WO2004013704A1 - Satellitendruckmaschine - Google Patents

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WO2004013704A1
WO2004013704A1 PCT/EP2003/008382 EP0308382W WO2004013704A1 WO 2004013704 A1 WO2004013704 A1 WO 2004013704A1 EP 0308382 W EP0308382 W EP 0308382W WO 2004013704 A1 WO2004013704 A1 WO 2004013704A1
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WO
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printing machine
transport
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PCT/EP2003/008382
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WO2004013704A8 (de
Inventor
Ebe Hesterman
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Ebe Hesterman
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Priority to EP03766350A priority patent/EP1440351B1/de
Priority to US10/497,918 priority patent/US20050150408A1/en
Priority to DE50311369T priority patent/DE50311369D1/de
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Publication of WO2004013704A8 publication Critical patent/WO2004013704A8/de

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/65—Apparatus which relate to the handling of copy material
    • G03G15/6555—Handling of sheet copy material taking place in a specific part of the copy material feeding path
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J13/00—Devices or arrangements of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, specially adapted for supporting or handling copy material in short lengths, e.g. sheets
    • B41J13/10—Sheet holders, retainers, movable guides, or stationary guides
    • B41J13/22—Clamps or grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J25/00—Actions or mechanisms not otherwise provided for
    • B41J2025/008—Actions or mechanisms not otherwise provided for comprising a plurality of print heads placed around a drum

Definitions

  • the invention relates to a device for direct digital printing in single-pass printing of multicolored images on sheets in face and / or reverse printing.
  • Packaging and label printing are currently the growth markets.
  • the packaging market is expected to double under the influence of Eastern Europe, Southeast Asia and China in the next 5 years, with increasing use of plastics, sandwich materials and metallized substrates.
  • the global turnover for packaging printing machines is around one billion euros (Deutsche Drucker No. 4 from February 6th, 2003).
  • image-bearing plates are used, depending on the format class, which have to be changed when the motif or order changes.
  • the illustration or plate cylinders are also format-bound Clamping channel equipped and mostly with complex, semi-automatic plate changing systems.
  • the four process colors cyan, magenta, yellow and black (C, M, Y, K) are expanded with a customer-specific special color as standard.
  • the CYMK color space it is easily possible that the Pantone reference value cannot be adjusted.
  • the complementary red, green and blue (RGB) are increasingly being used in the 7-color HIFICOLOR system, or the additional colors orange and green in the 6-color hexachrome system. This is also associated with the advantage that 95% of the Pantone colors can be printed without the time-consuming cleaning of the printing units associated with the job change. This is also confirmed by the increasing use of sheetfed offset presses with ' 8 and 10 printing units, not only for 4-color printing on both sides, but also for screen printing with additional colors for this so-called high-fidility printing.
  • the system is very precise (+ 0.1 mm) due to the fact that substrate sheets are aligned in the system at a standstill by means of side and front marks.
  • the transfer of the printed sheets from the feeder stack to the first printing unit, from printing unit to printing unit and from the last printing unit to the delivery stack takes place with gripper technology, which are integrated in the impression cylinder channel or in a chain carriage depending on the format. That the distance from the gripper system to the next following gripper system is always the same as the maximum print format in the circumferential direction.
  • Format-linked flexographic coating units are also increasingly being integrated in the printing presses, since the value of prints can be significantly increased with the help of an applied layer of lacquer, for example for protecting the Substrate and improvement of print finishing or, for example, with spot coating for optical effects.
  • a further development is the application of primer (with primer in the flexo process) before and after printing, e.g. to be able to print on plastics with hybrid printing systems, d. H. the combination of different printing processes in one printing press (US 6,443,058 B1).
  • NIP methods for personalization (DE 100 47 040 AI), punching units (DE 101 47 486 AI) for further processing, embossing units for haptic effects (look and feel) and inline finishing (EP 80 924 091 AI), e.g. for folding, can be integrated in the process bundle.
  • the combination of high-quality printing, finishing and finishing processes described above also requires relatively complex drying systems, which means machine lengths of up to approx. 35 meters (printing level No.
  • sheet-turning systems are often integrated in the sheet-fed printing machines in order to print the front and back in one pass.
  • the space required is very large for the reasons mentioned above, which, among other things, poses the desired one-man operation for major problems and entails new investments for the expansion of the company building.
  • compact machines in satellite design are used in the small format, whereby the number of printing units is limited to 4.
  • modular constructions in series are therefore very often used, which have their own modular module for each printing unit.
  • Digital printing machines mostly have paper transport systems, e.g. via conveyor belts (DE 195 36 309 AI). With the exception of WO 96/17277, no grippers are used to transfer the sheet. Regarding the required precision of the color register (+ 0.01 mm) and attachment register
  • the invention is based on the task of developing a new generation of printing presses in order to meet the new market requirements with absolutely the highest quality with the lowest print runs in the POD and just in time system, the advantages of the conventional sheetfed offset technology and new digital technology having to be exploited, in order to ensure economical production in the future.
  • the requirements are as follows: 1. with 1 to 7 digital printing units with upstream cleaning station for hexachrome or hi-fi color printing single pass process;
  • inline finishing such as B. hot foil stamping and / or punching and / or stacking or inline folding or inline bookbinding;
  • a size for one-man operation advantageously a machine length of max. approx. 7 m and a machine height of max. approx.2.75 m.
  • CH 116 828 describes conventional offset printing units with plate and blanket cylinders that are format-related and thus both with clamping channels.
  • a 2x 7 color printing machine in medium format is unrealistically large both in the satellite and in a modular arrangement (see Figures 15 and 16).
  • Motif change means the elaborate plate change and mostly printing unit washing for other customer-specific pantone colors.
  • DE 21 15 790 AI also describes conventional offset and / or high pressure processes, i. H. with format-related plate cylinders with clamping channels and the disadvantages mentioned above.
  • DE 199 12 309 AI shows an example of an overlong (approx. 25) modular machine (US 6,443,058 B1). Further DE 100 47 040 AI shows a satellite arrangement with only 4 printing units and a connected printing unit with the coupling device required for this. This machine disadvantageously requires a second pass for the printing (approx. 90 - 95% of the commercial prints are perfect and reverse printing). It is also unsuitable for 7-color printing with subsequent finishing.
  • DE 21 15 790 AI also shows a design or printing press concept, which makes duplex printing possible in one operation, but it is a combination of format-related plate and imaging systems in combination with conventional format-related blanket cylinders.
  • This design does not make it possible to integrate up to 2 x 7 printing units, let alone additional modules for coating without the design from the operator's point of view or which the ergonomics exceed the extent of handling (see Figure 15).
  • This factor plays a particularly important role, since digital printing units have so far been based on portrait printing processing (i.e. printing a page in portrait format) using the electrophotography process, in contrast to landscape printing processing in conventional sheetfed offset printing (i.e. printing a printing page in landscape format).
  • the CH 116,828 also shows format-specific plate and blanket cylinders for clamping imaging plates and blankets.
  • the format-related technology does not allow expansion to 2 7 printing units with cleaning systems, let alone additional works for finishing.
  • the US 5,016,056 discloses a sheet transport without format-dependent gripper systems and does not start from the very precise sheet gripper transport systems with protruding gripper backs that would damage the imaging cylinder, but from a vacuum bar that holds the sheet on the contact side and does not survive.
  • a factor of 2 to 4 would have to be expected here too, larger in the sheet feed and transport system than in printing processes with conventional gripper technology.
  • these non-gripper systems set limits on the substrate flexibility, sheet format and sheet thickness of the printing system.
  • the ends of the bow are also held in a vacuum. This has the disadvantage that only sheets of a fixed circumferential length can be printed ("secures the ends of a receiving sheet").
  • the CH 116.828 permits duplex printing in one pass, but only at half the production speed, since "a sheet can be fed at least after every second revolution".
  • Grab transport devices according to DE 43 03 796 A1 is the number of rubber and plate cylinder pairs by one Printing cylinders are limited to four for reasons of accessibility to the printing units, so that two printing units or twin stations must be provided for perfecting and duplex printing (duplex printing), which are to be connected via a turning unit, as is the case, for example, in the US -PS-5,660, 108 and DE-PS- 435 902 is provided.
  • reversing systems (DE 298 07 663 Ul) for printing the sheets on the face and reverse side (recto verso) are known. These systems are complex, make the machine inflexible due to its fixed position, are costly and require a white edge (gripper edge) on both sides of the sheets. In addition, register-accurate sheet guidance (reversing register) is extremely difficult, which leads to inaccuracies. It also limits the substrate flexibility in the thickness of the substrate.
  • EP 819 268 B1 discloses a digital printing unit according to the so-called multipass system, the intermediate cylinder, however, running through the same printing nip several times and with clocked feeding of the sheets in so-called single shot Method in one transfers the multicolored image built up on the blanket cylinder to the printing material.
  • the associated productivity is therefore very low. Repeated transfers on the intermediate cylinder could have an adverse effect on the register accuracy, for example, due to slight differences in bulge / speed when the printing gaps were run through several times.
  • Imaging cylinder is equipped with a clamping channel and designed for interchangeable plates or cylinder milling for clamping or for holding the plate.
  • the so-called Photo Imaging Plate must be replaced regularly for reasons of wear. This construction means that it is format-bound and therefore if no more than four printing units could be accommodated in a satellite construction for reasons of accessibility (change of plate and blanket) (DE 43 03 796 AI).
  • US 6,363,234 B2 presents a satellite design with format-bound printing units / print engines, which for reasons of accessibility are limited to max. 4 are limited. It has a special turning technology, which however only works with half the productivity.
  • the special feature of contactless direct digital printing e.g. B. innovatively used in the inkjet process that does not have to match the print length.
  • the printing unit can be smaller than the printing length would require.
  • This special feature allows a very compact, innovative design using gripper sheet transport systems for multi-color hi-fi printing on the front and back in combination with multiple Paint application and with or without inline further processing in one production run, so-called single pass system with absolutely minimal set-up times with optimal ergonomic operating conditions (very small footprint) and cost-effective production and operation.
  • this non-contact printing also has a particular advantage when printing on unstable substrates, if the substrate can be stretched with mechanical stress - in contact - when passing through several printing units, causing the substrate to stretch and thus cause printing inaccuracies.
  • the satellite printing machine is provided with a transport cylinder which is central to FIG. 1 or two, to which a number of at least 1 to ten satellite printing units for straight printing can be assigned in the direction of rotation between the feed system having a feed cylinder or feed rollers and the one with others 1 up to 10 satellite printing units can work together for reverse printing.
  • a transport cylinder which is central to FIG. 1 or two, to which a number of at least 1 to ten satellite printing units for straight printing can be assigned in the direction of rotation between the feed system having a feed cylinder or feed rollers and the one with others 1 up to 10 satellite printing units can work together for reverse printing.
  • the printing press can be adapted to variable thicknesses of the printing substrates by radially adjusting the feed, printing, intermediate and discharge cylinders (arrow Y).
  • the compact design of the satellite printing machine enables a printing process under uniform throughput conditions for the printing material, which, after precisely fitting infeed with alignment at a standstill using known side and front marks, passes the intermediate cylinders in register. Therefore, the satellite printing machine according to the invention can Sheetfed printing realizes high cycle rates and full printing speed, whereby high print quality and low set-up time are also achieved. With this system, full-format printing of both the perfect and the perfecting width of the printed sheet is possible, whereby only one edge strip required for the gripper closure is required, which cannot be captured by the printing surface of the plate cylinder circumference. This significantly reduces paper loss. As a result, the satellite printing machine can also be used for difficult-to-handle printing material such as cardboard boxes, plastics, multilayer packaging or the like. This process is carried out without turning the sheets, which also enables more precise registers (register) tolerances to be achieved.
  • the arrangement of the cylinders or chain transfer is in the so-called 7 o'clock position, so that the transfer takes place only after the full sheet format has been printed in order to perform the so-called tangent function in the wrapping, ie. H. Avoid acceleration and the associated pressure distortion.
  • the 7 o'clock arrangement is easy to handle, despite the compact dimensions of the machine as defined by the ergonomics and the max. Media thickness specified "slim" sheet guide.
  • Processing station is suitable.
  • servomotors are advantageously combined with conventional gearwheel drives, so that the finishing units can be moved.
  • the advantage of this process bundling is that the accuracy of the end products is increased and additional processing facilities can be saved.
  • Digital printing machines are known which optimize their flexible use by expanding the machine configuration with several paper feeders and delivery trays (sheet trays), but which take up a relatively large amount of space (large footprint) due to their horizontal arrangement and require multiple feeders and displays.
  • New and much simpler and more compact is a machine design with a vertical arrangement of the so-called sheet trays for only a single feeder and for only a single delivery with the smallest possible footprint of the machine.
  • the gripper transport device can be lowered in the transport device (theoretically up to a maximum of below the cylinder surface) at the moment when printing takes place. This allows the digital printing units to be placed at a minimal distance from the substrate. With conventional printing processes, the grippers are not lowered.
  • FIG. 18 shows the deformation of the substrate.
  • FIG. 19 Another inventive detail is shown in FIG. 19, the cylinder being covered with an elastic material, e.g. B. with self-adhesive rubber blanket to allow the necessary lowering, with minimal deformation of the substrate.
  • Inkjet heads are usually set approximately 0.8 to 1 mm from the substrate. With a gripper back of 2 to 3 mm, this elastic layer should allow a lowering of 1 to 2.2 mm with minimal deformation of the substrate.
  • the deformation takes place anyway in the non-printing zone, in the so-called gripper white edge, so that no additional waste arises. It is conceivable that in addition to the compressible effect of the elastic layer, resilient elements are used.
  • the transport cylinder there is an innovative vacuum conveyor belt, provided with a so-called vacuum gripper with lowerable sheet stops.
  • the attack could, for. B. can be controlled via conventional curves so that the stops sink into the conveyor belt during the printing process. At this point, the sheet is held in place by the vacuum of the vacuum strip underneath the perforated conveyor belt, so that sheet displacements do not occur. It is conceivable that the stops sink with a tilting and / or rotating movement.
  • the required precision of the linear movement of the transport device is + 0.05 mm. This precision can be achieved with transport cylinders, but not with the conventional conveyor belts or (tooth) belts. It is conceivable that the transport device is constructed in such a way that the transport belt and / or the (tooth) belt starts at the exact cycle to the machine. If you now drive the belt and / or belt, you could compensate for the path correction with an AC servo motor, i. H. the errors which the belt and / or belt still have are compensated for by the motor. The motor does not run linearly but after a slight correction, which corrects the belt and / or belt with substrate in the forward movement.
  • the holding force on the belt and / or strap can be designed safely, e.g. B. is used in sheet turning systems also suction air to hold. It is a matter of interpretation.
  • the system and delivery drum are positioned as high as possible on the conveyor belt for optimum sheet transfer.
  • the conveyor belt has mechanical grippers and / or suction cups (as well as in the conventional turning drums).
  • the transfer of mechanical grippers and vacuum grippers requires support with a suction device, as is the state of the art, for sheet turning system 56, 57, 58, FIG. 9.
  • the sheet transfer with a vibrating system 7 is not as suitable as a slide-in or feed system 81 which leads the substrate sheet directly onto the vacuum belt 54.
  • grippers are used that require space, in the transfer drum 75, or in the vacuum belt, or vacuum drum with suction air.
  • no grippers are used.
  • the sheet is moved against the retractable stops and is very precisely ⁇ 0.05 mm in circumference and also approximately ⁇ 0.1 mm laterally. If the stop is only 0.5 mm high, a substrate sheet 0.3 - 0.4 mm thick can be created.
  • a known deck system is used between the stops (not shown).
  • format-related support rollers can be arranged in order to stabilize the conveyor belt and / or to act as a type of indirect counter-pressure roller (below the Conveyor belts). These support rollers have the gripper-receiving recesses.
  • printing units for face and reverse printing with or without surface drying can be arranged in succession. Furthermore, a complete printing unit is installed for each (process) color and the color separations are printed in the so-called SINGLE PASS SYSTEM in perfecting.
  • several variants and expansion stages e.g. in cassette units, can be integrated before and / or after digital printing, e.g. for conditioning, coating, coating, a special print, drying and rewetting.
  • the printing and conditioning systems are arranged in cassette slots for optimum ease of use. In order to there is optimal accessibility in the working position within the machine frame and in the service position on the operator side and / or drive side outside the machine frame.
  • a single feeder and a single delivery of different substrates can be changed easily and non-stop using a paper cassette, so-called sheet trays.
  • a particularly advantageous effect of this innovative printing machine and this method is the particularly low power consumption, estimated only about 20% from the consumption of about 300 KW / h. one of the conventional printing machines with drives for 35 mtr. Length, intermediate and final dryers and temperature control systems for the printing units.
  • Another aspect is the integration of a corona treatment system into the machine so that plastics and / or the metallized and / or sandwich materials can be used without pretreatment.
  • a dryer 11 is also provided on the boom. Additional transfer drums, not shown, can be inserted between the two impression cylinders. Between the two impression cylinders, e.g. a chain transfer, not shown, is inserted for intermediate cooling.
  • Fig. 1 is a side view of the invention
  • Satellite printing machine with two central transport cylinders and with satellite printing units distributed over the circumference for face and reverse printing with a feeder and a delivery provided for the cassettes for printing material sgn. Sheettrays;
  • FIG. 2 shows a side view (same as FIG. 1) with an enlarged upper transport cylinder with assigned pre-press and downstream finishing cassette and inline further processing system;
  • FIG. 5 and FIG. 6 show a basic illustration of the satellite printing machine according to the invention with a drive concept in the area of the sheet delivery;
  • FIG. 7 shows a side view in principle like FIG. 1, but with only one transport cylinder;
  • FIG. 8 shows a side view in principle like FIG. 7, but with a conveyor belt instead of a transport cylinder, and alternatively a slide-in system;
  • Fig. 9 is a side view, in principle, like Fig. 7, but in the twin position;
  • Fig. 10 is a side view, in principle, like Fig. 8, but in the twin position;
  • FIG. 11 shows a side view in principle like FIG. 10, but with a turning device
  • FIG. 12 is a side view, in principle, like FIG. 7, but with a turning device
  • FIG. 13 is a side view, in principle, like FIG. 8, but with a turning device
  • FIG. 19 shows a gripper system with a transport cylinder covered with elastic material
  • 20 shows a vacuum belt with a vacuum gripper; and 21 shows a transport device in several sections;
  • FIG. 1 shows a satellite printing machine, designated 1, which has two transport cylinders 2a and 2b, with a cleaning system R and six satellite printing units S for multi-color face printing. A downstream finishing cassette unit 13 is also shown.
  • the basic illustration of the satellite printing machine 1 according to FIG. 1 shows its preferred use for sheets as printing material which can be detected in the area of the feed cylinder 3, the transport cylinder 2 and the delivery system 5 being designed with gripping systems 12.
  • the feed cylinder 3 is also preceded by an alignment table 7 which is adjustable in the transverse direction, in height, in the feed direction and / or in an oblique direction to the feed direction. It is also conceivable that adjusting means (not shown in detail) are provided on the alignment table 7, with which the above-described changes in the feed direction of the printing material can be carried out. These adjustments can also be made while the satellite printing machine 1 is in operation.
  • the alignment table is equipped with vacuum conveyor belts, in the area of which respective format-dependent partitions are arranged in such a way that energy losses are avoided (not shown).
  • the concept of the machine 1 is designed so that the feed cylinders 3, transport cylinders 2a and 2b, imaging systems 40 (including ink supply unit 41) and delivery cylinders 5 can be adjusted radially by means of eccentric bushes (arrow Y) for adaptation to variable-thick printing substrates during production. Linear adjustments are also conceivable.
  • the station for inline is also shown.
  • Further processing unit 46 which is indicated as being movable, with arrow G.
  • the feed system 3 and the delivery system 5 are arranged at essentially the same height distance above a support level, so that an approximately horizontal operating level is defined.
  • additional station 46 for inline finishing or further processing can thus be provided for a subsequent further processing, so that the printing material in a conveyor line for coating, drying, embossing, punching, and the like. is forwarded.
  • the machine 1 can be easily loaded and unloaded from the ground.
  • the multiple possibilities for displaying intermediate products 48 or end products 47 are shown with advantageously automatic stacking 53 in combination with multiple disposal options for the waste (upward 45, downward 51 and inside 50).
  • Fig. 3 illustrates the support of one of the cassette units z. B. for finishing 13 in the area of the machine frame.
  • the cassette unit is supported on rails 35 and 37 of the respective side stands of the machine frame 33.
  • the cassette unit 13 can be moved in parallel on these rails. It is also conceivable that the satellite printing units S are moved together with these rails.
  • a linear ball bearing 34 or cam rollers 38 are provided as guides for the respective rails.
  • the rail 35 has a lower one Traverse on.
  • the two rails are connected via a support strut 36, so that they can be moved next to the machine frame and can be returned in the opposite position to the working position without any distortion.
  • the cassette units z. B. for imaging 39 an imaging system 40 and a color substrate feed unit 41.
  • the imaging units in the cassette units 39 can be moved into a service position after lifting Y of them in the printing position on the transport cylinder 2, without the cassette unit having to be tilted. This increases the positional stability of the cassette units.
  • FIG. 4 The individual representation (FIG. 4) of one of the cassette units for imaging 39 also clarifies their position in a machine frame, generally designated 33, the cassette unit 39 in the central region, i.e. Working position 42 is illustrated and the right-hand side of the figure illustrates that the cassette unit can be moved parallel to the axis of rotation of the intermediate cylinder 2 into a lateral service position on the operating side 43 next to the machine frame (arrow K). It is also shown in a service position on the drive side 44.
  • satellite printing machine 1 It is possible to assign satellite printing machine 1 that up to ten satellite printing units for straight printing S and up to ten satellite printing units for reverse printing W can be assigned, which can be directly adjacent in a compact design.
  • the satellite printing machine is intended in particular for full-size and double-sided printing of sheets, the gripper systems 12 requiring a minimal stripe on the sheet for access and thus the paper losses are advantageously reduced.
  • 5 and 6 show a basic concept of a drive concept in the area of the printing press 1, the delivery system 14 and the punching device 27.
  • Two drive motors 18 and 19 are each provided with a contactless gear connection 22 to ensure a synchronous drive, the gears engaging in a contactless manner with a distance 23 that is constant even during the drive phase.
  • Figure 7 is a schematic diagram, like Figure 1, but only for one-sided (simplex printing).
  • FIG. 8 shows a digital sheet-fed printing machine designated by 1, which has a conveyor belt 54, with a cleaning system R and six satellite printing units S for multi-color face printing.
  • upstream and downstream Flexo high-pressure cassette unit 32 with two intermediate dryers 11 and two end dryers 11.
  • the basic illustration of the satellite printing machine 1 according to FIG. 8 shows its use for sheets as printable material that can be detected in the area of the feed cylinder 3, the feed cylinder 3 with a vibrating gripper 8 (alternatively the insertion feeder 81 with transport rollers 82), conveyor belt 54 and the delivery system 5 with gripper systems 12 and / or suction cups 59 are formed.
  • the feed cylinder 3 (alternatively the Insert feeder 81) is also preceded by an alignment table 7, and is shown and described in FIG. 1.
  • the insertion or feed feeder 81 differs from the system with a feed cylinder 3 with a vibrating gripper 7 in that the substrate sheet is placed precisely and directly against the stop 64 via the side mark 83 and feed rollers 83. No grippers are used for this, and accordingly no gripper openings in the take-over drum 75 are necessary.
  • the sheet is taken over by the transfer drum 75 with integrated vacuum system 73 and vacuum gripper and fixed over the entire surface with the vacuum system.
  • the first flexographic printing unit is used, e.g. B. for coating with white lacquer for plastics, to be subsequently dried with the intermediate dryer 11.
  • 6 inkjet heads are recorded, which print the substrate without contact and with the second, z. B. UV dryer to be dried.
  • a second Flexotechnik, 'z. B. applied a protective lacquer to be dried with the double final dryer.
  • the sheets are only taken over after the entire sheet has been printed in order to avoid distortion of the printed image due to the gripper transfer, this is the so-called 7 o'clock position.
  • a cleaning system is also integrated on the lower circulation.
  • the support rollers shown serve as an indirect counter pressure cylinder for the flexographic high pressure units, which are known to be in contact and work with pressure. These back-up rolls are format-related and have a tension channel.
  • the vacuum gripper systems will be of limited use, e.g. B. only for thinner substrates, and z. B. Documents in the office area up to approx. Max. 250 grams per m 2 .
  • the anilox rollers 30 and chamber doctor blade 31 are not shown, as well as they are drawn and described in FIG. 3. It is conceivable that the vacuum box is curved slightly upward in the area of the pressure area (with a curvature) for optimal application of the substrate sheets (not shown).
  • FIG. 9 shows a basic illustration, like FIG. 7, in a twin position with an interposed sheet turning device, with a reversing transfer drum 56, 58 and a reversible storage drum 57. The drum 56 can be operated at different speeds.
  • FIG. 10 is a basic illustration, like FIG. 8, but with a conventional conveyor belt and format-related support roller per printing unit and a downstream second printing unit for the reverse printing.
  • the vacuum conveyor belts of FIG. 8 could function advantageously here.
  • FIG. 11 is a schematic diagram like FIG. 10, but in a twin arrangement with known turning devices 56, 57, 58 from FIG. 9.
  • This turning device can also be integrated in the B / W position of FIG. 8. It is conceivable that the arrangement for transport can be positioned horizontally or in an Y-shaped arrangement.
  • FIG. 12 is a basic illustration, like FIG. 10, but with a turning device 56, 57, 58 from FIG. 9.
  • the production speed for face and back printing is only 50%, but the investment is limited by the fact that only one set of printing units is used is needed, which can adapt digitally to the requirements for face or reverse printing.
  • FIG. 13 is a basic illustration, like FIG. 7, but with a turning device and limitation in the perfecting application, like FIG. 12.
  • FIG. 14 shows a sheet feeder 6 with a pre-stacking device 61 located next to it.
  • This allows the operator to load one of the sheet trays (printing material cassette) 15, which can be adjusted to its height 62, during production, which is then automatically loaded when the order changes can be positioned in the feeder by means of lateral displacement 60. It can therefore be changed quickly and only an expensive suction head 59 is required. Another advantage is that the length of the machine is not increased.
  • FIG. 15 shows an imaginary printing machine in satellite design based on FIG. 1 of US Pat. No. 5,036,763.
  • the imaginary printing machine is expanded up to 2 x 7 printing units for Hi-Fi printing. From the dimension it can be seen that this machine would already have an unrealistic scope in comparison to FIG. 2 in half format (B2) for the operation.
  • the so-called S-wrap of the stop drum system configuration 92 does not meet the requirements for a lean paper run.
  • FIG. 16 shows an equally imaginary printing press in a modular series construction.
  • an imaginary configuration like FIG. 2 with 27 colors and coating units and inline further processing, totally unrealistic dimensions would arise and thus non-economical investments of a printing press.
  • FIG. 17 shows the gripper system in the working position for the substrate transport 66, the gripper back standing above the cylinder surface and thus preventing a minimum distance between the digital printing units.
  • the transport cylinder is covered with a self-adhesive rubber blanket.
  • the properties of the elastic material allow a maximum lowering of the grippers with minimal deformation of the substrate.
  • the vacuum belt 54 shows the vacuum belt 54 with a vacuum gripper and lowerable stop 64.
  • the substrate sheet 66 is gripped / gripped by suction air 65 and sucked into the conveyor belt with a vacuum.
  • the stop can be z. B. cam rollers 38 and z. B. eccentric control 71 or z. B. curve 80 are lowered so that the imaging systems, or the digital printing units, for. B. the inkjet heads as close as possible and necessary to the surface of the substrate. Also to ensure an ideal air flow.
  • This vacuum system will have a positive effect on the air flow, which is critical in the inkjet process.
  • a set of perforated timing belts 79 can be used. Stops with angled shoulder 78 are also conceivable, which in and of itself represents a safe stop. The disadvantage of this is that the bow deforms somewhat, which however can be taken into account the next time it is handed over.
  • FIG. 21 is a basic illustration, like FIG. 8, but with a transport device with several sections, composed of a combination of several belts and / or belt systems and impression cylinders. Satellite printing machine
  • Cassette unit e.g. B. for finishing
  • Vacuum system e.g. B. vacuum drum or vacuum bar or

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Digitaldruckmaschine für den direkten berührungslosen Bogendruck mit einem in Umfangsrichtung formatfreien Digitaldruckwerk, einer dem Digitaldruckwerk nachgeschalteten Transportvorrichtung, wobei die Transportvorrichtung an seinem Umfang bogenhaltende Greifer aufweist. Zwischen den Sektionen von Bänder und/oder Riemen können Gegendruckzylinder für konventioneller Technik positioniert werden.

Description

Satellitendruckmaschine
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum direkten digitalen Druck in Singlepassverfahren von mehrfarbigen Bildern auf Bogen im Schön- und/oder Widerdruck.
Zur Zeit sind der Verpackungs- und Etikettendruck die Wachstumsmärkte. Es wird erwartet, dass sich der Verpackungsmarkt unter dem Einfluss von Osteuropa, Südostasien und China in den kommenden 5 Jahren verdoppelt, wobei zunehmend Kunststoffe, Sandwichmaterialien und metallisierte Substrate eingesetzt werden. Der weltweite Umsatz für Verpackungsdruckmaschinen beträgt rund eine Milliarde Euro (Deutsche Drucker Nr. 4 vom 06.02.03).
Gerade im Verpackungsmarkt werden die höchsten Qualitätsansprüche gestellt, sowohl im Druck als auch bei der Veredelung. Im Akzidenzbereich (Commercial) wird fast alles mit Standard Prozessfarben gedruckt, ev. wird mit einer Kundenspezifischen Pantonefarbe erweitert. Im Verpackungsdruck werden sehr viel mehr Pantonefarben eingesetzt, ausschließlich oder mehrere als Ergänzung der Prozessfarben.
Konventionelle Bogenoffsetmaschinen werden nach Formatklassen dem maximal zu druckenden Bogenformat eingeteilt. Die Variantenvielfalt wird angegeben mit:
Kleinformat 353 x 500 (B3)
Halbformat 500 x 707 (B2)
Mittelformat 707 x 1000 (Bl)
Großformat lOOOx 1414 (B0)
In konventionellen Bogendruckmaschinen nach dem Offset- oder Buchdruckverfahren werden bildtragende Platten eingesetzt, je nach Formatklasse, die bei Motiv- bzw. Auftragsänderung gewechselt werden müssen. Die Bebilderungs- bzw. Plattenzylinder sind dazu mit einem ebenso formatgebundenen Spannkanal ausgerüstet und meistens mit aufwendigen, semiautomatischen Plattenwechselsystemen.
Beim Drucken werden im Standard die vier Prozessfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz (C, M, Y, K) mit einer kundenspezifischen Sonderfarbe erweitert. Mit dem CYMK- Farbraum ist es leicht möglich, dass der Pantone-Referenzwert nicht nachgestellt werden kann. Um einen größeren Farbumfang im Mehrfarbendruck zu erreichen, werden zunehmend zusätzlich das komplementäre Rot, Grün und Blau (R.G.B.) beim 7-Farben HIFICOLOR System, bzw. die zusätzlichen Farben Orange und Grün bei 6 Farben Hexachromen Systeme, verwendet. Dies ist auch mit dem Vorteil verbunden, dass 95 % der Pantone-Farben gedruckt werden können, ohne die bis jetzt damit verbundene zeitaufwendige Reinigung der Druckwerke beim Auftragswechsel. Dies wird auch durch die zunehmende Anwendung von Bogenoffsetmaschinen mit '8 und 10 Druckwerken bestätigt, nicht nur für den beidseitigen 4-Farben Druck, sondern auch für den Rasterdruck mit zusätzlichen Farben für diesen sogenannten High-Fidility-Druck.
Die Anlage ist sehr präzise (+ 0,1 mm), dadurch dass Substratbögen in der Anlage im Stillstand mittels Seiten- und Vordermarke ausgerichtet werden.
Der Transfer der Druckbögen vom Anlegerstapel zum ersten Druckwerk, von Druckwerk zu Druckwerk und vom letzten Druckwerk zum Auslegerstapel erfolgt mit Greifertechnik, welche in dem Gegendruckzylinderkanal oder in einem Kettenwagen formatbezogen integriert sind. D.h. der Abstand vom Greifersystem zum nächstfolgenden Greifersystem ist stets gleich zum maximalen Druckformat in ümfangsrichtung.
In den Druckmaschinen werden auch zunehmend formatgebunden Flexo Lackierwerke integriert, da sich mit Hilfe einer aufgetragenen Lackschicht die Wertigkeit von Drucken, deutlich steigern lässt, z.B. für den Schutz des Bedruckstoffes und Verbesserung der Druckweiterverarbeitung oder z.B. mit Spotlackierung für optische Effekte.
Eine weitere Entwicklung stellt der Auftrag von Grundierung (mit Primer im Flexo Verfahren) vor und nach dem Druck da, z.B. um Kunststoffe bedrucken zu können mit Hybride Drucksysteme, d. h. die Kombination verschiedener Druckverfahren in einer Druckmaschine (US 6,443,058 Bl) .
Es können auch seit kurzem NIP Verfahren zur Personalisierung (DE 100 47 040 AI), Stanzaggregate (DE 101 47 486 AI) für die Weiterverarbeitung, Prägeaggregate für Haptische Effekte (Look and Feel) und Inline Finishing (EP 80 924 091 AI), z.B. für Falzen, im Kader von Prozessbündelung integriert werden. Die oben beschriebene Kombination von hochwertigen Druck-, Veredelungs- und Weiterverarbeitungsverfahren verlangt auch noch relativ aufwendige Trocknungssysteme, womit sich Maschinenlängen von bis ca. 35 Metern (Druckspiegel Nr. 5 Mai 2002 SM Type CD 102 LY-6-LYYLX bei der Fa. Thomas in Gelsenkirchen und laut COMPRESS Magazin vom 16. April 2003 einer KBA Rapida 142 Bogenoffsetmaschine im Format 102x140 mit einer Länge von 37,5 tr., sowie in Illinois (USA) aufgestellt. Diese Maschine ist mit sieben Offsetdruckwerken, einem Lackdruckwerk, Zwischentrockner, weiteren zwei Lackdruckwerken, Zwischentrockner und letztes Druckwerk ausgestattet, inklusive Wendevorrichtung) ergeben. Diese sehr aufwendigen Maschinen verlangen u. a. kostenaufwendige Automatisierung und Antriebskonzepte, mit z.B. Doppelantriebe mit Zahnradzug und Kardanwelle und auch mehreren Zwischen- und Endtrocknern (DE 199 12 309 AI) . Ohne wäre diese Technik nicht beherrschbar.
Des weiteren werden oft Bogenwendesysteme in den Bogendruckmaschinen integriert, um in einem Durchgang Vorder- und Rückseite zu bedrucken. Der Platzbedarf ist aus oben genannten Gründen sehr groß, was u. a. die gewünschte Ein-Mann-Bedienung für große Probleme stellt und neue Investitionen mit sich bringt für die Erweiterung des Betriebsgebäudes. Bei den konventionellen Maschinen werden im Kleinformat Kompaktmaschinen in Satelittenbauart eingesetzt, wobei die Anzahl der Druckwerke auf 4 beschränkt ist. Im Klein-, Halb-, Mittel- und Großformat deswegen werden sehr oft modulare Konstruktionen in Reihenbauweise eingesetzt, die für jedes Druckwerk Ihr eigenes Baukastenmodul haben.
Bei beiden konventionellen Maschinenkonzepten werden formatbezogene konventionelle Offset oder Buchdruck Plattenzylinder mit Spannkanal eingesetzt. Aus Figur 15 und 16 ist zu erkennen, dass bei diesem Konzept beim Einsatz von 2 7 Druckwerken im Halbformat-Portrait (mit 345 mm Durchmesser) es zu ergonomisch unrealistischen Dimensionen führen wird und bei Modulare- als auch Satellitenbauweise zusätzliche Module, z.B. Rollenabwicklung oder für Veredelung, Weiteverarbeitung ebenso unrealistisch ist.
Wenn dieser technische Aufwand der konventionellen Drucktechniken betrachtet wird, bei der Zukunftserwartung, dass unter Einfluss von "POD" (print an demand oder Drucken nach Bedarf) bzw. Just-in-Time Produktionsweise 90 % aller Akzidenz und ein wesentlicher Bestandteil des Verpackungsdrucks Aufträge weniger als 5000 Bogen benötigen, dann wird es klar das andere Druckmaschinenkonzeptionen erfunden werden müssen, um zukünftig noch wirtschaftlich produzieren zu können.
Bei Digitalen Druckmaschinen ist der Stand der Technik im Allgemeinen, das eine nahezu offsetähnliche Qualität bei maximaler Flexibilität erreicht wird, da jeder Bogen bei Bedarf mit einem anderen Motiv (ohne Verlust von Einrichtzeit) durchgehend bedruckt werden kann, d. h. ohne Plattenwechsel. Dieses digitale Druckverfahren ist sehr geeignet, zum Drucken von kleinen Auflagen bei kleinen Formaten (bis heute ax. A3+ Format, ca. 330 x 460 mm) .
Digitale Druckmaschinen haben meistens Papiertransport Systeme, z.B. über Transportbänder (DE 195 36 309 AI). Es werden (mit Ausnahme von WO 96/17277) keine Greifer zum Transfer des Bogens eingesetzt. Bezüglich der benötigten Präzision des Farbregisters (+ 0.01 mm) und Anlageregister
(+ 0.1 mm) sind dadurch Grenzen gesetzt. - die zu akzeptierende Toleranzen der Anlage- und Übergabepasser
(Farbregister) sind im allgemeinen ca. um den Faktor 2 bis 4 größer als bei Druckverfahren mit konventioneller Anlage- und Greifertechnik, wie z. B. den Bogenoffsetdruck. Durch diese grossen Toleranzen (imagedrift) bei dem Digitaldruck verlangt es aufwendige Systeme, um wenn überhaupt möglich, diese Toleranzen (Image Drift) bei dem Inline Finishing zu kompensieren.
Ein größerer Einsatz von Digitalen Druckmaschinen mit für den POD-Markt sehr geeignete Techniken werden dringend verlangt. Die begrenzten technischen Konzepte behindern einen weiteren Einsatz in der Graphischen Industrie (Report Pira International Ltd. 2002 ISBN 185824641) Die Begrenzung der greiferlosen Digitalen Maschinen liegt hauptsächlich in der zu begrenzenden Formatgröße, Produktionsgeschwindigkeit, Bedruckstoffflexibilität und Anlagepasser.
Der Erfindung liegt der Aufgabe zugrunde, eine neue Generation von Druckmaschinen zu entwickeln, um die neuen Marktanforderungen mit absolut höchster Qualität bei niedrigste Auflagehöhen im POD und Just in Time System zu begegnen, wobei die Vorteile jeweils der konventionellen Bogenoffsettechnik und neuen Digitaltechnik ausgenützt werden müssen, um zukünftig ein wirtschaftliches Produzieren sicher zu stellen. Die Anforderungen sind wie folgt: 1. mit 1 bis zu 7 Digitalen Druckwerken mit vorgeschalteter Reinigungsstation für Hexachrome oder Hifi-Color-Druck Singlepassverfahren;
2. mit integrierte Veredelung mit Schutzlack (100 % der Verpackungen brauchen einseitigen Schutzlack) und
. alternativ Lackveredelungen vollflächig für Akzidenzdruckwerke und/oder Spezial-Spot-Effektlack. (ca. 20 - 30 % der Aufträge bei dem Akzidenzdrucks werden lackiert) ;
3. mit Möglichkeit von Personalisierung, bzw. Drucken von variable Daten;
4. mit einer Formatklasse größer wie das Kleinformat (ca. 36 x 50 cm) , vorteilhafterweise im 50 x 70, 70 x 100 Format;
5. mit der Möglichkeit zum Bedrucken von Kunststoff und Sandwichsubstraten;
6. mit vollformatigen Duplexdruck auf Vorder- und Rückseite ohne Wendung, bei voller Produktionsgeschwindigkeit. (Bei Akzidenzdruck wird ca. 90 Duplex bedruckt und bei den Verpackungen ca. 5 bis 10 bedruckt und/oder veredelt, (z. B. Rückseitendruck mit Instruktionen, Sicherheitsmerkmalen oder Schutzlack, bzw. Coating für die Innenseite der Verpackung) ;
7. mit hochwertige Bogenanlage- und Greifer- Bogentransportsysteme für bogenoffsetähnliche Anlage und Übergabepasser mit minimaler Greiferwechsel, bzw. Greiferübergabe;
8. hochwertige Anordnung der Digitalen Druckwerke und Auslageanordnung in der sogenannten 7-Uhr Position, um eine perfekte unverzerrte Druckabwicklung zu ermöglichen (Tangenten Funktion) ;
9. hochwertige Anordnung und Antrieb der Digitalen Druckwerke für extrem hohe Registergenauigkeit und zwar sowohl auf einer Seite zum Mehrfarbendruck als auch zwischen Vorder- und Rückseitendruck.
10. geradlinige (Schlanke) Bogenführung für max. Bedruckstoffflexibilität; 11. eine Stabilität mit minimaler Betriebsschwingung für optimale Druckqualität;
12. abschmierfreie Bogenführung;
13. gute Zugänglichkeit der einzelnen Maschinenelemente;
14. mit durch Greiferübernahme registergenauen, inline Veredelung, wie z. B. Heißfolienprägen und/oder Stanzen und/oder Stapeln oder inline Falzen oder inline Buchbinden;
15. die in einer Familie von Druckmaschinen die Synergie von gemeinsamen Teilen, Baugruppen und Software für Serienproduktion voll ausnutzt für kostengünstige Produktion;
16. eine Baugröße für Ein-Mann-Bedienung, vorteilhafter Weise eine Maschinenlänge von max. ca. 7 m und einer Maschinenhöhe von max. ca. 2,75 m.
Die CH 116 828 beschreibt konventionelle Offsetdruckwerke mit Platten- und Gummituchzylinder die formatbezogen sind und somit beide mit Spannkanäle. Eine 2x 7 Farben Druckmaschine im Mittelformat ist sowohl im Satelliten, als auch in Modulare Anordnung unrealistisch groß (siehe Figur 15 und 16) . Motivwechsel bedeutet den aufwendigen Plattenwechsel und meistens Druckwerkwaschen für andere kundenspezifische Pantonefarben.
In der DE 100 47 040 AI werden ebenso nicht digitale Druckwerke offenbart, sondern Offsetdruckwerke, die zwar online digital belichtet werden jedoch mit konventionellen formatgebundenen Platten- und Gummituchzylinder mit den oben genannten Nachteilen.
Die DE 21 15 790 AI beschreibt ebenso konventionellen Offset- und/oder Hochdruckverfahren, d. h. mit formatbezogene Plattenzylinder mit Spannkanäle und den oben genannten Nachteilen.
Die DE 199 12 309 AI zeigt ein Beispiel einer überlangen (ca. 25 ) modular aufgebauten Maschine (US 6,443,058 Bl) . Ferner zeigt die DE 100 47 040 AI eine Satellitenanordnung mit nur 4 Druckwerken und einem zugeschalteten Druckwerk mit dazu notwendigen Kupplungseinrichtung. Diese Maschine benötigt für den Widerdruck nachteiligerweise einen zweiten Durchgang (ca. 90 - 95 % der Akzidenzdrucke sind Schön- und Widerdruck) . Und ist auch für 7 Farben Druck mit nachgeschalteten Veredelung ungeeignet .
In der DE 21 15 790 AI ist noch eine Bauform oder Druckmaschinenkonzept dargestellt, womit zwar ein Duplexdruck in einem Arbeitsgang möglich ist, aber es handelt sich hier um die Kombination von formatbezogenen Platten-, Bebilderungssystemen in Kombination mit konventionellen formatbezogenen Gummituchzylindern. Diese Bauform ermöglicht es nicht bis zu 2 x 7 Druckwerke zu integrieren, geschweige von weiteren Modulen für Beschichtung ohne das der Bauform aus Bedienungssicht, bzw. die der Ergonomie das Ausmaß der Handhabung übersteigt (siehe Figur 15). Dieser Faktor spielt besonders eine Rolle, da digitale Druckwerke nach dem Elektrofotografieverfahren bis dato auf Portrait Druckabwicklung (d. h. Druckausgabe einer Seite in Hochformat) basiert sind, im Gegensatz zur Landscape Druckabwicklung bei der konventionellen Bogenoffsetdruck (d.h. Ausgabe einer Druckseite im Querformat) . Außerdem muss bei formatbezogenen Bebilderungszylindern oder -trommeln aus Zugänglichkeits- gründen extra Platz reserviert werden, z.B. zum Platten- und/oder Gummituchwechsel. Daher ist das Maximum bei einer Satellitenanordnung als 4 Druckwerke zu betrachten (DE 43 03 796 AI). Die CH 116,828 zeigt auch in der Bauform formatgebundene Platten- und Gummituchzylinder zum Spannen von Bebilderungsplatten und Gummitüchern. Die formatbezogene Technik erlaubt keinen Ausbau bis zur 2 7 Druckwerken mit Reinigungssystemen, geschweige von zusätzlichen Werken für Veredelung.
Bei bekannten Satellitendruckmaschinen (WO 01/39976 AI) wurden nicht die o. g. Anforderungen des Digitaldrucks berücksichtigt hinsichtlich den nicht formatgebundenen BebilderungsZylindern. Es ist basiert auf formatgebundene Bebilderungszylinder und nützt daher nicht der möglich sehr kompakten Bauweise aus, sowie bei dieser erfinderischen Maschine möglich.
Die US 5,016,056 offenbart einen Bogentransport ohne formatgebundene Greifersystemen und geht nicht aus von den sehr präzisen Bogen-Greifertransportsystemen mit überstehenden Greiferrücken, die den Bebilderungszylinder beschädigen würden sondern von einer Vakuumleiste, die den Bogen an der Anlageseite festhält und nicht übersteht. Bezüglich Toleranz der Präzision des Anlagepassers müsste auch hier mit dem Faktor 2 bis 4 gerechnet werden, größer bei Bogenanlage- und Transportsystem, als bei Druckverfahren mit konventioneller Greifertechnik. Außerdem sind mit diesen nicht Greifersystem Grenzen gesetzt, an die Bedruckstoffflexibilität, Bogenformat und Bogenstärke des Drucksystems. Auch die Enden des Bogens werden mit Vakuum gehalten. Das hat den Nachteil, dass nur Bögen von einer festen Umfangslänge gedruckt werden können ("secures the ends of a receiving sheet") .
Die DE 195 36 359 AI zeigt einen endlosen Transport ohne Greifersysteme, wobei gleicherweise zu rechnen ist mit Anlage- und Transportpassertoleranzen, die den Faktor 2 bis 4 größer sind als bei Bogen Anlage- und Transportsysteme mit konventioneller Greifertechnik.
Die CH 116,828 erlaubt einen Duplexdruck in einem Durchgang, aber nur bei halber Produktionsgeschwindigkeit, da "mindestens nach jeder zweiten Umdrehung ein Bogen zugeführt werden kann" .
Bei bekannten Satellitendruckmaschinen mit
Greifertransportvorrichtungen gemäß der DE 43 03 796 A 1 ist die Zahl der Gummi- und Plattenzylinderpaare um einen Druckzylinder aus Gründen der Zugänglichkeit zu den Druckwerken auf vier begrenzt, so dass für Schön- und Widerdruck (Duplexdruck) eine Hintereinanderanordnung von zwei Druckwerken, bzw. Zwillingsstationen vorgesehen werden muss, die über eine Wendeeinheit zu verbinden sind, wie dies beispielsweise auch bei der US-PS-5,660, 108 und der DE-PS- 435 902 vorgesehen ist.
Bekannt sind bei Digitalen Druckmaschinen von unterschiedliche Konzepte zum Duplexprinting (Vorder- und Rückseitendruck, bzw. Schön- und Widerdruck), z. B. über Wendetasche
(US 5, 552, 875) (verbunden mit dem Risiko von Krümmung, Papierstau, Beschädigung, halber Produktivität, bei begrenzter Grammagen und nicht so präzise) , Zwillingsinstallation
(verbunden mit Inflexibilität, großer Investition und vielen Greiferübergaben) oder Systeme mit halber Breite oder halbem Umfang.
Bekannt bei Bogendruckmaschinen sind Wendesysteme (DE 298 07 663 Ul) zum Bedrucken der Bögen auf der Schön- und Widerdruckseite (Recto Verso) . Diese Systeme sind aufwendig, machen die Maschine durch ihre fixe Position unflexibel, sind kostenaufwendig und benötigen einen Weißrand (Greiferrand) an beiden Seiten der Bögen. Außerdem ist die registergenaue Bogenführung (Wendepasser) extrem schwierig, was zu Ungenauigkeiten führt. Es limitiert auch die Bedruckstoffflexibilität in der Stärke des Substrates.
Dennoch ist es denkbar, dass für Anwendungen, z. B. bei denen nur gelegentlich Duplexdruck verlangt wird ein herkömmliches Wendetrommelsystem zu integrieren, wobei dann der o. g. Nachteile in Kauf genommen werden müsste.
Die EP 819 268 Bl offenbart ein Digitales Druckwerk nach dem sogenannten Multipasssystem, wobei der Zwischenzylinder jedoch mehrfach den gleichen Druckspalt durchläuft und bei getakteter Zufuhr der Bogen in sogenannten Single Shot Methode in einem das auf dem Gummituchzylinder aufgebaute mehrfarbige Bild auf den Bedruckstoff überträgt. Die damit verbundene Produktivität ist demzufolge sehr gering. Der mehrmalige Transfer auf dem Zwischenzylinder könnte sich nachteilig auf die Registergenauigkeit auswirken, z.B. durch geringe Aufwölbungs/Geschwindigkeitsdifferenzen beim mehrmaligen Durchlaufen der Druckspalte. Der
Bebilderungszylinder ist mit einem Spannkanal ausgerüstet und ausgelegt für auswechselbare Platten, bzw. Zylindereinfräsung zum Spannen, bzw. zum Halt der Platte. Die sogenannten Photo Imaging Plate muss regelmäßig aus Verschleißgründen gewechselt werden. Diese Konstruktion bedeutet, dass sie formatgebunden ist und damit, wenn in einer Satellitenbauweise aufgenommen aus Zugänglichkeitsgründen (Wechsel von Platte und Gummituch) nicht mehr als vier Druckwerke aufnehmen könnte (DE 43 03 796 AI).
Die US 6,363,234 B2 stellt eine Satelittenbauform mit formatgebundenen Druckwerken/Printengines vor, die aus Zugänglichkeitsgründen auf max. 4 begrenzt sind. Sie verfügt über eine besondere Wendetechnik, welche jedoch nur bei halber Produktivität funktioniert.
Es gibt eine ganze Reihe von digitalen Drucktechniken, variable Daten in Farbe auf den Bedruckstoff zu bringen. Die bekanntesten Verfahren sind, InkJet, Thermotransfer, Thermosublimation, Elektrofotografie, Magnetografie, Ionografie und Direct Imaging Technologie (US 3,816,840).
In dem erfinderischen Maschinenkonzept wird die Besonderheit des berührungslosen direkten Digitaldruck, z. B. beim Inkjetverfahren innovativ ausgenützt, dass die nicht mit der Drucklänge übereinstimmen muss. Das Druckwerk kann kleiner sein als die Drucklänge erfordern würde. Diese Besonderheit erlaubt eine sehr kompakte innovative Bauart unter Einsatz von Greifer-Bogentransportsysteme für mehrfarbigen Hi-fi Druck auf Vorder- und Rückseite in Kombination mit mehrfachen Lackauftrag und mit oder ohne Inline-Weiterverarbeitung in einem Produktionsdurchgang sog. Singlepasssystem mit absolut minimale Einrichtzeiten bei optimalen ergonomischen Bedienungsverhältnissen (sehr kleinem Footprint) und kostengünstiger Fertigung und Betrieb.
Dieser berührungslose Druck hat aber auch einen besonderen Vorteil beim Bedrucken von instabilen Substraten, wenn die beim Durchlaufen von mehreren Druckwerken mit Teilfarben mit mechanische Belastung -in Kontakt- bedruckt werden kann das Substrat sich dehnen und damit Druckpasserungenauigkeiten verursachen.
Die erfindungsgemäße Satellitendruckmaschine ist mit einem Figur 1 oder zwei Figur 2 zentralen, Transportzylinder versehen, dem in Drehrichtung zwischen dem einen Zuführungszylinder oder Zufuhrrollen aufweisenden Zuführungsystem und dem Abgabesystem eine Anzahl von mindestens 1 bis zu zehn Satellitendruckwerke für den Schöndruck zugeordnet sein können und der mit weiteren 1 bis zu 10 Satellitendruckwerken für den Widerdruck zusammenwirken können. Ein derartiger Maschinenaufbau ermöglicht einen ein- oder mehrfarbigen Schöndruck und/oder Widerdruck auf bogenförmigem Druckmaterial, das ohne zusätzliche Wendetechnik in einem Durchlauf bedruckt werden kann.
In vorteilhaften Ausführungen kann die Druckmaschine durch radialer Verstellung der Zufuhr-, Druck-, Zwischen- und Abgabezylinder an variable Dicken der Bedruckstoffe angepasst werden (Pfeil Y) .
Der kompakte Aufbau der Satellitendruckmaschine ermöglicht einen Druckvorgang unter gleichmäßigen Durchlaufbedingungen für das Druckmaterial, das nach passgenauem Einlauf mit Ausrichten im Stillstand mittels bekannten Seiten- und Vordermarke, die Zwischenzylinder registergerecht passiert. Daher kann die erfindungsgemäße Satellitendruckmaschine beim Bogendruck hohe Taktzahlen und volle Druckgeschwindigkeit realisieren, wobei auch hohe Druckqualität und niedrige Einrichtezeit erreicht werden. Mit diesem System ist eine vollformatige Bedruckung sowohl der Schön- als auch der Widerdruckweite des Druckbogens möglich, wobei lediglich nur ein für den Greiferschluss erforderlicher Randstreifen notwendig ist, der von der Druckfläche des Platten- zylinderumfanges nicht erfasst werden kann. Damit wird der Papierverlust wesentlich gesenkt. Die Satellitendruckmaschine ist dadurch auch für schwierig handhabbares Druckmaterial wie beispielsweise Kartonagen, Kunststoffe, mehrlagige Verpackungen o. dgl. Einsetzbar. Dieser Vorgang wird ohne Wendung der Bögen ausgeführt, wodurch auch genauere Register (Passer) Toleranzen erreicht werden.
In vorteilhafter Ausführung ist die Anordnung der Zylinder oder Kettenübergabe in der sog. 7-Uhr Stellung, so dass die Übernahme erst erfolgt, nach dem das volle Bogenformat bedruckt ist, um die sog. Tangentenfunktion bei der Umschlingung, d. h. Beschleunigung und die damit verbundene Druckverzerrung zu vermeiden. Die 7-Uhr Anordnung ist zu handhaben, trotz der von de Ergonomie vorgegebenen kompakten Abmessung der Maschine und von der max. Bedruckstoffstärke vorgegebenen "schlanken" Bogenführung.
Wesentlich ist, die Satellitendruckmaschine in seiner Konzeption so auszulegen, dass sie sich für die einfache Kombination einer verfahrbaren Inline
Weiterverarbeitungsstation eignet. Vorteilhafter Weise werden Servomotoren auf diese Weise mit konventionellen Zahnradantrieb kombiniert, wodurch die Verfahrbarkeit der Finishingaggregate gegeben ist. Vorteilhaft bei dieser Prozessbündelung ist, dass die Genauigkeit der Endprodukte erhöht wird und zusätzliche Verarbeitungseinrichtungen eingespart werden können. Bekannt sind Digitaldruckmaschinen, die ihren- flexiblen Einsatz durch den Ausbau der Maschinenkonfiguration mit mehreren Papieranlegern und Auslagefächern (Sheet-Trays) optimalisieren, die jedoch relativ viel Platz (großen Footprint) durch ihre horizontale Anordnung einnehmen und mehrere Anleger und Auslagen verlangen.
Neu und wesentlich einfacher und kompakter ist eine Maschinenkonzeption mit einer vertikalen Anordnung der sogenannte Sheettrays für nur einen einzigen Anleger und für nur eine einzige Auslage bei einer möglichst kleinen Bodenfläche (Footprint) der Maschine.
In einer weiteren erfinderischen Ausführung gemäß Figur 17, 18 ist die Greifertransportvorrichtung in der Transportvorrichtung absenkbar (theoretisch bis max. Unterhalb der Zyinderoberfläche) in dem Moment, in dem gedruckt wird. Dadurch lassen sich die digitalen Druckwerke auf minimalen Abstand zum Bedruckstoff stellen. Bei konventionellen Druckverfahren werden die Greifer nicht abgesenkt .
Die demonstrativ überzogene Absenkung in Figur 18 zeigt die Deformation des Substrates. Ein weiteres erfinderisches Detail zeigt Figur 19, wobei der Zylinder mit einem elastischen Material überzogen ist, z. B. mit selbstklebenden Gummituch, um die nötige Absenkung zu erlauben, bei minimaler Deformation des Substrates. Normalerweise werden Inkjetköpfe ca. 0,8 bis 1 mm vom Substrat eingestellt. Mit einem Greiferrücken von 2 bis 3 mm sollte diese elastische Schicht eine Absenkung von 1 bis 2,2 mm bei minimaler Deformation des Bedruckstoffs erlauben. Die Deformation erfolgt sowieso in der nicht druckenden Zone, im sog. Greiferweissrand, so dass kein zusätzlicher Abfall entsteht. Denkbar ist es, dass zusätzlich zur kompressibelen Wirkung der elastischen Schicht federnde Elemente eingesetzt werden. Alternativ zum Transportzylinder ist ein innovatives Vakuumtransportband, vorgesehen mit sog. Vakuumgreifer mit absenkbare Bogenanschläge. Der Anschlag könnte, z. B. über herkömmliche Kurven gesteuert werden, so dass die Anschläge sich während des Druckvorgangs in das Transportband versenken. Zu diesem Zeitpunkt wird der Bogen vom Vakuum der Vakuumleiste unterhalb des perforierten Transportbandes festgehalten, damit keine Bogenverschiebungen auftreten. Denkbar ist, dass die Anschläge sich mit einer Kipp- und/oder Drehbewegung versenken.
Die benötigte Präzision der linearen Bewegung der Transportvorrichtung liegt bei + 0,05 mm. Diese Präzision ist mit Tranportzylindern zu erreichen, jedoch nicht mit dem heute üblichen Tranportbändern oder (Zahn) Riemen. Denkbar ist das die Transportvorrichtung so aufbaut, dass das Transportband und/oder der (Zahn) Riemen im genauen Takt zur Maschine einsetzt. Treibt man jetzt das Band und/oder Riemen an, könnte man die Wegkorrektur durch einen AC-Servomotor ausgleichen, d. h. die Fehler, die das Band und/oder Riemen noch hat, wird durch den Motor ausgeglichen. Der Motor läuft nicht linear sondern nach einer geringen Korrektur urve, die das Band und/oder Riemen mit Substrat in der Vorwärtsbewegung korrigiert.
Die Haltekraft auf das Band und/oder Riemen kann man sicher gestalten, z. B. verwendet man bei Bogenwendesystemen auch Saugluft zum halten. Das ist eine Sache der Auslegung.
Vorteilhaft ist es die Transportvorrichtung in mehrere Sektionen zu trennen, da unterschiedliche Ansprüche gestellt werden, z. B. beim Drucken und Trocknen. Beim Trocknen entsteht Strahlung und Wärme und beim Digitalen Druck wird höchste Präzision beim linearen Transport verlangt.
Vorteilhafter Weise wird nur im Digitalen Druckwerksbereich (das nur zum berührungslosen Druck, z. B. InkJet verwendet wird) ein gesondertes Band und/oder Riemen mit den o. g. sehr präzisen Antrieb mit automatische Korrektur eingesetzt.
Für UV-Trocknung, z. B. sind spezielle Bänder bekannt, die für die hohe Strahlungsbelastung geeignet sind und auch noch genügend Vakuumaufbau ermöglichen. Diese Bänder sind jedoch nicht präzise genug für den Digitalen Druck geeignet.
Die Anlage und Auslagetrommel sind für einen optimalen Bogentransfer so hoch wie möglich zum Transportband positioniert. Das Transportband verfügt über mechanische Greifer und/oder Sauger (sowie in den konventionellen Wendetrommeln vorhanden) . Die Übergabe von mechanische Greifer und Vakuumgreifer erfordert Unterstützung mit Sauger, sowie dies Stand der Technik ist, bei Bogenwendesystem 56, 57, 58 Figur 9.
Die Bogenübergabe mit einer Schwinganlage 7 eignet sich nicht so gut wie ein Einschub- oder Vorschubanlagesystem 81, das den Substratbogen direkt auf das Vakuumband 54 führt. Bei der Schwinganlage werden Greifer eingesetzt, die Platz benötigen, in der Übergabetrommmel 75, bzw. in dem Vakuumband, bzw. Vakuumtrommel mit Saugluft. In vorteilhafter Ausführung mit Einschubanlage Figur 8 werden keine Greifer eingesetzt. Der Bogen wird gegen die versenkbaren Anschläge gefahren und liegen in dem Umfang sehr genau ± 0,05 mm und auch seitlich ca. ± 0,1 mm. Wenn der Anschlag nur 0,5 mm hoch ist, lässt sich ein Substratbogen von 0,3 - 0,4 mm Dicke anlegen. Dazu wird ein bekanntes Decksystem zwischen den Anschlägen eingesetzt (nicht dargestellt) .
Dort wo auch konventionelle Druckwerke, z. b. zum Beschichten im Flexo-Hochdruckverfahren eingesetzt werden, können formatbezogene Stützwalzen angeordnet werden, um das Transportband zu stabilisieren und/oder als eine Art von indirekte Gegendruckwalze zu fungieren (unterhalb des Transportbands) . Diese Stützwalzen weisen die Greiferaufnehmenden Aussparungen auf.
Denkbar ist es ebenso das konventionelle Transportbänder oder mehrere Zahnriemen nebeneinander angewendet werden. Stand der Technik sind mechanische Greifer. Die Ausführung ist jedoch weniger geeignet, da die Digitaldruckwerke dann minimal das Mass der überstehenden Greiferrücken zum Bedruckstoff einhalten müssen. Dann wären pro Druckwerk formatbezogene Stützwalzen nötig, was zur Verlängerung des Transportbandes führen würde, was zu Instabilität und nachteiligerweise zusätzlichen Platzbedarf bedeutet.
In der Patentanmeldung US 2002/00980017 ist zu erkennen, dass für Schön- und Widerdruck Digitaldruckwerke eingesetzt werden, die nicht baugleich sind. Eine weitere erfinderische Ausführung ist die Baugleichheit auch bei Schön- und Widerdruck der Bebilderungskassetten, dadurch dass sie bzw. die Maschine konstruktiv vorbereitet ist hinsichtlich, z. B. Antrieb, Schlauchanschluss, usw., für die Montage, sowohl von der Antriebs- als auch von der Bedienungsseite, dadurch kann eine einheitliche Bauform auch für Schön- und Widerdruck funktionieren.
Bei der Satellitendruckmaschine können Druckwerke für Schön- und Widerdruck mit oder ohne eine Oberflächentrocknung aufeinanderfolgend angeordnet. Weiterhin ist pro (Prozess) Farbe eine komplette Druckeinheit installiert und somit werden die Farbauszüge im sogenannten SINGLE PASS SYSTEM in Schön- und Widerdruck bedruckt. Beim Einlauf und/oder Auslauf der Transportvorrichtung können jeweils vor und/oder nach dem digitalen Druck mehrere Varianten und Ausbaustufen, z.B. in Kassetteneinheiten integriert werden, z.B. für die Konditionierung, die Beschichtung, den Lack Auftrag, einen Sonderdruck, die Trocknung und eine Nachbefeuchtung. Für einen optimalen Bedienungskomfort sind die Druck- und Konditioniersysteme in Kassetteneinschübe angeordnet. Damit ist eine optimale Zugänglichkeit bei der Arbeitsposition innerhalb des Maschinengestells und bei Servicestellung an Bedienungsseite und/oder Antriebsseite außerhalb des Maschinengestells gegeben. Im Papierstapel können ein einziger Anleger und eine einzige Auslage verschiedene Bedruckstoffe mittels Papierkassette sogenannten Sheettrays leicht und non-stop gewechselt werden.
Eine besonders vorteilhafte Wirkung dieser innovativen Druckmaschine und dieses Verfahrens ist der besonders geringe Stromverbrauch, geschätzt nur ca. 20 % von dem Verbrauch von ca. 300 KW/St. einer der konventionellen Druckmaschinen mit Antriebe für 35 mtr. Länge, Zwischen- und Endtrocknern und Temperiersystemen für die Druckwerke.
Ein weiterer Aspekt ist die Integration eines Koronabehandlungssystem in die Maschine, damit Kunststoffe und/der metallisierte und/oder Sandwichmaterialien ohne Vorbehandlung eingesetzt werden können.
An dem Ausleger ist außerdem ein Trockner 11 vorgesehen. Zwischen beiden Gegendruckzylinder können weitere, nicht dargestellte Übergabetrommeln eingefügt werden. Zwischen beiden Gegendruckzylindern, könnte z.B. für eine Zwischenkühlung eine nicht dargestellte Kettenübergabe eingefügt werden.
Die vorgestellt Anordnung mit 6 oder 7 Digitalen Druckwerken mit 1 oder 2 Druckwerke für Beschichtungen ist als Basisausführung dieser Kompaktbauweise zu betrachten. Sollten weitere Druckwerke notwendig sein, können auch Einzelständer mit konventionellen und/oder Digitaldruck vor oder auch diesem Mehrfarbengestell plaziert werden. Eine mögliche Inline Finishing (Fertigung) kann auch die Komplettherstellung von Endprodukten, die z. B. gestanzt, gelocht, perforiert, gefalzt und geschnitten werden, normalisieren . Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Digitaldruckmaschine gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist .
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Satellitendruckmaschine veranschauliche .
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen
Satellitendruckmaschine mit zwei zentralen Transportzylindern und mit über den Umfang verteilt angeordnete Satellitendruckwerke für den Schön- und Widerdruck mit einem Anleger und einer Auslage vorgesehen für die Kassetten für Bedruckstoff sgn. Sheettrays;
Fig. 2 eine Seitenansicht (Dito wie Fig. 1) mit vergrößerten oberen Transportzylinder mit zugeordneter Pre-Press und nachgeordnete Finishing Kassette und Inline Weiterverarbeitungssystem;
Fig. 3 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung eines der Kassettensystemen für Finishing;
Fig. 4 eine Darstellung eines der Kassettensysteme für Bebilderung in verschiedenen Arbeitsstellungen;
Fig. 5 und Figur 6 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Satellitendruckmaschine mit einem Antriebskonzept im Bereich der Bogenauslage; Fig. 7 eine Seitenansicht prinzipiell wie Fig. 1, jedoch mit nur einem Transportzylinder;
Fig. 8 eine Seitenansicht prinzipiell wie Fig. 7, jedoch mit Transportband statt Transportzylinder, und alternativ Einschubanlage;
Fig. 9 eine Seitenansicht prinzipiell wie Fig. 7, jedoch in ZwillingsaufStellung;
Fig. 10 eine Seitenansicht prinzipiell wie Fig. 8, jedoch in ZwillingsaufStellung;
Fig. 11 eine Seitenansicht prinzipiell wie Fig. 10, jedoch mit Wendevorrichtung;
Fig. 12 eine Seitenansicht prinzipiell wie Fig. 7, jedoch mit Wendevorrichtung;
Fig. 13 eine Seitenansicht prinzipiell wie Fig. 8, jedoch mit Wendevorrichtung;
Fig. 14 eine Seitenansicht der Vorstapelanlage;
Fig. 15 eine imaginäre doppelte Satellitendruckmaschine;
Fig. 16 eine imaginäre modulare Druckmaschine in Reihenbauweise;
Fig. 17 ein Greifersystem;
Fig. 18 ein Greifersystem in versenkter Position;
Fig. 19 ein Greifersystem mit Transportzylinder mit elastischem Material überzogen;
Fig. 20 ein Vakuumband mit Vakuumgreifer; und Fig. 21 eine Transportvorrichtung in mehrere Sektionen;
In Figur 1 ist eine mit 1 bezeichnete Satellitendruckmaschine dargestellt, die zwei Transportzylinder 2a und 2b aufweist, mit einem Reinigungssystem R und sechs Satellitendruckwerke S für den mehrfarbigen Schöndruck. Dargestellt ist auch eine nachgeschaltete Finishingkassetteneinheit 13.
Die Prinzipdarstellung der Satellitendruckmaschine 1 gemäß Fig. 1 zeigt deren vorzugsweise Anwendung für Bogen als im Bereich des Zuführungszylinders 3 erfassbares Druckmaterial, wobei der Transportzylinder 2 und das Abgabesystem 5 mit Greifsysteme 12 ausgebildet sind. Dem Zuführzylinder 3 ist außerdem ein Ausrichtetisch 7 vorgeordnet, der in Querrichtung, in der Höhe, in Zuführrichtung und/oder in einer Schrägrichtung zur Zuführrichtung verstellbar ist. Ebenso ist denkbar, dass auf dem Ausrichtetisch 7 nicht näher dargestellte Stellmittel vorgesehen sind, mit denen die vorbeschriebenen Änderungen der Zuführrichtung des Druckmaterials ausführbar sind. Diese Verstellungen können auch während des Betriebes der Satellitendruckmaschine 1 vorgenommen werden. Der Ausrichtetisch ist mit Vakuumtransportbändern versehen, in deren Bereich am Tisch jeweilige formatabhängige Abschottungen so angeordnet sind, dass Energieverluste vermieden sind (nicht dargestellt) .
Das Konzept der Maschine 1 ist so ausgeführt, dass die Zufuhrzylinder 3, Transportzylinder 2a und 2b, Bebilderungssysteme 40 (samt Farbezufuhreinheit 41) und Abgabezylinder 5 mittels exzentrischen Büchsen radial verstellbar (Pfeil Y) sind zur Anpassung während der Produktion an variabel dicken Bedruckstoffen. Ebenso sind lineare Verstellungen denkbar.
In Figur 2 dito wie Figur 1, jedoch mit vergrößerten oberen Transportzylinder 2a, damit zusätzlich eine Kassetteneinheit für Pre-Print Systeme 9, z. B. für Konditionierung, angeordnet werden kann. Nach dem Druck ist eine Kassette 13, z. B. für Finishing (z. B. Lackauftrag) angeordnet.
Dargestellt ist auch die Station für Inline
Weiterverarbeitungseinheit 46 die verfahrbar angedeutet ist mit Pfeil G.
In einer zur Bedienung der Maschine 1 vorteilhaften Ausführung sind das Zuführungssystem 3 und das Abgabesystem 5 mit im wesentlichen gleichem Höhenabstand über einer Stützebene angeordnet, so dass eine annähernd horizontale Bedienebene definiert ist. Im Bereich des Abgabesystems 5 können somit für eine nachgeschaltete Weiterbearbeitung Zusatzstation 46 für Inline Finishing, bzw. Weiterverarbeitung vorgesehen werden, so dass das Druckmaterial in einer Förderlinie zur Lackierung, Trocknung, Prägung, Stanzen, und dgl . weitergeleitet wird. Mit diesen Höhenabständen ist eine einfache Be- und Entladung der Maschine 1 vom Boden aus möglich. Dargestellt sind die mehrfachen Möglichkeiten zur Auslage von Zwischenprodukte 48 oder Endprodukten 47 mit in vorteilhafter Weise automatische Stapelbildung 53 in Kombination mit mehrfache Entsorgungsmöglichkeiten für den Abfall (nach oben 45, nach unten 51 und ins Innere 50) .
In Fig. 3 ist verdeutlicht die Abstützung einer der Kassetteneinheiten z. B. für Finishing 13 im Bereich des Maschinengestells. Die Kassetteneinheit ist dabei auf Schienen 35 und 37 jeweiliger Seitenständer des Maschinengestells 33 abgestützt. Auf diesen Schienen kann die Kassetteneinheit 13 parallel verschoben werden. Ebenso ist denkbar, dass die Satellitendruckwerke S jeweils gemeinsam mit diesen Schienen verschoben werden. In der dargestellten Ausführungsform sind als Führungen beispielsweise ein Linearkugellager 34 bzw. Kurvenrollen 38 für die jeweiligen Schienen vorgesehen. Die Schiene 35 weist eine untergesetzte Traverse auf. Für eine positionsgenaue Verschiebung der Bebilderungseinheiten 40 und 41 sind die beiden Schienen über eine Tragstrebe 36 verbunden, so dass die neben das Maschinengestell verlagerbar und entgegengesetzt in die Arbeitsstellung rückführbar sind ohne jegliche Verzerrung.
In Figur 4 weisen die Kassetteneinheiten z. B. für Bebilderung 39 ein Bebilderungssystem 40 und eine Farbsubstratzufuhreinheit 41 auf. Die Bebilderungseinheiten in den Kassetteneinheiten 39 können nach einem Abheben Y ihrer jeweils in Druckstellung am Transportzylinder 2 in eine Servicestellung verschoben werden, ohne das ein Kippen der Kassetteneinheit erforderlich ist. Dies erhöht die Lagestabilität der Kassetteneinheiten.
Die Einzeldarstellung (Figur 4) einer der Kassetteneinheiten für Bebilderung 39 verdeutlicht auch deren Position in einem allgemein mit 33 bezeichneten Maschinengestell, wobei die Kassetteneinheit 39 im mittleren Bereich, d.h. Arbeitsposition 42 veranschaulicht ist und die rechte Bildseite verdeutlicht, dass die Kassetteneinheit parallel zur Drehachse des Zwischenzylinders 2 in eine seitliche Servicestellung zur Bedienungsseite 43 neben das Maschinengestell verschoben werden kann (Pfeil K) . Ebenso ist es abgebildet in einer Servicestellung zur Antriebsseite 44.
Mit diesem erfindungsgemäßen Konzept der
Satellitendruckmaschine 1 ist erreichbar, dass bis zu zehn Satellitendruckwerke für den Schöndruck S und bis zu zehn Satellitendruckwerke für den Widerdruck W zugeordnet werden können, die bei gedrängter Bauweise unmittelbar benachbart sein können. Die Satellitendruckmaschine ist insbesondere für eine vollformatige und beidseitige Bedruckung von Bogen vorgesehen, wobei die Greifersysteme 12 einen minimalen Streifen am Bogen für den Zugriff erfordert und so die Papierverluste vorteilhaft verringert sind. In Fig. 5 und 6 ist in einer Prinzipdarstellung ein Antriebskonzept im Bereich der Druckmaschine 1, des Auslagesystems 14 und der Stanzvorrichtung 27 dargestellt. Dabei sind zwei Antriebsmotoren 18 und 19 zur Sicherung eines synchronen Antriebes jeweils mit einer berührungslosen Zahnradverbindung 22 versehen, wobei die Verzahnungen mit einem auch während der Antriebsphase konstanten Abstand 23 berührungslos ineinander greifen. Die Zähne gelangen nur dann zur Anlage, wenn ein Steuerungsfehler, beispielsweise im Bereich der Software, zu einer ungewollten Überbelastung des Systems führen könnte und ein sofortiges Abschalten des Antriebsmomentes erforderlich wird. Mit dieser Zahnradverbindung 23 ist die Sicherung des Systems gegen Vibrationen und Zerstörungen, insbesondere der Greifersysteme mit geringen Aufwand erreicht. Mit der spielfreien Zahnradverbindung 24 ist die synchrone Abwicklung der Patrizstanzzylinder 26 und Matrizstanzzylinder 25 vorgegeben.
In Figur 7 ist eine Prinzipdarstellung, wie Figur 1, jedoch nur für einseitigen (Simplexdruck) .
In Figur 8 ist eine mit 1 bezeichnete digitale Bogendruckmaschine dargestellt, die ein Transportband 54 aufweist, mit einem Reinigungssystem R und sechs Satellitendruckwerke S für den mehrfarbigen Schöndruck.
Dargestellt ist auch vor- und nachgeschaltete Flexo- Hochdruckkassetteneinheit 32 mit zwei Zwischentrockner 11 und zwei Endtrockner 11 dargestellt.
Die Prinzipdarstellung der Satellitendruckmaschine 1 gemäss Fig. 8 zeigt deren Anwendung für Bogen als im Bereich des Zuführungszylinders 3 erfassbares Druckmaterial, wobei der Zufuhrzylinder 3 mit Schwinggreifer 8 (alternativ der Einschubanleger 81 mit Transportrollen 82), Transportband 54 und das Abgabesystem 5 mit Greifersysteme 12 und/oder Sauger 59 ausgebildet sind. Dem Zuführzylinder 3 (alternativ der Einschubanleger 81) ist außerdem ein Ausrichtetisch 7 vorgeordnet, sowie in Figur 1 abgebildet und beschrieben ist.
Der Einschub- oder Vorschubanleger 81 unterscheidet sich von der Anlage mit Zufuhrzylinder 3 mit Schwinggreifer 7 dadurch, dass der Substratbogen über Seitenmarke 83 und Vorschubrollen 83 präzise und direkt gegen den Anschlag 64 angelegt wird. Es werden dazu keine Greifer eingesetzt und dementsprechend sind keine Greiferöffnungen in der Übernahmetrommel 75 notwendig.
Der Bogen wird durch die Übergabetrommel 75 mit integrierten Vakuumsystem 73 und Vakuumgreifer übernommen und mit dem Vakuumsystem vollflächig fixiert. Das erste Flexo-Druckwerk wird eingesetzt, z. B. zum Beschichten mit Weißlack für Kunststoffe, um dem folgend mit dem Zwischentrockner 11 getrocknet zu werden. Nachfolgend sind beispielsweise 6 Inkjetköpfe aufgenommen, die das Substrat berührungslos bedrucken und mit dem zweiten, z. B. UV-Trockner, getrocknet zu werden. Anschließend wird mit einem zweiten Flexowerk,' z. B. ein Schutzlack aufgetragen, um mit dem doppelten Endtrockner getrocknet zu werden. Die Übernahme der Bogen erfolgt erst nach dem der ganze Bogen gedruckt ist, um Verzerrungen des Druckbildes durch die Greiferübernahme zu vermeiden, das ist die sog. 7-Uhr-Position. Auf dem unteren Umlauf ist noch ein Reinigungssystem integriert. Die abgebildeten Stützwalzen dienen als indirekter Gegendruckzylinder für die Flexo-Hochdruckwerke, die bekanntlich in Kontakt sind und mit Druck arbeiten. Diese Stützwalzen sind formatbezogen und weisen einen Spannkanal auf. Die Vakuumgreifersysteme werden begrenzt einsetzbar sein, z. B. nur für dünnere Substrate, sowie z. B. Dokumente im Bürobereich bis ca. max. 250 Gramm pro m2. Nicht dargestellt sind die Aniloxwalzen 30 und Kammerrakel 31, sowie sie gezeichnet und beschrieben sind in Figur 3. Denkbar ist es, dass der Vakuumkasten im Bereich des Druckbereichs leicht nach oben gewölbt ist (mit einer Krümmung) für optimales Anlegen der Substratbogen (nicht dargestellt) . In Fig. 9 ist eine Prinzipdarstellung, wie Figur 7, in einer ZwillingsaufStellung mit zwischengeschalteter Bogenwendevorrichtung, mit Wendetransfertrommel 56, 58 und Wendespeichertrommel 57. Die Trommel 56 ist mit unterschiedlicher Geschwindigkeit zu betreiben.
Fig. 10 ist eine Prinzipdarstellung, wie Figur 8, jedoch mit konventionellem Transportband und formatbezogener Unterstützwalze pro Druckwerk und nachgeschalteten zweiten Druckwerk für den Widerdruck. Die Vakuumtransportbänder von Figur 8 könnten hier vorteilhaft funktionieren.
Fig. 11 ist eine Prinzipdarstellung, wie Figur 10, jedoch in Zwillingsanordnung mit bekannten Wendevorrichtungen 56, 57, 58 aus Figur 9. Diese Wendevorrichtung kann auch bei der Position S/W von Figur 8 integriert werden. Denkbar ist es, dass die Anordnung für den Transport horizontal oder in einer Ypsilon-Anordnung positioniert werden kann.
Fig. 12 ist eine Prinzipdarstellung, wie Figur 10, jedoch mit Wendevorrichtung 56, 57, 58 aus Figur 9. Bei dieser Ausführung ist die Produktionsgeschwindigkeit bei Schön- und Widerdruck nur 50 %, jedoch die Investition ist dadurch begrenzt, dass nur ein Satz Druckwerke benötigt wird, die sich digital auf die Ansprüche für Schön- oder Widerdruck einstellen können.
Fig. 13 ist eine Prinzipdarstellung, wie Figur 7, jedoch mit Wendevorrichtung und Begrenzung bei der Schön- und Widerdruck-Anwendung, wie Figur 12.
In Fig. 14 ist ein Bogenanleger 6 dargestellt mit daneben sich befindender Vorstapeleinrichtung 61 . Dies erlaubt dem Bedienungsmann während der Produktion einen der Sheettrays (Bedruckstoffkassette) 15, die auf seine Höhe 62 einstellbar ist, zu beladen, die dann bei Auftragswechsel automatisch mittels seitliche Verschiebung 60 in dem Anleger positioniert werden kann. Somit kann schnell gewechselt werden und es wird nur ein teurer Saugkopf 59 benötigt. Ein weiterer Vorteil ist das die Länge der Maschine nicht vergrößert wird.
In Fig. 15 wird eine imaginäre Druckmaschine in Satellitenbauweise dargestellt auf Basis der Figur 1 der US 5,036,763. Die imaginäre Druckmaschine ist erweitert bis zu 2 x 7 Druckwerke für Hi-Fi Druck. Aus der Dimension ist zu erkennen, dass diese Maschine bereits im Halbformat (B2) für die Bedienung unrealistischen Umfang im Vergleich zur Figur 2 bekäme. Außerdem entspricht die sogenannte S-Umschlingung der Stoptrommelanlagenkonfiguration 92 nicht den Voraussetzungen eines schlanken Papierlaufs.
In Fig. 16 wird eine ebenso imaginäre Druckmaschine in modularer Reihenbauweise dargestellt. In einer imaginären Konfiguration wie Figur 2 mit 2 7 Farben und Lackwerke und Inline-Weiterverarbeitung entstünden total unrealistische Dimensionen und damit nicht wirtschaftliche Investitionen einer Druckmaschine.
In Fig. 17, 18 und 19 ist ein Ausschnitt mit Senk- Greifersysteme abgebildet. Dargestellt sind Greiferwelle mit Senkgreifer 67, Greiferrücken 68, Greiferauflage 69, Bedruckstoff 66, Zylinderkörper 70 und Exzentersteuerung 71. Die Greifer senken nur geringfügig ab, nur während des Druckvorgangs .
In Fig. 17 ist das Greifersystem in Arbeitsposition zum Substrattransport 66 dargestellt, wobei der Greiferrücken über der Zylinderfläche steht und damit einen minimalen Abstand der Digitalen Druckwerke verhindert.
In Fig. 18 ist das Senkgreifersystem für bessere Anschaulichkeit in einer übertriebenen versenkten Position zum passieren der Digitalen Druckwerke dargestellt. Die Greiferrücken 61 sind jetzt unterhalb der Abwicklungsfläche, wodurch die Digitalen Druckwerke auf minimalen Abstand zum Bedruckstoff eingestellt werden können. Die Absenkung ist demonstrativ überzogen, um die theoretische Deformation des Bedruckstoffs zu zeigen.
In Fig. 19 ist der Transportzylinder mit einem selbstklebenden Gummituch überzogen. Die Eigenschaften des elastischen Materials erlauben eine maximale Absenkung der Greifer bei minimaler Deformation des Bedruckstoffs.
Fig. 20 zeigt das Vakuumband 54 mit Vakuumgreifer und absenkbaren Anschlag 64. Nachdem das Substrat 66 zum Anschlag ausgerichtet ist, wird der Substratbogen 66 von Saugluft 65 gegriffen/erfasst und mit Vakuum feste zum Transportband angesaugt. In dem Moment das der ganze Bogen vom Vakuum fixiert ist, kann der Anschlag mit Hilfe von z. B. Kurvenrollen 38 und z. B. Exzentersteuerung 71 oder z. B. Kurve 80 abgesenkt werden, damit die Bebilderungssysteme, bzw. die Digitaldruckwerke, z. B. die Inkjetköpfe so nahe wie möglich und nötig zur Oberfläche des Substrates angestellt werden. Auch um eine ideale Luftströmung zu gewährleisten. Dieses Vakuumsystem wird sich positiv auf die Luftströmung, die beim Inkjetverfahren kritisch ist, auswirken. Anstatt von einem perforierten Vakuumtransportband, könnten auch z. B. ein Satz von perforierten Zahnriemen 79 eingesetzt werden. Denkbar sind auch Anschläge mit Schrägeransatz 78, was an und für sich einen sicheren Anschlag darstellt. Der Nachteil dabei ist, dass der Bogen sich etwas deformiert, womit jedoch bei der nächsten Übergabe Rechnung getragen werden kann.
Fig. 21 ist eine Prinzipdarstellung, wie Figur 8, jedoch mit einer Transportvorrichtung mit mehreren Sektionen, zusammengestellt aus einer Kombination von mehreren Bändern und/oder Riemensysteme und Gegendruckzylinder. Satellitendruckmaschine
Transportzylinder
Zufuhrzylinder
Blasleiste
Abgabezylinder
Bogenanleger
Ausrichttisch
Schwinggreifer
Kassetteneinheit für Pre-Print
Kassettenführung
Trockner
GreiferSystem
Kassetteneinheit, z. B. für Finishing
Bogenauslage
Bedruckstoffkassette
Mantelfläche zur Erwärmung
Kassettengestell
Antrieb Druckmaschine
Servoantrieb Finishing Station
Auslagekette
Kettenrad Auslage
Berührungslose Zahnradverbindung
Ohne Zahnradverbindung
Mit spielfreier Zahnradverbindung
Matrizzylinder
Patrizzylinder
Stanz- und Rillvorrichtung
Präge- und Folienvorrichtung
Seitenstanderkassette
Aniloxwalze
Kammerrakel
Lackauftragswalze
Seitenständer Maschinengestell
Offenes Linearkugellager
Tragschiene mit Traverse 36. Tragstrebe
37. Tragschiene
38. Kurvenrolle
39. Kassetteneinheit zur Bebilderung
40. Bebilderungssystem
41. Farbsubstratzufuhreinheit
42. Kassette in Arbeitsposition
43. Kassette in Servicestellung Bedienseite
44. Kassette in Servicestellung Antriebsseite
45. Absaughaube
46. Inline Weiterverarbeitungsstation
47. Auslage Zuschnitte
48. Auslage angestanzte und/oder veredelte Bogen
49. Entsorgung nach oben
50. Entsorgung nach Zylinderinnere
51. Entsorgung nach unten
52. Spannkanal
53. Non-stop Stapelauslage
54. Transportband
55. Stützungswalzen
56. Wendetransferzylinder mit variablere Geschwindigkeit
57. Wendespeichertrommel
58. Wendetransfertrommel
59. Saugkopf
60. Seitliche Verschiebung
61. Vorstapeleinrichtung
62. Einstellhöhe
63. Stoptrommelanlage
64. Vakuumgreifer mit Senkanlage
65. Saugluftöffnung
66. Bedruckstoff
67. Greifer auf Welle
68. Greiferrücken
69. Greiferauflage
70. Zylinderkörper
71. Exzentersteuerung
72. elastisches Material 73 . Vakuumsystem, z. B. Vakuumtrommel oder Vakuumleiste oder
Vakuumkammer
74 7-Uhr-Position 75 Übergabetrommel 76 Aussparung im Transportband 77 Bolzen 78 Schräganschlag 79 Zahnriemen 80 Kurve 81 Vorschub-/Einschub-Anleger 82 Vorschubrollen 83 Seitenmarke

Claims

Patentansprüche
1. Digitaldruckmaschine für den direkten berührungslosen Bogendruck mit einem in Umfangsrichtung formatfreien Digitaldruckwerk, einer dem Digitaldruckwerk nachgeschalteten Transportvorrichtung, wobei die Transportvorrichtung an seinem Umfang Bogen haltende Greifer aufweist.
2. Digitaldruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass pro Teilfarbe eine komplette Satellitendruckeinheit installiert ist und somit mindestens vier Teilfarben in einem Maschinendurchlauf im sogenannten SINGLE PASS SYSTEM in Schön- und/oder Widerdruck bedruckt werden.
3. Digitaldruckmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Digitaldruckwerke satellitenartig um die Transportvorrichtung angeordnet sind.
4. Digitaldruckmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung ein formatbezogener Transportzylinder ist.
5. Digitaldruckmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung ein formatbezogenes, Transportband ist.
6. Digitaldruckmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung mehrere Transportzylinder und/oder Transportbänder und/oder Gegendruckzylinder aufweist .
7. Digitaldruckmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung sog. mechanische Greifer, die über einen definierten Teil des Zylinderumfangs absenkbar sind, aufweist.
8. Digitaldruckmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung mit einem elastischen Material und/oder federnde Elemente zumindest teilweise überzogen, bzw. bestückt ist zum nötigen absenken der Senkgreifer.
9. Digitaldruckmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung Vakuumgreifer mit absenkbaren Anschlag, die einen definierten Teil des Transportvorgangs absenkbar sind, aufweist.
10. Digitaldruckmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwerke für Schön- (S) und Widerdruck (W) ohne eine Wendevorrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sind.
11. Digitaldruckmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportvorrichtung einer formatvariabelen Bogenwendevorrichtung nachgeordnet ist mit mindestens einem Transferzylinder, der mit unterschiedlicher Geschwindigkeit betrieben werden kann.
12. Digitaldruckmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Digitaldruckwerke sowohl zum Schön- als auch zum Widerdruck baugleich sind.
13. Digitaldruckmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Drucksysteme verschiedener Druckverfahren in Formatfreie und/oder Formatgebundene Ausführung zum Einsatz kommen können mit dazu integrierter Gegendruckwalze und/oder Reinigung und/oder Konditionierung und/oder Beschichtung und/oder Fixierung und/oder Trocknung und/oder Widerbefeuchtung, usw..
14. Digitaldruckmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtungen für Schön- (S) und Widerdruck
(W) gleiche Dimensionen aufweisen.
15. Digitaldruckmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtungen für Schön- (S) und Widerdruck
(W) unterschiedliche Dimensionen aufweisen.
16. Digitaldruckmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Blas- und/oder Saugluftsysteme, z. B. bei den Transportvorrichtungen, den Übergabezylinder und/oder in der An- und Auslage zugeordnet sind zum optimalen Bogentransport und flachen Anlegen.
17. Digitaldruckmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportband von formatbezogenen Walzen mit am Umfang die Greifer aufnehmende Aussparungen unterstützt wird.
18. Digitaldruckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwerke und Konditionierkassette jeweils kassettenförmige Baueinheiten bilden, die aus ihrer Arbeitsposition in eine Servicestellung zur Bedienungs- und/oder Antriebsseite verschiebbar sind.
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