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Die Erfindung betrifft eine Tampondruckmaschine mit einem elastisch verformbaren Tampon zur Aufnahme eines zu übertragenden Druckbilds von einem zuvor mit Druckfarbe eingefärbten Klischee oder von einem Druckzwischenträger, auf dem das zu übertragende Druckbild zuvor erzeugt wurde, und zur Aufbringung des Druckbilds auf einen zu bedruckenden Gegenstand, und mit einer maschinell angetriebenen Stellvorrichtung für den Tampon, mittels derer der Tampon in einer ersten Richtung linear auf das Klischee bzw. den Druckzwischenträger zu und wieder von dem Klischee bzw. dem Druckzwischenträger weg bewegbar ist.
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Tampondruckmaschinen sind seit Jahrzehnten bekannt. Die Stellvorrichtung für den Tampon wurde schon in verschiedener Weise realisiert: Beispielsweise wurden pneumatische Antriebe angewandt. Weiter wurden mechanische Hebelmechanismen mit kulissenartig realisierten Stellkurven verwirklicht. In neuerer Zeit wurde auch schon elektrische Linearmotortechnik zur linearen Hin- und Herbewegung des Tampons bzw. eines Tamponstößels mit daran befestigtem Tampon realisiert. Bei hohen Anpresskräften bzw. Drücken von 2000 bis 20000 N (Newton) erweist sich die Verwendung der Linearmotortechnik aber als extremst aufwändig und daher teuer, zumal zwingend eine Kühlung vorgesehen werden muss.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tampondruckmaschine zu schaffen, die für hohe Belastung geeignet ist, wie sie typischerweise zum Bedrucken großflächiger Teile erforderlich ist, und mit der sich dennoch hohe Geschwindigkeiten beim Tampondruck realisieren lassen.
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Diese Aufgabe wird bei einer Tampondruckmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Stellvorrichtung eine Ritzel/Zahnstangen-Antriebseinrichtung umfasst, mit einem vorzugsweise stufenlos regelbaren Elektromotor, mit einem von dem Elektromotor rotierend angetriebenen Ritzelrad und mit einer zusammen mit dem Tampon in der ersten Richtung hin- und herbewegbaren Zahnstange, und dass entweder das Ritzelrad oder die Zahnstange feststehende oder vorzugsweise frei rotierende Rollen als Eingriffselemente für das jeweils andere Teil, also die Zahnstange oder das Ritzelrad, aufweist, und dass das jeweils andere Teil eine mit den Rollen zusammenwirkende Zykloidenverzahnung aufweist, die so ausgebildet ist, dass stets zwei Rollen in abrollendem Antriebskontakt mit einem zwischen ihnen angeordneten Zahn der Zykloidenverzahnung sind und hierdurch ein spielfreier Antrieb zwischen dem Ritzelrad und der Zahnstange gewährleistet ist.
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Es hat sich gezeigt, dass sich durch die erfindungsgemäße Verwendung einer Ritzel/Zahnstangen-Antriebseinrichtung mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen zum linearen Hin- und Herbewegen des Tampons sehr hohe Kräfte und damit sehr hohe Anpressdrücke bei zugleich hoher Stellgeschwindigkeit realisieren lassen. Dies wird durch die weiteren vorstehend genannten Merkmale erreicht. Dadurch, dass auf diese Weise ein spielfreier Antrieb zwischen dem Ritzelrad und der Zahnstange und damit dem Tampon ermöglicht wird, lässt sich unter Einsatz eines vorzugsweise stufenlos regelbaren Elektromotors zum Antrieb des Ritzelrads eine Hin- und Herbewegung des Tampons mit höchster Genauigkeit realisieren. Durch ein geeignet klein gewähltes Übersetzungsverhältnis bei der Ritzel/Zahnstangen-Antriebseinrichtung lassen sich höchste Kräfte auf den Tampon übertragen, und dies bei hoher Stellgeschwindigkeit.
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Eine Ritzel/Zahnstangen-Antriebspaarung der hier eingesetzten Art mit einer Zykloidenverzahnung wurde bereits mit
EP 0 851 150 B1 vorgeschlagen. Der besonders vorteilhafte Einsatz dieses Antriebs in der vorstehenden Weise bei Tampondruckmaschinen ist aber bislang nicht erkannt worden. Vielmehr waren die von der Hebelmechanik Abstand nehmenden Entwicklungsbestrebungen der vergangenen fünfzehn Jahre auf den Einsatz der Linearmotortechnik fokussiert.
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Da die Anordnung der vorzugsweise frei drehbaren Rollen kostenmäßig stark von der Anzahl der Rollen beeinflusst wird, wird einer Ausführungsform nach der ersten Alternative des Schutzanspruchs der Vorzug gegeben, bei der die Rollen an dem Ritzel vorgesehen sind. Da auf der anderen Seite aber die Stellwege bei Tampondruckmaschinen begrenzt sind, ist auch die zweite Alternative des Schutzanspruchs von Bedeutung, wonach die Rollen bei der Zahnstange vorgesehen sind, also dann die Zahnung der Zahnstange bilden. Bei dieser Ausführungsform könnte die Zahnstange daher auch als "Rollenstange" bezeichnet werden; aus Gründen der Einfachheit und zur Vermeidung von verschiedenen Begrifflichkeiten wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung jedoch bei beiden Ausführungsformen von einem Ritzelrad und einer Zahnstange gesprochen, unabhängig davon, welches dieser Elemente die Rollen und welches die Zykloidenverzahnung trägt.
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Es erweist sich weiter als besonders vorteilhaft, dass die Ritzel/Zahnstangen-Antriebseinrichtung wie die übrigen Komponenten der Tampondruckmaschine mittels einer digital programmierten Steuereinrichtung betreibbar ist.
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Weiter erweist es sich als vorteilhaft, dass die Zahnstange als den Tampon haltender Tamponstößel ausgebildet ist oder fungiert.
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In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens ist die Zahnstange ausgehend von einem oberhalb des geometrischen Mittelpunkts des Tampons liegenden Punkts entlang der ersten Richtung erstreckt. Auf diese Weise kann die Stellkraft symmetrisch auf den Tampon ausgeübt bzw. in den Tampon und das zu bedruckende Gut eingeleitet werden.
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Weiter erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Zahnstange über eine Gleitlager-Linearführung in der ersten Richtung verschiebbar bezüglich eines Maschinengestells gehalten ist. Insbesondere kann es sich bei der Gleitlager-Linearführung um eine Schwalbenschwanzführung oder im weitesten Sinne T-Führung (im Schnitt betrachtet) handeln.
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Weiter kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn der Tampon an einer Tamponhalteplatte befestigt ist und solchenfalls die Zahnstange mit der Tamponhalteplatte starr verbunden oder starr verbindbar ist.
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Weiter wird einer Ausführungsform der Vorzug gegeben, wonach die Rollen leicht ballig ausgebildet sind, also eine in einem die Längssymmetrieachse einschließenden Schnitt betrachtet konvex nach außen gewölbte Oberfläche aufweisen. Hierdurch wird eine sehr laufruhige Lagerung mit geringem Rollwiderstand und Verklemmungsneigung geschaffen. Gewünschtenfalls können die Gegenlaufflächen gegenkomplementär geformt sein.
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Weiter kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn die Ritzel/Zahnstangen-Antriebseinrichtung mehrere zueinander synchron angetriebene Paarungen aus Ritzelrad und Zahnstange aufweist. Diese mehreren Paarungen sind dann vorzugsweise parallel zueinander angeordnet, wodurch die Kraft gleichmäßiger auf den Tampon eingeleitet werden kann, was sich insbesondere bei großen Tampons als vorteilhaft erweist.
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Des Weiteren wird Schutz beansprucht für eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Tampondruckmaschine zur Erzeugung hoher Stellkräfte gemäß Anspruch 8 und zum Betrieb mit großen und demgemäß schweren Tampons gemäß Anspruch 9.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Schutzansprüchen und aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung der Erfindung. In der Zeichnung zeigt:
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1 eine perspektivische und schematische Ansicht einer Tampondruckmaschine;
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2 eine perspektivische schematische Darstellung einer Stellvorrichtung für den Tampon einer erfindungsgemäßen Tampondruckmaschine nach einer ersten Ausführungsform;
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3 ein Detail aus 2;
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4 eine andere perspektivische Ansicht der Stellvorrichtung nach 2 und
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5 eine perspektivische schematische Darstellung einer Stellvorrichtung für den Tampon einer erfindungsgemäßen Tampondruckmaschine nach einer zweiten Ausführungsform;
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6 eine andere perspektivische Ansicht der Stellvorrichtung nach 5 und
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7 und 8 schematische Ansichten zur Verdeutlichung der Funktionsweise zweier parallel angeordneter Ritzel/Zahnstangen-Antriebseinrichtungen, wobei jeweils eine Zykloidenverzahnung bei dem jeweiligen Ritzelrad vorgesehen ist, die im Eingriff mit Rollen steht, welche die Zahnung einer Zahnstange bilden.
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1 zeigt eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 schematisch dargestellte Tampondruckmaschine 2 mit einem elastisch verformbaren Tampon 4 zur Aufnahme eines zu übertragenden Druckbilds 5 von einem zuvor mit Druckfarbe eingefärbten Klischee 6 oder von einem anderen Druckzwischenträger, auf dem das zu übertragende Druckbild 5 zuvor erzeugt wurde. Mittels des Tampons 4 wird das aufgenommene Druckbild auf einen zu bedruckenden Gegenstand übertragen. Zur Ausführung der Hin- und Herbewegung des Tampons 4 ist eine maschinell angetriebene Stellvorrichtung 10 vorgesehen, mittels derer der Tampon 4 in einer ersten Richtung 12 linear auf das Klischee 6 bzw. den Druckzwischenträger zu und wieder davon wegbewegbar ist. Im Anschluss hieran oder auch in Form einer überlagerten Bewegung kann der Tampon 4 auch quer bewegt werden, um an einen zu bedruckenden Gegenstand herangeführt zu werden. Alternativ kann der zu bedruckende Gegenstand auch an die vorherige Position des Klischees gebracht werden, damit das Druckbild von dem Tampon 4 auf den zu bedruckenden Gegenstand übertragen werden kann.
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Erfindungsgemäß umfasst die Stellvorrichtung 10 eine Ritzel/Zahnstangen-Antriebseinrichtung 14 mit einem vorzugsweise stufenlos regelbaren Elektromotor 16. Die Ritzel/Zahnstangen-Antriebseinrichtung 14 umfasst ein Ritzelrad 18, welches von dem Elektromotor 16 angetrieben wird und eine zusammen mit dem Tampon 4 in der ersten Richtung 12 hin- und herbewegbare Zahnstange 20.
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Nach einer ersten Variante der Erfindung (2, 3, 4) umfasst das Ritzelrad 18 feststehende oder vorzugsweise frei rotierende Rollen 22 als Eingriffselemente 24 für die Zahnung 30 der Zahnstange 20. Die Zahnung 30 ist vorliegend als Zykloidenverzahnung 32 so ausgebildet und an den Durchmesser und Außenumfang der Rollen 22 angepasst, dass stets zwei Rollen 22 in abrollendem Antriebskontakt mit einem zwischen ihnen angeordneten Zahn 34 der Zykloidenverzahnung 32 sich befinden.
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Nach einer zweiten Variante der Erfindung (5, 6) trägt das Ritzelrad 18 eine Zykloidenverzahnung 36, und die Zahnstange 20 umfasst vorzugsweise frei rotierende Rollen 38 als deren Zahnung 40.
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Wie aus den Figuren zu ersehen ist, ist die Zahnstange 20 mit einer Tamponhalteplatte 44 starr verbunden. Die Zahnstange 20 erstreckt sich vorzugsweise ausgehend von einer oberhalb eines geometrischen Mittelpunkts 46 des Tampons 4 liegenden Stelle der Tamponhalteplatte 44 entlang der ersten Richtung 12. Die Zahnstange 20 ist ferner über eine nur angedeutete Gleitlager-Linearführung 50 in der ersten Richtung 12 verschiebbar bezüglich eines Maschinengestells gehalten. Die Gleitlager-Linearführung 50 ist beispielhaft als schwalbenschwanzartige Führung mit der Zahnstange 20 ausgebildet.
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7 und 8 verdeutlichen die Funktionsweise zweier schematisch dargestellter und parallel angeordneter Ritzel/Zahnstangen-Antriebseinrichtungen 14, wobei beispielhaft jeweils eine Zykloidenverzahnung 36 bei dem jeweiligen Ritzelrad 18 vorgesehen ist, die im Eingriff mit Rollen 38 steht, welche die Zahnung 40 einer Zahnstange 20 bilden. Die Zahnstangen 20 und deren Rollen 38 sind in der ersten Richtung 12 derart versetzt zueinander angeordnet, dass in der Ansicht der 8 eine Rolle zwischen je zwei Rollen der anderen Zahnstange angeordnet ist. Die Ritzelräder 18 fluchten hingegen miteinander.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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