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Die
Erfindung betrifft eine Rotationsdruckmaschine, vorzugsweise eine
Bogendruckmaschine, mit einem integrierten Wellpappenerzeugungsmodul zur
Erzeugung von offenen und geschlossenen Einfach- oder Doppelwellen.
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In
Bogenrotationsdruckmaschinen mit Zylindern und Greifertransport
lassen sich nur eingeschränkt
biegesteife oder bruchempfindliche Materialien transportieren und
bedrucken, da sie durch die Umschlingung um die Zylinder brechen
oder in einer anderen Art beschädigt
werden können.
Auch die Dicke der bedruckbaren Materialien ist in der Regel auf ca.
1,6mm im Maximum beschränkt,
da die Zylindergruppen von Bogenrotationsdruckmaschinen nicht weiter
auseinander fahren können.
Aus diesem Grund ist der Anwendungsbereich der Bogenrotationsdruckmaschinen
in der Regel auf Papier, Karton oder Folie limitiert. Es gab in
der Vergangenheit schon erfolgreiche Versuche Verbundmaterialien, z.B.
Wellpappe, zu bedrucken. Die Bedruckung von Wellpappe ist aber bei
Bogenrotationsdruckmaschinen auf die Sorten G- (≈0,9mm stark), F- (≈1,2mm stark)
und E-Welle (≈1,6mm
stark) eingegrenzt. Diese Wellensorten stellen aber nur ca. 8% des
Gesamtmarktes der Wellpappenprodukte dar, folglich lohnt sich eine
Investition eines Wellpappenherstellers in eine solche Anlage zur
Direktbedruckung der beidseitig geschlossenen Wellpappe nur, wenn
eine entsprechende Auslastung mit den genannten Materialstärken dauerhaft
gesichert ist. Die Wellpappe mit ist mit einem Gesamtanteil von
60% an dem papierbasierten Verpackungsmarkt ein wichtiger Markt,
der von Herstellern von Bogenrotationsdruckmaschinen nicht ignoriert
werden kann. Führend
in der Bedruckung von Wellpappe und anderen Verbundmaterialien sind
zur Zeit Flexodruckmaschinen mit gerader Bogenführung, die den Vorteil haben,
dass durch die gerade Bogenführung
die Verbundmaterialien nicht durch Biegung belastet werden. Ein
gattungsgemäße flache
Bogenführung
für Druckmaschinen
ist unter anderem in der
EP
0363 662 B1 offenbart. Ein weiterer Vorteil solcher Flexodruckmaschinen
liegt darin, dass der Formzylinder aufgrund der einfacheren Bauweise
solcher Maschine weiter von dem Gegendruckzylinder wegfahren kann,
so dass auch dickere Materialien, in der Regel bis zu einer Gesamtstärke von
13mm, bedruckt werden können.
Der Markt fordert aber immer mehr eine hochwertigere Bedruckung
solcher Materialien und ist gekennzeichnet durch sinkenden Auflagenhöhen, so
dass der Offsetdruck aufgrund seiner hohen Druckqualität und geringen
Vorkosten immer als Alternative zum Flexodruck gesehen wird.
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Die
Problematik des eingeschränkten
Substratspektrums einer Bogenrotationsdruckmaschine mit Zylinderbogenführung wird
umgangen, indem in einem ersten Arbeitschritt der Deckbogen bedruckt wird
und dann in einem zweiten Arbeitsschritt der Deckbogen, je nach
Anforderung, einseitig oder zweiseitig auf das Trägersubstrat
in einer separaten Kaschieranlage aufkaschiert wird. Trägersubstrate können zum
Beispiel offene oder geschlossene Wellpappen, Vollpappe, Glas- oder
Kunststoffplatten sein.
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Kaschieranlagen
für die
separate Kaschierung bestehen in zwei Ausführungen. In einer ersten Ausführung werden
die Deckbögen
auf Trägersubstratbögen aufkaschiert,
in dem in der Regel auf dem Trägersubstrat
ein Leim oder Laminierkleber aufgebracht wird und anschließend der
Deckbogen mit dem Trägersubstrat
in einer Vorrichtung in Kontakt gebracht wird. Gattungsmäßige Vertreter
solcher Kaschieranlagen sind u.a. aus der
US 374 427 , WO 99/62702 und der
EP 0 175 795 bekannt. In
der
EP 0 803 353 B1 ist
eine Kaschieranlage für
eine beidseitig Kaschierung auf ein Trägersubstrat offenbart. In der
zweiten Ausführung
werden die Deckbogen auf eine kontinuierliche Bahn des Trägersubstrates
aufkaschiert. Nach dem Aufkaschieren des Deckbogens wird dann die
Bahn mit den aufkaschierten Deckbögen in Einzelbögen zerschnitten.
Ein gattungsgemäßer Vertreter
einer solchen Kaschieranlage ist in der
EP 0 733 467 B1 offenbart.
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Kennzeichnend
für den
Verbundsprozess unter Zuhilfenahme der bekannten Kaschieranlagen für die Herstellung
von Verbundmaterial aus Bogenmaterial ist, dass zu mindestens eine
Lage des Verbundmaterials, zum Beispiel der Trägerbogen, mit einem Haftmittel
versehen wird, bevor die einzelnen Lagen zusammen gepresst werden.
Vor dem Zusammenpressvorgang müssen
die einzelnen Lagen zueinander in die richtige Lage, zueinander
gebracht bzw. ausgerichtet.
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Die
häufigste
Art der Verbindung zwischen dem Deckbogen und dem Trägermaterial
besteht in der Aufbringung von Stärkeleim. In der
DE 43 07 520 A1 wird das
Verfahren zur Kaschierung mittels Stärkeleim in einer Kaschieranlage
beschrieben und ein Verfahren zur Steuerung des Leimauftrags offenbart.
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Auch
in den Wellpappenherstellungsanlagen zur Herstellung von Wellpappen
aus kontinuierlichen Bahnen werden bevorzugt Leimwerke eingesetzt. Solche
Leimwerke sind unter anderem in den Schriften
DE 42 41 743 ,
US 6 602 546 ,
EP 0 825 017 ,
DE 197 48 892 und
DE 103 24 729 . Neben diesen Patentschriften
existiert noch eine Vielzahl von Varianten solcher Beleimungsstationen,
die prinzipiell auch in separaten Kaschieranlagen eingesetzt werden können.
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Für die Verbindung
zweier oder mehreren Materiallagen, sind neben der klassischen Technik, dem
Auftragen von einem flüssigen
Leim oder einem flüssigen
Kleber auf eine oder mehrere der beteiligten Materiallagen und das
anschließende
Trocknen der verbunden Materiallagen durch Wärmeplatten, Heißluft oder
Infrarotstrahlung, noch andere Techniken zum Verbinden von Materiallagen
bekannt.
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Eine
in der Wellpappenbranche relativ neue Verbindungstechnik zwischen
mehreren Materiallagen besteht in dem Einsatz von Ultraschalltechnik.
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Ultraschall
als eine Möglichkeit
zum Verschweißen
zweier Lagen ist hinlänglich
bekannt. Die
DE 44 39 284 beschreibt
ein Vorrichtung zum fortlaufenden Ultraschallbearbeitung, bei der
bereits übereinander
gelegte, mehrlagige Materialbahnen in einen Spalt zwischen einem
Ultraschallschwinger und einem Gegenwerkzeug eingeführt wird.
Bei dem Durchziehen der Materialbahn werden die Lagen miteinander
verschweißt,
da eine der Lagen eine schweißbare,
flexible Schicht darstellt. Hierzu ist eine thermoplastische Schicht
erforderlich, die sich unter der Einwirkung des Ultraschalls erwärmt und
die Lagen miteinander verschweißt.
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Eine ähnliche
Vorrichtung zum Verschweißen
zweier oder mehreren Lagen ist auch aus der
DE 100 227 35 bekannt.
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In
der
DE 102 52 948
A1 ist eine Verbindungsmöglichkeit zum Verbinden von
Materialbahnen ohne den Einsatz von thermoplastischen Zusatzstoffen
offenbart. Die Verbindung der Materialbahnen, die faserbasiert sein
müssen,
erfolgt durch Mikroverspleissung der Fasern der aneinander liegenden
Materialbahnen. Die Vorteile einer solchen Ultraschallverbindung
von Materialbahnen in einer Wellpappenherstellungsmaschine werden
in folgenden Aspekten gesehen: Verringerung des Wärmeeintrags in
die Wellpappe, da der Leim nicht mehr getrocknet werden muss, Wegfall
des Verbindungsmittels (des Klebers), erhebliche Verringerung der
Baugröße der Wellpappenherstellungsmaschine
und dem Wegfall oder Verkürzung
der Einlaufphase einer solchen Wellpappenherstellungsanlage. Auch
wenn die Diskussion in der Fachwelt noch nicht abgeschlossen ist,
ob die Verbindung der Materiallagen mit Hilfe des Verfahrens und
der Vorrichtung gemäß der
DE 102 52 948 A1 nur
auf Mikroverspleissung der Faser der benachbarten Materiallagen
oder ob der Verbindungseffekt zu mindestens teilweise auf einer
Aktivierung der in jedem Papier enthaltenen Stärkekomponenten beruht, so ist
doch anzuerkennen, dass mit dieser Erfindung der Verzicht auf einen
zusätzlichen Klebereintrag
verbunden ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es ein effektives und kostengünstige Vorrichtung zur Erzeugung
eines dekorativen Wellpappenproduktes zu schaffen. Gelöst wird
die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen
ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
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Der
Begriff Wellenbahn ist als die gewellte Bahn, die später den
Innenteil der geschlossenen Wellpappe bildet, definiert. Der Begriff
Wellpappenbahn umfasst die Wellenbahn, die mindestens einer Außendecke
verbunden ist.
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1 zeigt
einen so genannten Single-Facer (Wellpappenerzeugungsaggregat) zur
Herstellung einseitig offener Wellpappenbahnen. Die Materialbahn
aus der später
die Welle gebildet wird 1 wird zwischen zwei miteinander
kämmende
Zahnwalzen 2, 3 geführt, die aus der zugeführten Materialbahn 1 eine
Wellenbahn formen. Die Wellenspitzen der ausgeformten Wellenbahn
werden durch eine Auftragsvorrichtung 4 mit einem Klebstoff
versehen. In diesem Fall ist die Klebstoffauftragsvorrichtung 4 als eine
Kammerrakel mit Rasterwalze ausgebildet, eine solche Klebstoffauftragsvorrichtung
kann aber jede beliebige geeignete Auftragsvorrichtung, wie zum Beispiel
ein Walzenwerk oder Sprühvorrichtung
sein. Die mit dem Klebstoff benetzten Wellenspitzen werden dann
mit einer weiteren Materialbahn 5 in Kontakt gebracht,
die von einem umlaufenden Band 6 gegen die Wellenspitzen
der ausgeformten Bahn gedrückt
werden. Alternativ zu der bekannten Bandlösung kann das Andrücken der
Materialbahn 5 auch mit einer oder mehreren Walzen erfolgen.
Die einseitige Wellpappenbahn 7, gebildet aus der aus der
Materialbahn 1 geformten Wellenbahn, die mit der Materialbahn 5 verbunden
ist, wird dann einer weiteren Verwendung zugeführt. Als Materialbahnen (1, 5) kommen
Papierbahnen, Kartonbahnen oder Kunststoffbahnen in Betracht, wobei
Materialbahn 1 und Materialbahn 5 aus gleichen
oder unterschiedlichen Materialien bestehen können. Alternativ können die Materialbahnen
(1, 5) auch mit Ultraschall miteinander verbunden
werden. In diesem Fall kann die Klebstoffauftragsvorrichtung 4 entfallen.
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Die
Herstellung von einseitiger Wellpappe mit Wellpappenerzeugungsaggregaten
(Single Facern) ist aus Wellpappenerzeugungsmaschinen bestens bekannt.
Neu ist jedoch, dass erfindungsgemäß eine solche Vorrichtung vorzugsweise
mit einer Druckmaschine verbunden wird.
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In
der Druckmaschine werden gedruckte Bögen inline auf eine offene
Wellpappenbahn, deren Wellenspitzen zuvor mit einem Klebstoff versehen wurden,
abgelegt. Die gedruckten Bögen
aus der Druckmaschine bilden dann die obere, dekorative Deckschicht.
Die offene Wellpappe kann zum Zeitpunkt der Ablage der Bögen aus
einer offenen Wellpappenbahn bestehen, oder aus einzelnen Abschnitten,
die zuvor aus der offenen Wellpappenbahn mittels einer Schneidvorrichtung gebildet
wurden. Geeignete Schneidvorrichtungen sind Messerwalzen, Schneidmesser,
Laser oder Wasserstrahlschneidgeräte.
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In
einer alternativen erfindungsgemäßen Ausführung wird
auf die im Wellpappenerzeugungsaggregat (Single Facer) gebildete
offene Wellpappenbahn auf die offene Wellenseite eine weitere Materialbahn
aufgeklebt und somit eine beidseitig geschlossene Wellpappenbahn
gebildet. Auf diese geschlossene Wellpappenbahn oder aus der Wellpappenbahn
gebildete Abschnitte werden dann die Druckbögen direkt aus der Druckmaschine
abgelegt.
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Das
Wellpappenerzeugungsaggregat (Single Facer) ist über Signalleitung, eine Signalübertragungseinrichtung
oder über
eine Sensorik, die die Geschwindigkeit der Druckmaschine erfasst,
mit der Druckmaschine verbunden, so dass die Verarbeitungsgeschwindigkeit
des Wellpappenerzeugungsaggregats den Verarbeitungsgeschwindigkeiten
in direkter Abhängigkeit
oder über
eine Rechenvorschrift oder Kennlinie folgt. Störungen der Druckmaschine werden
an die Steuerung des Wellpappenerzeugungsaggregat gemeldet, wobei
diese gemäß der Fehlerart
reagiert. So kann zum Beispiel bei einem Notstopp der Druckmaschine
die Steuerung des Wellpappenerzeugungsaggregats auch anhalten. Umgekehrt
können
auch Fehlermeldungen des Wellpappenaggregats, z.B. einen Bahnwechsel
oder Bahnriss, auch die Steuerung der Druckmaschine gemeldet werden.
Dies kann ebenfalls zu einer Reaktion der Druckmaschinensteuerung
führen,
indem zum Beispiel die Druckmaschine angehalten oder besonders vorteilhaft,
die produzierten Druckbögen auf
einen Ablagestapel oder einem geeigneten Pufferbereich abgelegt
werden.
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Zwischen
dem Wellpappenerzeugungsaggregat (Single Facer) und dem Ablagebereich
in der Druckmaschine können
Puffer für
eventuelle Störungen
im Wellpappenerzeugungsaggregat gebildet werden, in dem die Wellpappenbahn
zum Beispiel in Falten geführt
wird. Auch kann die Wellpappenbahn über Umlenkstangen einfach und
sicher umgelenkt werden, so dass die Anordnung des Wellpappenerzeugungsaggregates
relativ zur Druckmaschine frei gewählt werden kann.
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Das
Wellpappenerzeugungsaggregat kann daher senkrecht, parallel oder
unter der Auslage angeordnet werden.
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Die
Deckbögen
können
in einer bevorzugten Version direkt aus der Druckmaschine auf die
Wellpappenbahn abgelegt werden oder die Deckbögen werden zuerst in einen
Zwischenpuffer abgelegt, zum Beispiel ein Hilfsstapel, und von dort
durch eine Vorrichtung auf die Wellpappenbahn abgelegt.
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Ein
wesentlicher Vorteil die Deckbögen
auf einer Wellpappenbahn abzulegen liegt darin, dass die Wellpappenbahn
einen kontinuierlichen Transport einfach macht. Bei einer Ablage
auf einen Trägerbogen
müssen
die Bögen
seitlich relativ exakt abgelegt werden. Dieses Vorgehen kostet Zeit
und ist nicht immer einfach zu realisieren, da der Bogen bei der
Ablage seitlich wegschwimmen kann. Nach der Applikation des Deckbogens
kann die Wellpappenbahn in Teilstücke (Bögen) geschnitten werden, in dem
zum Beispiel die Kante des Deckbogens oder Marken auf dem Deckbogen
durch eine Sensorik detektiert wird. Dies ermöglicht eine exakte seitliche Kante.
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Ein
weiterer Vorteil die Wellpappenerzeugung in die Druckerei zu holen
liegt darin, dass Bogenware mit offener oder geschlossener Welle
erst geordert werden muss. Durch die eigene Produktion der Welle
kann die Druckerei hingegen flexibel und den Kundenansprüchen gerecht
reagieren. Außerdem
wird ein wesentlicher Teil der Wertschöpfung in die Druckerei geholt.
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Durch
die Erfindung wird aber auch der Fall abgedeckt, dass der Anwender
Rollenbahnen offener Wellpappe zukauft und diese der Druckmaschine zuführt.
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In
den 2, 3 ist die Wellpappenbahn durch
einen Schnitt durch eine Wellpappe 11 symbolisch charakterisiert.
Die angedeutet Wellenrichtung muss aber nicht der verarbeitenden
Wellenrichtung entsprechen. Das Symbol dient vereinfachend für eine Wellpappenbahn,
unabhängig
von der Wellenlaufrichtung.
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Die
Ablage der gedruckten Bögen
auf der Wellpappenbahn 11 kann geschehen, indem im Bereich
des Auslegers 14 einer Bogendruckmaschine, der Bogen an
einer beliebigen Stelle von der umlaufenden Kettenbahn 15 durch
eine oder mehrere Bogenweichen entnommen wird und dabei zum Beispiel über weitere
Trommeln 8, 9 an eine weiteres Kettensystem mit
Greiferbrücken übergeben
wird, die den Deckbogen bis zu der Stelle transportiert, an der
auf der Wellpappenbahn abgelegt wird. Diese erfindungsgemäße Variante
hat den großen
Vorteil, dass im Einrichtebetrieb oder zur Probebogenentnahme der
gedruckte Bogen zu der regulären
Auslage 13 zur Ablage auf dem Stapel 12 transportiert
wird. Ist der Bogen innerhalb des gewünschten Qualitätsfensters wird
die Weiche aktiviert und der Bogen aus dem Bogenstrom zur Auslage 13 entnommen
und einer zweiten Förderstrecke übergeben,
die den Bogen auf der Wellpappenbahn 11 ablegt. Die Steuerung
der Weiche kann auch abhängig
von dem Ergebnis einer Qualitätsmessung,
zum Beispiel durch eine Zeilenkamera oder einem Inline-Densitometer
erfolgen, so dass nur Deckbögen,
die innerhalb des tolerierten Qualität-Toleranzfensters liegen an
die zweite Förderstrecke
zur Ablage auf der Wellpappe 11 übergeben werden, während Bögen, die
außerhalb
des Toleranzfensters liegen der Auslage 13 zugeführt und auf
dem darin befindlichen Stapel 12 oder einen Hilfsstapel
abgelegt werden. Ein weiterer Vorteil der gewählten Variante liegt darin,
dass die Druckmaschine weiterhin auch für den Druck von Standarddruckprodukten,
zum Beispiel für
den Akzidenzdruck, ohne Einschränkungen
genutzt werden kann.
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In
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausprägung weist
der Ausleger 14 mit dem Kettenfördersystem 15 eine
oder mehrere Klinken auf, die den Bogen aus dem Kettenfördersystem
ausklinken, wenn dieser sich über
der Wellpappenbahn 11 befindet. Die Wellpappenbahn 11 kann
zum Beispiel senkrecht zur Förderichtung
des Auslegers gefördert
werden, wobei die Bogenbahn hier eine Unterbrechung aufweist. Die
Bahn kann aber auch oberhalb der Bogenbahn verlaufenden quer durch
den Anleger transportiert werden. Für die Durchführung der
Wellpappenbahn 11 ist jede mögliche Stelle im Bereich des Auslegers 14 denkbar.
Zeichnung 3 zeigt beispielhaft zwei mögliche Orte, in der geraden
Förderstrecke des
Auslegers 14 oder über
dem Stapel 12 im Auslagebereich 13.
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Theoretisch
wäre auch
eine Anordnung des Wellpappenerzeugungsaggregats auch im freien Bauraum 17 unterhalb
der Bogenführungsbahn
des Auslegers 14 denkbar. In diesem Fall könnte die Wellpappenbahn
in Förderrichtung
des Auslegers 14 verlaufen und die Bogen auf dieser Wellpappenbahn abgelegt
werden.
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Die
Wellenspitzen der Wellpappenbahn werden vor der Ablage der bedruckten
Deckbögen
vorteilhaft mit Klebstoff beaufschlagt. Äquivalent gilt dies auch, wenn
die Wellpappenbahn eine beidseitig geschlossene Decke aufweist,
nur das in diesem Fall der Klebstoffauftrag vollflächig erfolgen
kann. Als Klebstoff kommen Dispersionskleber, Stärkekleber, Zweikomponentenkleber,
Harzkleber oder jeder andere geeignete Klebstoff in Betracht, der
geeignet ist die Wellenlage mit dem Deckbogen zu verbinden.
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Als
Klebstoffauftragsvorrichtung für
den Auftrag des Klebstoffes kommen alle bekannten Verfahren, wie
Walzenauftragswerke, Kammerrakelsysteme oder Rakelsysteme mit offener
Rakel, Rollrakelauftragssysteme oder Sprühvorrichtungen in Betracht.
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Die
Wellpappenbahn wird vor oder nach dem Ablegen des dekorativen Deckbogens
in der Druckmaschine mit einem Messer, mit einer Schlagschere, einer
Walze, die mit Messern bestückt
ist, mit einem Laser, mit einem Wasserstrahlschneidvorrichtung oder
einer anderen geeigneten Vorrichtung in Formatbogen geschnitten.
Der Schnittabstand kann ereignisgesteuert erfolgen, zum Beispiel
durch Erkennen der Kante des Deckbogens mit einem geeigneten Sensor,
oder in festen diskreten Abständen.
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Die
Deckbogen werden nach dem Auflegen auf der Wellpappenbahn durch
Bänder,
eine oder eine Abfolge mehrerer Rollen oder durch Stempel an die
Wellpappenbahn angedrückt,
um die Anhaftung des Deckbogens zu verbessern.
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- 1
- Wellenmaterialbahn
- 2
- Formrad
zur Ausbildung der Welle
- 3
- Formrad
zur Ausbildung der Welle
- 4
- Klebstoffauftragsaggregat
- 5
- Deckbahn
- 6
- Anpressband
- 7
- Wellpappenbahn,
gebildet aus Deckbahn und Wellenbahn
- 8
- Bogenweichentrommel
- 9
- Übergabetransfertrommel
- 10
- Kettenrad
- 11
- Wellpappenbahn
- 12
- Auslagestapel
- 13
- Auslage
- 14
- Ausleger
- 15
- Kettenbahn
- 16
- Druck-
oder Lackwerk
- 17
- Bauraum
unter Bogenbahn