DE2708230A1

DE2708230A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufdrucken eines bildes auf eine konvexe oberflaeche

Info

Publication number: DE2708230A1
Application number: DE19772708230
Authority: DE
Inventors: Hiroo Ebisawa; Masashi Honma; Tadashi Murakami; Eiichi Okada
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1977-01-17
Filing date: 1977-02-25
Publication date: 1978-07-27
Also published as: BE852272A; BR7701188A; IT1115834B; GB1572615A; US4098184A; FR2378639A1; DE2708230B2; JPS5937234B2; DE7705830U1; DE2708230C3; JPS5389503A; FR2378639B1

Description

u.Z.: M 110 + HGM
Case: 0016-VG(U)

HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA
Tokyo, Japan

"Verfahren und Vorrichtung zum Aufdrucken eines Bildes auf eine konvexe Oberfläche"

Priorität: 17· Januar 1977, Japan, Nr. 2985/77

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufdrucken eines Bildes auf eine konvexe Oberfläche eines Gegenstandes und bezieht sich insbesondere auf ein solches Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bei welchem Zeichen, Buchstaben, Bilder, Muster usw. auf einen Gegenstand aufgedruckt werden können, der eine konvexe oder erhöhte Oberfläche aufweist.

Aus der US-Patentschrift 3 756 165 ist es bekannt, ein Druckbild auf einen zu bedruckenden Gegenstand zu übertragen. Bei dieser bekannten Methode werden eine flexible Membran und ein

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flexibler Träger, welcher ein zu übertragendes Bild aufweist, zueinander parallel und eng benachbart angeordnet, und es wird dann die flexible Membran ballonartig ausgebaucht oder ausgedehnt, und zwar mit Hilfe eines Luftdruckes, so daß der flexible Träger mit dem Gegenstand eng in Berührung gebracht wird, auf welchen das zu übertragende Bild im Bereich einer erhöhten Fläche aufgebracht werden soll, und zwar mit Hilfe des Druckes, der auch während der Expansion der flexible.n Membran wirksam ist.

Während das oben beschriebene bekannte Druckverfahren dozu geeignet sein mag, ein Bild auf die innere Oberfläche eines Gegenstandes aufzudrucken, welcher eine verhältnismäßig schwache konkave Oberfläche aufweist, wie es beispielsweise bei Schüsseln, Tellern und dergleichen der Fall ist, ist dieses bekannte Verfahren nicht dazu geeignet, ein Bild auf die äußere Oberfläche eines Gegenstandes mit beachtlichen Abmessungen aufzudrucken, wenn die Oberfläche stark konvex oder erhöht i.st (oder eine dreidimensionale Krümmung aufweist), wie es beispielsweise beim Kraftstofftank eines Motorrades oder bei einem anderen größeren Behälter oder Gefäß ähnlicher Konfiguration der Fall ist. Der Grund dafür, daß das oben beschriebene bekannte Verfahren in solchen Fällen nicht anwendbar ist, besteht im wesentlichen darin, daß der flexible Träger, wenn er mit einer stark konvexen Oberfläche in einem größeren Bereich in Berührung gebracht wird, indem mit Hilfe eines Druckes die flexible Membran expandiert wird, eine Ausdehnung oder Ausbauchung am

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Fuß der konvexen Oberfläche erfolgt, die zu einer Bildverschiebung führt, welche wesentlich größer ist als diejenige Verschiebung oder'Verlagerung, welche im mittleren Teil der konvexen Oberfläche auftritt. Bei der oben beschriebenen bekannten Methode tritt weiterhin das Problem auf, daß ein hinreichender Druck für die Bildübertragung nicht erreicht werden kann, aufgrund der Dehnung der flexiblen Membran und des flexiblen Bildträgermediums.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufdrucken eines Bildes auf eine verhältnismäßig stark gewölbte oder konvexe Oberfläche eines Gegenstandes zu schaffen, so daß auch über einen besonders großen Flächenbereich ein einwandfreies und insbesondere verzerrungsfreies Bild gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen insbesondere die im Patentbegehren niedergelegten Merkmale.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß das zu übertragende Bild auf ein flexibles Medium aufgebracht wird, daß das flexible Medium und der zu bedruckende Gegenstand, welcher eine konvexe Oberfläche aufweist, auf einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet werden, daß das flexible Medium, welches das zu übertragende Bild aufweist, in Richtung auf die konvexe Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstandes hin expandiert wird, indem

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ein Fluiddruck aufgebracht wird, der von derjenigen Seite des flexiblen Mediums her wirksam wird, welche der Seite gegenüber liegt, auf welcher das Bild angeordnet ist, wobei das Maß der Expansion des flexiblen Bildträgermediums innerhalb einer vorgegebenen, begrenzten Zone in vorgebbarer Weise gesteuert wird, daß das auf dem flexiblen Bildträgermedium vorhandene Bild auf die konvexe Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstandes übertragen wird, um das Bild dauerhaft auf den zu bedruckenden Gegenstand zu übertragen, indem das flexible Medium dazu gebracht wird, mit der konvexen Oberfläche eng in Berührung zu kommen, wozu die ausgebauchte Oberfläche des flexiblen Mediums der Oberflächenform des zu bedruckenden Gegenstandes angepaßt wird.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders gut geeignete Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß ein hohler Hauptkörper vorgesehen ist, der eine Eintritts- und eine Austrittsöffnung für ein unter Druck stehendes Fluid aufweist und eine weitere öffnung hat, daß weiterhin eine flexible Membran vorgesehen ist, um die öffnung des hohlen Hauptkörpers abzudichten, daß weiterhin ein Begrenzunßsrahmen vorhanden ist, um das Meß der Expansion der flexiblen Membran zu steuern, wobei der Begrenzungsrahmen auf der Außenseite der flexiblen Membran angeordnet ist, daß weiterhin ein flexibler Träger außerhalb des Begrenzungsrahmens angeordnet ist, wobei ein Bildteil, der zur Übertragung darauf angeordnet ist, nach außen weist, und daß ein Tisch vorhanden ist, um den zu bedruckenden

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Gegenstand gegenüber von dem flexiblen Träger anzuordnen, wobei der Gegenstand eine konvexe oder erhöhte Oberfläche aufweist, auf welche' das Bild aufgedruckt werden soll.

Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß auch eine verhältnismäßig schwach geneigte Fläche einwandfrei bedruckt werden kann, wie sie beispielsweise an der Außenoberfläche eines Fahrzeugrahmens vorliegt. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch insbesondere dazu, eine Fläche zu bedrucken, deren flacher Anteil stark veränderlich sein kann.

Auch besonders stark konvexe oder erhabene Oberflächenteile können gemäß der Erfindung leicht und einwandfrei bedruckt werden, beispielsweise läßt sich gemäß der Erfindung der Rahmen eines Motorrades gut bedrucken.

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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der
Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt, welcher einen Zustand veranschaulicht," in welchem eine Abbildung auf einen flexiblen
Träger aufgedruckt werden soll,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Druckvorrichtung,

Fig. 3 einen Längsschnitt, welcher einen Zustand veranschaulicht, in welchem die flexible Membran durch Fluiddruck ausgedehnt wurde,

Fig. 4 einen Längsschnitt, welcher einen Zustand veranschaulicht, in welchem das flexible Bildträgerelement und
ein Gegenstand, der bedruckt werden soll, eng miteinander in Berührung gebracht sind,

Fig. 5 einen Längsschnitt, welcher einen Zustand veranschaulicht, in welchem das flexible Bildträgerelement von
dem zu bedruckenden Gegenstand gelöst ist,

Fig. 6 einen Längsschnitt, welcher einen Zustand veranschaulicht, in welchem der Druckvorgang abgeschlossen ist,

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Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei ein Zustand dargestellt ist, in welchem der flexible Träger mit einem zu bedruckenden Gegenstand eng in Berührung gebracht wurde, wie es auch in der Fig. 4 dargestellt ist, und

Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine weitere abgewandelte Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei ein Zustand veranschaulicht ist, in welchem der flexible Träger mit dem zu bedruckenden Gegenstand eng in Berührung gebracht ist, wie es auch in der Fig. 4 dargestellt ist.

Nachfolgend wird die Erfindung im Detail anhand der bevorzugten Ausführungsformen nach den Fig. 2 bis 8 der Zeichnung beschrieben.

Gemäß Fig. 2, welche eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung veranschaulicht, welche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens desonders geeignet ist, weist ein hohler Hauptkorper 1 eine innere luftdichte Kammer 2 auf, hat weiterhin eine öffnung 1., welche dicht durch eine flexible Membran 3 verschlossen ist, die eine derartige Elastizität aufweist, wie es beispielsweise bei natürlichem Kautschuk, Urethankautschuk usw. der Fall ist. Die flexible Membran 3 ist austauschbar, indem ein Befestigungsrahmen 3^ von dem Hauptkörper 1 abgenommen wird. Auf der Oberseite des hohlen

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Hauptkörpers 1 ist ein Rohr 4 angebracht, welches dazu dient, Luft oder ein anderes Fluid dem hohlen Hauptkörper 1 zuzuführen und von diesem auch wieder abzuführen. Auf dem Außenumfang des Hauptkörpers 1 in der Nähe seiner öffnung ist ein Halterahmen 5 angeordnet. Der Halterahmen 5 ist auf seiner inneren Umfangsfläche mit einem Paar von Führungsnuten 5^ und 5o ausgestattet. Ein Begrenzungsrahmen 6, welcher dazu dient, das Ausmaß der Ausdehnung oder der Wölbung der oben genannten flexiblen Membran zu steuern, ist in der Führungsnut 5^ lösbar angebracht. Eine öffnung 6^., welche in dem Begrenzungsrahmen 6 ausgebildet ist, ist zwar ähnlich geformt wie der flache Teil der konvexen Oberfläche des Gegenstandes, auf welchen das Bild aufgedruckt werden soll, hat jedoch etwas größere Abmessungen.

Das Aufdrucken des Bildes auf diese konvexe Oberfläche des Gegenstandes wird folgendermaßen ausgeführt:

(a) Gemäß Fig. 1 wird ein fester Rahmen 8, auf dessen Unterseite der flexible Träger 7 angeordnet ist, welcher die Druckerfarbe leicht freigibt und gut durchläßt, unverrückbar auf einem Tisch 9 angeordnet. Anschließend wird ein Bildträger 10, auf welchem entsprechende Bilder auf vorgebbaren Abständen voneinander angeordnet sind, oberhalb des flexiblen Bildträgerelementes 7 angeordnet, indem der Bildträger 10 auf einem Rahmen von der Oberseite her auf den festen Rahmen 8 aufgesetzt wird. Dann wird Druckfarbe 12 auf die Oberseite des Bildträgers 10 aufgebracht und mit Hilfe einer geeigneten Verteilereinrichtung 11 möglichst gleichmäßig verteilt, so daß dadurch das Bild auf die Oberfläche des flexiblen Bildträgers 7 übertragen wird.

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(b) Gemäß Fig, 2 ist der feste Rahmen 8, der den oben genannten flexiblen Bildträger 7 aufweist, in einer Führungsnut 5₂ angeordnet, die auf der Innenumfangsflache des Stützrahmens 5 angebracht ist, welcher seinerseits auf die untere Umfangsflache des hohlen Hauptkörpers 1 aufgesetzt ist, wobei die Bildträgerfläche nach unten weist.

(c) Gemäß Fig. 3 wird ein Gegenstand 15, der eine konvexe Oberfläche mit einer verhältnismäßig steilen Neigung aufweist, auf welche das Bild aufgedruckt werden soll, welches auf dem flexiblen Träger 7 angeordnet ist, auf einem Tisch 14 befestigt, der mit Hilfe eines Luftzylinders aufwärts und abwärts bewegbar ist. Anstelle des Luftzylinders kann auch ein Hydraulikzylinder oder eine andere Einrichtung verwendet werden, und es wird der Gegenstand zunächst auf einem bestimmten Abstand von dem flexiblen Träger 7 angeordnet. Anschließend wird Luft durch das Rohr 4 in die luftdichte Kammer 2 des hohlen Hauptkörpers eingeführt, um die flexible Membran 3 aus der öffnung 6,- des Begrenzungsrahmens 6 heraus auszudehnen oder aufzuwölben, und es wird zugleich der Druck in der luftdichten Kammer konstant gehalten. Das flexible Bildträgerelement 7 wird in Richtung auf den Gegenstand ausgebaucht, und es nähert sich dabei diesem Gegenstand.

(d) Der Tisch 14 wird angehoben, um die konvexe Oberfläche des Gegenstandes 15 gegen die Oberfläche des flexiblen Trägers 7 zu drücken, welcher das Bild aufweist, und zwar gegen den Ausdehnungsdruck, bis der flexible Träger 7 im Bereich der öffnung 6,

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des Begrenzungsrahmens 7 beginnt, konkav nach innen gewölbt zu werden, so daß dabei ein enger Kontakt zwischen dem flexiblen Träger 7 und dem Gegenstand 15 entsteht, auf welchem der Aufdruck aufgebracht werden soll.

(e) Wenn gemäß Fig. 5 der Tisch 14 abgesenkt wird, wird das Bild 13, welches auf dem flexiblen Träger 7 aufgebracht ist, von diesem gelöst und auf die konvexe Oberfläche des Gegenstandes 15 übertragen.

(f) Wenn gemäß Fig. 6 das zum Zuführen und zum Abführen des Fluids dienende Rohr 4 in die Atmosphäre geöffnet wird, so kann die Luft innerhalb der luftdichten Kammer 2 des hohlen Hsuptkörpers 1 durch das Rohr 4 entweichen, was durch die Rückstellkraft der flexiblen Membran 3 und des flexiblen Trägers 7 erfolgt, wodurch sowohl diese Elemente ihre ursprüngliche Fosition einnehmen als auch der nächste Druckzyklus vorbereitet wird.

Da gemäß den obigen Ausführungen nach der Erfindung der flexible Träger 7 ausgedehnt oder aufgewölbt wird, und zwar mit Hilfe der flexiblen Membran 3» kommen der äußerste Teil des expandierten flexiblen Bildträgerelementes 7 und der äußerste Teil der konvexen Oberfläche des Gegenstandes 15 zu Beginn des Bildübertragungsvorganges sehr eng miteinander in Berührung, worauf anschließend die enge Berührung bis zum Fuß des Gegenstandes 15 ausgedehnt wird, wodurch keine Kavitation der Luft zwischen den zwei Elementen auftreten kann, und es kann auf diese Weise

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jegliche Unregelmäßigkeit beim Druck vermieden werden. Wenn andererseits der flexible Träger von dem Gegenstand gelöst werden soll, nachdem der Bildübertragungsvorgang abgeschlossen ist, beginnt zunächst die Ablösung im Bereich des Fußes, so daß keine Gefahr besteht, daß das von dem flexiblen Träger gelöste und auf die konvexe Oberfläche des Gegenstandes übertragene Bild mit abgelöst werden könnte. Dadurch werden Fehler beim Druck vermieden. Da weiterhin der flexible Träger 7 zwischen der flexiblen Membran 3 und dem Gegenstand 15» der bedruckt werden soll, gehalten ist und da zugleich eine enge Berührung mit dem zu bedruckenden Gegenstand 15 besteht, und zwar durch die schützende Wirkung der öffnung 6. des Begrenzungsrahmens 6, wodurch ein Schutz gegen eine übermäßige Ausdehnung der flexiblen Membran 3 ebenso wie gegen eine Quetschwirkung gebildet ist, wird die Dehnung des flexiblen Bildträgerelementes 7 auf einen minimalen Wert beschränkt, und ein auf diese Weise einstellbarer Druck für die Bildübertragung, läßt es möglich werden, daß ein klarer Druck entsteht, und zwar nicht nur im oberen Teil der konvexen Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstandes, sondern auch in den Bereichen des Fußes dieses Gegenstandes.

Indem der Begrenzungsrahmen 6 derart ausgebildet wird, daß er aus dem Stützrahmen 5 leicht herausnehmbar ist, wird die Möglichkeit geschaffen, eine beliebige geeignete Form des Begrenzungsrahmens zu verwenden, welche der ebenen Form der konvexen Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstandes angepaßt ist.

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Die Erfindung ist auch bei einem Gegenstand 16 anwendbar, wie er in der Fig. 7 dargestellt ist, der eine nur sehr schwach konvex ausgebildete Oberfläche aufweist. Indem zusätzlich die flexible Membran und der Begrenzungsrahmen von dem Hauptkörper leicht abnehmbar ausgebildet werden, wird auch die Wartung der Vorrichtung stark erleichtert.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Tisch 14-auf und ab bewegbar. Anstatt den Tisch auf und ab zu bewegen, kann die Anordnung auch derart getroffen sein, den Hauptkörper 1 in vertikaler Richtung zu bewegen, oder es können sowohl der Tisch 14· als auch der Hauptkörper 1 in. vertikaler Richtung bewegbar sein, so daß diese beiden Teile relativ zueinander bewegt werden können. Weiterhin ist zu bemerken, daß das Druckmedium zum Expandieren der flexiblen Membran nicht auf Luft beschränkt ist, sondern daß euch ein anderer Fluiddruck wie Wasserdruck, Öldruck oder auch ein anderes hydraulisches Medium verwendet werden kann. Das Aufbringen des Bildes auf dss flexible Bildträgerelement kann vorzugsweise im Siebdruckverfahren erfolgen, es kann jedoch auch ebenso ein Hochdruckverfahren angewandt werden, bei welchem der flexible Träger durch einen Fluiddruck expandiert wird, um zu bewirken, daß der expandierte flexible Träger unter Druck mit einer entsprechend vorbereiteten Flatte in Berührung kommt, um auf diese Weise dos Bild zu übertragen. Weiterhin ist es auch möglich, daß eine Fläche, welche das Bild eufweist, auf den flexiblen Träger übertragen wird. Wenn eine große Anzahl von Gegenständen derselben Form bedruckt werden

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sollen, ist es nicht notwendig, den Begrenzungsrahmen 6 auszutauschen, so daß ein Teil des Begrenzungsrahmens 6 mit dem Hauptkörper ein S-tück bilden kann, wie es in der Fig. 8 veranschaulicht ist. Es ist noch darauf hinzuweisen, daß mit dem Bezugszeichen 17 in der Fig. 8 eine Entlüftung bezeichnet ist.

Schließlich ist zu bemerken, daß das erfindungsgemäße Druckverfahren auch dazu anwendbar ist, anstatt eines einfarbigen Druckes auch Mehrfarben- oder Vielfarbendrucke herzustellen, und zwar in einem einstufigen Druckvorgang, indem bereits vorab auf das flexible Bildtragerelement ein mehrfarbiges Bild aufgebracht wird.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Aufdrucken eines Bildes auf eine konvexe Oberfläche eines zu bedruckenden Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß das zu übertragende Bild auf ein flexibles Medium aufgebracht wird, daß das flexible Medium und der zu bedruckende Gegenstand, welcher eine konvexe Oberfläche aufweist, auf einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet werden, daß das flexible Medium, welches das zu übertragende Bild aufweist, in Richtung auf die konvexe Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstandes hin expandiert wird, indem ein Fluiddruck aufgebracht wird, der von derjenigen Seite des flexiblen Mediums her wirksam wird, welche der Seite gegenüber liegt, auf welcher das Bild angeordnet ist, v/obei das Maß der Expansion des flexiblen Bildträgermediums innerhalb einer vorgegebenen, begrenzten Zone in vorgebbarer Weise gesteuert wird, daß das auf dem flexiblen Bildträgermedium vorhandene Bild auf die konvexe Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstandes übertragen wird, um das Bild dauerhaft auf den zu bedruckenden Gegenstand zu übertragen, indem das flexible Medium dazu gebracht wird, mit der konvexen Oberfläche eng in Berührung zu kommen, wozu die ausgebauchte Oberfläche des flexiblen Mediums der Oberflächenform des zu bedruckenden Gegenstandes angepaßt wird» und zwar insbesondere in dessen Umfangsbereich.

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ORIGINAL INSPECTED
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgebauchte oder gewölbte Oberfläche des flexiblen Bildträgermediums und die konvexe Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstandes innerhalb einer begrenzten Zone eng miteinander in Berührung gebracht werden, um das Maß der Expansion zu steuern.
3. Verfahren nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgebauchte Oberfläche des flexiblen Mediums und die konvexe Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstandes außerhalb der begrenzten Zone eng miteinander in Berührung gebracht werden, um das Maß der Expansion zu steuern.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß das von dem flexiblen Bildträgermedium auf den zu bedruckenden Gegenstand zu übertragende Bild ein mehrfarbiges Bild ist.
5. Vorrichtung zum Aufdrucken eines Bildes auf eine konvexe Oberfläche eines zu bedruckenden Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß ein hohler Hauptkörper vorgesehen ist, der eine" Eintritts- und eine Austrittsöffnung für ein unter Druck stehendes Fluid aufweist und eine weitere Öffnung hat, daß weiterhin eine flexible Membran vorgesehen ist, um die Öffnung des hohlen Hauptkörpers abzudichten, daß weiterhin ein Begrenzungsrahmen vorhanden ist, um das Maß der Expansion der flexiblen Membran zu steuern, wobei der

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Begrenzungsrahmen auf der Außenseite der flexiblen Membran angeordnet ist, daß weiterhin ein flexibler Träger außerhalb des Begrenzungsrahmens angeordnet ist, wobei ein Bildteil, der zur übertragung darauf angeordnet ist, nach außen weist, und daß ein Tisch vorhanden ist, um den zu bedruckenden Gegenstand gegenüber von dem flexiblen Träger anzuordnen, wobei der Gegenstand eine konvexe oder erhöhte Oberfläche aufweist, auf welche das Bild aufgedruckt werden soll.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungεrahmen zur Steuerung der Expansion der flexiblen Membran eine öffnung aufweist, deren Form einer flachen Fora der konvexen Oberfläche des Gegenstandes ähnlich ist.
7· Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dedurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsrahmen zur Steuerung der Expansion der flexiblen Membran lösbar an dem hohlen Hauptkörper angebracht ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsrahmen zur Steuerung der Expansion der flexiblen Membran mit dem hohlen Hauptkörper ein Stück bildet.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5» 6» 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Träger lösbar an dem hohlen Hauptrahmen angebracht ist.

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