DE2030993A1

DE2030993A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bedrucken zylindrischer oder konischer Werkstucke

Info

Publication number: DE2030993A1
Application number: DE19702030993
Authority: DE
Inventors: David Richard Hasfield Gloucestershire James (Grossbritannien)
Original assignee: Murray Curvex Printing Ltd Gloucester (Großbritannien)
Priority date: 1969-06-26
Filing date: 1970-06-23
Publication date: 1971-01-07
Also published as: GB1280003A; DE2030993B2; NL7009513A; FR2051400A5; US3720162A; DE2030993C3

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Bedrucken zylindrischer oder konischer Werkstücke.

Die Erfindung betrifft das Offsetbedrucken oder -dekorieren der Außenflächen von Werkstücken, insbesondere von Gebrauchsgegenständen. Obwohl das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung die Töpfereiindustrie ist, kann die Erfindung verwendet werden zum Bedrucken oder Dekorleren der Außenflache sämtlicher im wesentlichen zylindrischer oder konischer Gegenstände, deren Profil über dem zu bedruckenden Bereich eine relativ geringfügige axiale Krümmung aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die, obwohl anwendbar bei BIn-

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farbendruckwerken, ganz besondere Vorteile bei Mehrfarbendruckwerken aufweisen, indem nämlich das vollständig kolorierte Schmuckwerk oder Muster in einem einzigen Druckvorgang auf das Werkstück aufgebracht werden kann. Die Erfindung ermöglicht es, unregelmäßige oder rauhe Werkstückflächen in dieser Weise zu dekorieren, und sie findet in zufriedenstellender Weise Anwendung auf halbautomat tische oder automatische Vorgänge.

Nach der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Bedrucken oder Dekorieren einer im wesentlichen zylindrischen oder konischen Außenfläche eines Werkstückes gekennzeichnet durch einen frei drehbaren Werkstückhalter zum Aufnehmen des Werkstücke, durch ein Offset-Drucktuch, durch mindestens eine Siebschablone, mit der ein Offset-Bild, das eine abgewickelte Ansicht des auf das Werkstück aufzubringenden Musters darstellt, auf dem Drucktuch herstellbar ist, und durch einen schwenkbaren Arm zur Befestigung entweder des Werkstückhalters oder des Drucktuchs, so daß bei einem Verschwenken des Arms während des Betriebs eine Relativbewegung zwischen dem aufgenommenen Werkstück und dem Drucktuch erzeugt wird*- während welcher das Werkstück über die Fläche deg Drucktuohs rollt und das Bild aufnimmt.

Das Maß an Rauhigkeit ©d©y Unregelmäßigkeit d@r Werkstückfläohe, das zugelassen werden kann*- Wagt-davon &h_s bis zu welchem Ausmaß das Drucktuch wÜM?©nd des Offset-Vorganges elastisch verformbar ist« Vorsugsweis® ist das Drucktuch eben ausgebildet und derart elastisch^ daß es sioh auch an einer axialen

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Fläche anpaßt. Ein elastisches Kissen kann das Drucktuch darstellen oder als Unterlage des Drucktuchs während des Offset-Vorganges dienen, um das Drucktuch unter Druck an die Fläche des Werkstücks anzupassen. Das Drucktuch kann als elastomere Membran ausgebildet sein und beispielsweise aus Silikongummi bzw. aus Gummi, dessen Arbeitsfläche silikonbeschichtet ist, bestehen. Das Maß einer Krümmung, welches ausgeglichen werden kann, hängt nicht nur von der Elastizität des Drucktuchs ab, sondern erreicht auch dann seine Grenze, wenn die unterschiedlichen, in Umfangsrichtung gemessenen Abstände zwischen auf verschiedenen Radien der zu bedruckenden Fläche liegenden Punkten zu untragbaren Verformungen und Verzerrungen des Bildes führen. Es sei darauf hingewiesen, daß ein Werkstück mit beachtlicher axiale» GesamtkrUmmung in zufriedenstellender Weise bedruckt werden kann, wenn lediglich ein entsprechend schmales Band der gesamten Werkstückfläche während eines .Arbeitsganges bedruckt wird. Derartige Werkstücke fallen unter den hier verwendeten Begriff einer "im wesentlichen zylindrischen oder konischen Druckfläche".

Vorteilhafterwelse 1st das Drucktuch bogenförmig ausgebildet, wobei sein Hauptradius dem des Arms entspricht, so daß es eine Abwicklung der Druckfläche darstellt und so daß der gesamte Drucktuchbereich verwendet werden kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Drucktuch während des Druckvorganges stationär gehalten, wobei der Werkstückhalter auf dem Arm sitzt, welcher allein während des Drückens bewegbar ist. Das Drucktuch kann von einer Farbauftragstatlon mit einer Siebschablone zu einer Druck-

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station verschiebbar sein, und es kann eine Mehrzahl von DruoktUchern vorgesehen werden, welche aufeinanderfolgend verschiebbar sind, so daß ein Drucktuch in der Farbauftragstation liegt, während ein anderes Drucktuch kor~ rekt in der Druokstation ausgerichtet ist«, Auch kann eine Mehrzahl von Druckstationen vorgesehen werden, von denen jede .ihre eigene Siebschablone aufweist, wobei dann an jeder Station eine andere Farbe auf das Drucktuch aufgebracht wird. Sämtliche Drucktücher können auf einem endlosen Förderer mit einem Abstand zueinander sitzen, der dem zwischen den Stationen entspricht. Dabei läßt sich der Förderer in geeigneter Weise Schritt für Schritt bewegen. Der Förderer besteht vorzugsweise aus einer Plattenkette, jedoch kann andererseits auch eine Fördertrommel oder eine Förderscheibe Verwendung finden.

Vorteilhafterweise 1st jede Siebschablone in der Lage, eine thermoplastische Farbe aufzubringen, deren Schmelztemperatur über der Umgebungstemperatur liegt. Hierzu können erhitzte Siebe Verwendung finden, so daß die Farbe bis zu dem Zeitpunkt in geschmolzenem Zustand gehalten wird, bis zu dem sie auf ein relativ kaltes Drucktuch gelangt. Dort erstarrt sie. Die Siebschablonen bestehen wünschenswerterweise aus einem Metallgeflecht, beispielsweise aus rostfreiem Stahl oder aus Bronze, und es kann eine thermoplastische Farbe verwendet werden, deren Schmelztemperatur bei 55 bis 6O⁰C liegt. Die Farbe weist dabei ein in einem Wachsgrundstoff enthaltenes anorganisches Pigment auf. Es sei darauf hingewiesen, daß so viele farbige Bilder, wie es zur Erzeugung eines vollständigen Farbmusters erforderlich ist, nacheinander auf

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das Drucktuch aufgebracht werden und dort erstarren können, bevor das Muster auf das Werkstück übertragen wird. Da . jede Farbe augenblicklich erstarrt und trocknet, kann keine Vermischung mit nachfolgenden, der Herstellung mehrfarbiger Bilder dienenden Bildausschnitten erfolgen. -

Ein Aufheizen der Siebschablonen bei einer Verwendung thermoplastischer Farben kann über oben angeordnete Heizstrahler an den Farbauftragstationen erfolgen. Bin weiterer Heizstrahler kann an der Druekstation vorgesehen sein, um das Drucktuch direkt vor dem Offset-Vorgang auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der thermoplastischen Farben zu erwärmen. Auf diese Weise wird das Bild erst feucht und erstarrt dann auf dem kalten Werkstück, wenn letzteres über das Drucktuch gerollt wird. Da das Drucktuch seine Wärme zurückhält, * wird eine saubere Abtrennung des Übertragungs-Drucktuohs vom Werkstück sichergestellt, wobei lediglich eine geringe und tragbare Menge der Farbe auf der Fläche des Übertragungselementes zurückbleibt.

An der oder jeder Farbauftragsstation kann ©ine Stützplatte od.dgl, angeordnet sein, um die Rückseite dee Drucktuche zu stützen und letzteres eben auszurichten, während die Farbe aufgebracht wird. An der Druokstation kann ein verformbares Kissen, das relativ zu der zu bedruckenden Fläche konvex ausgebildet ist, in dem Augenblick am Drucktuch angreifen, in dem letzteres während dee Drückens zur Anlage kommt. Auf diese Welse wird das Drucktuch in Anpassung an das Werkstück verformt, während der tatsächliche Übertragungsvorgang des Musters

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auf das Werkstück erfolgt» Das Kissen kann- auf einer pneuraatisohen Kolbenarbeitsmasohine befestigt sein.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein Verfahren zum Bedrucken oder Dekorieren einer im wesentli» chen zylindrischen oder konischen Fläche eines Werkstücks dadurch gekennzeichnet, daß ein Offset-Bild über mindestens eine Siebschablone auf ein Offset-Drucktuch aufgebracht wird, dass das Werkstück an einem drehbaren Werkstückträger befestigt wird, und daß zwischen dem befestigten Werkstück und dem Drucktuch eine Relativbewegung hervorgerufen wird* vrShrend welcher das Merkstuck über die Fläche des Drucktuchs rollt und ein übertragen auf die Fläche erfolgt. Vorzugsweise wird das Bild auf das Drucktuch unter Verwendung von thermoplastischer Farbe aufgesiebt, welche im Sieb bis zum verarbeitbaran Zustand aufgeheizt wird« Hierzu kann das Sieb üb©r Heizstrahler oder andere Mittel vorgeheizt werden^ so daß die Farbe im Augenblick üev Übertragung erwärmt und plastifiziert wird» Sie erstarrt _ύ wenn, sie mit dem Drucktuch in Berührung gelangte - Das Drucktuch»'dae während der Farbübertragung kalt gehalten wird», wi'öd vorteil« hafterweise vorgewärmt,, um di© Parte zu verflüssigen© bevor eine übertragung auf das Werkstüols erfolgt» Zusätzlich zu einer Vorwärmung d©ü Bruaktuch© la dieser» Weise, oder in einigen Fällen als' Alternativ© Möglichkeit^ kann man auch so vorg@hea_ß öai öi© Flächen von Drucktuch -. und Werkstück jeweils ©Ine relativ Ei@<äi°ig@ oder¹ eine relativ hohe Affinität für di@ thermoplastische Färb© aufweisen, bzw, entsprechend
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delt-sein, welches ein© hohe Fläohenaffinität füx⁸ das ®τ? starrte Bild ■■ auftieist« Dies© ist wesentlich gröl©r als

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die Affinität zwischen den Farben und der Fläche des Drucktuchs. Dementsprechend muß das Drucktuch lediglich bis zu einer kritischen Temperatur erwärmt werden, die etwas unter dem Schmelzpunkt der Farbe liegt. Bei der kritischen Temperatur verformt sich der Wachsgrundstoff und streckt bzw. dehnt sich* ohne während des Übertragungsvorgangs zu reißen. In allen Fällen ist es normalerweise wünschenswert, daß die Fläche des Drucktuchs eine geringe Affinität für die Farbe besitzt.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, auf der eine Ausführungsform einer Vorrichtung beispielsweise dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht?· der Vorrichtung}

Fig. 2 einen zugehörigen Grundriß, bei dem oben angeordnete Heizstrahler und andere Teile fortgelassen sind.

Eine Plattenförderkette 1 trägt eine große Anzahl von im Abstand zueinander angeordneten Offset-Drucktüchern 2, beispielsweise in der Größenordnung von 2o, und wird schrittweise entweder automatisch oder halbautomatisch bewegt, um die Drucktücher 2 nacheinander unter einer Anzahl von Farbubertragungsstationen A bis E zu bringen. An die Farbubertragungsstationen schließt sich eine Druckstatiön F an. Der Abstand zwischen den Stationen entspricht dem Abstand der Drucktücher auf der Förderkette Jedes Drucktuch 2 wird von einem elastischen, deformierbaren Kissen gebildet, welches normalerweise eine ebene, bogenförmige Oberfläche darbietet, die die abgewickelte Ansicht der zu bedruckenden Werkstückfläche darstellt. Die Anzahl der Farbubertragungsstationen entspricht der

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Gesaratanzahl der aufzubringenden Farben. Naoh dem Ausfiihrungsbeispiel sind fünf Farbübertragungsstationen A bis E vorgesehen.

An jeder Farbübertragungsstation ist unterhalb des oberen Trums des Förderers 1 ein Tragbrett angeordnet, um ein Kissen 2 zu stützen, während es in der Station die entsprechende thermoplastische Farbe aufnimmt. Die Farb-Ubertragung erfolgt über eine Siebschablone 4, die von einem zugehörigen Heizstrahler 5 aus einer Reihe derartiger Strahler erwärmt wird. Die Kissen 2 bestehen aus einer elastomeren Flächenbeschichtung 2a und einer dicken elastischen Unterlage 2b. Jede Siebschablone 4 arbeitet berührungsfrei mit dem Kissen 2 zusammen, und zwar über einen zugehörigen Quetscher 6, der quer zum Förderer I bewegbar ist. An der Druckstation F ist an Stelle eines Tragbretts ein vertikal bewegbares, konvexes, deformierbares Kissen auf einer pneumatischen Kolbenarbeitsmaschine 8 unterhalb des oberen Fördererfcrums angeordnet. Kurz vor einer tatsächlichen übertragung der Farbe, die in den Fftrbübertragungsstationen A bis E aufgetragen worden sind, wird das Kissen 7 vorgeschoben, um das zugehörige eingefärbte Kissen 2 zu deformieren und gegen das Werkstück 8 zu pressen, während letzteres über die Oberfläche des Kissens rollt. Im Längsschnitt, d.h. in Längsrichtung des Förderers, weist das deformierbare Kissen 7 entsprechend Fig. i ein tatsächliches Oberfläohenprofil auf, welches relativ zu der zu bedruckenden Fläohe konvex ausgebildet ist, Im Grundriß entspricht es der Form des eingefärbten Kissens 2'. Ein weiterer Heizstrahler 6 sitzt oberhalb der Druckstation F, um das thermoplastische Bild auf dem eingefärbten Kiasen zu plastifizieren, kurz bevor letzteres auf das Werkstück

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übertragen wird. Die Heizstrahler 5 und 6 sind, bis auf den für das Sieb 4, aus übersichtlichkeitsgründen in Fig. 2 fortgelassen worden.

Während des Übertragungsvorgangs sitzt das Werkstück 8 auf einem frei umlaufenden Werkstückhalter 9, auf dem es mittels Saugkraft gehalten wird. Der Werkstückhalter ist am freien Ende eines schwenkbaren Arms Io befestigt. Das Werkstück 8 ist vor seiner Befestigung auf dem Werkstückhalter 9 mit einem Klebemittel überzogen worden, so daß es eine gute Flächenaffinität für die thermoplastischen Farben aufweist. Während des Übertragungsvorganges schwebt der Arm Io über dem Förderer 1, um das Werkstück 8 von ehern Ende zum anderen über das zugehörige Kissen 2 zu rollen. Der Schwingwinkel 0 (siehe Fig. 2) um eine aufrechte Achse 12 kann eingestellt werden, damit er dem Durchmesser des Werkstücks 8 entspricht und an die abgewickelte Winkellänge des zu druckenden Bildes angepaßt ist. Die Schwenkachse 12 des Arme ist außerdem in ihrer horizontalen Höhe einstellbar, um die aufwärts gerichtete Neigung 0 (siehe Fig. 1) des Arms Io an die Form des Werkstücks 8 anzupassen und die am besten geeignete Linienberührung zwisohen dem Werkstück 8 und dem Kissen während des Übertragungsvorganges hervorzurufen.

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Claims

Patentansprüche

il.j Vorrichtung zum Bedrucken oder Dekorieren einer im wesentlichen zylindrischen oder konischen Außenfläche eines Werkstücks, gekennzeichnet durch einen frei drehbaren Werkstückhalter (9) zur Aufnahme des Merkstücks (8), durch ein Offset-Drucktuch (2)," durch mindestens eine Siebschablone (4), mit der ein Offset-Bild, das eine abgewickelte Ansicht des auf das Werkstück (8) aufzubringenden Musters darstellt, auf dein Drucktuch (2) herstellbar ist, und durch einen schwenkbaren Arm (Iq) aur Befestigung entweder des Werkstückhalters oder des Drucktuchs» so daß bei einem Verschwenken dee Arms (Xo) während des Betriebs eine Relativbewegung zwischen dem'aufgenommenen-Werkstück (8) und dem Drucktuch (2) erzeugt wird, während welcher das Werk· stück (8) über die Fläche des Drucktuch© (2) rollt und das Bild aufnimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1» dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Drucktuch (2) eben ausgebildet und ausreichend elastisch 1st, um eine axiale Krümmung der zu bedruckenden Fläche auszugleichen.

J. Vorriohtung nach Aiaapxtübh 2, dadurch gekennzeichnet, dafi die Bl&etisitlft dea teuoktuohs,(2) von einem elastischen Kissen (2b) hervorgerufen wirf, welcheswährend des übertragung®- bzw. Qffsetvorgange® als Stütze d@s Drucktuchs wirkt.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ?, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucktuch (2b) als elastomere Membran ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4> dadurch g ek e η η ζ ei ohne t, daß das Drucktuch (2) im Grundriß bogenförmig mit einem dem effektiven Radius des Arms (Io ) entsprechenden Hauptradius ausgebildet ist, so daß es tatsächlich eine abgewickelte Ansicht der zu bedruckenden Fläche darstellt. .

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Drucktuch (2) während des Drückvorgangs stationär gehalten wird, wobei der Werkstückhalter (9) an dem während dieses Vorganges allein bewegbaren Arm (lo) befestigt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucktuch von einer FarbÜbertragungsstation (E), an der eine Siebschablone (4) angeordnet ist, zu einer Druckstation (F) bewegbar ist, an der das Bild auf die Druckfläche des Werkstücks übertragen wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Drucktüchern (2) vorgesehen ist, welche aufeinanderfolgend bewegbar sind, so daß ein einziges Drucktuch (2) in der Druckstation (F) liegt.

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ORIGINAL tNSPECTEO

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8* dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von FarbÜbertragungsstatlonen (A bis E) vorgesehen ist, von denen jede eine eigene Siebschablone (4) aufweist und eine unterschiedliche Farbe auf das Drucktuch (2) übertragen kann.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch g e kennzeichnet, daß sämtliche Drucktücher (2) auf einem schrittweise bewegbaren Förderer (1) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Siebschablonen (4) eine thermoplastische Farbe mit über der Umgebungstemperatur liegender Schmelztemperatur aufbringen kann.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Farbübertragungsstation (A bis E) einen Heizstrahler (5) aufweist, um im Betrieb das oder jedes Sieb derart zu erwärmen, daß die Farbe bis zu dem Zeitpunkt in geschmolzenem Zustand gehalten wird, in dem sie auf das relativ kalte Drucktuch (2) übertragen wird, wo sie erstarrt.

13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Heizstrahler an der Druckstation (F) vorgesehen ist, um das Drucktuch (2) kurz vor dem Übertragungsvorgang auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der thermoplastischen Farbe zu erwärmen.

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14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche β bis lo, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß ^ine Tragplatte (3) od.dgl. an der oder jeder Farbübertragungsstation (A bis E) vorgesehen ist, um die Rückseite des Drucktuchs zu stützen und letzteres während der Farbübertragung eben zu halten.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn ζ e 1 ohne t, daß ein deformierbares Kissen (7) mit relativ zu/zu bedruckenden Oberfläche konvexer Ausbildung derart angeordnet ist, daß es am Drucktuch (2) gleichzeitig mit dessen Anlage während des Druckvorgangs angreift, so daß das Drucktuch (2) während der tatsächlichen Übertragung des Musters in Anpassung an das Werkstück deformiert wird.

16. Verfahren zum Bedrucken oder Dekorieren einer im wesentlichen zylindrischen oder konischen Fläche eines Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, daß ein Offset-Bild über mindestens eine Siebsohablone auf ein Offset-Drucktuch aufgebracht wird, daß das Werkstück an einem drehbaren Werkstückträger befestigt wird, und daß zwischen dem befestigten Werkstück und dem Drucktuch eine Relativbewegung hervorgerufen wird, während welcher das Werkstück über die Fläche des Drucktuchs gerollt und ein übertragen auf die Fläche erfolgt.

17. Verfahren nach Anepimch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild auf das Drucktuch aufgesiebt wird unter Verwendung einer thermoplastischen Farbe, welche

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im Sieb bis zu einem verarbeitbaren Zustand aufgeheizt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17# dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb von Heizstrahlern od.dgl, erwärmt wird, und daß das Drucktuch während der Farbübertragung kalt gehalten wird, damit die Farbe, die im Zeitpunkt der übertragung warm und plastisch ist, bei einer Berührung des Drucktuchs erstarrt.

19. Verfahren nach Anspruch IJ oder 18, dadurch gekennzeichnet» daß das'Drucktuch vorgewärmt wird, um die Farbe vor ihrer Übertragung auf das Werkstück zu verflüssigen.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19* dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen des Drucktuohs und des Werkstue!® jeweils geringe bzw· hohe Affinitäten für die thermoplastische Farbe aufweisen, oder daß die Flächen in entsprechender» Wel§© vorbehandelt sind«,

21. Verfahren nach Inspimch 2© ^ dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstüolcfläohe vor dem Übertra- gungsvorgang mit einem Bindemittel behandelt ist, welches für eine hohe Flächenaffinität zw der erstarrtem Farbe sorgt«