einen Griff auf, um die Maschinenabdeckung 156, die vorliegend an einem Scharnier befestigt ist, anzuheben oder wieder abzusenken.
An dem Maschinengehäuse 136 oder dem zugehörigen Maschinenrahmen 162 ist außerdem eine Anzeige- und Bedieneinrichtung 152 befestigt, die in einer Kommunikationsverbindung mit der Maschinensteuerung steht, um Eingabe- oder Steuerungsbefehle an die Maschinensteuerung übergeben zu können oder um Informationen von Sensoren der Maschine 100 an einem Display der Anzeige- und Bedieneinrichtung 125 auszugeben.
Außerdem ist eine Fortschrittsanzeigeeinrichtung 150 zur Anzeige eines Reinigungsfortschritts zu erkennen, die insbesondere aus einer Kette von Leuchtdioden gebildet ist. Dabei ist die Anzahl der leuchtenden - oder der andersfarbig leuchtenden - Leuchtdioden proportional zum Fortschritt der Reinigung einer im Bearbeitungsbereich 154 gereinigten Rasterwalze 200 (Anilox). Die Fortschrittsanzeigeeinrichtung 150 kann aber auch dazu genutzt werden, um dem Maschinenbediener einen Fehler zu zeigen, beispielsweise durch ein Blinken der Leuchtdioden oder durch ein andersfarbiges Leuchten der Leuchtdioden; beispielsweise in der Farbe „rot“ für die Anzeige eines Fehlers. Der Reinigungsfortschritt und/oder die Anzeige etwaiger Fehler können auch an der Anzeige- und Bedieneinrichtung 152 angezeigt werden.
In 2 ist eine Draufsicht der Maschine 100 zu erkennen, bei welcher die Maschinenabdeckung 156 entfernt ist. Die Maschine 100 weist hierbei eine Lagerungseinrichtung 102 für die Aufnahme einer Rasterwalze 200 auf. Die Lagerungseinrichtung 102 ist dabei an die Länge einer zu reinigenden Rasterwalze 200 anpassbar. Hierfür umfasst die Lagerungseinrichtung 102 eine stationäre Lagereinheit 128 mit wenigstens zwei Lagerrollen 130 zur Lagerung eines ersten Endes der Rasterwalze 200 sowie eine versetzbare Lagereinheit 143 mit wenigstens zwei Lagerrollen 130 zur Lagerung des zweiten Endes der Rasterwalze 200. Vorliegend sind den Lagerrollen 130 zusätzliche Hilfslagerrollen 132 zugeordnet, um die zu reinigende Rasterwalze 200 betriebssicher in der Lagerungseinrichtung 102 aufnehmen zu können.
Außerdem ist eine Fahrschiene 106 vorhanden sowie ein entlang der Fahrschiene 106 verfahrbarer Schlitten 108, der parallel zur Längsachse der Rasterwalze 200 motorisch verstellbar ist. Dem Schlitten 108 ist eine Lasereinrichtung 110 zugeordnet, die eingerichtet ist, einen Laserstrahl auf einem Mantel einer von der Lagerungseinrichtung 102 aufgenommenen Rasterwalze 200 zu fokussieren. Am Schlitten 108 ist außerdem eine Saugdüse 112 einer Absaugeinrichtung 114 angebracht und von diesem mitgeführt, welche eingerichtet ist, Partikel, Staub, Schmauch oder Schmutz abzusaugen, der insbesondere mittels des Laserstahls vom Mantel der Rasterwalze 200 abgelöst wurde.
In den 3 und 4 ist die Maschine 100, insbesondere ihr Bearbeitungsbereich 154 gezeigt, wobei eine Rasterwalze 200 von der Lagerungseinrichtung 102 aufgenommen ist. Es ist zu erkennen, dass sich die Fahrschiene 106 des Schlittens 108 in Fallrichtung unterhalb der Lagerungseinrichtung 102 erstreckt. Dies hat zur Folge, dass herabfallende Partikel oder absinkender der Staub einfacher von der Saugeinrichtung 114 mittels ihrer Saugdüse 112 abgesaugt werden kann. Die Absaugeinrichtung 114 umfasst hierzu ein räumlich vom Schlitten 108 abgesetztes Gebläse 126, das in den Figuren lediglich illustrativ strichliert eingezeichnet wurde. Dieses Gebläse 126 ist eingerichtet, einen Unterdruck zu erzeugen. Die Absaugeinrichtung 114 umfasst außerdem eine die Saugdüse 112 am Schlitten 108 mit dem Gebläse 126 strömungsmechanisch verbindende flexible Saugleitung 160. Diese Saugleitung 160 ist der Übersicht halber lediglich ansatzweise in 3 dargestellt. Um innerhalb des Bearbeitungsbereichs 154 möglichst staub- und partikelfrei arbeiten zu können, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Maschinengehäuse 136 mehrere Luftdurchtritte umfasst, die von, insbesondere austauschbaren, Filtern 158 bedeckt sind. Auch Luftdurchtritte, die strömungsmechanisch mit dem Gebläse 126 verbunden sind, können mit solchen Filtern 158 versehen sein.
Ferner ist zu erkennen, dass an dem Schlitten 108 ein Distanzsensor 118 angebracht und von dem Schlitten 108 mitgeführt ist, wobei der Distanzsensor 118 eingerichtet ist, die Distanz zum Mantel einer in der Lagerungseinrichtung 102 positionierten Rasterwalze 200 zu erfassen. In Abhängigkeit des erfassten Abstands zum Mantel der Rasterwalze 200 kann dabei der Fokus der Lasereinrichtung 110 geeignet eingestellt werden. Dies kann beispielsweise mit dem Einsatz geeigneter Optiken im Strahlengang des Lasers erfolgen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass sich die Optik der Lasereinrichtung 110 nicht verstellen lässt. Vorliegend ist deshalb der Fokus des Laserstrahls mittels eines Stellmotors 164 am Schlitten 108 radial bezüglich der Längsachse der zu reinigenden Rasterwalze 200 derart versetzbar, dass der Fokus des Laserstrahls der Lasereinrichtung 110 auf der Mantelfläche der zu reinigenden Rasterwalze 200 positioniert ist. Hierzu ist der Schlitten 108 mehrteilig gebildet aus einem an der Fahrschiene 106 befestigten Schlittenteil und einem mittels des Stellmotors 164 senkrecht bezüglich der Längsachse der Fahrschiene 106 verstellbaren Schlittenteil, wobei der verstellbare Schlittenteil die Lasereinrichtung 110 trägt. Der verstellbare Schlittenteil trägt außerdem die Saugdüse 112 der Absaugeinrichtung 114. Der verstellbare Schlittenteil trägt vorzugsweise auch den Distanzsensor 118, um eine Veränderung des Abstands zum Mantel der zu reinigenden Rasterwalze 200 bei der Verstellbewegung zu erfassen.
Die Lasereinrichtung 110 umfasst vorzugsweise einen Faserlaser, der einen am Schlitten 108 angeordneten und von dem Schlitten 108 mitgeführten Auskoppler umfasst. Dieser Faserlaser ist vorzugsweise von mehreren Pump-Laserdioden getrieben, wobei ein Erbium-dotierter Glasfaserkern als aktive Faser des Faserlasers Einsatz findet. Die Dotierung mit Ytterbium oder Neodym ist ebenfalls möglich. Vorzugsweise liegen in der aktiven Faser ein oder mehrere Faser-Bragg-Gitter vor. Um einen geringen Wärmeeintrag in das Material der Rasterwalze 200 zu bewirken, erfolgt ein gepulster Betrieb der Lasereinrichtung 110.
In 5 ist eine Detailansicht des Schlittens 108 gezeigt, wobei festzustellen ist, dass an dem Schlitten 108, insbesondere an einem sich vom Schlittengrundkörper erstreckenden Winkelstück, eine Kamera 116 festgelegt ist, die mit ihrer Optik auf den Mantel der zu reinigenden Rasterwalze 200 gerichtet ist. Somit ist also an dem Schlitten 108 eine Kamera 116 angebracht und von dem Schlitten 108 mitgeführt, die eingerichtet ist, den Auftreffpunkt des Laserstrahls am Mantel der Rasterwalze 200 optisch zu erfassen. Um ein detailgetreues Abbild der Vertiefungen der Rasterwalze 200 zu erhalten, ist die Kamera 116 vorzugsweise als ein Mikroskop gebildet. Die Kamera 116 kann kontinuierlich oder getaktet Bilder vom Mantel der zu reinigenden Rasterwalze 200 erfassen. Diese Bilder können dann beispielsweise an der Anzeige- und Bedieneinrichtung 152 angezeigt werden.
Das vom Auskoppler der Lasereinrichtung 110 ausgekoppelte Laserlicht liegt zunächst diffus vor, sodass vorliegend ein Laserkollimator 120 an dem Schlitten 108 angebracht und von diesem mitgeführt ist, welches sich im Strahlengang des ausgekoppelten Lichts der Lasereinrichtung 110 befindet. Um zu vermeiden, dass der Laserkollimator 120 von herabfallenden Partikeln, von Staub, von Schmauch oder von Schmutz bedeckt wird, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass dem Laserkollimator 120 eine, für Laserlicht lichtdurchlässige, Schutzplatte 122 zugeordnet ist. Die Lage der Schutzplatte 122 kann durch eine Halterung am Schlitten 108, insbesondere am Schlittengrundkörper, festgelegt werden. In 5 ist diese Halterung mit der darin eingesetzten Schutzplatte 122 zu erkennen. Die Schutzplatte 122 weist in ihrer Einbaulage eine bezüglich der Fallrichtung geneigte Orientierung auf, derart, dass auf sie auftreffende Partikel, Staub, Schmauch oder Schmutz zur benachbarten Saugdüse 112 der Absaugeinrichtung 114 abgelenkt werden. Bei der Maschine 100 ist vorliegend aber außerdem ein nicht näher gezeigter elektrisch betriebener Kompressor vorhanden. Dieser erzeugt einen Luftstrom, der über einen Schlauch kontinuierlich auf die Schutzplatte 122 geleitet wird. Somit wird verhindert, dass Schmutzpartikel auf dem Glas der Schutzplatte 122 liegen bleiben und somit die Linsentrübung festsetzen. Letztere könnte dazu führen, das der Laserstrahl nicht in der gewünschten Weise durch die Schutzplatte 122 hindurchdringen kann. Die Schutzplatte 122 kann beispielsweise mit geeigneten Tüchern oder Papieren gereinigt werden. Um die Reinigung jedoch zusätzlich zu vereinfachen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Schutzplatte 122 auf ihrer der Lagerungseinrichtung 102 und damit der Rasterwalze 200 zugewandten Seite mit einer austauschbaren, für Laserlicht durchlässigen, Schutzfolie 124 bedeckt ist, wie dies ebenfalls in 5 illustriert ist.
In 6 ist eine Draufsicht auf die Lagerungseinrichtung 102 zu erkennen, wobei hier die stationäre Lagereinheit 128 links und die versetzbare Lagereinheit 134 rechts dargestellt ist. Es ist zu erkennen, dass beide Lagereinheiten 128, 134 Lagerrollen 130 umfassen, die um Lagerachsen rotierbar sind. Den Lagereinheiten 128, 134 sind außerdem Hilfslagerrollen 132 zugeordnet, die eine betriebssicherere Aufnahme der zu reinigenden Rasterwalze 200 gewährleisten. Vorliegend ist der Rotationsantrieb 104 der stationären Lagereinheit 128 zugeordnet, wobei der Rotationsantrieb 104 wenigstens eine der Lagerrollen 130 rotierend antreiben kann. Vorliegend sind die Lagerrollen 130 der stationären Lagereinheit 128 über ein umlaufendes Zugmittel 146 drehfest miteinander verbunden, sodass sich beide Lagerrollen 130 drehen, wenn der Rotationsantrieb 104 in Betrieb ist. Über das umlaufende Zugmittel 146, welches beispielsweise als Riemen, Zahnriemen oder Kette gebildet sein kann, laufen die beiden Lagerrollen 130 der stationären Lagereinheit 128 im Gleichlauf um. Die Lagerrollen 130 der versetzbaren Lagereinheit 134 können dabei unangetrieben sein, sodass diese lediglich aufgrund der Rotationsbewegung der zu reinigenden Rasterwalze 200 umlaufen.
Um das Einlegen einer Rasterwalze 200 zu vereinfachen und zu beschleunigen, sind die beiden Lagereinheiten 128, 134 mit einem Anschlag 148 ausgerüstet, an den die Stirnseite einer zu reinigenden Rasterwalze 200 angelegt werden kann.
Der Abstand zwischen den beiden Lagereinheiten 128, 134 ist einstellbar, wobei der versetzbare Lagereinheit 134 hierzu ein Teil eines Schnellspannverschlusses 140 zugeordnet ist. Vorliegend liegt ein Schnellspanner in Form eines Kniehebelschnellspanners vor, der insbesondere als ein Flachspanner gebildet ist, und dessen freies Spannstück in Ausnehmungen an Schienen 138 am Maschinenrahmen 162 oder am Maschinengehäuse 136 passend eingreifen kann. Auf diese Weise weist also die versetzbare Lagereinheit 134 einen Teil des Schnellspannverschlusses 140 auf, der eingerichtet ist, mit einem an wenigstens einer der Schienen 138 vorhandenen, dazu komplementären Teil des Schnellspannverschlusses 140 wechselzuwirken, wodurch die Lage der versetzbaren Lagereinheit bezüglich der stationären Lagereinheit 128 lösbar fixierbar ist. Die Schienen 138 sind beispielsweise in der Draufsicht nach 2 zu erkennen. Die versetzbare Lagereinheit 134 ist entlang dieser beiden Schienen 138 verschiebbar oder versetzbar und wird zudem von den Schienen 138 getragen. Die beiden Schienen 138 erstrecken sich ebenfalls parallel bezüglich der Längsachse einer zu reinigenden Rasterwalze 200.
In 6 ist lediglich schematisch strichliert angedeutet, dass der stationären Lagereinheit 128, insbesondere ihrem Rotationsantrieb 104 ein erster Drehgeber 142 zur Erfassung einer Rotationsbewegung von zumindest einer ihrer Lagerrollen 130 zugeordnet ist.
7 ist zu entnehmen, dass auch der versetzbaren Lagereinheit 134 ein zweiter Drehgeber 144 zur Erfassung einer Rotationsbewegung von zumindest einer ihrer beiden Lagerrollen 130 zugeordnet ist.
Die Signale der beiden Drehgeber 142, 144 können dazu genutzt werden, um zu prüfen, ob Schlupf zwischen der zu reinigenden Rasterwalze 200 und dem Rotationsantrieb 104 vorliegt, nämlich genau dann, wenn der erste Drehgeber 142 eine Rotation erfasst, die vom Signal des zweiten Drehgebers 144 nicht validiert werden kann, weil letzterer keine Rotationsbewegung erfasst. Wenn Schlupf vermieden wird, trägt dies zu einem guten Reinigungsergebnis bei. Sollte allerdings das Auftreten von Schlupf aufgrund der voneinander abweichenden Signale der Drehgeber 142, 144 erfasst werden, so kann eine Fehlerausgabe an der Fortschrittsanzeigeeinrichtung 150 des Maschinengehäuses 136 oder an der Anzeige- und Bedieneinrichtung 152 erfolgen.
Im Ergebnis zeichnet sich die Maschine 100 der vorliegenden Erfindung durch ein besonders gutes Reinigungsergebnis aus, da sich die Absaugung und der Laser unterhalb der zu reinigenden Rasterwalze 200 befinden.
Bezugszeichenliste

100: Maschine
102: Lagerungseinrichtung
104: Rotationsantrieb
106: Fahrschiene
108: Schlitten
110: Lasereinrichtung
112: Saugdüse
114: Absaugeinrichtung
116: Kamera
118: Distanzsensor
120: Laserkollimator
122: Schutzplatte
124: Schutzfolie
126: Gebläse
128: stationäre Lagereinheit
130: Lagerrolle
132: Hilfslagerrolle
134: versetzbare Lagereinheit
136: Maschinengehäuse
138: Schiene
140: Schnellspannverschluss
142: erster Drehgeber
144: zweiter Drehgeber
146: Zugmittel
148: Anschlag
150: Fortschrittsanzeigeeinrichtung
152: Anzeige- und Bedieneinrichtung
154: Bearbeitungsbereich
156: Maschinenabdeckung
158: Filter
160: Saugleitung
162: Maschinenrahmen
164: Stellmotor
200: Rasterwalze

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3418056 A1 [0002]

Claims

Maschine (100) zur Reinigung von Rasterwalzen (200) einer Druckvorrichtung mittels eines Lasers, umfassend eine Lagerungseinrichtung (102) für die Aufnahme einer Rasterwalze (200), die einen Rotationsantrieb (104) umfasst, der eingerichtet ist, die Rasterwalze (200) um ihre Längsachse zu rotieren, einen entlang mindestens einer Fahrschiene (106) verfahrbaren Schlitten (108), der parallel zur Längsachse der Rasterwalze (200) motorisch verstellbar ist, eine dem Schlitten (108) zugeordnete Lasereinrichtung (110), die eingerichtet ist, einen Laserstrahl auf einem Mantel einer von der Lagerungseinrichtung (102) aufgenommenen Rasterwalze (200) zu fokussieren, und eine an dem Schlitten (108) angebrachte und von diesem mitgeführte Saugdüse (112) einer Absaugeinrichtung (114), die eingerichtet ist, Partikel, Staub, Schmauch oder Schmutz abzusaugen, der insbesondere mittels des Laserstrahls vom Mantel der Rasterwalze (200) abgelöst wurde, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Fahrschiene (106) des Schlittens (108) in Fallrichtung unterhalb der Lagerungseinrichtung (102) erstreckt.
Maschine (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schlitten (108) eine Kamera (116) angebracht und von dem Schlitten (108) mitgeführt ist, die eingerichtet ist, den Auftreffpunkt des Laserstrahls am Mantel der Rasterwalze (200) optisch zu erfassen.
Maschine (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (116) als ein Mikroskop gebildet ist.
Maschine (100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeige- und Bedieneinrichtung (152) vorhanden ist, die eingerichtet ist, das von der Kamera (116) erfasste Bild anzuzeigen.
Maschine (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schlitten (108) ein Distanzsensor (118) angebracht und von dem Schlitten (108) mitgeführt ist, der eingerichtet ist, die Distanz zum Mantel einer in der Lagerungseinrichtung (102) positionierten Rasterwalze (200) zu erfassen.
Maschine (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasereinrichtung (110) einen Faserlaser umfasst, der einen am Schlitten (108) angeordneten und von dem Schlitten (108) mitgeführten Auskoppler umfasst.
Maschine (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schlitten (108) ein Laserkollimator (120) angebracht und von dem Schlitten (108) mitgeführt ist, der sich im Strahlengang des ausgekoppelten Lichts der Lasereinrichtung (110) befindet.
Maschine (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Laserkollimator (120) eine, für Laserlicht lichtdurchlässige, Schutzplatte (122) zugeordnet ist.
Maschine (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzplatte (122) eine bezüglich der Fallrichtung geneigte Orientierung aufweist, derart, dass auf sie auftreffende Partikel, Staub, Schmauch oder Schmutz zur Saugdüse (112) der Absaugeinrichtung (114) abgelenkt werden.
Maschine (100) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzplatte (122) auf ihrer der Lagerungseinrichtung (102) und damit der Rasterwalze (200) zugewandten Seite mit einer austauschbaren, für Laserlicht durchlässigen, Schutzfolie (124) bedeckt ist.
Maschine (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugeinrichtung (114) ein räumlich vom Schlitten (108) abgesetztes Gebläse (126) zur Erzeugung eines Unterdrucks sowie eine die Saugdüse (112) am Schlitten (108) mit dem Gebläse (126) strömungsmechanisch verbindende flexible Saugleitung (160) umfasst.
Maschine (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerungseinrichtung (102) an die Länge einer zu reinigenden Rasterwalze (200) anpassbar ist, wozu die Lagerungseinrichtung (102) eine stationäre Lagereinheit (128) mit wenigstens zwei Lagerrollen (130) zur Lagerung eines ersten Endes der Rasterwalze (200) sowie eine versetzbare Lagereinheit (134) mit wenigstens zwei Lagerrollen (130) zur Lagerung des zweiten Endes der Rasterwalze (200) umfasst.
Maschine (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei sich parallel bezüglich der Längsachse der Rasterwalze (200) erstreckende Schienen (138) vorhanden sind, und dass die versetzbare Lagereinheit (134) von den beiden Schienen (138) getragen ist.
Maschine (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die versetzbare Lagereinheit (134) einen Teil eines Schnellspannverschlusses (140) umfasst, der eingerichtet ist, mit einem an wenigstens einer der Schienen (138) vorhandenen, dazu komplementären Teil des Schnellspannverschlusses (140) wechselzuwirken, wodurch die Lage der versetzbaren Lagereinheit (134) bezüglich der stationären Lagereinheit (128) lösbar fixierbar ist.
Maschine (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationsantrieb (104) der stationären Lagereinheit (128) zugeordnet ist, und dass wenigstens eine der Lagerrollen (130) durch den Rotationsantrieb (104) rotierend antreibbar ist.
Maschine (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der stationären Lagereinheit (128) ein erster Drehgeber (142) zur Erfassung einer Rotationsbewegung von zumindest einer ihrer Lagerrollen (130) zugeordnet ist, und dass der versetzbaren Lagereinheit (134) ein zweiter Drehgeber (144) zur Erfassung einer Rotationsbewegung von zumindest einer ihrer Lagerrollen (130) zugeordnet ist.
Maschine (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerrollen (130) der stationären Lagereinheit (128) über ein umlaufendes Zugmittel (146) im Gleichlauf antreibbar sind.
Maschine (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die stationäre Lagereinheit (128) und/oder die versetzbare Lagereinheit (134) einen mechanischen Anschlag (148) für eine Stirnseite einer zu reinigenden Rasterwalze (200) umfasst.
Maschine (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maschinengehäuse (136) vorhanden ist, das einen Bearbeitungsbereich (154) umschließt, der über eine zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellbare Maschinenabdeckung (156) zugänglich ist.
Maschine (100) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in das Maschinengehäuse (136) auf seiner dem Bearbeitungsbereich (154) abgewandten Seite eine Fortschrittsanzeigeeinrichtung (150) zur Anzeige des Reinigungsfortschritts integriert ist.