DE2708230C3 - Vorrichtung zum Bedrucken konvex gekrümmter Oberflächen - Google Patents
Vorrichtung zum Bedrucken konvex gekrümmter OberflächenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bedrucken konvex gekrümmter Ooerflächen, mit einem
flexiblen, einfärbbaren Bildträger, der über eine durch ein Druckmedium beaufschlagbare Membran zu der
zu bedruckenden Oberfläche hin ausgedehnt wird.
Aus der US-PS 3 756 165 ist eine Vorrichtung zum Bedrucken gekrümmter Oberfläcnen bekannt, bei der
ein während des Druckvorgangs mit dem zu bedrukkenden Gegenstand in Berührung zu bringender, flexibler
Bildträger mit Hilfe einer ballonartig aufblasbaren Membran an die gekrümmte Oberfläche
angedrückt wird. Die bekannte Vorrichtung ist jedoch nur zum Bedrucken konkaver und allenfalls geringfügig
konvex gewölbter Oberflächen geeignet, da eine seitliche Führung der Membran über ihre entspannte
Lage hinaus zu der zu bedruckenden Oberfläche hin nicht vorgesehen ist. Diese Beschränkung ergibt sich
daraus, daß der flexible Bildträger der bekannten Vorrichtung beim Berühren einer stark konvexen
Oberfläche über einen größeren Bereich hinweg eine Ausdehnung oder Ausbauchung am Fuß der konvexen
Oberfläche bewirkt, die zu einer Bildverschiebung führt. Diese Bildverschiebung ist wesentlich größer als
diejenige, die im mittleren Teil der konvexen Oberfläche auftritt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der bekannten Art derart auszubilden,
daß auch stark konvex gekrümmte Oberflächen bedruckt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ausdehnung der Membran durch einen
zwischen dieser und dem Bildträger angeordneten Begrenzungsrahmen eingeschränkt ist und daß der
Rahmen eine Öffnung aufweist, deren Abmessungen größer sind als die der Projektion der zu bedruckenden
Oberfläche in die Öffnungsebene.
Aus der GB-PS 646394 und der US-PS 2739532
sind zwar Vorrichtungen zum Bedrucken stark konvexer Körper bekannt, jedoch sind bei diesen bekannten
Vorrichtungen der Bildträger und die Membran mil's einander einstückig ausgebildet, d. h., es ist überhaupt
keine von dem Bildträger getrennte Membran vorgesehen. Daher ist es auch nicht möglich, bei diesen bekannten
Vorrichtungen zwischen der Membran und dem Bildträger einen Begrenzungsrahmen mit einer
ι" Mittelöffnung vorzusehen, der bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Steuerung der Ausdehnung des flexiblen Bildträgers vorgesehen ist, um eine möglichst
optimale Anpassung an die zu bedruckende, stark konvex gekrümmte Oberfläche und damit eine
einwandfreie und insbesondere verzerrungsfreie Abbildung zu ermöglichen.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können somit stark konvex und dreidimensional gekrümmte
Oberflächen, beispielsweise Kraftstofftanks von Mo- 2» torrädern oder andere Behälter, aber auch verhältnismäßig
schwach geneigte Flächen, beispielsweise an der Oberfläche eines Fahrzeugrahmens, einwandfrei
bedruckt werden.
Um die Ausdehnung der Membran zur Anpassung
2ϊ etwa an verschiedene zu bedruckende Oberflächen
variieren zu können, ist der Begrenzungsrahmen in vorteilhafter W' ise an einem hohlen Hauptkörper der
Vorrichtung lösbar befestigt.
Alternativ ist der Begrenzungsrahmen mit dem in hohlen Hauptkörper der Vorrichtung einstückig ausgebildet.
Schließlich kann der Bildträger an dem hohlen Hauptrahmen lösbar angeordnet werden, um das Anpassen
des Bildträgers an verschiedene, zu bedruk-J1J
kende Oberflächen durch Auswechseln zu erleichtern.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt, welcher einen Zustand veranschaulicht, in welchem eine Abbildung auf einen
4« 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
Vi 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,
V) Hg. 5 einen Längsschnitt, welcher einen Zustand veranschaulicht, in welchem das flexible Bildträgerelement von dem zu bedruckenden Gegenstand gelöst ist
V) Hg. 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 Vi veranschaulicht, in welchem der Druckvorgang abgeschlossen
ist,
Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei ein
Zustand dargestellt ist, in welchem der flexible Träger bo 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,
b5 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 besonders geeignet ist, weist ein hohler Hauptkörper 1 eine innere luftdichte
Kammer 2 auf, hat weiterhin eine Öffnung I1, welche
dicht durch eine flexible Membran 3 verschlossen ist, i«
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 ι ί des hohlen 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 Außerumfang des Hauptkörpers 1 in der Nähe seiner Öffnung ist ein
Halterahmen 5 angeordnet. Der Halterahmen 5 ist auf seiner inneren Umfangsfiäche mit einem Paar von
Führungsnuten 5, und 52 ausgestattet. Ein Begrenzungsrahmen
6, welcher dazu dient, das Ausmaß der Ausdehnung oder der Wölbung der obengenannten J>
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 i« 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 3r>
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.
b) Gemäß Fig. 2 ist der feste Rahmen 8, der den obengenannten flexiblen Bildträger 7 aufweist,
in einer Führungsnut 52 angeordnet, die auf der Innenumfangsfläche des Stützrahmens ö angebracht
ist, welcher seinerseits auf die untere Um- y,
fangsfläche 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 w)
steilen Neigung aufw ',«1, juf 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 b·-,
Luftzylinders kann auch ein Hydraulikzylinder oder eine andere Einrichtung verwendet werden,
und es wird der Gegenstand zunächst auf einem
40
•n
■so bestimmten Abstand von dem flexiblen Träger 7
angeordnet. Anschließend wird Luft durch das Rohr 4 in die luftdichte Kammer 2 des hohlen
Hauptkörpers eingeführt, uim die flexible Membran
3 aus der Öffnung O1 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 O1 des Begrenzungsrahmens
7 beginnt konkav nach innen gewölbt zu werden, so daß dabei ein enger Kontakt zwischen
dem flexiblen Träger 7 und dem Gegenstnd 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
Hauptkörpers 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
Position 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 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 O1 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.
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 auch ein anderer Fluiddruck wie Wasserdruck, Öldruck oder auch ein anderes hydraulisches
Medium verwendet werden kann. Das Aufbringen des Bildes auf das 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
ίο Träger unter Druck mit einer entsprechend vorbereiteten
Platte in Berührung kommt, um auf diese Weise das Bild zu übertragen. Weiterhin ist es auch möglich,
daß eine Fläche, welche das Bild aufweist, auf den flexiblen Träger übertragen wird. Wenn eine große
!5 A.nzah! von Gegenständen derselben Form bedruckt
werden sollen, ist es nicht notwendig, den Begrenzungsrahmen 6 auszutauschen, so daß ein Teil des Begrenzungsrahmens
6 mit dem Hauptkörper ein Stück 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 Mehrfarbenoder Vielfarbendrucke herzustellen, und zwar in einem
einstufigen Druckvorgang, indem bereits vorab auf das flexible Bildträgerelement ein mehrfarbiges
Bild aufgebracht wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Vorrichtung zum Bedrucken konvex gekrümmter Oberflächen, mit einem flexiblen, einfärbbaren
Bildträger, der über eine durch ein Druckmedium beaufschlagbare Membran zu der
zu bedruckenden Oberfläche hin ausgedehnt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnung
der Membran (3) durch einen zwischen dieser und dem Bildträger (7) angeordneten Begrenzungsrahmen
(6) eingeschränkt ist und daß der Rahmen (6) eine Öffnung (6,) aufweist, deren Abmessungen größer sind als die der Projektion
der zu bedruckenden Oberfläche in die Öffnungsebene .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsrahmen (6) an
einem hohlen Hauptkörper (1) lösbar befestigt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsrahmen (6)
mit einem hohlen Hauptkörper (1) einstückig ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildträger (7)
an dem hohlen Hauptkörper (1) lösbar angeordnet ist.
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