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Die
Erfindung betrifft eine Siebdruckrakel mit einem elastischen Auftragselement
und einer Haltevorrichtung. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung
zum Siebdrucken mit einer erfindungsgemäßen Siebdruckrakel.
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Herkömmliche
Siebdruckvorrichtungen sind zum Bedrucken planer Gegenstände geeignet,
z.B. plane Autoglasscheiben. Beispielsweise werden mittels Siebdruck
die Leiterbahnen einer Heckscheibenheizung auf eine plane Autoglasscheibe
aufgebracht. Nach dem Bedrucken wird die Scheibe erwärmt und gebogen,
wobei gleichzeitig die aufgedruckte Farbe aushärtet.
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Aus
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 214
31 37 ist eine Vorrichtung zum Bedrucken von Rotationskörpern bekannt.
Dabei wird die zu bedruckende rotationssymmetrische Oberfläche eines
Gegenstandes auf einem feststehenden Sieb abgerollt. Auf der der
zu bedruckenden Oberfläche
gegenüberliegenden
Seite des Drucksiebes wird eine Rakel über das Sieb bewegt, die auf
dem Sieb befindliche Farbe durch dieses auf die abrollende Oberfläche des
Gegenstandes drückt.
Eine solche Vorrichtung zum Siebdrucken ist nur für rotationssymmetrische Oberflächen geeignet.
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Mit
der Erfindung soll das Bedrucken beliebig gekrümmter Oberflächen mittels
Siebdruck ermöglicht
werden.
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Erfindungsgemäß ist hierzu
eine Siebdruckrakel mit einem elastischen Auftragselement und einer
Haltevorrichtung vorgesehen, bei der die Haltevorrichtung über die
Breite der Siebdruckrakel gesehen in mehrere, zueinander bewegliche
Halteabschnitte aufgeteilt ist.
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Die
Aufteilung in mehrere, zueinander bewegliche Halteabschnitte ermöglicht eine
Anpassung der Siebdruckrakel an unterschiedlich gekrümmte Oberflächen eines
zu bedruckenden Gegenstandes. Da sich die Halteabschnitte relativ
zueinander bewegen können,
kann die Siebdruckrakel bereits im Bereich der Halteabschnitte eine
annähernd
gekrümmte Form
einnehmen, so dass sichergestellt werden kann, dass die Siebdruckrakel
während
eines Druckvorgangs stets über
ihre gesamte Breite auf einem Drucksieb und damit mittelbar auf
der zu bedruckenden gekrümmten
Oberfläche
aufliegt.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist das elastische Auftragselement einstückig ausgebildet
und bildet eine elastische Verbindung zwischen den mehreren Halteabschnitten.
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Durch
ein einstückiges
Auftragselement wird eine gleichmäßige Farbverteilung über das
Drucksieb gewährleistet
und dennoch ist sichergestellt, dass die Halteabschnitte der Siebdruckrakel
zueinander beweglich sind und somit die Siebdruckrakel insgesamt
eine gekrümmte
Form annehmen kann.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist eine Druckkante des Auftragselements,
die einem zu bedruckenden Gegenstand zugewandt ist, gekrümmt verlaufend
ausgebildet.
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Durch
eine gekrümmt
verlaufende Druckkante kann eine gleichmäßige Auflage auf einem gekrümmten, zu
bedruckenden Gegenstand sichergestellt werden und ein gleichmäßiges Druckbild
wird erreicht. Bei konstanter Krümmung
in Druckrichtung gesehen, wird der Verlauf der Druckkante an den Krümmungsverlauf
des zu bedruckenden Gegenstandes angepasst.
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In
Weiterbildung der Erfindung entspricht ein Krümmungsverlauf der Druckkante
des Auftragselements einem mittleren Krümmungsverlauf des zu bedruckenden
Gegenstandes quer zur Bewegungsrichtung der Siebdruckrakel.
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Aufgrund
der Elastizität
des Auftragselements sowie der relativen Beweglichkeit der Halteabschnitte
zueinander kann sich die Siebdruckrakel in Grenzen an einen sich ändernden
Krümmungsverlauf
eines zu bedruckenden Gegenstandes anpassen. Wird der Krümmungsverlauf
der Druckkante entsprechend dem mittleren Krümmungsverlauf des zu bedruckenden
Gegenstandes gewählt,
sind die erforderlichen Verformungen der Siebdruckrakel während des
Druckvorganges minimiert.
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In
Weiterbildung der Erfindung geht von jedem Halteabschnitt ein wenigstens
während
eines Druckvorgangs an dem Auftragselement anliegendes Führungsblech
aus.
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Mittels
solcher Führungsbleche
kann eine gleichmäßige Druckverteilung
auf die Druckkante des Auftragselements sichergestellt werden. Dies
ist insbesondere deshalb von Bedeutung, da bei einem gekrümmten Ver lauf
der Druckkante des Auftragselements sich ein Abstand von der Druckkante
zu einem jeweiligen Halteabschnitt ändert. Bei konstanter Materialdicke
und homogenen Materialeigenschaften des Auftragselements würde dies
in einem unterschiedlichen Anpressdruck der Druckkante resultieren,
wobei dieser Effekt durch die Führungsbleche ausgeglichen
werden kann. Alternativ könnte
die Materialstärke
und/oder die Elastizität
des Auftragselements in Abhängigkeit
des Abstandes der Druckkante von einem Halteabschnitt angepasst
werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich das Führungsblech vom Halteabschnitt
aus in Richtung auf die Druckkante des Auftragselements, wobei eine
dem Halteabschnitt abgewandte Kante des Führungsblechs parallel zur Druckkante
des Auftragselements verläuft.
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Auch
auf diese Weise wird ein über
die Länge
der Druckkante konstanter Anpressdruck gewährleistet.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist das Führungsblech gekrümmt ausgebildet.
Auf diese Weise kann eine Anpassung an die Krümmung einer zu bedruckenden
Oberfläche
verbessert werden.
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Das
der Erfindung zugrunde liegende Problem wird auch durch eine Vorrichtung
zum Siebdrucken gelöst,
bei der eine Siebdruckrakel mit einem elastischen Auftragselement
und einer Haltevorrichtung vorgesehen ist, wobei die Haltevorrichtung über die
Breite der Siebdruckrakel gesehen in mehrere, zueinander bewegliche
Halteabschnitte aufgeteilt ist und wobei jedem Halteabschnitt wenigstens
ein steuerbares Verstellelement zugeordnet ist.
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Durch
diese Maßnahmen
kann der Anpressdruck und/oder die Auslenkung eines jeden Halteabschnitts
individuell beeinflusst werden, um eine möglichst gute Anpassung der
Siebdruckrakel an die Krümmung
einer zu bedruckenden Oberfläche
zu erreichen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Vorderansicht einer
Siebdruckrakel gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung,
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2 die Siebdruckrakel der 1 in einer abschnittsweise
dargestellten Siebdruckvorrichtung,
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3 eine erfindungsgemäße Siebdruckvorrichtung
und
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4 eine weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Siebdruckvorrichtung.
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Die
Darstellung der 1 zeigt
eine erfindungsgemäße Siebdruckrakel 10 mit
mehreren Halteabschnitten 12, 14 und 15.
Mittels der Halteabschnitte 12, 14, 16 wird
die Siebdruckrakel 10 mit einem nicht dargestellten Rakelhalter
einer ebenfalls nicht dargestellten Siebdruckvorrichtung verbunden. Die
Siebdruckrakel 10 weist weiterhin ein elastisches Auftragselement 18 auf,
das beispielsweise aus einer elastischen Gummiplatte besteht. Das
elastische Auftragselement 18 ist einstückig über die gesamte Breite der
Siebdruckrakel 10 ausgeführt und in jedem der Halteabschnitte 12, 14, 16 aufgenommen.
Die Halteabschnitte 12, 14, 16 sind beabstandet
zueinander angeordnet und lediglich über das elastische Auftragselement 18 miteinander
verbunden. Die Halteabschnitte 12, 14, 16 sind
dadurch relativ zueinander beweglich.
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Eine
den Halteabschnitten 12, 14, 16 gegenüberliegende
Druckkante 20 der Siebdruckrakel 10 ist gekrümmt ausgeführt, wobei
die Krümmung
der Druckkante 20 an die Oberflächenkrümmung eines zu bedruckenden
Gegenstandes angepasst ist.
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Mit
jedem Halteabschnitt 12, 14, 16 ist jeweils
ein Führungsblech 22, 24 bzw. 26 verbunden, das
sich von einem jeweiligen Halteabschnitt 12, 14, 16 aus
in Richtung auf die Druckkante 20 erstreckt. Die Führungsbleche 22, 24, 26 liegen
an dem elastischen Auftragselement 18 an, um eine gleichmäßige Druckverteilung
auf das elastische Auftragselement 18 und somit einen gleichmäßigen Anpressdruck
der Druckkante 20 während
eines Druckvorgangs zu gewährleisten.
Eine den Halteabschnitten 12, 14, 16 abgewandte
Unterkante der Führungsbleche 22, 24, 26 verläuft parallel
zur Druckkante 20 des elastischen Auftragselement 18.
Dadurch kann über
die gesamte Breite der Siebdruckrakel 10 ein gleichmäßiges elastisches
Verhalten der Druckkante 20 gewährleistet werden.
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Das
in der 1 linke Führungsblech 22 des linken
Halteabschnitts 12 verläuft
auf seiner, dem mittleren Führungsblech 24 des
mittleren Halteabschnitts 14 zugewandten Seite nicht in
Verlängerung des
zugeordneten linken Halteabschnitts 12, sondern von diesem
ausgehend in Richtung auf eine Mitte der Druckkante 20 und
auf diese zu. Diese Seitenkante des linken Führungsblechs 22 erstreckt
sich dabei so weit in Richtung auf die Mitte der Druckkante 20, dass
in der Projektion, in der 1 senkrecht
nach oben, eine der Druckkante 20 benachbarte Ecke des linken
Führungsblechs 22 eine
linke Begrenzung des mittleren Halteabschnitts 14 und somit
auch teilweise eine linke Begrenzung des mittleren Führungsblechs 24 überdeckt.
Eine linke Seitenkante des mittleren Führungsblechs 24 verläuft ausgehend
von der linken Begrenzung des mittleren Halteabschnitts 14 ebenfalls
in Richtung auf die Mitte der Druckkante 20 und annähernd parallel
zur rechten Seitenkante des linken Führungsblechs 22. Symmetrisch
hierzu ist die rechte Seitenkante des mittleren Führungsblechs 24 sowie
die zu dieser parallele linke Seitenkante des rechten Führungsblechs 26 ausgebildet.
Durch diese Gestaltung der Führungsbleche 22, 24, 26 wird
eine annähernd
gleichmäßige Kraftverteilung
auf das elastische Auftragselement 18 und speziell dessen Druckkante 20 erreicht.
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In
der Darstellung der 2 ist
die Siebdruckrakel 10 der 1 im
montierten Zustand an einem Rakelhalter 28 dargestellt.
Es ist zu erkennen, dass jeder Halteabschnitt 12, 14, 16 mit
jeweils zwei Verstellzylindern 30 mit dem Rakelhalter 28 verbunden
ist. Jeder der Stellzylinder 30 kann mittels eines Steuergeräts 32 einzeln
angesteuert werden, um eine relative Lage der Halteabschnitte 12, 14, 16 zueinander
sowie einen Anpressdruck der Druckkante 20 der Siebdruckrakel 10 über deren
Länge unterschiedlich
einzustellen. Mittels der Verstellzylinder 30 kann darüber hinaus
auch der Anpressdruck sowie die Lage der Druckkante 20 der
Siebdruckrakel 10 zwischen einem Druckvorgang und beispielsweise einer
Rückbewegung
der Rakel unterschiedlich eingestellt werden.
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Wie
in der 2 zu erkennen
ist, erlaubt die gekrümmt
verlaufende Druckkante 20 der Siebdruckrakel 10 eine
gleichmäßige Anpassung
an die gekrümmte
Oberfläche
eines zu bedruckenden Gegenstandes 34, beispielsweise einer
fertig geformten Autoglasscheibe. Ein notwendigerweise zwischen
Siebdruckrakel 10 und zu bedruckendem Gegenstand 34 anzuordnendes
Drucksieb ist der Einfachheit halber in der 2 nicht dargestellt. Aufgrund der zueinander
beweglichen Halteabschnitte 12, 14, 16 sowie
der individuellen Einstellbarkeit der Halteabschnitte 12, 14, 16 über die
Verstellzylinder 30 kann die Siebdruckrakel 10 auch
an sich verändernde
Krümmungen
des zu bedruckenden Gegenstandes 34 angepasst werden. Bei
einer sich in Längsrichtung,
das bedeutet in Bewegungsrichtung der Siebdruckrakel 10 verändernder
Krümmung
des zu bedruckenden Gegenstandes 34 wird der Krümmungsverlauf
der Druckkante 20 entsprechend einem mittleren Krümmungsverlauf
des zu bedruckenden Gegenstandes 34 gewählt.
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Mittels
der erfindungsgemäßen Siebdruckrakel 10 können somit
mittels einer herkömmlichen Siebdruckvorrichtung
quer zur Druckrichtung gekrümmte
Gegenstände,
wie der zu bedruckende Gegenstand 34, bedruckt werden.
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Sollen
darüber
hinaus sphärisch
gekrümmte Gegenstände, beispielsweise
fertig geformte Autoglasscheiben, bedruckt werden, kann hierzu eine Siebdruckvorrichtung 40 zusammen
mit der erfindungsgemäßen Siebdruckrakel 10 eingesetzt
werden, wie sie in der 3 dargestellt
ist. Bei der Siebdruckvorrichtung 40 kann ein Druckwerksrahmen 42 während einer
Druckbewegung eines Rakelhalters 44 mit einer darin eingespannten
Siebdruckrakel eine Wippbewegung ausführen, während der Rakelhalter 44 annähernd parallel
zu einer in Längsrichtung
gekrümmten
Oberfläche
eines zu bedruckenden Gegenstandes geführt wird. Der Rakelhalter 44 wird hierzu
in Kulissenbahnen 46 geführt, die an die Krümmung eines
zu bedruckenden Gegenstandes in Längsrichtung, das bedeutet in
Bewegungsrichtung der Rakel beim Druckvorgang, angepasst sind. Während der
Wippbewegung des Druckwerksrahmens 42, die durch die Bewegung
des am Druckwerksrahmen 42 geführten Rakelhalters 44 verursacht
ist, rollt eine Unterseite des Druckwerksrahmens 42 auf
einer parallel zur Kulissenbahn 46 verlaufenden Abrollfläche ab.
Die aufeinander abrollenden Flächen
sind dabei verzahnt, so dass der Druckwerksrahmen 42 während einer
Druckbewegung in Längsrichtung
fixiert ist. Zusammen mit der erfindungsgemäßen Siebdruckrakel 10 erlaubt
die Siebdruckvorrichtung 40 damit das Bedrucken von sphärisch gekrümmten Gegenständen, das
bedeutet Gegenständen,
die sowohl in Längsrichtung
als auch quer zur Längsrichtung
gekrümmt
sind.
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Eine
weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
einer Siebdruckvorrichtung 50 ist in der 4 dargestellt. Mit der Siebdruckvorrichtung 50 soll
ein sphärisch
gekrümmter
Gegenstand 52 bedruckt werden. Eine Oberflächenkrümmung des
Gegenstands 52 quer zur Längsrichtung wird dabei durch
die erfindungsgemäße Siebdruckrakel 10 berücksichtigt,
die in der 4 lediglich
schematisch angedeutet ist. Die Krümmung des zu bedruckenden Gegenstandes 52 in
Längsrichtung
wird durch eine Wippbewegung eines Druckwerksrahmens 54 berücksichtigt,
die bei der Siebdruckvorrichtung 50 über vier Hubsäulen 56 realisiert
wird, die mittels eines nicht dargestellten Steuergeräts ansteuerbar
sind. Durch entsprechende Ansteuerung der Hubsäulen 56 wird die Lage
des Druckwerksrahmens 54 so eingestellt, dass der Druckwerksrahmen 54 und
somit ein in der 4 nicht
dargestelltes Drucksieb stets tangential zu einer gedachten Berührungslinie
zwischen der Druckkante der Siebdruckrakel 10 und der Oberfläche des
zu bedruckenden Gegenstandes 52 eingestellt ist. Im Unterschied
zur Siebdruckvorrichtung 40 der 3 kann die Siebdruckvorrichtung 50 bezüglich der
Ansteuerung der Hubsäulen 56 frei programmiert
werden, so dass zur Berücksichtigung unterschiedlicher
Krümmungen
von zu bedruckenden Gegenständen
lediglich eine Umprogrammierung erforderlich ist.