EP3490805B1

EP3490805B1 - Vorrichtung und verfahren zum justieren von druckköpfen

Info

Publication number: EP3490805B1
Application number: EP17761563.0A
Authority: EP
Inventors: Jan Franck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2021-07-07
Anticipated expiration: 2037-07-31
Also published as: IL264333A; WO2018020314A3; IL264333B; WO2018020314A2; SG11201900827SA; US10849828B2; EP3490805A2; US20190290544A1; CA3031367A1

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Justieren von Druckköpfen relativ zueinander, welche zum Drucken mit jeweils mehreren Düsen in einer Düsenplatte ausgestattet sind sowie zu Produktions- und/oder Montagezwecken mit wenigstens einem Rundloch und wenigstens einem Langloch in dieser Düsenplatte, insbesondere vor und während dem Einbau in eine gemeinsame Druckkopf-Halteplatte.
Um verschiedene Farben zu drucken und/oder um die Druckgeschwindigkeit zu steigern, werden oftmals mehrere Druckköpfe gleichzeitig betrieben. Diese werden dann üblicherweise an einer gemeinsamen Halterung befestigt, insbesondere angeschraubt. Dabei ist es wichtig, dass die einzelpen Düsen unterschiedlicher Druckköpfe exakt in einem gemeinsamen Raster ausgerichtet sind, bzw. dass deren Abstände und Orientierungen exakt aufeinander eingestellt sind.
Um mehrere derartige Druckköpfe zueinander zu justieren bzw. einzustellen, werden im Stand der Technik Mikrometerschrauben verwendet, mit deren Hilfe die einzelnen Druckköpfe relativ zueinannder verschoben werden können, bis eine gewünschte Präzision der Ausrichtung erreicht wird. Hierzu sind Verschiebungen in zwei Richtungen erforderlich, welche rechtwinklig zueinander orientiert sind, also bspw. nach links und rechts einerseits, sowie vor und zurück andererseits, so dass eine solche Einstellung eine Vielzahl von Iterationsschritten erfordert und demnach sehr langwierig ist.
Deshalb ist auch schon versucht worden, anstatt einer langwieirigen Einstellung die Software zur Ansteuerung der Druckköpfe nachzubessern. Insbesondere besteht die Möglichkeit, eine Versetzung in Vorschubrichtung der Druckeinrichtung dadurch zu kompensieren, dass bestimmte Düsen oder ganze Druckköpfe früher/später schiessen. Sofern ein Versatz quer zur Vorschubrichtung zu kompensieren ist, besteht zumindest die Möglichkeit, bei einem Versatz in der Größenordnung eines ganzzahligen Rasterabstandes die Düsenreihen mit entsprechend verschobenen und/oder vertauschten Signalen anzusteuern. Hier die Richtige Kompensation zu finden, ist jedoch ebenfalls äußerst aufwändig. Außerdem lassen sich Verkantungen bzw. Schrägstellungen auf diese Weise kaum oder nur mit einem nicht vertretbaren Aufwand kompensieren.
DE 20 2012 001234 U1 stellt relevanten Stand der Technik dar.
Aus den Nachteilen des beschriebenen Standes der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, eine Möglichkeit zu finden, wie sich Druckköpfe einer Druckeinrichtung mit geringem Aufwand relativ zueinander justieren lassen.
Die Lösung dieses Problems gelingt durch eine Montagelehre für mehrere Druckköpfe, insbesondere wobei für jeden Druckkopf wenigstens ein genau passendes Pendant zu wenigstens einem Rundloch und zu wenigstens einem Langloch in der betreffenden Düsenplatte vorgesehen ist, so dass durch Aufstecken der Druckköpfe auf die Montagelehre derart, dass je ein Paar von Rundloch- und Langloch-Pendants in das Rund- und Langloch der betreffenden Düsenplatten eingreift, die Düsen sämtlicher Druckköpfe in der gewünschten Weise zueinander ausgerichtet sind.
Die Erfindung ist definiert durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 11.

Die Erfindung basiert auf folgender Überlegung:

Bei den von der Erfindung zur Zentrierung verwendeten Rund- und/oder Langlöchern handelt es sich nicht um die seitlichen Montagelöcher im Bereich der schmalen Stirnseiten der Druckköpfe, durch welche die Montageschrauben gesteckt und festgeschraubt werden, sondern um Ausnehmungen in der Düsenplatte selbst, also in der am tiefsten liegenden Platte des Druckkopfs. Diese Ausnehmungen durchsetzen im Normalfall das über der Düsenplatte montierte Gehäuse des Druckkopfs nicht und eignen sich also nicht zum Einschrauben von Befestigungsschrauben. Weil somit die Befestigungslöcher eines Druckkopfs von der Montagelehre nicht benutzt werden, bleiben sie für das Einschrauben der Befestigungsschreuben frei.
Andererseits handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Justierungslöchern auch nicht um eine der Düsen selbst, denn diese sind äußerst filigrane Objekte, welche nicht in unmittelbaren Kontakt mit äußeren Gegenständen gelangen sollten.
Vielmehr werden bei der Herstellung von Druckköpfen deren einzelne Bestandteile separat gefertigt und müssen dann möglichst genau passend aufeinander gesetzt und schließlich verklebt und/oder verschweißt werden. Damit dieser Zusammenbau gelingt, wird oftmals jedes Teil mit zwei Löchern gefertigt, vorzugsweise mit einem Rundloch und einem Langloch - auch die Düsenplatte. Diese beiden Löcher, insbesondere ein Rundloch, ist/sind dabei quasi wie (je) eine übergroße Düse, die einen perfekten Abstand zu den anderen, normal großen Düsen hat. Diese Düsenplatte wird dann über wenigstens ein Rundloch und/oder über wenigstens ein Langloch passend auf die Kammer appliziert und mit jener verklebt, und diese Baueinheit sodann auf die Piezoelemente, etc. Diese Baugruppe wird dann irgendwann an den Körper und die eigentliche Aussenhülle samt Aufnahme für die Montage an einer Halteplatte od. dgl. geklebt. In diese Aufnahme können dann ein, zwei oder mehrere Justagepins eingesetzt werden. Da jedoch mit jedem Schritt der Montage die Maßtoleranz zwischen den betreffenden Bauteilen immer grösser wird, besteht zwischen diesen Justagepins und den eigentlichen Düsen keine exakte Ausrichtung mehr - die Relativtoleranzen können im Bereich eines oder mehrerer Zehntelmillimeter liegen. Die Druckköpfe müssen daher manuell ausgerichtet und/oder Ungenauigkeiten per Software kompensiert werden.
Da jedoch die Düsenplatte mit den Düsenabständen gemeinsam mit dem Rundloch und/oder dem Langloch in einem einzigen Teil hergestellt ist, gibt es zwischen dem Rundloch und dem Langloch und den einzelnen Düsen allenfalls eine Maßtoleranz im Mikrometerbereich. Dies ist etwa um den Faktor 100 genauer als die Relativtoleranzen zwischen den Justagepins einerseits und den Düsenöffnungen andererseits. Zwar kann infolge des Zusammenbaus eines Druckkopfs die Druckkammer hinter der Düsenplatte demgegenüber verschoben sein, und auch die Piezoelemente, Gehäuseteile, Justagepins können einen Offset aufweisen, was jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung für die Justiergenauigkeit der Düsen vernachlässigt werden kann.
Denn im Rahmen der Erfindung wird eine Montagelehre verwendet, welche einen oder vorzugsweise mehrere "Negativabdrucke" von der (den) Düsenplatte(n) darstellt, und weist pro Druckkopf vorzugsweise zwei genaue Pendants zu dessen Herstellungsrundloch und/oder -langloch auf, welche exakt in das betreffende Rund- bzw. Langloch hineinpassen. Diese Pendants sind zwei Stifte - einer zum passenden Eingriff in das Rundloch und der andere zum passenden Eingriff in das Langloch. Vorzugsweise hat der Stift für das Rundloch einen kreisrunden Querschnitt, der Stift für das Langloch dagegen einen länglichen Querschnitt. Da das Rund- und Langloch für eine Justage völlig ausreichend sind, muss der erfindungsgemäße "Negativabdruck" der Düsenplatte keine Pendants für die einzelnen Düsen aufweisen.
Da die Düsenplatten der einzelnen Druckköpfe durch die Halteplatte der Druckeinrichtung hindurch zugänglich sind, um für den Druck freien Zugang zu dem bedruckenden Substrat zu haben, besteht die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Montagelehre unmittelbar unter die Halteplatte zu legen. Sodann können die Druckköpfe derart auf die Halteplatte gesteckt werden, dass ihre unterseitig in der Düsenplatte vorgesehenen Rund- und Langlöcher direkten Kontakt zu den Pendant-Stiften in der Montagelehre erhalten und mit jenen zusammengesteckt werden können.
Dadurch sind alle Düsenplatten absolut perfekt zueinander ausgerichtet; ob die restlichen Bestandteile der Druckköpfe (Gehäuse, Piezoelemente, Halterung, Justage-Pins, etc.) dabei auch optimal ausgerichtet sind, spielt keine Rolle; viel wichtiger ist, dass jede Düsenplatte ja in sich absolut maßhaltig ist, d.h., durch präzise Positionierung der Düsenplatte mittels deren Rund- und Langloch sind auch die in der betreffenden Düsenplatte vorgesehenen Düsenöffnungen mit der selben Präzision ausgerichtet. In diesem Zustand können sodann die Druckköpfe an der Druckkopf-Halteplatte festgechraubt werden, und man erhält mit minimalem Aufwand eine Druckeinrichtung mit einer entsprechenden Mehr- oder Vielzahl optimal zueinander ausgerichteter Druckköpfe.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind:

Einfaches und zeitsparendes Ausrichten sämtlicher Druckköpfe einer Druckeinrichtung mit maximaler Präzision.
Große Druckkopf-Arrays mit einer Vielzahl von einzelnen Druckköpfen können mit der selben Düsenpräzision zusammengebaut werden wie ein einzelner Druckkopf.
Beim Kunden ist der Austausch eines Druckkopfs einfach und problemlos ohne lange Justage.
Als rein mechanische Lösung ist die erfindungsgemäße Montagelehre wenig störanfällig.
Eine erfindungsgemäße Montagelehre kann sowohl beim Austausch einzelner oder mehrer Druckköpfe verwendet werden; andererseits können auch ganze Halteplatten mit darauf applizierten Druckköpfen ausgetauscht werden, da jede unter Verwendung der selben Montagelehre bestückte Druckkopf-Halteplatte identische Düsenanordnungen aufweist, und eine Software-Kompensation daher nicht erforderlich ist.
Die Erfindung sieht weiter vor, dass die Montagelehre zur Applikation an der Unterseite einer Halteplatte für mehrere Druckköpfe ausgebildet ist. Durch planparalleles Anliegen erfolgt dabei eine erste Justierung zwischen Druckkopf-Halteplatte und Montagelehre.
Zu diesem Zweck weist die Montagelehre erfindungsgemäß eine der Unterseite der Halteplatte zugewandte, oberseitige Kontaktfläche auf. Diese Kontaktfläche kann substantiell eben sein, während im Bereich der Montagestellen der einzelnen Druckköpfe davon abweichende Erhebungen oder Vertiefungen vorgesehen sein können.
Zur Aufnahme der Düsenplatten mehrerer Druckköpfe weist eine Druckkopf-Halteplatte erfindungsgemäß durchgehende Ausnehmungen auf, wodurch dann der eigentliche Druck erfolgt.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Montagelehre an ihrer der Halteplatte zugewandten Kontaktfläche markierte oder hervorgehobene, insbesondere erhabene Bereiche aufweist, vorzugsweise zur Zentrierung an der Halteplatte, insbesondere zum zentrierenden Eingriff in die durchgehenden Ausnehmungen der Halteplatte zur Aufnahme der Düsenplatten mehrerer Druckköpfe.
Andererseits kann die Montagelehre an ihrer der Halteplatte zugewandten Kontaktfläche, insbesondere im Bereich der markierten oder hervorgehobenen oder erhabenen Bereiche, eine oder mehrere Vertiefungen aufweisen, vorzugsweise eine oder mehrere langgestreckte Vertiefungen zur Aufnahme einer oder mehrerer Reihen von Düsen eines Druckkopfs.
Da die an der Montagelehre vorgesehenen Pendants zu wenigstens einem Rundloch und/oder zu wenigstens einem Langloch, vorzugsweise die Stifte, mit den jeweiligen Rund- und/oder Langlöchern der Düsenplatten der Druckköpfe in Eingriff treten müssen, sollten sie an der der Halteplatte zugewandten Kontaktfläche der Montagelehre angeordnet sein, insbesondere im Bereich der markierten oder hervorgehobenen oder erhabenen Bereiche.
Weitere Vorzüge der Erfindung resultieren daraus, dass die an der Montagelehre vorgesehenen Pendants zu wenigstens einem Rundloch und/oder zu wenigstens einem Langloch, vorzugsweise die Stifte, an der der Halteplatte zugewandten Kontaktfläche der Montagelehre im Bereich einander gegenüber liegender Enden einer oder mehrerer, langgestreckter Vertiefungen zur Aufnahme einer oder mehrerer Reihen von Düsen eines Druckkopfs angeordnet sind. Dort befinden sich zwei Justierungslöcher relativ weit auseinander und können daher eine optimale Zentrierung bewirken.
Die Erfindung lässt sich dahingehend weiterbilden, dass jeweils ein Paar von an der Montagelehre vorgesehene Pendants zu wenigstens einem Rundloch und/oder zu wenigstens einem Langloch, vorzugsweise die Stifte, an der der Halteplatte zugewandten Kontaktfläche der Montagelehre etwa - jedoch vorzugsweise nicht exakt - in einer Flucht mit einer langgestreckten Vertiefung zur Aufnahme einer oder mehrerer Reihen von Düsen eines Druckkopfs angeordnet ist. An jender Stelle ist in einer Düsenplatte genügend Platz, um die Rund- und/oder Langlöcher ohne Beeinträchtigung der Druckmechanik unterzubringen.
Eine weitere Konstruktionsvorschrift besagt, dass jeweils ein Paar von an der Montagelehre vorgesehenen Pendants zu wenigstens einem Rundloch und/oder zu wenigstens einem Langloch, vorzugsweise die Stifte, an der der Halteplatte zugewandten Kontaktfläche der Montagelehre, gegenüber der Längsmittelachse der betreffenden langgestreckten Vertiefung zur Aufnahme einer oder mehrerer Reihen von Düsen eines Druckkopfs seitlich versetzt ist, vorzugsweise um die halbe Breite der Druckkopfplatte oder weniger. Dadurch finden neben einem solchen Rund- und/oder Langloch an dem Druckkopf weitere Elemente Platz, bspw. an der Rückseite des Druckkopfs angeordnete Fortsätze, bspw. zur vorzugsweise automatischen Handhabung des Druckkopfs während dessen Einbaus.
Die Erfindung empfiehlt, dass mehrere Paare von an der Montagelehre vorgesehene Pendants zu wenigstens einem Rundloch und/oder zu wenigstens einem Langloch, vorzugsweise die Stifte, an der der Halteplatte zugewandten Kontaktfläche der Montagelehre, vrgesehen sind, jeweils gegenüber der Längsmittelachse der jedem Paar zugeordneten, langgestreckten Vertiefung zur Aufnahme einer oder mehrerer Reihen von Düsen eines Druckkopfs seitlich versetzt, insbesondere bei allen Paaren in die selbe Richtung seitlich versetzt. Dadurch ist sichergestellt, dass alle Druckköpfe mit genau gleicher Orientierung eingebaut werden, so dass ein optimales Druckergebnis erzielt wird.
Die erfindungsgemäße Montagelehre kann ein oder mehrere Mittel zur Festlegung an der Halteplatte aufweisen, bspw. Klemmelemente, so dass während der Montage der Druckköpfe an die Druckkopf-Halteplatte eine unerwünschte Verschiebung nicht möglich ist.
Die Montagelehre sollte aus einer Metallplatte bestehen, insbesondere aus einer Platte eines Edelmetalls oder Buntmetalls oder eines rostfreien Stahls, oder einer korrosionsfreien Metalllegierung, damit sie sich nicht verziehen oder sonstwie verformen kann. Insbesondere sollte die Montagelehre aus diesem Grund auch eine ausreichende Mindeststärke aufweisen, bspw. 3 mm oder mehr, vorzugsweise 5 mm oder mehr.
Um eine für das spätere Druckergebnis optimale Ausrichtung zwischen unterschiedlichen Druckköpfen zu erzielen, sollten die an der Montagelehre vorgesehenen, erhabenen Pendants zu wenigstens einem Rundloch und/oder zu wenigstens einem Langloch, vorzugsweise die Stifte, an der der Halteplatte zugewandten Kontaktfläche der Montagelehre einstückig mit dem plattenförmigen Grundkörper der Montagelehre hergestellt sein, also nicht durch Einstecken oder Einschrauben von Stiften in dazu vorgesehene Bohrungen, sondern indem die erhabenen Pendants zusammen mit der Platte selbst aus einem ursprünglich einzigen Teil gefertigt werden. Als Herstellungs- und/oder Nachbearbeitungsverfahren eignen sich dafür besonders Fräsen und/oder Erodieren.
Im Rahmen einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann wenigstens ein an der Montagelehre vorgesehenes, erhabenes Pendant zu wenigstens einem Rundloch und/oder zu wenigstens einem Langloch, vorzugsweise wenigstens ein Stift, in der Montagelehre, insbesondere in einer Halteausnehmung derselben, lösbar gehalten sein. Derartige Justierstifte können nach Zusammenbau der Druckköpfe mit der Druckkopf-Halteplatte einzeln aus dem plattenförmigen Teil der Montagelehre nach hinten herausgezogen werden, so dass das plattenförmigen Teil der Montagelehre schließlich leicht entnommen werden kann.
Damit ein solcher, lösbarer Junstierstift präzise in einer Halteausnehmung der Montagelehre fixiert ist, empfiehlt die Erfindung, dass wenigstens ein an der Montagelehre vorgesehener Stift in einer Durchteckausnehmung der Montagelehre in Form einer Übergangs- oder Presspassung gehalten ist.
Wenigstens ein an der Montagelehre vorgesehener Stift sollte länger sein als die Dicke der Platte der Montagelehre, insbesondere derart, dass der Stift sowohl an der der Halteplatte zugewandten Vorderseite als auch an der der Halteplatte abgewandten Rückseite der Montagelehre übersteht und nach hinten aus der Platte der Montagelehre herausziehbar ist. Somit ist ein solcher Stift bei an eine Halteplatte angebauter Montagelehre jederzeit von deren Rückseite her zugänglich und kann an dem dort überstehenden Bereich des Stifes ergriffen werden, bspw. mit einer Zange, und herausgezogen werden.
Die Erfindung sieht überdies vor, dass wenigstens ein an der Montagelehre vorgesehener Stift einen vorzugsweise rundum laufenden Bund aufweist, insbesondere in demjenigen Bereich des Stiftes, der bei in die Halteplatte eingestecktem Stift unmittelbar hinter der der Montagelehre abgewandten Rückseite der Montagelehre liegt. Wird ein solcher Justierstift so weit von der Rückseite der Montagelehre in seine Halteausnehmung hineingesteckt, bis dieser Bund an der Rückseite der Montagelehre anliegt, steht der betreffende Justierstift um ein genormtes Maß über die Vorderseite der Montagelehre hervor.
Damit ein solcher Justierstift leichtgängig in eine Halteausnehmung der Montagelehre hineingesteckt werden kann, empfiehlt die Erfindung, dass wenigstens ein an der Montagelehre vorgesehener Stift an seiner über die der Halteplatte zugewandte Vorderseite der Montagelehre überstehenden Stirnseite eine querschnittlich abgeschrägte oder abgerundete Kante aufweist. Damit findet der Stift im ersten Moment des Ansetzens eine Art Spielpassung vor, die sich erst im Laufe des Einsteckens allmählich in eine Übergangs- oder Presspassung wandelt und sodann für einen präzisen Sitz des Justierstifts in seiner Halteausnehmung sorgt.
Ein Verfahren zum Justieren von Druckköpfen relativ zueinander, welche jeweils eine Düsenplatte umfassen mit jeweils mehreren Düsen zum Drucken sowie mit wenigstens je einem Rundloch und/oder mit wenigstens je einem Langloch zu Produktions- und/oder Montagezwecken, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass auf eine Montagelehre für mehrere Druckköpfe, an welcher für jeden Druckkopf wenigstens ein genau passendes Pendant, vorzugsweise in Form je eines Stiftes, zu wenigstens einem Rundloch und/oder zu wenigstens einem Langloch in der betreffenden Düsenplatte, vorgesehen ist, mehrere Druckköpfe derart aufgesteckt werden, dass je ein Paar von Rundloch- und/oder Langloch-Pendants in das Rund- und/oder Langloch der betreffenden Düsenplatte eingreift, so dass die Düsen sämtlicher Druckköpfe in der gewünschten Weise zueinander ausgerichtet sind, und dass sodann die solchermaßen relativ zueinander justierten Druckköpfe an der Druckkopf-Halteplatte angeschraubt oder anderweitig festgelegt werden, bevor die Montagelehre entfernt wird.
Damit bleibt die Montagelehre so lange in Kontakt mit den Druckköpfen, bis jene allesamt an der Druckkopf-Halteplatte unverrückbar festgelegt sind.
Die Erfindung sieht vor, dass die Montagelehre unter die Druckkopf-Halteplatte gelegt wird, bevor die Druckköpfe an der Montagelehre aufgesteckt werden. Dadurch ist es möglich, die Druckköpfe durch die Ausnehmungen in der Druckkopf-Halteplatte hindurch auf die Montagelehre aufzusetzen. Dabei bleibt ein vorzugsweise seitlich, insbesondere stirnseitig überstehender Bereich eines Druckkopfs oberhalb der Druckkopf-Halteplatte und kann mit jener verschraubt werden, ohne dass eine dazwischen angeordnete Montagelehre ierbei hinderlich wäre.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Montagelehre an der Unterseite der Druckkopf-Halteplatte fixiert wird, bevor die Druckköpfe an der Montagelehre aufgesteckt werden. An der Unterseite bleibt die Montaglehre jederzeit lösbar; sie kann aber für die Montage der Druckköpfe vorübergehend festgelegt werden, damit keinerlei Relativverschiebungen zu befürchten sind.
Indem die Druckköpfe durch Ausnehmungen in der Druckkopf-Halteplatte hindurch auf die Montagelehre aufgesteckt werden, können die unterseitigen Düsenplatten in unmittelbaren Eingriff mit der Montageplatte treten, ohne dass dazu an der Druckkopf-Halteplatte oder an einem Druckkopf Veränderungen vorgenommen werden müssen.
Die Befestigung der auf die Montagelehre aufgesteckten Druckköpfe an der Druckkopf-Halteplatte kann beispielsweise durch Anschrauben erfolgen, vorzugsweise mittels von oben in die Druckkopf-Halteplatte hineingeschraubter Schrauben, welche insbesondere jeweils seitlich neben einer durchgehenden Ausnehmung der Halteplatte zur Aufnahme der Düsenplatte des betreffenden Druckkopfs eingeschraubt werden können, wo ein unmittelbarer Kontakt zwischen einem Druckkopf und der Druckkopf-Halteplatte besteht.
Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, dass die Montagelehre von der Druckkopf-Halteplatte erst entfernt wird, nachdem die Druckköpfe an der Druckkopf-Halteplatte befestigt wurden, insbesondere angeschraubt, denn erst nach der innigen, unverrückbaren Verbindung eines Druckkopfs mit der Druckkopf-Halteplatte hat die erfindungsgemäße Montagelehre ihre Aufgabe erfüllt. Sie kann allerdings zu Reparaturzwecken bei einer vorübergehenden Demontage von Druckköpfen abermals verwendet werden, um die Einheit aus Druckköpfen und Druckkopf-Halteplatte jederzeit mit einer reproduzierbaren Genauigkeit wieder herzustellen.
Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:

Fig. 1: eine Druckeinrichtung mit mehreren, an einer gemeinsamen Halteplatte befestigten Druckköpfen in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben;
Fig. 2: die Halteplatte der Druckeinrichtung aus Fig. 1 nach Demontage der Druckköpfe, in einer der Fig. 1 entsprechenden Perspektive;
Fig. 3: eine erfindungsgemäße Montagelehre für den Zusammenbau der Druckköpfe mit der Halteplatte, ebenfalls in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 4: einen Vertikalschnitt durch eine Anordnung mit mehreren an einer Halteplatte fixierten Druckköpfen bei gleichzeitiger Ausrichtung mittels einer erfindungsgemäßen Montagelehre;
Fig. 5: eine Anordnung mit mehreren an einer Halteplatte fixierten Druckköpfen bei gleichzeitiger Ausrichtung mittels einer erfindungsgemäßen Montagelehre in einer transparenten, perspektivischen Darstellung;
Fig. 6: einen Ausschnitt aus der Fig. 5 in einer größeren Darstellung; sowie
Fig. 7: eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

In der Zeichnung erkennt man eine Vorrichtung 1 zum Justieren von Druckköpfen 2 relativ zueinander, welche zum Drucken mit jeweils mehreren Düsen 3 ausgestattet sind, die in einer unterseitigen Düsenplatte 4 angeordnet sind.
Bei der Montage einer Druckmaschine besteht oftmals das Bedürfnis, mehrere derartige Druckköpfe 2 im Rahmen einer Druckeinrichtung gemeinsam an einer Druckkopf-Halteplatte 5 festzulegen. Beispielsweise ist es üblich, bei Mehrfarb-Druckmaschinen für jede Farbe jeweils einen oder sogar mehrere Druckköpfe 2 vorzusehen. Dabei kann es sein, dass an unterschiedlichen Druckköpfen 2 dieselbe Farbe, jedoch in unterschiedlicher Farbintensität gedruckt wird. Außerdem lässt sich durch Verwendung mehrerer Druckköpfe für Tinten von gleicher Farbe und Farbintensität die Druckgeschwindigkeit steigern, im Idealfall vervielfältigen.
Dabei ist es von entscheidender Bedeutung, dass die einzelnen Druckköpfe 2 relativ zueinander derart positioniert werden, dass ihre Düsen 3 in einem gemeinsamen, vorgegebenen Raster liegen.
Man erkennt in Fig. 2 die Druckkopf-Halteplatte 5 vor der Bestückung mit Druckköpfen 2. An der Stelle jedes Druckkopfs 2 befindet sich eine langgestreckte Öffnung 6, welche etwa der Grundfläche einer Düsenplatte 4 entspricht oder geringfügig größer ist als jene. Im Bereich der schmalen Stirnseiten 7 einer langgestreckten Öffnung 6 gibt es jeweils einen abgestuften Bereich 8, wo die Dicke der Halteplatte 5 reduziert ist. Dort soll je ein Druckkopf 2 mit seitlich überstehenden Laschen 9 verankert werden, insbesondere festgeschraubt. Die Laschen 9 sind gegenüber der Düsenplatte 4 nach hinten bzw. oben versetzt, so dass sie in je einen abgestuften Bereich 8 eingesetzt und darin befestigt werden können, während die Düsenplatte 4 dann tiefer liegt, nämlich etwa in einer Flucht mit der Unterseite 10 der Halteplatte 5.
Im Bereich der seitlichen Laschen 9 können einerseits Justierstifte 11 vorgesehen sein, andererseits Befestigungsbohrungen 12 zum Festschrauben eines Druckkopfs 2 an der Halteplatte 5. Da die Laschen 9 jedoch nicht einstückig mit der Düsenplatte 4 hergestellt, sondern nachträglich zusammengeklebt sind, eignen sie sich nicht für eine ausreichende Zentrierung der Druckköpfe 2 gegenüber der Halteplatte 5; vielmehr ist eine Nachjustierung erforderlich. Um dies zu ermöglichen, dürfen die Justierstifte 11 - sofern vorhanden - in den abgestuften Bereichen 8 keine Bohrungen mit einer Passung vorfinden, sondern dazwischen muss Spielraum vorhanden sein, um ein manuelles Ausrichten zu ermöglichen.
Wie man den Fig. 4 und 5 entnehmen kann, befinden sich in der dargestellten Düsenplatte 4 eines Druckkopfs 2 neben den eigentlichen Düsen 3 noch ein Rundloch 13 und ein Langloch 14. Üblicherweise ist das Langloch 14 jedoch kaum größer als das Rundloch 13. Wenn das Rundloch 13 bspw. einen Durchmeservon 1,5 mm aufweist, kann das Langloch 14 eine Breite von ebenfalls 1,5 mm aufweisen und eine Länge von etwa 2 mm. Diese beiden Löcher 13, 14 sind auch in anderen Teilen des Druckkopfs 2 vorhanden, jedoch nicht unbedingt in dessen Gehäuse 15, jedenfalls nicht jenes durchsetzend; sie sollen nur eine passgenaue Montage dieser Teile erlauben, dienen jedoch nicht der Verankerung des Druckkopfs 2 an der Druckkopf-Halteplatte 5. Da sich das Rundloch 13 und das Langloch 14 zusammen mit den Düsen 3 unmittelbar in der einstückigen Düsenplatte 4 befinden, sind diese Öffnungen 3, 13, 14 untereinander herstellungsbedingt im Allgemeinen auf Mikrometer genau ausgerichtet.
Davon macht eine erfindungsgemäße Montagelehre 16 für mehrere Druckköpfe 2 Gebrauch.
Diese Montagelehre 16 hat die Gestalt einer Platte, wobei für jeden Druckkopf 2 wenigstens ein genau passendes Pendant zu wenigstens einem Rundloch 13 und zu wenigstens einem Langloch 14 in der betreffenden Düsenplatte 4 vorgesehen ist. Diese Pendants haben die Gestalt von Stiften 17, 18, wovon der eine Stift 17 einen kreisrunden Querschnitt aufweist, passgenau zu dem Rundloch 12, und der andere Stift 18 kann einen länglichen - oder auch einen runden - Querschnitt aufweisen, wovon zumindest die Breite passgenau zu der Breite des Langlochs 14 ist, so dass dieser Stift 18 - zumindest in einer Dimension passgenau - in das Langloch 14 eingesetzt werden kann.
Diese Montagelehre 16 kann an die Unterseite 10 der Halteplatte 5 appliziert werden und - vorzugsweise durch ineinander passende Stifte und Öffnungen oder auf sonstige Weise - ausgerichtet werden, so dass sich die Stifte 17, 18 jeweils im Bereich einer Öffnung 6 in der Halteplatte 5 befinden. Hierfür können auch leicht erhabene Bereiche auf der der Halteplatte 5 zugewandten Fläche der Montagelehre 16 dienen, welche in je eine Öffnung 6 der Halteplatte 5 eingreifen können.
Nun werden die Druckköpfe 2 derart in die Öffnungen 6 der Halteplatte 5 eingeführt, dass jeweils ein Stift 17 der Montagelehre 16 in ein Rundloch 13 in der Düsenplatte 4 eines Druckkopfs 2 eingreift und je ein Stift 18 in ein Langloch 14 derselben. Ist dies für alle Druckköpfe 2 geschehen, sind diese untereinander exakt ausgerichtet. Werden nun mittels Befestigungsschrauben 19 die seitlichen Laschen 9 der Druckköpfe 2 an den abgestuften Bereichen 8 festgeschraubt, sind alle Druckköpfe 2 exakt mit der Halteplatte 5 verbunden, und ein zusätzliches Justieren ist nicht mehr erforderlich.
Natürlich können die Druckköpfe 2 auch nacheinander auf die Montagelehre 16 aufgesteckt und jeweils sogleich mit der Halteplatte 5 verschraubt werden, wenn sichergestellt ist, dass sich die Montagelehre 16 während des gesamten Zusammenbaus nicht gegenüber der Halteplatte 5 verschieben kann, so dass die Montagelehre 16 sich beim Einbau des letzten Druckkopfs 2 relativ zu der Halteplatte 5 noch exakt an der selben Stelle befindet wie beim Einsetzen des ersten Druckkopfs 2.
In Fig. 7 ist eine leicht abweichende Ausführungsform der Erfindung in einer Ansicht gemäß Fig. 4 dargestellt, so dass durch einen Vergleich dieser beiden Figuren sogleich die Besonderheit der zusätzlichen Ausführungsform erkennbar wird.
Im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform sind bei der Ausführungsform nach Fig. 7 die in das Rund- bzw. Langloch 13, 14 eingreifenden Stifte 17, 18 der Montagelehre von der eigentlichen Platte derselben getrennt und in eigens dafür in die Platte der Montagelehre 16 eingearbeitete Bohrungen eingesteckt, derart, dass sie an der dem Druckkopf 2 zugewandten Oberseite der Platte der Montagelehre 16 überstehen. Die Stifte 17, 18 sind in diesen Bohrungen nach Art einer Presspassung oder einer Übergangspassung aufgenommen und also präzise ausgerichtet.
Wie man sieht, stehen diese Stifte 17, 18 über ihre Aufnahme-Bohrungen in der Montagelehre 16 auch an der dem Druckkopf 2 abgewandten Rückseite über. Man kann daher nach dem Zusammenbau der Druckköpfe 2 mit der Druckkopf-Halteplatte 5 zunächst die Stifte 17, 18 an der Rückseite der Montagelehre 16 herausziehen, und sodann lässt sich die Montagelehre 16 mühelos von der Druckkopf-Halteplatte 5 entfernen. Ferner ist in Fig. 7 erkennbar, dass die Stifte 17, 18 in ihrem rückwärtigen, dem Rund- oder Langloch 13, 14 abgewandten Bereich einen rundum laufenden Bund aufweisen können, welcher die Einstecktiefe in die Bohrungen der Montagelehre 16 begrenzt.
Sofern auch Stifte 17, 18 ohne einen solchen Bund verwendet werden, könnten dieselben auch vor dem Zusammenbau eines Druckkopfs 2 mit der Druckkopf-Halteplatte 5 in die Düsenplatte 4 des betreffenden Druckkopfs 2 eingesteckt werden, so dass sie beim Ansetzen des Druckkopfs 2 an der Montagelehre 16 in deren Bohrungen eindringen und dadurch den betreffenden Druckkopf 2 zentrieren.

Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Druckkopf
3: Düse
4: Düsenplatte
5: Druckkopf-Halteplatte
6: Öffnung
7: Stirnseite
8: Abgestufter Bereich
9: Lasche
10: Unterseite
11: Justierstift
12: Befestigungsbohrung
13: Rundloch
14: Langloch
15: Gehäuse
16: Montagelehre
17: Stift
18: Stift
19: Befestigungsschrauben

Claims

Vorrichtung zum Justieren von Druckköpfen (2) bei deren Montage an einer Druckkopf-Halteplatte (5) relativ zueinander, wobei die Druckköpfe (2) jeweils eine unterseitige Düsenplatte (4) umfassen mit jeweils mehreren Düsen (3) zum Drucken sowie mit mit wenigstens je einem Rundloch (13) und/oder mit wenigstens je einem Langloch (14) zu Produktions- und/oder Montagezwecken, und wobei die Druckkopf-Halteplatte (5) an der Stelle jedes Druckkopfs (2) eine langgestreckte Öffnung (6) aufweist, welche der Grundfläche einer Düsenplatte (4) entspricht oder größer ist als jene, damit die Düsenplatte (4) durch die langgestreckte Öffnung (6) hindurch freien Zugang zu dem zu bedruckenden Substrat hat, gekennzeichnet durch eine Montagelehre (16) für mehrere Druckköpfe (2) mit einer der Unterseite (10) der Halteplatte (5) zugewandten, oberseitigen Kontaktfläche, wobei für jeden Druckkopf (2) wenigstens ein genau passendes Pendant, vorzugsweise in Form je eines Stiftes (17,18), zu wenigstens einem Rundloch (13) und/oder zu wenigstens einem Langloch (14) in der betreffenden Düsenplatte (4) vorgesehen ist, so dass, durch Aufstecken der Druckköpfe (2) auf die Montagelehre (16) derart, dass je ein Paar von Rundloch- und/oder Langloch-Pendants (17,18) in das Rund- und/oder Langloch (13,14) der betreffenden Düsenplatte (4) eingreift, die Düsen (3) sämtlicher Druckköpfe (2) in der gewünschten Weise zueinander ausgerichtet sind, wobei die Montagelehre (16) nach dem Anschrauben oder anderweitigen Festlegen der Druckköpfe (2) an der Halteplatte (5) von jener lösbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagelehre (16) zur Applikation an der Unterseite (10) einer Halteplatte (5) für mehrere Druckköpfe (2) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagelehre (16) an ihrer der Halteplatte (5) zugewandten Kontaktfläche
a) markierte oder hervorgehobene, insbesondere erhabene Bereiche aufweist, vorzugsweise zum zentrierenden Eingriff in die durchgehenden Ausnehmungen der Halteplatte (5) zur Aufnahme der Düsenplatten (4) mehrerer Druckköpfe (2), und/oder

b) eine oder mehrere Vertiefungen aufweist, vorzugsweise eine oder mehrere langgestreckte Vertiefungen zur Aufnahme einer oder mehrerer Reihen von Düsen (3) eines Druckkopfs (2).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Montagelehre (16) vorgesehenen Pendants zu wenigstens einem Rundloch (13) und/oder zu wenigstens einem Langloch (14), vorzugsweise die Stifte (17,18), an der der Halteplatte (5) zugewandten Kontaktfläche der Montagelehre (16) angeordnet sind, insbesondere im Bereich
a) im Bereich der markierten oder hervorgehobenen oder erhabenen Bereiche, und/oder

b) im Bereich einander gegenüber liegender Enden einer oder mehrerer, langgestreckter Vertiefungen zur Aufnahme einer oder mehrerer Reihen von Düsen (3) eines Druckkopfs (2).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Paar von an der Montagelehre (16) vorgesehene Pendants zu wenigstens einem Rundloch (13) und/oder zu wenigstens einem Langloch (14), vorzugsweise die Stifte (17,18), an der der Halteplatte (5) zugewandten Kontaktfläche der Montagelehre (16) angeordnet ist,
a) entweder etwa in einer Flucht mit einer langgestreckten Vertiefung zur Aufnahme einer oder mehrerer Reihen von Düsen (3) eines Druckkopfs (2) angeordnet ist,

b) oder gegenüber der Längsmittelachse der betreffenden langgestreckten Vertiefung zur Aufnahme einer oder mehrerer Reihen von Düsen (3) eines Druckkopfs (2) seitlich versetzt, vorzugsweise um die halbe Breite der Druckkopfplatte oder weniger.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Paare von an der Montagelehre (16) vorgesehene Pendants zu wenigstens einem Rundloch (13) und/oder zu wenigstens einem Langloch (14), vorzugsweise die Stifte (17,18), an der der Halteplatte (5) zugewandten Kontaktfläche der Montagelehre (16), vrgesehen sind, jeweils gegenüber der Längsmittelachse der jedem Paar zugeordneten, langgestreckten Vertiefung zur Aufnahme einer oder mehrerer Reihen von Düsen (3) eines Druckkopfs (2) seitlich versetzt, insbesondere bei allen Paaren in die selbe Richtung seitlich versetzt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagelehre (16)
a) ein oder mehrere Mittel zur Festlegung an der Halteplatte (5) aufweist, bspw. Klemmelemente, und/oder

b) aus einer Metallplatte besteht, insbesondere aus einer Platte eines Edelmetalls oder Buntmetalls oder eines rostfreien Stahls, oder einer korrosionsfreien Metalllegierung..
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Montagelehre (16) vorgesehenen, erhabenen Pendants zu wenigstens einem Rundloch (13) und/oder zu wenigstens einem Langloch (14), vorzugsweise die Stifte (17,18),
a) an der der Halteplatte (5) zugewandten Kontaktfläche der Montagelehre (16) einstückig mit dem plattenförmigen Grundkörper der Montagelehre (16) hergestellt sind, und/oder

b) an der der Halteplatte (5) zugewandten Kontaktfläche der Montagelehre (16), durch Fräsen und/oder Erodieren eines vorzugsweise plattenförmigen Grundkörpers der Montagelehre (16) hergestellt oder bearbeitet ist (sind).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein an der Montagelehre (16) vorgesehenes, erhabenes Pendant zu wenigstens einem Rundloch (13) und/oder zu wenigstens einem Langloch (14), vorzugsweise wenigstens ein Stift (17,18), in der Montagelehre (16) lösbar gehalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein an der Montagelehre (16) vorgesehener Stift (17,18)
a) in einer Durchteckausnehmung der Montagelehre (16) in Form einer Übergangs- oder Presspassung gehalten ist, und/oder

b) länger ist als die Dicke der Platte der Montagelehre (16), insbesondere derart, dass der Stift (17,18) sowohl an der der Halteplatte (5) zugewandten Vorderseite als auch an der der Halteplatte (5) abgewandten Rückseite der Montagelehre (16) übersteht und nach hinten aus der Platte der Montagelehre (16) herausziehbar ist, und/oder

c) einen vorzugsweise rundum laufenden Bund aufweist, insbesondere in demjenigen Bereich des Stiftes (17,18), der bei in die Halteplatte (5) eingestecktem Stift (17,18) unmittelbar hinter der der Halteplatte (5) abgewandten Rückseite der Montagelehre (16) liegt, und/oder

d) an seiner über die der Halteplatte (5) zugewandte Vorderseite der Montagelehre (16) überstehenden Stirnseite eine querschnittlich abgeschrägte oder abgerundete Kante aufweist.
Verfahren zum Justieren von Druckköpfen (2) bei deren Montage an einer Druckkopf-Halteplatte (5) relativ zueinander, wobei die Druckköpfe (2) jeweils eine unterseitige Düsenplatte (4) umfassen mit jeweils mehreren Düsen (3) zum Drucken sowie mit mit wenigstens je einem Rundloch (13) und/oder mit wenigstens je einem Langloch (14) zu Produktions- und/oder Montagezwecken, und wobei die Druckkopf-Halteplatte (5) an der Stelle jedes Druckkopfs (2) eine langgestreckte Öffnung (6) aufweist, welche der Grundfläche einer Düsenplatte (4) entspricht oder größer ist als jene, damit die Düsenplatte (4) durch die langgestreckte Öffnung (6) hindurch freien Zugang zu dem zu bedruckenden Substrat hat, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Montagelehre (16) für mehrere Druckköpfe (2) mit einer der Unterseite (10) der Halteplatte (5) zugewandten, oberseitigen Kontaktfläche, an welcher für jeden Druckkopf (2) wenigstens ein genau passendes Pendant, vorzugsweise in Form je eines Stiftes (17,18), zu wenigstens einem Rundloch (13) und/oder zu wenigstens einem Langloch (14) in der betreffenden Düsenplatte (4), vorgesehen ist, mehrere Druckköpfe (2) derart aufgesteckt werden, dass je ein Paar von Rundloch- und/oder Langloch-Pendants (17,18) in das Rund- und/oder Langloch (13,14) der betreffenden Düsenplatte (4) eingreift, so dass die Düsen (3) sämtlicher Druckköpfe (2) in der gewünschten Weise zueinander ausgerichtet sind, und dass sodann die solchermaßen relativ zueinander justierten Druckköpfe (2) an der Druckkopf-Halteplatte (5) angeschraubt oder anderweitig festgelegt werden, bevor die Montagelehre (16) entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagelehre (16) unter die Druckkopf-Halteplatte (5) gelegt und/oder an der Unterseite der Druckkopf-Halteplatte (5) fixiert wird, bevor die Druckköpfe (2) an der Montagelehre (16) aufgesteckt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckköpfe (2) durch Ausnehmungen in der Druckkopf-Halteplatte (5) hindurch auf die Montagelehre (16) aufgesteckt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Montagelehre (16) aufgesteckten Druckköpfe (2) an der Druckkopf-Halteplatte (5) befestigt werden, beispielsweise angeschraubt, vorzugsweise von oben in die Druckkopf-Halteplatte (5) hineingeschraubt, insbesondere jeweils seitlich neben einer durchgehenden Ausnehmung der Halteplatte (5) zur Aufnahme der Düsenplatte (4) des betreffenden Druckkopfs (2).
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagelehre (16) von der Druckkopf-Halteplatte (5) erst entfernt wird, nachdem die Druckköpfe (2) an der Druckkopf-Halteplatte (5) befestigt wurden, insbesondere angeschraubt.