DE102010049258A1

DE102010049258A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bedrucken flächiger Werkstücke

Info

Publication number: DE102010049258A1
Application number: DE102010049258A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Wemhoener Surface & Co KG GmbH; Wemhoner Surface & Co KG GmbH
Current assignee: Wemhoener Surface & Co KG GmbH; Wemhoner Surface & Co KG GmbH
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2012-04-26

Abstract

Vorrichtung zum Bedrucken flächiger Werkstücke mittels Digitaldruck, mit einer Transportvorrichtung für ein Werkstück unter einem quer zur Transportrichtung verfahrbaren Druckkopf entlang und mit einer Unterdruckeinrichtung zur Festlegung des Werkstückes auf der Transportvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Transportband (1) mit feinen Löchern besteht und unter einer mit damit korrespondierenden Durchlassöffnungen (2) versehenden Auflagerfläche (3) ein Unterdruckkasten (4) angeordnet ist, der über Verbindungsschläuche (5) mit einer Unterdruckeinrichtung verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bedrucken flächiger Werkstücke mittels Digitaldruck. Der Begriff Digitaldruck soll hier alle Druckverfahren bezeichnen, bei denen das Druckbild unmittelbar von einem Computer an einen Druckkopf eines Druckers übertragen wird, wie etwa beim Laserdruck- oder insbesondere beim Tintenstrahldruckverfahren.
Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Drucken großformatiger Werkstücke bekannt, DE 10 2009 003 443 A1 , bei dem zunächst ein zu bedruckendes Werkstück auf einem fahrbaren Schlitten durch Unterdruck fixiert und anschließend der Schlitten relativ zu einer Farbauftragseinrichtung in eine Vorschubrichtung verfahren und dann ein erster streifenförmiger Abschnitt von einem Druckkopf auf das Werkstück aufgedruckt wird. Anschließend wird der Schlitten schrittweise in eine Richtung senkrecht zur Vorschubrichtung unter dem Druckkopf verfahren, um einen zweiten streifenförmigen Abschnitt auf das Werkstück aufzudrucken und so fort.
Nachteilig an diesem bekannten Verfahren ist, dass die Vorrichtung für jedes zu bedruckende Werkstück einen separaten Schlitten benötigt, der zusammen mit dem Werkstück und der erforderlichen Unterdruckeinrichtung bewegt werden muss, was eine sehr aufwändige Konstruktion der Vorrichtung mit sich bringt. Weiterhin erfordert dies sehr starke Antriebe und stellt hohe Anforderungen an die exakt einzuhaltende Positionierung der Werkstücke, da jeweils die gesamte Masse des Schlitten, des Werkstück und der Unterdruckvorrichtung gemeinsam beschleunigt und abgebremst werden muss. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist, dass zum Wechsel der Werkstücke ein Austausch der Schlitten stattfinden muss, wodurch der Arbeitsprozess nur diskontinuierlich ablaufen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bedrucken flächiger Werkstücke mittels Digitaldruck zur Verfügung zu stellen, welche bei geringem Bauaufwand ohne größere Produktionspausen quasi kontinuierlich und schnell arbeiten können, wobei die Vorrichtung leicht und einfach aufgebaut sein und dauerhaft eine exakte Positionierung der Werkstückes im Verhältnis zum Druckkopf ermöglichen soll.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 6 in Verbindung mit den erfinderischen Merkmalen deren kennzeichnender Teile. Dadurch, dass die Transportvorrichtung aus einem Transportband mit feinen Löchern besteht und unter einer mit diesen Löchern korrespondierenden Durchlaufsöffnungen versehenden Auflagerfläche ein Unterdruckkasten angeordnet ist, der über Verbindungsschläuche mit einer Unterdruckeinrichtung verbunden ist, wird es möglich, ein Werkstück von einer Seite her unter den Druckkopf einer Druckvorrichtung zu befördern und weiter darunter hinweg weiter zu bewegen und nach erfolgtem Druck in der gleichen Transportrichtung weiterzubefördern, so dass diesem Werkstück unmittelbar das nächste Werkstück folgen kann, ohne dass eine Richtungsumkehr der Transporteinrichtung erforderlich wäre. Der Produktionsprozess erfährt somit keine längeren Unterbrechungen.
Das Verfahren zum Bedrucken flächiger Werkstücke mittels Digitaldruck, bei dem ein auf dem Transportband aufgelegtes Werkstück von dem Transportband bis über den Unterdruckkasten bewegt und anschließend Unterdruck unter dem Werkstück angelegt wird und daraufhin das Transportband, das Werkstück und der Unterdruckkasten gemeinsam bis unter den Druckkopf befördert werden, stellt sicher, dass jedes beliebige Werkstück, sei es ein dünnes Brett, eine dünne Platte oder ein dünner Folienabschnitt, so fixiert werden kann, dass ein Hochstehen des Werkstückes zumindest unmittelbar unterhalb des Druckkopfes sicher ausgeschlossen werden kann, so dass keine unscharfen Druckbilder entstehen können und stets die bestmögliche Qualität erzielt werden kann.
Dadurch, dass der Unterdruckkasten zusammen mit dem Transportband und dem Werkstück weiterbewegt werden kann, wird auch die erforderliche Antriebskraft eines Transportbandes minimiert, da die Antriebe nicht den Reibungswiderstand eines der Werkstückfläche entsprechenden Auflagerfläche des Transportbandes auf der Auflagerfläche überbrücken müssen. Hierdurch wird es insgesamt möglich, leichtere Bauteile einzusetzen, wodurch sich insgesamt auch die Positioniergenauigkeit einfacher dauerhaft gewährleisten lässt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der erfinderischen Vorrichtung und des Verfahrens ergeben sich mit und im Zusammenhang der den Ansprüchen 1 und 6 folgenden Unteransprüche.
Entsprechend einer besonderes bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Unterdruckkasten mit einem separaten linearen Bewegungsantrieb ausgestattet, so dass der Unterdruckkasten vollkommen unabhängig von dem Transportband in oder entgegen dessen Transportrichtung bewegbar an der Vorrichtung angeordnet ist und beispielsweise nach Durchlauf eines ersten Werkstückes, welches in Transportrichtung des Tramsportbandes weiterbewegt wird, der Unterdruckkasten zur Aufnahme eines zweiten nachfolgenden Werkstückes zurückfahren kann, um dieses wiederum auf dem Transportband zu fixieren.
Gemäß einer ganz besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung weist der Unterdruckkasten ein Breitenmaß etwa vom Breitenmaß des Transportbandes und in Transportrichtung nur ein Längenmaß auf, welches etwa dem Breitenmaß eines Druckkopfes entspricht oder wenige cm kürzer, insbesondere aber geringfügig länger ausgebildet ist, wobei der Druckkopf bevorzugterweise aus mehreren in Transportrichtung der Werkstücke hintereinander angeordneten Einzel-Druckköpfen bestehen kann, beispielsweise aus 12 Einzel-Druckköpfen. Es sind jedoch je nach Anforderung an die Leistungsfähigkeit und Größe der Vorrichtung auch Ausführungen mit deutlich weniger oder deutlich mehr, beispielsweise 24 Druckköpfen denkbar. Ein solcher kurzer Unterdruckkasten bringt als ganz besonderen Vorteil mit sich, dass der Unterdruck nur in einem kleinen Raum hergestellt und aufrechterhalten werden muss, wodurch sich zum einen die erforderliche Leistung der Vakuumpumpen verringert aber auch ein höheres Vakuum erzeugbar ist, wobei auf Grund der Kürze zusätzlich leichter sicherzustellen ist, dass keine Fehlluft seitlich der Werkstücke mit angesaugt werden kann, so dass sich auch keine Luftströmung einstellt, die das Druckbild negativ beeinflussen könnte. Ein solcher kurzer Unterdruckkasten führt weiterhin dazu, dass der Antrieb des Transportbandes leistungsmäßig noch weiter reduziert werden kann, da die Größe der Auflagerfläche des Transportbandes, über die das Transportband ein Werkstück bei anliegendem Unterdruck befördern muss und damit die zu überwindende Reibung, erheblich reduziert ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Unterdruckkasten mit versetzbaren Zwischenwänden ausgestattet, so dass er in Teilkästen unterteilt ist, wodurch sich seine wirksame Breite einfach der Breite der Werkstücke anpassen lässt, wobei diese Anpassung stufenlos oder auch schrittweise verlaufen kann, wozu die Zwischenwände mit Dichtungen oder Balgen ausgestattet sein können.
Bevorzugterweise wird das Werkstück in einem dem Druckbeginn vorgelagerten Verfahrenschritt auf dem Transportband zunächst bis zu einer Vorderkantenerkennung verfahren und erst danach unter den Druckkopf gesteuert, so dass der Druckbeginn exakt einsetzen kann.
Insbesondere bei einem kurzen Unterdruckkasten ist es von Vorteil, wenn das Transportband, das Werkstück und der Unterdruckkasten nur so lange gemeinsam bewegt werden, bis dass sich der Unterdruckkasten mittig unter dem Druckkopf befindet und sich anschließend nur das Transportband und das Werkstück schrittweise weiterbewegen und das Werkstück bei jedem Zwischenschritt weiter bedruckt wird, da so sichergestellt wird, dass schon der vordere Rand des Werkstückes sicher und vollständig auf das Transportband angezogen wird und auch im weiteren Verfahrensablauf stets genau der Bereich unter dem Druckkopf vollständig auf das Transportband bzw. die Auflagerfläche des Unterdruckkastens angezogen wird, wohingegen die anderen Bereiche des Werkstückes frei auf dem Transportband aufliegen, so dass nur im Bereich des Unterdruckkastens größere Reibungskräfte vom Antrieb des Transportbandes überwunden werden müssen.
Besonders bevorzugt ist des Weiteren die Möglichkeit, den Unterdruckkasten nur so lange in seiner Stellung verharren zu lassen, bis dass das Ende eines Werkstückes den Unterdruckkasten erreicht, woraufhin dieser zusammen mit dem Transportband und dem Werkstück wieder gemeinsam in Transportrichtung weiterbewegt wird, bis dass die Hinterkante des Werkstückes unter dem Druckkopf ausläuft, wodurch auch hier sichergestellt wird, dass selbst der Endbereich eines Werkstückes, welches aus einer dünnen Folienbahn bestehen kann, noch vollständig unter der gesamten Fläche des Druckkopfes auf die Auflagerfläche des Unterdruckkasten angesaugt gehalten werden kann.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1–4 vier verschiedene Verfahrensabschnitte,
5 eine Draufsicht auf die Druckvorrichtung gem. 1, und
6 eine Seitenansicht auf die Druckvorrichtung gem. 5.
Die 1 zeigt ein auf ein Transportband 1 aufgelegtes Werkstück 10, welches in Transportrichtung 7 bis über den in einer vorderen Position befindlichen Unterdruckkasten 4 fährt, woraufhin Unterdruck darunter angelegt und anschließend das Transportband 1, das Werkstück 10 und der Unterdruckkasten 4 bis unter den Druckkopf 8 befördert werden, wo das Werkstück 10 in Teilschritten darunter hindurch befördert wird, wobei nach jedem Schritt der Druckkopf 8 quer zur Transportrichtung 7 des Transportbandes 1 verfährt und einen streifenförmigen Teil des Druckbildes auf das Werkstück 10 aufbringt, wie dies in 2 dargestellt ist. Nachdem das Transportband 1, das Werkstück 10 und der Unterdruckkasten 4 sich mittig bis unter den Druckkopf 8 bewegt haben, verharrt der Unterdruckkasten 4 in seiner Position und es wird nur noch das Transportband 1 und das Werkstück 10 schrittweise weiterbewegt und in jedem Zwischenschritt weitere Druckbildstreifen auf das Werkstück 10 aufgetragen, wie dies in 3 dargestellt ist. Nachdem das Ende eines Werkstückes 10 den Unterdruckkasten 4 erreicht hat, wird auch der Unterdruckkasten 4 gemeinsam mit dem Transportband 1 und dem Werkstück 10 weiterbewegt, wie dies in 4 gezeigt wird.
Der Unterdruckkasten 4 weist auf seiner nach oben gerichteten Auflagerfläche 3 schlitzförmige Durchlassöffnungen 2 auf, die korrespondierend zu feinen Durchlassöffnungen im Transportband 1 angeordnet sind, wobei im Unterdruckkasten 4 Zwischenwände 9 angeordnet sind, über die der Unterdruckkasten 4 an die Breite der zu bedruckenden Werkstücke 10 anpassbar ausgeführt ist. Der Unterdruckkasten 4 weist des Weiteren Unterdruckanschlüsse 11 für Verbindungsschläuche 5 an eine Unterdruckeinrichtung auf, die so angeordnet sind, dass sich der gesamte Unterdruckkasten 4 auf einer Linearführung 12, angetrieben von einem Bewegungsantrieb 6, parallel zur Oberfläche des Transportbandes 1 verfahren lässt. Das Transportband 1 ist als Endlosband ausgeführt, wobei mindestens eine der dargestellten Umlenkrollen als Antriebsrolle ausgeführt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009003443 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung zum Bedrucken flächiger Werkstücke mittels Digitaldruck, mit einer Transportvorrichtung für ein Werkstück unter einem quer zur Transportrichtung verfahrbaren Druckkopf entlang und mit einer Unterdruckeinrichtung zur Festlegung des Werkstückes auf der Transportvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Transportband (1) mit feinen Löchern besteht und unter einer mit damit korrespondierenden Durchlassöffnungen (2) versehenden Auflagerfläche (3) ein Unterdruckkasten (4) angeordnet ist, der über Verbindungsschläuche (5) mit einer Unterdruckeinrichtung verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruckkasten (4) einen separaten linearen Bewegungsantrieb (6) aufweist und unabhängig von dem Transportband (1) in oder entgegen dessen Transportrichtung (7) bewegbar an der Vorrichtung angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruckkasten (4) ein Breitenmaß von dem des Transportbandes (1) und in Transportrichtung (7) ein Längemaß aufweist, welches dem Breitenmaß eines Druckkopfes (8) entspricht oder wenige cm kürzer oder länger ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruckkasten (4) versetzbare Zwischenwände (9) aufweist und in Teilkästen unterteilt ist und dass seine wirksame Breite der Breite der Werkstücke (10) anpassbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwände (9) stufenlos oder schrittweise in der Breite verstellbar ausgebildet sind.
Verfahren zum Bedrucken flächiger Werkstücke mittels Digitaldruck mit einer Vorrichtung gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf das Transportband (1) aufgelegtes Werkstück (10) von dem Transportband (1) bis über den Unterdruckkasten (4) bewegt, Unterdruck angelegt und anschließend das Transportband (1), das Werkstück (10) und der Unterdruckkasten (4) bis unter den Druckkopf (8) befördert werden und das Werkstück (10) schrittweise nach jedem Druck eines Streifens quer zur Transportrichtung (7) in Transportrichtung (7) weiterbewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (10) in einem vorgelagerten Verfahrensschritt auf dem Transportband (1) zunächst bis zu einer Vorderkantenerkennung und erst danach unter den Druckkopf (8) verfahren wird.
Vorrichtung nach einem der beiden vorgenannten Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportband (1), das Werkstück (10) und der Unterdruckkasten (4) so lange gemeinsam bewegt werden, bis dass sich der als kurzer Kasten ausgebildete Unterdruckkasten (4) mittig unter dem Druckkopf (8) befindet, woraufhin Transportband (1) und Werkstück (10) schrittweise weiterbewegt und das Werkstück (10) bei jeden Zwischenschritt weiterbedruckt wird.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruckkasten (4) so lange in seiner Stellung verharrt, bis das Ende des Werkstückes (10) diesen erreicht, woraufhin Transportband (1), Werkstück (10) und Unterdruckkasten (4) gemeinsam schrittweise weiterbewegt werden, bis dass die Hinterkante des Werkstückes (10) unter dem Druckkopf (8) ausläuft.