EP1440351B1

EP1440351B1 - Satellitendruckmaschine

Info

Publication number: EP1440351B1
Application number: EP03766350A
Authority: EP
Inventors: Ebe Hesterman
Original assignee: Individual
Current assignee: Schober GmbH Werkzeug und Maschinenbau
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2009-04-01
Anticipated expiration: 2023-07-29
Also published as: WO2004013704A8; DE10235872A1; WO2004013704A1; ATE427520T1; US20050150408A1; AU2003253353A1; EP1440351A1; DE50311369D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum direkten digitalen Druck in Singlepassverfahren von mehrfarbigen Bildern auf Bogen im Schön- und/oder Widerdruck.
Beim Drucken werden im Standard die vier Prozessfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz (C, M, Y, K) mit einer kundenspezifischen Sonderfarbe erweitert. Mit dem CYMK-Farbraum ist es leicht möglich, dass der Pantone-Referenzwert nicht nachgestellt werden kann. Um einen größeren Farbumfang im Mehrfarbendruck zu erreichen, werden zunehmend zusätzlich das komplementäre Rot, Grün und Blau (R.G.B.) beim 7-Farben HIFICOLOR System, bzw. die zusätzlichen Farben Orange und Grün bei 6 Farben Hexachromen Systeme, verwendet. Dies ist auch mit dem Vorteil verbunden, dass 95 % der Pantone-Farben gedruckt werden können, ohne die bis jetzt damit verbundene zeitaufwendige Reinigung der Druckwerke beim Auftragswechsel.
Der Erfindung liegt der Aufgabe zugrunde, eine neue Generation von Druckmaschinen zu entwickeln, um die neuen Marktanforderungen mit absolut höchster Qualität bei niedrigste Auflagehöhen im POD und Just in Time System zu begegnen, wobei die Vorteile jeweils der konventionellen Bogenoffsettechnik und neuen Digitaltechnik ausgenützt werden müssen, um zukünftig ein wirtschaftliches Produzieren sicher zu stellen. Die Anforderungen sind wie folgt:

1. mit 1 bis zu 7 Digitalen Druckwerken mit vorgeschalteter Reinigungsstation für Hexachrome oder Hifi-Color-Druck Singlepassverfahren;
2. mit integrierte Veredelung mit Schutzlack (100 % der Verpackungen brauchen einseitigen Schutzlack) und alternativ Lackveredelungen vollflächig für Akzidenzdruckwerke und/oder Spezial-Spot-Effektlack. (ca. 20 - 30 % der Aufträge bei dem Akzidenzdrucks werden lackiert);
3. mit Möglichkeit von Personalisierung, bzw. Drucken von variable Daten;
4. mit einer Formatklasse größer wie das Kleinformat (ca. 36 x 50 cm), vorteilhafterweise im 50 x 70, 70 x 100 Format;
5. mit der Möglichkeit zum Bedrucken von Kunststoff und Sandwichsubstraten;
6. mit vollformatigen Duplexdruck auf Vorder- und Rückseite ohne Wendung, bei voller Produktionsgeschwindigkeit. (Bei Akzidenzdruck wird ca. 90 Duplex bedruckt und bei den Verpackungen ca. 5 bis 10 bedruckt und/oder veredelt. (z. B. Rückseitendruck mit Instruktionen, Sicherheitsmerkmalen oder Schutzlack, bzw. Coating für die Innenseite der Verpackung);
7. mit hochwertige Bogenanlage- und Greifer- Bogentransportsysteme für bogenoffsetähnliche Anlage und Übergabepasser mit minimaler Greiferwechsel, bzw. Greiferübergabe;
8. hochwertige Anordnung der Digitalen Druckwerke und Auslageanordnung in der sogenannten 7-Uhr Position, um eine perfekte unverzerrte Druckabwicklung zu ermöglichen (Tangenten Funktion);
9. hochwertige Anordnung und Antrieb der Digitalen Druckwerke für extrem hohe Registergenauigkeit und zwar sowohl auf einer Seite zum Mehrfarbendruck als auch zwischen Vorder- und Rückseitendruck.
10. geradlinige (Schlanke) Bogenführung für max. Bedruckstoffflexibilität;
11. eine Stabilität mit minimaler Betriebsschwingung für optimale Druckqualität;
12. abschmierfreie Bogenführung;
13. gute Zugänglichkeit der einzelnen Maschinenelemente;
14. mit durch Greiferübernahme registergenauen, inline Veredelung, wie z. B. Heißfolienprägen und/oder Stanzen und/oder Stapeln oder inline Falzen oder inline Buchbinden;
15. die in einer Familie von Druckmaschinen die Synergie von gemeinsamen Teilen, Baugruppen und Software für Serien-produktion voll ausnutzt für kostengünstige Production;
16. eine Baugröße für Ein-Mann-Bedienung, vorteilhafter Weise eine Maschinenlänge von max. ca. 7 m und einer Maschinenhöhe von max. ca. 2,75 m.

Die CH 116 828 beschreibt konventionelle Offsetdruckwerke mit Platten- und Gummituchzylinder die formatbezogen sind und somit beide mit Spannkanäle. Eine 2x 7 Farben Druckmaschine im Mittelformat ist sowohl im Satelliten, als auch in Modulare Anordnung unrealistisch groß (siehe Figur 15 und 16). Motivwechsel bedeutet den aufwendigen Plattenwechsel und meistens Druckwerkwaschen für andere kundenspezifische Pantonefarben.
In der DE 100 47 040 A1 werden ebenso nicht digital Druckwerke offenbart, sondern Offsetdruckwerke, die zwar online digital belichtet werden jedoch mit konventionellen formatgebundenen Platten-und Gummituchzylinder mit den oben genannten Nachteilen.
Die DE 21 15 790 A1 beschreibt ebenso konventionellen Offset-und/oder Hochdruckverfahren, d. h. mit formatbezogene Plattenzylinder mit Spannkanäle und den oben genannten Nachteilen.
Die DE 199 12 309 A1 zeigt ein Beispiel einer überlangen (ca. 25 m) modular aufgebauten Maschine ( US 6, 443, 058 B1 ). Ferner zeigt die DE 100 47 040 A1 eine Satellitenanordnung mit nur 4 Druckwerken und einem zugeschalteten Druckwerk mit dazu notwendigen Kupplungseinrichtung. Diese Maschine benötigt für den Widerdruck nachteiligerweise einen zweiten Durchgang (ca. 90 - 95 % der Akzidenzdrucke sind Schön- und Widerdruck). Und ist auch für 7 Farben Druck mit nachgeschalteten Veredelung ungeeignet.
In der DE 21 15 790 A1 ist noch eine Bauform oder Druckmaschinenkonzept dargestellt, womit zwar ein Duplexdruck ion einem Arbeitsgang möglich ist, aber es handelt sich hier um die Kombination von formatbezogenen Platten-, Bebilderungssystemen in Kombination mit konventionellen formatbezogenen Gummituchzylindern. Diese Bauform ermöglicht es nicht bis zu 2 x 7 Druckwerke zu integrieren, geschweige von weiteren Modulen für Beschichtung ohne das der Bauform aus Bedienungssicht, bzw. die der Ergonomie das Ausmaß der Handhabung übersteigt (siehe Figur 15).
Bei bekannten Satellitendruckmaschinen ( WO 01/39976 A1 ) wurden nicht die o. g. Anforderungen des Digitaldrucks berücksichtigt hinsichtlich den nicht formatgebundenen Bebilderungszylindern. Es ist basiert auf formatgebundene Hebilderungszylinder und nützt daher nicht der möglich sehr kompakten Bauweise aus, sowie bei dieser erfinderischen Maschine möglich.
Die US 5,016,056 offenbart einen Bogentransport ohne formatgebundene Greifersystemen und geht nicht aus von den sehr präzisen Bogen-Greifertransportsystemen mit überstehende Greiferrücken, die den Bebilderungszylinder beschädigen würden sondern von einer Vakuumleiste, die den Bogen an der Anlageseite festhält und nicht übersteht. Bezüglich Toleranz der Präzision des Anlagepassers müsste auch hier mit dem Faktor 2 bis 4 gerechnet werden, größer bei Bogenanlage- und Transportsystem, als bei Druckverfahren mit konventioneller Greifertechnik. Außerdem sind mit diesen nicht Greifersystem Grenzen gesetzt, an die Bedruckstoffflexibilität, Bogenformat und Bogenstärke des Drucksystems. Auch die Enden des Bogens werden mit Vakuum gehalten. Das hat den Nachteil, dass nur Bögen von einer festen Umfangslänge gedruckt werden können ("secures the ends of a receiving sheet").
Die DE 195 36 359 A1 zeigt einen endlosen Transport ohne Greifersysteme, wobei gleicherweise zu rechnen ist mit Anlage- und Transportpassertoleranzen, die den Faktor 2 bis 4 größer sind als bei Bogen Anlage- und Transportsysteme mit konventioneller Greifertechnik.
Die CH 116,828 erlaubt einen Duplexdruck in einem Durchgang, aber nur bei halber Produktionsgeschwindigkeit, da "mindestens nach jeder zweiten Umdrehung ein Bogen zugeführt werden kann".
Bei bekannten Satellitendruckmaschinen mit Greifertransportvorrichtungen gemäß der DE 43 03 796 A 1 ist die Zahl der Gummi- und Plattenzylinderpaare um einen Druckzylinder aus Gründen der Zugänglichkeit zu den Druckwerken auf vier begrenzt, so dass für Schön- und Widerdruck (Duplexdruck) eine Hintereinanderanordnung von zwei Druckwerken, bzw. Zwillingsstationen vorgesehen werden muss, die über eine Wendeeinheit zu verbinden sind, wie dies beispielsweise auch bei der US-PS-5,660; 108 und der DE-PS-435 902 vorgesehen ist.
Bekannt sind bei Digitalen Druckmaschinen von unterschiedliche Konzepte zum Duplexprinting (Vorder- und Rückseitedruck, bzw. Schön- und Widerdruck), z. B. über Wendetasche ( US 5, 552, 875 ) (verbunden mit dem Risiko von Krümmung, Papierstau, Beschädigung, halber Produktivität, bei begrenzter Grammagen und nicht so präzise), Zwillingsinstallation (verbunden mit Inflexibilität, großer Investition und vielen Greiferübergaben) oder Systeme mit halber Breite oder halbem Umfang.
Bekannt bei Bogendruckmaschinen sind Wendesysteme ( DE 298 07 663 U1 ) zum Bedrucken der Bögen auf der Schön- und Widerdruckseite (Recto Verso). Diese Systeme sind aufwendig, machen die Maschine durch ihre fixe Position unflexibel, sind kostenaufwendig und benötigen einen Weißrand (Greiferrand) an beiden Seiten der Bögen. Außerdem ist die registergenaue Bogenführung (Wendepasser) extrem schwierig, was zu Ungenauigkeiten führt. Es limitiert auch die Bedruckstoffflexibilität in der Stärke des Substrate.
Dennoch ist es denkbar, dass für Anwendungen, z. B. bei denen nur gelegentlich Duplexdruck verlangt wird ein herkömmliches Wendetrommelsystem zu integrieren, wobei dann der o. g. Nachteile in Kauf genommen werden müsste.
Die EP 819 268 B1 offenbart ein Digitales Druckwerk nach dem sogenannten Multipasssystem, wobei der Zwischenzylinder jedoch mehrfach den gleichen Druckspalt durchläuft und bei getakteter Zufuhr der Bogen in sogenannten Single Shot Methode in einem das auf dem Gummituchzylinder aufgebaut mehrfarbige Bild auf den Bedruckstoff überträgt. Die damit verbundene Produktivität ist demzufolge sehr gering. Der mehrmalige Transfer auf dem Zwischenzylinder könnte sich nachteilig auf die Registergenauigkeit auswirken, z.B. durch geringe Aufwölbungs/Geschwindigkeitsdifferenzen beim mehrmalige Durchlaufen der Druckspalte. Der Bebilderungszylinder ist mit einem Spannkanal ausgerüstet und ausgelegt für auswechselbare Platten, bzw. Zylindereinfräsung zum Spannen, bzw. zum Halt der Platte. Die sogenannten Photo Imaging Plate muss regelmäßig aus Verschleißgründen gewechselt werden. Diese Konstruktion bedeutet, dass sie formatgebunden ist und damit, wenn in einer Satellitenbauweise aufgenommen aus Zugänglichkeitsgründen (Wechsel von Platte und Gummituch) nicht mehr als vier Druckwerke aufnehmen könnte ( DE 43 03 796 A1 ).
Die US 6,363,234 B2 stellt eine Satelittenbauform mit formatgebundenen Druckwerken/Printengines vor, die aus Zugänglichkeitsgründen auf max. 4 begrenzt sind. Sie verfügt über eine besondere Wendetechnik, welche jedoch nur bei halber Produktivität funktioniert.
Die US 6,074,112 zeigt eine Digitalendruckmaschine für berührungslosen Druck für Endlosbahnen die deshalb keinen Greifertransport benötigt. Die US 3,797,929 zeigt eine Digitaldruckmaschine bei die Greifer unterhalb des Kreisdurchmessers der Trommel positioniert werden.
In dem erfinderischen Maschinenkonzept wird die Besonderheit des berührungslosen direkten Digitaldruck, z. B. beim Inkjetverfahren innovativ ausgenützt, dass die nicht mit der Drucklänge übereinstimmen muss. Das Druckwerk kann kleiner sein als die Drucklänge erfordern würde. Diese Besonderheit erlaubt eine sehr kompakte innovative Bauart unter Einsatz von Greifer-Bogentransportsysteme für mehrfarbigen Hi-fi Druck auf Vorder- und Rückseite in Kombination mit mehrfachen Lackauftrag und mit oder ohne Inline-Weiterverarbeitung in einem Produktionsdurchgang sog. Singlepasssystem mit absolut minimale Einrichtzeiten bei optimalen ergonomischen Bedienungsverhältnissen (sehr kleinem Footprint) und kostengünstiger Fertigung und Betrieb.
Die erfindungsgemäße Satellitendruckmaschine ist mit einem Figur 1 oder zwei Figur 2 zentralen, Transportzylinder versehen, dem in Drehrichtung zwischen dem einen Zuführungszylinder oder Zufuhrrollen aufweisenden Zuführungsystem und dem Abgabesystem eine Anzahl von mindestens 1 bis zu zehn Satellitendruckwerke für den Schöndruck zugeordnet sein können und der mit weiteren 1 bis zu 10 Satellitendruckwerken für den Widerdruck zusammenwirken können. Ein derartiger Maschinenaufbau ermöglicht einen ein-oder mehrfarbigen Schöndruck und/oder Widerdruck auf bogenförmigem Druckmaterial, das ohne zusätzliche Wendetechnik in einem Durchlauf bedruckt werden kann.
In vorteilhaften Ausführungen kann die Druckmaschine durch radialer Verstellung der Zufuhr-, Druck-, Zwischen- und Abgabezylinder an variable Dicken der Bedruckstoffe angepasst werden (Pfeil Y).
Der kompakte Aufbau der Satellitendruckmaschine ermöglicht einen Druckvorgang unter gleichmäßigen Durchlaufbedingungen für das Druckmaterial, das nach passgenauem Einlauf mit Ausrichten im Stillstand mittels bekannten Seiten- und Vordermarke, die Zwischenzylinder registergerecht passiert. Daher kann die erfindungsgemäße Satellitendruckmaschine beim Bogendruck hohe Taktzahlen und volle Druckgeschwindigkeit realisieren, wobei auch hohe Druckqualität und niedrige Einrichtezeit erreicht werden. Mit diesem System ist eine vollformatige Bedruckung sowohl der Schön- als auch der Widerdruckweite des Druckbogens möglich, wobei lediglich nur ein für den Greiferschluss erforderlicher Randstreifen notwendig ist, der von der Druckfläche des Plattenzylinderumfanges nicht erfasst werden kann. Damit wird der Papierverlust wesentlich gesenkt. Die Satellitendruckmaschine ist dadurch auch für schwierig handhabbares Druckmaterial wie beispielsweise Kartonagen, Kunststoffe, mehrlagige Verpackungen o. dgl. Einsetzbar. Dieser Vorgang wird ohne Wendung der Bögen ausgeführt, wodurch auch genauere Register (Passer) Toleranzen erreicht werden.
In einer weiteren erfinderischen Ausführung gemäß Figur 17, 18 ist die Greifertransportvorrichtung in der Transportvorrichtung absenkbar (theoretisch bis max. Unterhalb der Zyinderoberfläche) in dem Moment, in dem gedruckt wird. Dadurch lassen sich die digitalen Druckwerke auf minimalen Abstand zum Bedruckstoff stellen. Bei konventionellen Druckverfahren werden die Greifer nicht abgesenkt. In DE-A-1015680 sind die Greifer verstellbar angeordnet, aber dadurch wird der Bogen nachteiliger Weise zeitweise freigegeben.
Die demonstrativ überzogene Absenkung in Figur 18 zeigt die Deformation des Substrates. Ein weiteres erfinderisches Detail zeigt Figur 19, wobei der Zylinder mit einem elastischen Material überzogen ist, z. B. mit selbstklebenden Gummituch, um die nötige Absenkung zu erlauben, bei minimaler Deformation des Substrates. Normalerweise werden Inkjetköpfe ca. 0,8 bis 1 mm vom Substrat eingestellt. Mit einem Greiferrücken von 2 bis 3 mm sollte diese elastische Schicht eine Absenkung von 1 bis 2,2 mm bei minimaler Deformation des Bedruckstoffs erlauben. Die Deformation erfolgt sowieso in der nicht druckenden Zone, im sog. Greiferweissrand, so dass kein zusätzlicher Abfall entsteht. Denkbar ist es, dass zusätzlich zur kompressibelen Wirkung der elastischen Schicht federnde Elemente eingesetzt werden.
Alternativ zum Transportzylinder ist ein innovatives Vakuumtransportband, vorgesehen mit sog. Vakuumgreifer mit absenkbare Bogenanschläge. Der Anschlag könnte, z. B. über herkömmliche Kurven gesteuert werden, so dass die Anschläge sich während des Druckvorgangs in das Transportband versenken. Zu diesem Zeitpunkt wird der Bogen vom Vakuum der Vakuumleiste unterhalb des perforierten Transportbandes festgehalten, damit keine Bogenverschiebungen auftreten. Denkbar ist, dass die Anschläge sich mit einer Kipp- und/oder Drehbewegung versenken.
Die Anlage und Auslagetrommel sind für einen optimalen Bogentransfer so hoch wie möglich zum Transportband positioniert. Das Transportband verfügt über mechanische Greifer und/oder Sauger (sowie in den konventionellen Wendetrommeln vorhanden). Die Übergabe von mechanische Greifer und Vakuumgreifer erfordert Unterstützung mit Sauger, sowie dies Stand der Technik ist, bei Bogenwendesystem 56, 57, 58 Figur 9.
Die Bogenübergabe mit einer Schwinganlage 7 eignet sich nicht so gut wie ein Einschub- oder Vorschubanlagesystem 81, das den Substratbogen direkt .auf das Vakuumband 54 führt. Bei der Schwinganlage werden Greifer eingesetzt, die Platz benötigen, in der Übergabetrommmel 75, bzw. in dem Vakuumband, bzw. Vakuumtrommel mit Saugluft. In vorteilhafter Ausführung mit Einschubanlage Figur 8 werden keine Greifer eingesetzt. Der Bogen wird gegen die versenkbaren Anschläge gefahren und liegen in dem Umfang sehr genau ± 0,05 mm und auch seitlich ca. ± 0,1 mm. Wenn der Anschlag nur 0,5 mm hoch ist, lässt sich ein Substratbogen von 0,3 - 0,4 mm Dicke anlegen. Dazu wird ein bekanntes Decksystem zwischen den Anschlägen eingesetzt (nicht dargestellt).
Dort wo auch konventionelle Druckwerke, z. b. zum Beschichten im Flexo-Hochdruckverfahren eingesetzt werden, können formatbezogene Stützwalzen angeordnet werden, um das Transportband zu stabilisieren und/oder als eine Art von indirekte Gegendruckwalze zu fungieren (unterhalb des Transportbands). Diese Stützwalzen weisen die Greiferaufnehmenden Aussparungen auf.
Denkbar ist es ebenso das konventionelle Transportbänder oder mehrere Zahnriemen nebeneinander angewendet werden. Stand der Technik sind mechanische Greifer. Die.Ausführung ist jedoch weniger geeignet, da die Digitaldruckwerke dann minimal das Mass der überstehenden Greiferrücken zum Bedruckstoff einhalten müssen. Dann wären pro Druckwerk formatbezogene Stützwalzen nötig, was zur Verlängerung des Transportbandes führen würde, was zu Instabilität und nachteiligerweise zusätzlichen Platzbedarf bedeutet.
In der Patentanmeldung US 2002/00980017 ist zu erkennen, dass für Schön- und Widerdruck Digitaldruckwerke eingesetzt werden, die nicht baugleich sind. Eine weitere erfinderische Ausführung ist die Baugleichheit auch bei Schön- und Widerdruck der Bebilderungskassetten, dadurch dass sie bzw. die Maschine konstruktiv vorbereitet ist hinsichtlich, z. B. Antrieb, Schlauchanschluss, usw., für die Montage, sowohl von der Antriebs- als auch von der Bedienungsseite, dadurch kann eine einheitliche Bauform auch für Schön- und Widerdruck funktionieren.
Bei der Satellitendruckmaschine können Druckwerke für Schön-und Widerdruck mit oder ohne eine Oberflächentrocknung aufeinanderfolgend angeordnet. Weiterhin ist pro (Prozess) Farbe eine komplette Druckeinheit installiert und somit werden die Farbauszüge im sogenannten SINGLE PASS SYSTEM in Schön- und Widerdruck bedruckt. Beim Einlauf und/oder Auslauf der Tränsportvorrichtung können jeweils vor und/oder nach dem digitalen Druck mehrere Varianten und Ausbaustufen, z.B. in Kassetteneinheiten integriert werden, z.B. für die Konditionierung, die Beschichtung, den Lack Auftrag, einen Sonderdruck, die Trocknung und eine Nachbefeuchtung. Für einen optimalen Bedienungskomfort sind die Druck- und Konditioniersysteme in Kassetteneinschübe angeordnet. Damit ist eine optimale Zugänglichkeit bei der Arbeitsposition innerhalb des Maschinengestells und bei Servicestellung an Bedienungsseite und/oder Antriebsseite außerhalb des Maschinengestells gegeben. Im Papierstapel können ein einziger Anleger und eine einzige Auslage verschiedene Bedruckstoffe mittels Papierkassette sogenannten Sheettrays leicht und non-stop gewechselt werden.
Eine besonders vorteilhafte Wirkung dieser innovativen Druckmaschine und dieses Verfahrens ist der besonders geringe Stromverbrauch, geschätzt nur ca. 20 % von dem Verbrauch von ca. 300 KW/St. einer der konventionellen Druckmaschinen mit Antriebe für 35 mtr. Länge, Zwischen- und Endtrocknern und Temperiersystemen für die Druckwerke
Die vorgestellt Anordnung mit 6 oder 7 Digitalen Druckwerken mit 1 oder 2 Druckwerke für Beschichtungen ist als Basisausführung dieser Kompaktbauweise zu betrachten. Sollten weitere Druckwerke notwendig sein, können auch Einzelständer mit konventionellen und/oder Digitaldruck vor oder auch diesem Mehrfarbengestell plaziert werden. Eine mögliche Inline Finishing (Fertigung) kann auch die Komplettherstellung von Endprodukten, die z. B. gestanzt, gelocht, perforiert, gefalzt und geschnitten werden, normalisieren.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Digitaldruckmaschine gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den zeichnungen, die Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Satellitendruckmaschine veranschaulichen.
In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Satellitendruckmaschine mit zwei zentralen Transportzylindern und mit über den Umfang verteilt angeordnete Satellitendruckwerke für den Schön- und Widerdruck mit einem Anleger und einer Auslage vorgesehen für die Kassetten für Bedruckstoff sgn. Sheettrays;
Fig. 2: eine Seitenansicht (Dito wie Fig. 1) mit vergrößerten oberen Transportzylinder mit zugeordneter Pre-Press und nachgeordnete Finishing Kassette und Inline Weiterverarbeitungssystem;
Fig. 3: eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung eines der Kassettensystemen für Finishing;
Fig. 4: eine Darstellung eines der Kassettensysteme für Bebilderung in verschiedenen Arbeitsstellungen;
Fig. 5 und Figur 6: eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Satellitendruckmaschine mit einem Antriebskonzept im Bereich der Bogenauslage;
Fig. 7.: eine Seitenansicht prinzipiell wie Fig. 1, jedoch mit nur einem Transportzylinder;
Fig. 8: eine Seitenansicht prinzipiell wie Fig. 7, jedoch mit Transportband statt Transportzylinder, und alternativ Einschubanlage;
Fig. 9.: eine Seitenansicht prinzipiell wie Fig. 7, jedoch in Zwillingsaufstellung:
Fig. 10: eine Seitenansicht prinzipiell wie Fig. 8, jedoch in Zwillingsaufstellung;
Fig. 11: eine Seitenansicht prinzipiell wie Fig. 10, jedoch mit Wendevorrichtung;
Fig. 12: eine Seitenansicht prinzipiell wie Fig. 7, jedoch mit Wendevorrichtung;
Fig. 13: eine Seitenansicht prinzipiell wie Fig. 8, jedoch mit Wendevorrichtung;
Fig. 14: eine Seitenansicht der Vorstapelanlage;
Fig. 15: eine imaginäre doppelte Satellitendruckmaschine;
Fig. 16: eine imaginäre modulare Druckmaschine in Reihenbauweise;
Fig. 17: ein Greifersystem;
Fig. 18: ein Greifersystem in versenkter Position;
Fig. 19: ein Greifersystem mit Transportzylinder mit elastischem Material überzogen;
Fig. 20: ein Vakuumband mit Vakuumgreifer; und
Fig. 21: eine Transportvorrichtung in mehrere Sektionen;

In Figur 1 ist eine mit 1 bezeichnete Satellitendruckmaschine dargestellt, die zwei Transportzylinder 2a und 2b aufweist, mit einem Reinigungssystem R und sechs Satellitendruckwerke S für den mehrfarbigen Schöndruck. Dargestellt ist auch eine nachgeschaltete Finishingkassetteneinheit 13.
Die Prinzipdarstellung der Satellitendruckmaschine 1 gemäß Fig. 1 zeigt deren vorzugsweise Anwendung für Bogen als im Bereich des Zuführungszylinders 3 erfassbares Druckmaterial, wobei der Transportzylinder 2 und das Abgabesystem 5 mit Greifsysteme 12 ausgebildet sind. Dem Zuführzylinder 3 ist außerdem ein Ausrichtetisch 7 vorgeordnet.
Das Konzept der Maschine 1 ist so ausgeführt, dass die Zufuhrzylinder 3, Transportzylinder 2a und 2b, Bebilderungssysteme 40 (samt Farbezufuhreinheit 41) und Abgabezylinder 5 mittels exzentrischen Büchsen radial verstellbar (Pfeil Y) sind zur Anpassung während der Produktion an variabel dicken Bedruckstoffen. Ebenso sind lineare Verstellungen denkbar.
In Figur 2 dito wie Figur 1, jedoch mit vergrößerten oberen Transportzylinder 2a, damit zusätzlich eine Kassetteneinheit für Pre-Print Systeme 9, z. B. für Konditionierung, angeordnet werden kann. Nach dem Druck ist eine Kassette 13, z. B. für Finishing (z. B. Lackauftrag) angeordnet.
Dargestellt ist auch die Station für Inline Weiterverarbeitungseinheit 46 die verfahrbar angedeutet ist mit Pfeil G.
In Fig. 3 ist verdeutlicht die Abstützung einer der Kassetteneinheiten z. B. für Finishing 13 im Bereich des Maschinengestells. Die Kassetteneinheit ist dabei auf Schienen 35 und 37 jeweiliger Seitenständer des Maschinengestells 33 angestützt.
In Figur 4 weisen die Kassetteneinheiten z.B. für Bebilderung 39 ein Bebilderungssystem 40 und eine Farbsubstratzufuhreinheit 41 auf. Die Bebilderungseinheiten in den Kassetteneinheiten 39 können nach einem Abheben Y ihrer jeweils in Druckstellung am Transportzylinder 2 in eine Servicestellung verschoben werden, ohne das ein Kippen der Kassetteneinheit erforderlich ist. Dies erhöht die Lagestabilität der Kassetteneinheiten.
In Fig. 5 und 6 ist in einer Prinzipdarstellung ein Antriebskonzept im Bereich der Druckmaschine 1, des Auslagesystems 14 und der Stanzvorrichtung 27 dargestellt.
In Figur 7 ist eine Prinzipdarstellung, wie Figur 1, jedoch nur für einseitigen (Simplexdruck).
In Figur 8 ist eine mit 1 bezeichnete digitale Bogendruckmaschine dargestellt, die ein Transportband 54 aufweist, mit einem Reinigungssystem R und sechs Satellitendruckwerke S für den mehrfarbigen Schöndruck.
Dargestellt ist auch vor- und nachgeschaltete Flexo-Hochdruckkassetteneinheit 32 mit zwei Zwischentrockner 11 und zwei Endtrockner 11 dargestellt.
Die Prinzipdarstellung der Satellitendruckmaschine 1 gemäss Fig. 8 zeigt deren Anwendung für Bogen als im Bereich des Zuführungszylinders 3 erfassbares Druckmaterial, wobei der Zufuhrzylinder 3 mit Schwinggreifer 8 (alternativ der Einschubanleger 81 mit Transportrollen 82), Transportband 54 und das Abgabesystem 5 mit Greifersysteme 12 und/oder Sauger 59 ausgebildet sind. Dem Zuführzylinder 3 (alternativ der Einschubanleger 81) ist außerdem ein Ausrichtetisch 7 vorgeordnet, sowie in Figur 1 abgebildet und beschrieben ist.
Der Einschub- oder Vorschubanleger 81 unterscheidet sich von der Anlage mit Zufuhrzylinder 3 mit Schwinggreifer 7 dadurch, dass der Substratbogen über Seitenmarke 83 und Vorschubrollen 83 präzise und direkt gegen den Anschlag 64 angelegt wird. Es werden dazu keine Greifer eingesetzt und dementsprechend sind keine Greiferöffnungen in der Übernahmetrommel 75 notwendig.
Der Bogen wird durch die Übergabetrommel 75 mit integrierten Vakuumsystem 73 und Vakuumgreifer übernommen und mit dem Vakuumsystem vollflächig fixiert. Das erste Flexo-Druckwerk wird eingesetzt, z. B. zum Beschichten mit Weißlack für Kunststoffe, um dem folgend mit dem Zwischentrockner 11 getrocknet zu werden. Nachfolgend sind beispielsweise 6 Inkjetköpfe aufgenommen, die das Substrat berührungslos bedrucken und mit dem zweiten, z. B. UV-Trockner, getrocknet zu werden. Anschließend wird mit einem zweiten Flexowerk, z. B. ein Schutzlack aufgetragen, um mit dem doppelten Endtrockner getrocknet zu werden. Die Übernahme der Bogen erfolgt erst nach dem der ganze Bogen gedruckt ist, um Verzerrungen des Druckbildes durch die Greiferübernahme zu vermeiden, das ist die sog. 7-Uhr-Position. Auf dem unteren Umlauf ist noch ein Reinigungssystem integriert. Die abgebildeten Stützwalzen dienen als indirekter Gegendruckzylinder für die Flexo-Hochdruckwerke, die bekanntlich in Kontakt sind und mit Druck arbeiten. Diese Stützwalzen sind formatbezogen und weisen einen Spankanal auf. Die Vakuumgreifersysteme werden begrenzt einsetzbar sein, z. B. nur für dünnere Substrate, sowie z. B. Dokumente im Bürobereich bis ca. max. 250 Gramm pro m². Nicht dargestellt sind die Aniloxwalzen 30 und Kammerrakel 31, sowie sie gezeichnet und beschrieben sind in Figur 3. Denkbar ist es, dass der Vakuumkasten im Bereich des Druckbereichs leicht nach oben gewölbt ist (mit einer Krümmung) für optimales Anlegen der Substratbogen (nicht dargestellt).
In Fig. 9 ist eine Prinzipdarstellung, wie Figur 7, in einer Zwillingsaufstellung mit zwischengeschalteter Bogenwendevorrichtung, mit Wendetransfertrommel 56, 58 und Wendespeichertrommel 57. Die Trommel 56 ist mit unterschiedlicher Geschwindigkeit zu betreiben.
Fig. 10 ist eine Prinzipdarstellung, wie Figur 8, jedoch mit konventionellem Transportband und formatbezogener Unterstützwalze pro Druckwerk und nachgeschalteten zweiten Druckwerk für den Widerdruck. Die Väkuumtransportbänder von Figur 8 könnten hier vorteilhaft funktionieren.
Fig. 11 ist eine Prinzipdarstellung, wie Figur 10, jedoch in Zwillingsanordnung mit bekannten Wendevorrichtungen 56, 57, 58 aus Figur 9. Diese Wendevorrichtung kann auch bei der Position S/W von Figur 8 integriert werden. Denkbar ist es, dass die Anordnung für den Transport horizontal oder in einer Ypsilon-Anordnung positioniert werden kann.
Fig. 12 ist eine Prinzipdarstellung, wie Figur. 7, jedoch mit Wendevorrichtung 56, 57, 58 aus Figur 9. Bei dieser Ausführung ist die Produktionsgeschwindigkeit bei Schön- und Widerdruck nur 50 %, jedoch die Investition ist dadurch begrenzt, dass nur ein Satz Druckwerke benötigt wird, die sich digital auf die Ansprüche für Schön- oder Widerdruck einstellen können.
Fig. 13 ist eine Prinzipdarstellung wie Figur 7, jedoch mit Wendevorrichtung und Begrenzung bei der Schön- und Widerdruck-Anwendung, wie Figur 12.
In Fig. 14 ist ein Bogenanleger 6 dargestellt mit daneben sich befindender Vorstapeleinrichtung 61.
In Fig. 15 wird eine imaginäre Druckmaschine in Satellitenbauweise dargestellt auf Basis der Figur 1 der US 5,036,763 . Die imaginäre Druckmaschine ist erweitert bis zu 2 x 7 Druckwerke für Hi-Fi Druck. Aus der Dimension ist zu erkennen, dass diese Maschine bereits im Halbformat (B2) für die Bedienung unrealistischen Umfang im Vergleich zur Figur 2 bekäme. Außerdem entspricht die sogenannte S-Umschlingung der Stoptrommelanlagenkonfiguration 92 nicht den Voraussetzungen eines schlanken Papierlaufs.
In Fig. 16 wird eine ebenso imaginäre Druckmaschine in modularer Reihenbauweise dargestellt. In einer imaginären Konfiguration wie Figur 2 mit 2 x 7 Farben und Lackwerke und Inline-Weiterverarbeitung entstünden total unrealistische Dimensionen und damit nicht wirtschaftliche Investitionen einer Druckmaschine.
In Fig. 17, 18 und 19 ist ein Ausschnitt mit Senk-Greifersysteme abgebildet. Dargestellt sind Greiferwelle mit Senkgreifer 67, Greiferrücken 68, Greiferauflage 69, Bedruckstoff 66, Zylinderkörper 70 und Exzentersteuerung 71. Die Greifer senken nur geringfügig ab, nur während des Druckvorgangs.
In Fig. 17 ist das Greifersystem in Arbeitsposition zum Substrattransport 66 dargestellt, wobei der Greiferrücken über der Zylinderfläche steht und damit einen minimalen Abstand der Digitalen Druckwerke verhindert.
In Fig. 18 ist das Senkgreifersystem für bessere Anschaulichkeit in einer übertriebenen versenkten Position zum passieren der Digitalen Druckwerke dargestellt. Die Greiferrücken 67 sind jetzt unterhalb der Abwicklungsfläche, wodurch die Digitalen Druckwerke auf minimalen Abstand zum Bedruckstoff eingestellt werden können. Die Absenkung ist demonstrativ überzogen, um die theoretische Deformation des Bedruckstoffs zu zeigen.
In Fig. 19 ist der Transportzylinder mit einem selbstklebenden Gummituch überzogen. Die Eigenschaften des elastischen Materials erlauben eine maximale Absenkung der Greifer bei minimaler Deformation des Bedruckstoffs.
Fig. 20 zeigt das Vakuumband 54 mit Vakuumgreifer und absenkbaren Anschlag 64. Nachdem das Substrat 66 zum Anschlag ausgerichtet ist, wird der Substratbogen 66 von Saugluft 65 gegriffen/erfasst und mit Vakuum feste zum Transportband angesaugt. In dem Moment das der ganze Bogen vom Vakuum fixiert ist, kann der Anschlag mit Hilfe von z. B. Kurvenrollen 38 und z. B. Exzentersteuerung 71 oder z. B. Kurve 80 abgesenkt werden, damit die Bebilderungssysteme, bzw. die Digitaldruckwerke, z. B. die Inkjetköpfe so nahe wie möglich und nötig zur Oberfläche des Substrates angestellt werden. Auch um eine ideale Luftströmung zu gewährleisten. Dieses Vakuumsystem wird sich positiv auf die Luftströmung, die beim Inkjetverfahren kritisch ist, auswirken. Anstatt von einem perforierten Vakuumtransportband, könnten auch z. B. ein Satz von perforierten Zahnriemen 79 eingesetzt werden. Denkbar sind auch Anschläge mit Schrägeransatz 78, was an und für sich einen sicheren Anschlag darstellt. Der Nachteil dabei ist, dass der Bogen sich etwas deformiert, womit jedoch bei der nächsten Übergabe Rechnung getragen werden kann.
Fig. 21 ist eine Prinzipdarstellung, wie Figur 8, jedoch mit einer Transportvorrichtung mit mehreren Sektionen, zusammengestellt aus einer Kombination von mehreren Bändern und/oder Riemensysteme und Gegendruckzylinder.

1.: Satellitendruckmaschine
2.: Transportzylinder
3.: Zufuhrzylinder
4.: Blasleiste
5.: Abgabezylinder
6.: Bogenanleger
7.: Ausrichttisch
8.: Schwinggreifer
9.: Kassetteneinheit für Pre-Print
10.: Kassettenführung
11.: Trockner
12.: Greifersystem
13.: Kassetteneinheit, z. B. für Finishing
14.: Hogenauslage
15.: Bedruckstoffkassette
16.: Mantelfläche zur Erwärmung
17.: Kassettengestell
18.: Antrieb Druckmaschine
19.: Servoantrieb Finishing Station
20.: Auslagekette
21.: Kettenrad Auslage
22.: Berührungslose Zahnradverbindung
23.: Ohne Zahnradverbindung
24.: Mit spielfreier Zahnradverbindung
25.: Matrizzylinder
26.: Patrizzylinder
27.: Stanz- und Rillvorrichtung
28.: Präge- und Folienvorrichtung
29.: Seitenständerkassette
30.: Aniloxwalze
31.: Kammerrakel
32.: Lackauftragswalze
33.: Seitenständer Maschinengestell
34.: Offenes Linearkugellager
35.: Tragschiene mit Traverse
36.: Tragstrebe
37.: Tragschiene
38.: Kurvenrolle
39.: Kassetteneinheit zur Bebilderung
40.: Bebilderungssystem
41.: Farbsubstratzufuhreinheit
42.: Kassette in Arbeitsposition
43.: Kassette in Servicestellung Bedienseite
44.: Kassette in Servicestellung Antriebsseite
45.: Absaughaube
46.: Inline Weiterverarbeitungsstation
47.: Auslage Zuschnitte
48.: Auslage angestanzte und/oder veredelte Bogen
49.: Entsorgung nach oben
50.: Entsorgung nach Zylinderinnere
51.: Entsorgung nach unten
52.: Spannkanal
53.: Non-stop Stapelauslage
54.: Transportband
55.: Stützungswalzen
56.: Wendetransferzylinder mit variablere Geschwindigkeit
57.: Wendespeichertrommel
58.: Wendetransfertrommel
59.: Saugkopf
60.: Seitliche Verschiebung
61.: Vorstapeleinrichtung
62.: Einstellhöhe
63.: Stoptrommelanlage
64.: Vakuumgreifer mit Senkanlage
65.: Saugluftöffnung
66.: Bedruckstoff
67.: Greifer auf Welle
68.: Greiferrücken
69.: Greiferauflage
70.: Zylinderkörper
71.: Exzentersteuerung
72.: elastisches Material
73.: Vakuumsystem, z. B. Vakuumtrommel oder Vakuumleiste oder Vakuumkammer
74.: 7-Uhr-Position
75.: Übergabetrommel
76.: Aussparung im Transportband
77.: Bolzen
78.: Schräganschlag
79.: Zahnriemen
80.: Kurve
81.: Vorschub-/Einschub-Anleger
82.: Vorschubrollen
83.: Seitenmarke

C: Pfeil Papiertransportrichtung,
S: Satellitendruckwerke für Schöndruck
D: Drehrichtung für Kassette
G: Pfeil Verfahrung Finishing Station
W: Satellitendruckwerke für Widerdruck
K: Pfeil seitliche Verstellung in Kassette
R: Reinigungssysteme in Kassette
Y: Pfeil radial Druckbeistellung
V: Vorfinishing / Lackauftrag nicht formatgebunden

Claims

Digitaldruckmaschine für den direkten, berührungslosen Bogendruck,
- mit einer elastisch bezogenen Transportvorrichtung, auf der ein Bedruckstoff (66) transportiert wird, wobei die Transportvorrichtung
- mindestens einen Greifer (68) zum Halten des Bogens am Umfang der Transportvorrichtung aufweist, und/oder

- mit einem Anschlag (64) zum Positionieren der Vorderkante des Bogens versehen ist,

- und mit einem in Umfangsrichtung der Transportvorrichtung formatvariablen Digitaldruckwerk,
wobei der Abstand zwischen dem Höchstpunkt des Greifers (68) und/oder Anschlags (64) und der zu bedruckenden Oberfläche des Bedruckstoffes (66) während des Druckvorgangs geringer ist als der Abstand zwischen der zu bedruckenden Oberfläche des Bedruckstoffs (66) und dem digitalen Druckwerk, wobei der Höchstpunkt des Greifers (68) und/oder Anschlags (64) die Oberfläche der nicht bezogenen Transportvorrichtung überragt.
Digitaldruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung ein Transportzylinder (2) oder ein Transportband (54) ist.
Digitaldruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung mehrere Transportzylinder (2) und/oder Transportbänder (54)und/oder Stützungswalzen (55) aufweist.
Digitaldruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung mindestens einen mechanischen Greifer, (68) aufweist, der über einen definierten Teil des Zylinderumfangs absenkbar ist.
Digitaldruckmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung Elemente zum Absenken der Greifer (68) und/oder Anschlag (64) aufweist.
Digitaldruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung mindestens einen Anschlag aufweist, der zumindest zeitweises abgesenkt wird.
Digitaldruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportvorrichtung eine zweite Transportvorrichtung mit mindestens einem Digitaldruckwerk für den Widerdruck nachgeordnet ist.
Digitaldruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportvorrichturig eine formatvariable Bogenwendevorrichtung mit mindestens einer Trommel (56), die mit unterschiedlicher Geschwindigkeit betrieben werden kann, nachgeordnet ist.
Digitaldruckmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Digitaldruckwerke sowohl zum Schön- und Widerdruck baugleich sind.
Digitaldruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Drucksysteme verschiedener Druckverfahren in formatvarlabeler und/oder formatgebundener Ausführung zum Einsatz kommen können mit einer dazu integrierten Stützungswalze (55) und/oder einem Reinigungs- und/oder Konditionierungs- und/oder Beschichtungs- und/oder Fixierungs-und/oder Trocknungs- und/oder Widerbefeuchtungssystem.
Digitaldruckmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtungen für Schön- (S) und Widerdruck (W) gleiche oder unterschiedliche Dimensionen aufweisen.
Digitaldruckmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportband von formatbezogenen Walzen unterstützt wird, die am Umfang Greifer aufnehmende Aussparungen aufweisen.
Digitaldruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwerke und Konditionierkassetten jeweils kassettenförmige Baueinheiten bilden, die aus ihrer Arbeitsposition in eine Servicestellung zur Bedienungs- und/oder Antriebsseite verschiebbar sind.
Digitaldruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Bezug (72) ein selbstklebendes Gummituch ist.
Digitaldruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch radiale Verstellung (γ) die Zufuhr-, Druck-, Zwischen- und Abgabezylinder an variable Dicken des Bedruckstoffes angepasst werden können.
Digitaldruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Digitaldruckwerk (S, W) und Bedruckstoff (66) minimal ist.