EP2095949B1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bedrucken von Gegenständen - Google Patents
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- EP2095949B1 EP2095949B1 EP09153444A EP09153444A EP2095949B1 EP 2095949 B1 EP2095949 B1 EP 2095949B1 EP 09153444 A EP09153444 A EP 09153444A EP 09153444 A EP09153444 A EP 09153444A EP 2095949 B1 EP2095949 B1 EP 2095949B1
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Definitions
- the invention relates to an apparatus and a method for printing on objects, in particular cylindrical objects, in particular with a high-pressure process such as the flexographic printing process.
- This printing method has the advantage that the print quality is relatively independent of small variations in the distance between the screen printing fabric and the object to be printed, since the ink is pressed with a doctor blade through the flexible screen printing fabric on the object to be printed.
- the screen printing method also has disadvantages compared with other known printing techniques. For example, it is possible to print finer structures with high-pressure processes, such as the flexographic printing process, which is particularly advantageous when images are to be printed with high resolution-possibly even multicolored.
- the print quality is sensitive to accurate alignment of the printing cylinder with respect to the item to be printed.
- the distance between the printing cylinder and the object must be kept as constant as possible over the entire area to be printed.
- Already deviations of 0.01 - 0.02 mm lead to the fact that the quality of the printed image decreases strongly.
- the object is often completely or partially closed on one side, for example glasses, bottles made of plastic or glass or tubes for cosmetics, which are printed before filling and closing and therefore a substantially cylindrical shape to have.
- Cylindrical objects For example, can be pushed onto a mandrel and held by this, for example, by a radial expansion of the mandrel.
- a receiving or expanding mandrel is in the German utility model DE 20 2004 019 382 U1 described.
- holding device of the object to be printed is held by the generation of negative pressure within the holding device on this. It is also often mechanical clamping devices are used, which are placed on the cylindrical object and so hold the object during the printing process.
- the holding device is mounted on one side. A storage on the opposite side is not possible because there the recorded object is often (partially) closed.
- holding devices can be converted in order to adapt them to the respective print job.
- due to unavoidable manufacturing tolerances often can not be ensured that the position of the components of the holding device after the conversion exactly matches the position before the conversion.
- print quality degradation may be a varying wall thickness of the articles to be printed, whereby the distance of the printing cylinder to the surface of the article either during printing of an object or between the printing operations on different objects varies.
- the object to be printed is held on one side on a spindle. Again, an adjustment of the position of the printed image with respect to the circumferential direction of the article is possible.
- An article printing apparatus comprises a printing unit having a printing unit mounted on a support unit.
- the printing unit has at least one anilox roller for picking up the ink and a printing cylinder to which the ink is at least partially transferred from the anilox roller.
- the printing unit can also have additional intermediate rollers for transferring the color.
- a printing plate or sleeve may be attached according to the printing method with which the device of the invention is to be used, for example a planographic printing plate (for example for offset printing) or a high-pressure plate (for example for flexographic printing).
- a device further comprises a holding device, from which an object to be printed, such as a glass, a bottle or a tube can be received.
- the holding device is a receiving mandrel having an outer diameter which is only slightly smaller than the inner diameter of the articles to be printed. An object to be printed can then be easily pushed onto the arbor.
- One possible embodiment of the holding device provides that compressed air is conducted into the receiving mandrel, whereby elastic elements in the interior of the receiving mandrel expand and metal strips which form the surface of the receiving mandrel press outward. Characterized the object to be printed is held firmly on the mandrel and can be rotated by a rotation of the mandrel about its own longitudinal axis, so that the object are printed circumferentially with the pressure plate mounted on the printing plate.
- holding device of the object to be printed is held by the generation of negative pressure within the holding device on this.
- Another embodiment uses mechanical clamping device.
- the holding device can also be adapted to the inner shape of the object to be printed.
- a device according to the invention further comprises a measuring device with which the surface of an object received by the holding device can be measured.
- a measuring device with which the surface of an object received by the holding device can be measured.
- the surveying device is mounted in a known orientation to a main body of the device according to the invention and can be a measurement of the surface of a received by the holding device object or the surface of the holding device at one or more points either fixed holding device or during rotation of the holding device to a Perform axis.
- a device further comprises a control device with which the inclination of the printing unit with respect to the holding device and / or the distance of the printing unit and in particular of the printing cylinder from the holding device can be adjusted, based on the measurement of the surface of the object or the holding device.
- the inclination and / or the distance of the printing unit is adjusted so that an optimum printing result is achieved on the previously measured with the surveying object.
- the control device has at least one adjusting element for adjusting the inclination of the printing unit in relation to the holding device and / or the distance of the printing unit from the holding device.
- the adjusting element is a setting cylinder which is fastened to the carrier unit at a first end and which is fastened to the base body of the device according to the invention at a second end.
- the control device has two actuating cylinders which are each fastened to the carrier unit at a first end and which are each fastened at a second end to the main body of the device according to the invention.
- the first actuating cylinder is preferably arranged above the first end face of the printing cylinder and the second actuating cylinder is preferably arranged above the second end face of the printing cylinder.
- the adjusting cylinders can also be arranged below the printing cylinder.
- the drive of the actuating cylinder is preferably carried out with a linear or servo motor.
- the actuating cylinder is rotatably mounted at its first end about an axis perpendicular to the direction of adjustment to the carrier unit and at its second end about an axis perpendicular to the direction of adjustment rotatably mounted on the base body.
- the inclination of the printing unit with respect to the holding device and / or the distance of the printing unit and in particular of the printing cylinder can be adjusted by the holding device so that an optimum printing result is achieved on the object.
- the control device of which has only a single control element for example only one actuating cylinder
- the single actuating cylinder is arranged above one of the two end faces of the printing cylinder, while the carrier unit is rotatably attached to the main body above the other of the two end faces of the printing cylinder.
- a single actuator can be used, which allows the adjustment of both the inclination of the printing unit with respect to the holding device and the distance of the printing unit and in particular of the printing cylinder of the holding device.
- the measuring device has at least one sensing device for mechanical scanning the surface of the recorded on the mandrel cylindrical object or the surface of the holding device.
- Such a sensing device consists for example of a probe, which is guided partially displaceable in a housing.
- the housing of the sensing device is connected to the Grundgroper the device according to the invention and the probe is applied during the measurement of the surface to be measured.
- the orientation of the probe is preferably substantially perpendicular to the surface of the article in the point where the probe rests against the mandrel or the object.
- the measuring device can also work with optical or acoustic methods in order to measure the respective surface.
- the device is a rotary transfer machine with a plurality of work stations, between which an object to be printed can be transported with a holding device.
- the measuring device is installed at a first work station and the printing unit, with which the object is printed, and the control device are installed at a second workstation.
- a printing unit is installed, with which the printing process can be simulated to determine the change in the inclination of the holding device when the impression cylinder presses against the object received by the holding device.
- rotary transfer machines are used in printing cylindrical objects when several steps are required during printing.
- Work steps can be, for example, printing with one color in each case in order to obtain a multicolored imprint on the object as a result.
- Another possible operation is, for example, pre-treating the surface of the article to be printed in order to improve the adhesion of the colors on the surface.
- Such a process is known under the name UVitro and is described in the European patent EP 1 148 036 B1 described.
- treating the article before or after printing with a varnish is possible.
- the measurement of the surface of an object to be printed picked up by a holding device is now also provided as a working step on a rotary indexing machine.
- the measuring device Since the measurement of the surface can not take place simultaneously at the point that is being printed, the measuring device must be arranged offset to the printing unit.
- the measuring device can be arranged relative to the printing unit with respect to the holding device.
- the measuring device is therefore advantageous to arrange the measuring device on an otherwise free workstation of the rotary transfer machine, so that an object to be printed or the holding device can be measured at this workstation with a full rotation of the holding device, while at the workstation with the first printing unit nor a previous object is printed.
- printing of the object is made possible with only one full turn of the holding device and thus saves half a turn.
- the device has a memory device for storing the data measured by the measuring device of the surface of the receiving mandrel or of the cylindrical object accommodated on the receiving mandrel.
- the storage of the data of the surface can be done, for example, at a first workstation of a rotary transfer machine. When printing the article to other workstations of the rotary transfer machine can then be accessed on the stored data.
- An inventive device for printing cylindrical objects can be used with all printing methods in which a printing plate o.ä. mounted on a printing cylinder.
- the printing unit is a flexographic printing unit.
- the present invention also relates to a method of printing objects with a device as described above.
- This device comprises a printing unit with a printing unit mounted on a carrier unit, which has an anilox roller and a printing cylinder, and a holding device for receiving the object to be printed.
- the surface of the cylindrical object or holding device received by the holding device is measured.
- the measuring mandrel or article may be measured at one or more points either when the holding device is stationary or during rotation of the holding device about an axis.
- the inclination of the printing unit in relation to the holding device and / or the distance of the printing unit from the holding device is adjusted.
- the data obtained in the step of measuring the surface of the object are used. This makes it possible to optimally adjust the inclination and / or distance of the printing unit to the object to be printed.
- the object received by the holding device is printed with the printing unit. Due to the optimal alignment of the
- Printing unit with respect to the holding device and thus the object to be printed can achieve an optimal printing result.
- each of the mentioned method steps is completely completed before the next step is started.
- the inclination of the holding device can be determined while the impression cylinder exerts a force on the object received by the holding device, by determining the distance of the surface of the object from a measuring device.
- the step of measuring the surface is preferably performed on a first work station of a rotary transfer machine, and the two steps of adjusting the inclination and / or distance of the printing unit and the printing of the object are preferably performed on a second workstation of the rotary transfer machine.
- the steps of adjusting the inclination and / or distance of the printing unit and printing on the cylindrical object are carried out simultaneously, i. the inclination of the printing unit relative to the arbor and / or the distance of the printing unit from the arbor are adjusted continuously during one rotation of the arbor.
- this also makes it possible to compensate for fluctuations in the wall thickness of the cylindrical object to be printed.
- the step of measuring the surface is at least partially concurrent with the step of adjusting the inclination of the printing unit with respect to the holding means and / or the distance of the printing unit from the holding means and / or the printing step of the object received by the holding device.
- the measuring device and the printing cylinder of the printing unit are arranged offset around the holding device.
- the measuring device and the printing cylinder of the printing unit are arranged opposite one another. It is then possible to measure the surface and use the data obtained to adjust the inclination and / or distance of the printing unit when the holding device has made half a turn.
- the measurement of the surface of the object to be printed or the surface of the holding device with a sensing device takes place.
- a sensing device consists for example of a probe, which is guided partially displaceable in a housing.
- the housing of the sensing device is connected to the basic body of the device according to the invention and the probe abuts the surface during the measurement.
- the orientation of the probe is preferably substantially perpendicular to the surface in the point where the probe rests against the object or the holding device.
- the data obtained when measuring the surface are stored in a memory device.
- the adjustment of the inclination of the printing unit in relation to the holding device and / or the distance of the printing unit from the holding device based on the data stored in the storage device. It is thus also possible to optimally set several printing units (for example for different colors) at different workstations of a rotary transfer machine for the object being printed.
- the storage of the data of the surface can be done, for example, at a first workstation of a rotary transfer machine. When printing the article to other workstations of the rotary transfer machine can then be accessed on the stored data.
- the inventive method for printing cylindrical objects can be used with all printing methods in which a printing plate o.ä. mounted on a printing cylinder.
- the printing on the cylindrical mandrel received on the mandrel is effected with a flexographic printing unit in a flexographic printing process.
- the device according to the invention and the method according to the invention are suitable for printing both substantially cylindrical objects and objects, whose outer shape deviates from a cylinder.
- this deviation is compensated during the rotation of the holding device by the at least one adjusting element of the device according to the invention.
- objects whose cross-section is perpendicular to a longitudinal axis oval or egg-shaped. It is also possible to print flat objects such as foils or paper.
- FIG. 1 an inventive device for printing objects is shown, which can be installed on a workstation of a rotary transfer system.
- a simplified, schematic representation of the printing unit and the mandrel of the device is in Fig. 2 to see.
- a receiving mandrel (1) which receives and fixes the printing medium (ie, the cylindrical object to be printed) acts an imaging pressure cylinder (2) on which a flexographic printing plate is fixed, which transfers the ink from the anilox roller (3) on the printing medium .
- the regulation of the ink supply of the anilox roller (3) is effected by a chamber doctor blade system (4). In this, the excess ink is stripped by a doctor blade from the anilox roller.
- the amount of ink volume to be transferred is done by selecting from anilox rollers with different rulings, so different dense and different deep engravings on the surface of the anilox roller (3).
- Fig. 3 shows a side view of the mandrel (1), to which a force F, which comes about, for example, by the pressure cylinder not shown in this figure, acts.
- the one-sided storage (6) of the mandrel (1) which is inevitable due to the pressure medium in many cases, since the body to be printed on one side of the cylinder is already closed (partially), justified tolerances with respect to the synchronization and the positional stability. These cause the mandrel (1) under the influence of the force acting on it F on the non-stored side dodges down.
- Fig. 4 shows the side view of a flexographic printing unit, as well as to be regulated degrees of freedom of the roller assembly.
- the vertical distance between the anilox roller (3) and the impression cylinder (2) refers to the entire length of the anilox roller (3).
- This degree of freedom is independent of any tolerances of the mandrel (1) or variations in the wall thickness of the pressure medium. It is thus sufficient to adjust this degree of freedom once after the attachment of the printing plate on the printing cylinder (2).
- the distance between the pressure roller (2) and the receiving mandrel (3) is a degree of freedom that can be adjusted with a device according to the invention.
- a regulation with respect to this degree of freedom relates equally to the printing cylinder (2) and to the anilox roller (3), since these are mounted together on a carrier unit.
- Another degree of freedom which can be set with a device according to the invention is the parallelism of pressure cylinder (2) and receiving mandrel (1).
- a change in position within this degree of freedom relates both to the printing cylinder (2) and to the anilox roller (3), since these are mounted together on a carrier unit. By changing the inclination of this carrier unit, the parallelism between the impression cylinder (2) and mandrel (1) can be adjusted.
- Another degree of freedom is the longitudinal position of the print image on the print medium located on the pickup mandrel (1).
- This degree of freedom relates to the printing cylinder (2) as well as to the anilox roller (3), since these are mounted together on a carrier unit. Also, this degree of freedom is independent of any tolerances of the mandrel (1) or variations in the wall thickness of the pressure medium. It is thus sufficient to adjust this degree of freedom once after the attachment of the printing plate on the printing cylinder (2).
- Fig. 4 schematically illustrated are two sensors (5), with which the distance between the surface of a recorded on the mandrel (1) recorded pressure medium or the surface of the receiving mandrel and the sensors can be measured. From these two distances, the inclination of the receiving mandrel (1) can be determined when a force acts on it by the pressure cylinder (2).
- the two sensors are sensing devices that consist of a probe that is slidably guided partially in a housing.
- the housing of the sensing device is connected to the base body (not shown) of the printing device and the probe abuts the surface during the measurement. Changes in the distance between the surface and the sensor housings therefore lead to a displacement of the probe relative to the housing and can thus be measured.
- Fig. 4 schematically illustrated are two sensors (5), with which the distance between the surface of a recorded on the mandrel (1) recorded pressure medium or the surface of the receiving mandrel and the sensors can be measured. From these two distances, the inclination of the receiving mandrel (1) can
- FIG. 5 shows a preferred embodiment of a flexographic printing unit with a control device for adjusting the inclination of the printing unit (2, 3, 4) with respect to the mandrel (1) and / or the distance between the printing unit (2, 3, 4) and mandrel (1).
- the printing unit is mounted on a carrier unit (8).
- the inclination and / or spacing of the printing unit (2, 3, 4) can be adjusted. be set.
- the deviation of the parallelism between the receiving mandrel (1) and the impression cylinder (2) determined via the sensors (5) can be compensated by means of the two adjusting pistons (7). This is done by the two adjusting pistons (7) correct the adjustment angle between the pressure cylinder (2) and the mandrel (1).
- the length of one of the two actuating pistons (7) can be changed while the length of the other remains unchanged, or it can be extended an actuating piston and simultaneously shortened the other.
- a vertical adjustment of the position of the carrier unit (8) is made with the printing unit mounted thereon by the two adjusting pistons (7) parallel Change the position of the impression cylinder (2).
- the length of both control pistons (7) can be extended or shortened to the same extent.
- Both settings can also be controlled simultaneously, for example, by extending both control pistons (7), but one more than the other. This then leads to a change in the inclination angle of the printing unit while reducing the distance between the impression cylinder (2) and the mandrel (1).
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- Inking, Control Or Cleaning Of Printing Machines (AREA)
- Rotary Presses (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bedrucken von Gegenständen, insbesondere von zylinderförmigen Gegenständen, insbesondere mit einem Hochdruckverfahren wie beispielsweise dem Flexodruckverfahren.
- Beim Bedrucken von Gegenständen wie beispielsweise Gläser, Flaschen (aus Kunststoff oder Glas) oder Tuben und unter anderem auch Folien und Papier, kommt bislang häufig das Siebdruckverfahren zum Einsatz. Dieses Druckverfahren hat den Vorteil, dass die Druckqualität relativ unabhängig von geringen Schwankungen des Abstands zwischen dem Siebdruckgewebe und dem zu bedruckenden Gegenstand ist, da die Farbe mit einer Rakel durch das flexible Siebdruckgewebe auf den zu bedruckenden Gegenstand gedrückt wird.
- Allerdings hat das Siebdruckverfahren gegenüber anderen bekannten Drucktechniken auch Nachteile. Beispielsweise lassen sich mit Hochdruckverfahren, wie beispielsweise dem Flexodruckverfahren, feinere Strukturen drucken, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn Bilder mit hoher Auflösung - gegebenenfalls sogar mehrfarbig - gedruckt werden sollen.
- Allerdings ist bei Hoch- und Flachdruckverfahren die Druckqualität empfindlich von einer genauen Ausrichtung des Druckzylinders in Bezug auf den zu bedruckenden Gegenstand abhängig. Der Abstand zwischen Druckzylinder und Gegenstand muss so gut wie möglich über die gesamte zu bedruckende Fläche konstant gehalten werden. Bereits Abweichungen von 0,01 - 0,02 mm führen dazu, dass die Qualität des Druckbilds stark nachlässt.
- Dies stellt beim Bogen- und Rollendruck kein Problem dar, da dort der zu bedruckende Bogen oder die zu bedruckende Bahn über einen Gegendruckzylinder geführt wird, der an beiden Enden gelagert ist.
- Beim Bedrucken von Gegenständen, insbesondere von zylinderförmigen Gegenständen ist der Gegenstand oftmals auf einer Seite ganz oder teilweise geschlossen, beispielsweise Gläser, Flaschen aus Kunststoff oder Glas oder Tuben für Kosmetikartikel, die noch vor dem Befüllen und Verschließen bedruckt werden und deshalb eine im Wesentlichen zylinderförmige Form haben.
- Zu bedruckende Gegenstände werden vor dem Bedrucken von einer Halteeinrichtung aufgenommen und während des Bedruckens von dieser gehalten. Zylinderförmige Gegenstände beispielsweise können auf einen Aufnahmedorn aufgeschoben und von diesem, beispielsweise durch eine radiale Expansion des Aufnahmedorns, festgehalten werden. Ein solcher Aufnahme- oder Spreizdorn ist in dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 20 2004 019 382 U1 beschrieben. - In einer anderen möglichen Halteeinrichtung wird der zu bedruckende Gegenstand durch das Erzeugen von Unterdruck innerhalb der Halteeinrichtung auf dieser gehalten. Es kommen oft auch mechanische Klemmeinrichtungen zum Einsatz, die auf den zylinderförmigen Gegenstand gesteckt werden und so den Gegenstand während des Druckvorgangs halten.
- Die Halteeinrichtung ist auf einer Seite gelagert. Eine Lagerung auf der gegenüberliegenden Seite ist nicht möglich, da dort der aufgenommene Gegenstand oftmals (teilweise) geschlossen ist.
- Es ist auch nicht möglich, die Halteeinrichtung mit einem Gegendruckzylinder zu unterstützen, da die Halteeinrichtung während des Bedruckens um eine Achse rotiert und somit die schon bedruckte Oberfläche des von der Halteeinrichtung aufgenommenen Gegenstands in Kontakt mit dem Gegendruckzylinder geriete. Dadurch würde die Druckfarbe auf den Gegendruckzylinder gelangen und auf dem zu bedruckenden Gegenstand verschmieren.
- Während des Bedruckens wird jedoch über den Druckzylinder eine Kraft auf die Halteeinrichtung ausgeübt. Aufgrund unvermeidbarer Toleranzen bei der Fertigung der Halteeinrichtung und deren Lagerung führt dies dazu, dass die Halteeinrichtung geringfügig in die Richtung der vom Druckzylinder ausgeübten Kraft ausweicht. Diese Ausweichbewegung ist, wie in
Fig. 3 für einen Aufnahmedorn gezeigt, am nicht gelagerten Ende des Aufnahmedorn größer als am gelagerten Ende, sodass sich die Neigung des Aufnahmedorns in Bezug auf den Druckzylinder verändert. - Weiterhin verändert sich während des Betriebs der Druckvorrichtung deren Temperatur, wodurch es zu Längenänderungen kommt, die zu einer Abweichung der Position der Komponenten der Halte- und/oder Druckvorrichtung gegenüber der Anfangsposition führen.
- Schließlich können Halteeinrichtungen umgerüstet werden, um sie dem jeweiligen Druckauftrag anzupassen. Hierbei kann auf Grund unvermeidbarer Fertigungstoleranzen oftmals nicht sichergestellt werden, dass die Position der Komponenten der Halteeinrichtung nach der Umrüstung exakt mit der Position vor der Umrüstung übereinstimmt.
- Aus diesen Gründen verändert sich die relative Position von Halteeinrichtung und Druckzylinder, wodurch es zu einem nicht mehr optimalen Bedrucken des von der Halteeinrichtung aufgenommenen Gegenstands kommt.
- Weitere Gründe für eine Verschlechterung der Druckqualität kann eine schwankende Wanddicke der zu bedruckenden Gegenstände sein, wodurch der Abstand von Druckzylinder zur Oberfläche des Gegenstands entweder während des Bedruckens eines Gegenstandes oder aber zwischen den Druckvorgängen auf verschiedene Gegenstände schwankt.
- Schließlich können auch bei Verwendung einer Rundtaktanlage zum Bedrucken, bei der an verschiedenen Arbeitsstationen z.B. unterschiedliche Farben aufgebracht werden, fertigungsbedingte Toleranzen zu einer nicht exakten Ausrichtung zwischen den Druckeinheiten der Rundtaktanlage und der Transportvorrichtung für die Halteeinrichtungen führen. Hierdurch kann der Abstand von Druckzylinder zur Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstands zwischen den einzelnen Arbeitsstationen schwanken, was ebenfalls zur Verringerung der Druckqualität führt.
- Bei der Druckvorrichtung gemäß der
US 2005/0081725 A1 werden die vorgenannten Probleme vermieden, indem der zu bedruckende Gegenstand auf zwei Seiten während des Druckvorgangs gehalten wird. Die Halterung des zu bedruckenden Gegenstands erlaubt eine Einstellung des Registers zwischen verschiedenen Druckstationen. - Bei der Druckvorrichtung gemäß der
DE 37 43 676 A1 wird der zu bedruckende Gegenstand einseitig auf einer Spindel gehalten. Auch hier ist eine Einstellung der Lage des Druckbilds bezüglich der Umfangsrichtung des Gegenstands möglich. - Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Bedrucken zylinderförmiger Gegenstände bereitzustellen, die ein qualitativ hochwertiges Bedrucken der Gegenstände auch mit einer Hochdruckeinheit erlaubt, auch wenn der Abstand zwischen Gegenstand und Druckzylinder variiert.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Bedrucken von Gegenständen mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
- Eine Vorrichtung zum Bedrucken von Gegenständen gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Druckeinheit mit einem auf einer Trägereinheit montierten Druckwerk auf. Das Druckwerk weist zumindest eine Rasterwalze zum Aufnehmen der Farbe und einen Druckzylinder, auf den die Farbe von der Rasterwalze zumindest teilweise übertragen wird, auf. Das Druckwerk kann auch noch weitere Zwischenwalzen zum übertragen der Farbe aufweisen.
- Auf dem Druckzylinder kann eine Druckplatte oder ein Drucksleeve je nach Druckverfahren, mit dem die erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt werden soll, befestigt werden, beispielsweise eine Flachdruckplatte (z.B. für Offsetdruck) oder eine Hochdruckplatte (z.B. für Flexodruck).
- Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist weiter eine Halteeinrichtung auf, von der ein zu bedruckender Gegenstand wie ein Glas, eine Flasche oder eine Tube aufgenommen werden kann. Bevorzugterweise ist die Halteeinrichtung ein Aufnahmedorn mit einem Außendurchmesser, der nur wenig geringer ist als der Innendurchmesser der zu bedruckenden Gegenstände. Ein zu bedruckender Gegenstand kann dann leicht auf den Aufnahmedorn aufgeschoben werden.
- Eine mögliche Ausgestaltung der Halteeinrichtung sieht vor, dass Druckluft in den Aufnahmedorn geleitet wird, wodurch sich elastische Elemente im Inneren des Aufnahmedorns ausdehnen und Metalllamellen, die die Oberfläche des Aufnahmedorns bilden nach außen drücken. Dadurch wird der zu bedruckende Gegenstand fest auf dem Aufnahmedorn gehalten und kann durch eine Rotation des Aufnahmedorns um die eigene Längsachse gedreht werden, so dass der Gegenstand umlaufend mit der auf dem Druckzylinder montierten Druckplatte bedruckt werden.
- In einer anderen möglichen Halteeinrichtung wird der zu bedruckende Gegenstand durch das Erzeugen von Unterdruck innerhalb der Halteeinrichtung auf dieser gehalten. Eine weitere Ausgestaltung setzt mechanische Klemmeinrichtung ein.
- Wenn der zu bedruckende Gegenstand im Inneren nicht zylinderförmig ist, kann die Halteeinrichtung auch an die Innenform des zu bedruckenden Gegenstands angepasst sein.
- Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist weiter eine Vermessungseinrichtung auf, mit der die Oberfläche eines von der Halteeinrichtung aufgenommenen Gegenstands vermessen werden kann. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Oberfläche der Halteeinrichtung zu vermessen. Vorzugsweise ist die Vermessungseinrichtung in einer bekannten Ausrichtung zu einem Grundkörper der erfindungsgemäßen Vorrichtung montiert und kann eine Vermessung der Oberfläche eines von der Halteeinrichtung aufgenommenen Gegenstands bzw. der Oberfläche der Halteeinrichtung an einem oder mehreren Punkten entweder bei feststehender Halteeinrichtung oder während einer Rotation der Halteeinrichtung um eine Achse durchführen. Unter Vermessung der Oberfläche des Gegenstands bzw. der Halteeinrichtung wird hierbei verstanden, dass die Position von Punkten auf der Oberfläche relativ zu einem bekannten Punkt beispielsweise von einem Grundkörper der Vorrichtung bestimmt wird.
- Es ist möglich, hierdurch eine Vermessung des Umfangsprofils des zu bedruckenden Gegenstands bzw. der Halteeinrichtung an einem oder mehreren Punkten entlang seiner Länge vorzunehmen.
- Es ist allerdings nicht immer erforderlich die Oberfläche vollständig zu vermessen. Um beispielsweise die Neigung der Halteeinrichtung zu bestimmen, ist es ausreichend, an zwei Punkten den Abstand von der Oberfläche eines auf der Halteeinrichtung aufgenommenen Gegenstands bzw. der Halteeinrichtung zur Vermessungseinrichtung zu bestimmen.
- Durch eine derartige Vermessung lässt sich feststellen, welche Ausrichtung ein von der Halteeinrichtung aufgenommener Gegenstand bzw. die Halteeinrichtung hat, also z.B. die Neigung der Halteeinrichtung. Außerdem kann festgestellt werden, ob während einer Rotation der Halteeinrichtung um eine Achse der Abstand von der Oberfläche eines von der Halteeinrichtung aufgenommenen Gegenstands zur Vermessungseinrichtung konstant ist oder schwankt, d.h. ob die Materialdicke des Gegenstands konstant ist.
- Es lässt sich auch feststellen, ob die Materialdicke aller zu bedruckenden Gegenstände gleich groß ist, oder ob unterschiedliche Gegenstände unterschiedliche Materialdicken haben.
- Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist schließlich weiter eine Steuerungseinrichtung auf, mit der die Neigung des Druckwerks in Bezug auf die Halteeinrichtung und/oder der Abstand des Druckwerks und insbesondere des Druckzylinders von der Halteeinrichtung eingestellt werden kann, und zwar basierend auf der Vermessung der Oberfläche des Gegenstands bzw. der Halteeinrichtung. Bevorzugterweise wird die Neigung und/oder der Abstand des Druckwerks so eingestellt, dass ein optimales Druckergebnis auf dem zuvor mit der Vermessungseinrichtung vermessenen Gegenstand erzielt wird.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Steuerungseinrichtung mindestens ein Stellelement zum Einstellen der Neigung des Druckwerks in Bezug auf die Halteeinrichtung und/oder des Abstands des Druckwerks von der Halteeinrichtung auf. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Stellelement ein Stellzylinder, der an einem ersten Ende an der Trägereinheit befestigt ist und der an einem zweiten Ende an dem Grundkörper der erfindungsgemäßen Vorrichtung befestigt ist.
- Dadurch ist es möglich, die Ausrichtung der Trägereinheit und somit der auf dieser befestigten Druckeinheit in Bezug auf den Grundkörper zu verändern. Bevorzugterweise weist die Steuerungseinrichtung zwei Stellzylinder auf, die jeweils an einem ersten Ende an der Trägereinheit befestigt sind und die jeweils an einem zweiten Ende an dem Grundkörper der erfindungsgemäßen Vorrichtung befestigt sind. Dabei ist der erste Stellzylinder bevorzugterweise oberhalb der ersten Stirnfläche des Druckzylinders angeordnet und der zweite Stellzylinder bevorzugterweise oberhalb der zweiten Stirnfläche des Druckzylinders angeordnet. Die Stellzylinder können aber auch unterhalb des Druckzylinders angeordnet sein. Der Antrieb der Stellzylinder erfolgt vorzugsweise mit einem Linear- oder Servomotor.
- In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Stellzylinder an seinem ersten Ende um eine Achse senkrecht zur Stellrichtung drehbar an der Trägereinheit und an seinem zweiten Ende um eine Achse senkrecht zur Stellrichtung drehbar an dem Grundkörper befestigt.
- Somit kann die Neigung des Druckwerks in Bezug auf die Halteeinrichtung und/oder der Abstand des Druckwerks und insbesondere des Druckzylinders von der Halteeinrichtung so eingestellt werden, dass ein optimales Druckergebnis auf dem Gegenstand erzielt wird.
- Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, deren Steuerungseinrichtung nur ein einzelnes Stellelement (z.B. nur einen Stellzylinder) aufweist, ist eine Einstellung des Abstands des Druckwerks und insbesondere des Druckzylinders von der Halteeinrichtung nicht möglich. Es kann aber die Neigung des Druckwerks in Bezug auf die Halteeinrichtung eingestellt werden. Bevorzugterweise ist der einzelne Stellzylinder oberhalb einer der beiden Stirnflächen des Druckzylinders angeordnet, während die Trägereinheit oberhalb der anderen der beiden Stirnflächen des Druckzylinders drehbar an dem Grundkörper befestigt ist.
- Erfindungsgemäß kann auch ein einzelnes Stellelement verwendet werden, das die Einstellung sowohl der Neigung des Druckwerks in Bezug auf die Halteeinrichtung als auch des Abstands des Druckwerks und insbesondere des Druckzylinders von der Halteeinrichtung erlaubt.
- In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Vermessungseinrichtung mindestens eine Tasteinrichtung zur mechanischen Abtastung der Oberfläche des auf dem Aufnahmedorn aufgenommenen zylinderförmigen Gegenstands bzw. der Oberfläche der Halteeinrichtung auf.
- Eine solche Tasteinrichtung besteht beispielsweise aus einem Messtaster, der verschiebbar teilweise in einem Gehäuse geführt wird. Das Gehäuse der Tasteinrichtung wird mit dem Grundköper der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbunden und der Messtaster liegt während des Vermessens an der zu vermessenden Oberfläche an. Dabei ist die Ausrichtung des Messtasters bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Gegenstands in dem Punkt, wo der Messtaster an dem Aufnahmedorn oder dem Gegenstand anliegt. Durch ein Verändern der Neigung der Halteeinrichtung oder der Wanddicke des zu bedruckenden Gegenstands wird der Messtaster in Bezug auf das Gehäuse der Tasteinrichtung verschoben. Diese Verschiebung kann gemessen werden und daraus können Informationen über die Anordnung der Oberfläche gewonnen werden. Ein solcher Messtaster wird beispielsweise von der Firma Heidenhain unter der Bezeichnung "ST 3077" angeboten.
- Die Vermessungseinrichtung kann aber auch mit optischen oder akustischen Verfahren arbeiten, um die jeweilige Oberfläche zu vermessen.
- In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Vorrichtung eine Rundtaktmaschine mit mehreren Arbeitsstationen, zwischen denen ein zu bedruckender Gegenstand mit einer Halteeinrichtung transportiert werden kann. Dabei ist die Vermessungseinrichtung an einer ersten Arbeitsstation installiert und die Druckeinheit, mit der der Gegenstand bedruckt wird, und die Steuerungseinrichtung sind an einer zweiten Arbeitsstation installiert. Bevorzugterweise ist in diesem Fall auch an der ersten Arbeitsstation eine Druckeinheit installiert, mit der der Druckvorgang simuliert werden kann, um die Veränderung der Neigung der Halteeinrichtung zu ermitteln, wenn der Druckzylinder gegen den von der Halteeinrichtung aufgenommenen Gegenstand drückt.
- Üblicherweise werden Rundtaktmaschinen beim Bedrucken zylinderförmiger Gegenstände eingesetzt, wenn mehrere Arbeitsschritte während des Bedruckens erforderlich sind. Arbeitsschritte können beispielsweise das Bedrucken mit jeweils einer Farbe sein, um im Ergebnis einen mehrfarbigen Aufdruck auf dem Gegenstand zu erhalten. Ein weiterer möglicher Arbeitsschritt ist beispielsweise das Vorbehandeln der Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstands, um die Haftung der Farben auf der Oberfläche zu verbessern. Ein solches Verfahren ist unter dem Namen UVitro bekannt und wird in dem europäischen Patent
EP 1 148 036 B1 beschrieben. Ebenfalls ist als weiterer möglicher Arbeitsschritt das Behandeln des Gegenstands vor oder nach dem Bedrucken mit einem Lack möglich. - Erfindungsgemäß ist nun auch das Vermessen der Oberfläche eines von einer Halteeinrichtung aufgenommenen zu bedruckenden Gegenstands als Arbeitsschritt auf einer Rundtaktmaschine vorgesehen.
- Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Vermessung der Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstands bzw. der Halteeinrichtung nicht nur in einem oder mehreren Punkten bei feststehender Halteeinrichtung erfolgen soll, sondern wenn die Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstands bzw. der Halteeinrichtung während einer vollen Umdrehung der Halteeinrichtung erfolgen soll. Da die Vermessung der Oberfläche nicht gleichzeitig an der Stelle erfolgen kann, die gerade bedruckt wird, muss die Vermessungseinrichtung versetzt zur Druckeinheit angeordnet sein. Beispielsweise kann die Vermessungseinrichtung gegenüber der Druckeinheit in Bezug auf die Halteeinrichtung angeordnet sein.
- Dies führt dann dazu, dass die Halteeinrichtung erst eine halbe Umdrehung ausführen muss, bevor der vermessene Teil der Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstands zur Druckeinheit kommt und dort bedruckt werden kann. Um einen umlaufenden Aufdruck auf dem zylinderförmigen Gegenstand zu erhalten, ist es somit erforderlich, dass die Halteeinrichtung eineinhalb Umdrehungen ausführt, wodurch der Durchsatz der Rundtaktmaschine deutlich verringert wird.
- Es ist daher vorteilhaft, die Vermessungseinrichtung an einer ansonsten freien Arbeitsstation der Rundtaktmaschine anzuordnen, sodass ein zu bedruckender Gegenstand bzw. die Halteeinrichtung an dieser Arbeitsstation mit einer vollen Umdrehung der Halteeinrichtung vermessen werden kann, während an der Arbeitsstation mit der ersten Druckeinheit noch ein vorhergehender Gegenstand bedruckt wird. Dadurch wird ein Bedrucken des Gegenstands mit nur einer vollen Umdrehung der Halteeinrichtung ermöglicht und somit eine halbe Umdrehung eingespart.
- Wenn bekannt ist, dass die zu bedruckenden Gegenstände eine ausreichend konstante Wanddicke aufweisen, und nur die herstellungsbedingten Toleranzen des Aufnahmedorns ausgeglichen werden sollen, so ist es ausreichend, alle Aufnahmedorne nur einmal vor dem Beginn des Druckvorgangs zu vermessen und dann die einzelnen Druckwerke an den jeweiligen Aufnahmedorn einzustellen.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Vorrichtung eine Speichereinrichtung zum Speichern der von der Vermessungseinrichtung gemessenen Daten der Oberfläche des Aufnahmedorns oder des auf dem Aufnahmedorn aufgenommenen zylinderförmigen Gegenstands auf.
- Die Speicherung der Daten der Oberfläche kann beispielsweise an einer ersten Arbeitsstation einer Rundtaktmaschine erfolgen. Beim Bedrucken des Gegenstandes an weiteren Arbeitsstationen der Rundtaktmaschine kann dann auf die gespeicherten Daten zugegriffen werden.
- Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bedrucken zylinderförmiger Gegenstände lässt sich mit allen Druckverfahren einsetzen, bei denen eine Druckplatte o.ä. auf einem Druckzylinder montiert ist.
- In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Druckwerk ein Flexodruckwerk.
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Bedrucken von Gegenständen mit einer Vorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde. Diese Vorrichtung weist eine Druckeinheit mit einem auf einer Trägereinheit montierten Druckwerk, das eine Rasterwalze und einen Druckzylinder aufweist, und eine Halteeinrichtung zum Aufnehmen des zu bedruckenden Gegenstands auf.
- In einem Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Oberfläche des von der Halteeinrichtung aufgenommenen zylinderförmigen Gegenstands bzw. der Halteeinrichtung vermessen. Das Vermessen des Aufnahmedorns oder des Gegenstands kann an einem oder mehreren Punkten entweder bei feststehender Halteeinrichtung oder während einer Rotation der Halteeinrichtung um eine Achse erfolgen.
- Es ist nicht erforderlich die Oberfläche vollständig zu vermessen. Um beispielsweise die Neigung der Halteeinrichtung zu bestimmen, ist es ausreichend, an zwei Punkten den Abstand von der Oberfläche zu bestimmen.
- Durch eine derartige Vermessung lässt sich feststellen, welche Ausrichtung ein von der Halteeinrichtung aufgenommener Gegenstand bzw. die Halteeinrichtung hat, also z.B. die Neigung der Halteeinrichtung. Außerdem kann festgestellt werden, ob während einer Rotation der Halteeinrichtung um eine Achse der Abstand von der Oberfläche eines von der Halteeinrichtung aufgenommenen Gegenstands zur Vermessungseinrichtung konstant ist oder schwankt, d.h. ob die Materialdicke des Gegenstands konstant ist.
- Es lässt sich auch feststellen, ob die Materialdicke aller zu bedruckenden Gegenstände gleich groß ist, oder ob unterschiedliche Gegenstände unterschiedliche Materialdicken haben.
- In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Neigung des Druckwerks in Bezug auf die Halteeinrichtung und/oder der Abstand des Druckwerks von der Halteeinrichtung eingestellt. Hierzu wird auf die beim Schritt des Vermessens der Oberfläche des Gegenstands gewonnenen Daten zurückgegriffen. Dadurch ist es möglich, Neigung und/oder Abstand des Druckwerks optimal auf den zu bedruckenden Gegenstand abgestimmt einzustellen.
- In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der von der Halteeinrichtung aufgenommene Gegenstand mit dem Druckwerk bedruckt. Durch die optimale Ausrichtung des
- Druckwerks in Bezug auf die Halteeinrichtung und damit den zu bedruckenden Gegenstand lässt sich ein optimales Druckergebnis erreichen.
- In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird jeder der genannten Verfahrensschritte vollständig abgeschlossen, bevor der nächste Schritt begonnen wird. Dies bedeutet, dass zunächst die Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstands bzw. der Halteeinrichtung im gewünschten Umfang vermessen wird. Beispielsweise kann die Neigung der Halteeinrichtung bestimmt werden, während der Druckzylinder eine Kraft auf den von der Halteeinrichtung aufgenommenen Gegenstand ausübt, indem der Abstand der Oberfläche des Gegenstands von einer Vermessungseinrichtung bestimmt wird.
- Erst danach wird die Neigung des Druckwerks in Bezug auf die Halteeinrichtung und/oder der Abstand des Druckwerks von der Halteeinrichtung eingestellt. Diese Einstellung wird dann beibehalten, während der Gegenstand mit dem Druckwerk bedruckt wird. Eine Schwankung der Wanddicke des zu bedruckenden zylinderförmigen Gegenstand kann bei dieser seriellen Ausführung der Verfahrensschritte nicht ausgeglichen werden, aber es ist möglich, Toleranzen in den Bauteilen wie z.B. der Lagerung der Halteeinrichtung auszugleichen.
- Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens wird der Schritt des Vermessens der Oberfläche bevorzugterweise an einer ersten Arbeitsstation einer Rundtaktmaschine durchgeführt und die beiden Schritte des Einstellens von Neigung und/oder Abstand des Druckwerks und des Bedruckens des Gegenstands werden bevorzugterweise an einer zweiten Arbeitsstation der Rundtaktmaschine durchgeführt. Dadurch ist es möglich, den Schritt des Vermessens der Oberfläche eines ersten Gegenstands zeitgleich mit den Schritten des Einstellens von Neigung und/oder Abstand des Druckwerks und des Bedruckens eines zweiten Gegenstands auszuführen.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Schritte des Einstellens von Neigung und/oder Abstand des Druckwerks und des Bedruckens des zylinderförmigen Gegenstands gleichzeitig durchgeführt, d.h. die Neigung des Druckwerks in Bezug auf den Aufnahmedorn und/oder der Abstand des Druckwerks vom Aufnahmedorn werden kontinuierlich während einer Umdrehung des Aufnahmedorns eingestellt. Dies ermöglicht neben dem Ausgleichen von Toleranzen in den Bauteilen auch das Ausgleichen von Schwankungen der Wanddicke des zu bedruckenden zylinderförmigen Gegenstands.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Schritt des Vermessens der Oberfläche zumindest teilweise gleichzeitig mit dem Schritt des Einstellens der Neigung des Druckwerks in Bezug auf die Halteeinrichtung und/oder des Abstands des Druckwerks von der Halteeinrichtung und/oder mit dem Schritt des Bedruckens des von der Halteeinrichtung aufgenommenen Gegenstands ausgeführt.
- Hierzu sind die Vermessungsvorrichtung und der Druckzylinder der Druckwerks versetzt um die Halteeinrichtung angeordnet. Bevorzugterweise sind die Vermessungsvorrichtung und der Druckzylinder der Druckwerks gegenüberliegend angeordnet. Es ist dann möglich, die Oberfläche zu vermessen und die hierbei gewonnenen Daten dazu zu verwenden, Neigung und/oder Abstand des Druckwerks einzustellen, wenn die Halteeinrichtung eine halbe Umdrehung ausgeführt hat.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Vermessen der Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstands bzw. der Oberfläche der Halteeinrichtung mit einer Tasteinrichtung. Eine solche Tasteinrichtung besteht beispielsweise aus einem Messtaster, der verschiebbar teilweise in einem Gehäuse geführt wird. Das Gehäuse der Tasteinrichtung wird mit dem Grundköper der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbunden und der Messtaster liegt während des Vermessens an der Oberfläche an. Dabei ist die Ausrichtung des Messtasters bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche in dem Punkt, wo der Messtaster an dem Gegenstand bzw. der Halteeinrichtung anliegt. Durch ein Verändern der Neigung der Halteeinrichtung oder der Wanddicke des zu bedruckenden Gegenstands wird der Messtaster in Bezug auf das Gehäuse der Tasteinrichtung verschoben. Diese Verschiebung kann gemessen werden und daraus Informationen über die Anordnung der Oberfläche des von der Halteeinrichtung aufgenommenen zu bedruckenden Gegenstands bzw. der Halteeinrichtung gewonnen werden.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die beim Vermessen der Oberfläche erhaltenen Daten in einer Speichereinrichtung gespeichert. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt dann das Einstellen der Neigung des Druckwerks in Bezug auf die Halteeinrichtung und/oder des Abstands des Druckwerks von der Halteeinrichtung anhand der in der Speichereinrichtung gespeicherten Daten. Es ist somit auch möglich, mehrere Druckwerke (z.B. für verschiedene Farben) an verschiedenen Arbeitsstationen einer Rundtaktmaschine jeweils optimal für den gerade zu bedruckenden Gegenstand einzustellen.
- Die Speicherung der Daten der Oberfläche kann beispielsweise an einer ersten Arbeitsstation einer Rundtaktmaschine erfolgen. Beim Bedrucken des Gegenstandes an weiteren Arbeitsstationen der Rundtaktmaschine kann dann auf die gespeicherten Daten zugegriffen werden.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bedrucken zylinderförmiger Gegenstände lässt sich mit allen Druckverfahren einsetzen, bei denen eine Druckplatte o.ä. auf einem Druckzylinder montiert ist.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Bedrucken des auf dem Aufnahmedorn aufgenommenen zylinderförmigen Gegenstands mit einem Flexodruckwerk in einem Flexodruckverfahren.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sind geeignet zum Bedrucken sowohl im Wesentlichen zylinderförmiger Gegenstände als auch von Gegenständen, deren äußere Form von einem Zylinder abweicht. Bei Gegenständen, deren äußere Form von einem Zylinder abweicht, wird diese Abweichung während der Drehung der Halteeinrichtung durch das mindestens eine Stellelement der erfindungsgemäßen Vorrichtung kompensiert. Beispielsweise lassen sich mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung Gegenstände bedrucken, deren Querschnitt senkrecht zu einer longitudinalen Achse oval oder eiförmig ist. Es lassen sich aber auch flache Gegenstände wir Folien oder Papier bedrucken.
- Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehend erläutert. Es zeigt:
-
Fig. 1 eine räumliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bedrucken zylinderförmiger Gegenstände in einer Rundtaktanlage; -
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Flexodruckeinheit der Vorrichtung ausFig. 1 ; -
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Aufnahmedorns (Halteeinrichtung) der Vorrichtung ausFig.1 ; -
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht der Flexodruckeinheit ausFig. 2 ; und -
Fig. 5 eine bevorzugte Ausführungsform einer Flexodruckeinheit mit einer Steuerungseinrichtung zum Einstellen von Abstand und/oder Neigung des Druckwerks. - In
Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bedrucken von Gegenständen gezeigt, die an einer Arbeitsstation einer Rundtaktanlage installiert werden kann. Eine vereinfachte, schematische Darstellung des Druckwerks und des Aufnahmedorns der Vorrichtung ist inFig. 2 zu sehen. - Auf einen Aufnahmedorn (1), der das Druckmedium (d.h. den zu bedruckenden zylinderförmigen Gegenstand) aufnimmt und fixiert, wirkt ein bildgebender Druckzylinder (2), auf dem eine Flexodruckplatte befestigt ist, welche die Druckfarbe von der Rasterwalze (3) auf das Druckmedium überträgt. Die Regulierung der Farbversorgung der Rasterwalze (3) wird durch ein Kammerrakelsystem (4) getätigt. In diesem wird die überschüssige Druckfarbe durch ein Rakelmesser von der Rasterwalze abgestreift. Die Menge des zu übertragenden Druckfarbenvolumens geschieht durch die Auswahl aus Rasterwalzen mit verschiedenen Lineaturen, also unterschiedlich dichten und unterschiedlich tiefen Gravuren auf der Oberfläche der Rasterwalze (3).
-
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Aufnahmedorns (1), auf den eine Kraft F, die beispielsweise durch den in dieser Figur nicht gezeigten Druckzylinder zustande kommt, wirkt. Die einseitige Lagerung (6) des Aufnahmedorns (1), die aufgrund des Druckmediums in vielen Fällen unumgänglich ist, da der zu bedruckende Körper an einer Seite des Zylinders bereits (teilweise) geschlossen ist, begründet Toleranzen bzgl. des Gleichlaufes und der Lagestabilität. Diese führen dazu, dass der Aufnahmedorn (1) unter dem Einfluss der auf ihn wirkenden Kraft F auf der nicht gelagerten Seite nach unten ausweicht. -
Fig. 4 zeigt die Seitenansicht einer Flexodruckeinheit, sowie die zu regulierenden Freiheitsgrade der Walzenanordnung. - Der vertikale Abstand zwischen der Rasterwalze (3) und dem Druckzylinder (2) bezieht sich auf die gesamte Länge der Rasterwalze (3). Dieser Freiheitsgrad ist unabhängig von eventuellen Toleranzen des Aufnahmedorns (1) oder von Schwankungen der Wandstärke des Druckmediums. Es ist somit ausreichend, diesen Freiheitsgrad einmalig nach dem Anbringen der Druckplatte auf dem Druckzylinder (2) einzustellen.
- Der Abstand zwischen der Druckwalze (2) und dem Aufnahmedorn (3) ist ein Freiheitsgrad, der mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung einstellbar ist. Eine Regulierung bzgl. dieses Freiheitsgrades bezieht sich gleichermaßen auf den Druckzylinder (2) sowie auf die Rasterwalze (3), da diese gemeinsam auf einer Trägereinheit montiert sind.
- Ein weiterer Freiheitsgrad, der mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung einstellbar ist, ist die Parallelität von Druckzylinder (2) und Aufnahmedorn (1). Eine Lageveränderung innerhalb dieses Freiheitsgrades bezieht sich sowohl auf den Druckzylinder (2) als auch auf die Rasterwalze (3), da diese gemeinsam auf einer Trägereinheit montiert sind. Durch die Veränderung der Neigung dieser Trägereinheit lässt sich die Parallelität zwischen Druckzylinder (2) und Aufnahmedorn (1) einstellen.
- Schließlich ist ein weiterer Freiheitsgrad die longitudinale Position des Druckbildes auf dem Druckmedium, das sich auf dem Aufnahmedorn (1) befindet. Dieser Freiheitsgrad bezieht sich auf den Druckzylinder (2) ebenso wie auf die Rasterwalze (3), da diese gemeinsam auf einer Trägereinheit montiert sind. Auch dieser Freiheitsgrad ist unabhängig von eventuellen Toleranzen des Aufnahmedorns (1) oder von Schwankungen der Wandstärke des Druckmediums. Es ist somit ausreichend, diesen Freiheitsgrad einmalig nach dem Anbringen der Druckplatte auf dem Druckzylinder (2) einzustellen.
- Es verbleiben also die durch Pfeile in
Fig. 4 angedeuteten Freiheitsgrade des Abstands zwischen Druckzylinder (2) und Aufnahmedorn (1) (bzw. dem auf dem Aufnahmedorn (1) gehaltenen Gegenstand), die vor dem Bedrucken eines Druckmediums auf dem Aufnahmedorn (1) eingestellt oder während des Bedruckens nachgeführt werden müssen. - Ebenfalls in
Fig. 4 schematisch dargestellt sind zwei Sensoren (5), mit denen der Abstand zwischen der Oberfläche eines auf dem Aufnahmedorn (1) aufgenommenen Druckmediums bzw. der Oberfläche des Aufnahmedorns und den Sensoren gemessen werden kann. Aus diesen beiden Abständen lässt sich die Neigung des Aufnahmedorns (1) ermitteln, wenn auf diesen durch den Druckzylinder (2) eine Kraft wirkt. Bei den beiden Sensoren handelt es sich um Tasteinrichtungen, die aus einem Messtaster bestehen, der verschiebbar teilweise in einem Gehäuse geführt wird. Das Gehäuse der Tasteinrichtung wird mit dem Grundköper (nicht dargestellt) der Druckvorrichtung verbunden und der Messtaster liegt während des Vermessens an der Oberfläche an. Veränderungen des Abstands zwischen der Oberfläche und den Sensorgehäusen führen daher zu einer Verschiebung des Messtasters relativ zum Gehäuse und können somit gemessen werden.Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Flexodruckeinheit mit einer Steuerungseinrichtung zum Einstellen der Neigung des Druckwerks (2, 3, 4) in Bezug auf den Aufnahmedorn (1) und/oder des Abstands zwischen Druckwerk (2, 3, 4) und Aufnahmedorn (1). Das Druckwerk ist auf einer Trägereinheit (8) montiert. - Durch Verändern der Länge der beiden Stellkolben (7), deren eines Ende an der Trägereinheit (8) befestigt ist und deren anderes Ende an einem Grundkörper (9) befestigt ist, können Neigung und/oder Abstand des Druckwerks (2, 3, 4) eingestellt werden.
- Die über die Sensoren (5) bestimmte Abweichung der Parallelität zwischen Aufnahmedorn (1) und Druckzylinder (2) kann über die beiden Stellkolben (7) ausgeglichen werden. Dies geschieht, indem die beiden Stellkolben (7) den Stellwinkel zwischen dem Druckzylinder (2) und dem Aufnahmedorn (1) korrigieren. Beispielsweise kann die Länge eines der beiden Stellkolben (7) verändert werden, während die Länge des anderen unverändert bleibt, oder es kann ein Stellkolben verlängert und gleichzeitig der andere verkürzt werden.
- Um die fertigungsbedingten Toleranzen der Wandstärke des zu bedruckenden Zylinders, der sich auf dem Aufnahmedorn (1) befindet, auszugleichen, wird eine vertikale Verstellung der Position der Trägereinheit (8) mit dem darauf montierten Druckwerk vorgenommen, indem die beiden Stellkolben (7) eine parallele Lageveränderung des Druckzylinders (2) vornehmen. Beispielsweise kann die Länge beider Stellkolben (7) in gleichem Maße verlängert oder verkürzt werden.
- Beide Einstellmöglichkeiten können auch gleichzeitig gesteuert werden, indem beispielsweise beide Stellkolben (7) verlängert werden, aber der eine mehr als der andere. Dies führt dann zu einer Änderung des Neigungswinkels der Druckeinheit bei gleichzeitiger Verringerung des Abstands zwischen Druckzylinder (2) und Aufnahmedorn (1).
- Somit ist gewährleistet, dass sich der Druckzylinder (2) und das sich auf dem Aufnahmedorn (1) befindliche Druckmedium in einer für den Druckprozess optimalen Art und Weise kontaktieren und dies prozesssicher überwacht und reguliert wird.
-
- 1
- Aufnahmedorn (Halteeinrichtung)
- 2
- Druckzylinder
- 3
- Rasterwalze
- 4
- Kammerrakelsystem
- 5
- Sensoren
- 6
- Lagerung des Aufnahmedorns
- 7
- Stellkolben
- 8
- Trägereinheit
- 9
- Grundkörper
Claims (16)
- Vorrichtung zum Bedrucken von Gegenständen, aufweisend(a) eine Druckeinheit mit einem auf einer Trägereinheit (8) montierten Druckwerk, das eine Rasterwalze (3) und einen Druckzylinder (2) aufweist,(b) eine Halteeinrichtung (1) zum Aufnehmen eines Gegenstands, und(c) eine Steuerungseinrichtung (7) zum Einstellen der Neigung des Druckwerks (2, 3, 4) in Bezug auf die Halteeinrichtung (1) und/oder des Abstands des Druckwerks (2, 3, 4) von der Halteeinrichtung (1),
gekennzeichnet durch(d) eine Vermessungseinrichtung (5) zum Vermessen der Oberfläche des von der Halteeinrichtung (1) aufgenommenen Gegenstands bzw. zum Vermessen der Oberfläche der Halteeinrichtung,(e) wobei die Einstellung der Neigung und/oder des Abstands des Druckwerks (2, 3, 4) bzgl. der Halteeinrichtung (1) auf der Vermessung der Oberfläche des Gegenstands bzw. der Halteeinrichtung (1) basiert. - Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinrichtung mindestens ein Stellelement (7) zum Einstellen der Neigung des Druckwerks (2, 3, 4) in Bezug auf die Halteeinrichtung (1) und/oder des Abstands des Druckwerks (2, 3, 4) von der Halteeinrichtung (1) aufweist.
- Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Stellelement ein Stellkolben (7) ist, der an einem ersten Ende an der Trägereinheit (8) befestigt ist und der an einem zweiten Ende an einem Grundkörper (9) befestigt ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Stellkolben (7) an seinem ersten Ende um eine Achse senkrecht zur Stellrichtung drehbar an der Trägereinheit (8) und an seinem zweiten Ende um eine Achse senkrecht zur Stellrichtung drehbar an dem Grundkörper (9) befestigt ist.
- Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Vermessungseinrichtung mindestens eine Tasteinrichtung (5) zur mechanischen, optischen und/oder akustischen Abtastung der Oberfläche des von der Halteeinrichtung (1) aufgenommenen Gegenstands bzw. der Oberfläche der Halteeinrichtung aufweist.
- Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine Rundtaktmaschine mit mehreren Arbeitsstationen ist, wobei die Vermessungseinrichtung (5) an einer ersten Arbeitsstation installiert ist und wobei die Druckeinheit (2, 3, 4) und die Steuerungseinrichtung (7) an einer zweiten Arbeitsstation installiert sind.
- Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine Speichereinrichtung zum Speichern der von der Vermessungseinrichtung (5) gemessenen Daten der Oberfläche aufweist.
- Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Druckwerk ein Flexodruckwerk (2, 3, 4) ist.
- Verfahren zum Bedrucken von Gegenständen mit einer Vorrichtung zum Bedrucken von Gegenständen aufweisend eine Druckeinheit mit einem auf einer Trägereinheit (8) montierten Druckwerk, das eine Rasterwalze (3) und einen Druckzylinder (2) aufweist, und eine Halteeinrichtung (1) zum Aufnehmen eines Gegenstands, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:(a) Vermessen der Oberfläche des von der Halteeinrichtung (1) aufgenommenen Gegenstands bzw. der Oberfläche der Halteeinrichtung,(b) Einstellen der Neigung des Druckwerks (2, 3, 4) in Bezug auf die Halteeinrichtung (1) und/oder des Abstands des Druckwerks (2, 3, 4) von der Halteeinrichtung (1) basierend auf dem Vermessen der Oberfläche des Gegenstands bzw. der Halteeinrichtung,(c) Bedrucken des von der Halteeinrichtung (1) aufgenommenen Gegenstands mit dem Druckwerk (2, 3, 4).
- Verfahren nach Anspruch 9, wobei jeder Schritt vollständig abgeschlossen wird, bevor der nächste Schritt begonnen wird.
- Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Einstellen von Neigung und/oder Abstand des Druckwerks (2, 3, 4) kontinuierlich während des Bedruckens des von der Halteeinrichtung (1) aufgenommenen Gegenstands erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 9 oder 11, wobei das Vermessen der Oberfläche zumindest teilweise gleichzeitig mit dem Einstellen von Neigung und/oder Abstand des Druckwerks (2, 3, 4) und/oder mit dem Bedrucken des von der Halteeinrichtung (1) aufgenommenen Gegenstands erfolgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 9-12, wobei das Vermessen der Oberfläche durch mechanisches, optisches und/oder akustisches Abtasten der Oberfläche mit einer Tasteinrichtung (5) erfolgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 9-13, wobei die beim Vermessen der Oberfläche erhaltenen Daten in einer Speichereinrichtung gespeichert werden.
- Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Einstellen von Neigung und/oder Abstand des Druckwerks (2, 3, 4) anhand der in der Speichereinrichtung gespeicherten Daten erfolgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 9-15, wobei das Bedrucken des von der Halteeinrichtung (1) aufgenommenen Gegenstands mit einem Flexodruckwerk (2, 3, 4) erfolgt.
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