EP2424730A1

EP2424730A1 - Druckveredelungsmaschine

Info

Publication number: EP2424730A1
Application number: EP10719909A
Authority: EP
Inventors: Marc Steuer
Original assignee: SPM Steuer GmbH and Co KG
Current assignee: SPM Steuer GmbH and Co KG
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2012-03-07
Also published as: DE102009020753A1; WO2010124808A1

Abstract

Eine Druckveredelungsmaschine (100) hat ein Bogenfördersystem zur Förderung von Bogen aus Flachmaterial entlang einer Bogenförderstrecke zwischen einem Bogenanleger und einem Bogenausleger, sowie mindestens eine entlang der Bogenförderstrecke angeordneten Arbeitsstation zur Durchführung eines Bearbeitungsschrittes eines Druckveredelungsverfahrens. Das Bogenfördersystem ist in einer Basismaschine (150) angeordnet, die im Bereich mindestens einer Schnittstelle (155) entlang der Bogenförderstrecke erste Kopplungsstrukturen (158) zur lösbaren Ankopplung eines auswechselbaren Veredelungsmoduls (160, 160') an die Basismaschine hat. Der Basismaschine ist mindestens ein auswechselbar an der Basismaschine anbringbares Veredelungsmodul (160, 160') zugeordnet, welches zu den ersten Kopplungsstrukturen korrespondierende zweite Kopplungsstrukturen (168) hat. Ein Veredelungsmodul weist ein anwendungsspezifisches Arbeitselement auf, das im Betriebszustand der Druckveredelungsmaschine mit einem Gegendruckelement einen Arbeitsspalt zur Durchführung eines Bearbeitungsschrittes eines Druckveredelungsprozesses an einem durch den Arbeitsspalt laufenden Bogen aus Flachmaterial begrenzt.

Description

Beschreibung Druckveredelunαsmaschine

HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckveredelungsmaschine mit einem Bogenfördersystem zur Förderung von Bogen aus Flachmaterial entlang einer Bogenförderstrecke zwischen einem Bogenanleger und einem Bogenausleger, sowie mit mindestens einer entlang der Bogenförderstrecke angeordneten Arbeitsstation zur Durchführung eines Bearbeitungsschrittes eines Druckveredelungsverfahrens.

Beschreibung des verwandten Standes der Technik

Druckereierzeugnisse werden heutzutage vielfach mit Hilfe von Druckveredelungsverfahren weiterverarbeitet, um den Druckerzeugnissen besondere optische und/oder haptische Eigenschaften zu verleihen. Zu den z.B. in der Werbewirtschaft und im Bereich von Produktverpackungen stark genutzten Post-Press-Verfahren zur Druckveredelung zählen unter anderem der Prägefoliendruck mittels Heißprägen, der Kaltfolien- transfer, auch Kaltprägen genannt, die Reliefprägung, die Folienkaschie- rung und die Lackierung von Printprodukten. Auch durch Stanzen oder Stahlstich können Druckerzeugnisse veredelt werden. Besondere Wirkungen können häufig durch die Kombination mehrerer Druckveredelungsverfahren erzielt werden, indem beispielsweise ein durch Heißprägen partiell metallisiertes Druckerzeugnis nachträglich durch Reliefprägung noch dreidimensional strukturiert wird.

Die Auswahl des passenden Druckveredelungsverfahrens bzw. einer geeigneten Kombination mehrerer Druckveredelungsverfahren hängt von den angestrebten Eigenschaften des Endproduktes ab. Häufig geht es darum, mit den veredelten Produkten starke Aufmerksamkeit zu erregen oder Markenbotschaften wie Luxus, Eleganz und Wertigkeit zu transportieren. Es können auch Sicherheitsapplikationen angebracht werden, z.B. Hologramme oder andere Kopierschutzelemente auf Wertpapieren, Geldscheinen oder anderen Druckerzeugnissen. Darüber hinaus kann die Druckveredelung z.B. auch zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit von Druckerzeugnissen genutzt werden.

So vielfältig wie die unterschiedlichen Druckveredelungsverfahren sind auch die Anforderungen hinsichtlich der in einem Prozess zu verarbeitenden Stückzahlen. Während beispielsweise in der Zigarettenindustrie Millionen von Pappbögen für Zigarettenpackungen mit dem gleichen Druckveredelungsprozess erzeugt werden, stehen Unternehmen der Druckveredelungsbranche häufig vor der Aufgabe, die Druckveredelung in hoher Qualität sowohl für große als auch mittlere und kleinere Serien zu wettbewerbsfähigen Preisen anbieten zu können. Die unternehmerische Aufgabe besteht dabei unter anderem darin, die Ausstattung des Maschinenparks an aktuelle und zukünftig zu erwartende Auftragsvolumina und unterschiedliche Druckveredelungsverfahren so anzupassen, dass einerseits alle nachgefragten Druckveredelungstechnologien angeboten werden können und dass andererseits eine ausreichende Auslastung der eigenen Maschinen sichergestellt ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckveredelungsmaschine bereitzustellen, die sowohl bei kleinen, als auch bei mittleren oder großen Unternehmen der Druckveredelungsindustrie eine wirtschaftliche Fertigung von veredelten Druckereierzeugnissen bei hoher Qualität ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine Druckveredelungsmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

Die Druckveredelungsmaschine hat ein Bogenfördersystem zur Förderung von bogenförmigem Bedruckstoff aus Papier, Pappe, Kunststoff oder anderem Flachmaterial entlang einer Bogenförderstrecke zwischen einem Bogenanleger und einem Bogenausleger. Die Druckveredelungsmaschine hat weiterhin mindestens eine an der Bogenförderstrecke angeordnete Arbeitsstation zur Durchführung eines Bearbeitungs- schrittes eines Druckveredelungsverfahrens. Die Druckveredelungsmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass das Bogenfördersystem in einer Basismaschine angeordnet ist, dass die Basismaschine im Bereich mindestens einer Schnittstelle entlang der Bogenförderstrecke erste Kopplungsstrukturen zur lösbaren Ankopplung eines auswechselbaren Veredelungsmoduls an die Basismaschine hat und dass der Basismaschine mindestens ein auswechselbar an der Basismaschine anbringbares Veredelungsmodul zugeordnet ist, welches zu den ersten Kopplungsstrukturen korrespondierende zweite Kopplungsstrukturen hat.

Ein auswechselbares Veredelungsmodul ist eine werksseitig montierte Baugruppe mit einer Vielzahl zusammenwirkender Bauelemente, die in dem Veredelungsmodul zu einer funktionalen Einheit zusammengefasst sind und im Paket an die Basismaschine zur Bildung einer Arbeitsstation angekoppelt bzw. von dieser ohne größeren Demontageaufwand gelöst werden können. Das mit Hilfe der korrespondieren Kopplungsstrukturen an der Basismaschine fertig angebrachte Veredelungsmodul bildet zusammen mit den zugeordneten Elementen der Basismaschine eine Arbeitsstation. Dabei stellt die Basismaschine mindestens eine standardisierte Schnittstelle für unterschiedliche Druckveredelungstechnologien bereit, während die meisten oder alle für den jeweiligen Druckverede- lungsprozess spezifischen Bauelemente im Veredelungsmodul untergebracht sind. Insbesondere ist im Veredelungsmodul ein anwendungsspezifisches Arbeitselement untergebracht, das im betriebsfertig montierten Zustand der Druckveredelungsmaschine mit einem Gegendruckelement einen Arbeitsspalt zur Durchführung eines Bearbeitungsschrittes eines Druckveredelungsprozesses an einem durch den Arbeitsspalt laufenden Bedruckstoffbogen begrenzt.

Die Kopplungsstrukturen an Basismaschine und Veredelungsmodul sind vorzugsweise derart ausgelegt, dass der Anbau eines Veredelungsmoduls an die Basismaschine nicht vom Hersteller der Druckveredelungsmaschine vorgenommen werden muss, sondern vor Ort beim Endnutzer vom Bediener der Druckveredelungsmaschine oder von vor Ort vorgesehenem Personal vorgenommen werden kann. Dadurch ist es möglich, dass der Endnutzer der Druckveredelungsmaschine selbst vor Ort diejenige Druckveredelungstechnik bestimmen kann, die mit Hilfe der Druckveredelungsmaschine für einen kurzen oder längeren Zeitraum durchgeführt werden soll. Ist ein Auftrag beendet, so kann die Druckveredelungsmaschine ohne Einschaltung des Herstellers vor Ort durch Auswechslung eines für eine bestimmte Veredelungstechnik ausgelegten Veredelungsmoduls gegen ein für eine andere Veredelungstechnik ausgelegtes Veredelungsmodul für die neue Technik umgerüstet werden. Für Unternehmen, die Druckveredelung in Lohnfertigung anbieten, ergibt sich dadurch ein Höchstmaß an Flexibilität, so dass unterschiedlichste Aufträge mit Hilfe ein und derselben Basismaschine, jeweils in Kombination mit einem Veredelungsmodul oder mit mehreren geeignet ausgewählten Veredelungsmodulen, bearbeitet werden kann.

Bei bevorzugten Ausführungsformen ist das anwendungsspezifische Arbeitselement bei mindestens einem Veredelungsmodul ein Arbeitszylinder, der einen Zylinderkern und eine auf dem Zylinderkern befestigbare, auswechselbare Werkzeugträgerhülse aufweist. Bei Nutzung eines solchen, auch als Werkzeugzylinder bezeichneten Arbeitszylinders ist eine große Steigerung der Flexibilität ist möglich, da hierdurch an dem Arbeitselement Arbeitswerkzeuge, wie beispielsweise Prägemotive oder dergleichen, auswechselbar angebracht sind. Bei Nutzung von auswechselbaren Werkzeugträgerhülsen, die auch einfach als Werkzeughülsen bezeichnet werden können, ist es möglich, daran vorgesehene Prägeeinheiten oder andere Druckveredelungswerkzeuge als Gruppe schnell gemeinsam einsetzen bzw. auszutauschen. Die Werkzeugträgerhülse trägt die für den jeweiligen Prozess vorgesehenen Werkzeuge, die bei Druckmaschinen häufig als Klischees und bei Prägemaschinen in der Regel als Prägewerkzeug bezeichnet werden. Auf einer auswechselbaren Werkzeughülse können die für einen nachfolgenden Prozess jeweils gewünschten Werkzeuge bereits vorbereitend an den gewünschten Positionen befestigt sein, so dass mit der Auswechslung einer Werkzeughülse eine ganze Gruppe von Werkzeugen als Ganzes entnommen und durch andere Werkzeuge und/oder Werkzeugen mit anderer Anordnung ersetzt werden kann. Durch Verwendung von Werkzeugzylindern mit auswechselbaren Werkzeughülsen kann es somit gelingen, Umrüst- zeiten zu verringern und damit Maschinenstillstandszeiten beim Wechsel zwischen unterschiedlichen Prozessen oder bei Wartungsarbeiten kurz zu halten.

Manche Ausführungsformen zeichnen sich dadurch aus, dass an der Antriebsseite des Werkzeugzylinders eine erste Lageranordnung zur fliegenden Lagerung des Werkzeugszylinders vorgesehen ist. Dadurch kann auf der antriebsabgewandten Seite des Werkzeugzylinders auf Einrichtungen verzichtet werden, die den Werkzeugzylinder während des Auswechseins oder Einwechseins einer Werkzeughülse hinsichtlich der Ausrichtung der Drehachse des Arbeitszylinders stabilisieren oder fixieren. Die erste Lageranordnung ist hierfür so ausgelegt, dass alle während des Hülsenwechsels auf den Arbeitszylinder wirkenden Kräfte von der ersten Lageranordnung aufgenommen werden können. Das an- triebsabgewandte Ende des Werkzeugzylinders wird dadurch für einen Hülsenwechsel frei zugänglich, wodurch der Hülsenwechsel erleichtert wird und relativ schnell und einfach möglich ist.

Werkzeugzylinder werden bei üblicherweise zweifach, also in zwei Radiallagern gelagert. In der Regel greifen diese Lager an Lagerzapfen an, die auf der Antriebsseite und auf der antriebsabgewandten Seite des Werkzeugzylinders liegen, so dass der mit der Werkzeughülse versehene Arbeitsbereich des Werkzeugzylinders zwischen den Radiallagern liegt und somit die Last zwischen den Lagern angreift. Bei der ersten Lageranordnung zur fliegenden Lagerung des Werkzeugzylinders befindet sich dagegen der Angriffspunkt der Last außerhalb der Radiallager, die an der gleichen Seite des Arbeitsbereiches, nämlich an der Antriebsseite, angeordnet sind.

Die erste Lageranordnung, welche der fliegenden Lagerung des Werkzeugzylinders dient, ist vorzugsweise an einem Lagerelement angeordnet, welches gegenüber Tragestruktur des Veredelungsmoduls derart beweglich gelagert ist, dass eine Bewegung des Lagerelementes eine Abstandsänderung zwischen dem Werkzeugzylinder und dem Gegendruckelement bewirkt. Das Lagerelement ist vorzugsweise linear verschiebbar, insbesondere vertikal verschiebbar gelagert. Es kann sich aber auch um ein verschwenkbares Lagerelement handeln, welches am Maschinengestell drehbar gelagert ist.

Bei manchen Ausführungsformen ist der Werkzeugzylinder mit Hilfe einer ersten Verstelleinrichtung unter Verlagerung der Zylinderachse zwischen einer Arbeitsposition und einer Wechselposition bewegbar, wobei in der Arbeitsposition ein Abstand zwischen dem Werkzeugzylinder und dem Gegendruckelement zur Bildung des Arbeitsspaltes dimensioniert ist und worin in der Wechselposition ein Abstand zwischen dem Werk- zeugzylinder und dem Gegendruckelement einem Vielfachen des Abstandes bei der Arbeitsposition entspricht. Ein Verstellweg zwischen der Arbeitsposition und der Wechselposition beträgt vorzugsweise mindestens 1%, insbesondere mindestens 5% eines Außendurchmessers des Werkzeugzylinders. Der Verstellweg ist damit deutlich größer als Verstellwege, die bei Einrichtungen zur Einstellung der richtigen Druckspaltdimensionen vorgesehen sind. Wenn der Werkzeugzylinder in die Wechselposition verfahren ist, kann ein Hülsenwechsel schnell und ohne die Gefahr der Beschädigung des Gegendruckelements durchgeführt werden.

Die erste Verstelleinrichtung kann an dem beweglich gelagerten Lagerelement angreifen, welches für die fliegende Lagerung des Werkzeugzylinders vorgesehen ist.

Bei manchen Ausführungsformen ist mindestens ein Veredelungsmodul als Folienprägemodul mit einer Folientransporteinrichtung zum Transport mindestens eine Folienbahn durch den Arbeitsspalt eingerichtet. Bei Verwendung dieses Veredelungsmoduls kann ein Druckveredelungs- prozess somit einen Folieneprägeschritt enthalten, insbesondere mittels Heißprägen. Insbesondere ist das Veredelungsmodul mit auswechselbarer Werkzeughülse ein Folienprägemodul. Ein anwendungsspezifisches Arbeitselement kann aber z.B. auch für einen Druckschritt eingerichtet sein.

Im allgemeinen können unterschiedliche Druckveredelungstechniken allein oder in verschiedenen Kombinationen genutzt werden. Insbesondere kann ein Veredelungsmodul aus folgender Gruppe ausgewählt sein: ein Folienprägemodul mit einer Folientransporteinrichtung zum Transport mindestens eine Folienbahn durch den Arbeitsspalt; ein Lackiermodul zum Aufbringen einer Lackschicht auf das Flachmaterial; ein Reliefprägemodul zum Reliefprägen des Flachmaterials; ein Stanzmodul zum Perforieren des Flachmaterials; ein Druckmodul zum Bedrucken des Flachmaterials mit einer auf dem Flachmaterial haftenden Substanz, wobei die Substanz vorzugsweise ein Klebstoff ist; ein Nummerierungs- modul; ein Streifenerzeugungsmodul zum Aufbringen von Streifen auf das Flachmaterial; ein Qualitätssicherungsmodul; und/oder ein Ultravio- lett-Trocknungsmodul.

Bei den meisten Druckveredelungsprozessen, insbesondere auch beim Folienprägen, ist es für die Erzielung qualitativ guter Ergebnisse wichtig, den zwischen dem Arbeitselement und dem Gegendruckelement gebildeten Arbeitsspalt, durch den das zu veredelnde Bogenmaterial hindurchgeführt wird, exakt einzustellen, damit die für den Druckverede- lungsprozess erforderlichen Betriebsbedingungen im Arbeitsspalt herrschen. Beispielsweise muss beim Folienprägen ein ausreichender Prägedruck erzeugt werden, um eine dauerhaft haltbare und beschädigungsfreie Aufprägung sicherzustellen. Der Arbeitsspalt sollte unter allen möglichen Betriebsbedingungen optimal eingestellt sein, beim Heißprägen beispielsweise auch unter dem Einfluss der Erwärmung eines Prägezylinders. Hierzu ist bei Ausführungsformen von Veredlungsmodulen vorgesehen, dass das Veredelungsmodul eine Einstelleinrichtung zur Einstellung der Lage des Arbeitselementes relativ zu einer Tragestruktur des Veredelungselementes aufweist. Wenn das Arbeitselement ein um eine Drehachse drehbarer Arbeitszylinder ist, kann ein Teil der Einstelleinrichtung so konstruiert sein, dass eine Verlagerung der Drehachse in Richtung Transferelement oder von diesem weg möglich ist. Geeignete Einstelleinrichtungen zur Einstellung des Druckspaltes bzw. Arbeitsspaltes in einer Präge- oder Druckvorrichtung sind beispielsweise in der EP 1 579 990 B1 beschrieben und können genutzt werden.

Bei Ausführungsformen, die als Arbeitselement einen Werkzeugzylinder, insbesondere einen einseitig (fliegend) gelagerten Werkzeugzylinder mit auswechselbarer Werkzeughülse, haben, kann eine derartige Einstell- einrichtung mittels Rollenanordnungen aufgebaut werden. Insbesondere kann eine erste Rollenanordnung mit Stützrollen für den Werkzeugzylinder vorgesehen sein, wobei die erste Rollenanordnung an der Antriebsseite des Werkzeugzylinders und an der gegenüberliegenden Seite des Werkzeugzylinders je ein Paar von Stützrollen aufweist, die sich in der Arbeitsposition des Werkzeugzylinders einerseits an einem Laufring des Werkzeugzylinders und andererseits an einer Rotationsfläche des Gegendruckelementes abstützen, wobei vorzugsweise ein Achsabstand zwischen den Stützrollen eines Paares von Stützrollen mit Hilfe einer zweiten Verstelleinrichtung verstellbar ist. Es kann eine steuerbare Andrückeinrichtung zur Erzeugung eines in Richtung des Gegendruckelementes wirkenden einstellbaren Drucks auf den Werkzeugzylinder während des Betriebs vorgesehen sein, wobei die Andrückeinrichtung z.B. einen zweiten Hydraulikzylinder aufweisen kann. Die Andrückeinrichtung kann eine zweite Rollenanordnung aufweisen, die an der Antriebsseite des Werkzeugzylinders und an der gegenüberliegenden Seite des Werkzeugzylinders jeweils mindestens eine Druckrolle zur Erzeugung eines in Richtung des Gegendruckelementes wirkenden Drucks auf den Werkzeugzylinder aufweist, wobei die zweite Rollenanordnung vorzugsweise an der Antriebsseite und an der gegenüberliegenden Seite des Werkzeugzylinders jeweils zwei Druckrollen aufweist.

Ein Veredelungsmodul kann eine Einstelleinrichtung zur Einstellung der Lage des Arbeitselementes quer zur Bogenförderstrecke relativ zur Trägerstruktur des Veredelungsmoduls aufweisen. Wenn das Arbeitselement ein Arbeitszylinder ist, der um eine Drehachse drehbar gelagert ist, so kann die Einstelleinrichtung eine Verschiebung des Arbeitszylinders parallel zur Drehachse bewirken. Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich, eventuelle Seitenregistrierungsfehler durch nicht exakte Querpositionierung des Arbeitselementes nach dem Auswechseln eines Veredelungsmoduls zu vermeiden. Das anwendungsspezifische Arbeitselement, z.B. ein Werkzeug tragender Zylinder einer Prägevorrichtung, kann fest, d.h. nur mit größerem Demontageaufwand entnehmbar, in dem Veredelungsmodul montiert sein. Beispielsweise kann ein Wälzlager eines Arbeitszylinders fest in eine Tragestruktur des Veredelungmoduls eingebaut sein. In anderen Varianten ist vorgesehen, dass das anwendungsspezifische Arbeitselement auswechselbar in dem Veredelungsmodul gelagert ist. Hierdurch ist es möglich, ohne Entkopplung des Veredelungsmoduls von der Basismaschine die Arbeitsstation umzurüsten, um beispielsweise innerhalb der gleichen Druckveredelungstechnik von einem Bearbeitungsauftrag zum nächsten eine Anpassung der Konfiguration der Arbeitsstation vorzunehmen. Beispielsweise können nach Austausch des Arbeitselementes andere Motive und/oder andere Lagen von Motiven genutzt werden.

Eine Basismaschine kann eine einzige Schnittstelle zur Ankopplung unterschiedlicher Veredelungsmodule haben. Hierdurch ist gegenüber herkömmlichen Maschinen bereits ein höheres Maß an Flexibilität geschaffen, da die gleiche Basismaschine durch Auswechslung von Veredelungsmodulen für unterschiedliche Druckveredelungsverfahren genutzt werden kann.

Eine einstufige Druckveredelungsmaschine kann beispielsweise als Prägefolienmaschine konfiguriert sein, indem das Veredelungsmodul als Prägefolienmodul ausgestaltet ist. Es kann sich alternativ auch um eine reine Lackiermaschine handeln, wenn das Veredelungsmodul als Lackiermodul ausgestaltet ist. Ist das Veredelungsmodul als Reliefprägemodul ausgestaltet, so kann das Druckerzeugnis ohne weiteren Auftrag von Materialien durch Reliefprägen reliefartig strukturiert werden. Dies sind nur wenige von zahlreichen anderen Einkopf-Varianten.

Eine weitere erhebliche Steigerung der Flexibilität ergibt sich bei solchen Ausführungsformen, bei denen die Basismaschine an mindestens zwei Schnittstellen entlang der Bogenförderstrecke erste Kopplungsstrukturen zur lösbaren Ankopplung jeweils eines auswechselbaren Veredelungsmoduls hat. Vorzugsweise sind dabei die an der Basismaschine vorgesehenen ersten Kopplungsstrukturen aller Schnittstellen als standardisierte Schnittstellen im Wesentlichen identisch aufgebaut, so dass an jeder Schnittstelle unterschiedliche Veredelungsmodule im Wesentlichen auf die gleich Weise angekoppelt werden können.

Sind beispielsweise zwei in Materialflussrichtung hintereinander angeordnete Schnittstellen vorgesehen, so kann damit ein zweistufiger Druckveredelungsprozess gefahren werden. Zweistufige Druckveredelungsverfahren sind an sich bekannt. So ist beispielsweise das Kaltprägen ein zweistufiger Druckveredelungsprozess, bei dem in einer ersten Stufe auf die Oberfläche des Druckstoffes an den für die Folienauflage vorgesehenen Stellen eine Haftschicht für die Transferschicht einer in der zweiten Stufe aufzubringenden Prägefolie aufgebracht wird, und bei der in der zweiten Stufe die Folie an den Stellen auf den Bedruckstoff aufgenommen wird, an denen in der ersten Stufe der Klebstoff übertragen wurde (vergleiche z.B. DE 692 07 751 T2 entspr. EP 0 569 520 B1 oder EP 0 578 706 B1 ).

Ein großer Vorteil der Verwendung auswechselbarer Veredelungsmodule besteht darin, dass bei mehreren hintereinander angeordneten Schnittstellen die Reihenfolge der in einem Durchlauf nacheinander am Bedruckstoffbogen durchgeführten Bearbeitungsschritte frei gewählt werden kann. So kann beispielsweise eine Basismaschine mit zwei Schnittstellen für einen Kaltprägeprozess konfiguriert sein, indem ein vorgeschaltetes erstes Veredelungsmodul für das gezielte Aufbringen des Klebers konfiguriert ist, während ein nachgeschaltetes zweites Veredelungsmodul für den Folienauftrag konfiguriert ist. Es ist jedoch dann auch möglich, die gleiche Basismaschine für andere Prozesse umzurüsten, indem beispielsweise in der ersten Arbeitsstation ein Veredelungs- modul verwendet wird, welches für den Prägefoliendruck mittels Heißprägen konfiguriert ist und dass danach in einem zweiten Veredelungsmodul eine Reliefprägung oder eine Lackierung oder ein Stanzen bzw. Perforieren des durch Heißprägen bereits veredelten Produkts stattfindet. Es versteht sich, dass hier nur einige von zahlreichen möglichen Kombinationen zweier Bearbeitungsverfahren genannt werden können.

Eine weitere Steigerung der Vielfalt von Einsatzmöglichkeiten ergibt sich bei Ausführungsformen, bei denen die Basismaschine an drei oder mehr Schnittstellen entlang der Bogenförderstrecke erste Kopplungsstrukturen zur Ankopplung eines auswechselbaren Veredelungsmoduls hat, z.B. drei, vier, fünf, sechs, sieben oder acht oder mehr Schnittstellen. Solche Ausführungsformen können sowohl für einstufige Prozesse, als auch für zweistufige, dreistufige oder höherstufige Druckveredelungsprozesse genutzt werden, indem die entsprechenden Schnittstellen mit passenden Veredelungsmodulen bestückt werden oder auch unbestückt bleiben.

Bei einem dreistufigen Prozess kann das in Bogenförderrichtung erste Veredelungsmodul beispielsweise zum Auftragen einer Farbschicht oder zum Lackieren des Bedruckstoffs ausgelegt sein, das nachfolgende zweite Veredelungsmodul als Folienprägemodul konfiguriert sein und ein nachfolgendes drittes Veredelungsmodul zur Durchführung eines Stanzprozesses oder zur Reliefprägung oder zum Lackieren oder zum Trocknen der in vorhergehenden Verfahrensschritten erzeugten Produkte konfiguriert sein. Eine in Materialdurchlaufsrichtung letzte Arbeitsstation kann auch als Kontrollstation ausgelegt sein, um beispielsweise optisch mit Hilfe einer Kamera oder einem anderen optischen Sensor und/oder mit anderen Sensoren eine Qualitätskontrolle durchzuführen.

Die Bereitstellung einer Basismaschine mit einer oder mehreren standardisierten Schnittstellen entlang einer Bogenförderstrecke erlaubt es im Bedarfsfall auch, an einer der Schnittstellen ein Druckwerk anzukop- peln, welches beispielsweise für einen Trockenoffset-Prozess mit einer Rasterwalze, einer Auftragswalze, einer Plattenwalze und einem schnitt- stellenseitigen Gummizylinder ausgestattet sein kann. Das Druckwerk kann z.B. an der dem Bogenanleger direkt folgenden ersten Schnittstelle angebracht sein, so dass die Druckveredelungsmaschine auch als kombinierte Druck- und Druckveredelungsmaschine genutzt werden kann. In diesem Fall können auch unbedruckte Ausgangsbögen vom Bogenanleger zugeführt werden, die dann durch eine einzige Maschine sowohl bedruckt, als auch nachfolgend veredelt werden können. Ein Druckwerk kann z.B. auch einer Folienprägestation nachgeschaltet sein, um geprägte Motive zu Überdrucken.

Eine einfach lösbare bzw. herstellbare Verbindung zwischen der Basismaschine und einem Veredelungsmodul wird bei bevorzugten Ausführungsformen dadurch erreicht, dass die ersten Kopplungsstrukturen und die zweiten Kopplungsstrukturen korrespondierende Formschlusselemente zur Herstellung einer lagerichtigen Formschlussverbindung zwischen einer Trägerstruktur der Basismaschine und einer Trägerstruktur eines Veredelungsmoduls aufweisen. Beispielsweise können am Trägergestell eines Veredelungsmoduls Zapfen o. dgl. vorgesehen sein, die in entsprechende Löcher bzw. Ausnehmungen am Maschinengestell der Basismaschine formschlüssig eingreifen, um eine lagerichtige Anordnung des Veredelungsmoduls an der Basismaschine sicherzustellen.

Die korrespondierenden Formschlusselemente, die nach Art von Patrize und Matrize komplementär zueinander gestaltet sein können, haben bevorzugt zueinander korrespondierende Schrägflächen, die es ermöglichen, dass das Veredelungsmodul beim Zusammenfügen mit der Basismaschine mit Hilfe der Schrägflächen in die richtige Lage rutscht bzw. gleitet, auch wenn die zu verbindenden Teile in der Endphase des Zu- sammenfügens nicht völlig lagerichtig zueinander positioniert sein sollten. Die korrespondierenden Formschlusselemente können beispiels- weise konische, kegelstumpfförmige oder pyramidenförmig gestaltete Vorsprünge haben, die in komplementäre Ausnehmungen am anderem Bauteil (Maschinengestell der Basismaschine oder Veredelungsmodul) eingreifen.

Bei manchen Ausführungsformen haben die ersten Kopplungsstrukturen und die zweiten Kopplungsstrukturen korrespondierende Elemente einer Verriegelungseinrichtung, die es erlaubt, die lagerichtig aneinander festgelegten Elemente (Veredelungsmodul und Basismaschine) in der richtigen Position miteinander zu verriegeln. Manuell betätigbare Verriegelungseinrichtungen sind möglich. Es sind auch automatisierte Verriegelungseinrichtungen möglich, um eine schnelle Verriegelung bzw. Entriegelung zu ermöglichen. Verriegelungseinrichtungen mit pneumatisch betätigbaren Verriegelungselementen können häufig besonders einfach an die sonstige Steuerung der Druckveredelungsmaschine angepasst und über diese gesteuert werden. Alternativ sind auch hydraulische Verriegelungseinrichtungen oder elektromechanisch betätigbare Verriegelungseinrichtungen möglich.

Wenn die ersten Kopplungsstrukturen und die zweiten Kopplungsstrukturen korrespondierende Elemente einer Spanneinrichtung umfassen, die es erlaubt, die mehr oder weniger lagerichtig aneinander festgelegten Module (Veredelungsmodul und Basismaschine) unter Erzeugung einer Spannkraft gegeneinander zu verspannen, dann kann sichergestellt werden, dass sich die zur Bildung der Arbeitsstation führende Verbindung auch im längeren Betrieb bei gegebenenfalls wechselnder Belastung nicht lockert. Obwohl die Spanneinrichtung so ausgestaltet sein kann, dass das Veredelungsmodul mit Hilfe der Spanneinrichtung mit einer in Richtung auf die Basismaschine wirkenden Spannkraft verspannt wird, ist bei bevorzugten Ausführungsformen vorgesehen, dass die Spanneinrichtung so konfiguriert ist, dass sie im gespannten Zustand in Richtung einer Abstandsvergrößerung zwischen Basismaschine und Veredelungsmodul wirkt. Bei derartigen Ausführungsvarianten kann zunächst das Veredelungsmodul auf die Basismaschine lagerichtig aufgesetzt werden. Dann können geeignete Verriegelungselemente angebracht werden, die z.B. einerseits am Maschinengestell der Basismaschine und andererseits am Veredelungsmodul formschlüssig eingreifen, um die Elemente miteinander zu verriegeln. Werden dann die Spanneinrichtungen betätigt, die in Richtung einer Abstandsvergrößerung zwischen den miteinander zu verbindenden Elementen wirkt, so geraten die Kopplungselemente unter Zugspannung und es ergibt sich eine unter Vorspannung stehende Verbindung zwischen Basismaschine und Veredelungsmodul, welche sich während des Betriebs der Vorrichtung auch bei wechselnder Druckbeanspruchung selbsttätig nicht lockern kann.

Die Aufteilung der zusammenwirkenden Elemente zwischen Basismaschine und Veredelungsmodul ist bei bevorzugten Ausführungsformen so vorgenommen, dass die Basismaschine in einem Schnittstellenbereich ein Transferelement des Bogenfördersystems hat und dass ein Veredelungsmodul im Bereich der schnittstellenseitigen zweiten Kopplungsstrukturen ein anwendungsspezifisches Arbeitselement hat, wobei die Kopplungsstrukturen an der Basismaschine und dem Veredelungsmodul so ausgestaltet sind, dass durch die Ankopplung des Veredelungsmoduls an die Basismaschine zwischen dem Transferelement und dem Arbeitselement ein Arbeitsspalt zur Durchführung eines Bearbeitungsschrittes eines Druckveredelungsprozesses an einem durch den Arbeitsspalt laufenden Bedruckstoffbogen gebildet ist. Bei dieser Variante sind sämtliche für den Bogentransfer vorgesehenen Einrichtungen in der Basismaschine zusammengefasst, während die Veredelungsmodule nur die anwendungsspezifischen Bauteile tragen. Das Transferelement dient als Gegendruckelement. Alternativ ist es auch möglich, dass ein Veredelungsmodul im Bereich der schnittstellenseitigen zweiten Kopplungsstrukturen ein anwendungsspezifisches Arbeitselement und ein zum Zusammenwirken mit Transferelementen der Basismaschine ausgebildetes, auswechselbares Transferelement aufweist, wobei zwischen dem (am Veredelungsmodul verbleibenden) auswechselbaren Transferelement und dem Arbeitselement ein Arbeitsspalt zur Durchführung eines Bearbeitungsschrittes eines Druckveredelungsprozesses an einem durch den Arbeitsspalt laufenden Bedruckstoffbogen gebildet ist. In diesem Falle können die den Arbeitsspalt begrenzenden Elemente gemeinsam mit dem Veredelungsmodul ausgetauscht werden. Manchmal ist bei dieser Variante die Justage des Arbeitsspaltes einfacher als bei Varianten, bei denen die Trennung zwischen Basismaschine und Veredelungsmodul durch den Arbeitsspalt verläuft.

Zur Erzielung hoher Bearbeitungsleistungen ist es bei manchen Ausführungsformen vorgesehen, dass das Transferelement ein rotierend gelagerter Transferzylinder ist, wodurch ein schneller Bogentransport möglich ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das mit dem Transferelement zusammenarbeitende Arbeitselement ein rotierend gelagerter Arbeitszylinder ist. Wenn sowohl das Transferelement als auch das Arbeitselement im Wesentlichen zylindrisch bzw. rotierend gelagert sind, können die Bedruckstoffbogen in Rund-Rund-Technik veredelt werden.

Es ist auch möglich, dass beispielsweise das Arbeitselement als ein linear oszillierendes plattenförmiges Arbeitselement ausgestaltet ist, das mit einem zylinderförmigen Transferelement zusammenarbeitet, wodurch Druckveredelung in Rund-Flach-Technik möglich ist.

Das Transferelement kann ggf. als linear anhebbares bzw. absenkbares plattenförmiges Element ausgelegt sein, so dass in Verbindung mit ei- nem plattenförmigen Arbeitselement Druckveredelung in Flach-Flach- Technik durchgeführt werden kann.

Wenn das am Veredelungsmodul vorgesehene Arbeitselement während des Druckveredelungsprozesses eine Arbeitsbewegung ausführen soll, ist hierzu ein aktiver Antrieb erforderlich. Obwohl es möglich ist, das Antriebselement beispielsweise über Zahnräder mit einem angetriebenen Element der Basismaschine, beispielsweise dem Transferelement, zu koppeln, ist bei bevorzugten Varianten vorgesehen, dass das Veredelungsmodul einen Antrieb für ein an dem Veredelungsmodul angebrachtes Arbeitselement aufweist, wobei dieser Antrieb unabhängig vom Antriebssystem des Bogenfördersystems steuerbar ist. In diesem Fall kann eine mechanische Kopplung zwischen Arbeitselement und dem Transferelement entfallen, wodurch vor allem das Ankoppeln eines Veredelungselements an die Basismaschine erleichtert wird. Die Synchronisation der Arbeitsbewegungen von Transferelement und Arbeitselement im Betrieb der Vorrichtung kann z.B. durch entsprechende Steuersignale auf elektrischem Wege erfolgen. Der Antrieb kann z.B. einen Servomotor oder einen Linearmotor und gegebenenfalls auch ein Getriebe, z.B. ein elektrisches Getriebe, umfassen.

Der Druckveredelungsmaschine kann eine Krananordnung zugeordnet sein, um das Abnehmen eines Veredelungsmoduls von der Basismaschine bzw. das Aufsetzen von Veredelungsmodulen auf die Basismaschine zu erleichtern. Ein Basiselement der Kraneinrichtung kann fest an der Basismaschine montiert sein. Alternativ können auch gebäudefeste oder mobile Kraneinrichtungen oder Hebeeinrichtungen genutzt werden, sofern diese vorhanden sind.

Die Erfindung betrifft auch eine Basismaschine zum Aufbau einer Druckveredelungsmaschine, welche mindestens eine entlang einer Bo- genförderstrecke angeordnete Arbeitsstation zur Durchführung eines Bearbeitungsschrittes eines Druckveredelungsverfahrens aufweist. Die Basismaschine hat ein Bogenfördersystem zur Förderung von Bogen aus Flachmaterial entlang einer Bogenförderstrecke zwischen einem Bogenanleger und einem Bogenausleger. Die Basismaschine hat weiterhin im Bereich mindestens einer Schnittstelle entlang der Bogenförderstrecke erste Kopplungsstrukturen zur lösbaren Ankopplung eines mit zu den ersten Kopplungsstrukturen korrespondierenden zweiten Kopplungsstrukturen ausgestatteten, auswechselbaren Veredelungsmoduls an die Basismaschine.

Die Erfindung betrifft auch korrespondierende Veredelungsmodule, die speziell zum Ankoppeln an eine solche Basismaschine konstruiert sind. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Veredelungsmodul zum Aufbau einer Druckveredelungsmaschine, welche mindestens eine entlang einer Bogenförderstrecke angeordnete Arbeitsstation zur Durchführung eines Bearbeitungsschrittes eines Druckveredelungsverfahrens aufweist, wobei das Veredelungsmodul gemeinsam mit Elementen einer ein Bogenfördersystem enthaltenden Basismaschine der Druckyeredelungsma- schine eine Arbeitsstation bildet, wobei die Basismaschine im Bereich mindestens einer Schnittstelle entlang der Bogenförderstrecke erste Kopplungsstrukturen zur lösbaren Ankopplung eines auswechselbaren Veredelungsmoduls an die Basismaschine hat und das Veredelungsmodul mit zu den ersten Kopplungsstrukturen korrespondierenden zweiten Kopplungsstrukturen ausgestattet ist und wobei das Veredelungsmodul ein anwendungsspezifisches Arbeitselement aufweist, das im Betriebszustand der Druckveredelungsmaschine mit einem Gegendruckelement einen Arbeitsspalt zur Durchführung eines Bearbeitungsschrittes eines Druckveredelungsprozesses an einem durch den Arbeitsspalt laufenden Bogen aus Flachmaterial begrenzt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen von Basismaschinen und Veredelungsmodulen werden vorstehend und nachfolgend im Zusammenhang mit ver- schiedenen Varianten von damit konfigurierbaren Druckveredelungsmaschinen beschrieben.

Die vorstehenden und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei Ausführungsformen der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer einstufigen Druckveredelungsmaschine im betriebsfertig zusammengebauten Zustand (Fig. 1A) und im Zustand mit entkoppeltem Veredelungsmodul (Fig. 1 B);

Fig. 2 zeigt Details eines Prägewerkes im Bereich der Schnittstelle zwischen Basismaschine und Veredelungsmodul;

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer zweistufigen Druckveredelungsmaschine zum Folienprägen mit nachfolgender Releifprägung;

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform einer zweistufigen

Druckveredelungsmaschine zum Heißfolienprägen mit nachfolgender Lackierung;

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer dreistufigen Druckveredelungsmaschine zum Kaltprägen (zwei Stufen) mit nachfolgender Lackierung; Fig. 6 zeigt eine schematische Draufsicht auf Teile einer dreistufig arbeitenden Druckveredelungsmaschine mit axial verstellbarem Arbeitszylinder eine Prägemoduls;

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform einer Druckveredelungsmaschine, deren Basismaschine acht Schnittstellen zur Anbringung von Veredelungsmodulen hat; und

Fig. 8 zeigt eine Ausschnitt einer anderen Ausführungsform einer modular aufgebauten, mehrstufigen Druckveredelungsmaschine.

Fig. 9 zeigt eine schematische, schrägperspektivische Ansicht des

Prägewerks einer nach Art einer Folienprägemaschine arbeitenden Arbeitsstation gemäß einer Ausführungsform;

Fig. 10 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine die Drehachsen von Werkzeugzylinder und Gegendruckzylinder enthaltende vertikale Schnittebene;

Fig. 11 zeigt in 11A und 11 B axiale Ansichten des Prägewerkes mit dem Werkzeugzylinder in Arbeitsstellung; und

Fig. 12 zeigt in 12A und 12B axiale Ansichten des Prägewerkes mit dem Werkzeugzylinder in Wechselstellung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 zeigt in Fig. 1A eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Druckveredelungsmaschine 100, die für einen einstufigen Heißprägeprozess eingerichtet ist und deshalb auch als Heißpräge- Vorrichtung bezeichnet werden kann. Die Heißprägevorrichtung ist als Rund-Rund-Maschine bzw. Prägerotationsmaschine konstruiert und zum Beprägen von bogenförmigem Bedruckstoff aus Papier, Pappe, Kunststoff und/oder einem anderen flexiblen Flachmaterial mittels Heißprägen eingerichtet. Die Heißprägemaschine hat ein Prägewerk 105, das einen um eine horizontale Drehachse 111 drehbaren Prägezylinder 110 und einen darunter angeordneten Gegendruckzylinder 120 umfasst, der um eine parallel zur Drehachse des Prägezylinders verlaufende, horizontale Drehachse 121 drehbar ist. Zwischen dem Prägezylinder 110 und dem Gegendruckzylinder 120 ist zumindest phasenweise ein Arbeitsspalt bzw. Prägespalt 115 gebildet.

Wie in Fig. 2 gut zu erkennen ist, wird der äußere Umfang des Prägezylinders durch eine auswechselbare Werkzeughülse 112 gebildet, an deren Außenseite beheizbare Prägewerkzeuge 113 angebracht sind, die mittels einer integrierten Heizeinrichtung auf Temperaturen oberhalb von 100⁰C aufgeheizt werden können.

Die zu prägenden, bereits mit einem Druckbild versehenen Materialbogen werden auf einem rechts gezeigten Vorratsstapel oder Anlegestapel 132 mit der zu beprägenden Seite nach oben vorgehalten und werden im Betrieb der Prägevorrichtung über einen schrägen Anlegetisch 133 in schuppenförmiger Anordnung über eine zwischengeschaltete Übergabetrommel dem Gegendruckzylinder 120 zugeführt. Am Umfang des Gegendruckzylinders befinden sich Greifersysteme, die dafür eingerichtet sind, jeweils die Vorderkante eines Bogens zu ergreifen und auf die Mantelfläche des sich gleichmäßig drehenden Gegendruckzylinders zu ziehen. Vor dem Greifvorgang findet eine Ausrichtung des Bedruckstoff- bogens, z.B. in Bezug auf die Vorderkante oder auf bestimmte Bildlagen, statt. Der mit seiner Vorderkante am Umfang des Gegendruckzylinders hängende Bedruckstoffbogen 131 wird bei der gezeigten Drehrichtung von rechts nach links durch den Prägespalt 115 geführt und da- bei während eines Prägeintervalls in einer später noch beschriebenen Weise beprägt. Nach dem Prägintervall wird der beprägte Materialbogen an das links gezeigte Auslagesystem 135 übergeben, das bis an den Umfang des Gegendruckszylinders heranreicht und ein Greifersystem und Bänder oder Ketten umfasst, die die veredelten Materialbögen aufeinanderfolgend auf einen nicht gezeigten Ablagestapel fördern.

Im Ausführungsbeispiel ist ein einfach großer Gegendruckzylinder dargestellt. Bei anderen Ausführungsformen kann ein doppelt-großer Gegendruckzylinder vorgesehen sein.

Beim Durchtritt durch den Prägespalt (in der Figur von rechts nach links) hat die zu bedruckende Oberfläche des Materialbogens eine Geschwindigkeit, die, in Abhängigkeit von der Materialstärke des bedruckten Bo- gens, im Wesentlichen der Umfangsgeschwindigkeit der Mantelfläche des kontinuierlich drehenden Gegendruckzylinders entspricht.

Während des Betriebs der Prägevorrichtung wird mindestens eine Prägefolienbahn 145 mit Hilfe einer Folientransporteinrichtung 140 mit einer durch Ansteuerung von aktiven Steuereinrichtungen der Folientransporteinrichtung präzise vorgebbaren, wechselnden Bahngeschwindigkeit durch den Prägespalt 115 bewegt. Die sehr dünne Prägefolienbahn, deren typische Dicke beispielsweise im Bereich zwischen 10 μm und 20 μm liegen kann, besteht in der Regel aus einem relativ zähen Trägerfilm aus Kunststoff, auf dessen Vorderseite ein Schichtsystem mit einer thermisch aktivierbaren Trennschicht, der eigentlichen Prägeschicht (beispielsweise Farbschicht oder Metallschicht oder Hologramm oder Bild oder dergleichen) und einer thermisch aktivierbaren Heißkleberschicht aufgebracht ist, die die dem Bedruckstoff zuzuwendende Vorderseite der Prägefolienwand bildet. Die Folientransporteinrichtung 140, die auch als Folienwerk bezeichnet werden kann, erlaubt es, die Prägefolienbahn 145 außerhalb des Prägeintervalls langsamer als die zu beprägende Materiallage zu führen, vor dem Prägeintervall auf Materiallagengeschwindigkeit zu beschleunigen und anschließend wieder abzubremsen und entgegen der Haupt- Transportrichtung in einer Rückzugsphase zurückzuziehen. Durch diese diskontinuierliche Folienbahnbewegung mit Rückzugsphasen kann erreicht werden, dass die übertragenen Prägeeinheiten oder Farbschichtbereiche unmittelbar aufeinanderfolgend auf der Prägefolienbahn angeordnet sein können, auch wenn die Prägeorte auf der Bedruckstoff wesentlich weiter auseinander liegen, wodurch der Folienverbrauch minimiert werden kann. Während des Prägeintervalls wird unter dem Ein- fluss von Druck und Temperatur die Prägeeinheit auf die zu prägende Materiallage übertragen. Einrichtungen zur Folienbeschleunigung und damit durchführbare Verfahren sind beispielsweise aus der EP 0 718 099 B1 bekannt und werden daher hier nicht näher beschrieben.

Eine Besonderheit der Druckveredelungsmaschine besteht darin, dass die dem Bogentransport dienenden Einrichtungen des Bogenfördersys- tems in einer Basismaschine 150 angeordnet sind, während die für den bestimmten Druckveredelungsprozess (hier Heißprägen) erforderlichen anwendungsspezifische Elemente, insbesondere die Folientransporteinrichtung 140 und der Prägezylinder 110, in einem von der Basismaschine gesonderten Veredelungsmodul 160 untergebracht sind, welches sich mit relativ wenigen Arbeitsschritten am Aufstellort der Basismaschine, beispielsweise in einem Druckveredelungsbetrieb, austauschen und gegebenenfalls durch ein andersartig aufgebautes Veredelungsmodul 160' ersetzen lässt (vgl. Fig. 1B). Hierzu hat das Veredelungsmodul eine vom Gestell 152 der Basismaschine gesonderte und abtrennbare Tragestruktur mit Seitenwänden 162, in denen z.B. der Prägezylinder und die Elemente der Folientransporteinrichtung gelagert sind. Weiterhin hat die Basismaschine 150 im Bereich einer Schnittstelle 155 entlang der Bogenförderstrecke erste Kopplungsstrukturen 158 zur lösbaren An- kopplung des auswechselbaren Veredelungsmoduls an der Basismaschine, und das Veredelungsmodul 160 hat zu den ersten Kopplungsstrukturen korrespondierende zweite Kopplungsstrukturen 168, die mit den ersten Kopplungsstrukturen zusammenarbeiten, um für den betriebsfertig montierten Zustand (Fig. 1A) eine stabile Fixierung des Veredelungsmoduls an der Basismaschine sicherzustellen und um andererseits eine schnelle und einfache Auswechslung eines Veredelungsmoduls zu erlauben (Fig. 1 B). Ein an der Basismaschine befestigtes Kransystem 170, das aus Gründen der Übersichtlichkeit nur in Fig. 1B dargestellt ist, unterstützt dabei den Bediener beim lagerichtigen Ansetzen eines Veredelungsmoduls zur Verbindung der Kopplungsstrukturen oder beim Abnehmen eines Veredelungsmoduls.

Bei der Ausführungsform haben die zum Maschinengestell der Basismaschine gehörenden Seitenwände 152 an ihrer dem Veredelungsmodul zugewandten Oberseite Ausnehmungen, in die entsprechende Vorsprünge an der den Unterseiten der Seitenwände 162 der Tragestruktur des Veredelungsmoduls formschlüssig eingreifen, um eine lagerichtige Fixierung des Veredelungsmoduls an der Basismaschine zu erlauben. Mit Hilfe pneumatisch betätigbarer Verriegelungselemente wird das aufgesetzte Veredelungsmodul dann an der Basismaschine automatisch verriegelt.

Die Auftrennung zwischen Basismaschine und Veredelungsmodul erfolgt bei der Ausführungsform im Bereich des Arbeitsspaltes (Prägespalt), d.h. zwischen dem Gegendruckzylinder 120, der ein Transferelement des Bogenfördersystems ist, und dem Prägezylinder 110, d.h. dem anwendungsspezifischen Arbeitselement der Veredelungsmaschine, an welchem die Prägewerkzeuge sitzen. Um sicherzustellen, dass nach einer Verbindung des Veredelungsmoduls mit der Basismaschine der Prägespalt die für die Anwendung vorgesehenen Dimensionen hat, sind Einrichtungen zur variablen Einstellung des Arbeitsspaltes vorgesehen, die es erlauben, die Lage des Arbeitselementes (Prägezylinder) des Veredelungsmoduls relativ zu dessen Tragestruktur zu verändern. Geeignete Einrichtungen hierfür sind beispielsweise in der EP 1 579 990 B1 beschrieben.

Fig. 2 zeigt wesentliche Elemente einer Ausführungsform, die besonders an die Austauschbarkeit des Veredelungsmoduls angepasst ist. Die Einrichtung zur Einstellung des Arbeitsspaltes umfasst an jeder axialen Seite des Arbeitsspaltes ein Paar von Laufringen 181 , 182, deren gegenseitiger Abstand einstellbar ist. Das Lagerelement des rechts gezeigten ersten Laufrings 181 ist fest bzw. unbeweglich an der Seitenwand 162 des Veredelungsmoduls montiert, kann bei anderen Varianten aber auch querbeweglich gelagert sein. Die Position des Lagers für den links gezeigten zweiten Laufring 182 ist dagegen in Richtung einer Verbindungslinie der Drehachsen der Laufringe einstellbar. Die Umfangsflächen der Laufringe rollen einerseits auf dem äußeren Umfang des Gegendruckzylinders außerhalb des für den Transport der Materialbögen vorgesehenen inneren Bereiches und andererseits an einem um die Drehachse 111 des Arbeitszylinders drehbaren Laufring 185 ab, der gegenüber dem Prägezylinder drehbar gelagert ist und sich bei Betrieb der Vorrichtung gegenläufig zu diesem dreht. Der Außendurchmesser dieses Laufrings 185 ist geringer als der Innendurchmesser der die Prägewerkzeuge tragenden Werkzeughülse 112, so dass eine Auswechslung der Werkzeughülse durch Abziehen in axialer Richtung möglich ist.

Für eine Auswechselung des gesamten austauschbaren Prägezylinders 110 kann dieser nach oben von den Laufringen abgehoben und danach aus dem Veredelungsmodul entnommen werden. Die Drehung des Prägezylinders wird durch einen im Veredelungsmodul untergebrachten, gesonderten Servomotor 114 bewirkt, dessen Arbeitsbewegung über elektrische Steuersignale mit der Arbeitsbewegung des Gegendruckzylinders synchronisiert ist, um mindestens phasenweise einen geschwindigkeitsangepassten Gleichlauf von Prägezylinder und Gegendruckzylinder sicherzustellen. Der vom Antrieb des Gegendruckzylinders gesonderte Antrieb des Prägezylinders eröffnet jedoch auch Korrekturmöglichkeiten beim Druckvorgang. So kann der Arbeitszylinder beispielsweise so angesteuert werden, dass die Umfangsgeschwindigkeit des Arbeitszylinders kurzzeitig von der Umfangsgeschwindigkeit des Gegendruckzylinders abweichen kann. Eine kurzzeitige Verzögerung oder Beschleunigung gegenüber der Bewegung des Gegendruckzylinders kann dazu genutzt werden, die Beibehaltung eines Umfangsregis- ters sicherzustellen. Auf diese Weise kann während des Eingriffs der Prägewerkzeuge und/oder zwischen den einzelnen Werkzeugeingriffen die Registrierung verbessert werden.

Der Prägezylinder bzw. dessen Laufring 185 wird bei der Prägespalteinstellung und während des Betriebs der Prägevorrichtung permanent mit einer in Richtung auf den Gegendruckzylinder wirkenden Kraft F beaufschlagt, so dass eventuelles Lagerspiel am Prägezylinder aus der Anordnung „herausgedrückt" wird und die Prägewerkzeuge mit dem für den Prozess vorgesehenen Anpressdruck arbeiten. Bei einer Ausführungsform kann der Prägezylinder beispielsweise an einer Schwinge gelagert sein, die von einem Kraftelement, beispielsweise einen Hydraulikzylinder, in Richtung auf den anderen Zylinder belastet wird. Dadurch ist die maximale Druckkraft im Arbeitsspalt einstellbar und der Arbeitsspalt kann sich im Notfall, z.B. beim Einlauf eines zu dicken Materialabschnitts, beschädigungsfrei öffnen. Dadurch ist eine Überlastsicherung geschaffen. Eine Arbeitsstation mit einem solchen, als Folienprägemodul konfigurierten Veredelungsmodul bietet somit vier Stufen der Flexibilität bei der Einrichtung für einen Druckveredelungsprozess. In einer ersten Stufe können einzelne Prägewerkzeuge oder Werkzeuggruppen an der Werkzeugtragehülse ausgetauscht, entfernt oder hinzugefügt werden. Zu der zweiten Stufe gehört ein einfacher Hülsentausch der Werkzeugträgerhülse 112, um ohne Auswechslung des Veredelungsmoduls oder des Arbeitszylinders die Arbeitsstation an andere Motivlagen und/oder andere Motive anzupassen. Eine dritte Stufe der Flexibilität wird dadurch erreicht, dass der Arbeitszylinder 110 als Ganzes, also inklusive Werkzeugträgerhülse und Zylinderkern, ohne Demontage des gesamten Veredelungsmoduls aus diesen herausnehmbar durch einen anderen Arbeitszylinder ersetzbar ist. Die vierte Stufe der Flexibilität beinhaltet schließlich den Austausch des gesamten Veredelungsmoduls gegen ein anderes Veredelungsmodul.

Bei der Ausführungsform von Fig. 1 hat die Basismaschine 150 nur eine einzige Schnittstelle, so dass eine Druckveredelungsmaschine mit einer einzigen Arbeitsstation aufgebaut werden kann. Wie in Fig. 1 B angedeutet, kann anstelle des für das Folienprägen eingerichteten Veredlungsmoduls 160 auch ein anderes Veredelungsmodul 160' angekoppelt werden, beispielsweise ein Veredelungsmodul für einen Lackiervorgang. Alternativ kann die Maschine z.B. mit Hilfe entsprechender Module auch als Blindprägemaschine oder zum Nummerieren oder zur Erzeugung von Streifen (z.B. Hologrammstreifen) oder als eine mit einem Kamerasystem oder anderen Sensoren ausgestattete Qualitätssicherungseinrichtung für eine Gut/Schlecht Auswahl konfiguriert werden.

Bei der in Fig. 3 schematisch dargestellten Ausführungsform einer Druckveredelungsmaschine 300 sind Elemente, die bei der Ausführungsform von Fig. 1 identisch oder ähnlich vorhanden sind, mit den gleichen Bezugszeichen, erhöht um 200 bezeichnet. Bei der Druckver- edelungsmaschine 300 hat die Basismaschine 350 zwei in Transportrichtung des Bogenfördersystems aufeinanderfolgende Schnittstellen 355, 356, die jeweils erste Kopplungsstrukturen zur Anbringung eines auswechselbaren Veredelungsmoduls haben. An der dem Bogenanleger unmittelbar folgenden ersten Schnittstelle 355 ist ein Veredelungsmodul 360 für einen Prägefoliendruck mittels Heißprägen angeordnet, während an der darauffolgenden zweiten Schnittstelle 356 ein Veredelungsmodul 370 für eine Reliefprägung an dem durch Heißprägen bereits veredelten Bedruckstoff angekoppelt ist. Dadurch ist es beispielsweise möglich, den Bedruckstoff im Bereich der durch Heißprägen aufgebrachten Motive und/oder außerhalb davon noch dreidimensional zu strukturieren, indem erhabene und/oder abgesenkte Bereiche erzeugt werden.

Der Aufbau der ersten Arbeitsstation (Heißprägen) entspricht im Wesentlichen dem bereits beschriebenen Aufbau der Einkopf-Variante von Fig. 1. Der am Umfang des Gegendruckzylinders 320 durch den Prägespalt geführte Bedruckstoffbogen wird nach dem Heißprägen an einen weiteren Transferzylinder 321 übergeben, dessen für den Transport maßgeblichen Umfangsdimensionen denen des Gegendruckzylinders entsprechen. Dieser übergibt die Bögen an einen nachfolgenden doppelt-großen Transferzylinder 322, dem ein weiterer doppelt-großer Transferzylinder 323 folgt, welcher den Bogen an einen nachfolgenden einfach-großen Transferzylinder der zweiten Arbeitsstation übergibt, von wo der Bogen über einen weiteren einfach-großen Transferzylinder zum Umfang des Gegendruckzylinders 355 der Reliefpräge-Arbeitsstation übergeben wird. Das mit den doppelt-großen Transferzylindern 322, 323 ausgestattete Zwischenmodul 325 der Basismaschine ist ein standardisiertes Übergabemodul, mit dem zwei aufeinanderfolgende Gruppen von Transferelementen an den Arbeitsstationen für die Bogenüberleitung verbunden werden können. Das Veredelungsmodul 370 für die Reliefprägung hat einen einzigen Arbeitszylinder 310, an dessen Umfang die Reliefprägewerkzeuge (erhabene Patrizen und/oder mit Ausnehmungen versehene Matrizen) auswechselbar angebracht sind. Die komplementär gestalteten Gegendruckelemente (Matrizen/Patrizen) sind am Umfang des Gegendruckzylinders 355 auswechselbar angebracht. Auch der Arbeitszylinder 310 für die Reliefprägung ist auswechselbar, so dass gegebenenfalls ohne Abkoppelung des Veredelungsmoduls von der Basismaschine 370 die zweite Arbeitsstation für die Reliefprägung an andersartige Prägeeinheiten und/oder andersartige Positionen von Prägeorten umrüstbar ist. Der Aufbau des Veredelungsmoduls 370 hinsichtlich des eigenen Antriebs für den Arbeitszylinder und hinsichtlich der Einrichtungen zur Druckspalteinstellung kann ähnlich oder identisch zu dem im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Aufbau sein.

Eine mit zwei standardisierten Schnittstellen zur Ankopplung von auswechselbaren Veredelungsmodulen ausgestattete Basismaschine kann ohne großen Aufwand zur Durchführung anderer zweistufiger Druckveredelungsprozesse umgerüstet werden. Fig. 4 zeigt hierzu beispielhaft eine Druckveredelungsmaschine 400, die auf der in Fig. 3 gezeigten Basismaschine 360 aufbaut. An der ersten Schnittstelle ist wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ein zum Heißprägen eingerichtetes Veredelungsmodul 360 angekoppelt. Die zweite Arbeitsstation ist für einen Lackierschritt eingerichtet, indem ein Veredelungsmodul 470 in Form einer Lackiereinheit angekoppelt ist. Das Lackiermodul kann beispielsweise für eine Flächenlackierung, eine Spotlackierung oder eine Speziallackie- rung eingerichtet sein.

In Fig. 5 ist eine Druckveredelungsmaschine 500 gezeigt, die für einen dreistufigen Druckveredelungsprozess eingerichtet ist. Sie hat eine Basismaschine 550, die drei standardisierte Schnittstellen 555, 556, 557 mit jeweiligen ersten Kopplungsstrukturen zur lösbaren Ankopplung von Veredelungsmodulen bereitstellt. Zwischen den zu den jeweiligen Arbeitsstationen gehörenden Baugruppen der Basismaschine sind jeweils Transfermodule 525, 526 mit jeweils zwei zusammenarbeitenden doppelt-großen Transferzylindern angeordnet, die die Förderstrecke zwischen aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen mit einfachen Mitteln schnell überwinden. Die zwischen der ersten und der zweiten Arbeitsstation und der zweiten und der dritten Arbeitsstation liegenden Transfermodule sind im Wesentlichen identisch aufgebaut, wodurch der Aufbau komplexerer mehrstufiger Druckveredelungsmaschinen relativ kostengünstig realisierbar wird.

Durch die Auswahl der Art der Veredlungsmodule und die gewählte Reihenfolge ist die Druckveredelungsmaschine 500 für einen Kaltprägepro- zess mit anschließender Lackierung eingerichtet. Das Kaltprägen bzw. die Kaltfolienprägung ist ein zweistufiger Prozess zur Übertragung einer bildmäßigen Beschichtung von einer Folie auf einem Bedruckstoff. In der ersten Stufe wird auf die Oberfläche des Bedruckstoffes an den für die Folienauflage vorgesehenen Stellen eine Kleberschicht (Primer) aufgebracht, die dann in einem nachfolgenden Folienprägeprozess unter Druck an die Transferschicht einer in der zweiten Stufe aufzubringenden Prägefolie angepresst wird und die dabei die darin enthaltene Farbschicht gemäß der Form des aufgebrachten Klebers abnimmt, so dass die Beschichtung an den Klebstellen haftet und ein Bild entsteht.

Das in Bogentransportrichtung erste Veredelungsmodul 550 dient dementsprechend dem Kleberauftrag und ist ähnlich wie ein Druckwerk aufgebaut mit dem Unterschied, dass die aufgedruckte Substanz ein Kleber ist. An der zweiten Arbeitsstation ist ein Veredelungsmodul 560 für das Folienprägen angekoppelt. Das Veredelungsmodul kann ähnlich oder identisch aufgebaut sein wie das im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebene Veredelungsmodul für das Heißprägen, wobei jedoch beim Kaltprägen die Heizeinrichtung für die Prägewerkzeuge nicht genutzt wird. Es kann auch ein besonderes Folienwerk ohne Heizeinrichtung vorgesehen sein. Nachdem in den ersten beiden Arbeitsstationen durch Kaltprägen bildmäßige Beschichtungen aufgebracht wurden, wird in der dritten Arbeitsstation eine Lackierung der bereits zweistufig vorveredelten Druckerzeugnisse vorgenommen. Das entsprechende Lackiermodul 570 kann in Aufbau und Funktion im Wesentlichen dem Lackiermodul 470 aus Fig. 4 entsprechen, weshalb auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. Anstelle des Lackiermoduls 570 kann bei einer anderen Ausführungsform beispielsweise auch ein Modul für das Blindprägen oder ein Modul für das Reliefprägen vorgesehen sein.

Eine andere Drei-Kopf-Variante ist dazu eingerichtet, nacheinander einen Heißprägeschritt, einen Reliefprägeschritt und einen Lackierschritt durchzuführen.

Im Zusammenhang mit Fig. 6 wird eine vorteilhafte Eigenschaft mancher Ausführungsformen von Veredelungsmodulen erläutert, die zu einer Qualitätssteigerung der veredelten Produkte beiträgt. Die schematische Fig. 6 zeigt in Draufsicht einen Ausschnitt einer Druckveredelungsmaschine 600 mit drei in Förderrichtung 620 aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen, wobei für die Arbeitsstationen jeweils nur die in den entsprechenden Veredelungsmodulen angebrachten, anwendungsspezifischen Arbeitszylinder 610A, 610B und 610C dargestellt sind. Dabei ist der mittlere Arbeitszylinder 610B der Prägezylinder eines Folienprägemoduls mit darauf angebrachten Prägewerkzeugen. Ein integrierter Servomotor M bildet den eigenständigen Rotationsantrieb des Arbeitszylinders, um diesen um seine Drehachse 611 B zu drehen. Der Antrieb M hat weiterhin Einrichtungen, um den Arbeitszylinder als Ganzes parallel zur Drehachse (Doppelpfeil) zu verschieben, um auf diese Weise die Querlage des Arbeitszylinders relativ zu den Seitenwänden 652A, 652B, also der Tragestruktur des Veredelungsmoduls zu verstellen (verstellte Position gestrichelt gezeigt). Auf diese Weise kann eine exakte Seitenregistrie- rung der durch Folienprägung aufzubringenden Prägeeinheiten in Bezug auf das bereits auf dem Druckstoff existierende Druckbild sichergestellt werden.

Der in Durchlaufrichtung dritte Arbeitszylinder 610C wird ebenfalls von einem integrierten Servomotor M angetrieben, der neben einer eigenständigen Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit auch eine Verschiebung des genannten Arbeitszylinders in Querrichtung entlang der Drehachse 611 C erlaubt. Bei Maschinen mit mehr als drei Arbeitsstationen können alle der ersten Arbeitsstation nachfolgenden Arbeitsstationen eine solche Möglichkeit der Seitenregister-Einstellung haben. Diese Variante der Seitenregistrierung ist selbstverständlich auch bei anders konfigurierten Druckveredelungsmaschinen möglich. Der integrierte Servomotor kann beispielsweise als Hohlwellenmotor mit axial verstellbarer Hohlwelle ausgebildet sein.

Die Verwendung von Antrieben, die neben dem Rotationsantrieb eines Arbeitszylinders auch eine axiale Verstellung des Arbeitszylinders parallel zu seiner Drehachse erlauben, kann unabhängig von den sonstigen Merkmalen der vorliegenden Ausführungsformen auch bei anderen Druckveredelungsmaschinen vorteilhaft genutzt werden, insbesondere bei solchen Druckveredelungsmaschinen, die einen fest vorgegebenen Aufbau haben, also nicht aus einer Basismaschine und einem oder mehreren Veredelungsmodulen zusammengebaut sind. Insbesondere die Verwendung solcher Motoren zur Seitenregistrierung bei Druckverfahren aller Art stellt eine eigenständige Erfindungsidee dar.

Fig. 7 zeigt beispielhaft eine Druckveredelungsmaschine 700, deren Basismaschine 750 insgesamt acht in Bogenförderrichtung aufeinanderfolgende standardisierte Schnittstellen zur Anbringung von geeigneten Veredelungsmodulen hat. An der auf den Bogenanleger folgenden dritten Schnittstelle 753 ist ein Folienprägemodul 760 angekoppelt. An den in Förderrichtung vorgeschalteten Schnittstellen und an den nachge- schalteten Schnittstellen können nun wahlweise Spezialmodule für andere Druckveredelungsprozesse angekoppelt werden, um einen mehrstufigen Druckveredelungsprozess mit bis zu acht gegebenenfalls unterschiedlichen Bearbeitungsstufen zu ermöglichen. Es sind auch Kombinationen ohne Folienprägen möglich. Fig. 7 dient im Wesentlichen als Beispiel für die durch das neue Maschinenkonzept erzielbare hohe Flexibilität beim Aufbau von Druckveredelungsmaschinen. Selbstverständlich ist die Anzahl der Schnittstellen nicht auf acht beschränkt. Vielmehr kann eine Basismaschine auch mehr als acht Schnittstellen, beispielsweise neun, zehn, elf, zwölf oder mehr Schnittstellen, bereitstellen, was insbesondere durch einen modularen Aufbau der Basismaschine doch vereinfacht wird. Neben den hier beschriebenen Veredelungsmodulen können Veredelungsmodule auch zum Nummerieren, zum Aufbringen von Hologrammstreifen, zur Erzeugung zur Perforationen durch Stanzen und für andere Veredelungsverfahren, figuriert sein. Besonders in Verbindung mit Lackiermodulen können auch Veredelungsmodule benutzt werden, die eine Trocknung der aufgebrachten Lackschicht mittels Ultraviolettstrahlen (UV-Trockner) erlauben. Schließlich kann ein Veredelungsmodul auch als Qualitätssicherungsmodul konfiguriert sein, um beispielsweise mit Hilfe einer Kamera oder anderer optischer oder takti- ler Sensoren eine Fehleranalyse an den veredelten Endprodukten durchzuführen, um gegebenenfalls Fehldrucke aus dem Materialstrom auszuleiten.

Anhand des Ausführungsbeispiels in Fig. 8 werden weitere Details zum modularen Aufbau einer Druckveredelungsmaschine sowie zur lösbaren Kopplung zwischen der Basismaschine und einem Veredelungsmodul erläutert. Die Zeichnungsfigur zeigt einen Ausschnitt einer mehrstufigen Druckveredelungsmaschine 800 mit zwei hintereinander geschalteten standardisierten Schnittstellen 855, 856, die jeweils erste Kopplungsstrukturen zur lösbaren Ankopplung eines Veredelungsmoduls bereitstellen. Die Basismaschine ist modular aufgebaut und hat für jede Schnittstelle ein Basismodul 851 , 852, das jeweils stromaufwärts und stromabwärts eines am Basismodul angebrachten Gegendruckzylinders 820 doppelt-große Transferzylinder 821 , 822 bzw. 823 hat. Aufeinanderfolgende Basismodule sind im Bereich einer Schnittstelle 853 zur Bildung einer stabilen Einheit verschraubt. Im Bereich der Schnittstelle wird das Bogenmaterial zwischen dem stromaufwärts liegenden Transferzylinder 822 einer vorhergehenden Arbeitsstation und einem nachfolgenden Transferzylinder 823 der darauf folgenden Arbeitsstation übergeben.

An der zur Ankopplung eines Veredelungsmoduls konstruierten Schnittstelle 855 des rechts gezeigten Basismoduls 851 ist ein Veredelungsmodul 860 in Form eines zweiteilig aufgebauten Folienprägemoduls 860 befestigt. Das Veredelungsmodul 860 besteht im Wesentlichen aus einem direkt an die Basismaschine anzukoppelnden Prägemodul 860A und einem Folientransportmodul 860B, welches im Bereich einer Schnittstelle 865 lösbar an der Oberseite des Prägemoduls 860A befestigt werden kann.

Im Prägemodul 860A ist ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ein auswechselbarer Arbeitszylinder 810 mit einer auswechselbaren Werkzeugträgerhülse 812 drehbar gelagert. Ebenfalls im Prägemodul sind die Laufringe 881 , 882 der Einrichtung zur Einstellung des zwischen dem Arbeitszylinder 810 und dem Gegendruckzylinder 820 gebildeten Arbeitsspalts gelagert. Im Folientransportmodul 860B sind die nicht näher gezeigten Einrichtungen zum Transport der Prägefolie durch den Arbeitsspalt untergebracht. An seiner Oberseite befinden sich Transportösen, in die die Transporthaken einer Hebeeinrichtung eingreifen können.

Das Prägemodul 860A bzw. das gesamte Folienprägemodul 860 kann von einem Bediener am Aufbauort der Basismaschine ohne großen Demontageaufwand leicht von der Basismaschine gelöst bzw. an der Basismaschine befestigt werden. Hierzu hat die Basismaschine 850 im Bereich ihrer Schnittstellen 855, 856 erste Kopplungsstrukturen zur lösbaren Ankopplung eines auswechselbaren Veredelungsmoduls an die Basismaschine, und das Veredelungsmodul hat entsprechend ausgestaltete zweite Kopplungsstrukturen, die mit den ersten Kopplungsstrukturen korrespondieren, um eine stabile Verbindung zwischen Basismaschine und Veredelungsmodul zu schaffen. Zu den der Basismaschine zugeordneten ersten Kopplungsstrukturen 858 gehören kegelstumpfför- mige, sich nach unten verjüngende Aufnahmeöffnungen 871 , die jeweils an der Oberseite der Seitenwand des Basismoduls im Bereich vor bzw. hinter dem Gegendruckzylinder 820 angeordnet sind. Neben der Aufnahmeöffnung befindet sich ein von der Außenseite zugängliches Gewindeloch für einen Haltebolzen 876 einer Verriegelungseinrichtung 870.

Im Bereich der Unterseite des Veredelungsmoduls befinden sich korrespondierende zweite Kopplungsstrukturen 868. Diese umfassen ein sich nach unten verjüngendes, kegelstumpfförmiges Fußelement 872, dessen schräge Mantelflächen an die schrägen Wandflächen der Aufnahmeöffnung 871 so angepasst sind, dass zwischen der unteren Stirnseite des Fußelementes und der Bodenfläche der Aufnahmeöffnung 871 ein schmaler Spalt verbleibt, wenn das Fußelement in der Aufnahmeöffnung sitzt. Das Fußelement wird von einer an der Unterseite des Prägemoduls drehbar angebrachten Spannschraube 873 getragen, wobei sich der Abstand zwischen dem Fußelement und der Trägerstruktur des Prägemoduls durch Drehen der Spannschraube verändern lässt. An der Seite der Trägerstruktur befinden sich zwei Gewindelöcher zur Aufnahme von Haltebolzen 877, 878 der Verriegelungseinrichtung 870. Die Verriegelungseinrichtung umfasst weiterhin eine im Wesentlichen drei- eckförmige Halteplatte 880 mit drei Durchgangsbohrungen für die Haltebolzen 876, 877, 878. Soll ein Veredelungsmodul an einer dafür vorgesehenen Schnittstelle der Basismaschine mit Hilfe dieser Kopplungseinrichtungen befestigt werden, kann wie folgt vorgegangen werden. Zunächst werden die höhenverstellbaren Fußelemente 871 durch entsprechende Drehung der Spannschrauben 873 in eine zurückgezogene Position näher am Veredelungsmodul gebracht. Anschließend wird das Veredelungsmodul mit Hilfe einer Kraneinrichtung von oben derart auf den Bereich der Schnittstelle aufgesetzt, dass die kegelstumpfförmigen Fußelemente in die dafür vorgesehenen kegelstumpfförmigen Aufnahmeöffnungen eingeführt werden. Sofern dabei das Veredelungsmodul noch nicht exakt positioniert ist, sorgen die korrespondierenden Schrägflächen dafür, dass das Veredelungsmodul beim Absetzen in die richtige Position rutscht und dort lagerichtig aufsitzt. Dann wird die Halteplatte 880 von außen angesetzt und die Haltebolzen 876, 877, 878 werden durch die in der Halteplatte vorgesehenen Durchgangsöffnungen hindurch in die für sie jeweils vorgesehenen Gewindebohrungen an der Seitenwand des Basismoduls (Haltebolzen 876) bzw. an der Seitenwand des Veredelungsmoduls (Haltebolzen 877, 878) eingeschraubt. Das seitliche Einschrauben kann dabei in der Regel problemlos per Hand erfolgen, da die gesamte Verbindung noch nicht unter Spannung steht. Die Haltebolzen können dabei mit geringer Kraft ggf. manuell angezogen zu werden. Durch Anbringen der Halteplatte werden die Basismaschine und das Veredelungsmodul miteinander verriegelt.

Anschließend wird die Spannschraube 873 mit Hilfe eines Drehmomentschlüssels so gedreht, dass sich der Abstand zwischen Fußelement 872 und Veredelungsmodul vergrößern möchte (siehe Doppelpfeil). Diese auf eine Abstandsvergrößerung gerichtete Bewegung wird durch die Verriegelungseinrichtung begrenzt, da die Halteplatte nun zwischen den oberen Bolzen 878, 879 und dem unteren Bolzen 876 unter Zugspannung gerät. Diese wirkt der durch die Spannschraube erzeugten Druckspannung entgegen. Nach Anziehen der Spanneinrichtung mit geeigne- tem Drehmoment ist eine unter Vorspannung stehende feste Verbindung zwischen Basismaschine und Veredelungsmodul hergestellt, deren Vorspannung durch die auftretenden Haftreibungskräfte im Bereich der Spanneinrichtung selbsttätig aufrecht erhalten bleibt und nur durch Lösen der Spannschraube wieder gelockert werden kann. Die unter Vorspannung stehende Verbindung bleibt im Betrieb praktisch unbegrenzt erhalten, auch wenn bei Benutzung der Maschine im Bereich des Arbeitsspaltes zum Teil erhebliche und zeitlich wechselnde Drücke auftreten. Nach Herstellung der unter Vorspannung stehenden Formschlussverbindung zwischen Basismaschine und Veredelungsmodul wird dann der Arbeitsspalt zwischen Gegendruckzylinder 820 und Arbeitszylinder 810 für den gewünschten Veredelungsprozess eingestellt. Eine entsprechende, unter Vorspannung stehende Formschlussverbindung wird auch bei den stromaufwärts vor dem Arbeitsspalt angeordneten Kopplungsstrukturen hergestellt, wobei dort im Beispielsfall eine längliche Halteplatte 881 mit zwei Bolzenlöchern verwendet wird.

Das Lösen der lösbaren Verbindungen erfolgt im Wesentlichen in umgekehrter Reihenfolge der Arbeitsschritte.

Wenn das Veredelungsmodul modular aufgebaut ist, so können die Kopplungsstrukturen im Bereich der Schnittstelle 865 zwischen den Einzelmodulen des Veredelungsmoduls durch entsprechende Kopplungselemente miteinander verbunden und voneinander gelöst werden.

Die Vorspannung im Bereich der Kopplungsstrukturen wird bei dieser Ausführungsform mit Hilfe passiver Spannelemente manuell eingestellt. Es ist auch möglich, automatisch betätigbare Spanneinrichtungen vorzusehen, die beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden können. Fig. 9 zeigt eine schematische, schrägperspektivische Ansicht mit wesentlichen Komponenten eines Prägewerks einer nach Art einer Folien- prägemaschine aufgebauten Arbeitsstation einer mit mehreren Arbeitsstationen ausgestatteten Druckveredelungsmaschine. Die Arbeitsstation ist nach Art einer Heißpräge-Rotationsmaschine zum Heißprägen in Rund-Rund-Technik eingerichtet. Das für diese Technik anwendungsspezifische Arbeitselement ist ein Werkzeugzylinder 900, der zwischen Seitenwangen 911 , 912 der Tragestruktur eines als Folienprägemodul eingerichteten Veredelungsmoduls 960 drehbar gelagert ist. Die Folientransportmittel sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Als Gegendruckelement dient ein mit horizontaler Drehachse 1001 unterhalb des Werkzeugzylinders achsparallel mit diesem angeordneter Gegendruckzylinder 1000, der mittels geeigneter Lager in den Seitenwangen 1111 , 1112 einer Basismaschine drehbar gelagert ist. Die lösbare Kopplung der Seitenwangen von Veredelungsmodul und Basismaschine kann mit Hilfe von Kopplungsstrukturen erfolgen, wie sie oben bereits beschrieben wurden.

Die links gezeigte Seitenwange 911 des Veredelungmoduls liegt auf der Bedienerseite der Maschine, von der aus u.a. die Werkzeughülsenwechsel vorgenommen werden können. Die hintere Seitenwange 912 liegt auf der Antriebsseite, an der die für den Antrieb des Werkzeugzylinders und des Gegendruckzylinders vorgesehenen Einrichtungen angeordnet sind.

Der Werkzeugzylinder 900 ist mehrteilig aufgebaut und umfasst als wesentliche Komponenten einen drehbar gelagerten Zylinderkern 910 und eine auf der Mantelfläche des Zylinderkerns kraftschlüssig aufspannbare, auswechselbare Werkzeughülse 920, die mit einem Längsschlitz 921 versehen ist, um beim Aufspannen bzw. beim Lösen vom Zylinderkem eine ausreichende Durchmesseränderung zu ermöglichen. Die an ihrer Außenfläche mit auswechselbaren Prägewerkzeugen 922 bestückte Werkzeughülse ist in Fig. 9 nicht in ihrer beim Betrieb der Folienpräge- maschine vorliegenden Arbeitsstellung gezeigt, sondern in einer teilweise vom Zylinderkern abgezogenen Hülsenwechselstellung, die beim Auswechseln oder Einwechseln der Werkzeughülse eingenommen werden kann.

Im Betrieb der Folienprägemaschine begrenzen der Werkzeugzylinder 900 und der Gegendruckzylinder 1000 im Bereich ihrer größten Annäherung einen Arbeitsspalt, der hier auch als Prägespalt 940 bezeichnet wird. Die zu beprägende Material läge wird vom Gegendruckzylinder durch den Prägespalt geführt, wobei die Materiallage über einen gewissen Umfangsabschnitt an der weitgehend zylindrischen Außenfläche des Gegendruckzylinders anliegt und von diesen lagerichtig gehalten wird. Das Beprägen erfolgt von der dem Gegendruckzylinder abgewandten Außenseite der Materiallage mit Hilfe von Prägewerkzeugen 922, die am Außenumfang des Werkzeugzylinders 900 auswechselbar angebracht sind. Zwischen dem Prägewerkzeug und der Materiallage verläuft die nicht dargestellte Prägefolienbahn, die von einem ebenfalls nicht näher dargestellten Folienwerk der Folienprägemaschine dem Prägespalt zugeführt und nach Gebrauch abgeführt wird.

Der Werkzeugzylinder ist in Fig. 9 in zwei unterschiedlichen Positionen gezeigt. Während des Betriebs der Maschine ist die Werkzeughülse 920 in der vollständig auf den Mittelabschnitt des Zylinderkerns 910 aufgeschobenen Arbeitsstellung und der Werkzeugzylinder nimmt die gestrichelt dargestellte Arbeitsposition in der Nähe des Gegendruckzylinders ein. Hierzu gehört die mit 901 gekennzeichnete Lage der Zylinderachse. In der mit durchgezogenen Linien dargestellten Wechselstellung ist der Werkzeugzylinder vom Gegendruckzylinder entfernt derart nach oben angehoben, dass der Werkzeugzylinder durch einen kreisrunden Durch- lass 913 in der Seitenwange 911 hindurch parallel zur Drehachse 901 des Werkzeugzylinders abgezogen bzw. aufgeschoben werden kann. Hierzu gehört die mit 901' gekennzeichnete Lage der Zylinderachse.

Figur 10 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine die Drehachsen von Werkzeugzylinder und Gegendruckzylinder enthaltende vertikale Schnittebene. In der linken Teilfigur ist die Antriebsseite in Arbeitsposition des Werkzeugzylinders gezeigt, die rechte Teilfigur zeigt die angehobene Hülsenwechselstellung an der den Antrieben abgewandten Bedienerseite der Maschine.

Der Gegendruckzylinder 1000 hat an seinen beiden axialen Enden gestuft zylindrische Lagerzapfen 1005, 1006, die bis in den Bereich von Lageröffnungen in den Seitenwangen 1011 bzw. 1012 der Basismaschine hineinreichen und innerhalb der Seitenwangen mit Hilfe von Radiallagern drehbar gelagert sind. Auf der Antriebsseite ist am äußeren Ende des Lagerzapfens 1005 ein Antriebszahnrad 1010 drehfest befestigt, über das der Gegendruckzylinder mittels eines geeigneten Antriebs im Betrieb gedreht wird.

Der Werkzeugzylinder 900 bzw. der zugehörige Zylinderkem 910 hat nur an seiner Antriebsseite einen bis durch die Seitenwange 912 hindurchreichenden Lagerzapfen 930, während auf der gegenüberliegenden Bedienerseite nur ein relativ kurzer Zapfenstumpf 931 mit gestuft zylindrischer Außenkontur ausgebildet ist, dessen axiale Länge so gering ist, dass die bedienerseitige Stirnseite des Zapfenstumpfs mit Abstand vor der Innenseite der vorderen Seitenwange 911 liegt. Eine zentrale Drehlagerung des bedienerseitigen Endes des Zylinderkerns in der Seitenwange 911 ist hierdurch nicht möglich und auch nicht vorgesehen.

Auf der Antriebsseite des Werkzeugzylinders ist eine erste Lageranordnung 940 zur fliegenden Lagerung des Werkzeugzylinders 900 bzw. seines Zylinderkerns 910 angeordnet. Die erste Lageranordnung 940 umfasst ein inneres Wälzlager 941 und ein äußeres Wälzlager 942. Das innere Wälzlager 941 sitzt relativ nahe an dem hülsentragenden Mittelabschnitt des Zylinderkerns etwa im Bereich der Innenseite der an- triebsseitigen Seitenwange 912 auf dem Lagerzapfen 930. Das äußere Wälzlager 942 sitzt mit großem axialen Abstand zum inneren Wälzlager im Bereich des äußeren Endes des Lagerzapfens 930, wobei der axiale Abstand der Wälzlager 941 , 942 deutlich größer als der größte Durchmesser des zugehörigen Lagerzapfens 930 ist, insbesondere mindestens doppelt so groß, im Beispielsfall mehr als drei mal so groß. Zwischen den Wälzlagern 941 , 942 ist auf dem Lagerzapfen 930 außerhalb des von den Seitenwangen 911 , 912 eingeschlossenen Arbeitsbereichs der Arbeitsstation ein Antriebszahnrad 932 befestigt, über das der Werkzeugzylinder gedreht werden kann. Für den Antrieb des Werkzeugzylinders ist ein vom Antrieb des Gegendruckzylinders gesonderter Antrieb, beispielsweise in Form eines Servomotors, vorgesehen.

Die Außenringe der Wälzlager 941 , 942 sind in einem von der Seitenwange 912 gesonderten Lagerelement 950 eingepasst, welches gegenüber der Seitenwange 912 in Vertikalrichtung linear beweglich geführt ist. Das Lagerelement 950 sitzt mit seinem Mittelabschnitt im Bereich eines in Vertikalrichtung relativ großen Durchlasses 914 der Seitenwange 912 und ist in Vertikalrichtung etwa 10% schmaler ist dieser Durch- lass, so dass eine begrenzte Vertikalbewegung des Lagerelementes innerhalb des Durchlasses um mehrere Zentimeter möglich ist.

Oberhalb des Durchlasses ist an der Außenseite der Seitenwange in einer Ausnehmung eine ebene vertikale Lagerbahn 961 ausgebildet. Unterhalb des Durchlasses ist an der Innenseite der Seitenwange eine weitere ebene Lagerbahn 962 ausgebildet. Die Lagerbahnen sind Teile einer Geradführungsanordnung, die dafür vorgesehen ist, das den Werkzeugzylinder tragende Lagerelement 950 an bzw. in der Seitenwange kippsicher und linear beweglich zu lagern und bei einer Vertikalbewe- gung zu führen. An der Oberseite des Lagerelementes 950 ist hierzu eine Lagerrolle 963 befestigt, die zum Abrollen auf der oberen ebenen Lagerbahn 961 vorgesehen ist. An der Unterseite des Lagerelementes 950 ist eine weitere Lagerrolle 964 drehbar angebracht, die zum Abrollen auf der unteren ebenen Lagerbahn 963 vorgesehen ist. Entsprechende Lageranordnungen sind an insgesamt vier Stellen beidseits der Zylinderachse vorhanden. Mit Hilfe der oberen Lagergruppe 961 , 963 und der unteren Lagergruppe 962, 964 ist eine vertikale Verlagerung des einseitig (fliegend) gelagerten Werkzeugzylinders 900 relativ zum Maschinengestell möglich, wobei das Gewicht des an der Bedienerseite frei hängenden Werkzeugzylinders auf das Lagerelement 950 ein Kippmoment bewirkt, welches von der oberen und unteren Lagergruppe aufgenommen wird und dafür sorgt, dass die Lagerrollen jeweils zuverlässig auf die zugeordneten ebenen Lagerbahnen gedrückt werden.

Bei anderen Ausführungsformen wird das Lagerelement nach Art einen Schlittens auf oder in geradlinigen Gleitführungen geführt.

Zur vertikalen Verstellung des Werkzeugzylinders zwischen der in in Fig. 10 links gezeigten Arbeitsposition und der in Fig. 10 rechts gezeigten Hülsenwechselposition ist eine hydraulisch arbeitende erste Verstelleinrichtung vorgesehen, die über die Steuerung der Präge- oder Druckmaschine angesteuert wird und am Lagerelement 950 angreift. Die erste Verstelleinrichtung umfasst bei der Ausführungsform einen ersten Hydraulikzylinder 970, der oberhalb des Lagerelementes 950 in einer die Seitenwangen 911 , 912 verbindenden Traverse 915 des Maschinengestells angeordnet ist. Der vertikale Verstellweg des Werkzeugzylinders zwischen Arbeitsposition und Wechselposition beträgt im Ausführungsbeispiel ca. 10% des Außendurchmessers des Werkzeugzylinders. Diese Verstellung ist mit Hilfe des ersten Hydraulikzylinders innerhalb kürzester Zeit zuverlässig möglich. Während des Betriebs der Prägemaschine können im Arbeitsspalt erhebliche Drücke auftreten, die bei einem nur einseitig gelagerten Werkzeugzylinder zu nicht tolerierbaren Kippmomenten führen können, die einerseits die Qualität des im Arbeitsspalt ablaufenden Prägeprozesses negativ beeinflussen und andererseits die Maschine als Ganzes ungünstig belasten können. Für die Drehlagerung des Werkzeugzylinders während des Betriebs der Prägemaschine sind besondere Einrichtungen vorgesehen, die nun im Zusammenhang mit den Fig. 10 bis 12 näher erläutert werden. Fig. 11 zeigt hierzu in 11A eine Axialansicht des Prägewerkes mit dem Werkzeugzylinder in Arbeitsstellung und in 11 B eine partielle Ansicht auf den von der Bedienerseite zugänglichen Durchlass 913 der bedienerseitigen Seitenwange. Fig. 12 zeigt in 12A und 12B die entsprechenden Ansichten in einer Konfiguration, bei der sich der Werkzeugzylinder in der vom Gegendruckzylinder abgehobenen Hülsenwechselstellung bzw. Wechselposition befindet.

Auf dem antriebsseitigen Lagerzapfen 930 sowie auf dem gegenüberliegenden Zapfenstumpf 931 des Zylinderkerns bzw. des Werkzeugzylinders sind unmittelbar neben dessen zylindrischen Mittelabschnitt Laufringe 972, 973 angebracht, die mit Hilfe von Wälzkörpern gegenüber dem Zylinderkern um dessen Zylinderachse 901 frei gedreht werden können. Der Durchmesser der zylindrischen Außenfläche der Laufringe ist geringfügig geringer als der Durchmesser des Mittelteils des Zylinderkerns, wodurch es unter anderem möglich ist, die Werkzeughülse über den antriebsabgewandten Laufring 973 auf den Mittelteil des Zylinderkerns aufzuschieben bzw. von diesem abzuziehen (vgl. Fig. 10 rechts).

Diese Laufringe 972, 973 arbeiten in der Arbeitsstellung des Werkzeugzylinders mit Stützrollen 981 , 982, 983 einer ersten Rollenanordnung 980 zusammen, die dazu dient, den Werkzeugzylinder während des Betriebs des Prägewerkes an seinen beiden Enden am Gegendruckzylin- der gegenüber diesem drehbar zu lagern und gleichzeitig am Gegendruckzylinder abzustützen. Wie in Fig. 10 gezeigt, können die Stützrollen im Bereich des inneren Endes der Lagerzapfen 1005 bzw. 1006 des Gegendruckzylinders an zylindrischen Rotationsflächen ablaufen. Es ist auch möglich, dass die Stützrollen direkt am Umfang des zylindrischen Mittelteils des Gegendruckzylinders ablaufen, wie es in Fig. 11A gezeigt ist. Je ein Paar von Stützrollen ist an der Antriebsseite und an der Bedienerseite vorgesehen. Die Verbindungslinien der Mittelpunkte der Stützrollen 981 , 982 eines Paares bilden im Beispielsfall mit den Mittelpunkten bzw. den Drehachsen des Werkzeugzylinders und des Gegendruckzylinders ein gleichschenkliges Doppeldreieck, so dass eine stabile gegenseitige Lagerung der Zylinder mit jederzeit parallelen Zylinderachsen vorliegt. In jedem Fall stützen sich die Stützrollen in der Arbeitsposition des Werkzeugzylinders einerseits an einem Laufring des Werkzeugzylinders und andererseits an einer Rotationsfläche des Gegendruckelementes ab und stabilisieren dadurch die relative Position des Werkzeugzylinders gegenüber dem Gegendruckzylinder an beiden axialen Enden.

Wie in Fig. 11A gezeigt, ist der Achsabstand A der Stützrollen 981 , 982 eines Paars von Stützrollen mit Hilfe einer zweiten Verstelleinrichtung 985 verstellbar, die beispielsweise elektromechanisch oder hydraulisch arbeiten kann. Dadurch, dass die Stützrollen im Abstand zueinander variabel sind, lässt sich der radiale Abstand zwischen dem Werkzeugzylinder und dem Gegendruckzylinder bzw. deren Achsabstand B einstellen. Ein wichtiger Zweck dieser Einstellbarkeit ist eine einstellbare Druckpressung und die Möglichkeit der schnellen Druckabstellung bei Überdruck im Arbeitsspalt zur Verhinderung von Schäden, beispielsweise wenn Doppelbögen oder Fremdkörper durch den Arbeitsspalt laufen. Im Beispielsfall sind die Stützrollen so dimensioniert, dass eine Abstandsänderung von 2 mm zwischen den Stützrollen einer Druckabstandsän- derung von ca. 0,5 mm entspricht. Der Druckabstand, d.h. die Höhe bzw. Breite des Arbeitsspaltes, ist somit mit Hilfe der zweiten Verstelleinrichtung über einen Verstellbereich in der Größenordnung einiger Zehntelmillimeter präzise einstellbar.

Eine oberhalb der Werkzeugzylinderachse 901 angeordnete Andrückeinrichtung 990 ermöglicht es, dass der Werkzeugzylinder mit einem präzise einstellbaren Druck auf das durch den Arbeitsspalt geführte Flachmaterial wirkt. Die Andrückeinrichtung 990 ist dafür ausgelegt, einen in Richtung des Gegendruckelementes 1000 wirkenden, einstellbaren Druck auf den Werkzeugzylinder während des Betriebs auszuüben. Die Andrückeinrichtung 990 umfasst eine zweite Rollenanordnung, die an der Antriebsseite und an der gegenüberliegenden Seite des Werkzeugzylinders jeweils zwei Druckrollen 991 , 992 bzw. 993 umfasst, die von oben mit regelbarer Druckkraft auf die Laufringe 972, 973 des Werkzeugzylinders aufgedrückt werden. Die Druckrollen eines Paares wirken jeweils kraftschlüssig am Laufring des Werkzeugzylinders und sind durch einen Steg 994 verbunden, an dessen Mitte in Richtung der Winkelhalbierenden der Druckrollen zur Zylindermitte regelbare Kräfte angreifen. Diese Druckkräfte werden anthebsseitig und abtriebsseitig jeweils durch einen zweiten Hydraulikzylinder 996 bzw. 997 erzeugt, der im Beispielsfall von Fig. 10 in der die Seitenwangen verbindenden oberen Traverse 915 angeordnet ist.

Fig. 11A zeigt die oberen Druckrollen 991 , 992 in einer Druckan- Stellung, die dann vorliegt, wenn der Werkzeugzylinder in Arbeitsposition ist. Wie in Fig. 12A gezeigt, können die Druckrollen mit Hilfe des zweiten Hydraulikzylinders über einen großen Verstellweg nach oben von den Laufringen des Werkzeugzylinders abgehoben werden. Der Hub kann mehrere Zentimeter betragen und liegt im Beispielsfall im Bereich von ca. 80 mm. Diese abgehobene Stellung wird vor allem dann angefahren, wenn ein Hülsenwechsel durchgeführt werden soll, wozu dann auch der Werkzeugzylinder durch vertikale Verschiebung des La- gerelementes 950 nach oben von seiner Arbeitsposition in die Wechselposition gebracht wird. Dies wird im Folgenden anhand der Fig. 11 und 12 noch näher erläutert.

Fig. 11 zeigt das Prägewerk in der betriebsbereiten Konfiguration, bei der der Werkzeugzylinder seine untere Arbeitsposition in der Nähe des Gegendruckzylinders einnimmt, so dass ein Prägespalt 940 gebildet ist. Der Werkzeugzylinder stützt sich in dieser Konfiguration über die Stützrollen 981 , 982, 983 direkt am Gegendruckelement bzw. an dessen Laufringen 972, 973 ab. Durch die Andrückeinrichtung 990 wird von oben die für den Prozess vorgesehene Druckkraft eingestellt. Es ergibt sich hierdurch ein steifer Verbund von Werkzeugzylinder und Druckzylinder, wobei jegliches Lagerspiel aus der Anordnung herausgedrückt ist. Die Andrückkraft kann mit Hilfe der zweiten Hydraulikzylinder 996, 997 eingestellt werden. Wie aus Fig. 11 B ersichtlich, ist die Arbeitsposition des Werkzeugzylinders daran zu erkennen, dass dieser gegenüber dem kreisrunden Durchlass 913 in der Seitenwand nach unten versetzt ist, also exzentrisch zum Durchlass sitzt. Im Betrieb des Prägewerkes ist der erste Hydraulikzylinder 970, der zum Anheben und Absenken des Lagerelementes 950 und des darin fliegend gelagerten Werkzeugzylinders dient, drucklos.

Soll ein Hülsenwechsel oder eine Wartung am Werkzeugzylinder durchgeführt werden, so wird dieser aus der Arbeitsposition in seine Wechselposition angehoben (vgl. Fig. 12). Hierzu werden zunächst die zweiten Hydraulikzylinder 996, 997 auf Zug umgestellt, so dass der Werkzeugzylinder druckentlastet und die Druckrollen 991 , 992, 993 nach oben abgehoben werden. Der Werkzeugzylinder liegt dann nur noch mit seinem Gewicht auf den unteren Stützrollen auf. Dann wird der erste Hydraulikzylinder 270 aktiviert, der das Lagerelement 950 und den darin fliegend gelagerten Werkzeugzylinder aus der Arbeitsposition nach oben in die Wechselposition hebt. In der Wechselposition liegt der Werkzeug- zylinder im Wesentlichen koaxial zum Durchlass 913 in der bedienersei- tigen Seitenwange 911. Der Innendurchmesser des Durchlasses ist deutlich größer als der Außendurchmesser der die Werkzeuge tragenden Werkzeughülse, so dass die Werkzeughülse nun ohne Berührung mit der vorderen Seitenwange 911 durch den Durchlass hindurch nach außen vorgezogen oder geschoben werden kann (vgl. Fig. 9). Da der Außendurchmesser des antriebsabgewandten Laufringes 973 kleiner ist als der Hülseninnendurchmesser, kann die Werkzeughülse 920 ohne Berührung des Laufringes abgezogen bzw. aufgeschoben werden.

Die Forderung nach einer regelbaren Druckabwicklung wird durch einen programmierbaren Servoantrieb als Slave in Abhängigkeit vom Druckzylinder (Maschinenantrieb-Master) erreicht. Das ermöglicht einen unabhängigen Betrieb voneinander, z.B. beim Einrichten, Auswechseln oder zur gleichmäßigen Temperaturverteilung im Prägezylinder, der dann weiterlaufen kann, wenn die Maschine steht. Der Werkzeugzylinder ist hierzu um das notwendige Maß anhebbar, was durch die fliegende Lagerung auf der Antriebsseite ermöglicht wird. Er ist abhebbar, wenn die von oben angreifenden Druckrollen durch ihre Hydraulik abgestellt sind.

Ein wesentlicher Vorteil der hier vorgeschlagenen Anordnung gegenüber herkömmlichen Lösungen liegt in der Drucksteifigkeit der Gesamtanordnung während des Betriebs, so dass in der Druckzone im Wesentlichen keine durch Lagerspiel bedingten Elastizitäten auftreten. Außerdem sind die Druckabwicklungswege programmierbar, so dass im Bedarfsfall eine ungleichförmige Umfangsgeschwindigkeit des Werkzeugzylinders erzeugt werden kann, um beispielsweise die Drucklänge zu verlängern oder zu verkürzen. Die Druckstärke ist einstellbar. Durch die erhebliche Erleichterung des Hülsenwechsels ist eine schnelle Umstellung auf andere Druckverfahren möglich. Die im Zusammenhang mit den Figuren 9 bis 12 beschriebenen Merkmale bezüglich der fliegenden Lagerung des Werkzeugzylinders und des Hülsenwechsels können unabhängig von den sonstigen Merkmalen der beanspruchten Erfindung auch bei nicht-modular aufgebauten Präge- oder Druckmaschinen ohne auswechselbare Veredelungsmodule mit Vorteil genutzt werden. Hierzu können z.B. der Werkzeugzylinder und das Gegendruckelement in den gleichen, ungeteilten Seitenwangen eines Maschinengestells gelagert sein.

Claims

Patentansprüche

1. Druckveredelungsmaschine mit einem Bogenfördersystem zur Förderung von Bogen aus Flachmaterial entlang einer Bogenförderstrecke zwischen einem Bogenanleger und einem Bogenausleger, sowie mit mindestens einer entlang der Bogenförderstrecke angeordneten Arbeitsstation zur Durchführung eines Bearbeitungsschrittes eines Druckveredelungsverfahrens, dadurch gekennzeichnet, dass das Bogenfördersystem in einer Basismaschine angeordnet ist, dass die Basismaschine im Bereich mindestens einer Schnittstelle entlang der Bogenförderstrecke erste Kopplungsstrukturen zur lösbaren Ankopplung eines auswechselbaren Veredelungsmoduls an die Basismaschine hat und dass der Basismaschine mindestens ein auswechselbar an der Basismaschine anbringbares Veredelungsmodul zugeordnet ist, welches zu den ersten Kopplungsstrukturen korrespondierende zweite Kopplungsstrukturen hat, wobei ein Veredelungsmodul ein anwendungsspezifisches Arbeitselement aufweist, das im Betriebszustand der Druckveredelungsmaschine mit einem Gegendruckelement einen Arbeitsspalt zur Durchführung eines Bearbeitungsschrittes eines Druckveredelungsprozesses an einem durch den Arbeitsspalt laufenden Bogen aus Flachmaterial begrenzt.

2. Druckveredelungsmaschine nach Anspruch 1 , worin das anwendungsspezifische Arbeitselement bei mindestens einem Veredelungsmodul ein Werkzeugzylinder ist, der einen Zylinderkern (910) und eine auf dem Zylinderkern befestigbare, auswechselbare Werkzeugträgerhülse (112, 920) aufweist.

3. Druckveredeiungsmaschine nach Anspruch 2, worin an einer Antriebsseite des Werkzeugzylinders eine erste Lageranordnung (940). zur fliegenden Lagerung des Werkzeugzylinders (900) angeordnet ist, wobei die erste

BERICHTIGTES BLATT (REGEL 91) ISA/ EP Lageranordnung (940) vorzugsweise ein inneres Wälzlager (941) und ein äußeres Wälzlager (942) aufweist, die auf einem Lagerzapfen (930) des Zylinderkerns sitzen, wobei das innere Wälzlager nahe an einem Mittelabschnitt des Zylinderkerns und das äußere Wälzlager mit axialen Abstand zum inneren Wälzlager im Bereich des äußeren Endes des Lagerzapfens (930) sitzt, wobei insbesondere ein axialer Abstand zwischen den Wälzlagern (941 , 942) größer ist als der größte Durchmesser des Lagerzapfens (930) ist.

4. Druckveredelungsmaschine nach Anspruch 3, worin die erste Lageranordnung (940) an einem Lagerelement (950) angeordnet ist, welches gegenüber einer Tragestruktur des Veredlungsmoduls derart beweglich gelagert ist, dass eine Bewegung des Lagerelementes eine Abstandsänderung zwischen dem Werkzeugzylinder (900) und dem Gegendruckelement (1000) bewirkt, wobei das Lagerelement (950) vorzugsweise linear verschiebbar, insbesondere vertikal verschiebbar gelagert ist. und/oder worin das Lagerelement (950) kippsicher an einer Seitenwange (912) des Veredelungsmoduls gelagert ist, vorzugsweise mittels einer Geradführungs- anordnung, die eine an der Außenseite der Seitenwange (912) angeordnete obere Lagergruppe (961 , 963) und eine an der Innenseite der Seitenwange angeordnete untere Lagergruppe (962, 964) aufweist.

5. Druckveredelungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin mindestens ein Veredelungsmodul, insbesondere ein Veredelungsmodul mit einem Werkzeugzylinder mit auswechselbarer Werkzeugträgerhülse (112, 920), als Folienprägemodul mit einer Folientransporteinrich- tung zum Transport mindestens eine Folienbahn durch den Arbeitsspalt eingerichtet ist.

6. Druckveredelungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das anwendungsspezifische Arbeitselement ein Arbeitszylinder, ins-

BERICHTIGTES BLATT (REGEL 91) ISA/EP besondere ein Werkzeugzylinder mit auswechselbarer Werkzeughülse, ist, der mit Hilfe einer ersten Verstelleinrichtung unter Verlagerung der Zylinderachse (901) zwischen einer Arbeitsposition und einer Wechselposition bewegbar ist, wobei in der Arbeitsposition ein Abstand zwischen dem Arbeitszylinder und dem Gegendruckelement zur Bildung des Arbeitsspaltes (940) dimensioniert ist und worin in der Wechselposition ein Abstand zwischen dem Arbeitszylinder und dem Gegendruckelement einem Vielfachen des Abstandes bei der Arbeitsposition entspricht, wobei vorzugsweise ein Verstellweg zwischen der Arbeitsposition und der Wechselposition mindestens 1 %, vorzugsweise mindestens 5% eines Außendurchmessers des Arbeitszylinders beträgt

7. Druckveredelungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Veredelungsmodul (160) eine Einstelleinrichtung zur Einstellung der Lage des Arbeitselementes relativ zu einer Tragestruktur (162) des Veredelungsmoduls aufweist, wobei vorzugsweise das Arbeitselement ein um eine Drehachse drehbarer Arbeitszylinder (110) ist, und ein Teil der Einstelleinrichtung für eine Verlagerung der Drehachse (111) in Richtung des Gegendruckelements (120) oder von diesem weg konstruiert ist.

8. Druckveredelungsmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 7, gekennzeichnet durch eine erste Rollenanordnung (980) mit Stützrollen (981 , 982, 983) für den Werkzeugzylinder, wobei die erste Rollenanordnung an der Antriebsseite des Werkzeugzylinders und an der gegenüberliegenden Seite des Werkzeugzylinders je ein Paar von Stützrollen aufweist, die sich in der Arbeitsposition des Werkzeugzylinders einerseits an einem Laufring (972, 973) des Werkzeugzylinders und andererseits an einer Rotationsfläche des Gegendruckelementes abstützen, wobei vorzugsweise ein Achsabstand zwischen den Stützrollen (981 , 982) eines Paares von Stützrollen mit Hilfe einer zweiten Verstelleinrichtung (985) verstellbar ist.

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9. Druckveredelungsmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 8, gekennzeichnet durch eine steuerbare Andrückeinrichtung (990) zur Erzeugung eines in Richtung des Gegendruckelementes (1000) wirkenden einstellbaren Drucks auf den Werkzeugzylinder (900) während des Betriebs, wobei die Andrückeinrichtung vorzugsweise einen zweiten Hydraulikzylinder (996) aufweist.

10. Druckveredelungsmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 9, gekennzeichnet durch eine zweite Rollenanordnung, die an der Antriebsseite des Werkzeugzylinders und an der gegenüberliegenden Seite des Werkzeugzylinders jeweils mindestens eine Druckrolle (991 , 992, 993) zur Erzeugung eines in Richtung des Gegendruckelementes wirkenden Drucks auf den Werkzeugzylinder aufweist, wobei die zweite Rollenanordnung vorzugsweise an der Antriebsseite und an der gegenüberliegenden Seite des Werkzeugzylinders jeweils zwei Druckrollen aufweist.

11. Druckveredelungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin ein Veredelungsmodul eine Einstelleinrichtung zur Einstellung der Lage des Arbeitselementes (610B, 610C) quer zur Bogenförderstrecke relativ zur Trägerstruktur des Veredelungsmoduls aufweist, wobei vorzugsweise das Arbeitselement ein um eine Drehachse drehbar gelagerter Arbeitszylinder ist und die Einstelleinrichtung für eine Verschiebung des Arbeitszylinders parallel zur Drehachse eingerichtet ist, wobei vorzugsweise ein Rotationsantrieb (M) des Arbeitszylinders (610B₁ 610C) Einrichtungen aufweist, um den Arbeitszylinder parallel zu seiner Drehachse (611B₁ 611C) zu verschieben.

12. Druckveredelungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Basismaschine (150) entlang der Bogenförderstrecke zwei oder mehr Schnittstellen (355, 356), insbesondere drei oder mehr Schnittstellen mit ersten Kopplungsstrukturen zur lösbaren Ankopplung jeweils eines

BERICHTIGTES BLATT (REGEL 91) ISA/EP auswechselbaren Veredelungsmoduls hat, wobei vorzugsweise die ersten Kopplungsstrukturen aller Schnittstellen als standardisierte Schnittstellen im Wesentlichen identisch aufgebaut sind.

13. Druckveredelungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Basismaschine (150) im Bereich der ersten Kopplungsstrukturen (158) einer Schnittstelle (155) ein Transferelement (120) des Bogenför- dersystems hat und ein Veredelungsmodul (160) im Bereich der schnitt- stellenseitigen zweiten Kopplungsstrukturen (168) das anwendungsspezifisches Arbeitselement (110) hat, wobei die Kopplungsstrukturen an der Basismaschine und dem Veredelungsmodul so ausgestaltet sind, dass durch die Ankopplung des Veredelungsmoduls an die Basismaschine zwischen dem Transferelement (120) und dem Arbeitselement (110) der Arbeitsspalt (115) gebildet ist, so dass das Transferelement als Gegendruckelement dient.

14. Druckveredelungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die ersten Kopplungsstrukturen (158, 858) und die zweiten Kopplungsstrukturen (168, 868) korrespondierende Formschlusselemente (871 , 872) zur Herstellung einer lagerichtigen Formschlussverbindung zwischen einer Tragestruktur der Basismaschine und einer Tragestruktur eines Veredelungsmoduls aufweisen, wobei vorzugsweise korrespondierende Formschlusselemente (871 , 872) korrespondierende Schrägflächen aufweisen, die so ausgebildet sind, dass das Veredelungsmodul beim Zusammenfügen mit der Basismaschine mit Hilfe der Schrägflächen in eine lagerichtige Position gleitet, wobei korrespondierende Formschlusselemente insbesondere konische, kegelstumpfförmige oder pyramidenförmig gestaltete Vorsprünge haben, die in komplementäre Ausnehmungen (871 ) am anderem Bauteil eingreifen.

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15. Druckveredelungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die ersten Kopplungsstrukturen (158, 858) und die zweiten Kopplungsstrukturen (168, 868) korrespondierende Elemente einer Verriegelungseinrichtung (870) aufweisen, die dafür eingerichtet ist, lagerichtig aneinander festgelegte Elemente des Veredelungsmoduls (860) und der Basismaschine (850) miteinander zu verriegeln.

16. Druckveredelungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die ersten Kopplungsstrukturen (858) und die zweiten Kopplungsstrukturen (868) korrespondierende Elemente einer Spanneinrichtung umfassen, die dafür eingerichtet ist, die im Wesentlichen lagerichtig aneinander festgelegten Elemente (Veredelungsmodul und Basismaschine) unter Erzeugung einer Spannkraft gegeneinander zu verspannen, wobei die Spanneinrichtung vorzugsweise so konfiguriert ist, dass sie im gespannten Zustand in Richtung einer Abstandsvergrößerung zwischen Basismaschine (850) und Veredelungsmodul (860) wirkt.

17. Druckveredelungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Transferelement ein rotierend gelagerter Transferzylinder (120, 820) ist, wobei vorzugsweise ein mit dem Transferelement zusammenarbeitendes Arbeitselement ein rotierend gelagerter Arbeitszylinder (110, 810) ist.

18. Druckveredelungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Veredelungsmodul (160) einen Antrieb (M) für ein an dem Veredelungsmodul (160) angebrachtes Arbeitselement (110) aufweist, wobei dieser Antrieb unabhängig vom Antriebssystem des Bogenfördersystems steuerbar ist.

19. Druckveredelungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin ein Veredelungsmodul (860) mehrere lösbar miteinander verbunde-

BERICHTIGTES BLATT (REGEL 91) ISA/EP ne Submodule (860A, 860B) aufweist, wobei ein schnittstellenseitiges erstes Submodul das anwendungsspezifische Arbeitselement (810) enthält.

20. Druckveredelungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Druckveredelungsmaschine eine Kraneinrichtung (170) zum Abheben eines Veredelungsmodules (160) von der Basismaschine (150) und/oder zum Aufsetzen eines Veredelungsmoduls auf die Basismaschine zugeordnet ist, wobei vorzugsweise ein Basiselement der Kraneinrichtung fest an der Basismaschine montiert ist.

21. Basismaschine zum Aufbau einer Druckveredelungsmaschine, die mindestens eine entlang einer Bogenförderstrecke angeordnete Arbeitsstation zur Durchführung eines Bearbeitungsschrittes eines Druckverede- lungsverfahrens aufweist, wobei die Basismaschine ein Bogenfördersys- tem zur Förderung von Bogen aus Flachmaterial entlang einer Bogenförderstrecke zwischen einem Bogenanleger und einem Bogenausleger um- fasst und wobei die Basismaschine im Bereich mindestens einer Schnittstelle (155) entlang der Bogenförderstrecke erste Kopplungsstrukturen (158) zur lösbaren Ankopplung eines mit zu den ersten Kopplungsstrukturen korrespondierenden zweiten Kopplungsstrukturen (168) ausgestatteten, auswechselbaren Veredelungsmoduls (160) an die Basismaschine hat.

22. Basismaschine nach Anspruch 21 , worin die Basismaschine im Bereich der ersten Kopplungsstrukturen (158) einer Schnittstelle ein Transferelement (120) des Bogenfördersystems hat, das dafür vorgesehen ist, gemeinsam mit einem an einem Veredelungsmodul (160) angebrachten, anwendungsspezifischen Arbeitselement (110) nach Ankopplung des Veredelungsmoduls an die Basismaschine zwischen dem Transferelement der Basismaschine und dem Arbeitselement des Veredelungsmoduls einen Arbeitsspalt (115) zur Durchführung eines Bearbeitungsschrit-

BERICHTIGTES BLATT (REGEL 91) ISA/EP tes eines Druckveredelungsprozesses an einem durch den Arbeitsspalt laufenden Bedruckstoffbogen zu bilden, wobei die Basismaschine vorzugsweise zum Aufbau einer Druckveredelungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 20 ausgebildet ist.

23. Veredelungsmodul zum Aufbau einer Druckveredelungsmaschine, welche mindestens eine entlang einer Bogenförderstrecke angeordnete Arbeitsstation zur Durchführung eines Bearbeitungsschrittes eines Druckveredelungsverfahrens aufweist, wobei das Veredelungsmodul (160, 860, 960) gemeinsam mit Elementen einer ein Bogenfördersystem enthaltenden Basismaschine (150, 850) der Druckveredelungsmaschine eine Arbeitsstation bildet, wobei die Basismaschine im Bereich mindestens einer Schnittstelle entlang der Bogenförderstrecke erste Kopplungsstrukturen (168, 868) zur lösbaren Ankopplung des auswechselbaren Veredelungsmoduls an die Basismaschine hat und das Veredelungsmodul (160, 860) mit zu den ersten Kopplungsstrukturen korrespondierenden zweiten Kopplungsstrukturen (168, 868) ausgestattet ist und wobei das Veredelungsmodul ein anwendungsspezifisches Arbeitselement aufweist, das im Betriebszustand der Druckveredelungsmaschine mit einem Gegendruckelement einen Arbeitsspalt zur Durchführung eines Bearbeitungsschrittes eines Druckveredelungsprozesses an einem durch den Arbeitsspalt laufenden Bogen aus Flachmaterial begrenzt.

24. Veredelungsmodul nach Anspruch 23, worin das anwendungsspezifische Arbeitselement ein Werkzeugzylinder ist, der einen Zylinderkern (910) und eine auf dem Zylinderkern befestigbare, auswechselbare Werkzeugträgerhülse (112, 920) aufweist.

25. Veredelungsmodul nach einem der Ansprüche 23 oder 24, das als Folien- prägemodul mit einer Folientransporteinrichtung zum Transport mindestens eine Folienbahn durch den Arbeitsspalt eingerichtet ist.

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26. Veredelungsmodul nach Anspruch 23, 24 oder 25, worin das Veredelungsmodul im Bereich der schnittstellenseitigen zweiten Kopplungsstrukturen das anwendungsspezifische Arbeitselement (110, 810) hat, wobei die Kopplungsstrukturen an der Basismaschine und dem Veredelungsmodul so ausgestaltet sind, dass durch die Ankopplung des Veredelungsmoduls an die Basismaschine zwischen einem Transferelement (120, 820) der Basismaschine und dem Arbeitselement des Veredelungsmoduls der Arbeitsspalt (115) zur Durchführung eines Bearbeitungsschrittes eines Druckveredelungsprozesses an einem durch den Arbeitsspalt laufenden Bedruckstoffbogen gebildet wird.

27. Veredelungsmodul nach Anspruch 23, 24, 25 oder 26, worin das Veredelungsmodul zum Aufbau einer Druckveredelungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 20 ausgebildet ist.

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