DE3744361A1 - Druckmaschine - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckmaschine für Mehr
farbendrucke auf zylindrischen oder polygonen Trägern, bei
spielsweise auf der Mantelfläche eines Bechers oder der
ebenen Fläche eines Tabletts.
Derartige Druckmaschinen, beispielsweise für Becher, besitzen
im allgemeinen einen scheibenförmigen Arbeitstisch, der
schrittweise um eine vertikale Achse rotiert, mehrere Be
cherhalter, die am Rande des Arbeitstischs angeordnet sind
und die Becher fest- sowie horizontal und radial nach außen
halten, mehrere Druckstationen am Umfang des Arbeitstischs
mit horizontalen Siebdruckformen, eine Aufgabestation und
eine Entnahmestation für die bedruckten Becher mit einem
Abförderer. Dabei wird der Arbeitstisch schrittweise gedreht,
um die in den Becherhaltern befindlichen Becher
nacheinander in die Druckstationen zu bringen, wo sie auf
ihrer Mantelfläche mit Bildern, Mustern oder Zahlen ver
schiedener Farben bedruckt werden. Die Siebdruckform bewegt
sich horizontal, berührt dabei die Mantelfäche des Bechers
und wird von einer stationären Rakel beaufschlagt, um das
Muster auf die Fläche zu drucken. Der Becherhalter besitzt
ein Futter, das sich am Ende einer drehbar gelagerten
Horizontalwelle befindet und ein Ende des Bechers erfaßt.
Eine Zahnstange an der Siebdruckform mit einem in diese
eingreifenden Ritzel, das an der horizontal drehbar gelagerten
Welle des Becherhalters befestigt ist, synchronisiert
die Bewegungsgeschwindigkeit der Siebdruckform und die Ro
tationsgeschwindigkeit des Bechers.
Die Siebdruckform ist als Ganzes in der Vertikalen verfahrbar,
um ein Entkuppeln der Zahnstange und des Ritzels am
Ende des Druckvorgangs zu ermöglichen, so daß sich der Becher
in die nächste Druckstation bewegen kann.
Derartige Druckmaschinen besitzen jedoch einige Nachteile.
So besteht ein Nachteil darin, daß die mit dem Ritzel des
Becherhalters in Eingriff befindliche Zahnstange bei jeder
Bewegung in einer Druckstation jegliche Abweichung bezüglich
der ursprünglichen Kupplungsstellung der Zahnstange
und des Ritzels eine Verlagerung des Druckes nach sich
zieht. Es besteht daher die Notwendigkeit, anfangs die Sieb
druckformen zu justieren, eine zeitaufwendige, Können und
Erfahrung des Ausführenden voraussetzende Arbeit.
Des weiteren besteht die Notwendigkeit, die Becherhalter
mit einer Rückführung auszustatten, um die Startstellung
der Becher genau auf eine bestimmte Position auszurichten,
da diese Startstellung in jeder Druckstation immer gleich
sein muß, wenn sich der Becherhalter in der Druckstation
bewegt, um eine abweichende Überlagerung der Drücke zu vermeiden.
Auch dieses Einstellen ist zeitaufwendig.
Da das Becherhalterritzel mit der Siebdruckformzahnstange
zur Synchronisierung der Bewegungsgeschwindigkeit der Sieb
druckform und der Rotationsgeschwindigkeit des Bechers so
gekuppelt ist, daß eine ganze Umdrehung des Ritzels eine
Becherumdrehung für den Druck bewirkt, ist es des weiteren
notwendig, einen dem Becherumfang gleichen Ritzeldurchmesser
zu wählen. Das führt dazu, daß für jeden Becherumfang
ein besonderes Ritzel und bei jedem neuen Becherumfang ein
Ritzelwechsel erforderlich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die erwähnten
Nachteile zu beseitigen und eine Druckmaschine zu schaffen,
die bei einer Durchmesseränderung des Druckträgers,
z. B. eines Bechers, lediglich eines einfachen Umstellens
bedarf und ein Austauschen des Ritzels erübrigt. Außerdem
soll sich ohne ein weiteres Einstellen die Startstellung in
jeder Druckstation immer in derselben Position befinden und
die Maschine für Mehrfarbdrucke auf unterschiedlichen Druckträgern
geeignet sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist die erfindungsgemäße Druck
maschine ein mittleres, ein oberes und ein unteres drehbar
gelagertes Bauteil mit gegenseitigem Abstand voneinander
und einer gemeinsamen Drehachse auf sowie einen Antrieb für
eine synchrone veränderliche drehende Hin- und Herbewegung
des oberen und des unteren drehbar gelagerten Bauteils,
einen Antrieb für eine intermittierende Drehung des mittleren
Bauteils um einen Quotientenwinkel entsprechend einer
bestimmten Quotientenzahl in einer Richtung nach der Beendigung
des Druckvorgangs, eine Verbindung zu jeder Sieb
druckform zum Übertragen der drehenden Hin- und Herbewegung
des oberen drehbar gelagerten Bauteils auf die Siebdruckform
und zum horizontalen Hin- und Herbewegen der Siebdruckformen
sowie je eine Verbindung zu Druckträgerhaltern zum
Übertragen der drehenden Hin- und Herbewegung des unteren
drehbar gelagerten Bauteils auf den Druckträger am Umfang
des mittleren drehbar gelagerten Bauteils im Abstand des
Quotientenwinkels, wobei die Verbindungen so eingestellt
sind, daß die Bewegungsgeschwindigkeit der Siebdruckformen
der Umfangsgeschwindigkeit der Druckträger entspricht, und
die Verbindung zu jedem Druckträgerhalter so eingestellt
ist, daß sie den Druckträger in seine ursprüngliche Drehposition
zurückführt, nachdem das mittlere drehbar gelagerte
Bauteil intermittierend gedreht worden ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Druckmaschine in schematischer
Darstellung,
Fig. 2 eine Perspektivansicht der erfindungsgemäßen
Druckmaschine nach Fig. 1,
Fig. 3 ein Bauteil der Druckmaschine nach Fig. 2 teilweise
im Schnitt,
Fig. 4 ein Futter für den Druckträger,
Fig. 4(a) einen vertikalen Querschnitt,
Fig. 4(b) einen Querschnitt durch die Linie A-A in Fig.
4(a),
Fig. 4(c) eine Seitenansicht des Futters der Fig. 4(a),
Fig. 5 eine Perspektivansicht einer Druckstation,
Fig. 6(a) eine Perspektivansicht eines Druckträgers mit
einer Druckzone,
Fig. 6(b) eine vereinfachte Darstellung des Bedruckens
eines Bechers,
Fig. 6(c) eine Perspektivansicht eines zu bedruckenden
Druckträgers mit bedruckter Seite,
Fig. 7 die Schemazeichnung einer pneumatischen Einheit,
Fig. 8(a) und 8(b) eine Grobdarstellung der Druckstationen,
Fig. 9 eine schematische Darstellung des Bedruckens
nacheinander zugeführter Druckträger mit verschiedenen
Mustern und
Fig. 10 die Explosionsdarstellung eines weiteren Ausfüh
rungsbeispiels der Erfindung.
Eine Mechanik für eine lineare Hin- und Herbewegung weist
eine erste Kurbel 1-1 mit variablem Drehradius auf, die mit
einer Welle 1-0 und einer weiteren Kurbel 1-2 mit ebenfalls
variablem Drehradius verbunden ist. Diese Kurbel ist
gegenüber der anderen Kurbel um 180° versetzt. Die Mechanik
1 setzt die Drehung der ersten Kurbel 1-1 in eine Hin-
und Herbewegung durch eine erste linear verschiebbare Füh
rungsplatte 1-3 um und die Drehbewegung der zweiten Kurbel
1-2 über eine zweite linear verschiebbare Führungsplatte
1-4 in eine Hin- und Herbewegung, die der Bewegung der
ersten Führungsplatte 1-3 entgegengesetzt ist.
Ein erstes Bauteil 2 ist frei um seine vertikale Mittelachse
1 drehbar gelagert. Das frei drehbar gelagerte Bauteil 2
weist ein erstes großes Kegelrad 2-1 am Umfang seines unteren
Teils und ein erstes großes Zahnrad 2-2 am Umfang seines
oberen Teils auf. Das große Zahnrad 2-2 des frei drehbar
gelagerten Bauteils 2 steht mit einer ersten Zahnstange
3-2 in Eingriff, die am Ende eines ersten Stößels 3-1 an
der ersten Führungsplatte 1-3 angeordnet ist und die lineare
Hin- und Herbewegung des ersten Stößels 3-1 in eine
drehende Hin- und Herbewegung umsetzt.
Ein zweites frei um die Achse 1 drehbar gelagertes Bauteil
4 befindet sich unterhalb des ersten frei drehbar gelagerten
Bauteils 2; es ist mit einem zweiten großen Kegelrad
4-1 am Umfang seines oberen Teils und einem zweiten
großen Zahnrad 4-2 am Umfang seines unteren Teils versehen.
Ein zweites großes Zahnrad 4-2 des zweiten frei drehbar
gelagerten Bauteils 4 befindet sich mit einer zweiten Zahnstange
3-4 in Eingriff, die am Ende eines zweiten Stößels
3-3 angeordnet ist, der von der Führungsplatte 1-4 ausgeht
und die lineare Hin- und Herbewegung des Stößels 3-3 in
eine drehende Hin- und Herbewegung umsetzt, die synchron
und in derselben Richtung wie die Bewegung des ersten frei
drehbar gelagerten Bauteils 2 abläuft.
Ein Schrittantrieb 5 dient zum intermittierenden Drehen
der Ausgangswelle 5-1 um einen Quotientenwinkel von 360°/n
in Pfeilrichtung, wobei n größer/gleich 2 ist. Der Schrittantrieb
arretiert die Ausgangswelle 5-1, während die beiden
Kurbeln 1-1 und 1-2 eine halbe Umdrehung vollführen und
dreht die Ausgangswelle 5-1 um den Quotientenwinkel, wenn
die Kurbeln die zweite Hälfte der Umdrehung vollführen.
Ein mit der Ausgangswelle 5-1 des Schrittantriebs 5 für
die intermittierende Drehung in Pfeilrichtung um den Quo
tientenwinkel verbundener Indextisch 6 befindet sich zwischen
dem ersten frei drehbar gelagerten Bauteil 2 und dem
zweiten frei drehbar gelagerten Bauteil 4. An dem Indextisch
6 befinden sich der Quotientenzahl entsprechende Futter
7 in den Quotientenwinkeln entsprechenden Abständen.
Die Futter 7 besitzen je eine radial nach außen verlaufende
Horizontalwelle 7-1, die wiederum an ihrem Ende ein zweites
kleines Kegelrad 7-2 trägt, das in ein zweites großes
Kegelrad 4-1 des zweiten frei drehbar gelagerten Bauteils 4
eingreift. Die Horizontalwelle 7-1 besitzt an ihrem anderen
Ende einen lösbaren Halter für einen horizontal angeordneten
Druckträger.
Am Umfang der Mittelachse 1 sind m Druckstationen angeordnet.
In jeder Druckstation befindet sich eine Siebdruckform
über dem Druckträger 8. Die Druckstation 9 befindet sich in
der Ruheposition des Druckträgers 8, der angehalten wird,
wenn der Schrittantrieb 6 seine intermittierende Drehung
beendet. Um in der Aufnahmestation das Einbringen des Druckträgers
in das Futter 7, dessen Herausnehmen aus dem Futter
7 und dessen Übergabe an einen Förderer (für diese beiden
Aufgaben kann auch eine Station eingerichtet sein) zu ermöglichen,
befindet sich die Druckstation in einem Bereich von
1 größer/gleich m größer/gleich n-1 in bezug auf die Aufnahme-
und die Übergabestation. Die Siebdruckform 9-1 der
Druckstation 9 ist so angeordnet, daß sie sich horizontal
in einer zur horizontal drehbaren Welle 7-1 des Futters 7
senkrechten Richtung bewegen läßt. Die Siebdruckform 9-1
wird horizontal bewegt, während die durch eine in vertikaler
Richtung auf dem feststehenden Tisch 10 verschiebbare
Rakel gegen den Druckträger 8 gedrückt wird.
Ein Siebdruckformantrieb 11 ist an dem ortsfesten Tisch 10
befestigt und besitzt eine radial nach außen verlaufende
Horizontal-Welle 11-1. Die Horizontal-Welle 11-1 besitzt am
einen Ende ein erstes kleines Kegelrad 11-2, das mit dem
ersten großen Kegelrad 2-1 des ersten frei drehbar gelagerten
Bauteils 2 kämmt, und am anderen Ende ein drittes
kleines Zahnrad 11-3.
Das dritte kleine Zahnrad 11-3 kämmt mit der Zahnstange
9-3, die mit der Siebdruckform 9-1 verbunden ist und sich
in der Bewegungsrichtung der Siebdruckform 9-1 erstreckt,
um diese hin und her zu bewegen.
Beim Antreiben der linearen Mechanik 1 dreht sich die Welle
1-0 in Pfeilrichtung (+) und bewegen sich die erste Füh
rungsplatte 1-3 und die zweite Führungsplatte 1-4 gleichzeitig
linear in der (+)-Richtung. Dabei drehen sich das erste
und das zweite frei drehbar gelagerte Bauteil 2, 4 in dieselbe
Richtung.
Während sich das erste frei drehbar gelagerte Bauteil 2 in
(+)-Richtung und bewegt sich die Siebdruckform 9-1 horizontal
in der (+)-Richtung. Die Drehung des zweiten frei
drehbar gelagerten Bauteils 4 in (+)-Richtung bewirkt ein
Drehen des Druckträgers 8 in der (+)- oder Bewegungsrichtung
der Siebdruckform 9-1. Als Folge wird der drehbar
gelagerte Druckträger 8 auf seiner Oberfläche mittels des
Rakels 9-2 und der Siebdruckform 9-1 bedruckt. Dies kann
mittels organischer Farbe, Keramikfarbe oder Kunststoffarbe
geschehen, die bei Normaltemperatur aushärten, oder mittels
UV-härtender Farben.
Im folgenden wird die Verschiebung der Siebdruckform 9-1
infolge Ausgangswellendrehung von Null auf 180° in der
(+)-Richtung berechnet.
R₁der Radius der ersten Kurbel 1-1
S₁Hub der ersten Führungsplatte 1-3
D₁₀Teilkreisdurchmesser des ersten großen Zahnrades
2-2
D₁₁Teilkreisdurchmesser des ersten großen Zahnrades
2-1
D₁₂Teilkreisdurchmesser des ersten kleinen Kegelrads
11-2 des Siebdruckformantriebs 11
D₁₃Teilkreisdurchmesser des dritten kleinen
Zahnrades 11-3 des Siebdruckformantriebs
11.
Es ist:
S₁ = 2 × R₁ (1)
Wenn der durch das Verschieben der ersten Führungsplatte
1-3 bewirkte Drehwinkel des ersten großen Zahnrades 2-2 R₁
ist, ergibt sich
S₁ = ½ × D₁₀ × R₁ (2)
Wenn R₁′ (rad) der Drehwinkel des ersten kleinen Kegelrads
11-2 ist, ergibt sich die folgende Formel, da der Drehwinkel
des ersten großen Kegelrads 2-1 gleich dem des ersten
großen Zahnrades 2-2 ist:
½ × D₁₂ × R₁′ = ½ × D₁₁ × R₁
Beträgt die Verlagerung der Siebdruckform 9-1 St₁ ergibt
sich, da das dritte kleine Kegelrad 11-3 und das erste kleine
Kegelrad 11-2 koaxial mit der Horizontal-Welle 11-1 verbunden
sind und das dritte kleine Zahnrad auch über R₁′
rotiert,
St₁ = ½ × D₁₃ × R₁′ (4)
Aus (1), (2), (3) und (4) folgt dann:
Im folgenden wird die Drehung des Druckträgers 8 berechnet,
wenn die Ausgangswelle 1-0 von 0° bis 180° in (+)-Richtung
rotiert:
R₂Radius der zweiten Kurbel 1-2
S₂Hub der zweiten Führungsplatte 1-4
D₂₀Teilkreisdurchmesser des zweiten großen
Zahnrades 4-2
D₂₁Teilkreisdurchmesser des zweiten großen Ke
gelrads 4-1
nQuotient des Schrittantriebs
D₂₁/nTeilkreisdurchmesser des zweiten kleinen Ke
gelrades 7-2 des Futters 7
DAußendurchmesser des Druckträgers 8
Dann ergibt sich
S₂ = 2 × R₂ (6)
wenn R₂ (rad) der Drehwinkel des zweiten großen Zahnrades
4-2 aufgrund des Hubs S₂ der Führungsplatte 1-4 ist, ergibt
sich
S₂ = ½ × D₂₀ × R₂ (7)
Wenn R₂′ (rad) der Rotationswinkel des zweiten kleinen Ke
gelrads 7-2 und der Rotationswinkel des zweiten großen Ke
gelrads 4-1 gleich dem des zweiten großen Zahnrads 4-2 ist,
ergibt sich:
R₂′ = n × R₂ (8)
Ist St₂ die durch die Drehung der horizontal drehbar gelagerten
Welle 7-1 des Futters 7 bewirkte Drehung des Druckträgers
8, folgt daraus, da das Futter 7 und der Druckträger
8 koaxial zu dem zweiten kleinen Kegelrad 7-2 angeordnet
und mit der Horizontal-Welle 7-1 verbunden sind, bei
einer Drehung von R₂′:
St₂ = ½ × D × R₂′ (9)
sowie nach (6), (7), (8) und (9):
Daraus ergibt sich, daß sich während der ersten halben Um
drehung der Ausgangswelle 1-0 in der (+)-Richtung die Sieb
druckform 9-1 und der Druckträger 8 beide in der (+)-Richtung
bewegen. Die Rotationsradien der ersten und der zweiten
Kurbel 1-1 bzw. 1-2 sind so eingestellt, daß der Hub
St₁ der Siebdruckform 9-1 gleich dem Drehweg St₂ des Druck
trägers 8 ist:
St₁ = St₂ (11)
Werden die Gleichungen (5) und (10) in die Gleichung (11)
eingesetzt, ergibt sich:
In Gleichung (12) sind n, D₁₀, D₁₁, D₁₂, D₁₃, D₂₀ Konstanten,
die konstruktiv festgelegt sind, so daß, wenn der Au
ßendurchmesser D des Druckträgers 8 feststeht, auch das
Verhältnis von R₁ zu R₂ festgelegt ist. Der Außendurchmesser
D des Druckträgers und der Hub St₁ der Siebdruckform
mit einem bestimmten Muster bestimmen R₁ in der Gleichung
(5) und R₂ in der Gleichung (12). Daher entspricht die Drehung
des Druckträgers 8 dem Hub der Siebdruckform 9-1. Da
die erste und die zweite Kurbel 1-1 bzw. 1-2 auf derselben
Welle sitzen und dieselben Bewegungszeiten besitzen, entspricht
die Drehgeschwindigkeit des Druckträgers 8 der Be
wegungsgeschwindigkeit der Siebdruckform 9-1; das ermöglicht
einen sauberen Druck. Demgemäß bedarf es, wenn sich
der Durchmesser des Druckträgers 8 ändert, nur einer Anpassung
der Radien der ersten und der zweiten Kurbel, um weiterhin
sauber zu drucken.
Dreht sich die Ausgangswelle 1-0 der Hubmechanik 1 von 180°
bis 360° in (+)-Richtung, bewegen sich die erste und die
zweite Führungsplatte in (-)-Richtung, gleichzeitig dreht
sich die Ausgangswelle 5-1 des Schrittantriebs um den durch
den Quotientenwinkel festgelegten Weg in Pfeilrichtung.
Wenn sich die erste Führungsplatte 1-3 in (-)-Richtung
bewegt, wendet sich das erste frei drehbar gelagerte Bauteil
2 und dreht sich dann in die (-)-Richtung; dadurch
wird die Siebdruckform 9-1 um die Strecke St₁ in die (-)-
Richtung bewegt und kehrt in die Ausgangslage zurück.
Wenn sich die zweite Führungsplatte 1-4 in (-)-Richtung
bewegt, dreht sich das zweite frei drehbar gelagerte Bauteil
4 auch in (-)-Richtung, wie das erste frei drehbar
gelagerte Bauteil 2, so daß sich der Druckträger 8 in die
(-)-Richtung um den Winkel R′ (rad) dreht und St₂ die Dreh
strecke in (-)-Richtung ist.
Die Drehung der Ausgangswelle 5-1 bewirkt eine Drehung des
Indextisches 6 um die Ausgangswelle 5-1 und so eine Horizon
talbewegung des Druckträgers 8 im Futter 7 entsprechend dem
vorgegebenen Quotientenwinkel.
Wenn sich das zweite kleine Kegelrad des Futters 7, das in
das zweite große Kegelrad 4-1 des frei drehbar gelagerten
Bauteils 4 eingreift in (+)-Richtung dreht, rotiert der
Druckträger 8 ebenfalls mit demselben Winkel in der
(+)-Richtung.
Das heißt während die Ausgangswelle 5-1 rotiert, wälzt sich das
zweite kleine Kegelrad 7-2 auf dem zweiten großen Kegelrad
4-1 um den Winkel 2π/n (rad) ab. Der Rotationswinkel R₃
ist durch
R₃ = 2π (13)
gegeben.
Dadurch vollführt der Druckträger 8 als Ergebnis der Drehung
der Ausgangswelle 5-1, eine vollständige Drehung in
(+)-Richtung.
So wird der Druckträger 8 gleichzeitig durch den Hub der
zweiten Führungsplatte 1-4 in (-)-Richtung und durch die
Drehung der Ausgangswelle (5-1) angetrieben. Ist R₄ (rad)
der Rotationswinkel des Druckträgers bei der zweiten Halbdrehung
der Horizontalwelle 1-0 ergibt sich
R₄ = -R₂′ + R₃
= -R₂′ + 2π (14)
= -R₂′ + 2π (14)
Da der Rotationswinkel des Druckträgers 8 bei der ersten
Halbdrehung der Ausgangswelle R₂′ ist, ergibt sich der Ge
samtrotationswinkel R₅ (rad) zu:
R₅ = R₂′ + R₄
= 2π (15)
= 2π (15)
Somit ergibt sich, daß die zweite Halbdrehung der Horizon
talwelle 1-0 der Hubmechanik 1 die Siebdruckform 9-1 in
ihre Ausgangslage zurückbewegt und den Druckträger 8 im
Verlauf der Drehung in den nächsten Abschnitt bewegt. Daraus
folgt, daß die Ausgangslage des Drucks auf dem Druckträger
8 dieselbe wie bei dem voraufgegangenen Druck ist. Bei
mehrfacher Wiederholung dieses Vorgangs ergibt sich ein
Mehrfarbendruck, dessen verschiedenen Farbaufträger der
Zahl der Druckstationen entspricht.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 werden die Hubmechanik
1 und der Schrittantrieb 5 von demselben Motor 12 ange
trieben. Die Drehung der Motorwelle mit variabler Geschwindigkeit
wird mittels eines Transmissionsriemens 13 a auf die
Kupplungs- und Bremseinheit 14 übertragen. Die Kupplungs-
und Bremseinheit 14 besitzt Riemenscheiben 14 a, 14 b, die
sich jeweils an einem Ende einer an beiden Seiten austretenden
Welle befinden. Eine Riemenscheibe 14 a ist mittels
eines Transmissionsriemens 13 b mit einem Untersetzungs
getriebe 1-5 der Hubmechanik 1 verbunden. Die andere Rie
menscheibe 14 b ist über Transmissionsriemen 13 c, 13 d mit
einem Untersetzungsgetriebe 5-2 des Schrittantriebs 5 verbunden.
Das Untersetzungsgetriebe 1-5 der linearen Hubmechanik 1,
besitzt zwei Ausgangswellen 1-0 mit gemeinsamer Achse. Jeweils
an den Enden der Ausgangswellen 1-0 befinden sich die
erste Kurbel 1-1 und die zweite Kurbel 1-2, deren Kur
bellängen sich verstellen lassen. Die erste und die zweite
Kurbel 1-1 bzw. 1-2 besitzen an ihren Enden Zapfen 1-1 a,
1-2 a, die sich innerhalb der vertikalen Führungsschlitze
1-3 a, 1-4 a der Führungsplatten 1-3, 1-4 bewegen.
Die erste und die zweite Führungsplatte 1-3, 1-4 lagern
jeweils verschiebbar auf einer horizontalen Führungsschiene
1-6, um eine lineare Bewegung der Führungsplatten zu ermöglichen.
Der erste Stößel 3-1, der die Hin- und Herbewegung der ersten
Führungsplatte 1-3 auf das erste frei drehbar gelagerte
Bauteil 2 überträgt, ist mit einem Ende an der ersten
Führungsplatte 1-3 und dem anderen an einer Führungsschiene
3-12 eines Linearlagers 3-11 befestigt. Das Linearlager
3-11 ist fest mit einer Konsole 3-13 verbunden, die wiederum
an einem stationären Tisch 10 befestigt ist. Die erste
Zahnstange 3-2, die an der Führungsschiene 3-12 geführt
ist, greift in das erste große Zahnrad 2-2 des ersten frei
drehbar gelagerten Bauteils 2 ein, so daß die lineare Hin-
und Herbewegung des ersten Stößels 3-1 in eine einfache
drehende Hin- und Herbewegung des ersten frei drehbar gelagerten
Bauteils 2 umgewandelt wird.
Der zweite Stößel 3-3, der die lineare Hin- und Herbewegung
der zweiten Führungsplatte 1-4 auf das zweite frei drehbar
gelagerte Bauteil 4 überträgt, ist mit einem Ende an der
Führungsplatte 1-4 und mit dem anderen Ende an der zweiten
Zahnstange 3-4 befestigt, die wie die erste Zahnstange 3-2
in das zweite große Zahnrad 4-2 des zweiten frei drehbar
gelagerten Bauteils 4 eingreift. Eine Konsole 3-13′, auf
der ein Linearlager 3-11′ fest montiert ist, sitzt ortsfest
im Maschinengehäuse.
Der Schrittantrieb 5 besitzt eine ringförmige Ausgangswelle
5-1, die sich um die Vertikalachse 1 dreht. In der Ausgangswelle
5-1 ist eine stationäre Hohlwelle 5-3 angeordnet. An
der Ausgangswelle 5-1 ist ein zylindrischer Hohlbolzen 20
befestigt, der mit einer Schaltscheibe 6 verbunden ist. In
dem Hohlbolzen 20 befindet sich ein stationärer zylindrischer
Hohlbolzen 21, der an dem stationären Tisch 10
befestigt ist.
Der stationäre Tisch 10, das erste frei drehbar gelagerte
Bauteil 2, die Schaltscheibe 6 und das zweite frei drehbar
gelagerte Bauteil 4 sind, wie in Fig. 3 dargestellt, angeordnet.
Der stationäre Tisch 10 ist fest mit dem oberen Ende des
stationären Bolzens 21 verkeilt. Das erste frei drehbar
gelagerte Bauteil 2 ist drehbar, aber axial bzw. in vertikaler
Richtung nicht verschiebbar an der äußeren Peripherie
einer Buchse 10 a des stationären Tisches 10 mittels eines
Lagers 22 befestigt.
Der Hohlbolzen 20 sitzt mit einem dazwischen befindlichen
Freiraum auf dem stationären Bolzen 21 und ist mit seinem
oberen Ende an der Schaltscheibe 6 befestigt. Das frei drehbar
gelagerte Bauteil 4 ist drehbar, aber axial nicht verschiebbar
mit dem Mantel des Hohlbolzens 20 über ein Lager
23 verbunden.
Auf dem stationären Bolzen 21 befindet sich zwischen dem
ersten frei drehbar gelagerten Bauteil 2 und der Schaltscheibe
6 ein Luftverteiler 24, der ein Vakuum in dem im
folgenden beschriebenen Saugfutter erzeugt oder Luft zuführt,
um den Druckträger 8 im Futter 7 zu halten. Der Luft
verteiler 24 besitzt einen ringförmigen oberen Luftanschluß
25 und einen gestuften ringförmigen unteren Luftverteiler
26, der drehbar im oberen Luftverteiler 25 gelagert ist.
Der obere Luftverteiler ist über einen nach unten wirkenden
Federverschluß an dem Bolzen 21 befestigt. Der untere Verteiler
ist an der Schaltscheibe 6 befestigt. Oberer und
unterer Verteiler besitzen beide Luftzuführöffnungen 28, 29
in einer dem Quotienten n entsprechenden Anzahl, die sich
von der Seite der Verteiler zu deren Achse erstrecken. Die
oberen Luftanschlußöffnungen 28 besitzen jeweils einen auf
einem Kreis angeordneten, nach unten gerichteten Verbin
dungskanal 28 a. Die unteren Luftanschlußöffnungen 29 besitzen
nach oben gerichtete Verbindungskanäle 29 a, die auf
demselben Kreis liegen wie die nach unten gerichteten Ver
bindungskanäle. Wenn die Schaltscheibe 6 an den Stationen
anhält, fluchtet der Verbindungskanal 28 a der oberen Luft
anschlußöffnung 28 mit dem Verbindungskanal 29 a, der unteren
Luftanschlußöffnung 29. Dadurch werden die oberen und
die unteren Luftanschlußöffnungen miteinander verbunden.
Der obere Luftverteiler 25 befindet sich an der unteren
Seite einer hufeisenförmigen Rille oder Ausnehmung (nicht
dargestellt), die mit Ausnahme der der Abgabestation zugeordneten
Öffnung, mit den oberen Luftanschlußöffnungen in
Verbindung steht, so daß beim Drehen der Schaltscheibe 6
der untere Luftverteiler 26 ständig an ein Vakuum angeschlossen
ist. Die Rille erübrigt eine Verbindung der oberen
Luftanschlußöffnungen mit allen Stationen. Da jedoch
die Möglichkeit besteht, daß sich weitere Druckträger von
ihrem Futter lösen, wenn sich ein Druckträger von seinem
Futter löst, und das Vakuum verlorengeht, sind die oberen
Luftanschlußöffnungen 28 mit allen Bereichen verbunden, um
Leckverluste zu vermeiden.
Die oberen Luftanschlußöffnungen 28 sind mit Luftröhren 30
verbunden, die zu einer später beschriebenen Luftquelle
führen, und die unteren Luftanschlußöffnungen 29 sind ebenfalls
mit Luftröhren 31 verbunden, die zu dem Futter führen.
Die an die Luftquelle angeschlossenen Luftröhren 30 verlaufen
im stationären Bolzen 21 durch kleine Öffnungen 21 a, in
dessen Wandung und schließlich zu den oberen Luftanschlüssen
28. Die Luftröhren 30, die mit der oberen Luftan
schlußöffnung 28 verbunden sind, werden mit Druckluft gespeist
oder sind mit der Atmosphäre verbunden. Die anderen
Luftröhren 30 sind an das Vakuum angeschlossen.
Im folgenden wird anhand der Fig. 7 die Luftquelle beschrieben,
die den oberen Verteiler 25 mit Druckluft und Vakuum
versorgt. Das Vakuum einer Vakuumpumpe 100 wird in einem
Speicher 101 zur Stabilisierung des Unterdrucks gespeichert.
Der Speicher 101 ist über die Luftröhren 30 mit den
oberen Luftanschlußöffnungen 28-2 bis 28-8, jedoch nicht
mit der Öffnung 28-1 für die Abgabestation, verbunden. Ein
manuelles Ventil 102 und ein Geschwindigkeitsregler 103 für
die Regelung des Druckluftflusses bei Wegnahme des Vakuums,
sind auf der Luftröhre 30 befestigt und mit dem Speicher
101 verbunden.
Das manuelle Ventil 102 ist mit einer Druckluftquelle verbunden.
Wenn der Druckträger 8 in der Abgabestation angelangt
ist, wird das manuelle Ventil 102 betätigt, um Druckluft
von Druckluftquelle zur oberen Luftanschlußöffnung
28-1 zu leiten, um den Druckträger 8 von der Saugglocke des
Futters 7 entfernen zu können.
Das Vakuum wird über das manuelle Ventil 102 zur oberen
Luftanschlußöffnung 28-1 geführt, um den Druckträger 8 in
der Abgabeposition im Futter 7 zu halten, und die Druckmaschine
einzustellen. Wird das manuelle Ventil 102 durch ein
Magnetventil ersetzt und das Vakuum nach der Druckluftzufuhr
wirksam, ist es möglich, den Druckträger in einer
der oberen Luftanschlußöffnung 28-1 entsprechenden Position
in die Maschine einzulegen oder ihn herauszunehmen. Im
Falle einer kurzen Haltezeit der Schaltscheibe 6, läßt sich
unter Umständen der bedruckte Druckträger 8 nicht aus dem
Futter 7 entnehmen und gegen einen Unbedruckten austauschen.
Diese Gefahr läßt sich durch Betätigen einer Kupplung
und Bremse 14 verhindern, um die Hubmechanik 1 und den
Schrittantrieb 5 für kurze Zeit anzuhalten. Das Betätigen
der Kupplung und Bremse 14 sowie des Magnetventils kann
durch einen Microcomputer gesteuert werden. Den in der
Aufgabe- und Abgabeposition ankommenden Druckträger zu erkennen
und ein Signal an den Microcomputer weiterzuleiten,
läßt sich beispielsweise durch einen Drehkodierer 5-4 an
dem Schrittantrieb 5, der synchron zur Ausgangswelle 5-1
rotiert und ein verschlüsseltes Signal an den Microcomputer
abgibt, einfach erreichen.
Das Futter 7 besitzt eine aus Fig. 4 ersichtliche Bauweise;
es besteht aus einem Lager 7-4 für eine horizontal drehbar
gelagerte Welle 7-1 und einer Luftkammer 7-5, an die eine
zur unteren Luftanschlußöffnung 29 des unteren Verteilers
26 führende Luftröhre 31 angeschlossen ist. Das Lager 7-4
und die Luftkammer 7-5 gemäß Fig. 4(c), können in bezug auf
die horizontale Richtung in der Vertikalen geneigt sein.
Die Horizontalwelle 7-1 besteht aus einem ersten Wellenteil
7-7 und einem zweiten Wellenteil 7-8, die durch eine Zahn
kupplung miteinander verbunden sind, die den Wellenteilen
eine große Winkelstellung ermöglicht, während sie mit gleicher
Geschwindigkeit rotieren. Der erste Wellenteil 7-7 ist
gegen die Kraft einer Spiralfeder 7-12 drehbar im Lager 7-4
gelagert. Der zweite Wellenteil 7-8 durchragt eine hermetisch
abgeschlossene Luftkammer 7-5. Die Wellenteile 7-7
und 7-8 sind zwischen dem Lager 7-4 und der Luftkammer 7-5
durch eine Zahnkupplung miteinander so verbunden, daß die
Wellenteile winklig zueinander verlaufen können, um die
äußere Mantelfläche des Druckträgers 8′ und 8′′ unabhängig
von deren Form in die Horizontale zu bringen.
Auf dem ersten Wellenteil 7-7 der Horizontal-Welle 7-1 befinden
sich zwei Kupplungshälften 7-9, 7-10. Eine Kupplungshälfte
7-9 ist drehbar auf dem ersten Wellenteil 7-7 über
ein Lager 7-11 angeordnet. Die andere Kupplungshälfte 7-10
ist auf dem ersten Wellenteil 7-7 axial verschiebbar verkeilt
und wird von einer Schraubenfeder 7-12 gegen die vor
ihr befindliche Kupplungshälfte 7-9 gedrückt, so daß die
beiden Kupplungshälften 7-9 und 7-10 ständig aneinander
liegen. Die Kupplungshälfte 7-9 ist mit dem zweiten kleinen
Kegelrad 7-2 verbunden, das in das zweite große Kegelrad
4-1 des frei drehbar gelagerten Bauteils 4 eingreift, um
dessen Hin- und Herbewegung über die andere Kupplungshälfte
7-10 auf den ersten Wellenteil 7-7 und des weiteren mittels
der Zahnkupplung 7-6 auf den zweiten Wellenteil 7-8 zu übertragen,
der sich mit gleicher Geschwindigkeit und Richtung
dreht, wie die des ersten Wellenteils 7-7.
Die Reibungskupplung wird durch Verschieben der Kupplungshälfte
7-10 in Richtung des Lagers 7-4 gegen die Kraft der
Schraubenfeder 7-12 geschaltet. Der Ein- und Auskuppelmecha
nismus der Reibungskupplung gemäß Fig. 4b besitzt: ein
Zapfenpaar 7-14 mit Lagern 7-13 an deren Enden, die in eine
am Umfang der Reibungsscheibe 7-10 umlaufende Rille 7-10 a
eingreifen, einen U-förmigen Rahmen 7-16, der an Zapfen
7-15 am Ende einer Achse 7-4 a, die sich horizontal vom
Lager 7-4 erstreckt und durch das Zapfenpaar 7-15 gehalten
wird, einen Nocken 7-17, der am unteren Ende des Rahmens
7-16 befestigt ist. Wenn die Schaltscheibe 6 gedreht und
der Nocken 7-17 auf einer Kurvenscheibe am Gehäuse geführt
wird, verschwenkt der Rahmen 7-16 in der (-)-Richtung (Fig.
4a), und die Zapfen 7-14 bewegen die Reibscheibe 7-10 in
Richtung des Lagers 7-4, um die Übertragung der Drehbewegung
des zweiten kleinen Kegelrades 7-2 auf die Horizontal-
Welle 7-1 zu verhindern. Die Kurvenscheibe hat die Aufgabe,
die Wellendrehung zu beenden, wenn der Druck längs einer
Achse von einer bestimmten Position auf dem Druckträger 8
aus (weiter unten dargestellt) aufgebracht ist, oder sie
ist in einer bestimmten Lage in bezug auf die Aufgabestation
und die Abgabestation angeordnet, um die Druckträgerdrehung
zu unterbrechen und dadurch das Einlegen und Entnehmen
zu vereinfachen.
Der zweite Wellenteil 7-8 der Horizontal-Welle 7-1 besitzt
an ihrem Ende einen lösbaren Saugkopf 7-18, um den Druckträger
8 durch Saugwirkung festzuhalten. Der zweite Wellenteil
7-8 besitzt einen axialen Durchgang 7-8 a, der sich vom
vorderen Ende nach hinten erstreckt und zur Luftkammer 7-5
führt.
Der Saugkopf 7-18 besitzt für eine Tasse als Druckträger 8
eine Paßscheibe 7-19, auf der die Tassenöffnung sitzt und
eine Tragwelle 7-20, die die Paßscheibe 7-19 durchragt und
mit ihr verbunden ist. Die Tragwelle 7-20 ist mit dem
zweiten Wellenteil 7-8 verschraubt, und besitzt einen axialen
Durchlaß 7-20 a. Die Luft in der Tasse 8 wird durch den
axialen Durchlaß 7-20 a, den Durchlaß 7-8 a und die Luftkammer
7-5 in die Luftröhre 31 abgesaugt. Dadurch wird in der
Tasse ein die Tasse auf der Paßscheibe 7-19 haltendes Vakuum
aufgebaut.
Der Druckträger 8 ist beim Bedrucken an seinem einen Ende
gehaltert. Da der Druck der Rakel 9-2 während des Druckens
eine Verlagerung der Wellenachse 7-1 bewirken kann, sollte
der Druckträger 8 bei seiner Drehung gemäß Fig. 2 auf Tragrollen
32 gelagert sein. Die Rollen 32 werden mittels eines
Zylinders 33 so auf- und abbewegt, daß deren Bewegung die
Horizontalbewegung des Druckträgers 8 durch die Schaltscheibe
6 nicht behindert. Der Zylinder 33 ruht auf einem Zylindersitz
34 an einem Träger 35. Bei diesem Ausführungsbeispiel
wird der Druckträger von unten abgestützt. Es ist
jedoch auch möglich, den Druckträger axial zu haltern.
Der Träger 35 besitzt einen Fühler 37 mit einem Microschalter
36, der den Druckträger 8 berührt und feststellt, ob
der Druckträger vom Saugkopf 7-18 gehalten wird, wenn dieser
zum Träger 35 bewegt wird. Wenn der Fühler 37 feststellt,
daß sich auf dem Saugkopf 7-18 kein Druckträger
befindet, beendet die Quetschrolle 9-2 ihre Abwärtsbewegung,
um zu verhindern, daß Druckfarbe durch die Siebdruckform
9-1 austritt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sitzt der Druckträger 8,
eine Tasse, mit ihrem offenen Ende auf dem Saugkopf 7-18.
Es ist ebenfalls möglich, den Druckträger an der Unterseite
abzustützen, je nach seiner Form und den Druckbedingungen.
In diesem Fall kann der Saugkopf die Form einer Schüssel
besitzen, der Druckträger kann jedoch auch durch einen
Luftzylinder gehalten werden.
Der Siebdruckformantrieb 11 besteht aus einer horizontal in
einem Lager 11-4 am stationären Tisch 10 drehbar gelagerten
Welle 11-1. Die Welle 11-1 besitzt am Ende ein erstes
kleines Kegelrad 11-2, das mit dem ersten großen Kegelrad
2-1 des ersten frei drehbar gelagerten Bauteils 2 kämmt.
Die Welle trägt an ihrem anderen Ende ein drittes kleines
Kegelrad 11-3, das mit der Zahnstange 9-3 der Druckstation
9 kämmt.
In der Druckstation 9 befinden sich die Siebdruckform und
die Rakel. Zur Druckstation gehört eine Siebdruckformhalterung
9-6 mit einem Rahmen 9-4, mit einer gedachten quatratischen
Ebene und einer Lasche 9-5 als Teil des Rahmens 9-4,
eine Siebdruckform 9-1, die am Rahmen 9-4 der Siebdruckform
halterung 9-6 mittels zweier Halterungen 9-7 befestigt ist,
die ein Justieren auf der Siebdruckform 9-1 in beliebiger
Richtung, vertikal oder in Längsrichtung ermöglichen, eine
lineare Zahnstange 9-3, die an einem vorderen Bauteil 9-4 a
des Rahmens 9-4 befestigt ist und in das dritte kleine
Kegelrad 11-3 eingreift, sowie eine Gleitführung 9-8 mit
einer die Siebdruckformhalterung 9-6 in horizontaler Richtung
verschiebbar führenden Tragschiene 9-5.
Der Rakelkopf besitzt: eine Konsole 9-10, in der die vertikale
Lage der Rakelstange 9-9 justiert ist, die sich von
der Rakel vertikal nach oben erstreckt, ein erster Zylinder
9-11 mit einer vertikalen Stange, die an der Konsole 9-10
befestigt ist, und einen zweiten Zylinder 9-12, mit einer
sich radial erstreckenden Kolbenstange, die auf dem stationären
Tisch 10 und am ersten Zylinder 9-11 befestigt ist.
Wenn der Druckträger 8 gedreht und auf seinem gesamten
Umfang bedruckt wird, verharrt der zweite Zylinder 9-12 in
Ruhe und wird der erste Zylinder 9-11 angetrieben, um die
Rakel 9-2 mit angemessenem Druck gegen die Siebdruckform
9-1 zu drücken und dadurch die Siebdruckform auf die Oberfläche
des Druckträgers 8 zu drücken.
Die Siebdruckform 9-1 wird mittels der Halterungen 9-7 so
justiert, daß sie sich 2 bis 3 mm über der Oberfläche des
Druckträgers 8 befindet. Dadurch wird ein unbeabsichtigtes
Bedrucken bei einer Bewegung des Druckträgers 8 verhindert.
Wenn der Druckträger 8 einen über die Länge gleichmäßigen
Durchmesser besitzt, läßt sich ein korrektes Drucken durch
horizontales Bewegen der Siebdruckform 9-1 in Drehrichtung
des Trägers 8 erreichen. Ist der Druckträger 8 jedoch
kegelstumpfförmig, besteht zwischen seinen Enden ein Ge
schwindigkeitsgefälle, das einen Fehldruck bewirkt, der
durch die folgenden Maßnahmen vermieden wird. Die Luftkammer
7-5 des Futters ist gemäß Fig. 5 geneigt, die an dem
vorderen Teil 9-4 a des Rahmens 9-4 angeordnete Zahnstange
9-3′ ist gebogen und die Tragschiene 9-5 ist so auf dem
Ständer 9-8′ gelagert, daß sie um die Drehachse P schwingen
kann. Die Siebdruckform 9-1 wird dann durch das Eingreifen
des kleinen Zahnrades 11-3 in die Zahnstange 9-3′ um die
Achse P verschwenkt. Dadurch wird ein korrekter Druck auch
auf kegelstumpfförmige Druckträger erreicht. Ist die Zahnstange
9-3′ gekrümmt, so ist ein Eingreifen des dritten
kleinen Kegelrades theoretisch nicht richtig. Durch Verringern
des Querschnitts der Zahnstange 9-3′ läßt sich eine im
wesentlichen ebene Verbindung erreichen, die eine ebene
Schwingbewegung der Siebdruckform 9-1 erlaubt. Soll die
Siebdruckform 9-1 mit einer höheren Genauigkeit schwingen
bzw. pendeln, können das dritte kleine Zahnrad 11-3 und die
Zahnstange 9-3′ gegen Kegelräder ausgetauscht werden.
Die bisherige Beschreibung bezieht sich auf den Fall, daß
der Druckträger 8 nicht eine bestimmte Startposition erfordert,
sondern gedreht wird, um auf seiner gesamten Umfangsfläche
farbig bedruckt zu werden. Gemäß Fig. 6(a) ist auch
ein Bedrucken ausschließlich im schraffierten Bereich der
Mantelfläche durch Drehen des Druckträgers möglich.
Das geht, weil sich die Bewegung der Siebdruckform 9-1 und
die Drehung des Druckträgers 8 fortlaufend durch Einstellen
der Drehradien der ersten Kurbel 1-1 und der zweiten Kurbel
1-2 verändern lassen. Des weiteren bleibt die Startposition
auf dem Druckträger 8 in jeder Druckstation immer dieselbe,
selbst wenn sich der Drehradius der zweiten Kurbel 1-2
ändert, da die Hinundherbewegung der zweiten Kurbel 1-2 so
eingestellt ist, daß sich der Druckträger 8 hin- und herdreht.
Daher läßt sich durch Einstellen der ersten und der
zweiten Kurbel 1-1, 1-2, die eine Bewegung um die dem
Umfangsteil L entsprechende Strecke der zu bedruckenden
Teiloberfläche bewirken, ein Farbdruck ausschließlich in
einem bestimmten Teilbereich des Druckträgers 8 durchführen.
Dann läßt sich, wenn in der Aufgabestation der Druckstartpunkt
bestimmt wird und sich der Druckträger im Futter
7 befindet, ein Farbdruck 8 an beliebiger Stelle aufbringen.
Soll beispielsweise ein großer Krug 8 a mit einem Griff
gemäß Fig. 6(b) bedruckt werden, kann dessen Oberfläche,
exklusive Griffbereich, mit einer Siebdruckform 9-1′, deren
Querschnitt einem umgekehrten Trapez entspricht, farbig bedruckt
werden. Diese Konfiguration ist aufgrund der nicht
vollständigen Drehung des Druckträgers möglich.
Ebenso lassen sich verschiedene Muster in vielen Farben,
mit Hilfe einer kontrollierten Vertikalbewegung der Rakel
9-2 in jeder Druckstation mittels eines Microcomputers auf
aufeinanderfolgend eingebrachte Druckstoffe aufbringen.
So wird gemäß Fig. 9 ein zweifarbiges Muster A in der ersten
Druckstation 9 A und der zweiten Druckstation 9 B sowie
in der dritten Druckstation 9 C und der vierten Druckstation
9 D ein Farbdruck B aufgedruckt. In der fünften und
der sechsten Druckstation 9 E und 9 F wird ein Farbmuster
C aufgedruckt. Erreicht der erste Druckträger 8 die erste
und die zweite Druckstation 9 A, 9 B und hält dort an, wird
die Rakel 9-2 abgesenkt. Erreicht der Druckträger 8 die
dritte bis sechste Druckstation 9 C bis 9 F, wird die Rakel
am Absenken gehindert. Der zweite Druckträger wird lediglich
in der dritten und vierten Druckstation 9 C und 9 D bedruckt.
Der dritte Druckträger wird in der fünften und der
sechsten Druckstation 9 E und 9 F bedruckt. So sind auf jedem
aufeinanderfolgend in der Abgabestation entnommenen Druckträger
verschiedene Muster gedruckt.
Ein derartiges Drucksystem ermöglicht ein Abpacken mehrerer
Tassen nacheinander, etwa drei Tassen mit unterschiedlichen
Druckmustern.
Außer zum Farbmusterdruck auf der Mantelfläche des Druckträgers
bei dessen Drehung, läßt sich die diesem Ausfüh
rungsbeispiel entsprechende Druckmaschine auch für ein Sei
tenflächenbedrucken eines polygonal-zylinderförmigen Druckträgers
8 b gemäß Fig. 6(c) verwenden. Der betreffende Druckvorgang
wird im folgenden beschrieben.
Die Drehradien der ersten und der zweiten Kurbel 1-1, 1-2
werden auf Null gestellt; das erste und das zweite frei
drehbar gelagerte Bauteil 2, 4 werden festgelegt, um die
Bewegung der Siebdruckform 9-1 und des Druckträgers 8 zu
stoppen. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Druckträger
8 in einer Position, in der dessen zu bedruckende Fläche
nach oben weist und er am Saugkopf des Futters 7 befestigt
wird. Dann wird der Druckkopf für den Druck während der
ersten Halbdrehung der Ausgangswelle 1-0 der Hubmechanik 1
auf folgende Weise betätigt. Die Rakel 9-2 wird zuvor um
90° aus der in Fig. 2 dargestellten Position gedreht und
dann fixiert. Der erste Zylinder 9-11 wird herabgefahren,
um auf die Siebdruckform 9-1 Druck auszuüben. Darauf wird
der zweite Zylinder 9-12 eingeschaltet, um die Rakel radial
nach außen zu bewegen, wobei ein Muster auf eine Seitenfläche
des Druckträgers 8 b aufgebracht wird.
Nach dem Bedrucken wird der Schalttisch gedreht, um den
Druckträger 8 b einmal vollständig zu drehen und ihn zum
nächsten Bereich weiterzuleiten. Ist der Winkel bezüglich
der anliegenden Flächen des Druckträgers 8 b zu diesem Zeitpunkt
groß, wird er den Rahmen der Siebdruckform 9-1 berühren.
Um dem vorzubeugen, befindet sich am Maschinenrahmen
eine ringförmige Kurvenscheibe für den Nocken 7-17 der
Reibungskupplung, so daß die Reibungskupplung im Futter 7
öffnet und dadurch die Drehung der Horizontalwelle 7-1 und
des Druckträgers 8 beendet wird. Hierauf kann nun der
Druckträger zur nächsten Station weitergeleitet werden,
ohne sich zu drehen, um so einen Farbdruck nur auf eine
Seite des Druckträgers 8 b aufzubringen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird, wenn nur eine der Sei
tenoberflächen des Druckträgers 8 b gemäß Fig. 6(c) bedruckt
wird, die Reibungskupplung des Futters 7 mittels der ringförmigen
Kurvenscheibe geöffnet. Anstelle einer ringförmigen
Kurvenscheibe läßt sich in der Halteposition jedes Futters
7 ein Zylinder anordnen, der den Nocken 7-17 der Rei
bungskupplung betätigt. Die Reibungskupplung wird während
des Druckens geöffnet und geschlossen, wenn der Schalttisch
6 intermittierend gedreht wird, um ein Drehen des Druckträgers
8 zu ermöglichen. Gleichzeitig wird der Drehradius der
zweiten Kurbel 1-2 auf eine bestimmte Länge festgelegt. Die
Maschine ermöglicht auch den Druck verschiedener Muster auf
eine oder mehrere Seitenflächen des Druckträgers 8 b der
Fig. 6(c).
Dabei wird während des Druckens der Druckträger 8 b nicht
gedreht, da die Reibungskupplung des Futters 7 offen ist,
während bei intermittierendem Drehen des Schalttisches 6
die Reibungskupplung geschlossen und der Druckträger gedreht
wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Druckträger 8 um
360° gedreht, wenn der Drehradius der zweiten Kurbel 1-2
Null ist. Da der Drehradius der zweiten Kurbel jedoch auf
eine bestimmte Länge eingestellt ist, wird vor dem Anhalten
in jeder Stopposition der Druckträger 8 um einen bestimmten
Winkel ( Ψ ) gedreht. Auf diese Weise ist es durch Einstellen
des Winkels Ψ entsprechend dem Winkel zwischen den zu
bedruckenden Oberflächen möglich, alle Seitenflächen von
Polygonen, Zylindern oder einander gegenüberliegenden Flächen
zu bedrucken.
Das heißt, daß sich das zweite kleine Kegelrad 7-2 bei einem
Drehwinkel von R₂′ während des Druckens vom Ende des
Druckens bis zum Anhalten des Druckträgers 8 b in der nächsten
Stopposition um den Winkel -R₂′ + 2π dreht. Die
zweite Kurbel 1-2 sollte daher so eingestellt sein, daß
deren Rotationswinkel
Ψ = -R₂′ + 2 (rad)
ist.
Fig. 8 stellt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße
Druckmaschine dar, wenn der Quotient (n) auf 8 ist.
Gemäß Fig. 8(a) befindet sich neben der linearen Hubmechanik
1 eine Zuführung 38 für den Druckträger 8 zum
Futter. Neben der Zuführung 38 befindet sich eine Entnahme
vorrichtung 46, die den Druckträger 8 aus dem Futter herausnimmt.
In weiteren Teilbereichen befinden sich Druckstationen
9 a bis 9 e, bei denen sich jeweils verschiedene
Druckfarben auf der Siebdruckform befinden. Der Schalttisch
6 wird gegen den Uhrzeigersinn gedreht, um den Druckträger
8 nacheinander von der Druckstation zu den weiteren Stationen
zu befördern, bis die letzte Druckstation 9 e erreicht
ist.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8(b) befinden
sich die Zuführung 38 und die Entnahmevorrichtung 46
an im Vergleich zu Fig. 8(a) anderen Stellen und dreht sich
der Schalttisch im Uhrzeigersinn.
Um das Zuführen und Entnehmen des Druckträgers zu vereinfachen,
kuppelt die Reibungskupplung des Futters 7 aus, um
die Drehung des Saugkopfes 7-18 zu beenden, wenn das Futter
7 die Zuführung 38 und die Entnahmevorrichtung 46 erreicht.
Es besteht jedoch, wenn die Horizontal-Welle 7-1 bei ihrer
Rotation leicht geneigt ist, woraus eine Abweichung der
Startposition resultiert, wenn die Reibungskupplung wieder
eingerückt wird, nachdem sich der Druckträger 8 auf dem
Saugkopf befindet, eine Alternative. Die Reibungskupplung
bleibt dann stets eingerückt. Wenn das Futter 7 in der Stop
position eintrifft (der Druckkopf und damit verbundene Teile
sind noch nicht aktiviert), werden die lineare Hubmechanik
1 und der Schaltantrieb 5 durch die Kupplung und
Bremse 14 für eine bestimmte Zeit angehalten, während derer
der Druckträger 8 eingelegt wird. Dadurch wird eine durch
die Reibungskupplung verursachte Achsenabweichung vermieden
und eine erhöhte Genauigkeit der Ausrichtung des Druckträgers
erreicht.
Fig. 10 ist eine nicht detaillierte Perspektive einer anderen
erfindungsgemäßen Druckmaschine.
Bei diesem Ausführungsbeispiel greift das erste große Zahnrad
2-2 des ersten frei drehbar gelagerten Bauteils 2 in
das an der Motorwelle 200 a eines ersten Servomotors 200
befestigte Zahnrad 201 ein; das zweite große Zahnrad 4-2
des zweiten frei drehbar gelagerten Bauteils 4 greift in
da an der Motorwelle 202 a eines zweiten Servomotors 202
befestigte Zahnrad 203 ein. Der erste und der zweite Servomotor
200, 202 sind mittels eines computergesteuerten
Reglers synchronisiert und rotieren in entgegengesetzter
Richtung; ein dritter Servomotor 204 mit einer hohlen Motorwelle
204 a dreht intermittierend den Schalttisch 6.
Dieses Ausführungsbeispiel benötigt also für die Rotation
des ersten und des zweiten frei drehbar gelagerten Bauteils
2, 4 zwei mechanische Antriebe wie Nocken oder Kupplungen,
Das bedeutet, daß sich der Drehweg und die Drehgeschwindigkeit
des ersten und des zweiten frei drehbar gelagerten
Bauteils 2, 4 elektrisch steuern lassen. Der Quotientenwinkel,
die Drehgeschwindigkeit und die Haltezeit des Schalttischs
6, lassen sich ebenfalls leicht einstellen. Das
trägt zur Verringerung der Rüstzeiten und zur Vervielfältigung
der Druckmöglichkeiten bei.
Zusammenfassend besitzt die erfindungsgemäße Druckmaschine
eine Vielzahl von Vorteilen, derer einige im folgenden ausgeführt
werden:
Selbst wenn sich der Durchmesser des Druckträgers ändert,
läßt sich ein zufriedenstellender Mehrfarbendruck ohne
Schwierigkeiten durch Einstellen des Drehweges des oben und
des unteren drehbar gelagerten Bauteils erreichen; der Mehr
farbendruck ist auch auf einem Teilbereich der Mantelfläche
des Druckträgers oder beliebiger Seitenflächen polygonal-
zylindrischer Formen möglich; dies alles mit einer einzigen
Druckmaschine.
Claims (6)
1. Druckmaschine, bei der in der Stopposition des in der
Horizontalen intermittierend rotierenden Druckträgers
eine Siebdruckform über dem Druckträger mittels einer
vertikal beweglichen Rakel gegen den Druckträger gedrückt
wird, um einen Druck aufzubringen, gekennzeichnet
durch ein mittleres, ein oberes und ein unteres
drehbar gelagertes Bauteil mit gegenseitigem Abstand
voneinander und einer gemeinsamen Drehachse, einen Antrieb
für eine synchrone veränderliche drehende Hinund
herbewegung des oberen und des unteren drehbar gelagerten
Bauteils, einen Antrieb für eine intermittierende
Drehung des mittleren Bauteils um einen Quotientenwinkel
entsprechend einer bestimmten Quotientenzahl in
einer Richtung nach der Beendigung des Druckvorgangs,
eine Verbindung zu jeder Siebdruckform zum Übertragen
der drehenden Hinundherbewegung des oberen drehbar ge
lagerten Bauteils auf die Siebdruckform und zum hori
zontalen Hinundherbewegen der Siebdruckformen, je eine
Verbindung zu Druckträgerhaltern zum Übertragen der
drehenden Hinundherbewegung des unteren drehbar gelagerten
Bauteils auf den Druckträger, die am Umfang des
mittleren drehbar gelagerten Bauteils im Abstand des
Quotientenwinkels, wobei die Verbindungen so eingestellt
sind, daß die Bewegungsgeschwindigkeit der Sieb
druckformen der Umfangsgeschwindigkeit der Druckträger
entspricht, und die Verbindung zu jedem Druckträgerhalter
so eingestellt ist, daß sie den Druckträger in
seine ursprüngliche Drehposition zurückführt, nachdem
das mittlere drehbar gelagerte Bauteil intermittierend
gedreht worden ist.
2. Druckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb eine erste und eine zweite lineare
Hubmechanik für eine synchrone Hinundherbewegung mit
veränderlichem Hub besitzt.
3. Druckmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
Antriebsmotoren für das obere und das untere drehbar
gelagerte Bauteil.
4. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß eine flügelartige Siebdruckform
hin- und herbeweglich ausgebildet ist.
5. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Druckträgerhalter verschwenkbar
gelagert ist.
6. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rakel sich in Richtung
in bezug auf die Siebdruckform verändern und sich
bezüglich der Längsachse des Druckträgers bewegen läßt.
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