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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Druckelement und ein Verfahren
gemäß dem Oberbegriff der
entsprechenden unabhängigen
Patentansprüche.
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Der
Begriff "Druckelement", wie er in der vorliegenden
Beschreibung gebraucht wird, bedeutet irgendein Element zum direkten
oder indirekten Übertragen
von Information auf verschiedenste Träger durch Flexodruck, Kupferdruck
und Offset-Druck. Folglich
umfasst der Begriff jedes der folgenden Elemente: eine Druckhülse, die
etwa durch Deformation mit Druckluft oder auf andere Weise auf einem
Zylinder (möglicherweise
vom radial deformierbaren Typ) in bekannter Weise anzubringen ist,
der um seine Längsachse
rotiert, wobei die Hülse
aus einem Verbundmaterial mit Glasfasern, Aramidfasern, Kunststofffasern
oder Kombinationen dieser Fasern besteht, wobei die Hülse aus
Fasern oder Verbundmaterial mit einer Polyurethan- oder Gummischicht
bedeckt ist oder eine verchromte Fläche präsentiert oder mit Polyester-
oder Epoxidharz bedeckt ist, oder eine Nickelhülse bedeckt mit Gummi oder
Polyurethan ist. Dieses Druckelement kann Druckbuchstaben oder Bilder
auf seiner äußeren Oberfläche aufweisen
(Buchstaben oder Bilder, die direkt darauf geformt sind oder auf
Platten oder Blöcken
vorgesehen sind, die in irgendeiner bekannten Weise auf der Oberfläche befestigt
sind), um schließlich
ein direktes Drucken der Buchstaben oder Bilder auf einen geeigneten
Träger
in einer Flexodruck- oder Kupferdruckmaschine zu ermöglichen;
alternativ kann das Druckelement als eine Walze in einer mittleren
Walzengruppe einer Flexodruck-, Kombinationsdruck-, Spreading- oder
Offset-Druckmaschine verwendet werden, um in bekannter Weise Druckfarbe
auf eine Zylinder zu übertragen,
der mit den Buchstaben (oder Bildern) versehen ist, wobei es die
Walze daher ermöglicht,
die Buchstaben oder Bilder indirekt auf eine geeigneten Träger oder
ein geeignetes Substrat zu drucken.
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Genauer
gesagt kann, wie erwähnt,
eine Druckhülse,
die im Wesentlichen von zylindrischer Form ist, auf einem drehbaren
Druckzylinder einer Druckmaschine angebracht werden, um Bilder (oder Buchstaben)
auf das Substrat zu drucken. Die meisten kommerziellen Druckmaschinen
haben mehrere Druckzylinder und benötigen daher mehrere Druckhülsen.
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Eine
Vielzahl von Mechanismen kann dazu verwendet werden, um die Druckhülse auf
dem Druckzylinder anzubringen. Z.B. ist luftunterstützes Anbringen
eine übliche
Weise der Anbringung einer Druckhülse. Luftunterstütztes Anbringen
bezieht sich allgemein auf die Platzierung einer Druckhülse auf
einem Druckzylinder, indem Druckluft zwischen die Hülse und
den Zylinder eingeführt
wird. Typischerweise hat die Druckhülse einen Innendurchmesser, der
etwas kleiner als der Außendurchmesser
des Druckzylinders ist. Die Differenz in diesen Durchmessern ist
eine Dimensionierung, die als Presspassung bekannt ist. Durch Einbringen
von Druckluft wird der Durchmesser wenigstens der inneren Oberfläche der Druckhülse leicht
vergrößert, so
dass die Hülse
auf den Druckzylinder aufgeschoben und/oder davon entfernt werden
kann. Das Aufrechterhalten des Presssitzes ist wesentlich dafür, um das
Verrutschen der Hülse
und das resultierende Verschmieren oder eine andere nicht akzeptable
Verschlechterung des Bildes, das durch die Hülse gedrückt wird, zu vermeiden.
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In
einigen Fällen
kann eine mit Luftunterstützung
anbringbare Druckhülse
aus mehreren konzentrischen Lagen gebildet sein. Insbesondere umfassen
die meisten Druckarbeiten eine "Bildwiederholung", was die Umfangslänge des
einmal oder mehrmals auf ein Substrat zu druckenden Bildes ist.
Der Umfang einer Druckhülse
muss groß genug
sein, um ein oder mehrere Bildwiederholungen zu enthalten. Ferner
können
verschiedene Druckaufträge
Bildwiederholungen beinhalten, die sich in der Größe unterscheiden,
und folglich können
verschiedene Druckaufträge Druckhülsen benötigen, die
sich ebenfalls in der Größe unterscheiden.
Zum Beispiel erfordert eine größere Hülsenwiederholungsgröße eine
Druckhülse
mit einem größeren Umfang
oder einen größeren Außendurchmesser
für denselben
Druckzylinderdurchmesser. Um einen Auftrag durchzuführen, der eine
größere Hülsenwiederholungsgröße hat,
muss der Außendurchmesser
der Druckhülse
groß genug sein,
um die größere Hülsenwiederholungsgröße zu ergeben.
Daher werden Druckhülsen,
die sich aus mehreren Lagen ergeben, die die radiale Dicke der Hülse erhöhen, im
Allgemeinen verwendet, um die benötigte radiale Dicke bereitzustellen.
Insbesondere hat die mehrlagige Druckhülse den Effekt, den Außendurchmesser
der Hülse
zu vergrößern, um
eine größere Wiederholungsgröße zu ergeben,
so dass die Hülse
auf einem Druckzylinder mit kleinerem Durchmesser, der bereits im
Bestand vorhanden ist, angebracht werden kann. Je dicker die Hülsen sind, desto
größer ist
die träge
Masse der rotierenden Hülse
und desto größer die
Gefahr des Verrutschens, wenn der Presssitz sich während der
Lebensdauer der Hülse
verschlechtern sollte.
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Beim
Drucken war es für
die Benutzer immer ein Problem, jedem Druckelement Informationen
darüber
zuzuordnen, die auf die Definition der physikalischen Eigenschaften
(z.B. Typ, Abmessungen, die Eigenschaften des Grundmaterials oder
der Grundmaterialien jeder der dargebotenen Deckschichten) oder
die auf eine vorhergehende Benutzung gerichtet sind und die daher
beispielsweise die Definition einer wahrscheinlichen Lebensdauer
oder der Notwendigkeit ermöglichen,
das Element einer mechanischen Bearbeitung zu unterziehen (z.B.
Schleifen), die seine nutzbare Lebensdauer verlängern würde. Im Allgemeinen wird diese
Information (insbesondere, wenn sie sich auf die physikalischen
Eigenschaften des Druckelements bezieht) auf Etiketten oder Aufdrucken
vorgesehen, die unmittelbar vor der ersten Benutzung des Elements
entfernt werden oder die nach einigen Benutzungen unlesbar werden.
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Eine
Art von mehrlagiger Hülse,
die gegenwärtig
in der Technik verwendet werden, umfasst z.B. eine innerste Kernlage,
die aus gewickelten Glasfasern beschichtet mit Epoxydharz gebildet
ist. Nachdem eine erste Lage von Glasfaserband beschichtet mit Epoxydharz
um einen zylindrisch geformten Kern gewickelt ist, wird eine Papiermakierung
mit einer Dicke, die gleichmäßig über die
Markierung ist und weniger als 1 mm beträgt, auf die erste Lage gelegt
und mit einer zweiten Lage aus Glasfaserband beschichtet mit Epoxydharz
bedeckt. Eine solche Markierung ist mit Informationen bezüglich der
am Ende zu bildenden Hülse
versehen. So kann typischerweise die innerste Kernlage nicht gebildet
werden, bis bekannt ist, welcher Typ von Hülse zu bauen ist, so dass die Markierung
mit der richtigen Information erzeugt und dann in die Hülse eingebettet
werden kann.
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Nachfolgende
Lagen aus Glasfaserband beschichtet mit Epoxydharz werden über die
Länge der innersten
Kernlage aufeinanderfolgend gewickelt, bis die gewünschte radiale
Dicke der ersten Kernlage für die
weitere Prozessierung erreicht ist. Die gewünschte radiale Dicke dieser
Vorläuferstufe
der innersten Kernlage ist größer als
die schließlich
gewünschte
radiale Dicke der innersten Kernlage. Beim weiteren Bearbeitungsvorgang
der innersten Lage werden Wärmebehandlungen
erforderlich, die die innerste Kernlage Temperaturen von etwa 90°C für etwa zwei Stunden
aussetzen. Ferner muss die innerste Kernlage dieser mehrlagigen
Hülse einem
mechanischen Schleifvorgang und einem Poliervorgang unterzogen werden,
um sie für
die Aufbringung von einer der nachfolgenden zusätzlichen Lagen vorzubereiten, die
die endgültige
mehrlagige Hülse
aufbauen. Die Hinzufügung
dieser nachfolgenden Lagen involviert typischerweise auch Wärmebehandlungen
und mechanische Bearbeitungen durch Schleifen und Polieren. Solche
Behandlungen und Bearbeitungen können
die Hülse
verschiedenen Expansionen, Kompressionen und Verwindungen aussetzen.
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Zusätzlich zu
der innersten Kernlage kann die bekannte mehrlagige Hülse eine
oder mehrere Lagen enthalten, die der Hülse mehr Dicke geben. Um diese
zusätzlichen
Lagen zu bilden, werden bei der herkömmlichen Hülse Materialien wie fester
Polyurethanschaum oder andere Formen von Polyurethan (z.B. ISA-PUR
2230 und ISA-PUR 2240, die von H. B. Fuller, Österreich, vertrieben werden,
NOMEX®, das
von DuPont vertrieben wird, und Wabenstrukturen) verwendet. Die
Dicke solcher zusätzlichen
Lagen kann abhängig
von der jeweilig verwendeten Bildwiederholung variieren. Außerdem werden manchmal
andere äußere Lagen
auf die Außenfläche dieser
Lagen aufgebracht, wodurch die träge Masse der Hülse erhöht wird,
und die Bedeutung der Aufrechterhaltung des Presssitzes der Hülse erhöht wird.
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Tiefdruck-
und Flexodruckmaschinen können
Bilder erzeugen, die viele verschiedene Farben haben. Beim Anbringen
jeder Druckhülse
auf ihrem Zylinder der Druckmaschine für einen solchen mehrfarbigen
Druckauftrag ist es wichtig, dass jede Druckhülse in Ausrichtung mit allen
anderen Drückhülsen angebracht
wird, so dass das endgültig
gedruckte Bild mit allen Farben keinen Farbbereich des Bildes hat,
der in einen andersfarbigen Bereich des Bildes übersteht. Die richtige Ausrichtung
jeder Druckhülse muss
nicht nur in Umfangsrichtung sonder auch axial (von einer Seite
zur anderen des Zylinders) erreicht werden. Bei einer herkömmlichen
Druckhülse,
die eine Druckplatte zum Erzeugen eines Bildes auf einer herkömmlichen
Flexodruckmaschine trägt,
oder bei einer herkömmlichen
Druckhülse,
die mit einem Bild geätzt
ist, um sie in einer Tiefdruckmaschine zu verwenden, hat die Druckhülse eine
Einkerbung in der Hülse.
Der Zylinder hat einen Stift, und die Druckhülse wird auf dem Zylinder mit
dem Stift umgeben von der Einkerbung in der Druckhülse angebracht. Auf
diese Weise wird durch Ausrichten der Einkerbung der Hülse relativ
zu dem Stift des Zylinders die Ausrichtung aller Druckhülsen erreicht.
Die Druckmaschine hat einen Kodierer an dem Servoantrieb, der den
Vorschub jedes Zylinders so steuert, dass der Stift an dem Zylinder
vertikal nach oben, in der 12-Uhr-Position am Beginn jedes Druckgangs
in der Maschine steht. Auf diese Weise wird die Ausrichtung von
mehrfarbigen Bildern mit herkömmlichen Druckhülsen und
Druckmaschinen bewirkt.
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Wenn
die Hülse
jedoch wiederverwendet wird, weitet sich die Einkerbung auf und
kann nicht mehr verlässlich
auf dem Stift an dem Zylinder positioniert werden. Tatsächlich kann
der Stift des Zylinders durch unachtsames Handhaben der Hülsen abgebrochen
werden. Diese Zustände
des Hülsenverschleißes und
der Stiftbeschädigung
macht die herkömmliche
Art und Weise der Ausrichtung der Druckhülse in unakzeptabler Weise
ungenau. Die Anwender der Druckhülse
müssen
sich auf weniger effektive Verfahren verlassen, um die gleiche Ausrichtung
der Hülse
auf dem Zylinder der Druckmaschine zu erreichen. Diese weniger effektiven
Verfahren können
die Verschwendung von Drucksubstrat während manueller Bemühungen mit
sich bringen, um die gewünschte
Ausrichtung des mehrfarbigen Druckauftrags auf dem Substrat zu erreichen.
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Es
ist ein Druckelement bekannt, von dem Informationen oder Daten,
die für
ihre Benutzung relevant sind, dem Benutzer auch nach zahlreichen
Benutzungen zugänglich
sind.
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US 2002/056392 , auf der
der Oberbegriff von Patentanspruch 1 basiert, offenbart ein Druckelement
mit einem Körper,
an dem Identifizierungsmittel angebracht sind. Die Identifizierungsmittel
sind dazu ausgelegt, um mit Aufzeichnungseinrichtungen zusammenzuwirken,
die nach jeder Benutzung des Druckelements aktualisierbar sind.
In diesem Dokument wird behauptet, dass es möglich sei, einen Transponder
oder eine Speichereinrichtung (Identifizierungsmittel) in einer
Metalllage der darin offenbarten Trägerhülse einzubetten und/oder diese
an der Me talllage zu fixieren. Ferner wird in dem bekannten Dokument
ausgesagt, dass als Alternative zu der Metallhülse eine Kunststoffhülse einschließlich einer
aus kohlenfaserverstärktem
Kunststoff sein kann.
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JP 2001-353842 bezieht
sich eher auf einen Zylinder als auf eine Hülse. Diese Veröffentlichung beschreibt
einen Datenträger,
der an der inneren Oberfläche
des Zylinders angebracht ist.
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US 5,323,704 beschreibt
einem Mikrochip, der in einem Gummituch oder einer Gummiwalze eingebettet
ist, und der durch Signale von einer Abtasteinrichtung angeregt
wird.
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US 6,110,085 beschreibt
Mikro-Sendeeinrichtungen, die innerhalb einer kleinen Glasröhre vorgesehen
sind, die an oder in dem Walzenkern durch Ankleben mit einem entsprechend
widerstandsfähigen
Klebstoff befestigt ist. Diese bekannte Lösung betrifft eher beschichtete
Walzen als Glasfaserhülsen.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Druckelement bereitzustellen.
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Es
ist eine andere Aufgabe, ein Druckelement der genannten Art bereitzustellen,
die ein leichtes Lesen dieser Daten oder Informationen auch nach
vielen Jahren der Benutzung ermöglicht.
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Eine
weitere Aufgabe ist es, ein Druckelement der genannten Art bereitzustellen,
das auch ermöglicht,
für seine
Benutzung relevante Daten zu aktualisieren, wobei diese Aktualisierung
ein nachträgliches
Auslesen aller Informationen ermöglicht,
die sich auf vorhergehende Benutzungsdaten des Elements beziehen,
alle Informationen bezüglich
mechanischer Bearbeitung, die an dem Element ausgeführt sein
können
(z.B. Oberflächenschleifen),
alle Informationen bezüglich
des Verschleißes
des Elements und alle anderen Informationen, die zum Verständnis seiner
Zuverlässigkeit
und seiner möglichen weiterer
Lebensdauer notwendig und nützlich
sind, beziehen.
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Eine
weitere Aufgabe ist die Angabe eines Verfahrens zum Herstellen des
oben definierten Druckelements.
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Insbesondere
ist es eine Aufgabe der Erfindung, das Verfahren bereitzustellen,
das zuverlässig ist
und mit dem Wissen und Einrichtungen ausgeführt werden kann, die keinen
negativen Einfluss auf die Herstellungszeit und -kosten des Druckelements
haben.
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Eine
andere Aufgabe ist es, ein Verfahren anzugeben, um die gewünschte Ausrichtung
des Elements auf einer Druckmaschine zum Produzieren mehrerer Farben
auf dem Substrat, das bedruckt wird, zu ermöglichen.
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Diese
und weitere Aufgaben, die Fachleuten offensichtlich sein werden,
werden durch ein Druckelement und ein Verfahren gemäß den zugehörigen Patentansprüchen erreicht.
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Insbesondere
enthält
eine Druckhülse
der vorliegenden Erfindung Identifierungsmittel, wie etwa einen
RF-Transponder, der einen RFID-Chip enthält und in einer Lage der Hülse eingebettet
ist, die aus einem im Wesentlichen festen und relativ expandierbarem
Material zusammengesetzt ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren
zur Herstellung der Druckelemente zur Verwendung in Flexodruck-
oder Tiefdruckanwendungen.
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Im
Allgemeinen kann die Druckhülse
eine dünnwandige
Hülse umfassen,
die dazu verwendet werden kann, um die innerste Kernlage der mehrlagigen
Hülse zu
bilden. In einigen Ausführungsformen kann
die dünnwandige
Hülse oder
die innerste Kernlage der Druckhülse
vorzugsweise aus einem ausdehnbaren, sehr fe sten Material gebildet
sein, wie etwa Aramidfaser gebunden mit Expoxydharz oder Polyesterharz,
verstärktem
Polymermaterial wie etwa gehärteten
Glasfasern gebunden mit Epoxydharz oder Polyesterharz oder ähnlichen
bekannten Materialien.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine dünnwandige
Hülse bereitgestellt,
die durch Wickeln aufeinanderfolgender Lagen von Glasfaserband,
das mit Epoxydharz beschichtet ist und um einen Produktionskern
gewickelt ist, gebildet ist und die mit einem Identifizierungsmittel
versehen ist, wie etwa einem RF-Transponder.
Eine erste Lage von mit Epoxydharz beschichtetem Glasfaserband wird
wendelförmig
entlang der Länge
eines zylinderförmigen,
festen Produktionskerns gewickelt. Ein RF-Transponder wird dann auf eine äußere Oberfläche der
ersten Lage platziert. Dann wird gemäß dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung eine zweite Lage von harzbeschichtetem Glasfaserband um
die erste Lage aus kunststoffbeschichtetem Glasfaserband herumgewickelt
und bedecket diese, und um den Transponder gewickelt, der auf der
Oberseite der ersten Lage aus harzbeschichtetem Glasfaserband angeordnet
ist. Der Transponder liegt daher unter wenigstens einer zweiten
Lage aus harzbeschichtetem Glasfaserband, das eine dünnwandige
Hülse (und/oder
den innersten Kern einer Hülse)
gemäß der vorliegenden
Erfindung mit zwei Lagen aus Glasfaserband bildet. Jedoch können zusätzliche
Lagen aus harzbeschichtetem Glasfaserband auf Wunsch auf der zweiten
Lage zugefügt
werden, bis die gewünschte
Dicke von harzbeschichtetem Glasfaserband für die jeweils gewünschte Hülse erreicht
ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bieten das Identifizierungsmittel oder
Transponder in der dünnwandigen
Hülse die Möglichkeit
eines verbesserten Verfahrens zum Bewirken der gewünschten
Ausrichtung der Hülsen
auf einer Tiefdruck- oder Flexodruckmaschine zum Herstellen von
mehrfarbigen Bildern auf dem bedruckten Substrat. Dieses verbesserte Verfahren
wird im Wesentlichen verwirklicht, indem die Druckmaschine mit Detektoreinrichtungen
versehen wird, wie etwa einem Positionsscanner, und vorzugsweise
mit einem Positionsscanner an jeder Druckstation. Der Positionsscanner
(oder eine ähnliche
Detektoreinrichtung) ist elektronisch mit der Steuereinheit der
Druckmaschine verbunden. Der Positionsscanner detektiert die präzise Position
des Mikroprozessors in dem Transponder und liefert diese Information
an die Steuereinheit der Druckmaschine. Unter Verwendung dieser
Information kann die Druckmaschine diese Position jeder Hülse so verstellen,
dass alle Hülsen
in Ausrichtung miteinander sind, um das gewünschte Bild auf dem bedruckten
Substrat zu erzeugen. Auf diese Weise sind alle Farben in dem Bild
in der richtigen Ausrichtung von dem allerersten Bild an, das von
der Maschine auf dem Substrat gedruckt wird. Das verbesserte Verfahren
vermeidet dadurch die Verschwendung von Substrat, die bei herkömmlichen
Hülsen
während
der manuellen Ausrichtung eintritt.
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Die
vorliegende Erfindung wird aus den zugehörigen Zeichnungen besser verständlich,
die als nicht einschränkendes
Beispiel gegeben werden und in denen:
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1 einen
Längsschnitt
durch ein Druckelement zeigt, das die vorliegende Erfindung nicht
enthält;
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2 ein
Schnitt entlang der Linie 2-2 aus 1 ist;
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3 eine
Ansicht ähnlich
wie 1 ist, aber eine erste Variante des Druckelements
ist, die nicht Teil der Erfindung ist;
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4 eine ähnliche
Ansicht wie in 1 zeigt, aber von einer zweiten
Variante des Druckelements, die nicht Teil der Erfindung ist;
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5 schematisch
einen Abschnitt einer Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung darstellt;
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6A schematisch
einen anderen Abschnitt einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden
Erfindung darstellt;
-
6B schematisch
einen anderen Abschnitt einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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6C schematisch
einen anderen Abschnitt einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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6D eine
perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer dünnwandigen
Hülse zeigt, die
aus dem Verfahren der vorliegenden Erfindung resultiert;
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7 eine
Ausführungsform
einer Druckhülse
(wobei Teile aufgeschnitten und Merkmale in Strichlinien gezeigt
sind) zeigt, die gemäß einer
Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung hergestellt ist;
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8A eine
Draufsicht von oben auf eine Ausführungsform einer Transponder-Komponente zeigt,
die zur Anwendung in einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung geeignet ist;
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8B eine
Draufsicht auf eine andere Ausführungsform
einer Tranponder-Komponente von oben zeigt, die zur Anwendung in
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
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9 die
in 8A durch die mit 5-5 bezeichneten Pfeile angezeigte
Schnittansicht zeigt und mit Linien in Strichpunkten das Biegen
der Transponder-Komponente zeigt;
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10 schematisch
Komponenten einer anderen Ausführungsform
einer Hülse
zeigt, die gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt ist; und
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11 schematisch
eine andere Ausführungsform
eines Aspektes der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Wiederholt
verwendete Bezugszeichen in der vorliegenden Beschreibung in den
Zeichnungen sollen dieselben oder analoge Merkmale oder Elemente
der Erfindung bezeichnen.
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1 und 2 zeigen
ein Druckelement, das durch einen Druckzylinder 1 (Rolle
oder Druckhülse)
definiert ist. Der Zylinder umfasst einen Körper 2 mit einem längsverlaufenden
Durchgangsloch 3, das es ermöglicht, den Zylinder 1 in
einer Fachleuten bekannten und daher hier nicht beschriebenen Weise auf
einem bekannten Drehträger,
z.B. von dem radial ausdehnbaren Typ (nicht gezeigt) zu befestigen.
Der Körper 2 ist
vom einlagigen Typ, d.h. er besteht aus einem einzelnen Metall,
Kunststoff oder Verbundmaterial (in dem Fall einschließlich Bindeharz).
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Der
Körper 2 bietet
eine äußere Oberfläche 5 (die
die Druckbuchstaben oder Bilder trägt) abgewandt von der inneren
Wand 6 (die die Durchgangsöffnung 3 begrenzt),
wobei dazwischen eine Dicke 7 vorhanden ist. Schließlich bietet
der Körper 2 gegenüberliegende
Flächen 8 und 9 senkrecht
zu den Oberflächen 5 und 6.
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Dem
durch den Zylinder 1 definierten Druckelement sind Identifizierungsmittel
zugeordnet, definiert durch Mittel 10 zum Identifizieren
nützlicher
Daten bezüglich
wenigstens einer Eigenschaft des Zylinders und eines physikalischen
Wertes des Letzteren (z.B. Abmessungen, Eigenschaften der Bestandsmaterialien
des Zylinders 1, Typ des Zylinders) oder der vorhergehenden
Benutzung des Zylinders (z.B. die Anzahl der Stunden der früheren Benutzung)
oder vorhergehender mechanischer Bearbeitungsvorgänge, denen
er nach seiner Herstellung, z.B. nach einer oder mehreren Benutzung(en)
unterzogen wurde. Vorzugsweise umfassen die in den Mitteln 10 gespeicherten
Daten einen eindeutigen absoluten Code, der, wenn er angezeigt oder
fernübertragen
wird (durch Funkübertragung),
den Zugang (über geeignete
Leseinstrumente), wie sie später
beschrieben werden, zu einer Vielzahl der vorher genannten Eigenschaften
erlaubt. Eine oder mehreren Eigenschaften des Zylinders 1 werden
durch die Identifizierungsmittel identifiziert, wobei diese Mittel
folglich Mittel zum Identifizieren des Zylinders definieren.
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Genauer
gesagt weisen die Identifizierungsmittel 10 eine Mikroprozessoreinheit
oder einen Transponder 30 (siehe 8A und 8B)
auf, die vorzugsweise von außerhalb
des Zylinders 1 mit Energie versorgt wird, wenn die darin
gespeicherten Daten ausgelesen werden sollen. In diesem Fall wird den
Identifikationsmitteln 10 Energie von außerhalb des
Zylinders 1 und ohne Kontakt mit den Identifkationsmitteln
selbst zugeführt.
Zu diesem Zweck sind die Letzteren vorzugsweise von dem bekannten
Typ des Radiofrequenz-Identifikationssystems und weisen, wie unten
beschrieben wird, die Mikroprozessoreinheit auf, in der die den
Zylinder 1 identifizierenden Daten gespeichert sind und
die per Fernauslese durch eine Radiofrequenz-Leseeinrichtung 15 (von bekannter
Art) ausgelesen werden kann.
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Diese
Einrichtung 15 ist mit einem Prozessor 16, der
als Aufzeichnungseinrichtung agiert, verbunden, mit dem die gelesenen Daten
dem Benutzer (durch Bildschirm 17) angezeigt werden können und möglicherweise
auf einem geeigneten Träger
aufgezeichnet werden können
(z.B. auf einer Kompaktdisc). Der Prozessor 16 kann Informationen
bezüglich
der Eigenschaften des Druckelements oder Zylinders 1 und/oder
bezüglich
der Abmessungen und/oder der Modifikationen durch Bearbeitung, der der
Zylinder unterzogen worden ist, speichern. Folglich kann der Speicherinhalt
der Aufzeichnungseinrichtung 16 durch den Benutzer nach
seinen eigenen Anforderungen aktualisiert werden: Z.B. indem darin Daten
eingespeist werden, die sich auf die Lebensdauer des Produkts, Schleifvorgänge und/oder
Abnutzungsdaten oder irgendwelche anderen Daten beziehen, die dem
Benutzer dienlich erscheinen, um die Verwendung der Hülse zu erleichtern.
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In
dem betrachteten Beispiel werden die Identifikationsmittel 10 in
einen Sitz 18 eingesetzt, der innerhalb der Dicke 7 des
Körpers 2 vorgesehen ist
und, im Fall von 1 und 2, durch
ein geeignetes Verschlusselement 13 wieder verschlossen
ist. Das Letztere kann aus Materialien derselben Art wie das Grundmaterial
des Körpers 2 sein,
oder kann aus Verbundmaterial bestehen, z.B. Glasfasern, wenn der
Körper 2 aus
Metall ist.
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3 und 4 zeigen
Varianten des Druckelements aus 1. 3 zeigt
einen Zylinder 1, in dem der Sitz 18 für die Identifizierungsmittel 10 nahe
der Seitenfläche 9 des
Zylinders 1 vorgesehen ist. Die Identifizierungsmittel
sind daher innerhalb des Zylinders 1 angeordnet.
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Die
Identifizierungsmittel 10 aus 3 können auch
die Dicke eines Etiketts haben und direkt auf der Oberfläche 9 angeordnet
sein.
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Es
ist zu bemerken, dass diese Position der Identifizierungsmittel 10 die
Nutzung des Druckelements nicht negativ beeinflusst; auch können die Identifizierungsmittel
durch diese Verwendung nicht beschädigt werden, weil sie an einer
Seite des Elements angeordnet sind, die während der Benutzung keinen
Schlägen
oder Spannungen ausgesetzt ist.
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Demgegenüber ist
der Zylinder 1 in 4 eine Druckhülse, die
in bekannter Weise zwei Lagen 1A und 1B aufweist,
die drehfest zueinander sind und die durch verschiedene Materialien
definiert sind (z.B. eine Lage aus Glasfasern und zugehörigem Bindemittel,
wie etwa Epoxydharz, während
die andere 1B aus Polyurethan ist). In diesem Fall sind
die Identifizierungsmittel 10 direkt in das Polyurethan eingebettet
und befinden sich in einer solchen Position, so dass sie auf der
Oberfläche 5 des
Zylinders identifiziert werden können,
damit sie leicht auffindbar sind.
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Wie
später
erläutert
wird, können
die Lagen des Zylinders oder der Hülse 1 auch mehr als
zwei Lagen umfassen oder der Zylinder (oder die Hülse) 1 kann
ein mehrlagiger Träger
für eine
mit Platten versehene Hülse
sein, die (z.B. durch Druckluftdeformation) an der Oberfläche 5 des
Zylinders 1 (der z.B. mit Durchgangsöffnungen zwischen den Oberflächen 5 und 6 versehen
ist, um Druckluft aus dem Loch 3 zu der Oberfläche 5 zu
fördern
und so die Hülse
darauf anzubringen) angebracht wird.
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Durch
Verwenden des Mikroprozessors oder Chips, der einen eindeutigen
Code für
jeden Zylinder enthält,
kann dieser Code in den Körper 2 des
Zylinders eingesetzt werden, wobei der Code durch Fernauslese durch
das Lesegerät 15 ausgelesen
werden kann.
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In
einer weiteren Variante kooperiert die Aufzeichnungseinrichtung
oder der Prozessor 16 mit separaten spezifischen Identifizierungselementen
des Zylinders 1, die durch wenigstens einen einer äußeren Oberfläche zugeordneten
Code (alphanumerisch, Strichcode oder andere), vorzugsweise an einer
Seitenfläche 8 oder 9 des
Körpers 2,
definiert sind. Beim Lesen dieses Codes (visuell oder durch ein
geeignetes Lesegerät,
z.B. ein optisches Lesegerät)
kann dieser Code in den Prozessor 16 eingespeist werden
und auf seinen Speicher einwirken, um Daten betreffend den Zylinder
und in Bezug auf seine Benutzungen einzuführen. Der Speicher enthält bereits
die von dem Hersteller bereitgestellten Zylinderdaten, nämlich die
Abmessungsdaten, das Körpermaterial
und andere Daten. Diese Daten können
mithin durch den Benutzer aktualisiert werden.
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Insbesondere
ist bei der betrachteten Variante jeder produzierte Zylinder 1 (oder
Hülse)
durch eine Markierung z.B. mit einem Strichcode identifiziert, die
an der Oberfläche 8 oder 9 des
Körpers 2 angeordnet
ist.
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Ein
eindeutiger absoluter Code entsprechend der Teileseriennummer ist
in den Identifizierungsmitteln reproduziert.
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Gemäß der beanspruchten
Erfindung ist eine Datei mit allen Produktions- und technischen
Eigenschaften des individuellen Elements auf einem Computerdatenträger vorgesehen,
die jedem Code (gespeichert in der Mikroprozessoreinheit oder durch
die Identifizierungsmittel) zugeordnet sind. Diese Datei kann jedes
Mal aktualisiert werden, wenn der Benutzer eine neue Hülse oder
Walze erhält,
um eine komplette Datenbank der vorhandenen Gerätschaften zu erzeugen.
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Wenn
der Benutzer die Geräte
benutzt, können
all die technischen Daten der Walze oder Hülse erhalten werden, indem
der Code gelesen wird und die Produktionsläufe und Produktionszeiten und
jegliche andere Information, die als notwendig oder nützlich angesehen
wird, in der Datei aktualisiert wird; es kann eine Suche durch die
Walzen/Hülsen auf
der Grundlage der Produktionsläufe
oder Arbeitszeiten oder irgendeinem anderen als signifikant angesehenen
Parameter durchgeführt
werden.
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Wenn
der Benutzer über
ein Radiofrequenz-Netzwerksystem verfügt, kann die Kommunikation
zwischen dem Lesegerät
und der Walzen-Hülsen-Datenbank
in Echtzeit stattfinden, was einen Direktdialog zwischen dem in
dem Walzenlager arbeitenden Betriebspersonal und der Datenbank ermöglicht,
wobei möglicherweise
der Zylinder mit den gewünschten
Eigenschaften, die gesucht werden, identifiziert werden kann. Wenn
der Code der Mikroprozessoreinheit zugeordnet ist, kann der benötigte Zylinder
sehr einfach aus der Ferne identifiziert werden.
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Wenn
der Benutzer über
ein Standardnetzwerk (über
Kabel) verfügt,
können
die wesentlichen Daten der gesuchten Walze (einschließlich ihres
Ortes im Lager) in dem Lesegerät
gespeichert werden, um sie dann durch Entsprechung des Codes präzise zu
identifizieren.
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In
beiden Fällen
können
die Daten bezüglich eines
Zylinders/einer Hülse
immer über
eine Feststation (Prozessor 16) aktualisiert werden, der
mit der Datenbank in Dialog steht.
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Die
Erfindung stellt ein Druckelement des oben beschriebenen Typs bereit,
dem immer nützliche
Informationen für
seine Verwendung zugeordnet sind, wie oben beschrieben. Diese Informationen sind
vorzugsweise und vorteilhafterweise aktualisierbar.
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Es
wird nun im Detail auf die Ausführungsformen
der Erfindung Bezug genommen, die in 5 bis 11 gezeigt
sind, von denen ein oder mehrere Beispiele unten aufgeführt sind.
Jedes Beispiel wird zur Erläuterung
der Erfindung gegeben und nicht als Beschränkung der Erfindung. Z.B. können Merkmale, die
als Teil einer Ausführungsform
beschrieben oder illustriert sind, auch in einer anderen Ausführungsform
verwendet werden, um noch eine weitere Ausführungsform zu erhalten.
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Im
Allgemeinen ist, wie oben angegeben, die vorliegende Erfindung auch
auf ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Druckhülsen zur
Verwendung in Flexodruck- oder Tiefdruckverfahren und indirekten
oder Offset-Druckverfahren.
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Viele
Druckhülsen
basieren auf der Herstellung eines dünnwandigen Substrats, das entweder allein
die Druckhülse
bildet oder die innerste Kernlage einer mehrlagigen Druckhülse bildet.
Die Herstellung einer dünnwandigen
Druckhülse 1,
die auch die innerste Kernlage 1 einer mehrlagigen Hülse werden kann,
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nun unter Bezugnahme zunächst auf 5 beschrieben. Aus
Gründen
der Einfachheit bezieht sich die Beschreibung auf die Herstellung
einer alleinstehenden dünnwandigen
Hülse 1,
so wie in 6D gezeigt. Die Beschreibung
ist aber gleichermaßen
auf die Bildung einer innersten Kernlage einer mehrlagigen Hülse 40 anwendbar
so wie der in 7 gezeigten, sofern nicht Gegenteiliges
gesagt ist. Wie schematisch in 6C gezeigt,
wird eine dünnwandige
Hülse 1 aus gewickeltem
Glasfaserband gebildet, das mit Epoxydharz beschichtet ist und um
einen Produktionskern 19 gewickelt wird.
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Im
Allgemeinen kann irgendein Material aus einer Vielzahl von Materialien
verwendet werden, die zur Herstellung von Druckhülsen verwendet werden, um die
dünnwandige
Hülse 1 zu
bilden, aus der auch eine Kernlage 1 werden kann. In einigen
Ausführungsform
wird die dünnwandige
Hülse (oder
Kernlage) 1 aus einem ausdehnbaren, sehr festen Material hergestellt.
Solche Materialien sind ausdehnbar, so dass die dünnwandige
Hülse 1 wiederholt
ausgedehnt und wieder zusammengezogen werden kann, ohne dass nachteilige
Konsequenzen entstehen. Eine solche zer störungsfreie Ausdehnung und Kontraktion
ermöglicht
es der inneren Fläche
der Hülse 1, einen
Presssitz mit der äußeren Oberfläche eines Drehträgers zu
bilden. Das Maß der
erlaubten Ausdehnung und Kontraktion muss nicht so groß sein, dass
es mit dem bloßen
Auge wahrnehmbar ist.
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Einige
Beispiele von Zusammensetzungen, die zum Aufbau der dünnwandigen
Hülse 1 geeignet sind,
umfassen, sind aber nicht beschränkt
auf: Aramidfasern, gebunden mit Epoxydharz oder Polyesterharz, verstärktes Polymermaterial,
wie etwa gehärtete
Glasfasern gebunden mit Epoxydharz oder Polyesterharz, wobei die
Letzteren auch als glasfaserverstärktes Epoxydharz oder als glasfaserverstärkter Polyester
bekannt sind, DuPont®, Mylar® oder
dreilagiges Kevlar®, die optional mit einem
Harz verstärkt
sein können,
wie etwa Epoxydharz oder Polyesterharz, kohlenfaserverstärktes Epoxydharz
und dergleichen.
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Ferner
kann die radiale Dicke der dünnwandigen
Hülse 1 abhängig von
der gewünschten
Anwendung variieren. Z.B. kann die dünnwandige Hülse 1 in einigen Ausführungsformen
eine Dicke zwischen etwa 0,020 bis etwa 0,100 Zoll (0,0508-0,254 cm)
haben, wobei größere Dicken
für Hülsen mit
größeren Durchmessern
und/oder größeren axialen Längen verwendet
werden. Z.B. ist in einer bestimmten Ausführungsform die dünnwandige
Hülse 1 aus gewickelten
Glasfasern beschichtet Epoxydharz hergestellt, die eine Dicke von
0,040 Zoll (0,1016 cm) haben.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung und wie schematisch in 5 gezeigt,
ist eine erste Lage 21 von Glasfaserband 20, das
mit Epoxydharz 25 beschichtet ist, wendelförmig entlang
der Länge
eines zylinderförmigen,
festen Produktionskerns 19 gewickelt, wobei jede aufeinanderfolgende
Windung so liegt, dass sie leicht mit der vorhergehenden Windung überlappt.
Die äußere Oberfläche des
Kerns 19 kann als ein Zylinder oder leicht verjüngend geformt sein,
abhängig
von der gewünschten
Form der inneren Oberfläche
der dünnwandigen
Hülse 1.
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Wie
schematisch durch den gekrümmten Pfeil 23 in 5 gezeigt,
wird der Produktionskern 19 gedreht, um eine erste Lage 21 aus
Glasfaserband 20 zu wickeln, das durch einen Behälter 24 mit
einem Bad aus Epoxydharz 25 hindurchgeführt worden ist. Während der
Drehung des Kerns 19 wird der Kern vor- und zurück entlang
der Drehachse des Kerns verschoben. Diese hin- und hergehende axiale
Verschiebung des Kerns 19 ist in 19 schematisch durch
den Doppelpfeil 26 angedeutet und führt zu einem wendelförmigen,
leicht überlappenden
Wickelmuster, wobei die Steigung durch die Drehgeschwindigkeit und
die Verschiebegeschwindigkeit bestimmt wird.
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Ein
in Durchsicht dargestellter Kerns 19 ist, bedeckt mit der
ersten Lage von harzgetränktem Glasfaserband 21,
links in 5 mit der gestrichelten Außenlinie
gezeigt. Die Strichdarstellung illustriert den Kern 19 in
einer äußersten
Stellung der axialen Verschiebung des Kerns.
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Wie
in 6A gezeigt wird gemäß dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung, nachdem eine erste Lage 21 aus Glasfaserband 20 um
den Kern 19 gewickelt worden ist, ein Transponder 30 (der
ein Identifizierungsmittel definiert) auf der äußeren Oberfläche der
ersten Lage 21 platziert, aus der die dünnwandige Hülse 1 gebildet werden
soll. Wegen der Klebrigkeit des Epoxydharzes wird der Transponder 30 an
der äußeren Oberfläche der
ersten Lage 21 aus harzgetränktem Glasfaserband 20 anhaften.
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Dann
wird wie in 6C gezeigt und wie gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung vorgesehen eine zweite Lage 22 aus
harzbeschichtetem Glasfaserband 20 herumgewickelt und bedeckt
die erste Lage aus harzbeschichtetem Glasfaserband und den Transponder 30,
der auf der Oberfläche
der ersten Lage aus harzgetränktem
Glasfaserband liegt. In 6C zeigen
die gestrichelten Linien schematisch, dass der Transponder 30 unter
wenigstens einer zweiten Lage 22 von harzgetränktem Glasfaserband
liegt, das eine dünnwandige
Hülse 1 (und/oder den
innersten Kern 1 einer Hülse) bildet, die gemäß der vorliegenden
Erfindung mit nur zwei Lagen von Glasfaserband 20 hergestellt
ist. In wünschenswerter Weise
können
zusätzliche
Lagen aus harzbeschichtetem Glasfaserband auf der zweiten Lage 22 hinzugefügt werden,
bis die gewünschte
Dicke von harzbeschichteten Glasfasern für die jeweilige Anwendung erreicht
ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung sollte der dickste Bereich des Transponders 30 weniger
als 1 mm dick sein, gemessen in der radialen Richtung, wenn der
Transponder 30 auf der ersten Lage 21 aus harzbeschichteten
Glasfasern positioniert ist. Auf diese Weise führt das Vorhandensein des Transponders 30 zwischen
den ersten und zweiten Lagen der dünnwandigen Hülse 1 nicht
zu einer merklichen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit
der fertiggestellten dünnwandigen
Hülse 1.
Z.B. gibt es keine funktionell beachtliche Verschlechterung bei
der Presspassung zwischen der inneren Oberfläche 6 (6D)
der Hülse 1 und
der äußeren Oberfläche des
Drehträgers,
auf dem die Hülse
während
des Betriebs der Druckmaschine angebracht ist. Es ist erwünscht, dass
der dickste Bereich des Transponders weniger als einen halben mm
dick ist.
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So
wie hier angewendet und in 8A, 8B und 9 gezeigt,
ist der Transponder 30 Teil eines Systems für die automatische
Identifikation und Datenerfassung (AIDC – Automatic Identification and
Data Capture). Der Transponder 30 kann eine Radiofrequenz-(RF)-Einrichtung
umfassen, die in einer beispielhaften Ausführungsform einem RFID-Transponder
(oder RFID-Etikett) entsprechen kann, wie etwa die als TAG-ITTM HF-I-Transpondereinlage,
die von Texas Instruments, Dallas, Texas, zum Kauf angeboten wird.
Wie in den 8A, 8B und 9 gezeigt,
kann die RF-Einrichtung aus wenigstens einem Siliziumchip 32 und
Signalkomponenten zur Weitergabe von RF-Signalen an einen entfernten
Ort aufgebaut sein. Der Siliziumchip 32 kann eine Speichereinrichtung
umfassen, die bevorzugt eine digitalen Speichereinrichtung ist.
Die RF-Einrichtung umfasst auch eine Antenne 34.
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Die
RF-Einrichtungen gemäß der vorliegenden
Technik können
entweder aktive Einrichtungen sein, die Signale direkt zu einem
Lesegerät
an einem entfernten Ort senden, oder können passive Einrichtungen
sein, die eine RF-Übertragung
von einem Abfrage- oder Lesegerät
reflektieren oder zurückwerfen.
Der Transponder 30 kann Ortsinformation an einen Positionsscanner
liefern, die es dem Positionsscanner ermöglicht, die Position des Transponders relativ
zu dem Positionsscanner zu bestimmen und diese Positionsinformation
zu einem Mikroprozessor oder einer Maschinensteuereinheit der Druckmaschine
zu liefern. Die RF-Signale, die durch die RF-Einrichtung des Transponders 30 weitergegeben
werden, können
in einigen Ausführungsformen
durch ausgewählte
Frequenzwerte in dem UHF-Band von 300 MHz bis 2000 MHz gekennzeichnet
sein. Solche RF-Signale können
eine Vielzahl von Informationsinhalten beinhalten, einschließlich verschiedener
vorprogrammierter Identifikationsinformationen für eine Hülsenstruktur, wie unten detaillierter
beschrieben. Die RF-Einrichtung kann in wünschenswerter Weise auch eine
applikationsspezifische integrierte Schaltung (ASIC – Application
Specific Integrated Circuit) zur weiteren individuellen Anpassung
der Identifikationsinformationen sein, die dem Benutzer zur Verfügung stehen
sollen.
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Zusätzliche
Sensorelemente, wie etwa solche, die zum Überwachen der Temperatur, des Drucks
und anderer Zustandsgrößen innerhalb
einer Hülse
geeignet sind, können
in die RF-Einrichtung des
Transponders 30 integriert sein oder damit verbunden sein,
so dass Messungen der physikalischen Zustände der Hülse auch in die RF-Signale
aufgenommen werden können,
die durch die RF-Einrichtung kommuniziert werden.
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Wie
schematisch durch den mit 33a bezeichneten Doppelpfeil
in 8A angeordnet, kann die Länge eines im Allgmeinen rechteckigen
Transponders 30 etwa 76 mm betragen. Wie durch den Doppelpfeil
mit dem Bezugszeichen 33b in 8A angedeutet,
kann die Breite eines solchen Transponders etwa 48 mm betragen.
Wie durch den Doppelpfeil mit dem Bezugszeichen 33c in 8A angedeutet,
kann die Breite der Antenne 34 des Transponders etwa 45 mm
betragen. Wie durch den Doppelpfeil mit Bezugszeichen 33d in 8a angedeutet,
kann der Mittelpunkt des Speicherchips 32 des Transponders 30 etwa
23,4 mm von der längeren
Seite des Transponders entfernt angeordnet sein. In ähnlicher
Weise kann der Abstand des Mittelpunkts des Speicherchips 32 etwa
17,3 mm von der kürzeren
Seite des Transponders 30, wie in 8A dargestellt,
betragen. Dieser Aufbau des Transponders 30 ist lediglich beispielhaft
und soll nicht die verschiedenen Konfigurationen beschränken, die
gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet werden könnten.
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Jedoch
sollte gemäß der vorliegenden
Erfindung die Dicke des Transponders, die in radialer Richtung gemessen
wird, wenn der Transponder 30 auf der ersten Lage 21 aus
harzbeschichteten Glasfasern platziert ist, weniger als etwa 1 mm
und vorzugsweise weniger als etwa ein halber mm sein. Wie in 9 gezeigt,
ist die Dicke des Transponders 30 nicht über den
gesamten Transponder die gleiche. Wie in 9 gezeigt,
ist die Dicke des Speicherchips 32 des Transponders wie
in 8A dargestellt etwa 0,355 mm und die Dicke der
Antenne etwa 0,085 mm.
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Die
Antennengröße kann
bei der in 8A dargestellten Ausführungsform
des Transponders 30 etwa 45 mm × 76 mm betragen.
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Die
Antenne 34 ist vorteilhafterweise aus einem leitfähigen Material
wie etwa Aluminium gebildet. Das Substrat kann vorteilhafterweise
aus Polyethylenterephtalat (PET) gebildet sein und ist daher flexibel
bis zu einem Krümmungsradius
von etwa 18 mm.
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Der
Speicherchip 32 ist vorteilhafter Weise mit einem programmierbaren
Speicher versehen, der 2000 bits hat, die in 64 × 34 Bit-Blocks geordnet sind. Der
unterstützte
Standard des Transponders 30 kann ISO-15693-2,-3 mit einer
empfohlenen Betriebsfrequenz von 13,56 MHz sein.
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Da
die Antenne 34 des Transponders 30 den Speicherchip 32 umgibt,
ist es nicht wichtig, wie die Antenne 34 auf der Oberfläche der
ersten Lage 21 von harzgestränktem Glasfaserband orientiert
ist.
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Der
Transponder 30 hat die Fähigkeit, Information sowohl
von dem Hülsenhersteller
als auch von dem Kunden zu empfangen, der die Hülse zum Gebrauch auf einer
Druckmaschine kauft. Benutzer der Hülse finden es wünschenswert,
in den Transponder Informationen von der Art zu schreiben, wie lange
die Hülse
im Betrieb war und demgemäß die Anzahl
von Metern bei jeder Benutzung, dem Bild, das auf der Hülse 1 aufgebracht
war, der Walze der Druckmaschine, auf der die Hülse angebracht war, und irgendwelche
anderen Besonderheiten, die für die
Hülse charakteristisch
sind und die dem Benutzer dabei helfen könnten, Zeit bei der Anbringung
der Hülse
an der Maschine und der Vorbereitung der Hülse für den Druckprozess zu sparen.
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Andere
Informationen, für
die es nützlich
ist, sie in den Transponder 30 der Hülse zu schreiben, könnten den
Auftrag umfassen, bei dem die Hülse benutzt
wurde, und jegliche Probleme, die seit der letzten Benutzung der
Hülse aufgetreten
sind.
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Ein
im Allgemeinen quadratischer Transponder ist schematisch in 8B dargestellt
und ist nicht von gleichmäßiger Dicke über den
gesamten Transponder, aber überschreitet
in der Dicke an keinem Punkt des Transponders einen halben mm. Wie durch
den mit 35b in 8B bezeichneten
Doppelpfeil angedeutet, kann die Breite eines solchen Transponders 30 etwa
48 mm betragen und ist die Länge
gleich groß.
Wie durch den mit 35c in 8B bezeichneten
Doppelpfeil angedeutet, kann die Breite der Antenne 34 des
Transponders etwa 45 mm betragen. Wie durch den mit 35d in 8B bezeichneten
Doppelpfeil angedeutet, kann der Mittelpunkt des Speicherchips 32 des
Transponders 30 etwa 23,4 mm entfernt von der Seite des
Transponders liegen. Ähnlich
kann der Mittelpunkt des Speicherchips in einem Abstand von etwa
17,3 mm von der Vorderseite des in 8B dargestellten
Transponders 30 entfernt sein. Das Substrat des quadratischen
Transponders kann vorteilhafterweise aus Polyethylenteraphtalat
(PET) gebildet sein und ist daher bis zu einem Krümmungsradius
biegbar, der vorteilhafterweise etwa 18 mm ist. Diese Konfiguration
ist wiederum nur beispielhaft und nicht dazu gedacht, andere Konfigurationen
zu beschränken,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden könnten.
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Aufeinanderfolgenden
Windungen von leicht überlappendem,
epoxydharzbeschichtetem Glasfaserband werden nacheinander entlang
der Länge des
Kerns gewickelt, nachdem die zweite Lage
22 gewickelt ist,
bis die gewünschte
radiale Dicke der dünnwandigen
Hülse
1 für die weitere
Bearbeitung erreicht ist. Diese gewünschte radiale Dicke in der Vorläuferstufe
der dünnwandigen
Hülse
1 ist
größer als
die letztendlich gewünschte
radiale Dicke der endgültigen
Hülse
1 oder
der innersten Kernschicht
1. Bei der weiteren Bearbeitung
zur Herstellung dieser dünnwandigen
Hülse
1 sind
Wärmebehandlungen
nötig,
die die Hülse
Temperaturen von etwa 90°C etwa
zwei Stunden aussetzen. Danach muss die Hülse
1 feinbearbeitet
werden, indem Sie mechanischem Schleifen und Polieren unterzogen
wird. Wie in
6D ge zeigt, umfasst die aus
dem Verfahren der vorliegenden Erfindung resultierende dünnwandige
Hülse
1 einen
RF-Transponder
30, der in die fertiggestellte dünnwandige
Hülse
1 eingebettet
ist. Ferner kann die dünnwandige
Hülse
1 auch
in ähnlicher Weise
wie die in
US-Patent 4,144,812 von
Julian oder
4,903,597 von
Hoage et al. beschriebenen Druckhülsen hergestellt werden.
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Es
wurde gefunden, dass das Biegen der Transponder 30 während der
Herstellung der Hülse und
während
der nachfolgenden Benutzung der Hülse die Leistungsfähigkeit
des Transponders nicht negativ beeinflusst. Außerdem beeinträchtigen
auch die Wärmebehandlungen,
die während
der Herstellung der Hülse
auf die Hülse
angewendet werden müssen, nicht
die Leistungsfähigkeit
des Transponders 30 in der fertig hergestellten Hülse. Obwohl
die Dicke des Transponders 30 an verschiedenen Orten auf
dem Transponder variiert, und der Transponder nur auf einer sehr
dünnen
Lage aus Glasfaserband entfernt von der inneren Oberfläche 6 (siehe 6D)
der Hülse 1 liegt,
gibt es keine merkliche funktionelle Verschlechterung in der Presspassung
zwischen der inneren Oberfläche
der Hülse
und der äußeren Oberfläche des
Drehträgers,
auf dem die Hülse
während des
Betriebs der Druckmaschine montiert ist.
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Wie
in 7 gezeigt, kann die dünnwandige Hülse 1 wie die in 6D gezeigte
als innerste Kernlage 1 einer mehrlagigen Hülse 40 verwendet
werden, die mehrere zusätzliche
Lagen 41, 42 haben kann, welche schematisch durch
die gestrichelten Linien dargestellt und teilweise aufgeschnitten
gezeigt sind. Obwohl nur zwei zusätzliche Lagen in 7 gezeigt
sind, können
mehr als zwei zusätzliche
Lagen verwendet werden.
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In
einer mehrlagigen Hülse 40,
wie der in 7 gezeigten, bereitet die Endbearbeitung
der innersten Kernlage 1, wie in der in 6D gezeigten, die äußere Oberfläche 5 (6D)
der innersten Kernlage 1 auf die Aufbringung von einer
der nachfolgenden zusätzlichen
Lagen (wie der Lagen 41, 42, wenn nur zwei Lagen
involviert sind) vor, aus denen sich die endgültige mehrlagige Hülse 40 zusammensetzt.
Die Bildung dieser zusätzlichen
Lagen wird typischerweise auch Wärmebehandlungen
und mechanische Bearbeitungen durch Schleifen und Polieren beinhalten.
Solche Behandlungen und Bearbeitungen können die mehrlagige Hülse 40 auch
verschiedenen Ausdehnungen, Kompressionen und Verwindungen aussenden.
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Eine
oder mehrere zusätzliche
Lagen können
verwendet werden, um der mehrlagigen Hülse mehr Dicke zu geben und/oder
als Decklage für
die Hülse
40.
Im Allgemeinen kann jede Anzahl, Größe, Form und/oder Typ von zusätzlichen
Lagen bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, solange die
resultierende Druckhülse
mit Luftunterstützung auf
einen Druckzylinder aufgebracht werden kann, wobei die Hülsen, die
in dieser Erfindung verwendet werden können, in den folgenden
US-Patenten beschrieben sind: 5,782,181 ,
5,735,206 ,
5,819,657 ,
6,691,614 und
6,688,226 .
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Eine
solche zusätzliche
Lage kann aus einem im Allgemeinen festen, relativ ausdehnbaren Material
gebildet sein. Wie hier angewendet, bezieht sich der Begriff "fest" auf ein Material,
das eine bestimmte Shore-Härte
hat. In einigen Ausführungsformen
kann die zusätzliche
Lage z.B. aus einem Material mit einer Shore-D-Härte von etwa 20 bis etwa 85 gebildet
sein und in einigen Ausführungsformen
von etwa 45 bis etwa 50. In einer bestimmten Ausführungsform
kann die zusätzliche
Lage ein Polyurethanmaterial enthalten, das eine Shore-D-Härte von zwischen
etwa 45 bis etwa 50 hat. Ein solches Polyurethanmaterial ist von
H. B. Fuller, Österreich
unter der Marke ISA-PUR 2330 erhältlich.
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Die
zusätzliche
Lage kann, außer
dass sie im Allgemeinen fest ist, wie oben erwähnt, auch relativ ausdehnbar
sein. Der Be griff "ausdehnbbar", wie er hier verwendet
wird, bezieht sich auf ein Material, das sich bei Anwendung von
Luft mit einem bestimmten Druck um eine bestimmte radiale Strecke
ausdehnen kann. Bei Luftdruckwerten zwischen etwa 80 bis etwa 90
psi (5,5 bis 6,2 bar) dehnen sich die Druckhülsen typischerweise in radialer
Richtung zwischen etwa 0,015 bis etwa 0,0044 Zoll (0,00381 bis 0,01143
cm), und in einigen Ausführungsformen
zwischen etwa 0,0025 bis etwa 0,0035 Zoll (0,00635 bis 0,00889 cm)
aus. In einer Ausführungsform
dehnt sich beispielsweise eine Druckhülse mit einem Durchmesser von
weniger als 7 Zoll (17,78 cm) in radialer Richtung um etwa 0,0025
Zoll (0,00635 cm) aus. Ferner dehnt sich in einer anderen Ausführungsform
eine Druckhülse
mit einem Innendurchmesser von mehr als 7 Zoll (17,78 cm) in radialer
Richtung um etwa 0,0035 Zoll (0,00889 cm) aus. Die Dicke dieser
zusätzlichen Lage
kann im Allgmeinen variieren. In den meisten Ausführungsformen
liegt die Dicke der zusätzlichen Lage
beispielsweise zwischen etwa 0,125 bis 1,50 Zoll (0,3175 bis 3,81
cm) und in einigen Ausführungsformen
zwischen etwa 0,125 Zoll (0,3175 cm) bis etwa 1,000 Zoll (2,54 cm).
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Einige
geeignete Materialien, die bei der Bildung anderer zusätzlicher äußerer Lagen
verwendet werden können,
umfassen, sind aber nicht beschränkt
auf: Aramidfasern gebunden mit Epoxydharz oder Polyesterharz, verstärktes Polymermaterial
wie etwa gehärtete
Glasfasern gebunden mit Epoxydharz oder Polyesterharz, wobei die
letzteren beiden auch als glasfaserverstärktes Epoxydharz oder glasfaserverstärktes Polyester
bekannt sind, DuPont®, Mylar® oder
dreilagiges Kevlar®, ein Polyurethanmaterial
(z.B. ISA-PUR 2330 oder ISA-PUR 2340 von H. B. Fuller, Österreich,
unter der Marke ISA-PUR 2330), elastomere Kautschukmaterialien, elastomere
Polyurethanmaterialien, ausgedehnter Polyurethanschaum, offenzelliger
Polyurethanschaum, Nickel, Kupfer, kohlenstofffaserverstärktes Epoxydharz
und dergleichen. In einigen Ausführungsformen
kann auch eine äußere Lage
aus Metall enthalten sein, wie etwa eine extrudierte Lage aus Aluminium.
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Wie
schematisch in 10 gezeigt, kann eine alternative
Ausführungsform
einer Hülse 50,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt ist, einen länglichen piezoelektrischen
Kristall 51 umfassen, der als Wandler fungiert, der dem
Speicherchip des Transponders (oder der Identifizierungseinrichtung)
ein elektrisches Signal zuführt.
Während
des Herstellungsvorgangs wird der Kristall 51 auf die erste
Lage 21 des Glasfaserbands 20 zusammen mit dem
Transponder 30 gelegt. Der Kristall 51 wird elektrisch
mit dem Transponder 30 verbunden, der mit einem Analog-Digital-Wandler
und einem Digital-Analog-Wandler
versehen sein kann, entweder in Festverdrahtung oder durch Programmierung.
Auf diese Weise kann der Transponder 30 dazu verwendet werden,
um für
den späteren
Abruf und/oder zur Übertragung
in Echtzeit Druckwerte und die Art der Biegespannungen aufzuzeichnen,
denen die Hülse 50 während des
Betriebs ausgesetzt ist. Solche Informationen helfen bei der Diagnose
von irgendwelchen Problemen mit der Leistungsfähigkeit der Hülse 50 während des
Betriebs in der Druckmaschine. Aufbauten wie die in 6 gezeigte
Hülse können auch als
Prototyp-Testhülsen verwendet
werden, die während
der Entwicklung von neuen Hülsenprodukten hergestellt
werden. Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ermöglicht der Transponder in der
dünnwandigen
Hülse ein
verbessertes Verfahren, um die gewünschte Ausrichtung in einer
Tiefdruck- oder Flexodruckmaschine zur Erzeugung von mehrfarbigen
Bildern auf einem zu bedruckenden Substrat zu bewirken.
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Wie
schematisch in 11 gezeigt, ist eine gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellte dünnwandige
Hülse 1 auf
einem Drehträger
oder Kern 61 einer Druckmaschine angebracht, die schematisch
mit den Bezugszeichen 60 versehen ist. Die Hülse 1 trägt eine
Druckplatte 45, die in gestrichelten Linien gezeigt ist
und die ein Bild 46 (oder Buchstaben) hat, die auch in
Strichlinien dargestellt sind.
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Wie
schematisch in 11 gezeigt, ist die Druckmaschine 60 mit
einem Positionsscanner 6a versehen, der an der Druckstation
der Welle 61 angebracht ist. Vorzugsweise ist ein separater
Positionsscanner 6a an jeder Druckstation der Maschine 60 vorgesehen.
Wie schematisch durch die mit 64 bezeichnete Linie gezeigt,
ist der Positionsscanner 6a elektronisch mit der Steuereinheit 63 der
Druckmaschine 60 verbunden. Wie schematisch durch die auseinanderlaufenden
Linien, die mit 65 bezeichnet sind, gezeigt, detektiert
der Positionsscanner 6a die präzise Position des Mikroprozessorchips 32 in
dem Transponder 30 und liefert diese Information an die Steuereinheit 63 der
Druckmaschine 60. Unter Verwendung dieser Information kann
die Druckmaschine 60 die Position jeder Hülse so weiterstellen,
dass alle Hülsen
bei allen Druckstationen der Maschine in gemeinsamer Ausrichtung
sind, um das gewünschte Bild
auf dem zu bedruckenden Substrat zu erzeugen. Auf diese Weise sind
alle Farben in dem Bild (oder in den Buchstaben) in richtiger Ausrichtung
zueinander, von dem allerersten Bild an, das durch die Maschine auf
das Substrat gedruckt wird. Das verbesserte Verfahren vermeidet
daher die Verschwendigung von Substrat, die während der manuellen Ausrichtung von
herkömmlichen
Hülsen
auftritt.
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Wie
in 6b gezeigt, wird, nachdem eine Anfangslage 21 aus
Glasfaserband 20 um den Kern 19 gewickelt worden
ist, eine Markierung 31 auf der äußeren Oberfläche der
ersten Lage 21 platziert werden, die die endgültige dünnwandige
Hülse 1 bilden soll.
Die Markierung 31, die vorzugsweise aus Papier gebildet
ist, das durch Tintenmarkierungen ausgedrückte Daten trägt, kann
auch mit einer zweiten Lage von mit Epoxydharz beschichtetem Glasfaserband
bedeckt sein. Mithin kann die Markierung 31 auch innerhalb
der dünnwandigen
Hülse 1 eingebettet werden,
während
die verschiedenen Lagen aus Glasfaserband um vorherige Lagen aus
Glasfaserband gewickelt werden. Tatsächlich kann eine solche Markierung 31,
wie in 6B gezeigt, zwischen denselben
zwei Lagen, die den Transponder 30 umschließen, angeordnet
sein. Alternativ kann eine Markierung 31 zwischen anderen
Lagen als denjenigen angeordnet sein, die den Transponder 30 umschließen. Die
Markierung 31 kann einen maschinenlesbaren Strichcode oder
Informationen umfassen, die mit dem bloßen menschlichen Auge lesbar
sind und die, wenn erwünscht,
für den
Leser leicht verständlich
sind. Eine solche Markierung hat eine Dicke von weniger als 1 mm
und ist typischerweise mit Informationen versehen, die die endgültig herzustellende
Hülse betreffen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann, wegen des Vorhandenseins des Transponders 30, der
Informationen empfangen und speichern kann, die später wieder
abgerufen werden können,
die innerste Kernlage 1 einer mehrlagigen Hülse gebildet werden,
bevor bekannt ist, welche Art von Hülse gebaut werden soll, und
die Markierung 31 könnte
mit allgemeinen Informationen erzeugt werden, die nicht besonders
für einen
spezifischen Kunden oder für
einen spezifischen Typ von Hülse
ist, oder kann lediglich mit einer Marke versehen sein. In einem
alternativen Fall, wie in 6D gezeigt,
kann die Markierung 31 ganz weggelassen werden.
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Das
verbesserte Verfahren der Erfindung ist in gleicher Weise auf ein
Verfahren zur Herstellung einer Hülse für eine indirekt druckende oder
eine Offset-Druckmaschine anwendbar und insbesondere auf einen Offset-Gummituchzylinder.
Wie gut bekannt ist, empfängt
in einer Offset-Maschine oder einer litographischen Rotationsdruckmaschine
mit indirektem Drucken und drei Hauptzylindern ein zweiter Hilfszylinder
(oder Gummituchzylinder) die Farbmusterdaten (Buchstaben oder Bilder),
die zu drucken sind (d.h. "den
Abdruck") von einem
ersten Zylinder und überträgt Daten
auf ein Substrat oder eine Bahn aus Papier oder einem anderen Material,
z.B. Kunststoff, das zwischen dem Gummituchzylinder und einem dritten
Zylinder oder einem Druckzylinder hindurchgeführt wird. Nach Übertragen
der Farbmusterdaten auf das Substrat läuft die Oberfläche des
Gummituchzylinders durch ein Bad eines Lösungsmittels, das verbliebene
Farbe von der Oberfläche
des Gummituchzylinders abwäscht.
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Obwohl
verschiedene Ausführungsformen der
Erfindung unter Verwendung von speziellen Ausdrücken, Einrichtungen und Verfahren
beschrieben worden sind, dient diese Beschreibung nur illustrativen
Zwecken. Die dabei verwendeten Wörter
sind eher Beschreibungsbegriffe als eine Einschränkung.