[0001] Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungswerk zur rotativen Bearbeitung mit den oberbegrifflichen
Merkmalen von Anspruch 1 sowie eine Etikettendruckmaschine mit einem solchen Bearbeitungswerk
gemäß Anspruch 7.
Stand der Technik
[0002] Bei Etikettendruckmaschinen, wie sie z.B. in der
EP 2 103 429 B1 beschrieben sind kommen Druckwerke und Stanzwerke zum Einsatz. Die Druckwerke umfassen
mindestens drei Zylinder, nämlich Farbauftragswalze, Druckzylinder und Gegendruckzylinder.
Die rotative Bearbeitung bewirkt hierbei ein Aufbringen von Farbe auf ein Substrat.
Die Stanzwerke umfassen mindestens zwei Zylinder, nämlich Stanzzylinder und Stanzgegenzylinder.
Die rotative Bearbeitung bewirkt hierbei ein Einbringen von Stanz-und/oder Rilllinien.
Zur Anpassung an das zu verarbeitende Substrat sowie zur Einstellung der Stanztiefe
muss der Spalt, d.h. der Abstand zwischen den Zylindern einstellbar sein.
[0003] Dazu werden Stützkörper verwendet, welche als Laufringe, Stützringe und als sogenannte
Schmitzringe ausgebildet sein können. Beispiele für Einstelleinrichtungen finden sich
in der
DE 10 2005 015 046 A1 und der
WO 2012/016758 A1.
[0004] Nachteilig an derartigen Einstelleinrichtungen ist zum einen deren komplizierter
und aufwändiger Aufbau. Zum anderen lässt die Einstellgenauigkeit zu wünschen übrig.
Daraus ergibt sich auch eine schlechte Wiederholgenauigkeit. D.h. soll für einen Wiederholauftrag
exakt dasselbe Spaltmaß wie bei dessen letzter Ausführung gewählt werden, so gestaltet
sich eine derart exakte Einstellung schwierig.
Aufgabenstellung
[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Bearbeitungswerk und eine Etikettendruckmaschine
mit einem solchen Bearbeitungswerk zu schaffen, bei welcher das Spaltmaß zwischen
den Bearbeitungszylindern des Bearbeitungswerks einfach, exakt und wiederholgenau
einstellbar ist.
[0006] Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Bearbeitungswerk mit den Merkmalen von Anspruch
1. Das erfindungsgemäße Bearbeitungswerk zur rotativen Bearbeitung eines bahnförmigen
oder bogenförmigen Substrats mit mindestens zwei rotierbaren Bearbeitungszylindern
und einem Maschinengestell besitzt einen ersten Zylinder, welcher beweglich, insbesondere
verschieblich, im Maschinengestell gelagert ist und einen zweiten, mit dem ersten
zusammenwirkenden Zylinder, welcher stationär im Maschinengestell gelagert ist. Jedem
Zylinder sind Stützkörper zugeordnet, wobei insbesondere ein Paar von auf der Rotationsachse
angeordneter Stützkörper vorgesehen ist, wobei die Stützkörper zusammenwirken zur
Abstützung der Zylinder gegeneinander. In vorteilhafter Weise sind die Stützkörper
des zweiten Zylinders als Spiralstützkörper als verdrehbare, ring- bzw. scheibenförmige
Körper in Form einer Kreisspirale mit konstanter Steigung ausgeformt. Das heißt, die
Spiralstützkörper haben die Form einer sogenannten arithmetischen bzw. archimedischen
Spirale. Die Steigung der Spirale ist abhängig vom zu verstellenden Weg und der gewünschten
Verstellauflösung auszuwählen. Die Verwendung derartiger Spiralstützkörper hat den
Vorteil, dass ein lineares, präzises Verstellverhalten des Spaltmaßes ermöglicht wird.
Die Spiralstützkörper weisen dabei einen einfachen und kostengünstigen Aufbau auf.
Durch die erfindungsgemäße Zuordnung der Spiralstützkörper zum zweiten Zylinder wird
ein vorteilhafter Kraftfluss erreicht, welcher die Aufnahme hoher Kräfte erlaubt.
[0007] Erfindungsgemäß weist das Bearbeitungswerk einen dritten Zylinder auf, wobei jeweils
erster und zweiter sowie erster und dritter Zylinder tangieren, d. h. in Wirkkontakt
zueinander stehen. Diesem dritten Zylinder sind ebenfalls Spiralstützkörper zugeordnet,
die den gleichen Aufbau haben wie die Spiralstützkörper des zweiten Zylinders. Während
ein Bearbeitungswerk mit zwei Bearbeitungszylindern beispielsweise als Stanz- bzw.
Prägewerk eingesetzt werden kann, kann ein Bearbeitungswerk mit drei Bearbeitungszylindern
als Druckwerk eingesetzt werden.
[0008] In der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Bearbeitungswerks ist der dritte Bearbeitungszylinder
stationär im Maschinengestell gelagert und der erste Bearbeitungszylinder entlang
einer Linearführung verschieblich und um einen Drehpunkt schwenkbar im Maschinengestell
gelagert. Dadurch ergibt sich eine stabile Zweipunktanlage des Druckzylinders, welche
die Verwendung von ersten Bearbeitungszylindern unterschiedlicher Durchmesser ermöglicht.
[0009] In einer besonders vorteilhaften und daher bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Bearbeitungswerks ist ein jeweiliger Spiralstützkörper teilkreisförmig ausgeformt,
d.h. der Spiralstützkörper wird nur durch ein Teilsegment einer Kreisspirale gebildet,
z.B. durch einen Viertelkreis, einen Halbkreis oder einen dazwischen liegenden Teilkreis.
Während ein kreisförmiger Spiralstützkörper einen größeren Verstellbereich zur Einstellung
des Spaltmaßes zwischen den Zylindern eröffnet, ist der Verstellbereich eines teilkreisförmig
ausgeformten Spiralstützkörpers zwar begrenzt, jedoch für die konkreten Erfordernisse
ausreichend. Durch die Verwendung der teilkreisförmigen Ausgestaltung kann somit Material
und Bauraum eingespart werden.
[0010] Besonders vorteilhaft ist es, wenn jedem Zylinder mit Spiralstützkörpern eine Verstelleinrichtung
zugeordnet ist zum Verdrehen der Spiralstützkörper relativ zur Rotationsachse des
jeweiligen Bearbeitungszylinders, im Sinne einer Winkeleinstellung der Spiralstützkörper.
Bei der Verstelleinrichtung kann es sich um eine manuell oder motorisch betätigbare
Einrichtung handeln. Im Fall von paarweise einem Zylinder zugeordneten Spiralstützkörpern
kann insbesondere jeder Spiralstützkörper einzeln verdrehbar und einstellbar sein
zur Bewirkung einer Verschränkung der Bearbeitungszylinder.
[0011] In Weiterbildung des Bearbeitungswerkes ist zumindest eine Betätigungseinrichtung
vorgesehen zum An- und Abstellen der Bearbeitungszylinder und zum Aufbringen einer
Vorspannkraft auf mindestens einen der Zylinder.
[0012] In einer Ausgestaltung des Bearbeitungswerks sind die Stützkörper des ersten Bearbeitungszylinders
als mit der Rotationsachse verbundene und darauf drehbar gelagerte ring- bzw. scheibenförmige
Körper ausgeführt, insbesondere als sogenannte Stützringe. Diese Stützkörper des ersten
Zylinders wirken zusammen mit den Spiralstüzkörpern des zweiten und gegebenenfalls
des dritten Zylinders und stehen mit diesen in Wirkkontakt.
[0013] In einer bevorzugten Ausführungsvariante des Bearbeitungswerks ist der erste Bearbeitungszylinder
als Druckzylinder, der zweite Bearbeitungszylinder als Gegendruckzylinder und der
dritte Zylinder als Farbauftragswalze, insbesondere als Rasterwalze ausgeführt. Das
Bearbeitungswerk bildet somit ein Druckwerk, beispielsweise ein Flexodruckwerk, welches
dem Bedrucken von bahnförmigen oder bogenförmigen Substraten dient.
[0014] Gegenstand der Erfindung ist auch eine Etikettendruckmaschine mit mindestens einem
wie vorstehend beschriebenen Bearbeitungswerk.
[0015] Die beschriebene Erfindung und die beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen der
Erfindung stellen auch in Kombination miteinander - soweit dies technisch sinnvoll
ist - vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
[0016] Hinsichtlich weiterer Vorteile und in konstruktiver und funktioneller Hinsicht vorteilhafter
Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die Beschreibung von
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren verwiesen.
Ausführungsbeispiel
[0017] Die Erfindung soll an Hand beigefügter Figuren noch näher erläutert werden. Einander
entsprechende Elemente und Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen
versehen. Zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit der Figuren wurde auf eine maßstabsgetreue
Darstellung verzichtet.
[0018] Es zeigen in schematischer Darstellung
- Fig. 1 a und b
- ein erfindungsgemäßes Bearbeitungswerk mit drei Bearbeitungszylindern in zwei alternativen
Ausführungsformen
- Fig. 2
- einen spiralförmigen Stützkörper
- Fig. 3 a und b
- zwei weitere Alternativen eines erfindungsgemäßen Bearbeitungswerks mit drei Bearbeitungszylindern
- Fig. 4 a und b
- eine weitere Alternative eines erfindungsgemäßen Bearbeitungswerks mit drei Bearbeitungszylindern
in einer Ansicht und einer Schnittdarstellung
- Fig. 5 a und b
- ein Bearbeitungswerk mit zwei Bearbeitungszylindern in zwei alternativen Ausführungsformen
- Fig. 6
- eine erfindungsgemäße Etikettendruckmaschine
[0019] In den Figuren 1a, 1b, 3a, 3b und 4a sind Bearbeitungswerke 10 mit drei Bearbeitungszylindern
11, 12, 13 in alternativen Ausführungsformen dargestellt. In den Figuren 5a und 5b
sind Bearbeitungswerke 10 mit zwei Bearbeitungszylindern 11, 12 in alternativen Ausführungsformen
dargestellt. Allen Ausführungsformen gemeinsam ist die Verwendung von Spiralstützkörpern
14.
[0020] Die Zylinder 11, 12, 13 werden bevorzugt mittels Wälzlagern (nicht dargestellt) auf
den jeweiligen Rotationsachsen 16 rotierbar gelagert. Auch die Stützkörper 14, 15
werden von diesen Achsen 16 getragen.
[0021] Figur 1a zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bearbeitungswerks
10 mit drei Bearbeitungszylindern 11, 12, 13. Dabei kann es sich beispielsweise um
ein Druckwerk 110 handeln, wie es in Figur 6 dargestellt ist. Dem zweiten Bearbeitungszylinder
12 und dem dritten Bearbeitungszylinder 13 sind jeweils Spiralstützkörper 14 zugeordnet.
Dem ersten Bearbeitungszylinder 11 sind ebenfalls Stützkörper 15 zugeordnet, welche
beispielsweise als Stützringe ausgeführt sein können, allerdings in Figur 1a nicht
dargestellt sind. Die Spiralstützkörper 14 wirken zusammen mit den nicht dargestellten
Stützkörpern 15 des ersten Zylinders 11. Das Zusammenwirken der Stützkörper 14, 15
ergibt sich aus Figur 1b, in welcher die Kontaktpunkte 22 jeweils zwischen Spiralstützkörper
14 und dem Stützkörper 15 des ersten Zylinders bezeichnet sind. Analog zur in Figur
4b dargestellten Ausführung, gemäß der die Spiralstützkörper 14 und die Stützkörper
15 jeweils stirnseitig zu den Zylindern 11, 12, 13 auf den Rotationsachsen 16 angeordnet
sind, können die Spiralstützkörper 14 und die Stützkörper 15 auch in den Ausführungsvarianten
gemäß der Figuren 1a, 1b, 3a, 3b, 5a und 5b auf den Rotationsachsen 16 angeordnet
sein.
[0022] In der Ausführungsvariante von Figur 1a ist der erste Zylinder 11 in einer um einen
Drehpunkt 21 schwenkbaren Linearführung 20 gelagert. Der zweite Zylinder 12 und der
dritte Zylinder 13 sind stationär im Maschinengestell 9 gelagert. Soll das Spaltmaß
zwischen den Zylindern 11, 12, 13, d. h. der Abstand zwischen erstem Zylinder 11 und
zweitem Zylinder 12 bzw. zwischen erstem Zylinder 11 und drittem Zylinder 13 verändert
werden, so werden die scheibenförmigen Spiralstützkörper 14 verdreht, was eine Bewegung
des ersten Zylinders 11 in seiner Aufhängung 20, 21 bewirkt. Soll der erste Zylinder
11 durch einen kleineren Zylinder 11' ersetzt werden, beispielsweise zur Formatanpassung
wenn es sich bei dem ersten Zylinder 11 bzw. 11' um den Druckzylinder handelt, so
nimmt der erste Zylinder 11' mit kleinerem Durchmesser die in Figur 1a gezeigte Position
ein und das Spaltmaß zwischen diesem ersten Zylinder11' und dem zweiten Zylinder 12
bzw. dem dritten Zylinder 13 kann ebenfalls mittels der Spiralstützkörper 14 eingestellt
werden. Um eine sichere Anlage des ersten Zylinders 11 bzw. 11' am zweiten Zylinder
12 und dritten Zylinder 13 an den beiden in Figur 1b dargestellten Kontaktpunkten
22 sicher zu stellen, wird eine Vorspannkraft F aufgebracht. Dazu ist eine kraftbetätigte
Betätigungseinrichtung 19 vorgesehen zum Anstellen und Abstellen der Zylinder sowie
zum Erzeugen einer Vorspannkraft. In den Ausführungsvarianten gemäß Figur 3a und 3b
ist eine solche Betätigungseinrichtung 19 angedeutet. In Figur 3a ist eine manuelle
Verstelleinrichtung 18 zum Verdrehen der Spiralstützkörper 14 angedeutet, in Figur
3b eine motorische Verstelleinrichtung 18.
[0023] Die Wirkweise der Abstandseinstellung sowie die Ausgestaltung der Spiralstützkörper
14 ergibt sich aus Figur 2: Die Spiralstützkörper 14 sind ring- bzw. scheibenförmig
in Form einer Kreisspirale 17 mit konstanter Steigung ausgebildet. In anderen Worten:
Die Außenkontur der Spiralstützkörper 14, welche die mit den Stützkörpern 15 des ersten
Zylinders 11 in Kontakt stehende Fläche darstellt, hat die Form einer Kreisspirale
mit konstanter Steigung, d. h. die Form einer arithmetischen bzw. archimedischen Spirale.
Wie es sich aus Figur 2 ergibt, ist der Spiralstützkörper 14 nur teilkreisförmig ausgeformt,
d. h. umfasst nur einen Teil bzw. ein Segment der ganzen Kreisspirale 17, im dargestellten
Ausführungsbeispiel von ca. 125°. Durch eine Drehbewegung d der Spiralstützkörper
14, welche durch eine Verstelleinrichtung 18 realisiert wird, wird der Radius r zwischen
der Rotationsachse 16 und dem Kontaktpunkt 22 verändert, wie dies exemplarisch in
Figur 3a eingezeichnet ist.
[0024] Figur 1a zeigt eine Ausführung des Bearbeitungswerks 10 mit zwei stationär im Maschinengestell
9 gelagerten Zylindern 12, 13 und einem mittels Linearführung 20 und Drehpunkt 21
im Maschinengestell 9 gelagerten Zylinder 11. Bei der Ausführungsform gemäß Figur
1b ist der Zylinder 11 nur mittels einer Linearführung 20 gelagert. In der Ausführungsform
von Figur 3 a sind die Zylinder 11 und 13 in einer gemeinsamen Lagerplatte gelagert.
So können die Zylinder 11 und 13 relativ zueinander und gemeinsam zum Zylinder 12
bewegt werden. Die Lagerung der Ausführungsform gemäß Figur 3b ist ähnlich, wobei
erster Zylinder 11 und dritter Zylinder 13 in einer Horizontalen und erster Zylinder
11 und zweiter Zylinder 12 mit ihren Achsen 16 in einer Vertikalen angeordnet sind.
In der Ausführungsform gemäß Figur 4a ist nur der zweite Zylinder 12 stationär im
Maschinengestell 9 gelagert, die beiden Zylinder 11 und 13 sind in Linearführung 20
beweglich gelagert. Die Rotationsachsen 16 aller Zylinder 11, 12, 13 sind dabei in
einer Vertikalen angeordnet.
[0025] Eine entsprechende Anordnung zeigt Figur 5a für die Verwendung von nur zwei Zylindern
11, 12. Eine um 90° gedrehte Anordnung, gemäß welcher die Achsen 16 von erstem Zylinder
11 und zweitem Zylinder 12 in einer Horizontalen angeordnet sind, ist in Figur 5b
dargestellt.
[0026] In der Figur 6 ist eine Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Druckmaschine
100, genauer einer Schmalbahn-Etikettendruckmaschine in Reihenbauweise, mit in horizontaler
Richtung folgenden Druckwerken 110 gezeigt. Die Etikettendruckmaschine dient der Bearbeitung
eines Substrats 1000 in Bahnform. Das Substrat wird von einer Substratrolle 146 in
einem Zuführteil 148 der Druckmaschine 142 abgerollt und entlang eines Weges in Maschinenlaufrichtung
M durch die Druckmaschine 142 geführt. Die Druckmaschine 142 kann eine Mehrzahl von
Gestellmodulen 126, hier beispielhaft drei Gestellmodule 126, aufweisen, welche zusammen
das Maschinengestell 9 bilden. In dieser Ausführungsform sind jeweils zwei Druckwerke
110 beziehungsweise ein Druckwerk 110 und ein Bearbeitungswerk 150, hier ein Stanzwerk
zum Ausstanzen der Etiketten auf dem bahnförmigen Substrat 100, an einem Gestellmodul
126 aufgenommen. Nach den einzelnen Bearbeitungsstationen folgt ein Auslaufteil 152,
in welchem die fertigen Produkte in eine Etikettenrolle 154 aufgewickelt werden. Zuführteil
148, Gestellmodule 126 und Auslaufteil 152 sind lösbar bzw. trennbar miteinander verbunden
sodass sich ein modularer Aufbau der Druckmaschine 142 ergibt.
[0027] In der Darstellung der einzelnen Druckwerke 110, hier Flexodruckwerke sind neben
den Druckzylindern, den Gegendruckzylindern und den Farbauftragswalzen auch Kammerrakel
gezeigt. Des Weiteren weisen die Druckwerke 110 in der Druckmaschine 100 diverse Trocknungseinrichtungen
auf: Den Gegendruckzylindern sind an dem jeweiligen Druckspalt des Druckwerks 110
nachgeordnet UV-Trocknungseinrichtungen zugeordnet, so dass das bedruckte Substrat
1000 direkt auf dem Gegendruckzylinder getrocknet werden kann. Die Druckwerke 110
weisen auch Bahnleitwalzen 160 zur Führung des bahnförmigen Substrats 1000 auf. In
der gezeigten Ausführungsform umfasst das fünfte Druckwerk 110 eine Heißlufttrocknungseinrichtung
162. Alternativ könnte auch hier eine UV- oder eine IR-Trocknungseinrichtung eingesetzt
werden. Nachfolgend ist ein Stanzwerk 150 angeordnet, welches als rotierende Werkzeuge
einen Stanzzylinder und einen Gegenstanzzylinder aufweist. Zusätzlich bzw. alternativ
zu dem Stanzwerk kann auch ein Prägewerk, beispielsweise ein Heißfolienprägewerk Verwendung
finden. Alternativ zu den dargestellten Flexodruckwerken können auch Tiefdruck-, Offset-Druckwerke
und Rotationssiebdruckwerke eingesetzt werden.
[0028] Zumindest eines der Druckwerke 110 oder das Stanzwerk 150 haben dabei den Aufbau
der obenstehend beschriebenen Bearbeitungswerke 10.
Bezugszeichenliste
[0029]
- 9
- Maschinengestell
- 10
- Bearbeitungswerk
- 11
- erster Zylinder
- 11'
- erster Zylinder mit kleinerem Durchmesser
- 12
- zweiter Zylinder
- 13
- dritter Zylinder
- 14
- Spiralstützkörper
- 15
- Stützkörper des 1. Zylinders (Stützringe)
- 16
- Rotationsachse
- 17
- Kreisspirale
- 18
- Verstelleinrichtung
- 19
- Betätigungseinrichtung
- 20
- Linearführung
- 21
- Drehpunkt
- 22
- Kontaktpunkt
- 23
- Steuereinrichtung
- 100
- Druckmaschine
- 110
- Druckwerk
- 126
- Gestellmodul
- 146
- Substratrolle
- 148
- Zuführstation
- 150
- Stanzwerk
- 152
- Auslaufstation
- 154
- Etikettenrolle
- 160
- Bahnleitwalze
- 162
- Heißlufttrockner
- 1000
- Substrat
- F
- Vorspannkraft
- M
- Maschinenlaufrichtung
- d
- Drehbewegung
1. Bearbeitungswerk (10) zur rotativen Bearbeitung eines bahnförmigen oder bogenförmigen
Substrats (1000) mit mindestens zwei Bearbeitungszylindern (11, 12) und einem Maschinengestell
(9),
wobei ein erster Bearbeitungszylinder (11) beweglich im Maschinengestell (9) und ein
zweiter Bearbeitungszylinder (12) stationär im Maschinengestell (9) gelagert ist,
wobei jedem Bearbeitungszylinder (11, 12) Stützkörper (14, 15) zugeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stützkörper (14) des zweiten Bearbeitungszylinders (12) als Spiralstützkörper
als verdrehbare (d), ring- oder scheibenförmige Körper in Form einer Kreisspirale
(17) mit konstanter Steigung ausgeformt sind,
dass das Bearbeitungswerk (10) einen dritten Bearbeitungszylinder (13) aufweist, wobei
diesem ebenfalls Spiralstützkörper (14) zugeordnet sind, und
dass der dritte Bearbeitungszylinder (13) stationär im Maschinengestell (9) gelagert ist
und dass der erste Bearbeitungszylinder (11) entlang einer Linearführung (20) verschieblich
und um einen Drehpunkt (21) schwenkbar im Maschinengestell (9) gelagert ist.
2. Bearbeitungswerk nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein jeweiliger Spiralstützkörper (14) teilkreisförmig ausgeformt ist.
3. Bearbeitungswerk nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass jedem Bearbeitungszylinder (12, 13) mit Spiralstützkörpern (14) eine Verstelleinrichtung
(18) zugeordnet ist zum Verdrehen der Spiralstützkörper (14) relativ zur Rotationsachse
(16) des jeweiligen Bearbeitungszylinders (12, 13).
4. Bearbeitungswerk nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine Betätigungseinrichtung (19) vorgesehen ist zum An- und Abstellen mindestens
eines der Zylinder (11, 12, 13) und zum Aufbringen einer Vorspannkraft (F).
5. Bearbeitungswerk nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stützkörper (15) des ersten Bearbeitungszylinders (11) als mit der Rotationsachse
(16) des ersten Bearbeitungszylinders (11) verbundene ring- oder scheibenförmige Körper
ausgeführt sind.
6. Bearbeitungswerk nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Bearbeitungszylinder (11) als Druckzylinder, der zweite Bearbeitungszylinder
als Gegendruckzylinder (12) und der dritte Bearbeitungszylinder (13) als Farbauftragswalze
ausgeführt sind.
7. Etikettendruckmaschine (100) mit mindestens einem Bearbeitungswerk (10) nach einem
der vorangehenden Ansprüche.