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Die Erfindung betrifft eine Trägereinheit gemäß Anspruch 1 und ein Bearbeitungsmodul gemäß Anspruch 5, welche gemeinsam eine Druckmaschine gemäß Anspruch 11 bilden.
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Stand der Technik
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Bei Druckmaschinen zum Bedrucken von Etiketten und Faltschachteln ist in zunehmendem Maße eine große Flexibilität oder Variabilität gewünscht, um möglichst viele verschiedenartige Druckaufträge, insbesondere unter Erzeugung von speziellen optischen Effekten durch das gedruckte Bild oder den gedruckten Text, durchführen zu können. Zur Herstellung von Etiketten und Faltschachteln werden besonders häufig Druckmaschinen verwendet, die eine schmale Bahn eines Bedruckstoffes bearbeiten und eine Anzahl von Verbindungsplattformen oder Schnittstellen aufweisen, an denen jeweils eine Funktionseinheit oder ein Verfahrensmodul zum Drucken mit einem bestimmten Druckverfahren lösbar aufgenommen werden kann. Beispielsweise ist eine Ausführungsform einer derartigen Druckmaschine im Dokument
US 4,384,522 beschrieben. Die einzelnen Funktionseinheiten können dabei mit voneinander verschiedenen Druckverfahren arbeiten.
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Aus den Dokumenten
DE 195 13 536 A1 und
WO 95/29813 sind Druckmaschinen mit mehreren Druckwerken in Reihenbauweise bekannt, welche die lösbare Aufnahme einer Anzahl von Funktionseinheiten oder Verfahrensmodulen an einer Anzahl von Verbindungsplattformen gestatten. Die Funktionseinheiten können unter anderem Druckwerke oder Teile von Druckwerken in Kassetten oder Aufsätzen enthalten, die nach einem Buchdruckverfahren, einem Flexodruckverfahren, einem Siebdruckverfahren, einem Offsetdruckverfahren, einem Tiefdruckverfahren oder einem Tintenstrahldruckverfahren arbeiten. Darüber hinaus sind Funktionseinheiten (Bearbeitungswerke) vorgesehen, die mechanische Verarbeitungsschritte am Bedruckstoff gestatten, beispielsweise eine Prägung, einen Beschnitt (Perforation, Lochen) oder eine Wendung durchführen. Derartige Druckmaschinen, die mit einer Mehrzahl von unterschiedlichen Druckverfahren arbeiten können, werden auch als Kombinationsdruckmaschinen oder Hybriddruckmaschinen bezeichnet.
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Schon seit vielen Jahren werden Druckmaschinen und in ihnen zum Einsatz gelangende einzelne Bauteile in großem Umfang aus metallischen Werkstoffen, insbesondere aus Stählen, Aluminium oder Titan, hergestellt. Neben der den Anforderungen entsprechenden Eignung aufgrund einiger ihrer physikalischen und technischen Eigenschaften ist die traditionelle Verwendung dieser Werkstoffe offensichtlich unter anderem darauf zurückzuführen, dass weit verbreitet sowohl qualitative Fertigkeiten als auch quantitative Kapazitäten zur Verfügung stehen, metallische Werkstoffe herzustellen und adäquat zu bearbeiten. In Druckmaschinen mit moderner Drucktechnik gelangen meist große Gussteile aus metallischen Werkstoffen für die Maschinentragkonstruktion zum Einsatz, welche ihre Formgebung in technisch aufwändigen und auch oft kostspieligen Bearbeitungsschritten erfahren. In Konsequenz der Verwendung metallischer Werkstoffe in der modernen Drucktechnik sind in der Regel unterstützende technische Maßnahmen erforderlich, um einigen bestimmten unerwünschten physikalischen Eigenschaften dieser Werkstoffe, wie beispielsweise der elektrischen Leitfähigkeit, der thermischen Ausdehnung oder dem mechanischen Schwingungsverhalten, oder Konsequenzen aus diesen Eigenschaften zu begegnen.
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Beiden vorgenannten Aspekten wird in der
DE 10 2006 042 884 A1 begegnet. Offenbart wird eine Druckmaschine, insbesondere Etikettendruckmaschine oder bogenverarbeitende Offsetdruckmaschine, deren Druckwerke in einer aus Stein gefertigten Maschinentragkonstruktion aufgenommen sind. Dabei können unterschiedliche Druckwerke eingesetzt bzw. ausgetauscht und die Druckmaschine an einen jeweiligen Auftrag angepasst werden.
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Um Druckaufträge noch flexibler handhaben und vorhandene Druckmaschinen mit höherer Auslastung betreiben zu können wird in zunehmendem Maß höhere Flexibilität beim Aufbau der Druckmaschine gefordert.
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Aufgabenstellung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Druckmaschine zu schaffen, deren Aufbau äußerst flexibel geändert werden kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch die Schaffung einer Trägereinheit gemäß Anspruch 1 und einem Bearbeitungsmodul gemäß Anspruch 5, welche gemeinsam eine Druckmaschine gemäß Anspruch 11 bilden.
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In anderen Worten: Trägereinheiten und Bearbeitungsmodule stehen in einer definierten Beziehung zueinander und sind aneinander besonders angepasst.
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Die erfindungsgemäße Trägereinheit dient der Aufnahme und beliebigen Positionierung von Bearbeitungsmodulen für die Druck- und Druckweiterverarbeitung zum modularen Aufbau einer Schmalbahn-Etikettendruckmaschine. Erfindungsgemäß besitzt die Trägereinheit einen massiven Quader mit mindestens drei Füßen und mindestens einer Längsführung, wobei die Füße an der Unterseite des Quaders angebracht sind und wobei die Längsführung an der Oberseite des Quaders angebracht ist und sich über die Länge des Quaders erstreckt. Eine derartige Trägereinheit ist durch einen sehr einfachen Aufbau gekennzeichnet, was eine einfache und kostengünstige Fertigung der Trägereinheit erlaubt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Quader aus Naturstein, beispielsweise Granit, oder aus Kunststein, beispielsweise Beton, Mineralgusswerkstoff oder Polymerguss gefertigt ist. Diese Werkstoffe sind wesentlich kostengünstiger als Metallwerkstoffe und haben bessere Eigenschaften bezüglich Schwingungsverhalten, Festigkeit, Verfügbarkeit und Verarbeitbarkeit.
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In einer besonders vorteilhaften und daher bevorzugten Ausführungsform ist die Längsführung als Längsführungsschiene ausgeführt. Diese kann dabei ein Raster, z. B. ein Lochraster, aufweisen. In das Raster können Gegenelemente von Bearbeitungsmodulen eingreifen. Durch das Raster können somit definierte Positionen für die Bearbeitungsmodule vorgegeben werden und diese können in definierten Abständen zueinander auf der Trägereinheit positioniert werden. Ist die Längsführung ohne Raster ausgeführt, so können die Bearbeitungsmodule frei positioniert werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Trägereinheit verfügt mindestens einer der Füße über ein Nivellierelement zur Höhenveränderung des Quaders. Dadurch können Unebenheiten der Grundfläche ausgeglichen und der Quader in eine waagrechte Lage gebracht werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsvariante besitzt die Trägereinheit Koppelelemente zum Verbinden, d. h. Aneinanderreihen von zwei Trägereinheiten. Diese können über die Koppelelemente relativ zueinander ausgerichtet werden.
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Die Erfindung betrifft auch ein Bearbeitungsmodul für die Druck- und Druckweiterverarbeitung eines bahnförmigen Bedruckstoffes zum Einsatz auf einer wie obenstehend beschriebenen Trägereinheit und zum modularen Aufbau einer Schmalbahn-Etikettendruckmaschine. Erfindungsgemäß besitzt das Bearbeitungsmodul eine Tragstruktur, einen Transportzylinder und zwei Umlenkrollen, wobei die Umlenkrollen spiegelsymmetrisch zu einer vertikalen Achse durch die Rotationsachse des Transportzylinders angeordnet sind. Der spiegelsymmetrische Aufbau erlaubt in vorteilhafter Weise, die Laufrichtung des zu bedruckenden und zu bearbeitenden bahnförmigen Bedruckstoffes frei wählen zu können.
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In einer besonders vorteilhaften und daher bevorzugten Ausführungsform des Bearbeitungsmoduls besitzt die Tragkonstruktion mindestens ein an ihrer Unterseite angebrachtes Längsführungselement zum Positionieren des Bearbeitungsmoduls auf einer Trägereinheit, insbesondere wie obenstehend beschrieben. In anderen Worten: die Längsführung der Trägereinheit und das Längsführungselement des Bearbeitungsmoduls stellen die Schnittstelle dar, um Trägereinheit und Bearbeitungsmodul miteinander zu verbinden.
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In vorteilhafter Weiterbildung ist die Tragkonstruktion spiegelsymmetrisch zur vertikalen Achse durch die Rotationsachse des Transportzylinders.
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In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bearbeitungsmoduls kann das Bearbeitungsmodul Schnittstellen aufweisen zur Verbindung mit einer zusätzlichen Funktionseinheit, wobei diese zusätzliche Funktionseinheit zur Ausführung zusätzlicher Bearbeitungsschritte an dem bahnförmigen Bedruckstoff dient. Die zusätzliche Funktionseinheit kann dabei als Druckwerkseinheit ausgeführt sein und zusammen mit den Bearbeitungsmodulen ein Druckwerk bilden. Die zusätzliche Funktionseinheit kann auch als Stanz- und/oder Prägeeinheit ausgeführt sein und zusammen mit dem Bearbeitungsmodul ein Stanz- und/oder -Prägewerk bilden.
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Gegenstand der Erfindung ist auch eine Schmalbahn-Etikettendruckmaschine, aufweisend mindestens zwei wie obenstehend beschriebene Trägereinheiten und mindestens drei, wie obenstehend beschriebene Bearbeitungsmodule, wobei die Bearbeitungsmodule auf den Trägereinheiten positioniert sind. Eine derartige Schmalbahn-Etikettendruckmaschine kann in vorteilhafter Weise schnell und einfach in ihrem Aufbau geändert und an die Erfordernisse eines jeweiligen Druckauftrags angepasst werden. So ist zum Einen die Anzahl der Bearbeitungsmodule, welche auf den Trägereinheiten positioniert werden können, nicht von Anfang an begrenzt. Zum anderen können die Bearbeitungsmodule in ihrer Position auf den Trägereinheiten variabel verschoben werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass bei gleichen Trägereinheiten verschiedene Bahnbreiten realisierbar sind: Die Bearbeitungseinheiten stehen bei größeren Bahnbreiten nur weiter über die Trägereinheiten hinaus.
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In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schmalbahn-Etikettendruckmaschine weisen die mindestens eine Längsführung der jeweiligen Trägereinheit und das mindestens eine Längsführungselement des jeweiligen Bearbeitungsmoduls zueinander komplementäre Profilierungen auf. Diese Profilierungen stellen dabei die Schnittstelle von Trägereinheiten und Bearbeitungsmodulen dar, und stellen sicher, dass die Bearbeitungsmodule mit einfachen Handgriffen schnell und unkompliziert auf den Trägereinheiten positioniert und befestigt werden können.
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Die beschriebene Erfindung und die beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung stellen auch in beliebiger Kombination miteinander vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
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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 Zeichnungen verwiesen.
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Ausführungsbeispiel
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Die Erfindung soll an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele noch näher erläutert werden. Es zeigen in schematischer Darstellung
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1a: Eine dreidimensionale Darstellung einer erfindungsgemäßen Trägereinheit
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1b und 1c: Ansichten der Trägereinheit
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2a bis 2c: Verschiedene Ausführungsformen der Längsführung
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3a und 3b: Unterschiedliche Ausführungsvarianten zur Anordnung der Füße der Trägereinheit
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4: Zwei Trägereinheiten, welche in Reihe angeordnet sind
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5a: Ein Prozessmodul in einer schematischen Darstellung
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5b: Den Einsatz von Trägereinheiten und Prozessmodulen
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6a bis 6c: Verschiedene Ausführungsvarianten des Führungselements
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7a bis 7k: Verschiedene Beispiele zur Anwendung des Bearbeitungsmoduls
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8a bis 8c: Verschiedene Beispiele für den flexiblen Aufbau der Druckmaschine
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Einander entsprechende Elemente und Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1a zeigt eine Trägereinheit 12, welche durch einen Block 1, nämlich einen massiven Quader, gebildet wird. Der massive Quader 1 besitzt an seiner oberen Fläche zwei Längsführungen 4 mit Lochraster. Gehalten wird der Block 1 von vier Füßen, welche durch Profilträger 2 und verstellbare Nivellierelemente 3 gebildet werden. Durch Verdrehen der Nivellierelemente 3 ist ein Höhenausgleich möglich, und der Block 1 kann so waagrecht ausgerichtet werden. In 1b ist die Trägereinheit 12 in einer Ansicht und in 1c in einer seitlichen Ansicht dargestellt.
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In den 2a bis c sind verschiedene Varianten der Längsführung 4 dargestellt. In 2a ist eine Längsführung 4 als erhabenes Element mittig auf dem Block 1 angeordnet. In der Variante gemäß 2b ist die Längsführung 4 als eine mittig in die Oberfläche des Blocks 1 eingebrachte Nut ausgeführt. Gemäß der Darstellung von 2c sind zwei Längsführungen 4 in Form von zueinander parallelen Schienen auf der Oberfläche des Blocks 1 angeordnet.
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Die 3a und 3b stellen alternative Varianten für die Anordnung der Nivellierelemente 3 an der Unterseite des Blocks 1 dar. Während gemäß 3a drei Nivellierelemente an der Unterseite des Blocks 1 angeordnet sind, sind gemäß 3b vier Nivellierelemente 3 an der Unterseite des Blocks 1 angeordnet. Die drei Nivellierelemente 3 spannen ein Dreieck bzw. die vier Nivellierelemente 3 ein Rechteck auf. Von den drei Nivellierelementen 3 sollte zumindest eines verstellbar sein, während von den vier Nivellierelementen 4 bevorzugt alle verstellbar ausgeführt sind.
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In 4 ist ein Prozessträgersystem mit zwei Trägereinheiten 12 dargestellt, welche in Reihe angeordnet sind. Die beiden Trägereinheiten 12 werden durch ein nicht näher dargestelltes Koppelelement 13 miteinander verbunden. Das Koppelelement 13 kann auch weiter dazu dienen, die Trägereinheiten 12 zu einer gemeinsamen Längsachse auszurichten. Während in 4 beispielhaft nur zwei Trägereinheiten 12 miteinander gekoppelt sind, lässt sich auch eine beliebig größere Zahl an Trägereinheiten 12 miteinander verbinden. Die Anzahl erforderlicher Trägereinheiten 12 wird dabei durch den erforderlichen Platzbedarf zur Positionierung von Prozessmodulen auf den Trägereinheiten 12 bestimmt.
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5a zeigt ein Bearbeitungsmodul 21 in seiner allgemeinsten Ausführungsform. Das Bearbeitungsmodul 21 besitzt eine Tragstruktur 25, einen Transportzylinder 22 und zwei Umlenkrollen 23. Das Bearbeitungsmodul 21 ist spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieachse S aufgebaut, wobei die Symmetrieachse eine vertikale Achse durch die Drehachse des Transportzylinders 22 ist.
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In 5b ist die Anwendung des Bearbeitungsmoduls 21 auf Trägereinheiten 12 dargestellt. Aufgrund seines auf die wesentlichen Elemente reduzierten Aufbaus kann das Bearbeitungsmodul 21 an verschiedenen Positionen für unterschiedliche Aufgaben eingesetzt werden.
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6a bis 6c zeigen alternative Ausführungsformen des Führungselements 24. Gemäß der Darstellung von 6a wurde die Unterseite der Tragstruktur 25 des Bearbeitungsmoduls 21 mit einer Nut versehen. Diese mittig angeordnete Nut 24 ist dabei komplementär zur in 2a gezeigten Schiene 4 der Trägereinheit 12.
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In der Variante von 6b wurde an der Unterseite des Bearbeitungsmoduls 21 als Führungselement 24 eine Schiene angebracht. Alternativ zu einer durchgehenden Schiene könnten auch mindestens zwei separate Nasen verwendet werden. Die Schiene bzw. die Nasen 24 sind dabei komplementär zur Nut 4 der Trägereinheit 12, wie in 2b dargestellt, ausgeführt.
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In der Variante von 6c wurde das Bearbeitungsmodul 21 an seiner Unterseite mit zwei Nuten als Führungselemente 24 versehen. Diese Nuten 24 stellen komplementäre Elemente zu den zwei Schienen 4 der Trägereinheit 12 – wie in 2c dargestellt – dar. Die drei dargestellten Varianten sind als beispielhaft zu betrachten – allen gemeinsam ist jedoch: die Längsführungen 4 der Trägereinheit 12 und die Führungselemente 24 der Bearbeitungsmodule 21 sind komplementär zueinander ausgeformt, so dass diese ineinander greifen können und Bearbeitungsmodule 21 einfach mit Prägeeinheiten 12 verbunden werden können.
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In den 7a bis 7k sind verschiedene Anwendungen des Bearbeitungsmoduls 21 dargestellt. Es zeigen:
7a: das Bearbeitungsmodul 21 als Basismodul mit oder ohne Zylinderkühlung, mit oder ohne Messwalzen, mit oder ohne Anpresswalze und
7b: das Bearbeitungsmodul 21 als Basismodul mit oder ohne Zylinderkühlung, mit oder ohne Messwalzen, jedoch mit Anpresswalze links und
7c: das Bearbeitungsmodul 21 als Basismodul mit oder ohne Zylinderkühlung, mit oder ohne Messwalzen, jedoch mit Anpresswalze auf der rechten Seite und
7d: das Bearbeitungsmodul 21 mit Zylinderkühlung, ohne Messwalzen, aber mit UV-Trocknung rechts und
7e: das Bearbeitungsmodul 21 mit Zylinderkühlung, ohne Messwalzen, jedoch mit UV-Trocknung auf der linken Seite und
7f: das Bearbeitungsmodul 21 zusammen mit einer zusätzlichen Funktionseinheit, nämlich eine Rotationssiebdruckeinheit mit UV-Trocknung rechts und gekühltem Zylinder, so dass ein Siebdruckmodul 8 gebildet wird und
7g: das Bearbeitungsmodul 21 zusammen mit einer Flexodruckwerkseinheit für Rückseitendruck mit UV auf der linken Seite und gekühltem Zylinder, so dass ein Flexodruckmodul 7 gebildet wird und
7h: das Bearbeitungsmodul 21 zusammen mit einer zusätzlichen Funktionseinheit, nämlich einer Kaltfolien- oder Laminiereinheit und einem gekühlten Zylinder und
7e: ein Bearbeitungsmodul 21 mit einem zusätzlichen Rotation-Heißfolienprägewerk ohne Kühlung, so dass ein Prägemodul 11 gebildet wird und
7f: ein Bearbeitungsmodul 21 mit einer zusätzlichen Funktionseinheit, nämlich einem Rotationsstanzwerk, sodass ein Stanzmodul 10 gebildet wird und
7k: ein Bearbeitungsmodul 21 als Bahnzugstation mit Messwalze für die Bahnspannungskontrolle.
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Während der Transportzylinder 22 des Bearbeitungsmoduls 21 in dessen allgemeinster Ausführungsform ausschließlich dem Transport des bahnförmigen Bedruckstoffes dient, bildet der Transportzylinder 22 in den Druckmodulen 7 und 8 den Gegendruckzylinder und im Stanzmodul 10 den Gegenstanzzylinder. Die in den 7b bzw. c und d bzw. e dargestellten Varianten, gemäß denen eine Anpresswalze bzw. ein UV-Trocknungsmodul links oder rechts angeordnet sein kann, sind je nach Laufrichtung des bahnförmigen Bedruckstoffs einzusetzen.
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Die Kombination der Trägereinheiten 12 mit Bearbeitungsmodulen 21 und zusätzlichen Funktionseinheiten zu einer Schmalbahn-Etikettendruckmaschine 100 geht aus den 8a bis 8c hervor. In allen drei Beispielen wurden vier Trägereinheiten 12 in Reihe gekoppelt und auf den Trägereinheiten 12 entsprechend den Anforderungen des Druckauftrags unterschiedliche Prozessmodule positioniert. Im Beispiel von 8a wurde ein Bahntransportmodul 5, ein Tiefdruckmodul 6, zwei Flexodruckmodule 7, ein Digitaldruckmodul 9, ein Siebdruckmodul 8 und ein Stanzmodul 10 verwendet. Gemäß dem Beispiel von 8b wurde ein Bahntransportmodul 5, ein Stanzmodul 10, ein Tiefdruckmodul 6, ein Flexodruckmodul 7, ein Siebdruckmodul 8, ein weiteres Flexodruckmodul 7 und ein Digitaldruckmodul verwendet. Im Beispiel von 8c bildet das erste Bearbeitungsmodul 21 ein Bahntransportmodul 5, worauf ein Siebdruckmodul 8, fünf Flexodruckmodule 7 und ein Prägemodul 11 folgen, bevor ein weiteres Bearbeitungsmodul 21, welches erneut ein Bahntransportmodul 5 bildet, das letzte Prozessmodul bildet. Eine Trägereinheit 12 kann dabei ein, zwei, drei oder auch mehr Bearbeitungsmodule 21 mit zusätzlichen Funktionseinheiten aufnehmen. Letztere können – wie oben beschrieben – an Hand eines Rasters in definierte Positionen oder bei Einsatz einer Führung ohne Raster frei auf den Trägereinheiten 12 positioniert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Block
- 2
- Profil
- 3
- Nivellierelement
- 4
- Längsführung mit Lochraster
- 5
- Prozessmodul 1 (z. B. Bahntransportmodul)
- 6
- Prozessmodul 2 (z. B. Tiefdruckmodul)
- 7
- Prozessmodul 3 (z. B. Flexodruckmodul)
- 8
- Prozessmodul 4 (z. B. Siebdruckmodul)
- 9
- Prozessmodul 5 (z. B. Digitaldruckmodul)
- 10
- Prozessmodul 6 (z. B. Stanzmodul)
- 11
- Prozessmodul 7 (z. B. Prägemodul)
- 12
- Prozessträger-System (Trägereinheit)
- 13
- Koppelelement
- 21
- Bearbeitungsmodul
- 22
- Transportzylinder
- 23
- Umlenkrolle
- 24
- Führungselement
- 25
- Tragstruktur
- 100
- Schmalbahn-Etikettendruckmaschine
- S
- Symmetrieachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4384522 [0002]
- DE 19513536 A1 [0003]
- WO 95/29813 [0003]
- DE 102006042884 A1 [0005]
