EA003123B1 - Гибкое устройство и способ тампопечати на объемных сферических или изогнутых объектах - Google Patents

Abstract

Устройство для печатания на объемные объекты, в особенности на объекты, имеющие, по существу, сферическую форму, содержащее тампон для печатания методом тампопечати, причем тампон имеет силиконовую форму определенной толщины, закрепленную в полом держателе (1) тампона, изготовленном из недеформируемого материала. Держатель и силиконовая форма (2) образуют изолированное пространство, в которое поступает сжатый воздух и которое соединено с камерой давления через впускную трубку (4) и отверстие (3). Устройство характеризуется тем, что выполнено по схеме с открытым контуром, в котором предусмотрено дополнительное отдельное отверстие (8) для обеспечения раздельного впуска и выпуска воздуха (соответственно 3 и 8), и снабжено блоком (6) регулировки давления, позволяющим поддерживать давление в тампоне выше установленного уровня Р или равным ему, причем этот блок (6) регулировки давления управляет сжатым воздухом, поступающим в него из питающего воздухопровода (7).

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к гибкому устройству для тампонной печати (тампопечати) на объемных сферических или изогнутых объектах и к способу тампопечати посредством данного устройства.

Уровень техники

В настоящее время известно использование полой полусферической силиконовой формы для тампопечати на сферических объектах, таких как игрушечные мячи. Толщина такой силиконовой формы составляет около 2 см, и она монтируется на полом гибком держателе тампона. В дальнейшем силиконовая форма и держатель тампона вместе именуются тампоном. Принцип действия известного тампонного устройства схематично иллюстрируется фиг. 1, 2.

Держатель 1 тампона изготовлен из недеформируемого материала и имеет форму цилиндра. Вместе с силиконовой формой 2 держатель образует герметичную закрытую полость 24 с единственным отверстием 3 для сообщения с внешней средой. Через это отверстие обеспечивается сообщение с камерой 5 давления посредством гибкой впускной трубки 4, имеющей достаточно большой диаметр. На прилагаемых фиг. 1, 2 камера 5 давления представлена в меньшем масштабе, так как ее требуемый объем может быть от 10 до 100 раз больше объема тампона. Обычно несколько избыточное давление в этой камере поддерживается посредством отдельного регулятора давления. Назначение камеры 5 состоит в поддержании как можно более постоянного давления в течение печатного цикла.

В различные моменты известного из уровня техники печатного цикла тампон находится в исходном положении (представленном на фиг. 1, 2а), в котором давление в тампоне и в камере давления одинаково. Это давление в дальнейшем обозначено буквой Р.

Для нанесения изображения на запечатываемый объект 30 тампон перемещается из исходного положения к этому объекту в направлении, обозначенном стрелкой Н, и принимает изогнутую форму по форме объекта. Воздух в тампоне вытесняется в камеру 5 давления через гибкую трубку 4. Однако, несмотря на то, что объем камеры давления в несколько раз больше объема полости 24 тампона, в результате такого перемещения воздуха все же возникает небольшое увеличение давления в тампоне и камере. Это увеличенное давление обозначено буквой Р'.

После запечатывания объекта 30, т.е. после перенесения на него печатных элементов, предварительно нанесенных на тампон, тампон возвращается по направлению стрелки Н (фиг. 2с) в свое первоначальное состояние, то есть в исходное положение. Воздух теперь движется из камеры давления назад, в тампон. Давление в системе соответствует при этом значению Р>Р, однако, в течение этой части цикла оно снова уменьшается и опять становится равным Р.

Описанная выше известная система построена по схеме с замкнутым контуром, в котором воздух, вытесненный из тампона во время печатания и забора краски, поступает в камеру 5 давления. При возвращении тампона в первоначальное положение воздух из камеры давления опять поступает в тампон.

Большое неудобство этой системы заключается в том, что, хотя объем камеры давления в несколько раз превышает объем полости 24 тампона, тем не менее, существует незначительное изменение давления в пределах значений Р, Р', Р. Такое изменение давления в тампоне крайне нежелательно, поскольку оно приводит к расширению или сокращению силиконовой формы. Вследствие этого размер изображения на силиконовой форме становится большим или меньшим, что сопровождается ухудшением качества печати на сферических объектах.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является устранение описанного выше недостатка. В изобретении используется упомянутый полый тампон, однако, вместо применения закрытого контура, тампон в соответствии с изобретением включен в открытый контур.

Таким образом, предлагаемое устройство для печатания на объемных объектах, в особенности на объектах, имеющих, по существу, сферическую форму, содержит силиконовый тампон для печатания методом тампопечати, имеющий определенную толщину и профиль и содержащий силиконовую форму и полый держатель тампона, который изготовлен из недеформируемого материала, причем держатель и указанная силиконовая форма образуют закрытую полость, в которую поступает сжатый воздух и которая соединена с камерой давления через отверстие, связанное со впускной трубкой. При этом устройство по изобретению характеризуется тем, что построено с открытым воздушным контуром, в котором предусмотрено дополнительное отдельное отверстие для обеспечения раздельного впуска и выпуска воздуха, и снабжено блоком регулировки давления, обеспечивающим поддержание давления в тампоне выше установленного уровня Р или равного ему. Указанный блок регулировки давления управляет сжатым воздухом, поступающим в него из питающего воздухопровода.

Несмотря на то, что устройство по изобретению имеет низкое потребление воздуха, оно позволяет с большой точностью обеспечивать определенное давление в тампоне в каждый момент печатного цикла. Это является существенным фактором при печати на, по меньшей мере, частично сферических объектах, способствующим повышению качества печати. Важность этого параметра постоянно возрастает, посколь3 ку в настоящее время требования к качеству печати непрерывно увеличиваются.

Настоящее изобретение относится также к способу печатания на, по меньшей мере, частично сферических и/или изогнутых объемных объектах. Способ печати согласно изобретению осуществляют посредством устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением. Способ по изобретению состоит из следующих основных стадий. Тампон, установленный в открытом контуре, сначала прижимают к поверхности печатной формы, на которую предварительно нанесена краска, в результате чего полусферическая поверхность тампона, находящаяся в плотном контакте с указанной поверхностью, принимает плоскую форму. При этом печатные элементы переносятся с печатной формы на поверхность тампона. После этого тампон отводят от поверхности печатной формы, так что он восстанавливает свою первоначальную полусферическую форму. Затем тампон прижимают к трехмерной сферической и/или изогнутой поверхности запечатываемого объекта таким образом, что тампон охватывает, по меньшей мере, выбранную сферическую или изогнутую часть указанного объекта и обеспечивает контакт этой поверхности и поверхности тампона с печатными элементами, нанесенными краской. В результате, печатные элементы переносятся на выбранную сферическую или изогнутую часть объекта.

Прочие свойства и особенности настоящего изобретения определены в прилагаемой формуле.

Следует отметить, что существенный отличительный признак настоящего изобретения заключается в использовании открытого, а не замкнутого контура. Кроме того, впускная и выпускная стороны тампона четко отделены друг от друга. Благодаря применению такого способа по изобретению достигается очень высокое качество печати.

Перечень фигур чертежей

Далее, со ссылками на прилагаемые чертежи, описаны некоторые примеры реализации устройства по изобретению.

Фиг. 1 - это схематическое изображение закрытой системы с тампоном для нанесения печати на сферические объекты, которая известна из уровня техники.

Фиг. 2а-2с схематично иллюстрируют различные стадии и состояния известной системы в течение полного рабочего цикла.

Фиг. 3 - это схематичное изображение устройства с тампоном по изобретению для печатания на сферических объектах.

Фиг. 4, 4а-4с схематично иллюстрируют функционирование устройства по изобретению, соответствующего фиг. 3.

На фиг. 5 представлен первый альтернативный вариант устройства с тампоном по изо бретению, схематично представленного на фиг.

4.

На фиг. 6 представлен другой альтернативный вариант устройства с тампоном по изобретению для печатания на сферических объектах.

На фиг. 7 представлен дальнейший альтернативный вариант устройства с тампоном по изобретению для печатания на сферических объектах.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Фиг. 4 иллюстрирует устройство с держателем 1 тампона 25 и так называемой силиконовой формой 2, которые аналогичны держателю и форме, известным из уровня техники, и которые образуют закрытую полость 24. Однако в предложенном держателе 1 тампона, кроме обычного отверстия 3, выполнено дополнительное отверстие 8. В результате, система имеет отдельное отверстие 3 для впуска воздуха и отверстие 8 для выпуска воздуха, движущегося, соответственно, по предназначенным для него трубкам 4 и 4'. Впускная трубка 4 снабжена встроенным блоком 6 регулировки давления, который быстро и точно регулирует давление. В результате, давление в тампоне 25 никогда не падает ниже заданного уровня, установленного на уровне давления Р. Таким образом, блок 6 регулирует поток сжатого воздуха, поступающий в него из питающей гибкой трубки 7 по стрелке Р. Точный и быстродействующий клапан 9 избыточного давления соединен с выпускным отверстием 8 держателя 1 тампона 25. Как только давление в тампоне 25 превышает заданное значение давления Р, клапан 9 избыточного давления выпускает воздух, следующий, как это обозначено стрелками О, О', в наружную атмосферу через выходное отверстие

10.

Различные варианты реализации изобретения будут описаны далее, после предварительного описания принципа действия базового варианта устройства по изобретению.

На фиг. 4а показано устройство в исходном положении, обозначенном буквой А. Давление в тампоне 25 постоянно и равно Р. Блок 6 регулировки давления и клапан 9 избыточного давления находятся в закрытом положении.

На фиг. 4Ь показано, что тампон 25 движется вниз, как это обозначено стрелкой Н, и деформируется, охватывая сверху запечатываемый объект 30 (положение В). Находящийся в тампоне 25 воздух вытесняется из него, как это обозначено стрелкой О на фиг. 4, проходит через клапан 9 избыточного давления и выходит, как это обозначено стрелкой О,' в атмосферу. Таким образом, давление в тампоне остается равным Р.

На фиг. 4с показано следующее положение

С, в котором тампон 25 движется вверх, как это обозначено стрелкой Н, в исходное положение

А. Клапан 9 избыточного давления закрыт, а блок 6 регулировки давления начинает работать, поддерживая давление на уровне Р, нагнетая надлежащее количество воздуха, поступающего из питающего воздухопровода 7, в тампон 25.

Таким образом, устройство по изобретению, потребляя большее количество воздуха, чем известное, позволяет очень точно поддерживать давление в тампоне 25 в каждый момент печатного цикла. Это является крайне важным параметром при запечатывании сферических объектов 30, т.к. обеспечивает высокое качество печати, тем более, что требования к качеству постоянно возрастают.

Ниже, со ссылкой на фиг. 5-7 описаны различные варианты реализации устройства по изобретению. Выбор конкретного варианта зависит от разнообразных факторов, таких как скорость печати, стоимость системы и желательная точность печати.

Описанная выше схема устройства с тампоном 25, механическими клапанами 6, 9 решает упомянутую задачу обеспечения требуемого движения воздуха при условии, что устройство содержит дополнительный управляющий клапан 13, показанный на фиг. 5.

Из этой фигуры видно, что управляющий клапан 13 соединен непосредственно с питающим воздухопроводом 7 посредством канала 11, по которому следует сжатый воздух. Далее, управляющий клапан 13 также непосредственно соединен с тампоном 25, а именно с держателем 1 тампона, посредством измерительной трубки 12. Управляющий клапан также непосредственно соединен с упомянутым блоком 6 регулировки давления через трубку 14 контроля давления.

Таким образом, данный вариант содержит тампон 25 с механическими клапанами 6, 9 и управляющим клапаном 13, причем в этот управляющий клапан через канал 11 поступает сжатый воздух. Управляющий клапан 13 определяет давление в тампоне 25 посредством подачи воздуха через измерительную трубку 12. Работа блока 6 регулировки давления контролируется посредством воздуха, поступающего по трубке 14 контроля давления.

На фиг. 6 показан следующий альтернативный вариант устройства. В этом альтернативном варианте устройства тампон 25, более конкретно держатель 1 тампона, включает в себя один или несколько датчиков 19 давления, непосредственно соединенных с электронным блоком 18 управления линией 17. В свою очередь, электронный блок 18 управления соединен сигнальными линиями 15 и 16 с расположенным на входе электронным клапаном 6а и с клапаном 9 избыточного давления описанного выше типа.

Электронный датчик 19 давления непрерывно снимает достоверные значения давления в тампоне 25, и эта информация передается в виде сигнала 8, генерируемого датчиком 19 давления.

Этот альтернативный вариант реализации включает расположенный со стороны входа между тампоном 25 и питающим воздухопроводом 7 элементарный регулятор 22 давления (см. фиг. 7) с буферным резервуаром 20, расположенным за ним в направлении движения подаваемого сжатого воздуха и встроенным во впускную трубку 4. Во входном отверстии тампона 25 предусмотрен обратный клапан 21.

На выходе тампона находится такой же отводящий патрубок, как и в предыдущих вариантах, то есть с клапаном 9 избыточного давления.

Сигнал 8 датчика (см. фиг. 6) передается на электронный управляющий блок 18, например ПЛК (программируемый логический контроллер), микроконтроллер, ПК (программируемый контроллер), электронный регулятор или иное подобное устройство. Если значение измеренного давления ниже заданного, сигнал 81, подаваемый по сигнальной линии 15, открывает электронный клапан 6 для подачи из питающего воздухопровода 7 сжатого воздуха в тампон 25. Если значение давления в тампоне 25 больше запрограммированного в управляющем блоке 18, по сигнальной линии 16 к электрическому клапану 9 подается сигнал 82 на выпуск воздуха.

На фиг. 7 показан еще один вариант реализации устройства по изобретению, который содержит тампон 25 с буферным резервуаром 20 и обратным клапаном 21. В этом варианте используется такой же клапан 9 избыточного давления, как и в основном варианте, показанном на фиг. 3-5. Однако в этом случае на входе присутствует элементарный регулятор 22 давления, который создает заранее установленное давление в буферном резервуаре 20 между печатными циклами. Клапан 21 предотвращает обратное поступление воздуха, который вытесняется из тампона на стадии печатания, в буферный резервуар 20. В противном случае этот воздух увеличил бы давление в резервуаре. Вытесняемый из тампона 25 воздух выходит из устройства через клапан 9 избыточного давления, как описано выше. Диаметр впускной трубки 4 достаточен для подачи требуемого потока воздуха каждый раз, когда тампон отходит вверх от запечатываемого объекта 30 после забора краски или завершения печатного цикла.

Также возможно использование комбинаций описанных выше вариантов осуществления изобретения, причем должно быть понятно, что такие комбинации остаются в пределах охраны настоящего изобретения.

Способ печати на поверхности объектов посредством описанного выше устройства состоит из следующих стадий: сначала прижимают тампон 25, включенный в открытый контур, к поверхности печатной формы (не изображена), на которую предварительно нанесена краска, и придают полусферической поверхности тампона, находящейся в плотном контакте с поверхностью, на которую нанесена краска, плоскую форму этой поверхности. В результате, печатные элементы переносятся на поверхность тампона. Затем отводят тампон 25 от поверхности печатной формы, при этом тампон восстанавливает первоначальную полусферическую форму, прижимают тампон к трехмерной сферической и/или изогнутой поверхности запечатываемого объекта 30 (фиг. 4Ь) таким образом, что тампон охватывает, по меньшей мере, выбранную сферическую или изогнутую часть объекта, обеспечивают контакт поверхности объекта 30 и поверхности тампона 25 с печатными элементами, нанесенными краской, в результате чего эти печатные элементы переносятся на выбранную сферическую или изогнутую часть объекта.

Claims (6)

1. Устройство для печатания на объемных объектах, в особенности на объектах, имеющих, по существу, сферическую форму, содержащее силиконовый тампон для печатания методом тампопечати, имеющий определенную толщину и профиль и содержащий силиконовую форму и полый держатель (1) тампона, который изготовлен из недеформируемого материала, причем держатель и указанная силиконовая форма (2) образуют закрытую полость (24), в которую поступает сжатый воздух и которая соединена с камерой давления через отверстие (3), связанное с впускной трубкой (4), отличающееся тем, что построено с открытым воздушным контуром, в котором предусмотрено дополнительное отдельное отверстие (8) для обеспечения раздельного впуска (3) и выпуска (8) воздуха, и снабжено блоком (6) регулировки давления, обеспечивающим поддержание давления в тампоне выше установленного уровня Р или равного ему, причем указанный блок (6) регулировки давления управляет сжатым воздухом, поступающим в него из питающего воздухопровода (7).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что имеет клапан (9) избыточного давления, соединенный с выпускным отверстием (8) держателя (1) тампона через выпускную трубку (4').

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что тампон снабжен управляющим клапаном (13), в который поступает воздух из канала (11) сжатого воздуха, и измерительной трубкой (12) для определения давления в тампоне и управления работой блока (6) регулировки дав ления через трубку (14) контроля давления, соединяющую управляющий клапан (13) и блок (6) регулировки давления.

4. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что тампон (25) содержит датчики (19) давления для измерения давления в тампоне (25), причем генерируемый датчиками (19) сигнал (8) поступает на электронный блок (18) управления.

5. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что содержит буферный резервуар (20) и обратный клапан (21), а на входе предусмотрен регулятор давления (22), создающий между печатными циклами заранее установленное давление в буферном резервуаре (20), при этом обратный клапан предотвращает обратное поступление воздуха, вытесняемого из тампона на стадии печатания, в буферный резервуар (20), так что вытесненный из тампона воздух выходит из устройства через клапан (9) избыточного давления, причем трубка (4) имеет диаметр, достаточный для подачи требуемого потока воздуха каждый раз, когда тампон возвращается в исходное положение (А) после забора краски или печатного цикла.

6. Способ печати на поверхности объекта посредством устройства, как оно определено в любом из предшествующих пунктов, согласно которому тампон в открытом контуре сначала прижимают к поверхности печатной формы, на которую предварительно нанесена краска, в результате чего полусферическая поверхность тампона, находящаяся в плотном контакте с указанной поверхностью, принимает плоскую форму, так что печатные элементы переносятся на поверхность тампона, после чего отводят тампон от поверхности печатной формы, причем тампон восстанавливает свою первоначальную полусферическую форму, затем прижимают тампон к трехмерной сферической и/или изогнутой поверхности запечатываемого объекта таким образом, что тампон охватывает, по меньшей мере, выбранную сферическую или изогнутую часть указанного объекта, обеспечивают контакт поверхности объекта (30) и поверхности тампона с печатными элементами, нанесенными краской, в результате чего указанные печатные элементы переносятся на выбранную сферическую или изогнутую часть объекта.