EP4461542A1 - Vorrichtung und verfahren zum bemustern eines werkstücks - Google Patents

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EP4461542A1
EP4461542A1 EP24175138.7A EP24175138A EP4461542A1 EP 4461542 A1 EP4461542 A1 EP 4461542A1 EP 24175138 A EP24175138 A EP 24175138A EP 4461542 A1 EP4461542 A1 EP 4461542A1
Authority
EP
European Patent Office
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printing
workpiece
printing material
light
unit
Prior art date
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Pending
Application number
EP24175138.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Steffen Finkbeiner
Johannes Schmid
Peter Wulzinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Homag GmbH
Original Assignee
Homag GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Homag GmbH filed Critical Homag GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17566—Ink level or ink residue control

Definitions

  • the invention relates to a device for patterning a workpiece, which preferably consists at least in sections of wood, wood-based material, plastic or the like, according to the preamble of claim 1, and to a method for patterning a workpiece.
  • workpieces which may consist of a wood material, for example, are often provided with a patterned coating material.
  • the pattern can either be present on the coating material from the outset or can be applied - usually printed - to the coating material attached to the workpiece.
  • the DE 10 2006 030 624 A1 a generic device for coating a workpiece. Such devices enable variable and high-quality sampling of workpieces.
  • the invention is based on the object of providing a device and a method of the type mentioned above, which enable a high sampling quality with low maintenance effort and high availability.
  • the invention is based on the idea of guaranteeing the quality of the material at all times and protecting it from environmental influences and losses.
  • the invention provides that the device has one or more protective devices to protect the printing material in the printing unit from impairment and/or loss.
  • the device has one or more protective devices to protect the printing material in the printing unit from impairment and/or loss.
  • a wide variety of harmful influences on the printing material can be reduced or completely eliminated, so that previously occurring deterioration of the ink no longer occurs or hardly occurs at all. Accordingly, quality losses and operational disruptions are reduced or eliminated, so that in addition to high sampling quality, low maintenance and cleaning effort and high availability can be achieved.
  • the invention also contributes to the fact that devices are always ready for use immediately, even if they are not operated continuously. Unlike with known devices, the printing material does not necessarily have to be circulated permanently, although this is also possible within the scope of the invention. The possibility of non-continuous operation allows Considerable energy savings can also be achieved within the scope of the invention.
  • the device has a light protection device for protecting the printing material in the printing unit from light, in particular from UV light. This ensures that the printing material maintains a high quality even over longer periods of time and does not clog lines, nozzles or other components. This means that high availability and low maintenance costs can be achieved even when using special printing materials such as UV inks.
  • the light protection device has a housing which protects a printing area in which the printing of the workpiece takes place from light (in particular UV light). This allows particularly effective light protection to be achieved with a simple construction.
  • the light protection device has at least one transparent section that shields UV light.
  • a transparent section is provided in the area of the at least one storage container for printing material and/or in the area of the housing of the printing area. In this way, a visual inspection of the printing material (for example for undesirable bubble formation or fill level) and the entire printing area (for example for malfunctions or contamination) remains possible, while at the same time harmful effects of UV light are excluded.
  • an opening is provided for introducing and/or guiding at least a part of the workpiece, wherein the light protection device has a workpiece-related shield in the area of the opening, which is designed to provide light shielding in the area of the opening in which no part of the workpiece is located.
  • the workpiece-related shielding can be designed in different ways within the scope of the invention and can, for example, comprise traveling shielding elements, extendable shielding elements (for example in the manner of a bellows), flexible shielding elements, etc.
  • traveling shielding elements for example in the manner of a bellows
  • extendable shielding elements for example in the manner of a bellows
  • flexible shielding elements etc.
  • a particularly simple and effective construction is obtained if the workpiece-related shielding has at least one brush-like element according to a further development of the invention.
  • a horsehair brush has proven to be particularly effective and durable.
  • the at least one print head is of particular importance for light shielding.
  • the light protection device has at least one cover for the (at least one) print head, which shields light (in particular UV light). It is preferred that the cover and/or the print head is movable in such a way that the cover can be positioned in a protective position for covering printing material output openings of the print head and in a release position. In the release position, printing operation is possible, while in the protective position, when the protective process is interrupted, particularly effective protection of the (at least one) sensitive print head or the printing material contained therein can be achieved.
  • a temperature protection device is provided to protect the printing material in the printing unit from undesirable temperature influences. This measure is based on the knowledge that unsuitable (usually high) temperatures can lead to rapid aging or other deterioration of the printing material. This is where the invention comes in and creates a way to protect the printing material from undesirable temperatures and in this way achieve the above-mentioned advantages. It is particularly preferred that the temperature protection device has at least one temperature sensor and at least one heating element. On the basis of the detection result of the at least one temperature sensor, the at least one heating element can be suitably controlled (for example by the control device) in order to to always provide the optimal temperature of the printing material, for example a higher temperature during printing operation and a lower temperature during idle mode.
  • the temperature protection device is designed to lower the temperature of the printing material in at least one predetermined state of the device (such as a rest state) and/or after at least one period of time, preferably by at least 5 Kelvin, preferably at least 10 Kelvin. This allows the printing material to be particularly effectively protected against temperature-related deterioration.
  • the temperature protection device can also advantageously fulfill another function, namely, according to a further development of the invention, to adjust the temperature of the printing material in such a way that the printing material has a viscosity desired for the printing process.
  • the temperature protection device therefore not only has a protective function, but also ensures high-quality printing results by optimally adjusting the viscosity of the printing material.
  • the device has a leakage protection device for preventing undesired leakage of the printing material from the printing unit. This not only prevents undesired losses of printing material, but also contamination of the device, which can lead to an interruption of operation and to considerable maintenance and cleaning costs. It is particularly preferred that the leakage protection device is designed to minimize or prevent leakage of the printing material from the printing unit when there is no power supply or when it is deactivated. The inventors have thus determined that in the event of a power failure or a When the device is switched off, a large part of the printing material in the printing circuit often leaks out and has to be collected or removed in a laborious manner.
  • the leak protection device according to the invention not only prevents the above-mentioned disadvantages in the event of power failures, but also enables the device to be switched off in a targeted, resource-saving manner.
  • the leak protection device has a blocking unit such as, in particular, a check valve.
  • a device 1 for patterning a workpiece 2 according to an embodiment of the invention is shown in the Figures 1 and 2 schematically in a side view and in a partial shown in a highly schematic front view presented as a circuit diagram.
  • the device 1 is used for patterning or printing a workpiece 2, which consists for example of wood, wood-based material, plastic or various composite materials, as are widely used in the furniture and construction industry. Such workpieces are often coated with a coating material 2, in particular in the area of a narrow surface of the workpiece. This coating material 2' is often also referred to as an edge and can also consist of plastic, wood or other suitable materials.
  • the Figures 1 and 2 The device 1 shown is designed for printing on the coating material 2', but can in principle print on any surface of the workpiece 2 (e.g. uncoated or coated in any way).
  • the device 1 comprises a printing unit 10, which outputs the printing material onto the surface 2' of the workpiece and is described in more detail below.
  • the device 1 also comprises a transport unit 20, which can have, for example, a transport belt and overhead pressure rollers in order to guide the workpiece 2 along the printing unit 10, as shown in Fig. 1 shown.
  • the transport unit 20 can also take on a variety of other designs and also serve to transport the printing unit 10 along the workpiece 2. Mixed forms of such concepts are also possible.
  • the device 1 comprises a control unit 30 for controlling the various components of the device 1, such as in particular the printing unit 10 and the transport unit 20.
  • the control unit 30 is connected to these and other components explained below. although these connections are Fig. 2 are only indicated schematically.
  • the printing unit 10 already mentioned above comprises a plurality of print heads 12 which are arranged one behind the other in the direction of travel of the transport unit 20.
  • the print heads 12 serve to eject different ink drops onto the coating material 2' of the workpiece 2 and can be, for example, piezo print heads or other suitable print heads for liquid printing material (such as UV ink in particular).
  • the print heads 12 (of which in Fig. 2 only one is shown) is integrated into a line arrangement 16 which connects the print heads 12 to two storage containers 14, 14'.
  • the line arrangement 16 is designed as a circulation line.
  • the circulation of the printing material within the circulation line 16 is ensured by a pump 18 arranged between the storage containers 14, 14', which can be a circulation pump or vacuum pump, for example.
  • the storage containers 14, 14' each have a fill level sensor (not shown), the data from which is passed on to the control unit 30. As soon as the fill level in one of the storage containers 14, 14' falls below a predetermined threshold value, the control unit 30 controls a further pump 6, which then supplies printing material from a refill container 4 into the circulation line 16 until a predetermined fill level is reached in the storage containers 14, 14'.
  • the device 1 has a light protection device 40 with several Components.
  • this housing 42 can also be opened completely or partially, for example for maintenance and assembly purposes.
  • the housing 42 can be made of sheet metal, for example, so that it does not let any light through. However, it can also be made completely or partially of a translucent material that, however, shields certain light spectra, such as UV light in particular.
  • the housing has a viewing window 46 that is transparent to the human eye but shields UV light. In this way, an operator is able to observe the interior of the printing area 10' without UV light entering the printing area 10' to any significant extent.
  • a similar concept is used for the reservoirs 14, 14', each of which has a viewing window 44 that is transparent but shields UV light. This allows an operator to observe the operating status within the reservoirs 14, 14' and also to carry out a visual inspection of the ink level.
  • the light protection device 40 or housing 42 in the present embodiment has an opening 48 which serves to introduce larger workpieces into the printing area 10 or to guide them along the print head 12 while it protrudes outside the housing 42.
  • a workpiece-related shield 48' in the form of a brush-shaped element is arranged in this area. This ensures that light shielding also takes place in the area of the opening 48 in which no part of the workpiece is currently arranged.
  • the workpiece-related shield 48' can take on a variety of forms and can also comprise different movable or deformable elements.
  • the light protection device 40 also comprises a cover 49 for the print head 12 or the print heads 12, for example in the form of one or more stainless steel trays.
  • the cover 49 is positioned in a release position in which it does not hinder the printing process.
  • the cover 49 can also be moved into a protective position for covering the printing material output openings 12' of the respective or all print heads 12, with a pivot axis 49' being provided for this purpose in the present embodiment.
  • the device 1 in the present embodiment also comprises a temperature protection device 50 for protecting the printing material in the printing unit from undesirable temperature influences.
  • the temperature protection device 50 in the present embodiment comprises several temperature sensors 52, which are arranged, for example, in the storage containers 14, 14 ⁇ and immediately upstream of the (at least one) print head 12. At these points - at a suitable distance - at least one heating element 54 is also provided for heating the printing material.
  • the temperature sensors 52 are connected to the control unit 30, which in this respect forms part of the temperature protection device 50.
  • the control device 30 has the initial task of adjusting the temperature of the printing material during normal operation such that the printing material has a viscosity desired for the printing process. This viscosity can also vary depending on the printing material and printing requirements as well as other parameters.
  • control unit 30 is set up to lower the temperature of the printing material, for example after the device has been switched off, to a suitable value, which can be lowered by 5 Kelvin up to 10 Kelvin or more, for example. By lowering the temperature in this way, aging processes of the printing material are drastically reduced. Such a reduction in temperature can also be carried out at certain time intervals or based on other criteria.
  • the device 1 comprises a leak protection device 60, which in the present embodiment comprises a blocking unit 62 in the form of a check valve.
  • the check valve 62 serves to prevent undesired leakage of the printing material from the (at least one) print head 12, for example in the event of a lack of or deactivated power supply.
  • the check valve 62 is designed in such a way that it only allows printing material to flow from the reservoir 14' to the (at least one) print head 12 when a predetermined overpressure is present upstream of the check valve 62 and/or a predetermined negative pressure is present downstream of the check valve 62, for example as a result of the pump 18 being operated. However, if the pump 18 is not being operated, for example, no printing material flows from the reservoir 14' to the (at least one) print head 12, so that, apart from a small residual amount, no printing material can exit from the outlet openings 12'.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

Vorrichtung (1) zum Bemustern eines Werkstücks (2), das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoff, Kunststoff oder dergleichen besteht, umfassend: eine Druckeinheit (10) zum Ausgeben eines Druckmaterials auf eine Oberfläche (2') des Werkstücks (2), eine Transporteinheit (20) zum Herbeiführen einer Relativbewegung zwischen der Druckeinheit (10) und dem Werkstück (2), und eine Steuereinheit (30) zum Steuern der Druckeinheit (10) und/oder der Transporteinheit (20). Die Vorrichtung eine oder mehrere Schutzeinrichtung(en) (40, 50, 60) zum Schutz des Druckmaterials in der Druckeinheit (10) vor Beeinträchtigungen und/oder Verlusten aufweist.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bemustern eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoff, Kunststoff oder dergleichen besteht, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zum Bemustern eines Werkstücks.
    • Stand der Technik
  • Im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie werden Werkstücke, die beispielsweise aus einem Holzwerkstoff bestehen können, häufig mit einem bemusterten Beschichtungsmaterial versehen. Die Bemusterung kann dabei entweder von vornherein auf dem Beschichtungsmaterial vorhanden sein oder auf das am Werkstück gefügte Beschichtungsmaterial aufgebracht - meist aufgedruckt - werden.
  • So offenbart etwa die DE 10 2006 030 624 A1 eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks. Derartige Vorrichtungen ermöglichen eine variable und qualitativ hochwertige Bemusterung von Werkstücken.
  • Allerdings hat sich gezeigt, dass die Druckqualität oft im Laufe der Zeit nachlässt, was zu einem erhöhten Wartungsaufwand führt und die Maschinenverfügbarkeit einschränkt.
    • Darstellung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, die bei geringem Wartungsaufwand und hoher Verfügbarkeit eine hohe Bemusterungsqualität ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung zum Bemustern eines Werkstücks nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Bemustern eines Werkstücks nach Anspruch 14 gelöst. Besonders bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Qualität des Materials zu jedem Zeitpunkt zu gewährleisten und dieses vor Umwelteinflüssen und Verlusten zu schützen. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vorrichtung eine oder mehrere Schutzeinrichtung(en) zum Schutz des Druckmaterials in der Druckeinheit vor Beeinträchtigungen und/oder Verlusten aufweist. Auf diese Weise können unterschiedlichste schädliche Einflüsse auf das Druckmaterial reduziert oder ganz beseitigt werden, sodass bisher auftretende Verschlechterungen der Tinte nicht mehr bzw. kaum noch auftreten. Dem entsprechend reduzieren sich bzw. entfallen Qualitätseinbußen und Betriebsstörungen, sodass neben einer hohen Bemusterungsqualität ein geringer Wartungs- und Reinigungsaufwand und eine hohe Verfügbarkeit erzielt werden können.
  • Hinsichtlich der Verfügbarkeit trägt die Erfindung auch dazu bei, dass Vorrichtungen stets und sofort einsatzbereit sind, auch wenn diese nicht kontinuierlich betrieben werden. Anders als bei bekannten Vorrichtungen muss das Druckmaterial daher nicht notwendigerweise permanent zirkuliert werden, obgleich dies im Rahmen der Erfindung ebenfalls möglich ist. Durch die Möglichkeit eines nicht-kontinuierlichen Betriebes lassen sich im Rahmen der Erfindung auch erhebliche Energieeinsparungen realisieren.
  • Die Druckeinheit kann im Rahmen der Erfindung auf unterschiedlichste Art und Weise ausgestaltet sein. Eine besonders einfache wie effektive Konstruktion ergibt sich jedoch, wenn die Druckeinheit gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eines oder mehrere der folgenden Bauteile aufweist:
    • mindestens einen Druckkopf zum Ausstoßen des Druckmaterials,
    • mindestens einen Vorratsbehälter zum Bevorraten des Druckmaterials,
    • eine Leitungsanordnung zum Verbinden des mindestens einen Druckkopfes und des mindestens einen Vorratsbehälters, die bevorzugt eine Zirkulationsleitung aufweist, und
    • eine Fördereinrichtung zum Fördern des Druckmaterials in der Leitungsanordnung, die bevorzugt eine Zirkulationspumpe und/oder Vakuumpumpe aufweist.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Vorrichtung eine Lichtschutzeinrichtung zum Schutz des Druckmaterials in der Druckeinheit vor Licht, insbesondere vor UV-Licht auf. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Druckmaterial auch über längere Zeiträume eine hohe Qualität beibehält und nicht etwa Leitungen, Düsen oder andere Bauteile verstopft. Hierdurch kann auch bei Einsatz spezieller Druckmaterialien wie insbesondere UV-Tinten die hohe Verfügbarkeit und der geringe Wartungsaufwand erzielt werden.
  • Dabei ist es zunächst bevorzugt, dass die Lichtschutzeinrichtung eine Umhausung aufweist, die einen Druckbereich, in welchem das Bedrucken des Werkstücks stattfindet, vor Licht (insbesondere UV-Licht) schützt. Hierdurch kann ein besonders wirksamer Lichtschutz bei einfacher Konstruktion erzielt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Lichtschutzeinrichtung mindestens einen durchsichtigen Abschnitt aufweist, der UV-Licht abschirmt. Hierdurch lässt sich eine UV-LichtAbschirmung erreichen, während die abgeschirmten Bauteile weiterhin sichtbar bleiben, etwa zu Zwecken der Inspektion durch eine Bedienperson. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass ein durchsichtiger Abschnitt im Bereich des mindestens einen Vorratsbehälters für Druckmaterial und/oder im Bereich der Umhausung des Druckbereichs vorgesehen ist. Auf diese Weise bleibt eine Sichtprüfung des Druckmaterials (etwa auf unerwünschte Bläschenbildung oder Füllstand) sowie des gesamten Druckbereichs (etwa auf Betriebsstörungen oder Verschmutzungen) möglich, während gleichzeitig schädliche Einflüsse von UV-Licht ausgeschlossen werden.
  • Darüber hinaus ist bei der Vorrichtung gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine Öffnung zum Einführen und/oder Entlangführen zumindest eines Teils des Werkstücks vorgesehen, wobei die Lichtschutzeinrichtung im Bereich der Öffnung eine werkstückbezogene Abschirmung aufweist, die eingerichtet ist, in demjenigen Bereich der Öffnung eine Lichtabschirmung zu bewirken, in dem gerade kein Teil des Werkstücks angeordnet ist. Hierdurch wird ermöglicht, Werkstücke mit unterschiedlichsten (auch großen) Abmessungen zu bemustern, ohne dass hierdurch die gewünschte Schutzwirkung beeinträchtigt wird bzw. eine übermäßig große Umhausung erforderlich wird.
  • Die werkstückbezogene Abschirmung kann im Rahmen der Erfindung auf unterschiedliche Art und Weise ausgestaltet sein und beispielsweise mitfahrende Abschirmelemente, ausfahrbare Abschirmelemente (etwa nach Art eines Faltenbalgs) nachgiebige Abschirmelemente, etc. umfassen. Eine besonders einfache und wirksame Konstruktion ergibt sich jedoch, wenn die werkstückbezogene Abschirmung gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mindestens ein bürstenartiges Element aufweist. Dabei hat sich eine Rosshaarbürste als besonders effektiv und dauerhaft erwiesen.
  • Besondere Bedeutung bei der Lichtabschirmung kommt im Rahmen der Erfindung dem mindestens einen Druckkopf zu. Vor diesem Hintergrund weist die Lichtschutzeinrichtung gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mindestens eine Abdeckung für den (mindestens einen) Druckkopf auf, die Licht (insbesondere UV-Licht) abschirmt. Dabei ist es bevorzugt, dass die Abdeckung und/oder der Druckkopf derart bewegbar ist, dass die Abdeckung in einer Schutzposition zum Abdecken von Druckmaterialausgabeöffnungen des Druckkopfes und in einer Freigabeposition positioniert werden kann. In der Freigabeposition ist der Druckbetrieb ermöglicht, während in der Schutzposition bei unterbrochenem Schutzvorgang ein besonders wirksamer Schutz des (mindestens einen) empfindlichen Druckkopfes bzw. des darin enthaltenen Druckmaterials erreicht werden kann.
  • Gemäß einer weiteren Zielrichtung der Erfindung ist eine Temperaturschutzeinrichtung zum Schutz des Druckmaterials in der Druckeinheit vor unerwünschten Temperatureinflüssen vorgesehen. Dieser Maßnahme liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ungeeignete (meist hohe) Temperaturen zu einer schnellen Alterung oder sonstigen Verschlechterung des Druckmaterials führen können. Hier setzt die Erfindung an und schafft eine Möglichkeit, das Druckmaterial vor unerwünschten Temperaturen zu schützen und auf diese Weise die oben genannten Vorteile zu erzielen. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass die Temperaturschutzeinrichtung mindestens einen Temperatursensor und mindestens ein Heizelement aufweist. Auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses des mindestens einen Temperatursensors kann das mindestens eine Heizelement (etwa durch die Steuereinrichtung) geeignet angesteuert werden, um stets die optimale Temperatur des Druckmaterials vorzusehen, etwa eine höhere Temperatur während eines Druckbetriebes und eine abgesenkte Temperatur während eines Ruhezustands.
  • In dieser Hinsicht ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Temperaturschutzeinrichtung eingerichtet ist, die Temperatur des Druckmaterials in mindestens einem vorbestimmten Zustand der Vorrichtung (etwa einem Ruhezustand) und/oder nach mindestens einer Zeitspanne abzusenken, und zwar bevorzugt um mindestens 5 Kelvin, bevorzugt mindestens 10 Kelvin. Hierdurch lässt sich das Druckmaterial besonders wirksam vor temperaturbedingten Verschlechterungen schützen.
  • Darüber hinaus kann die Temperaturschutzeinrichtung auch vorteilhaft eine weitere Funktion erfüllen, nämlich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Temperatur des Druckmaterials derart einzustellen, dass das Druckmaterial eine für den Druckvorgang gewünschte Viskosität aufweist. Die Temperaturschutzeinrichtung besitzt somit nicht nur eine Schutzfunktion, sondern sorgt mittels einer optimalen Einstellung der Viskosität des Druckmaterials auch für hochwertige Druckergebnisse.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Zielrichtung der Erfindung weist die Vorrichtung eine Auslaufschutzeinrichtung zum Verhindern eines unerwünschten Auslaufens des Druckmaterials aus der Druckeinheit auf. Hierdurch können nicht nur unerwünschte Verluste von Druckmaterial verhindert werden, sondern auch Verschmutzungen der Vorrichtung, die zu einer Unterbrechung des Betriebes und zu einem erheblichen Wartungs- und Reinigungsaufwand führen können. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass die Auslaufschutzeinrichtung eingerichtet ist, bei fehlender oder deaktivierter Stromversorgung ein Auslaufen des Druckmaterials aus der Druckeinheit zu minimieren oder zu verhindern. So haben die Erfinder festgestellt, dass bei Stromausfällen oder bei einem Ausschalten der Vorrichtung häufig ein Großteil des im Druckkreislauf vorhandenen Druckmaterials ausläuft und umständlich aufgefangen oder beseitigt werden muss. Dies ist auch einer der Faktoren, der häufig zu einem quasikontinuierlichen Betrieb derartiger Vorrichtungen führt, was ökonomisch und ökologisch nachteilhaft ist. Demgegenüber ermöglicht die erfindungsgemäße Auslaufschutzeinrichtung, dass die oben genannten Nachteile nicht nur bei Stromausfällen verhindert werden, sondern auch ein gezieltes, Ressourcen-schonendes Abschalten der Vorrichtung ermöglicht wird.
  • Eine besonders wirksame wie einfache Auslaufsicherung ergibt sich, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Auslaufschutzeinrichtung eine Sperreinheit wie insbesondere ein Rückschlagventil aufweist.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • Fig. 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
    • Fig. 2 zeigt schematisch ein Schaltbild bei frontaler Betrachtung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung.
    Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • Bevorzugte Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • Eine Vorrichtung 1 zum Bemustern eines Werkstücks 2 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 1 und 2 schematisch in einer Seitenansicht und in einer teilweise als Schaltplan dargestellten, stark schematisierten Frontansicht gezeigt.
  • Die Vorrichtung 1 dient zum Bemustern bzw. Bedrucken eines Werkstücks 2, das beispielsweise aus Holz, Holzwerkstoff, Kunststoff oder verschiedenen Verbundmaterialien besteht, wie sie im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie verbreitet zum Einsatz kommen. Oft sind derartige Werkstück mit einem Beschichtungsmaterial 2 beschichtet, insbesondere im Bereich einer Schmalfläche des Werkstücks. Dieses Beschichtungsmaterial 2'wird oft auch als Kante bezeichnet und kann ebenfalls aus Kunststoff, Holz oder anderen geeigneten Materialien bestehen. Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Vorrichtung 1 ist zum Bedrucken des Beschichtungsmaterials 2' ausgelegt, kann jedoch im Prinzip jede beliebige Oberfläche des Werkstücks 2 (etwa auch unbeschichtet oder auf beliebige Arten beschichtet) bedrucken.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst zu diesem Zweck eine Druckeinheit 10, die das Druckmaterial auf die Oberfläche 2' des Werkstücks ausgibt und untenstehend noch näher beschrieben wird. Ferner umfasst die Vorrichtung 1 eine Transporteinheit 20, die beispielsweise ein Transportband sowie obenliegende Andruckrollen aufweisen kann, um das Werkstück 2 an der Druckeinheit 10 entlangzuführen, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Transporteinheit 20 kann jedoch auch vielfältige andere Ausgestaltungen annehmen und auch dazu dienen, die Druckeinheit 10 entlang des Werkstücks 2 zu transportieren. Auch Mischformen solcher Konzepte sind möglich.
  • Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 1 eine Steuereinheit 30 zum Steuern der verschiedenen Komponenten der Vorrichtung 1, wie insbesondere der Druckeinheit 10 und der Transporteinheit 20. Zu diesem Zweck ist die Steuereinheit 30 mit diesen und weiteren, nachfolgend erläuterten Komponenten verbunden, obgleich diese Verbindungen in Fig. 2 nur schematisch angedeutet sind.
  • Die vorstehend bereits erwähnte Druckeinheit 10 umfasst in der vorliegenden Ausführungsform mehrere Druckköpfe 12, die in der Durchlaufrichtung der Transporteinheit 20 hintereinander angeordnet sind. Die Druckköpfe 12 dienen zum Ausstoßen unterschiedlicher Farbtropfen auf das Beschichtungsmaterial 2' des Werkstücks 2 und können beispielsweise Piezodruckköpfe oder andere geeignete Druckköpfe für flüssiges Druckmaterial (wie insbesondere UV-Tinte) sein.
  • Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, sind die Druckköpfe 12 (von denen in Fig. 2 nur einer gezeigt ist) in eine Leitungsanordnung 16 eingebunden, welche die Druckköpfe 12 mit zwei Vorratsbehältern 14, 14' verbindet. Die Leitungsanordnung 16 ist dabei als Zirkulationsleitung ausgestaltet. Für die Zirkulation des Druckmaterials innerhalb der Zirkulationsleitung 16 sorgt dabei eine zwischen den Vorratsbehältern 14, 14' angeordnete Pumpe 18, die beispielsweise eine Zirkulationspumpe oder Vakuumpumpe seien kann.
  • Die Vorratsbehälter 14, 14' weisen jeweils einen Füllstandsensor (nicht gezeigt), dessen Daten an die Steuereinheit 30 weitergegeben werden. Sobald der Füllstand in einem der Vorratsbehälter 14, 14' einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet, steuert die Steuereinheit 30 eine weitere Pumpe 6 an, die dann Druckmaterial aus einem Auffüllbehälter 4 in die Zirkulationsleitung 16 zuführt, bis in den Vorratsbehältern 14, 14' ein vorbestimmter Füllstand erreicht ist.
  • Um das Druckmaterial in der Druckeinheit 10 zunächst vor Licht (hier insbesondere vor UV-Licht) zu schützen, weist die Vorrichtung 1 eine Lichtschutzeinrichtung 40 mit mehreren Komponenten auf. Hierzu zählt zunächst eine Umhausung 42, die einen in Fig. 2 bezeichneten Druckbereich 10', in welchem das Bedrucken des Werkstücks 2 stattfindet, umgibt und vor Licht schützt. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, kann diese Umhausung 42 auch ganz oder teilweise geöffnet werden, etwa zu Wartungs- und Montagezwecken. Dabei kann die Umhausung 42 beispielsweise aus Metallblech gefertigt sein, sodass sie kein Licht durchlässt. Sie kann jedoch auch ganz oder teilweise aus einem lichtdurchlässigen Material gefertigt sein, das jedoch gewisse Lichtspektren, wie insbesondere UV-Licht abschirmt. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Umhausung ein Sichtfenster 46 auf, das für das menschliche Auge durchsichtig ist, jedoch UV-Licht abschirmt. Auf diese Weise wird einer Bedienperson ermöglicht, das Innere des Druckbereichs 10' zu beobachten, ohne dass UV-Licht in nennenswertem Umfang in den Druckbereich 10' eintritt.
  • Ein ähnliches Konzept kommt bei den Vorratsbehältern 14, 14' zum Einsatz, die jeweils ein Sichtfenster 44 aufweisen, das durchsichtig ist, jedoch UV-Licht abschirmt. Hierdurch kann eine Bedienperson den Betriebszustand innerhalb der Vorratsbehälter 14, 14' beobachten, und auch eine Sichtprüfung des Tintenfüllstands durchführen.
  • Darüber hinaus weist die Lichtschutzeinrichtung 40 bzw. Umhausung 42 in der vorliegenden Ausführungsform eine Öffnung 48 auf, die dazu dient, auch größere Werkstücke in den Druckbereich 10 einzuführen bzw. an dem Druckkopf 12 entlangzuführen, während es nach außerhalb der Umhausung 42 hervorsteht. Um im Bereich dieser Öffnung 48 das Eintreten von (UV)-Licht zu verhindern, ist in diesem Bereich eine werkstückbezogene Abschirmung 48' in Form eines bürstenförmigen Elements (beispielsweise aus Rosshaar) angeordnet. Diese bewirkt, dass auch in demjenigen Bereich der Öffnung 48, in dem gerade kein Teil des Werkstücks angeordnet ist, eine Lichtabschirmung stattfindet. Dabei ist zu beachten, dass die werkstückbezogene Abschirmung 48` vielfältige Formen annehmen kann und auch unterschiedliche bewegliche oder verformbare Elemente umfassen kann.
  • Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, umfasst die Lichtschutzeinrichtung 40 darüber hinaus eine Abdeckung 49 für den Druckkopf 12 oder die Druckköpfe 12, etwa in Form einer oder mehrerer Edelstahlwannen. In Fig. 2 ist die Abdeckung 49 in einer Freigabeposition positioniert, in welcher sie den Druckvorgang nicht behindert. Darüber hinaus ist die Abdeckung 49 jedoch auch in eine Schutzposition zum Abdecken der Druckmaterialausgabeöffnungen 12' des jeweiligen oder aller Druckköpfe 12 bewegbar, wobei zu diesem Zweck in der vorliegenden Ausführungsform eine Schwenkachse 49' vorgesehen ist. Es ist jedoch auch möglich, den Druckkopf 12 in eine geeignete Position hin zu der Abdeckung 49 zu bewegen, oder beide Bauteile geeignet zu bewegen.
  • Neben der Lichtschutzeinrichtung 40 umfasst die Vorrichtung 1 in der vorliegenden Ausführungsform auch eine Temperaturschutzeinrichtung 50 zum Schutz des Druckmaterials in der Druckeinheit vor unerwünschten Temperatureinflüssen. Die Temperaturschutzeinrichtung 50 umfasst in der vorliegenden Ausführungsform mehrere Temperatursensoren 52, die beispielhaft in den Vorratsbehältern 14, 14` sowie unmittelbar stromaufwärts des (mindestens einen) Druckkopfes 12 angeordnet sind. An diesen Stellen ist - in geeignetem Abstand - auch jeweils mindestens ein Heizelement 54 zum Erwärmen des Druckmaterials vorgesehen. Obgleich in Fig. 2 nicht gezeigt, sind die Temperatursensoren 52 mit der Steuereinheit 30 verbunden, die insoweit einen Teil der Temperaturschutzvorrichtung 50 bildet. Die Steuereinrichtung 30 hat dabei zunächst die Aufgabe, im Normalbetrieb die Temperatur des Druckmaterials derart einzustellen, dass das Druckmaterial eine für den Druckvorgang gewünschte Viskosität besitzt. Diese Viskosität kann je nach Druckmaterial und Druckanforderungen sowie weiteren Parametern auch variieren.
  • Darüber hinaus ist die Steuereinheit 30 eingerichtet, die Temperatur des Druckmaterials beispielsweise nach einem Abschalten der Vorrichtung auf einen geeigneten Wert abzusenken, der beispielsweise um 5 Kelvin bis hin zu 10 Kelvin oder mehr abgesenkt sein kann. Durch eine solche Absenkung der Temperatur werden Alterungsprozesse des Druckmaterials drastisch reduziert. Eine solche Absenkung der Temperatur kann auch in bestimmten Zeitintervallen oder anhand anderer Kriterien vorgenommen werden.
  • Schließlich umfasst die Vorrichtung 1 eine Auslaufschutzeinrichtung 60, die in der vorliegenden Ausführungsform eine Sperreinheit 62 in Form eines Rückschlagventils umfasst. Das Rückschlagventil 62 dient dazu, ein unerwünschtes Auslaufen des Druckmaterials aus dem (mindestens einen) Druckkopf 12 zu verhindern, etwa bei fehlender oder deaktivierter Stromversorgung. Das Rückschlagventil 62 ist dabei derart ausgelegt, dass es nur dann Druckmaterial von dem Vorratsbehälter 14' hin zu dem (mindestens einen) Druckkopf 12 strömen lässt, wenn stromaufwärts des Rückschlagventils 62 ein vorbestimmter Überdruck und/oder stromabwärts des Rückschlagventils 62 ein vorbestimmter Unterdruck anliegt, etwa in Folge eines Betreibens der Pumpe 18. Falls jedoch beispielsweise die Pumpe 18 nicht betrieben wird, strömt kein Druckmaterial von dem Vorratsbehälter 14' zu dem (mindestens einen) Druckkopf 12, sodass, ggf. neben einer kleinen Restmenge, auch kein Druckmaterial aus den Austrittsöffnungen 12' austreten kann.

Claims (14)

  1. Vorrichtung (1) zum Bemustern eines Werkstücks (2), das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoff, Kunststoff oder dergleichen besteht, umfassend:
    eine Druckeinheit (10) zum Ausgeben eines Druckmaterials auf eine Oberfläche (2') des Werkstücks (2),
    eine Transporteinheit (20) zum Herbeiführen einer Relativbewegung zwischen der Druckeinheit (10) und dem Werkstück (2), und
    eine Steuereinheit (30) zum Steuern der Druckeinheit (10) und/oder der Transporteinheit (20),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtung eine oder mehrere Schutzeinrichtung(en) (40, 50, 60) zum Schutz des Druckmaterials in der Druckeinheit (10) vor Beeinträchtigungen und/oder Verlusten aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Druckeinheit (10) eines oder mehrere der folgenden Bauteile aufweist:
    - mindestens einen Druckkopf (12) zum Ausstoßen des Druckmaterials,
    - mindestens einen Vorratsbehälter (14, 14') zum Bevorraten des Druckmaterials,
    - eine Leitungsanordnung (16) zum Verbinden des mindestens einen Druckkopfes (12) und des mindestens einen Vorratsbehälters (14, 14'), die bevorzugt eine Zirkulationsleitung aufweist, und
    - eine Fördereinrichtung (18) zum Fördern des Druckmaterials in der Leitungsanordnung (16), die bevorzugt eine Zirkulationspumpe und/oder Vakuumpumpe aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der eine Lichtschutzeinrichtung (40) zum Schutz des Druckmaterials in der Druckeinheit (10) vor Licht, insbesondere vor UV-Licht, vorgesehen ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Lichtschutzeinrichtung (40) eine Umhausung (42) aufweist, die einen Druckbereich (10'), in welchem das Bedrucken des Werkstücks (2) stattfindet, vor Licht, insbesondere vor UV-Licht, schützt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der die Lichtschutzeinrichtung (40) mindestens einen durchsichtigen Abschnitt (44, 46) aufweist, der UV-Licht abschirmt, insbesondere im Bereich des mindestens einen Vorratsbehälters (14, 14') und/oder im Bereich der Umhausung (42) des Druckbereichs.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei der eine Öffnung (48) zum Einführen und/oder Entlangführen zumindest eines Teils des Werkstücks (2) vorgesehen ist, wobei die Lichtschutzeinrichtung im Bereich der Öffnung eine werkstückbezogene Abschirmung (48') aufweist, die eingerichtet ist, in demjenigen Bereich der Öffnung (48) eine Lichtabschirmung zu bewirken, in dem gerade kein Teil des Werkstücks (2) angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die werkstückbezogene Abschirmung (48') mindestens ein bürstenartiges Element aufweist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei der die Lichtschutzeinrichtung (40) mindestens eine Abdeckung (49) für den mindestens einen Druckkopf (12) aufweist, wobei bevorzugt die Abdeckung (49) und/oder der mindestens eine Druckkopf (12) derart bewegbar ist, dass die Abdeckung (49) in einer Schutzposition zum Abdecken von Druckmaterialausgabeöffnungen (12') und in einer Freigabeposition positioniert werden kann.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Temperaturschutzeinrichtung (50) zum Schutz des Druckmaterials in der Druckeinheit (10) vor unerwünschten Temperatureinflüssen vorgesehen ist, die bevorzugt mindestens einen Temperatursensor (52) und mindestens ein Heizelement (54) aufweist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Temperaturschutzeinrichtung (50) eingerichtet ist, die Temperatur des Druckmaterials in mindestens einem vorbestimmten Zustand der Vorrichtung und/oder nach mindestens einer Zeitspanne abzusenken, und zwar bevorzugt um mindestens 5 Kelvin, bevorzugt mindestens 10 Kelvin.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der die Temperaturschutzeinrichtung (50) eingerichtet ist, die Temperatur des Druckmaterials derart einzustellen, dass das Druckmaterial eine für den Druckvorgang gewünschte Viskosität aufweist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Auslaufschutzeinrichtung (60) zum Verhindern eines unerwünschten Auslaufens des Druckmaterials aus der Druckeinheit (10), insbesondere einem Druckkopf (12), vorgesehen ist, die bevorzugt eingerichtet ist, bei fehlender oder deaktivierter Stromversorgung ein Auslaufen des Druckmaterials aus der Druckeinheit (10) zu minimieren oder zu verhindern.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Auslaufschutzeinrichtung (60) eine Sperreinheit (62) wie insbesondere ein Rückschlagventil aufweist.
  14. Verfahren zum Bemustern eines Werkstücks (2), das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoff, Kunststoff oder dergleichen besteht, insbesondere unter Einsatz einer Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten:
    Herbeiführen einer Relativbewegung zwischen einer Druckeinheit (10) und dem Werkstück (2), und
    Ausgeben eines Druckmaterials auf eine Oberfläche (2') des Werkstücks (2), wobei
    das Druckmaterial in der Druckeinheit (10) vor Beeinträchtigungen und/oder Verlusten geschützt wird.
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