DE4031964A1

DE4031964A1 - Rotationsdruckgeraet

Info

Publication number: DE4031964A1
Application number: DE19904031964
Authority: DE
Inventors: Armin Meyer; Hans Werner Theuner
Original assignee: Lemo M Lehmacher & Sohn 5216 Niederkassel De GmbH; M Lehmacher and Sohn GmbH Maschinenfabrik
Current assignee: Lemo Maschinenbau GmbH
Priority date: 1990-10-09
Filing date: 1990-10-09
Publication date: 1992-04-23
Also published as: DE4031964C2

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Rotationsdruckgerät zum Anbringen kleinflächiger Druckbilder an einer Materialbahn, mit Klischeegrundkörper, Gegendruckkörper und Farbauftragswalze, wobei die Farbauftragswalze mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit um läuft, wobei der Klischeegrundkörper und der Gegendruckkörper an eine Antriebsvorrichtung angeschlossen und gegensinnig mit gleich großer Umfangsgeschwindigkeit rotierend bewegbar sind und wobei auf dem Klischeegrundkörper zumindest ein im Radialschnitt kreissegment förmiges Klischee angeordnet ist. - Kleinflächige Druckbilder meint insbesondere Kodierungen, Datierungen und Kennzeichnungen, z. B. Werkstoffkennzeichnungen und dergleichen. Sie werden auf unbedruckte Materialbahnen oder durch nachträglichen Druck auf bereits bedruckte Materialbahnen aufgebracht. Materialbahn meint im Rahmen der Erfin dung insbesondere eine Folienbahn zur Herstellung von Kunststoffbeu teln oder Kunststofftragetaschen.

Im Rahmen der aus der Praxis bekannten Maßnahmen wird vorausge setzt, daß die zu bedruckende Materialbahn kontinuierlich und mit gleichbleibender Vorschubgeschwindigkeit durch das Rotationsdruckge rät hindurchgeführt wird. Der Klischeegrundkörper ist ein Formatzylin der, der mit einer der Vorschubgeschwindigkeit der Materialbahn ent sprechenden Umfangsgeschwindigkeit angetrieben ist. Bei einem For matwechsel ist ein Austausch des Formatzylinders erforderlich. Die dadurch bedingten Umrüstzeiten stören beispielsweise bei der Herstel lung von Kunststoffbeuteln, die auf ein und derselben Anlage mit un terschiedlichen Formaten hergestellt werden sollen. Arbeiten solche An lagen mit einem intermittierenden Materialbahnvorschub, so sind ferner aufwendige Bandspeicher erforderlich, um das Rotationsdruckgerät an die intermittierend arbeitende Folienschweißanlage zu koppeln.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Rotationsdruckgerät der eingangs beschriebenen Art so weiter auszubilden, daß ohne Austausch des Klischeegrundkörpers der Abstand zwischen den Druckbildern auf der Materialbahn veränderbar ist. Eine weitere Aufgabe besteht darin, Maßnahmen anzugeben, damit die Materialbahn in einer Folienschweiß anlage mit intermittierendem Vorschub zugleich auch mit Kodierungen, Kennzeichnungen und anderen kleinflächigen Druckbildern versehen werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die dem Klischee grundkörper zugeordnete Antriebsvorrichtung einen an eine Rechner steuerung angeschlossenen drehzahlgeregelten Antriebsmotor aufweist, dessen Antriebsdrehzahl nach Maßgabe einer in der Rechnersteuerung abgespeicherten Drehzahlsteuerungsfunktion F (ϕ) in Abhängigkeit der den Bereich von 0 bis 360 Grad durchlaufenden Winkelstellung des Klischeegrundkörpers regelbar ist, wobei die Drehzahlsteuerungsfunk tion F (ϕ) durch die folgenden Bedingungen festgelegt ist:

a) In einem ersten Winkelbereich Φ₁, in dem das kreissegment förmige Klischee an der Farbauftragswalze anliegt, entspricht die Umfangsgeschwindigkeit V₃ des Klischeegrundkörpers der Umfangsgeschwindigkeit V₂ der Farbauftragswalze;
b) In einem zweiten Winkelbereich Φ₂, in dem das kreissegment förmige Klischee an der Materialbahn anliegt, entspricht die Umfangsgeschwindigkeit V₃ des Klischeegrundkörpers der Vor schubgeschwindigkeit V₁ der Materialbahn;
c) Außerhalb der beiden Winkelbereich Φ₁, Φ₂ sind in bezug auf die Rotationsbewegung des Klischeegrundkörpers Beschleuni gungs- und Verzögerungsphasen vorgesehen, die unabhängig von der Vorschubbewegung der Materialbahn nach Maßgabe des Abstandes zwischen aufeinanderfolgenden Druckbildern einstellbar sind.

Vorzugsweise liegt der Regelung der Antriebsdrehzahl eine im mathe matischen Sinne stetige Drehzahlsteuerungsfunktion zugrunde, wobei die Drehzahlsteuerungsfunktion nach einer Vollumdrehung wieder mit ste tigem Übergang anschließt. Im Ergebnis führt dies zu Beschleuni gungs- und Abbremsvorgängen mit weichen Übergängen, wobei uner wünschte Leistungsspitzen des Antriebsmotors vermieden werden kön nen.

Für die weitere konstruktive Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ro tationsdruckgerätes bestehen verschiedene Möglichkeiten. Im Rahmen der Erfindung liegt es, den Klischeegrundkörper als rotierend umlau fenden Arm, gegebenenfalls mit einem jenseits der Achse angeordneten Gegengewicht, auszubilden. Eine bevorzugte Ausführungsform der Er findung sieht vor, daß der Klischeegrundkörper aus einem Druckzylin der besteht, an dessen Außenfläche zumindest eine, eine Erhebung bil dende Trägerplatte zur Aufnahme des Klischees angeordnet ist, und daß die Mantelflächen des Gegendruckkörpers und der Farbauftrags walze mit einem etwa der Trägerplattendicke entsprechenden Abstand zu dem Druckzylinder angeordnet sind. Eine in funktionsmäßiger Hin sicht optimierte Lösung sieht vor, daß der Druckzylinder einen zur Druckzylinderachse parallelen Führungsschlitz aufweist, an dem eine oder mehrere Trägerplatten befestigbar sind, wobei jeweils ein Fuß stück der Trägerplatten formschlüssig in den Führungsschlitz ein greift. Bei dieser Ausführungsform sind die Trägerplatten und damit auch die Klischees auf einfache Weise quer zur Materialbahn verstell bar. Die Ausführungsform erlaubt ferner ein schnelles Umrüsten von Ein- auf Mehrbahnigkeit, sowie durch Austausch der Trägerplatten ein schnelles Wechseln der Klischees.

Gegenstand der Erfindung ist ferner die Anwendung des vorstehend beschriebenen Rotationsdruckgerätes bei einer Folienschweißanlage mit intermittierendem Vorschub der Materialbahn, wobei während der Vor schubbewegung das Druckbild aufgebracht und während des Material bahnstillstandes der Schweißvorgang durchgeführt wird. Der Material bahnstillstand kann dabei zu einer Trocknung des frisch aufgebrach ten Druckbildes genutzt werden. Eine bevorzugte Ausführung der Er findung sieht daher vor, daß zwischen dem Rotationsdruckgerät und der Schweißeinrichtung eine Trocknungseinrichtung vorgesehen ist und während des für den Schweißvorgang erforderlichen Stillstandes der Materialbahn das Druckbild getrocknet wird.

Die Vorteile der Erfindung sind vor allem darin zu sehen, daß beim Anbringen kleinflächiger Druckbilder an einer Materialbahn ein For matwechsel ohne Austausch eines entsprechend eingerichteten Formatzy linders möglich ist. Dadurch entfallen Umrüstzeiten, die bei der Her stellung von Folienbeuteln störend und leistungsbegrenzend sind. Im Hinblick auf die Herstellung von Folienbeuteln und -tragetaschen ist ein weiterer Vorteil darin zu sehen, daß das Rotationsdruckgerät mit Folienschweißanlagen kombiniert werden kann, die mit intermittieren dem Vorschub der Materialbahn arbeiten, und zwar ohne daß ein auf wendiger Bahnspeicher zur Kopplung der beiden Einrichtungen erforder lich ist. Die für die Schweißvorgänge ohnehin vorhandenen Stillstands zeiten der Materialbahn können daher zur Trocknung des Druckbildes genutzt werden. Dies erlaubt den Einsatz von wasserlöslichen Farben, so daß teurere Explosionsschutzmaßnahmen nicht erforderlich sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh rungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zei gen schematisch

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Rotationsdruckgerät in einer Fo lienschweißanlage mit intermittierendem Vorschub der Materialbahn, in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem Gegenstand gemäß Fig. 1, ebenfalls in perspektivischer Darstellung,

Fig. 3 den Verlauf der Umfangsgeschwindigkeit des Klischee grundkörpers des erfindungsgemäß eingerichteten Rota tionsdruckgerätes.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Rotationsdruckgerät ist zum An bringen kleinflächiger Druckbilder, z. B. von Kodierungen oder Werk stoffkennzeichnungen, an einer Materialbahn bestimmt. Zum grundsätz lichen Aufbau des Rotationsdruckgerätes gehören ein zylindrischer Klischeegrundkörper 1, ein Gegendruckkörper 2 sowie eine Farbauf tragswalze 3. Die Farbauftragswalze 3 liegt an einer motorisch ange triebenen Tauchwalze 4 an und läuft mit konstanter Winkelgeschwin digkeit um. Der Klischeegrundkörper 1 und der Gegendruckkörper 2 sind an einer Antriebsvorrichtung 5 angeschlossen und gegensinnig mit gleichgroßer Umfangsgeschwindigkeit rotierend bewegbar. Auf dem Kli scheegrundkörper 1 ist zumindest ein im Radialschnitt kreissegment förmiges Klischee 6 angeordnet. Insbesondere der Fig. 2 entnimmt man, daß der Klischeegrundkörper 1 aus einem Druckzylinder 7 besteht, an dessen Außenfläche im Ausführungsbeispiel mehrere Trägerplatten 8 angeordnet sind, die eine Erhebung bilden und an ihrer Oberfläche jeweils ein Klischee 6 tragen. Die Trägerplatten 8 und mit ihnen die Klischees 6 sind in Achsrichtung gereiht angeordnet, so daß bei einer Vollumdrehung des Klischeegrundkörpers 1 die Materialbahn 9 mit meh reren in Querrichtung nebeneinander angeordneten Druckbildern 10 versehen werden kann. Zur Befestigung der Trägerplatten 8 ist im Druckzylinder 7 ein zur Druckzylinderachse paralleler Führungsschlitz 11 vorgesehen, in den Fußstücke der Trägerplatten 8 formschlüssig eingreifen. Die Mantelflächen des Gegendruckkörpers 2 und der Farb auftragswalze 3 sind mit einem etwa der Trägerplattendicke entspre chenden Abstand s zu dem Druckzylinder 7 angeordnet und können durch nicht dargestellte Einstellvorrichtungen genau positioniert wer den. Durch die geometrische Anordnung sind Winkelbereiche Φ₁, Φ₂ vor gegeben, in denen die kreissegmentförmigen Klischees 6 an der Farb auftragswalze 3 sowie an der durch den Gegendruckkörper 2 unter stützten Materialbahn 9 anliegen. Im übrigen läuft der Klischeegrund körper 1 frei und ohne Reibkontakt um.

Der Fig. 1 entnimmt man, daß die dem Klischeegrundkörper 1 zugeord nete Antriebsvorrichtung 5 einen drehzahlgeregelten Antriebsmotor 12 aufweist, der an eine Rechnersteuerung 13 angeschlossen ist. Die An triebsdrehzahl n des Antriebsmotors 12 ist nach Maßgabe einer in der Rechnersteuerung 13 abgespeicherten Drehzahlsteuerungsfunktion F (ϕ) in Abhängigkeit der den Bereich von 0 bis 360 Grad durchlaufenden Winkelstellung des Klischeegrundkörpers 1 regelbar. Die Bedingungen für die Festlegung der Drehzahlsteuerungsfunktion F (ϕ) werden an hand der Fig. 3 deutlich. In Fig. 3 sind die Vorschubgeschwindigkeit V₁ der Materialbahn, die Umfangsgeschwindigkeit V₂ der Farbauftrags walze sowie die Umfangsgeschwindigkeit V₃ des Klischeegrundkörpers 1 in Abhängigkeit der Winkelstellung ϕ des Klischeegrundkörpers 1 dargestellt, und zwar für mehrere Volldrehungen des rotierend ange triebenen Klischeegrundkörpers 1. Man erkennt, daß in einem ersten Winkelbereich Φ₁, in dem das kreissegmentförmige Klischee 6 an der Farbauftragswalze 3 anliegt, die Umfangsgeschwindigkeit V₃ des Kli scheegrundkörpers der Umfangsgeschwindigkeit V₂ der Farbauftrags walze entspricht. In einem zweiten Winkelbereich Φ₂, in dem das kreissegmentförmige Klischee 6 an der Materialbahn 9 anliegt, ent spricht die Umfangsgeschwindigkeit V₃ des Klischeegrundkörpers der Vorschubgeschwindigkeit V₁ der Materialbahn. Außerhalb dieser beiden Winkelbereiche Φ₁, Φ₂ sind in bezug auf die Rotationsbewegung des Klischeegrundkörpers 1 Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen 14, 15 vorgesehen, die unabhängig von der Vorschubbewegung der Mate rialbahn 9 nach Maßgabe des Abstandes L zwischen aufeinanderfolgen den Druckbildern 10 einstellbar sind. Das in Fig. 3 dargestellte Ge schwindigkeitsprofil V₃ des Klischeegrundkörpers ist der Drehzahl steuerungsfunktion F (ϕ) proportional und stellt eine maßstäbliche graphische Darstellung der Funktion F (ϕ) dar. Man erkennt, daß der Regelung der Antriebsdrehzahl n eine im mathematischen Sinne stetige Drehzahlsteuerungsfunktion F (ϕ) zugrundeliegt.

Im Ausführungsbeispiel ist das Rotationsdruckgerät in einer Folien schweißanlage mit intermittierendem Vorschub der Materialbahn 9 ein gesetzt. In Fig. 1 ist eine Schweißeinrichtung 16 sowie ein Vorzugs walzenpaar 17 dieser Folienschweißanlage dargestellt. Man erkennt, daß der Schweißeinrichtung 16 und dem Vorzugswalzenpaar 17 separate und drehzahlgeregelte Antriebe 18, 19 zugeordnet sind, die ebenfalls an die Rechnersteuerung 13 angeschlossen sind und nach Maßgabe der von Inkrementalgebern 20 abgegebenen Impulse angesteuert werden. Je der Arbeitstakt T umfaßt eine Vorschubbewegung der Materialbahn 9 und einen Schweißvorgang bei stillstehender Materialbahn 9. In Ver bindung mit Fig. 3 erkennt man, daß die Steuerung so eingerichtet ist, daß während der Vorschubbewegung das Druckbild 10 aufgebracht und während des Materialbahnstillstandes der Schweißvorgang durch geführt wird. Der für den Schweißvorgang erforderliche Materialbahn stillstand wird zugleich genutzt, um das auf die Materialbahn aufge brachte Druckbild 10 zu trocknen. Zu diesem Zwecke ist zwischen dem Rotationsdruckgerät und der Schweißeinrichtung eine Trocknungsein richtung 21 vorgesehen. Im Rahmen der Erfindung liegt es schließlich, die Materialbahn 9 vor dem Rotationsdruckgerät im Bereich der späte ren Druckbilder 10 durch eine Funkenentladung 22 oder andere geeig nete Vorbehandlungen aufzurauhen, um die Haftung des Druckbildes 10 zu verbessern. Im Ausführungsbeispiel ist schließlich der Antrieb 23 für die Tauchwalze 4 ebenfalls an die Rechnersteuerung 13 angeschlos sen. In Abhängigkeit von der Konsistenz der Farbe sind unterschiedli che Drehzahlen einstellbar. Ist eine geeignete Drehzahl eingestellt, so wird die Tauchwalze 4 jedoch mit konstanter Drehzahl betrieben. Eine Drehzahlregelung, die abhängig ist von einer Winkelstellung ϕ, erfolgt nicht.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Rotationsdruckgerätes ist nicht auf Folienschweißanlagen mit intermittierendem Vorschub der Material bahn beschränkt. Das erfindungsgemäße Rotationsdruckgerät ist ohne weiteres auch zum Bedrucken kontinuierlich bewegter Materialbahnen, insbesondere auch kontinuierlich bewegten Folienbahnen zur Herstel lung von Kunststoffbeuteln oder Kunststofftragetaschen, geeignet. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Rotationsdruckgerätes ist in diesem Fall darin zu sehen, daß bei einem Formatwechsel der Austausch eines For matzylinders nicht erforderlich ist. Dadurch entfallen störende Umrüst zeiten. Im Rahmen der Erfindung liegt es schließlich, das erfindungs gemäße Rotationsdruckgerät nach Maßgabe von Druckmarken anzu steuern. Dies kommt in Betracht, wenn das Rotationsdruckgerät zum nachträglichen Aufdrucken von Codierungen, Werkstoffkennzeichnungen oder anderen kleinflächigen Druckbildern auf eine bereits bedruckte Materialbahn eingesetzt wird.

Claims

1. Rotationsdruckgerät zum Anbringen kleinflächiger Druckbilder an einer Materialbahn, - mit
Klischeegrundkörper,
Gegendruckkörper und
Farbauftragswalze,
wobei die Farbauftragswalze mit einer konstanten Winkelgeschwindig keit umläuft, wobei der Klischeegrundkörper und der Gegendruckkörper an eine Antriebsvorrichtung angeschlossen und gegensinnig mit gleich großer Umfangsgeschwindigkeit rotierend bewegbar sind und wobei auf dem Klischeegrundkörper zumindest ein im Radialschnitt kreissegment förmiges Klischee angeordnet ist, dadurch gekenn zeichnet, daß die dem Klischeegrundkörper (1) zugeordnete Antriebsvorrichtung (5) einen an eine Rechnersteuerung (13) ange schlossenen drehzahlgeregelten Antriebsmotor (12) aufweist, dessen An triebsdrehzahl (n) nach Maßgabe einer in der Rechnersteuerung (13) abgespeicherten Drehzahlsteuerungsfunktion F (ϕ) in Abhängigkeit der den Bereich von 0 bis 360 Grad durchlaufenden Winkelstellung (ϕ) des Klischeegrundkörpers (1) regelbar ist, wobei die Drehzahlsteuerungs funktion F (ϕ) dergestalt festgelegt ist,
daß in einem ersten Winkelbereich (Φ₁), in dem das kreisseg mentförmige Klischee (6) an der Farbauftragswalze (3) anliegt, die Umfangsgeschwindigkeit (V₃) des Klischeegrundkörpers (1) der Umfangsgeschwindigkeit (V₂) der Farbauftragswalze (3) ent spricht,
daß in einem zweiten Winkelbereich (Φ₂), in dem das kreisseg mentförmige Klischee (6) an der Materialbahn (9) anliegt, die Umfangsgeschwindigkeit (V₃) des Klischeegrundkörpers (1) der Vorschubgeschwindigkeit (V₁) der Materialbahn (9) entspricht und
daß außerhalb der beiden Winkelbereiche (Φ₁, Φ₂) Beschleuni gungs- und Verzögerungsphasen (14, 15) in bezug auf die Rota tionsbewegung des Klischeegrundkörpers (1) vorgesehen sind, die unabhängig von der Vorschubbewegung (V₁) der Materialbahn (9) nach Maßgabe des Abstandes (L) zwischen aufeinanderfolgenden Druckbildern (10) einstellbar sind.

2. Rotationsdruckgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelung der Antriebsdrehzahl (n) eine im mathematischen Sinne stetige Drehzahlsteuerungsfunktion F (ϕ) zugrundeliegt.

3. Rotationsdruckgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der Klischeegrundkörper (1) aus einem Druckzylinder (7) be steht, an dessen Außenfläche zumindest eine, eine Erhebung bildende Trägerplatte (8) zur Aufnahme des Klischees (6) angeordnet ist, und daß die Mantelflächen des Gegendruckkörpers (2) und der Farbauf tragswalze (3) mit einem etwa der Trägerplattendicke entsprechenden Abstand (s) zu dem Druckzylinder (7) angeordnet sind.

4. Rotationsdruckgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinder (7) einen zur Druckzylinderachse parallelen Füh rungsschlitz (11) aufweist, an dem eine oder mehrere Trägerplatten (8) mit einem Fußstück formschlüssig eingreifend befestigbar sind.

5. Rotationsdruckgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Farbauftragswalze (3) an einer motorisch ange triebenen Tauchwalze (4) anliegt.

6. Anwendung des Rotationsdruckgerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 5 bei einer Folienschweißanlage mit intermittierendem Vorschub der Materialbahn, wobei während der Vorschubbewegung das Druckbild aufgebracht und während des Materialbahnstillstandes der Schweißvor gang durchgeführt wird.

7. Anwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rotationsdruckgerät und der Schweißeinrichtung eine Trocknungs einrichtung vorgesehen ist und während des für den Schweißvorgang erforderlichen Stillstandes der Materialbahn das Druckbild getrocknet wird.