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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern eines Substrats. Die Erfindung betrifft außerdem ein System zum Bedrucken eines Substrats.
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Das Fördern von Substraten bei der maschinellen Verarbeitung oder industriellen Fertigung ist eine besondere technische Herausforderung. Ein Teil der Herausforderung liegt darin, ein Substrat während des Verarbeitungsprozesses von einer Verarbeitungsstation zur nächsten Verarbeitungsstation zu bewegen. Bei einer Verarbeitungsstation kann es sich beispielsweise um eine Station zum Stanzen, Schneiden, Falten oder insbesondere zum Bedrucken handeln.
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Eine weitere Herausforderung ist es, das Substrat so zu fördern, dass es in bestmöglicher Weise einer Verarbeitungsstation zugeführt werden oder an einer Verarbeitungsstation vorbeigeführt werden kann. Jedoch darf dabei die Fördergeschwindigkeit bzw. Verarbeitungsgeschwindigkeit nicht leiden, da sonst der Fertigungsdurchsatz zu gering wird.
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Eine weitere Herausforderung stellt sich, wenn das Substrat keine Eigenstabilität bzw. inhärente Stabilität aufweist, wenn es sich also leicht verformen lässt und insbesondere nicht nach einer Verformung durch innere Rückstellkräfte in seine ursprüngliche Form zurückkehrt. Beispiele für derartige Substrate sind Papierbögen, dünne Kunststoffe, Textilstoffe und Leder. Während Substrate mit einer inhärenten Stabilität relativ einfach gefördert werden können, muss bei Substraten ohne eine inhärente Stabilität das Substrat besonders gut geführt werden, um eine Verformung zu vermeiden.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Fördern eines Substrats aufzuzeigen, die eine gute Führung eines Substrats bei guter Verarbeitungsgeschwindigkeit ermöglicht und dabei auch Substrate ohne inhärente Stabilität gefördert werden können. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes System zum Bedrucken eines Substrats mit einer solchen Vorrichtung aufzuzeigen.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Fördern eines Substrats, wobei die Vorrichtung eine schienenartige Fahrstrecke mit einer Längserstreckung und eine Fahreinheit aufweist, die dafür ausgebildet ist, entlang der Längserstreckung der Fahrstrecke eine Bewegung relativ zur Fahrstrecke durchzuführen, wobei die Fahrstrecke und die Fahreinheit dafür ausgebildet sind, derart zusammenzuwirken, dass die Bewegung der Fahreinheit aufgrund einer magnetischen Wechselwirkung zwischen Fahrstrecke und Fahreinheit bewirkt wird, und wobei die Fahreinheit eine Halteeinheit aufweist, die dafür ausgebildet ist, einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand einzunehmen, wobei im geöffneten Zustand ein Abschnitt des Substrats in die Halteeinheit eingeführt werden kann und im geschlossenen Zustand der Abschnitt von der Halteeinheit festgehalten wird.
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Eine Besonderheit liegt darin, dass die Fahreinheit eine Halteeinheit aufweist, mit der das Substrat gehalten werden kann, insbesondere reibschlüssig gehalten werden kann. Es sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen das Substrat kraftschlüssig oder formschlüssig von der Halteeinheit festgehalten wird. Die Vorrichtung ermöglicht es auch, Substrate von unterschiedlicher Länge, prinzipiell sogar von beliebiger Länge, zu fördern.
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Eine weitere Besonderheit liegt darin, dass die Fahreinheit relativ zur Fahrstrecke aufgrund einer magnetischen Wechselwirkung zwischen Fahrstrecke und Fahreinheit bewirkt wird. Dabei ist es insbesondere so, dass ein erstes Magnetfeld mit einem zweiten Magnetfeld zusammenwirkt und die resultierende Kraft für eine Bewegung der Fahreinheit entlang der Fahrstrecke benutzt wird.
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Die Funktionsweise der Vorrichtung ist dabei prinzipiell wie folgt. Die Fahreinheit steht in einem ersten Bereich der Fahrstrecke bereit, um das Substrat mittels der Halteeinheit aufzunehmen, wobei die Halteeinheit sich bevorzugt bereits im geöffneten Zustand befindet. Das Substrat wird dann der Halteeinheit zugeführt. Die Halteeinheit wechselt dann vom geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand, wodurch das Substrat nun von der Halteeinheit festgehalten wird. Die Fahreinheit bewegt sich dann entlang der Fahrstrecke, wobei sie bevorzugt eine Verarbeitungsstation passiert. In einem zweiten Bereich der Fahrstrecke, insbesondere einem Endbereich, öffnet sich die Halteeinheit und gibt das Substrat frei, das dann von einem nachfolgenden Prozessschritt oder einer Fördereinrichtung übernommen wird.
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Die Vorrichtung ermöglicht einerseits eine präzise Ansteuerung der Fahreinheit. Andererseits, da die Fahreinheit sehr leicht ausgeführt werden kann, ist es möglich, die Fahreinheit während des Produktionsbetriebs schnell zu beschleunigen, schnell zu fahren und schnell abzubremsen, so dass ein hoher Durchsatz erzielt werden kann. Da auf Antriebsketten, Zahnriemen, Zahnstangen, Zahnräder und Wellen verzichtet werden kann, kann ein verhältnismäßig geräuscharmer Betrieb mit geringen Wartungsanforderungen erzielt werden.
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Die Vorrichtung bietet außerdem den Vorteil, dass bei bevorzugten Ausführungsformen auch zwei oder mehr Fahreinheiten zum Einsatz kommen können. Auf diese Weise können das Halten und die Positionierung des Substrats verbessert werden und/oder der Durchsatz durch eine verbesserte Ausnutzung der Fahrstrecke verbessert werden.
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Die Vorrichtung verfügt bevorzugt über eine definierte Aufnahmestelle, an der das Substrat von der Halteeinheit erfasst wird, und über eine Ab- oder Übergabestelle, an der das Substrat abgegeben wird oder an einen weiteren Fertigungsschritt übergeben wird.
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Der Antrieb der Fahreinheit erfolgt bevorzugt nach dem Prinzip eines Linearmotors, wobei teilweise auch von Lineareinheit oder linearem Servomotor gesprochen wird. Geeignete Systeme werden beispielsweise von der Firma Beckhoff Automation GmbH angeboten.
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Es ist bevorzugt, wenn die Halteeinheit ein Ober- und Unterteil hat, wobei Oberteil und Unterteil relativ zueinander verlagert werden können. Um das Substrat festzuhalten, wird das Substrat zwischen Ober- und Unterteil eingeführt und werden Ober- und Unterteil relativ aufeinander zu bewegt, um das Substrat mittels der Halteeinheit festzuhalten. Bevorzugt ist es dabei, dass das Halteteil wie eine Zange funktioniert und das Substrat einklemmt. Ober- und Unterteil weisen dabei bevorzugt glatte Anlageflächen auf, damit das Substrat gut festgehalten werden kann, ohne es dabei zu beschädigen. Dabei kann sowohl das Oberteil starr und das Unterteil beweglich sein, das Unterteil starr und das Oberteil beweglich sein als auch sowohl Oberteil als auch Unterteil beweglich sein.
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Werden zwei oder mehr Fahrstrecken verwendet, so wird das Substrat bei einer Ausführungsform von jeweils einer Fahreinheit auf jeweils einer der Fahrstrecken gehalten. Wie nachfolgend aber noch gezeigt wird, gibt es bevorzugte Ausgestaltungen, bei denen das Substrat von zwei oder mehr Fahreinheiten auf derselben Fahrstrecke gehalten wird.
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Damit ist die Aufgabe vollständig gelöst.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Fahrstrecke dafür ausgebildet, über der Zeit wechselnde Magnetfelder entlang der Längserstreckung zu erzeugen und weist die Fahreinheit einen Permanentmagnet auf.
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Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Fahreinheit für die Bewegung keine zusätzliche Energieversorgung benötigt. Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung verfügt die Fahrstrecke über mehrere Permanentmagnete und ist die Fahreinheit dafür ausgebildet, über der Zeit wechselnde Magnetfelder zu erzeugen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Fahrstrecke einfach und kostengünstig realisiert werden kann. Da das allgemeine Wirkprinzip von Linearmotoren dem Fachmann bekannt ist, wird in dieser Anmeldung nicht näher darauf eingegangen. Zu beiden Ausführungsformen sei darauf hingewiesen, dass, wenn mehrere Fahrstrecken und/oder mehrere Fahreinheiten eingesetzt werden, die weiteren Fahrstrecken bzw. die weiteren Fahreinheiten in gleicher Weise ausgebildet sind.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Fahrstrecke und die Fahreinheit dafür ausgebildet, die Fahreinheit bei ihrer Bewegung zu führen.
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Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders präzise Bewegung der Fahreinheit. Dabei ist es bevorzugt, dass die Fahreinheit ein Tragelement mit einem Tragprofil aufweist, wobei das Tragprofil einem Führungsprofil einer Führungsschiene der Fahrstrecke entspricht. Es sei darauf hingewiesen, dass, wenn mehrere Fahrstrecken und/oder mehrere Fahreinheiten eingesetzt werden, die weiteren Fahrstrecken bzw. die weiteren Fahreinheiten in gleicher Weise ausgebildet sind.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung bildet die Fahrstrecke eine geschlossene Schleife.
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Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Fahreinheit stets in dieselbe Richtung bewegt werden kann. Da die geschlossene Schleife über eine Vorlaufstrecke und eine Rücklaufstrecke verfügt, entsteht zudem keine Behinderung, wenn eine Fahreinheit vom Ende der Fahrstrecke an den Anfang der Fahrstrecke zurückbewegt werden soll. Die Ausgestaltung ermöglicht es zudem, dass eine große Anzahl von Fahreinheiten entlang der Fahrstrecke bewegt werden kann und auf einfache Weise an den Anfang der Fahrstrecke zurückgeführt werden kann. Dabei ist es insbesondere möglich, die Fahreinheiten mit großer Geschwindigkeit vom Ende der Fahrstrecke an den Anfang der Fahrstrecke zurückzuführen. Die geschlossene Schleife weist bevorzugt eine gerade Vorlaufstrecke und eine gerade Rücklaufstrecke auf, die an beiden Seiten über kreisbogenförmige Elemente miteinander verbunden sind.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine Steuereinrichtung auf, die dafür ausgebildet ist, die Bewegung und/oder die Position der Fahreinheit zu steuern.
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Diese Ausgestaltung ermöglicht es u.a., der Fahreinheit eine bestimmte Position vorzugeben und/oder der Fahreinheit eine bestimmte Geschwindigkeit vorzugeben, die sich insbesondere über den Verlauf der Fahrstrecke hinweg ändern kann. Werden mehrere Fahreinheiten verwendet, so können die Fahreinheiten bevorzugt individuell oder in Gruppen angesteuert werden. Sind für die Förderung eines Substrats mehrere Fahreinheiten zuständig, so steuert die Steuereinheit diese Gruppe von Fahreinheiten bei einer Ausführungsform so an, dass sich die Fahreinheiten mit gleicher Geschwindigkeit bewegen. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn mehrere Fahrstrecken eingesetzt werden, dass eine erste Fahreinheit auf einer ersten Fahrstrecke und eine zweite Fahreinheit auf einer zweiten Fahrstrecke in gleicher Weise und mit konstantem Abstand bewegt werden.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung weist die Vorrichtung zusätzlich zu der genannten ersten Fahrstrecke eine zweite schienenartige Fahrstrecke mit einer Längserstreckung und zusätzlich zu der genannten, ersten Fahreinheit eine zweite Fahreinheit auf, die dafür ausgebildet ist, entlang der Längserstreckung der zweiten Fahrstrecke eine Bewegung relativ zur zweiten Fahrstrecke durchzuführen, wobei die zweite Fahrstrecke und die zweite Fahreinheit dafür ausgebildet sind, derart zusammenzuwirken, dass die Bewegung der zweiten Fahreinheit aufgrund einer magnetischen Wechselwirkung zwischen zweiter Fahrstrecke und zweiter Fahreinheit bewirkt wird, wobei die zweite Fahreinheit eine Halteeinheit aufweist, die dafür ausgebildet ist, einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand einzunehmen, wobei im geöffneten Zustand ein zweiter Abschnitt des Substrats in die Halteeinheit eingeführt werden kann und im geschlossenen Zustand der zweite Abschnitt von der Halteeinheit festgehalten wird.
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Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders genaue Führung des Substrats. Bei dieser Ausgestaltung wird das Substrat bevorzugt sowohl von der Halteeinheit der ersten Fahreinheit als auch von der Halteeinheit der zweiten Fahreinheit festgehalten. Die Fahrstrecken sind bevorzugt parallel zueinander angeordnet. Dadurch kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass während der Förderung seitliche Verschiebungen vermieden werden. Die erste und die zweite Fahrstrecke haben bevorzugt die gleiche Länge und die gleiche Form. Die beiden Fahreinheiten werden bevorzugt synchron bewegt, um ein Gieren des Substrats zu vermeiden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Fahrstrecke relativ zueinander veränderbar.
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Die Ausgestaltung ermöglicht eine Verarbeitung von Substraten mit unterschiedlichen Breiten, prinzipiell sogar mit beliebigen Breiten. Dabei bestehen grundsätzlich die Möglichkeiten, dass sich die erste Fahrstrecke auf eine ortsfeste zweite Fahrstrecke zu bewegt, dass sich die zweite Fahrstrecke auf eine ortsfeste erste Fahrstrecke zu bewegt oder dass sowohl erste und zweite Fahrstrecke beweglich sind. Um den Abstand der Fahrstrecken relativ zueinander verändern zu können, ist mindestens eine der Fahrstrecken, bevorzugt beide Fahrstrecken, auf einem Haltesystem befestigt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine dritte Fahreinheit auf, die dafür ausgebildet ist, entlang der Längserstreckung der ersten Fahrstrecke eine Bewegung relativ zur ersten Fahrstrecke durchzuführen, wobei die erste Fahrstrecke und die dritte Fahreinheit dafür ausgebildet sind, derart zusammenzuwirken, dass die Bewegung der dritten Fahreinheit aufgrund einer magnetischen Wechselwirkung zwischen erster Fahrstrecke und dritter Fahreinheit bewirkt wird, wobei die dritte Fahreinheit eine Halteeinheit aufweist, die dafür ausgebildet ist, einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand einzunehmen, wobei im geöffneten Zustand ein dritter Abschnitt des Substrats in die Halteeinheit eingeführt werden kann und im geschlossenen Zustand der dritte Abschnitt von der Halteeinheit festgehalten wird, und weist die Vorrichtung eine vierte Fahreinheit auf, die dafür ausgebildet ist, entlang der Längserstreckung der zweiten Fahrstrecke eine Bewegung relativ zur zweiten Fahrstrecke durchzuführen, wobei die zweite Fahrstrecke und die vierte Fahreinheit dafür ausgebildet sind, derart zusammenzuwirken, dass die Bewegung der vierten Fahreinheit aufgrund einer magnetischen Wechselwirkung zwischen zweiter Fahrstrecke und vierter Fahreinheit bewirkt wird, wobei die vierte Fahreinheit eine Halteeinheit aufweist, die dafür ausgebildet ist, einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand einzunehmen, wobei im geöffneten Zustand ein vierter Abschnitt des Substrats in die Halteeinheit eingeführt werden kann und im geschlossenen Zustand der vierte Abschnitt von der Halteeinheit festgehalten wird.
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Diese Ausgestaltung ermöglicht es, das Substrat an vier Stellen einzuspannen und auf diese Weise besonders gut führen zu können.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine Steuereinrichtung auf, die dafür ausgebildet ist, die Halteeinheiten so anzusteuern, dass sich die Halteeinheiten der ersten und zweiten Fahreinheit bei einer Ab- bzw. Übergabe des Substrats zu einem ersten Zeitpunkt öffnen und sich die Halteeinheiten der dritten und vierten Fahreinheit bei einer Ab- bzw. Übergabe des Substrats zu einem späteren, zweiten Zeitpunkt öffnen.
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Diese Ausgestaltung ermöglicht es, ein Substrat mit allen vier Fahreinheiten so lange zu führen, bis das voreilende Ende des Substrats das Ende der Förderstrecke der Vorrichtung erreicht. Zu diesem Zeitpunkt öffnen sich die Halteeinheiten der ersten und zweiten Fahreinheit. Das voreilende Ende des Substrats wird freigegeben und kann an eine weitere Förderstrecke oder Verarbeitungsstation übergeben werden. Da das Substrat noch von der dritten und vierten Fahreinheit festgehalten wird, schieben die dritte und vierte Fahreinheit das Substrat weiter in Richtung der weiteren Förderstrecke bzw. Verarbeitungsstation.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine Steuereinrichtung auf, die dafür ausgebildet ist, die erste und zweite Fahreinheit für eine erste Geschwindigkeit der Bewegung anzusteuern und die dritte und/oder vierte Fahreinheit für eine zweite Geschwindigkeit der Bewegung anzusteuern, wobei die zweite Geschwindigkeit geringer ist als die erste Geschwindigkeit.
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Diese Ausgestaltung ermöglicht es, das Substrat zwischen erster/zweiter Fahreinheit und dritter/vierter Fahreinheit unter Spannung zu halten. Da die erste und die zweite Fahreinheit die Tendenz haben, der dritten und/oder vierten Fahreinheit davonzueilen, wird das Substrat gespannt, da die vier Fahreinheiten dasselbe Substrat festhalten. Dabei ist es besonders bevorzugt, die zweite Geschwindigkeit auf einen Prozentsatz der ersten Geschwindigkeit einzustellen, wobei der Prozentsatz zwischen 0 % und kleiner 100 % liegt. Bei einer Ausführungsform wird an der dritten und vierten Fahreinheit die Geschwindigkeit null eingestellt, so dass die dritte und vierte Fahreinheit von der ersten und zweiten Fahreinheit gezogen werden, da sie mit der ersten und zweiten Fahreinheit über das Substrat verbunden sind. Der prozentuale Anteil der zweiten Geschwindigkeit relativ zur ersten Geschwindigkeit wird insbesondere unter Berücksichtigung der Möglichkeit eines Reißens des Substrats und der Haltekraft der Halteeinheiten gewählt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die Halteeinheiten der ersten und zweiten Fahreinheit so eingestellt, dass sie eine erste Haltekraft bereitstellen können, und werden die Halteeinheiten der dritten und vierten Fahreinheit so eingestellt, dass sie eine zweite Haltekraft bereitstellen können, wobei die erste Haltekraft größer ist als die zweite Haltekraft.
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Diese Ausgestaltung ermöglicht es, einem Reißen des Substrats vorzubeugen. Dabei wird mittels der ersten und zweiten Fahreinheit sichergestellt, dass das Substrat präzise gehalten ist und präzise gefördert werden kann. Die zweite Haltekraft ist dabei so gewählt, dass sich das Substrat aus den Halteeinheiten der dritten und vierten Fahreinheit löst, bevor es reißt. Die Größe der zweiten Haltekraft kann durch Berechnung, Simulation oder praktische Versuche ermittelt werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein System zum Bedrucken eines Substrats mit einer zuvor beschriebenen Vorrichtung und einer Druckstation, wobei die Vorrichtung und die Druckstation so zueinander angeordnet sind, dass die Vorrichtung ein in der Halteeinheit festgehaltenes Substrat an der Druckstation vorbeiführen kann.
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Diese Ausgestaltung ermöglicht es, die hohen Anforderungen zu erfüllen, die gegeben sind, wenn man ein Substrat bedrucken möchte, das sich an einer Druckstation vorbeibewegt. Dabei soll insbesondere eine gleichmäßige Bewegung entlang der Längserstreckung ohne seitliche Auslenkungen erfolgen. Außerdem soll ein konstanter Abstand zur Druckstation, genauer zu den Druckköpfen, gewährleistet sein. Diese Eigenschaften bietet die beschriebene Vorrichtung und ermöglicht daher ein besonders vorteilhaftes System zum Bedrucken eines Substrats.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist dem System in Produktionsrichtung eine Trocknungsstation nachgeordnet, wo das bedruckte Substrat getrocknet wird. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Substrat am Ende der Fahrstrecke auf eine Förderstrecke der Trocknungsstation übergeben wird.
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Gemäß einem dritten Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch die Verwendung einer zuvor beschriebenen Vorrichtung, um ein Substrat an einer Verarbeitungsstation vorbeizuführen, insbesondere an einer Druckstation für eine Bedruckung des Substrats vorbeizuführen.
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Die Vorrichtung kann aber auch für andere Anwendungen verwendet werden, die ein präzises Führen des Substrats erfordern, wie z.B. eine Schneid- oder Stanzbearbeitung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Beschreibung sind in der Zeichnung näher dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine erste Ausführungsform eines Systems zum Bedrucken eines Substrats mit einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Fördern eines Substrats,
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2 eine Ausschnittsvergrößerung des vorderen Teils des Systems gemäß 1,
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3 eine erste Ausführungsform einer Fahreinheit,
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4 eine zweite Ausführungsform einer Fahreinheit,
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5 eine zweite Ausführungsform eines Systems zum Bedrucken eines Substrats mit einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Fördern eines Substrats,
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6 eine dritte Ausführungsform eines Systems zum Bedrucken eines Substrats mit einer dritten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Fördern eines Substrats,
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7 eine vierte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Fördern eines Substrats; und
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8 eine fünfte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Fördern eines Substrats.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Systems 10 zum Bedrucken eines Substrats 12 mit einer Druckstation 14, hier symbolisch dargestellt, einer Trocknungsstation 16, es ist lediglich das Trocknungsband dargestellt, und einer Vorrichtung 18 zum Fördern des Substrats 12.
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Die Vorrichtung 18 zum Fördern des Substrats 12 weist eine schienenartige Fahrstrecke 20, hier eine erste Fahrstrecke 20 und eine zweite Fahrstrecke 20', auf, jeweils mit einer Längserstreckung 22.
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Die Vorrichtung 18 weist außerdem eine Fahreinheit 24 auf, hier eine erste Fahreinheit 24, eine zweite Fahreinheit 24', eine dritte Fahreinheit 24'' und eine vierte Fahreinheit 24'''. Jede Fahreinheit 24 ist dafür ausgebildet, entlang der Längserstreckung 22 der Fahrstrecke 20 eine Bewegung relativ zur Fahrstrecke 20 durchzuführen. Die Fahrstrecke 20 und die Fahreinheit 24 sind dafür ausgebildet, derart zusammenzuwirken, dass die Bewegung der Fahreinheit 24 aufgrund einer magnetischen Wechselwirkung zwischen Fahrstrecke 20 und Fahreinheit 24 bewegt wird. Konkret wirken die erste Fahreinheit 24 und die dritte Fahreinheit 24'' mit der ersten Fahrstrecke 20 zusammen und die zweite Fahreinheit 24' und die vierte Fahreinheit 24''' mit der zweiten Fahrstrecke 20' zusammen.
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Die Fahrstrecke 20 ist dafür ausgebildet, über der Zeit wechselnde Magnetfelder entlang der Längserstreckung 22 zu erzeugen. Die Fahrstrecke 20 bildet eine geschlossene Schleife. Diese Ausführungen gelten in gleicher Weise für die zweite Fahrstrecke 20'. Die Vorrichtung 18 weist eine Steuereinrichtung 26 auf, die dafür ausgebildet ist, die Bewegung und/oder die Position der Fahreinheit 24 zu steuern. Bei dieser Ausgestaltung steuert die Steuereinrichtung 26 die Bewegung aller Fahreinheiten 24 auf den Fahrstrecken 20.
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2 zeigt eine Vergrößerung des vorderen Abschnitts der Vorrichtung 18 gemäß 1. Alle bereits eingeführten Bezugszeichen gelten hier und im Folgenden weiter.
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In der 2 ist zu erkennen, dass die Fahrstrecken 20, 20' Spulenanordnungen 30 aufweisen, die die genannten Magnetfelder entlang der Längserstreckung 22 erzeugen, die sich über der Zeit ändern. Außerdem sind Führungsschienen 32, 32' mit einem Führungsprofil zu erkennen, die die Fahreinheiten 24, 24', 24'', 24''' bei ihrer Bewegung führen.
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3 zeigt eine erste Ausführungsform einer Fahreinheit 24 gemäß 1. Die Fahreinheit 24 weist einen Grundkörper 40, eine Halteeinheit 42 mit einem Oberteil 44 und einem Unterteil 46, einen oder mehrere Permanentmagnete 48 und ein Tragelement 50 mit einem Tragprofil 52 auf, das insbesondere gewissermaßen das Negativ des Führungsprofils darstellt
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Die Halteeinheit 42 ist dafür ausgebildet, einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand einzunehmen. Dies erfolgt durch eine relative Verlagerung von Oberteil 44 und Unterteil 46 zueinander, bevorzugt durch eine Verschiebung 54 und/oder durch ein Verschwenken 56 des Unterteils 46 gegenüber dem Oberteil 44. Im geöffneten Zustand kann ein Abschnitt des Substrats 12 in die Halteeinheit 42 eingeführt werden, und im geschlossenen Zustand wird der Abschnitt von der Halteeinheit 42 festgehalten.
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4 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Fahreinheit 24 für eine weitere, nicht gezeigte Ausführungsform der Vorrichtung 18 auf. Es gelten grundsätzlich die zur 3 gemachten Ausführungen.
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Allerdings ist es bei dieser Ausgestaltung so, dass die Fahreinheit 24 nicht über Permanentmagnete 48 verfügt, sondern über eine Spulenanordnung 60, die über Versorgungskabel 62 mit Strom gespeist wird. Eine zugehörige, nicht gezeigte Ausführungsform einer Fahrstrecke 20 weist eine Mehrzahl von Permanentmagneten auf, so dass sich wiederum die zuvor beschriebene magnetische Wechselwirkung einstellt.
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5 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Systems 10 mit einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung 18. Es gelten alle zur 1 getätigten Aussagen auch hier.
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Eine Besonderheit dieser Ausführungsform liegt darin, dass die Vorrichtung 18 eine Unterdruckauflage 70 aufweist. Gleitet ein Substrat 12 über die Unterdruckauflage 70, so wird es plan auf die Unterdruckauflage gedrückt. Es ist aber weiterhin möglich, das Substrat 12 über die Unterdruckauflage 70 mittels der Fahreinheiten 24 zu ziehen, so dass das Substrat 12 präzise und in gleichbleibendem Abstand unter der Druckstation 14 entlang bewegt werden kann.
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6 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Systems 10 mit einer dritten Ausführungsform einer Vorrichtung 18. Es gelten alle zu den 1 und 5 getroffenen Aussagen weiterhin.
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Eine Besonderheit dieser Ausführungsform ist, dass ein Substrat 12 nur von einer ersten und einer zweiten Fahreinheit 24' gefördert wird. Da die Unterdruckauflage 70 dafür sorgt, dass das Substrat 12 auf die Unterdruckauflage 70 gedrückt wird, besteht die Möglichkeit, auf die dritte und vierte Fahreinheit 24'', 24''' zu verzichten.
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Es wird angemerkt, dass die Vorrichtung 18 zwar über weitere Fahreinheiten verfügt, diese jedoch nicht im Sinne einer dritten und vierten Fahreinheit 24'', 24''' zu verstehen sind, da diese nicht an demselben Substrat 12 angreifen.
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7 zeigt eine vereinfachte vierte Ausführungsform der Vorrichtung 18. Hier kommt eine Fahrstrecke 20 zum Einsatz, die keine Schleife bildet und daher besonders einfach zu realisieren ist.
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8 zeigt eine besonders einfache fünfte Ausführungsform der Vorrichtung 18 in der Draufsicht. Hier kommt lediglich eine Fahrstrecke 20 zum Einsatz, auf der sich eine erste Fahreinheit 24 und eine zweite Fahreinheit 24' bewegen. Wenn die Fahrstrecke als geschlossene Schleife ausgebildet ist, können selbstverständlich auch weitere Fahreinheiten eingesetzt werden. Die Fahreinheiten 24, 24' weisen jeweils eine Halteeinheit 42, 42' auf, die hier jeweils zwei Abschnitte des Substrats 12 erfassen.
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Die hier offenbarte Vorrichtung 18 zum Fördern eines Substrats 12 und das System 10 zum Bedrucken eines Substrats 12 sind besonders bei einer Verarbeitung von Substraten 12 vorteilhaft, die keine inhärente Stabilität aufweisen, insbesondere Papierbögen, Kunststofffolien, Textilstoffe oder Leder, etc. Es sei aber ausdrücklich darauf hingewiesen, dass mit der Vorrichtung 18 und dem System 10 auch Substrate 12 verarbeitet werden können, die bereits eine inhärente Stabilität aufweisen.