DE3730409A1 - Siebdruckmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Siebdruckmaschine mit einem Gestell, einer an diesem aufwärts und abwärts beweglichen sowie um eine waagerechte Achse drehbaren Halterung zur Aufnahme eines zu bedruckenden Gegenstandes, einem oberhalb der Halterung in waagerechter Richtung an dem Gestell mit Hilfe eines Schlittens verfahrbaren Siebträger zur Aufnahme eines Siebes und einem oberhalb des Siebträgers an dem Gestell angeordneten Rakelkopf mit absenkbarem Rakel.

Siebdruckmaschinen dieser Art sind in verschiedenen Aus­ führungsformen bekannt. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Siebdruckmaschinen zum Bedrucken der Außenflächen von Hohlkörpern, wie etwa Flaschen, Eimern, Kanistern oder dergleichen. In diesen Fällen wird der zu bedruckende Gegenstand um eine waagerechte Achse gedreht, während das Sieb mit der Umfangsgeschwindigkeit des Gegenstandes über diesen hinweggeführt wird und das Rakelblatt in der oberen Scheitellinie des sich drehenden Gegenstandes oberhalb des Siebes feststehend angeordnet ist. Zur Synchronisation der Lineargeschwindigkeit des Siebes und der Umfangsgeschwindig­ keit des Gegenstandes wird an dem Siebträger-Schlitten zumeist eine Zahnstange angebracht, die mit einem Zahnrad auf der Welle der drehbaren Halterung kämmt, dessen Durch­ messer dem Durchmesser des zu bedruckenden Gegenstandes entspricht.

Es ist daher erforderlich, für jeden zu bedruckenden Gegen­ stand ein gesondertes Antriebszahnrad mit dem Durchmesser des Gegenstandes anzufertigen, dieses zu montieren und an­ schließend verhältnismäßig umfangreiche Einstellvorgänge vorzunehmen. Während sich dieser Aufwand bei zylindrischen Gegenständen noch in Grenzen hält, treten wesentlich größere Schwierigkeiten bei unrundem Querschnitt der Gegenstände auf.

Kunststoffflaschen haben aber beispielsweise vielfach einen quadratischen oder dreieckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken oder eine vollständig unregelmäßige Querschnittform. Auch in diesen Fällen werden Zahnräder mit dem Querschnitt des Gegenstandes verwendet, deren Herstellung naturgemäß kompliziert ist und die zudem eine periodische Änderung des Abstandes zwischen der Zahnstange und der Drehachse der Zahnräder erfordern.

Die mechanische Koppelung zwischen der Bewegung des Sieb­ trägers und der Halterung und gegebenenfalls weiterer Elemente, wie etwa des Rakelblattes, hat zudem den Nachteil, daß alle Elemente während eines gesamten Arbeitszyklus zwangsläufig gleichzeitig in Bewegung bleiben, obgleich dies von der Funktion her nicht erforderlich wäre. So führt beispielsweise die Halterung beim Rückhub des Siebes eine Rückwärtsdrehung durch, die an sich nicht erforderlich wäre und im übrigen verhindert, daß die Zeit, die das Sieb für den Rückhub benötigt, zur Abgabe eines bedruckten Gegen­ standes und zur Aufnahme eines neuen Gegenstandes durch die Halterung genutzt werden kann. Eine Beschleunigung des Arbeitsablaufs, die naturgemäß stets angestrebt wird, ist daher nur begrenzt möglich.

Ein weiterer Nachteil der mechanischen Zwangskoppelung der einzelnen Bewegungsabläufe liegt darin, daß bei einem Wechsel des zu bedruckenden Gegenstandes erhebliche Umrüstarbeiten anfallen, da alle Bewegungen an den neuen Gegenstand angepaßt werden müssen. Auf diese Weise wird insbesondere das Bedrucken kleinerer Serien kostspielig. Um die Kompliziertheit der Antriebsmechanik in Grenzen zu halten, stellt man weitgehend Druckmaschinen her, die nur für einen speziellen Anwendungszweck oder zumindest für eine begrenzte Anzahl von Druckvorgängen geeignet sind, so daß es an universell einsetzbaren Maschinen, die mit geringem Aufwand auf Druckvorgänge der verschiedensten Art umgestellt werden können, gegenwärtig fehlt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Siebdruck­ maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit geringem Aufwand und ohne nennenswerte Montagearbeit von einer Druckserie auf eine andere umstellbar ist und die eine große Anzahl von unterschiedlichen Druckvorgängen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die einzelnen Bewegungsvorgänge der Halterung, des Sieb­ trägers und des Rakelkopfs gesonderte, mechanisch ent­ koppelte, koordiniert gesteuerte Antriebe vorgesehen sind.

Die getrennten mechanischen Antriebe erfordern beim Übergang von einem zu bedruckenden Artikel zum nächsten keinerlei mechanische Umrüstvorgänge. Es ist daher lediglich erforder­ lich, die Aufnahmeorgane der Halterung und das Sieb auszuwechseln. Sodann müssen nur noch die einzelnen Antriebe auf die dem neuen Gegenstand entsprechenden Bewegungs­ vorgänge eingestellt werden.

Vorzugsweise erfolgt die koordinierte Steuerung der einzelnen Antriebe mit Hilfe einer sogenannten CNC-Steuerung. Beim Wechseln des zu bedruckenden Gegenstandes muß dabei nur noch auf ein anderes Programm umgeschaltet werden.

Da die komplizierten, miteinander gekoppelten mechanischen Antriebszüge fehlen, können die einzelnen Elemente, insbe­ sondere der Rakelkopf, der Siebträger und die Halterung für den Gegenstand, in jeder in der Praxis verwendbaren Richtung beweglich sein.

So ist vorzugsweise die Halterung nicht nur in senkrechter, sondern auch in waagerechter Richtung an der Frontseite des Gestells verschiebbar. Die Halterung kann daher bei vollautomatischem Arbeitsablauf unmittelbar an einen Zubringer-Förderer herangefahren werden, einen neuen Gegenstand aufnehmen und diesen nach Beendigung des Druck­ vorganges unmittelbar auf einem Austragförderer ablegen. Bei herkömmlichen Maschinen war es erforderlich, insoweit gesonderte Überführungsmechanismen einzusetzen und entweder die Höhe der Halterung oder die Höhe des Zubring- Förderers entsprechend den Abmessungen des jeweiligen Gegenstandes einzustellen.

Der Rakelkopf ist vorzugsweise auf der Oberseite des Gestells in Vorwärts-Rückwärs-Richtung verschiebbar geführt. Auf diese Weise kann mit sogenannter Längsrakelung gearbeitet werden, das Rakelblatt also quer zur Zufuhrrichtung der bedruckten Gegenstände oder senkrecht zur Vorderseite des Gestells bewegt werden. Diese Rakelung wird verwendet, wenn Gegenstände auf ihrer Oberfläche eine Einbuchtung aufweisen.

Schließlich kann der Rakelkopf auch in seitlicher Richtung, also parallel zu dem Sieb in bezug auf das Gestell verfahrbar sein. Auf diese Weise können etwa der Rakelkopf und die Halterung bei feststehendem Sieb synchron verschoben werden, während sich der zu bedruckende Gegenstand an der Unterseite des Siebes abwälzt.

Durch die Entkoppelung der Antriebe ergibt sich somit zunächst die Möglichkeit, zusätzliche Bewegungen der einzelnen Elemente der Druckmaschine vorzusehen, die bei einer zusammenhängenden Antriebsmechanik mit vertretbarem Aufwand nicht zu verwirklichen wären.

Sodann entfällt bei einem Wechsel des zu bedruckenden Gegenstandes der Aufwand für die Herstellung und Montage sowie Einstellung gesonderter Antriebsteile, wie etwa Zahnstangen, Zahnräder und dergleichen.

Unnötige Rücklaufbewegungen treten nicht mehr auf. In der auf diese Weise gewonnenen Zeit können die einzelnen Elemente der Maschine andere Vorgänge durchführen, so daß sich insgesamt eine Beschleunigung des Arbeitsablaufs ergibt.

Beim Bedrucken von Gegenständen mit unrundem Querschnitt waren bei den herkömmlichen Maschinen äußerst komplizierte Kurvensteuerungen erforderlich, die nur zu einer begrenzten Genauigkeit der einzelnen Bewegungsabläufe führten. Es war daher schwierig oder sogar unmöglich, Mehrfarbendrucke durchzuführen, die eine hohe Passergenauigkeit beim wieder­ holten Durchlauf der Gegenstände durch die Maschine erfordern. Erfindungsgemäß kann durch eine koordinierte Programmsteuerung der einzelnen Bewegungsabläufe eine wesentlich höhere Genauigkeit erzielt werden.

Es ist auch ohne mechanische Umrüstung möglich, die Umfangs­ geschwindigkeit des bedruckten Gegenstandes auf einen höheren Wert einzustellen als die Lineargeschwindigkeit des Siebes. Dies kann sinnvoll sein, wenn der verfügbare Hub des Siebes für den Umfang des Gegenstandes nicht aus­ reicht und das Sieb folglich das gewünschte Druckbild in gestauchter Form aufweist. Es kann auch umgekehrt verfahren werden. Die Bewegungsgeschwindigkeiten können auch während eines Druckvorganges wechseln, wenn etwa eine niedrigere Druckgeschwindigkeit an komplizierten Stellen des Druck­ bildes erwünscht ist, während bisher die Druckgeschwindig­ keit insgesamt durch diese niedrigere Geschwindigkeit festgelegt wurde.

Die Maschine ermöglicht insgesamt ohne mechanische Umrüstung Flachdrucke in Transportrichtung und quer zur Transport­ richtung, Runddrucke, sogenannte Ovaldrucke und Drucke auf Körpern von nahezu beliebigem Querschnitt. Es kann auch ein kontinuierlicher Bahndruck durchgeführt werden, indem an der Halterung ein Tisch oder eine Stützrolle montiert wird. Auch ein taktweiser Bahndruck mit hin- und hergehendem Tisch ist möglich.

Zahlreiche Hohlkörper weisen zumeist im Bodenbereich eine Passer-Markierung auf, die es ermöglicht, einen Aufdruck auf einem vorgegebenen Umfangswinkel anzubringen. Bei herkömm­ lichen Anlagen ist eine sogenannte Vorpasserstation vorgesehen, die den Gegenstand annähernd in die gewünschte Winkelorien­ tierung dreht und sodann an die Halterung übergibt, in der er feinjustiert wird. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Drehung der Halterung von derjenigen des zurück­ laufenden Siebes unabhängig ist, kann die Vorpasserstation entfallen und die gesamte Winkelausrichtung mit Hilfe der Halterung durchgeführt werden.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Siebdruckmaschine;

Fig. 2 ist eine entsprechende Seitenansicht von rechts in Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht zu Fig. 1;

Fig. 4 ist ein waagerechter Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Siebdruckmaschine 10 mit einem auf der linken Seite ange­ ordneten Zubringer-Förderer 12 und einem rechts gezeigten Austragförderer 14. Gemäß Fig. 1 und 2 umfaßt die Sieb­ druckmaschine 10 ein rahmenförmiges Gestell mit linken und rechten Säulen 16, 18, die in unteren, nach vorn und hinten ausragenden Stützfüßen 20 enden, und einem oberen Quer­ haupt 22. An der in Fig. 1 dem Betrachter zugewandten Seite der Maschine sind vor den Säulen 16, 18 Führungen 24, 26 angebracht, auf denen ein balkenförmiger, waagerechter Schlitten 28, der die beiden Säulen miteinander verbindet, aufwärts und abwärts verschiebbar ist. Der Schlitten 28 trägt eine Halterung 30, die zur Aufnahme von zu bedrucken­ den Gegenständen dient und in waagerechter Richtung auf Führungen 32, 34 des Schlittens verfahrbar ist.

Unterhalb des Querhauptes 22 verlaufen an der Vorderseite des Gestells nach vorn vorspringende, waagerechte Führungen 36, auf denen ein waagerecht verschiebbarer Schlitten 38 gleitet, an dem ein Siebträger 40 angebracht ist (Fig. 2). Der Siebträger nimmt ein Sieb 42 zur Durch­ führung eines Siebdruckvorganges auf. Schließlich sind auf der Oberseite des Querhauptes Führungen 44 angeordnet, die in Vorwärts-Rückwärts-Richtung, also senkrecht zur Zeichen­ ebene in Fig. 1 verlaufen und einen weiteren verschiebbaren Schlitten 46 aufnehmen, an dem ein Rakelkopf 48 angebracht ist. Die untere Rakelkante des Rakelblattes 50 liegt oberhalb des Siebes 42 und kann mit Hilfe eines Fluidzylinders 52 in senkrechter Richtung eingestellt werden. Im übrigen können die Führungen 44 auf der Oberseite des Querhauptes Teil eines Schlittens sein, der in nicht gezeigter Weise in seitlicher Richtung, also senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 2, über das Querhaupt verschiebbar ist.

Insgesamt kann also die Halterung 30 für die zu bedruckenden Gegenstände senkrecht und waagerecht in nahezu jede beliebige Position an der Frontseite des Gestells verfahren werden. Das Sieb 42 kann vor der Frontseite der Maschine in seitlicher Richtung verschoben werden. Der Rakelkopf 48 ist in seitlicher Richtung und in Vorwärts-Rückwärts-Richtung auf dem Querhaupt 22 verschiebbar. Schließlich ermöglicht die Halterung eine Drehung des zu bedruckenden Gegenstandes, auf die später eingegangen werden soll, so daß sich insgesamt sechs Bewegungsachsen ergeben.

Alle genannten Bewegungsvorgänge erfolgen mit Hilfe gesonder­ ter Antriebsmotoren, die jedoch koordiniert gesteuert werden.

Die senkrechte Verschiebung des Schlittens 28 der Halterung 30 erfolgt mit Hilfe eines Antriebsmotors 54 (Fig. 1 und 2), der im unteren Bereich des Gestells angebracht ist und mit Hilfe eines Antriebszahnrades 56 einen Zahnriemen 58 antreibt. Der Zahnriemen 58 läuft über eine Spannrolle 60 und obere Umlenkzahnräder 62, 64 abwärts zu dem Schlitten 28, an dem der Zahnriemen befestigt ist. Andererseits verläuft der Zahnriemen von dem Schlitten 28 abwärts über ein unteres Umlenkzahnrad 66 zurück zum Antriebsmotor 54 bzw. Antriebszahnrad 56.

Der Zahnriemen 58 und die erwähnten Rollen und Zahnräder sind auf beiden Seiten des Maschinengestells vorgesehen, wie Fig. 1 zeigt. Die Synchronisation der Zahnriemen­ bewegung erfolgt mit Hilfe von oben und unten im Gestell verlaufenden, quergerichteten Verbindungswellen 68, deren Lagerung nicht im einzelnen beschrieben, jedoch in Fig. 1 angedeutet wird.

Gemäß Fig. 4 ist an der Rückseite des Schlittens 28 ein in den übrigen Figuren nicht dargestellter Antriebsmotor 70 befestigt, der über einen nicht bezeichneten Kegelradsatz ein um eine senkrechte Achse in bezug auf den Schlitten 28 drehbares Zahnrad 72 antreibt. Über dieses Zahnrad 72 läuft ein mit Hilfe von Spannrollen 74, 76 angedrückter Zahnriemen 78, der an den beiden äußeren Enden des Schlittens 28 mit Hilfe von Umlenkzahnrädern 80, 82 umgelenkt wird und an seinen beiden Enden an der Halterung 30 befestigt ist. Auf diese Weise kann die Halterung 30 mit Hilfe des Antriebsmotors 70 quer zur Frontseite der Maschine verschoben werden.

In Fig. 2 ist ein weiterer Antriebsmotor 84 angedeutet, der eine in Fig. 4 gezeigte, aus der Halterung 30 nach vorn austretende Welle 86 dreht. Diese Welle 86 nimmt einen Haltering 88 auf, der die Aufnahme und Drehung eines in Fig. 2 angedeuteten, zu bedruckenden Kunst­ stoffeimers 90 ermöglicht. Der Eimer wird auf seiner nach vorn gerichteten Bodenseite mit Hilfe eines Drehtellers 92 abgestützt, der am Ende einer Achse 94 angebracht ist, die am oberen Ende eines L-förmigen Haltebügels 96 gelagert ist. Das andere Ende des Haltebügels ist gemäß Fig. 2 an der Unterseite der Halterung 30 befestigt. Sofern es erforderlich ist, den Druck auf dem zu bedruckenden Gegen­ stand in einer bestimmten Winkelposition anzubringen, kann in an sich bekannter Weise ein innerhalb des Halteringes liegendes, mit der Welle 86 verbundenes Antriebsglied mit einer Orientierungsmarke an dem Gegenstand zusammenwirken und diesen in die vorgegebene Winkelstellung bringen.

Ein weiterer Antrieb, der in Fig. 3 in Verbindung mit Fig. 1 und 2 gezeigt ist, dient zur Querverschiebung des Siebträgers. Ein Antriebsmotor 98 ist gemäß Fig. 2 und 3 über einen Kegelradsatz 100 mit einem um eine senkrechte Achse drehbaren Zahnrad 102 antriebsverbunden. Das Kegel­ rad 102 ist im Innern eines hohl ausgebildeten Trägers 104 gelagert, an dessen vorderer Seite sich die Führung 36 des Siebträgers befindet. Ein Zahnriemen 106 wird wiederum mit Hilfe einer Spannrolle 108 gegen das Zahnrad 102 angedrückt. An den beiden seitlichen Rändern des Gestells sind Umlenkzahnräder 110, 112 gelagert, um die der Zahnriemen 106 in Richtung des Schlittens 38 des Siebträgers 40 umläuft. Die beiden Enden des Zahnriemens sind mit dem Schlitten 38 verbunden. Auf diese Weise kann der Schlitten 38 entlang der Führung 36 verfahren werden. An der Vorderseite des Schlittens ist ein Rahmen 114 angebracht, von dessen äußeren Enden senkrechte, an den unteren Enden mit Haken versehene Arme 116, 118 herabragen, die das Sieb 42 tragen.

Schließlich ist in Fig. 2 ein Antriebsmotor 120 angedeutet, der über einen nicht im einzelnen gezeigten Zahnriementrieb den Schlitten 46 des Rakelkopfes 48 nach vorwärts und rück­ wärts, d.h. nach rechts und links in Fig. 2 verschiebt. Ein Antrieb zur Querverschiebung des Rakelkopfes 48 in bezug auf die Maschine ist nicht dargestellt, kann jedoch in der bereits erläuterten Weise ausgebildet sein.

Der Zubringer-Förderer 12 und der Austragförderer 14 sind in Fig. 1 nur schematisch angedeutet, da es sich um übliche Förderer handeln kann. Eine Höhenverstellung in Abhängigkeit von dem jeweils zu bedruckenden Gegenstand ist nicht erforderlich, da die Halterung 30 wegen ihrer senkrechten und waagerechten Verschiebbarkeit in jedem Falle unmittelbar an die Gegenstände herangeführt werden und diese unmittelbar von dem Förderer abnehmen bzw. auf diesen auflegen kann. Als Besonderheit sind bei beiden Förderern lediglich Mitnehmerplatten 122 angedeutet, die die einzelnen Gegenstände, im dargestellten Beispiel Kunststoffeimer 90, mitnehmen und positionieren.

Die Erfindung ist auch auf Druckmaschinen anderer Art oder auf andere Maschinen zur Oberflächenbehandlung anwendbar.

Claims (7)

1. Siebdruckmaschine mit einem Gestell, einer an diesem aufwärts und abwärts beweglichen sowie um eine waagerechte Achse drehbaren Halterung zur Aufnahme eines zu bedrucken­ den Gegenstandes, einem oberhalb der Halterung in waage­ rechter Richtung an dem Gestell mit Hilfe eines Schlittens verfahrbaren Siebträger zur Aufnahme eines Siebes und einem oberhalb des Siebträgers an dem Gestell angeordneten Rakelkopf mit absenkbarem Rakel, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für die Bewegungsvorgänge der einzelnen Organe, insbesondere der Halterung (30) und des Siebträgers (40) gesonderte, mechanisch entkoppelte, koordi­ niert steuerbare Antriebe (54, 70, 84, 98, 120) vorgesehen sind.

2. Siebdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe (54...120) mit einer CNC-Steuerung verbunden sind.

3. Siebdruckmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (30) zugleich in waagerechter Richtung am Gestell verfahrbar ist.

4. Siebdruckmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (30) in waagerechter Richtung auf einem Schlitten (28) verfahr­ bar ist, der seinerseits in senkrechter Richtung am Gestell beweglich angebracht ist.

5. Siebdruckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rakelkopf (48) auf dem Gestell vorwärts und rückwärts verschiebbar geführt ist.

6. Siebdruckmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rakelkopf (48) auf einem Schlitten vorwärts und rückwärts verschiebbar geführt ist, der seinerseits seitlich in bezug auf das Gestell verfahrbar ist.

7. Siebdruckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Antriebe durch Elektromotoren in Verbindung mit Zahnriementrieben gebildet werden.