Vorrichtung zum Bedrucken von flachen Werkstücken aus Holzwerkstoff

Abstract

 Es wird eine Vorrichtung zum Bedrucken von flächigen Werkstücken vorgeschlagen, umfassend eine Auftragswalze, die auf der zu bedruckenden Werkstückoberfläche 6 abrollt und hierbei ein Druckbild auf die Werkstückoberfläche 6 aufbringt, wobei die Auftragswalze ein Druckzylinder 5 oder eine mit einem Druckzylinder 5 zusammenwirkende Übertragungswalze 1 ist, eine Gegenwalze 2, die im Zusammenwirken mit der Auftragswalze einen Druckspalt 3 bildet, durch den sich das Werkstück 4 während des Druckvorgangs hindurchbewegt, und eine Transporteinrichtung 7 zum Zu- und Abführen des Werkstücks 4 in den und aus dem durch die Auftragswalze und die Gegenwalze 2 gebildeten Druckspalt 3.
Erfindungsgemäß ist, in Transportrichtung des Werkstücks 4 gesehen, vor dem Druckspalt 3 eine Detektionseinrichtung 8 zur Lageerkennung einer Werkstückvorderkante 9 oder einer Bildanfangsmarke vorhanden, wobei diese derart mit der Transporteinrichtung 7, 11 und/oder dem Druckzylinder 5 zusammenwirkend ausgebildet ist, dass der Transport des Werkstücks 4 noch vor dem Erreichen des Druckspalts 3 beschleunigt oder verzögert und/oder die Winkellage des Druckzylinders 5 durch Beschleunigen oder Verzögern der Rotationsbewegung verändert werden kann, um den Anfang des Druckbildes mit der Werkstückvorderkante 9 oder der vorgesehenen Rapportlage in Übereinstimmung zu bringen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bedrucken von flächigen Werkstücken nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Demnach umfasst eine solche Vorrichtung eine Auftragswalze, die auf der zu bedruckenden Werkstückoberfläche abrollt und hierbei direkt oder indirekt je nach dem, ob die Auftragswalze selbst als Druckzylinder ausgebildet ist oder als Übertragungswalze mit einem solchen zusammenwirkt, ein Druckbild auf die Werkstückoberfläche aufbringt, sowie eine Gegenwalze, die im Zusammenwirken mit der Auftragswalze einen Druckspalt bildet, durch den sich das Werkstück während des Druckvorgangs hindurchbewegt. Darüber hinaus ist eine Transporteinrichtung zum Zu- und Abführen des Werkstücks in den und aus dem durch die Auftragswalze und die Gegenwalze gebildeten Druckspalt vorhanden.

[0003] Insbesondere um Holzwerkstoffplatten das Aussehen von Echtholz zu geben, werden aufgrund der Kostenvorteile gegenüber einem Echtholzfurnier oder Folienbeschichtungen zunehmend Druckbilder von Dekoren und Maserungen direkt auf die Holzwerkstoffplatten aufgebracht.

[0004] Für eine möglichst hohe Qualitätsanmutung reicht allerdings ein einfacher Einfarbendruck nicht aus. Es ist vielmehr erwünscht, die Maserung oder das Dekor in Mehrfarbendruck auf die Werkstoffplatte aufzubringen. Dies ist durchaus nicht nur bei Holzwerkstoffen der Fall; auch Anwendungen bei anderen Werkstoffen, die durch einen Oberflächendruck qualitativ verbessert werden können, wie beispielsweise Stein oder Kunstleder, können durch einen Mehrfarbendruck aufgewertet werden.

[0005] Gerade für einen qualitativ hochwertigen Mehrfarbendruck ist es jedoch unabdingbar, dass das Druckbild auf dem Werkstück innerhalb sehr enger Toleranzen typischerweise im Bereich von ± 0,1 mm positioniert wird. Nur so kann eine mit der herkömmlichen Folienbeschichtung vergleichbare optische Qualität erzielt werden.

[0006] Diese Anforderungen sind bei den hier vorliegenden flächigen Werkstücken allerdings ungleich schwerer einzuhalten, als bei Maschinen für Papier oder Folien. Denn die hier vorliegenden flächigen Werkstücke laufen nicht endlos durch die Druckmaschine, und ein Drucken nach dem Vorbild von Papier-Bogendruckmaschinen ist in aller Regel wegen der Unnachgiebigkeit der betreffenden flächigen Werkstücke nicht möglich.

[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Bedrucken von flächigen Werkstücken der Eingangs genannten Art so zu verbessern, dass das Druckbild genauer als bislang möglich auf der Werkstückoberfläche positioniert wird.

[0008] Gelöst ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

[0009] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 24 niedergelegt.

[0010] Die erfindungsgemäßen Maßnahmen zur Verbesserung einer gattungsgemäßen Vorrichtung bestehen also darin, dass, in Transportrichtung des Werkstücks gesehen, vor dem Druckspalt eine Detektionseinrichtung zur Lageerkennung einer Werkstückvorderkante oder einer Bildanfangsmarke vorhanden ist und dass diese derart mit der Transporteinrichtung und/oder dem Druckzylinder zusammenwirkend ausgestaltet ist, dass der Transport des Werkstücks noch vor dem Erreichen des Druckspalts beschleunigt oder verzögert und/oder die Winkellage des Druckzylinders durch Beschleunigen oder Verzögern der Rotationsbewegung verändert werden kann, um den Anfang des Druckbildes mit der Vorderkante des Werkstücks oder der vorgesehenen Rapportlänge in Übereinstimmung zu bringen.

[0011] Wesentlich ist also, dass mittels der Detektionseinrichtung eine eindeutige Lagebestimmung der Vorderkante des Werkstücks oder einer entsprechenden Bildanfangsmarke relativ zur in der Steuerung der Vorrichtung bekannten Drehwinkellage des Druckzylinders möglich ist, so dass unter Berücksichtigung der festen Entfernung zwischen dem Detektionsort und dem Druckspalt die Lage des Druckbildanfangs auf dem Werkstück genau errechnet und gegebenenfalls durch kurzzeitiges Abbremsen bzw. Beschleunigen der Transportbewegung des Werkstücks, oder aber durch kurzzeitiges Abbremsen bzw. Beschleunigen des Druckzylinders korrigiert werden kann. Selbstverständlich ist auch eine Kombination dieser beiden Maßnahmen möglich.

[0012] Besondere Vorteile entfaltet die Erfindung, wenn mehrere Auftragswalzen mit jeweils einer Gegenwalze und einer Transporteinrichtung in Linie hintereinander angeordnet sind, was beim Mehrfarbendruck die Regel ist. Das Werkstück durchläuft dann alle zwischen den Auftragswalzen und den Gegenwalzen gebildete Druckspalte in einem Arbeitsgang nacheinander und wird in jedem Druckspalt mit einer anderen Farbe bedruckt. Dieser kontinuierliche Linienprozess erfordert einen synchronen Transport durch die Anlage mittels einer übergeordneten Steuerung. Gleichwohl ist jeder Druckspalt mit einer eigenen vorgeschalteten Detektionseinrichtung zur Lageerkennung der Werkstückvorderkante oder der Bildanfangsmarke versehen, und jeder Druckzylinder bzw. die diesem unmittelbar zugeordnete Transporteinrichtung kann aufgrund der detektierten Sensorwerte kurzzeitig beschleunigt oder verzögert werden, um den Bildanfang mit dem Werkstück zu synchronisieren und gegebenenfalls außerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegende Verschiebungen zu korrigieren. Die Meldungen der Detektionseinrichtungen lösen dann also einen korrigierenden Eingriff in ausgewählte Antriebe des übergeordnet synchronisierten Verbundes aus.

[0013] Dieser modulare Aufbau einer Mehrfarben-Drucklinie stellt sicher, dass die erreichbare Lagegenauigkeit des Druckbildes auf der Werkstückoberfläche nicht von der Anzahl der hintereinander geschalteten Druckwerke abhängt. Der modulare Aufbau ermöglicht darüber hinaus, dass einzelne Druckwerke quer zur Drucklinie ausgefahren werden können, um einen Farb- oder Walzenwechsel durchzuführen. Wenn gleichzeitig eine einfache Distanzstrecke in die Drucklinie eingefahren wird, muss die Produktion nicht nennenswert unterbrochen werden.

[0014] Bei einer Drucklinie mit mehreren erfindungsgemäßen Druckwerken bringt es besondere Vorteile, wenn vor der ersten Auftragswalze ein Vorlaufsensor zur Lageerkennung der Werkstückvorderkante oder einer Bildanfangsmarke und eine mit diesem zusammenwirkende Beschleunigungs- oder Verzögerungsstrecke zur Grobausrichtung des Werkstücks an die Druckbildlage des ersten Druckzylinders vorgesehen ist. Die modulare Korrekturmöglichkeit vor jedem weiteren Druckspalt muss dann also nur noch die Feinjustierung und die Feinkorrektur übernehmen.

[0015] Im vor der Drucklinie angeordneten Vorlauf kann eine längere Strecke zum Beschleunigen oder Verzögern des Werkstücks vorgesehen sein, was sich für die Grobausrichtung des Werkstücks naturgemäß eignet. Um in jedem Fall definierte Verhältnisse beim Grobausrichten zu gewährleisten, kann die Beschleunigungsstrecke im wesentlichen durch einen Kalander gebildet sein, der das Werkstück definiert im Durchlauf einspannt und so die von der Steuerung vorgesehene Lagekorrektur ohne weitere Friktion auf das Werkstück übertragen kann.

[0016] Bei der vorliegenden Technik des Bedruckens von flächigen Werkstücken, insbesondere Holzwerkstoffplatten, durchlaufen diese in aller Regel zunächst mehrere andere Bearbeitungsstationen in Linie, bevor sie am Vorlaufsensor zur Grobausrichtung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ankommen. Dies macht es schwer, das Aufgeben der einzelnen Werkstücke ganz am Anfang der Bearbeitungslinie mit der Drucklinie zu synchronisieren, insbesondere in der notwendigen Genauigkeit. Dies zum einen, weil die Aufgabestelle für die Werkstücke in aller Regel räumlich weit entfernt ist und ansonsten keinen Präzisionsanforderungen genügen muss. Zum anderen sind die der Drucklinie vorgeschalteten Bearbeitungsstationen hinsichtlich der Lage und Ausrichtung der flächigen Werkstücke ständige Fehlerquellen. Eine sehr gleichmäßige Abfolge der Werkstücke auf der Transportvorrichtung beim Heranführen an die Drucklinie wird hierdurch nahezu unmöglich.

[0017] Eine aus mehreren Druckwerken bestehende Drucklinie mit jeweils einem erfindungsgemäßen Regelkreis zur modularen Korrektur des Druckbildanfangs bildet aufgrund der mit jedem ankommenden Werkstück wiederholt ablaufenden Regelprozesse ein schwingungsfähiges System. Die vorzugsweise vorgesehene Grobausrichtung der Werkstücke vor Erreichen der eigentlichen Drucklinie hält hierbei die Schwingungsamplituden klein und verhindert ein mögliches Aufschaukeln. Die einzelnen Regelkreise der Druckspalte müssen dann jeweils nur noch geringe Korrekturen vornehmen.

[0018] Die Grobausrichtung verhindert auch, dass zwei Werkstücke zu nahe aufeinanderfolgen, um bei den einzelnen Druckspalten voneinander getrennt feinjustiert werden zu können. Normalerweise sorgt die Grobausrichtung dafür, dass der Abstand zwischen den einzelnen Werkstücken ein ganzzeiliges vielfaches der vorgesehenen Bildlänge ist.

[0019] Die vorzugsweise vorhandene Grobausrichtung der Werkstücke durch den Vorlaufsensor und die Beschleunigungsstrecke entkoppelt also die Drucklinie von den normalerweise vorausgehenden Arbeitsstationen. Besonders bevorzugt arbeitet die Grobausrichtung so, dass sie die Werkstücke grundsätzlich beschleunigt und nicht abbremst; denn ein Verzögern würde eine Gefahr eines Rückstaus in der Produktionslinie bergen.

[0020] Sowohl die Auftragswalze als auch die Gegenwalze können jeweils mit einem Antrieb versehen sein, wie dies auch bislang üblich ist. Zur Erhöhung der Genauigkeit des Bildauftrags auf die Werkstückoberfläche sowie zur Vermeidung von unerwünschten Bildverzerrungen ist es vorteilhaft, wenn der Antrieb der Gegenwalze ein geringeres Drehmoment als derjenige der Auftragswalze abgibt. So kann gewährleistet werden, dass die Auftragswalze ohne Schlupf auf der Werkstückoberfläche abrollt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Antrieb der Gegenwalze abhängig von gegebenenfalls vorhandenen Bildverzerrungen geregelt werden kann, um gezielt einen Schlupf zwischen der Auftragswalze und dem Werkstück zu erzeugen oder zu beseitigen.

[0021] Die Bildlänge beim Druck hängt unmittelbar mit dem Schlupf der Auftragswalze auf dem Werkstück bzw. außerdem mit dem Schlupf zwischen der Auftragswalze und der Übertragungswalze zusammen. Das Ziel beim Druck ist daher die Vermeidung eines Schlupfs; aber wichtiger noch ist das lagerichtige Übereinanderliegen der verschiedenen Farben, wenn in aufeinanderfolgenden Druckspalten nacheinander gedruckt wird. Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird daher ein Antrieb einer Walze eines Druckspalts, zweckmäßigerweise der Antrieb der Auftragswalze, als Masterantrieb gewählt und dessen Drehmoment als Referenzwert genommen. Alle anderen mit diesem Antrieb zusammenwirkenden Antriebe eines Druckspalts werden dann so geregelt, dass die Werte ihrer Drehmomente unter allen Umständen ihr Vorzeichen beibehalten, also keine Null-Durchgänge der Drehmomentwerte erfolgen. Dies kann am einfachsten durch eine Art Drehmomentkaskade erzielt wurden, also durch eine bewusste absteigende Wahl der Drehmomente aller Antriebe gegenüber dem Masterdrehmoment. Durch das Verhindern von Null-Durchgängen wird erreicht, dass alle Antriebsstränge der Antriebe spielfrei laufen, da sie permanent "auf Zug" gehalten werden. Oszillationen in den Antriebssträngen etwa durch Zahnflankenspiel, Kupplungsspiel, Torsion etc., die in Bildverzerrungen resultieren würden, werden hierdurch auf einfachste Weise, ohne großen Regelaufwand oder Absolutwertmessungen, ausgeschlossen. Auch Schwankungen im Wirkradius der beteiligten Walzen, die aufgrund der Nachgiebigkeit der Walzenoberflächen und der Dickentoleranzen der Werkstücke vorhanden sind, können durch diese Maßnahme der Drehmomentenregelung nicht zu Bildlängenverzerrungen, und insbesondere nicht zu unterschiedlichen Bildlängenverzerrungen bei verschiedenen Farben führen.

[0022] Um auch in seitlicher Richtung die engen Lagetoleranzen für den Druck einhalten zu können, kann eine seitliche Führung für die Werkstücke vorhanden sein, wobei die Werkstücke an dieser Führung anliegend durch die Vorrichtung transportiert werden. Hierdurch werden die Werkstücke seitlich exakt ausgerichtet.

[0023] Diese seitliche Führung kann aus einem simplen Lineal, besser aber einer Rollenbahn oder einem Vertikalförderband bestehen. Gleichzeitig bietet es Vorteile, wenn Mittel zum Erzeugen einer senkrecht zur Transportrichtung und zur seitlichen Führung hin orientierten Transportkraftkomponente für das Werkstück vorhanden sind. Solche Mittel könnten beispielsweise eine Schrägrollenbahn, eine geringe Verschränkung von Gegenwalze und Auftragswalze in der horizontalen Achslage zueinander oder eine geringe Schiefstellung gegenüber der Durchlaufrichtung sein.

[0024] Zur Feinjustierung der seitlichen Lage der Werkstücke kann der Druckzylinder axial verstellbar ausgebildet sein. Diese Querverstellung des Druckzylinders kann auch automatisch über die Rückmeldung eines Bilderkennungssystems erfolgen, indem das Bilderkennungssystem an dem auf die Werkstückoberfläche übertragenen Druckbild einen Korrekturbedarf erkennt und diesen an die Axialverstellung des Druckzylinders rückmeldet.

[0025] Weitere besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Auftragswalze mit einem Antrieb versehen ist, der zum Erzeugen oder Beseitigen eines Schlupfs zwischen der Auftragswalze und dem Werkstück und/oder gegebenenfalls zwischen dem Druckzylinder und der als Übertragungswalze ausgebildeten Auftragswalze regelbar ist. Denn die erfindungsgemäße Lageerkennung der Werkstückvorderkante bzw. einer Bildanfangsmarke relativ zur Lage des Druckbildes beeinflusst zunächst nur die exakte Lage des Druckbildanfangs auf der Werkstückoberfläche. Die gedruckte Bildlänge und damit die Lage des Bildendes ist dagegen abhängig von der Relativgeschwindigkeit zwischen der Auftragswalze und der Werkstückoberfläche bzw. beim indirekten Druck auch von der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Druckzylinder und der Übertragungswalze. Nur wenn diese Relativgeschwindigkeiten exakt gleich null sind, also keinerlei Schlupf vorhanden ist, wird das Druckbild im Maßstab 1:1 auf die Werkstückoberfläche übertragen. Durch unterschiedliche Parameter, wie die Vordruck-Einstellung der Auftragswalze, die Werkstückdickentoleranz oder die Inhomogenität der Auftragswalzenoberfläche wird Schlupf und hierdurch Ungenauigkeiten im Druckbild erzeugt. Ein gezieltes Erzeugen eines "Gegenschlupfs" zwischen der Auftragswalze und dem Werkstück oder auch zwischen dem Druckzylinder und einer gegebenenfalls vorhandenen Übertragungswalze kann diese Störgröße eliminieren und die Druckbildlänge nahezu auf dem Niveau einer 1:1-Abbildung halten.

[0026] Im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Justierung des Druckbildanfangs auf der Werkstückoberfläche wirkt die Schlupferzeugung zwischen der Auftragswalze und dem Werkstück bzw. zwischen dem Druckzylinder und einer als Übertragungswalze ausgebildeten Auftragswalze zum Ausgleichen von Fehlern in der Druckbildlänge erst auf die nachfolgenden Werkstücke; es handelt sich hierbei also um eine Tendenzkorrektur.

[0027] Das Erkennen von Druckbildlängen-Fehlern nach dem erfolgten Druck und die entsprechende Korrektur durch Erzeugen oder Beseitigen eines Schlupfs kann per Augenschein und von Hand erfolgen. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn dem Druckspalt Mittel zum Erkennen von Bildlängentoleranzen nachgeschaltet sind, die vorzugsweise im wesentlichen aus einer digitalen Kamera bestehen. Wenn dann noch eine Bildverarbeitungseinrichtung vorhanden ist, die an Hand des von der Kamera erhaltenen digitalen Bildes auf die Regelung der Auftragswalze einwirkt, um Bildlängentoleranzen auszugleichen, ist ein automatisches Regelsystem gegeben, das die Bildlängentoleranzen unter ein Mindestmaß drückt.

[0028] Wie oben bereits erwähnt, kann die digitale Kamera und die zugeordnete Bildverarbeitungseinrichtung auch die Toleranzeinhaltung in seitlicher Richtung erkennen und durch eine axiale Verstellung des Druckzylinders korrigieren.

[0029] Insbesondere Holzwerkstoff-Werkstücke weisen Dickentoleranzen auf, die einen direkten Druck mit einem Druckzylinder meist nicht zulassen. Daher wird vorzugsweise die Auftragswalze nicht als Druckzylinder ausgebildet, sondern es ist ein separater Druckzylinder vorhanden, der das Druckbild auf die Auftragswalze überträgt, wonach diese das Druckbild auf die Werkstückoberfläche überträgt. Die Auftragswalze ist also dann als Übertragungswalze ausgebildet. Der Druckzylinder ist bevorzugterweise eine Gravurwalze mit Vertiefungen, die sich im Farbwerk mit Farbe füllen, während sie diese nachfolgend an die Übertragungswalze abgeben. Die Übertragungswalze ist hierbei zweckmäßigerweise als gummierte Stahlwalze ausgebildet, deren Gummimantelfläche glatt geschliffen wurde.

[0030] Die somit als Übertragungswalze ausgebildete Auftragswalze befindet sich dann im gleichzeitigen Kontakt mit dem Druckzylinder und der Werkstückoberfläche, während sie das Druckbild vom Druckzylinder übernimmt und auf die Werkstückoberfläche überträgt.

[0031] Wie oben schon erwähnt, kann zur Druckbildlängenjustierung alternativ oder zusätzlich zum Erzeugen des Schlupfs zwischen der Auftragswalze bzw. Übertragungswalze und der Werkstückoberfläche auch ein Schlupf zwischen dem Druckzylinder und der Auftragswalze bzw. Übertragungswalze erzeugt werden. Denn ein etwa vorhandener, unbeabsichtigter Schlupf zwischen dem Druckzylinder und der Übertragungswalze resultiert in leichten Druckbildverzerrungen, was letztendlich zu Fehlern in der Druckbildlänge führt.

[0032] Insofern eine digitale Kamera zur Bilderkennung sowie eine Bildverarbeitungseinrichtung vorhanden sind, kann letztere auf die Regelung des Druckzylinders und/oder der Auftragswalze einwirken, um Bildlängentoleranzen auszugleichen. Diese Maßnahme führt zu einem automatisch geregelten Fehlerkorrekturverfahren hinsichtlich der Druckbildlänge.

[0033] Um die Qualitätsanmutung der bedruckten Oberfläche weiter zu erhöhen, kann es vorteilhaft sein, dieselbe mit einem Melaminharz zu beschichten und das so bedruckte und beschichtete Werkstück einer nachgeschalteten Prägeeinrichtung, beispielsweise eine Prägewalze oder Presse, zuzuführen. Diese prägt eine Struktur auf die Oberfläche auf, die dem zuvor aufgebrachten Druckbild allerdings genau entsprechen muss, um den beabsichtigten Effekt zu erreichen.

[0034] Wenn in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wenigstens zwei in Transportrichtung des Werkstücks voneinander beabstandete Detektionseinrichtungen vorgesehen sind, können diese beiden nicht nur zur Lageerkennung, sondern auch zur Messung der aktuellen Transportgeschwindigkeit des Werkstücks eingesetzt werden. Wenn eine erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur einen Druckspalt, sondern mehrere hintereinander angeordnete Druckspalte bzw. Druckwerke beinhaltet, bei denen ohnehin jedes Druckwerk mit einer eigenen Detektionseinrichtung erfindungsgemäß versehen ist, können zur Messung der Transportgeschwindigkeit des Werkstücks auch zwei solcher eigentlich einzeln angeordneten Detektionseinrichtungen zusammenwirken.

[0035] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der beigefügten Zeichnungen beschrieben und näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

eine schematische seitliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit drei Druckwerken;

Figur 2

eine ebensolche Darstellung des Vorlaufs der Vorrichtung aus Figur 1.

[0036] Figur 1 zeigt insgesamt drei als Übertragungswalze 1 für den indirekten Druck ausgebildete Auftragswalzen, die jeweils mit einer Gegenwalze 2 zusammenwirken und einen Druckspalt 3 bilden, der von einem Werkstück 4 durchlaufen wird. Das Druckbild wird jeweils von einem Druckzylinder 5 auf die Übertragungswalze 1 und von dieser auf die Werkstückoberfläche 6 übertragen.

[0037] Das Werkstück 4 läuft auf einer Rollenbahn 7, wobei die Übertragungswalze 1, die Gegenwalze 2 und der Druckzylinder 5 jeweils synchron angetrieben sind und hierdurch auch die Transportbewegung des Werkstücks 4 erzeugen.

[0038] Jedem Druckspalt 3 ist mindestens eine als optischer Sensor ausgebildete Detektionseinrichtung 8 zur Lageerkennung der Vorderkante 9 des Werkstücks 4 vorgeschaltet, wobei hier ein etwa notwendiger Korrektureingriff, um die Lage der Vorderkante 9 relativ zur Winkelstellung des Druckzylinders 5 durchzuführen, durch kurzzeitiges Beschleunigen oder Verzögern des Druckzylinders 5 und der Übertragungswalze 1 vorgenommen wird. Um auch die aktuellen Transportgeschwindigkeit der in Figur 1 gezeigten Drucklinie in Echtzeit überwachen zu können, sind hier jeweils zwei Detektionseinrichtungen 8 zur Lageerfassung der Vorderkante 9 des Werkstücks 4 vorhanden.

[0039] Die Druckzylinder 5 sind jeweils mit einer Passermarke 10 versehen, an Hand welcher eine neben dem Druckbild angeordnete Markierung in an sich bekannter Weise auf die Werkstückoberfläche 6 aufgebracht werden kann. Diese Passermarkierung, in der Regel ein Farbkreuz oder eine Farbampel, ermöglicht eine sehr schnelle Erkennung von Abbildungsfehlern, was insbesondere zur erfindungsgemäßen Druckbildlängenkorrektur wichtig ist. Passermarken und gegebenenfalls daneben liegende Drucke können auch problemlos von einer digitalen Kamera erfasst und automatisch ausgewertet werden. Vorzugsweise werden sowohl am Bildanfang als auch am Bildende Passermarken gesetzt, wobei durch die ersteren die Toleranzen des Druckbildanfangs und durch die letzteren die Toleranzen der Druckbildlänge auf Einhaltung geprüft werden können.

[0040] Figur 2 schließlich zeigt den Vorlauf der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung, wobei hier eine Einrichtung zum Grobausrichten des Werkstücks 4 vorhanden ist. Darüber hinaus wird deutlich, dass dem ersten Druckwerk ein Kalander 11 vorgeschaltet ist, um die erfindungsgemäße Beschleunigung bzw. Abbremsung des Werkstücks 4 gezielt und reproduzierbar durchzuführen.

[0041] Auch die Einrichtung zum Grobausrichten weist einen Kalander 12 auf, welcher das Abbremsen bzw. Beschleunigen des Werkstücks 4 definiert und ohne Friktion bewirkt.

[0042] Der Kalander 11 wirkt für das ihm zugeordnete erste Druckwerk als Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsstrecke, so dass die Antriebe der Auftragswalze bzw. hier der Übertragungswalze 1, des Druckzylinders 5 und der Gegenwalze 2 nicht notwendigerweise zu Korrekturzwecken angesteuert werden müssen.

[0043] Abschließend sei bemerkt, dass es insbesondere bei Holzwerkstoffen aber auch anderen nicht biegsamen Werkstücken, zweckmäßig sein wird, das Prinzip des indirekten Drucks anzuwenden, wie es anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben ist; es wird hier das Druckbild vom Druckzylinder 6 auf die Übertragungswalze 1 übertragen und von dieser dann auf die Werkstückoberfläche 6. Gleichwohl kann die Erfindung auch bei einem direkten Druck eingesetzt werden; die Übertragungswalze 1 würde in dem Fall entfallen und der Druckzylinder 5 würde direkt als Auftragswalze eingesetzt und auf der Werkstückoberfläche 6 abrollen.

Bezugszeichenliste

[0044] 

1

Übertragungswalze

2

Gegenwalze

3

Druckspalt

4

Werkstück

5

Druckzylinder

6

Werkstückoberfläche

7

Rollenbahn

8

Detektionseinrichtung

9

Werkstückvorderkante

10

Passermarke

11

Kalander

12

Kalander

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Bedrucken von flächigen Werkstücken, mit einer Auftragswalze, die auf der zu bedruckenden Werkstückoberfläche (6) abrollt und hierbei ein Druckbild auf die Werkstückoberfläche (6) aufbringt, wobei die Auftragswalze ein Druckzylinder (5) oder eine mit einem Druckzylinder (5) zusammenwirkende Übertragungswalze (1) ist, mit einer Gegenwalze (2), die im Zusammenwirken mit der Auftragswalze einen Druckspalt (3) bildet, durch den sich das Werkstück (4) während des Druckvorgangs hindurchbewegt, und mit einer Transporteinrichtung (7) zum Zu- und Abführen des Werkstücks (4) in den und aus dem durch die Auftragswalze und die Gegenwalze (2) gebildeten Druckspalt (3),
dadurch gekennzeichnet,
dass, in Transportrichtung des Werkstücks (4) gesehen, vor dem Druckspalt (3) eine Detektionseinrichtung (8) zur Lageerkennung einer Werkstückvorderkante (9) oder einer Bildanfangsmarke vorhanden ist, welche derart mit der Transporteinrichtung (7, 11) und/oder dem Druckzylinder (5) zusammenwirkend ausgebildet ist, dass der Transport des Werkstücks (4) noch vor dem Erreichen des Druckspalts (3) beschleunigt oder verzögert und/oder die Winkellage des Druckzylinders (5) durch Beschleunigen oder Verzögern der Rotationsbewegung verändert werden kann, um den Anfang des Druckbildes mit der Werkstückvorderkante (9) oder der vorgesehenen Rapportlage in Übereinstimmung zu bringen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Auftragswalzen mit jeweils einer Gegenwalze (2) und einer Transporteinrichtung (7, 11) in Linie hintereinander angeordnet sind, wobei jedem Druckspalt (3) eine eigene Detektionseinrichtung (8) zur Lageerkennung der Werkstückvorderkante (9) oder einer Bildanfangsmarke zugeordnet ist, während die Transporteinrichtungen (7, 11) so aufeinander abgestimmt sind, dass das Werkstück (4) alle zwischen den Auftragswalzen und den Gegenwalzen (2) gebildete Druckspalte (3) in einem Arbeitsgang nacheinander durchläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor dem ersten Druckspalt (3) ein Vorlaufsensor (8) zur Lageerkennung der Werkstückvorderkante (9) oder einer Bildanfangsmarke und eine mit diesem zusammenwirkende Beschleunigungs- oder Verzögerungsstrecke (12) zur Grobausrichtung des Werkstücks (4) an die Druckbildlage des ersten Druckzylinders (5) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschleunigungsstrecke im wesentlichen durch einen Kalander (12) gebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Vorlaufsensor (8) eine Aufgabeeinrichtung, welche die Werkstücke (4) auf die Transporteinrichtung (7) aufgibt, ansteuert.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auftragswalze und die Gegenwalze (2) jeweils mit einem Antrieb versehen sind, wobei der Antrieb der Gegenwalze (2) ein geringeres Drehmoment als derjenige der Auftragswalze erzeugt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auftragswalze und die Gegenwalze (2) sowie gegebenenfalls weitere Walzen eines Druckspalts (3) jeweils mit einem Antrieb versehen sind, wobei die Antriebe so geregelt werden, dass ein Antrieb einen Drehmomentwert vorgibt und alle anderen Antriebe in ihren Drehmomenten so geregelt werden, dass es beim Drehmomentwert keine Vorzeichenänderung während des Druckvorgangs gibt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die nach dem Vorgabewert des Drehmoments des Masterantriebs geregelten Antriebe jeweils mit einem Drehmoment beaufschlagt sind, das jeweils zumindest geringfügig unter dem Masterdrehmoment liegt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auftragswalze und die Gegenwalze (2) jeweils mit einem Antrieb versehen sind, wobei der Antrieb der Gegenwalze (2) zum Erzeugen oder Beseitigen eines Schlupfs zwischen der Auftragswalze und dem Werkstück (4) regelbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine seitliche Führung für das Werkstück (4) vorhanden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Führung aus einem Lineal, einer Rollenbahn oder einem Vertikalförderband gebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass Mittel zum Erzeugen einer senkrecht zur Transportrichtung und zur seitlichen Führung hin orientierten Transportkraftkomponente für das Werkstück (4) vorhanden sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Druckzylinder (5) zur Querjustierung des Druckbildes axial verstellbar ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auftragswalze mit einem Antrieb versehen ist, der zum Erzeugen oder Beseitigen eines Schlupfs zwischen der Auftragswalze und dem Werkstück (4) regelbar ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Druckspalt (3) Mittel zum Erkennen von Bildlängentoleranzen nachgeschaltet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel eine digitale Kamera umfassen.

17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 und 16 oder 9 und 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Bildverarbeitungseinrichtung vorhanden ist, die an Hand des von der Kamera erhaltenen digitalen Bildes auf die Regelung des Antriebs der Auftragswalze und/oder der Gegenwalze (2) einwirkt, um Bildlängentoleranzen auszugleichen.

18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 und 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bildverarbeitungseinrichtung auch auf die axiale Verstellung des Druckzylinders (5) einwirkt.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Druckzylinder (5) eine Gravurwalze ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auftragswalze als Übertragungswalze (1) ausgebildet und mit einem Antrieb versehen ist, dass der Druckzylinder (5) mit einem eigenen Antrieb versehen ist und dass der Antrieb der Übertragungswalze (1) und/oder der Antrieb des Druckzylinders (5) regelbar ist, um einen Schlupf zwischen dem Druckzylinder (5) und der Übertragungswalze (1) zu erzeugen oder zu beseitigen.

21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 und 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bildverarbeitungseinrichtung an Hand des von der Kamera erhaltenen digitalen Bildes auf die Regelung des Druckzylinders (5) und/oder der Übertragungswalze (1) einwirkt, um Bildlängentoleranzen auszugleichen.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Druckspalt (3) eine Prägeeinrichtung nachgeschaltet ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Werkstück (4) aus Holz oder einem Holzwerkstoff besteht.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens zwei in Transportrichtung des Werkstücks (4) voneinander beabstandete Detektionseinrichtungen (8) vorgesehen sind, die so zusammenwirkend eingerichtet sind, dass sie die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks (4) messen.

Zeichnung