DE3740457A1 - 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 insbeson­ dere auf Siebdruckmaschinen zum Bedrucken der Außenflächen von Hohlkörpern, wie etwa Flaschen, Eimern, Kanistern oder dergleichen. In diesen Fällen wird der zu bedruckende Gegenstand durch die Halterung aufgenommen und um eine waagerechte, senkrecht zur Maschinenfront verlaufende 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 mit der Umfangsgeschwindigkeit des Gegenstandes wird an dem Siebträger-Schlitten zumeist eine Zahnstange angebracht, die mit einem Zahnrad auf der Welle der drehbaren Halterung kämmt, dessen Durchmesser und Kontur dem zu bedruckenden Gegenstand entspricht.

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

Kunststoffflaschen haben aber beispielsweise vielfach einen quadratischen oder dreieckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken oder eine vollständig unregelmäßige Querschnittsform. Auch in diesen Fällen werden Zahnräder mit dem Querschnitt des Gegenstandes hergestellt, deren Anfertigung naturgemäß kompliziert ist und die zudem eine periodische Änderung des Abstandes zwischen der Zahnstange und der Drehachse der Zahnräder erfordern, die ebenfalls mit dem übrigen Bewegungsablauf synchronisiert werden muß.

Die mechanische Koppelung der Bewegung des Siebträgers und der Auf- und Abbewegung und Drehung der Halterung und ggfs. weitererElemente hat im übrigen den Nachteil, daß alle Elemente während des gesamten Arbeitszyklus 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, so daß die Zeit des Rückhubes nicht zur Aufnahme eines neuen Gegenstandes durch die Halterung genutzt werden kann. Ein weiterer Nachteil der mechanischen Zwangskopplung ergibt sich aus den beim Wechsel eines zu bedruckenden Artikels anfallenden erheblichen Umrüstarbeiten. Um die Kompliziertheit der Antriebsmechanik in Grenzen zu halten, stellt man daher weitgehend Druckmaschinen her, die nur für einen speziellen Anwendungszweck oder zumindest für eine begrenzte Anzahl von Druckvorgängen geeignet sind, deren Herstellung aber naturgemäß nur bei sehr großen Serien wirtschaftlich ist. Eine universell einsetzbare, mit geringem Aufwand auf Druckvorgänge der verschiedenen Art umstellbare Maschine ist bisher nicht bekannt.

Eine derartige Maschine wird in der älteren Patentanmeldung P 37 30 409.7 der Anmelderin beschrieben. Nach dieser Anmeldung werden alle beweglichen Elemente der Maschine durch entkoppelte Antriebe angetrieben und vorzugsweise CNC-gesteuert, und die Halterung kann zusätzlich zu ihrer senkrechten Verschiebung auch in waagerechter Richtung verschiebbar sein, so daß sie in beliebige Positionen innerhalb eines vor der Maschine liegenden Feldes verschieb­ bar ist und beispielsweise auch die notwendigen Bewegungen zur Abgabe eines bedruckten und Aufnahme eines neuen Gegen­ standes durchführen kann. Diese Lösung erfordert jedoch einen Kreuzschlitten für die Halterung an der Frontseite der Maschine, der herstellungstechnisch verhältnismäßig aufwendig ist und im übrigen den Zugang zu den übrigen Aggregaten der Maschine erschwert.

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

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Halterung am Ende eines Doppelgelenkarmes angebracht ist, der in einer senkrechten, parallel zur Front des Gestells verlaufenden Ebene allseits schwenkbar ist.

Mit Hilfe eines derartigen Doppelgelenkarmes kann die Halterung in jede Position eines verhältnismäßig großen Feldes vor der Front der Maschine gebracht werden. Sie kann zu bedruckende Gegenstände unmittelbar von einem Förderer aufgreifen und nach dem Bedrucken auf einen anderen Förderer absetzen. Die Höhenverstellung der Halterung zur Berück­ sichtigung unterschiedlicher Durchmesser der Gegenstände ist in einfacher Weise möglich. Dies gilt auch für die erforder­ liche Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Halterung beim Bedrucken unrunder Gegenstände. Die einzelnen Bewegungs­ vorgänge der Gelenkarme und die Drehung der Halterung können mit Hilfe einer CNC-Steuerung programmgesteuert werden.

Vorzugsweise sind für die Schwenkung der beiden Schenkel des Doppelgelenkarmes und für die Drehung der Halterung drei gesonderte Antriebe am Gestell befestigt und über Zahn­ riementriebe oder dergleichen mit den beiden Schenkeln und der Halterung verbunden. Die Schenkel sind vorzugsweise als Hohlprofile ausgebildet und nehmen die Zahnriemen oder sonstige Antriebsglieder im Inneren auf.

Die Bewegung des Doppelgelenkarms kann verhältnismäßig einfach mit Koppelstangen oder dergleichen auf einen entsprechenden Doppelgelenkarm in einer vor oder hinter der Siebdruckmaschine liegenden Station übertragen werden, in der die zu bedrucken­ den Gegenstände zur Vorbereitung des Druckvorganges beflammt, gereinigt oder - insbesondere bei mehrfarbigem Druck - zwischengetrocknet werden. Es sind lediglich zwei Koppel­ stangen erforderlich, die entsprechende Positionen der einander entsprechenden Schenkel der Doppelgelenkarme verbinden.

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

Fig. 1 ist eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Siebdruckmaschine mit vor­ geschalteter Beflamm-Station;

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Siebdruckmaschine;

Fig. 3 ist eine schematische Frontansicht einer Trocknungsstation, wie sie zwischen zwei Siebdruckmaschinen beim Mehrfarbendruck ein­ gesetzt werden kann.

Zunächst soll auf die eigentliche Siebdruckmaschine einge­ gangen werden, die in Fig. 1 auf der rechten Seite in Frontansicht und in Fig. 2 in Seitenansicht gezeigt ist.

Die Siebdruckmaschine umfaßt ein Gestell 10 mit einer im dargestellten Beispiel glattflächigen Front 12. In üblicher Weise ist vor der Front 12 in deren oberen Bereich ein Siebträger 14 mit einem Sieb 16 mit Hilfe eines Schlittens 18 auf Schienen 20 waagerecht verfahrbar. Auf der Oberseite des Gestells 10 ist ein Rakelkopf 22 über einen Träger 24 befestigt. Der Rakelträger 24 trägt an der Unterseite ein Rakel 26, das unmittelbar auf das Sieb abgesenkt werden kann und bei der Querverschiebung des Siebes Druckfarbe durch dieses hindurchdrückt. Die Querverschiebung des Siebes 16 erfolgt mit Hilfe eines in Fig. 1 gestrichelt angedeuteten Riementriebes 28 und eines in Fig. 2 andeutungsweise gezeigten Antriebsmotors 30, der auf einer Konsole 32 inner­ halb des Gestells 10 montiert ist.

Beim Drucken wird ein zu bedruckender Gegenstand, etwa eine Flasche 34 unmittelbar unter das Sieb 16 gebracht, so daß das Rakel 26 über der oberen Scheitellinie des Gegenstandes liegt. Die Flasche 34 wird mit Hilfe einer Halterung 36 so gedreht, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Flasche der Lineargeschwindigkeit des Siebes 16 entspricht.

Die Halterung 36 befindet sich am oberen Ende eines Doppel­ gelenkarmes 38, der einen schwenkbar im unteren Bereich des Gestells 10 gelagerten unteren Schenkel 40 und einen am oberen Ende des unteren Schenkels schwenkbar gelagerten oberen Schenkel 42 umfaßt. Die nicht bezeichneten Schwenk­ achsen der Gelenke verlaufen senkrecht zur Front 12 der Maschine.

Gemäß Fig. 1 und 2 sind auf dem Sockel 44 der Maschine drei nebeneinanderliegende Antriebsmotoren 46, 48, 50 befestigt, die zum Antreiben der Schenkel 40, 42 und der Halterung 36 dienen. Die Ausgangswelle des Antriebsmotors 46 ist fest mit dem unteren Schenkel 40 verbunden und schwenkt diesen. Auf einer in Verlängerung der Ausgangswelle des Antriebsmotors 46 liegenden, durch einen Lagerbock 52 abgestützten Achse 54 befinden sich zwei Zahnradpaare 56, 58. Eines der Zahnräder des Zahnradpaares 56 nimmt einen von dem zweiten Antriebsmotor 48 ausgehenden Zahnriemen 60 auf, während das zweite Zahnrad dieses Zahnradpaares 56 über einen Zahnriemen 62 mit einem Zahnrad 64 antriebs­ verbunden ist, dessen Achse in der Schwenkachse des oberen Schenkels 42 liegt und das mit diesem Schenkel 42 drehfest verbunden ist. Der Antriebsmotor 48 dient damit zur Schwenkung des oberen Schenkels 42.

Der dritte Antriebsmotor 50 ist über einen Zahnriemen 66 mit einem Zahnrad des Zahnradpaares 58 verbunden, dessen zugehöriges zweites Zahnrad über einen Zahnriemen 68 mit einem Zahnrad 70 verbunden ist, das in der Schwenkachse des oberen Arms 42 drehbar gelagert ist, jedoch drehfest mit einem weiteren Zahnrad 72 in Verbindung steht, das über einen Zahnriemen 74 mit einem Zahnrad 76 auf der nicht bezeichneten Antriebswelle der Halterung 36 in Verbindung steht. Der Antriebsmotor 50 dient daher zur Drehung der Flasche oder eines sonstigen zu bedruckenden Gegenstandes.

Gemäß Fig. 2 befindet sich am Ende der Welle der Halterung ein Teller 78, der den Boden der Flasche 34 erfaßt. Das obere Ende der Flasche wird durch einen drehbaren Aufnahme­ kegel 80 gehalten. Der Aufnahmekegel 80 befindet sich am oberen Ende eines L-förmigen Bügels 82, dessen waagerechter unterer Schenkel mit Hilfe einer Befestigungsplatte 84 im unteren Bereich des oberen Schenkels 42 befestigt ist. Der Aufnahmekegel 80 sitzt am Ende einer nicht gezeigten Kolbenstange eines Luftzylinders 86, der ein Vorschieben und Zurückziehen des Aufnahmekegels beim Aufnehmen und Abgeben einer Flasche ermöglicht.

Gemäß Fig. 1 und 2 sind die Schenkel 40, 42 des Doppel­ gelenkarms 38 als hohle Kastenprofile ausgebildet, die die zuvor geschilderten Antriebszüge in ihrem Inneren aufnehmen. Der obere Schenkel 42 tritt im übrigen in das offene Rohrende des unteren, im Querschnitt größeren Schenkels 40 ein.

Fig. 1 zeigt auf der linken Seite eine Vorrichtung zum Beflammen von Gegenständen, die in der Siebdruckmaschine bedruckt werden sollen. Ein derartiges Beflammen ist bei­ spielsweise bei einigen Kunststoffoberflächen erforderlich, damit die Druckfarbe angenommen wird und haftet.

Die Beflamm-Vorrichtung umfaßt ein Gestell 90, in dessen unteren Bereich über einen Lagerbock 92 ein Doppelgelenk­ arm 94 schwenkbar gelagert ist, dessen Geometrie derjenigen des zuvor beschriebenen Doppelgelenkarms 38 entspricht und der wie dieser einen unteren Schenkel 96 und einen schwenk­ bar mit diesem verbundenen oberen Schenkel 98 aufweist. Koppelstangen 100 und 102 gleicher Länge verbinden die äußeren Enden der unteren Schenkel 40 und 96 und der oberen Schenkel 42 und 98 im Bereich der nicht bezeichneten Achse der oberen Schenkel und der ebenfalls nicht bezeichneten Drehachse der Halterung. Es entstehen daher zwei Gelenk- Parallelogramme, deren einander entsprechende Teile sich stets parallel zueinander in gleicher Weise bewegen. Die Bewegung des Doppelgelenkarms 94 wird vollständig mit derjenigen des Doppelgelenkarms 38 synchronisiert. Der Doppelgelenkarm 94 weist eine Halterung 36 und einen Bügel 82 auf, wie es bei dem Doppelgelenkarm 38 der Fall ist, so daß eine erneute Beschreibung entbehrlich ist. Die zu bedruckenden Gegenstände werden in diesem Falle unter einen Flammkopf 104 geführt und dort gedreht.

Fig. 1 zeigt schließlich noch ein Förderband 106, das im dargestellten Beispiel unmittelbar zwischen den oberen Gelenkarmen 42, 98 und den Bügeln 82 hindurchläuft und von dem die Flasche 34 oder dergleichen unmittelbar von den Halterungen aufgegriffen werden können.

Fig. 2 veranschaulicht einen anderen Anwendungsfall der zuvor beschriebenen Koppelung von zwei Doppelgelenkarmen. Fig. 3 veranschaulicht schematisch eine Trocknungsvorrich­ tung, wie sie etwa zwischen zwei Siebdruckmaschinen beim Mehrfarbendruck eingesetzt werden kann. Die Trocknungsvor­ richtung weist ein Gestell 110 auf, in dessen oberen Bereich eine Anzahl von Warmluftdüsen 112 angebracht ist, die einen nach unten gerichteten Warmluftstrahl abgeben. Ein Doppel­ gelenkarm 114, der den zuvor beschriebenen Doppelgelenkarmen entspricht und daher nicht erneut erläutert werden soll und der im übrigen über Koppelstangen 116, 118 in der beschriebenen Weise mit einer nicht gezeigten Siebdruckmaschine für den zweiten Farbauftrag gekoppelt ist, trägt im Bereich und anstelle der zuvor beschriebenen Halterung 36 einen waage­ rechten Querträger 120 mit - im dargestellten Beispiel - fünf Halterungen 122 für zu bedruckende Flaschen oder der­ gleichen. Die Halterungen drehen die in der vorangegangenen Siebdruckstation bedruckten Flaschen unter dem Warmluftstrahl der Warmluftdüsen 112. Es werden jeweils fünf Flaschen von dem Förderband 106 abgenommen und nach dem Trocknungsvorgang auf dem Förderband 106, das zwischenzeitlich um eine Teilung vorgerückt ist, wieder in der von den Flaschen ursprünglich eingenommenen Position abgelegt. Auf diese Weise nehmen die Flaschen bei fünf Halterungen 122 fünfmal an dem Trocknungs­ vorgang teil.

In gleicher Weise wie die Schwenkung der Schenkel der Doppel­ gelenkarme kann auch die Drehung der Halterung 36 an die entsprechende Halterung eines angekoppelten Doppelgelenkarms übertragen werden. In diesem Sinne ist in Fig. 2 neben dem Zahnrad 76, das auf der Antriebswelle der Halterung 36 sitzt, ein weiteres Zahnrad 124 gezeigt, von dem ein nicht darge­ stellter Zahnriemen ausgehen kann, der die angekoppelte Halterung antreibt.

Die Verwendung des beschriebenen Doppelgelenkarms als Träger für eine drehbare Halterung führt also nicht nur zu dem bereits erwähnten Vorteil, sondern bietet darüber hinaus die Möglichkeit, mehrere Bearbeitungsstationen einer Siebdruckstraße in ihrem Bewegungsablauf miteinander zu koppeln. Dies führt nicht nur zu einer genauen Synchronisation des Arbeitstakts mit den einzelnen Bewegungsabläufen ohne jeglichen Steuerungsaufwand, sondern trägt auch zur Kosten­ ersparnis bei, da die als Antriebsquelle benötigten Elektromotoren angesichts der gegebenen Genauigkeitsanforde­ rungen ohne Steuerungsmöglichkeit verhältnismäßig teuer sind.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß alle Antriebsmotoren des Gelenkarms und der Halterung gestell­ fest angeordnet sind und an der Bewegung des Gelenkarms und der Halterung nicht teilnehmen. Der Gelenkarm und die Halterung können daher verhältnismäßig leicht ausge­ bildet sein, so daß sie entsprechend den heutigen Forde­ rungen sehr kurze Taktzeiten ermöglichen.

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 an einem oberhalb des Siebträgers an dem Gestell angeordneten Rakelkopf mit absenkbarem Rakel, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halterung (36) am Ende eines Doppelgelenkarms (38) angebracht ist, der in einer senk­ rechten, parallel zur Front (12) des Gestells (10) ver­ laufenden Ebene allseits schwenkbar ist.

2. Siebdruckmaschine nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch eine CNC-Steuerung zur Steuerung des Doppelgelenkarms (38).

3. Siebdruckmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelgelenkarm (38) einen ersten, schwenkbar mit dem Gestell (10) verbundenen Schenkel (40) und einen zweiten, mit dem ersten Schenkel verbundenen Schenkel (42) umfaßt, und daß zur Schwenkung der Schenkel (40, 42) und zur Drehung der Halterung (36) gesonderte, auf dem Gestell montierte Antriebsmotoren (46, 48, 50) vorgesehen sind, die über Zahnriementriebe (56...76) oder dergleichen mit dem ersten und zweiten Schenkel und der Halterung in Verbindung stehen.

4. Siebdruckmaschine nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schenkel (40, 42) des Doppelgelenkarms (38) hohle Kastenprofile aufweisen, und daß die Antriebszüge der Schenkel (40, 42) und der Halterung (38) im Inneren der Kastenprofile angeordnet sind.

5. Siebdruckmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelgelenkarm (38) im Bereich der beiden Schenkel (40, 42) mechanisch mit einem gleichen, antriebslosen Doppelgelenkarm (94, 114) einer Vor- oder Nachbearbeitungsstation der Siebdruck­ maschine gekoppelt ist.

6. Siebdruckmaschine nach Anspruch 5, gekenn­ zeichnet durch Koppelstangen (100, 102; 116, 118) zur Koppelung von zwei Gelenkarmen (38, 114), die in einander entsprechenden Positionen jeweils eines der beiden Schenkel der Doppelgelenkarme schwenkbar befestigt sind.

7. Siebdruckmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehantriebe der mit der Halterung (36) gekoppelten Doppelgelenkarme (38, 114) ebenfalls miteinander gekoppelt sind.