DE3744361A1 - Druckmaschine - Google Patents

Druckmaschine

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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 × R
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 R(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 R(rad) der Rotationswinkel des Druckträgers bei der zweiten Halbdrehung der Horizontalwelle 1-0 ergibt sich
R₄ = -R₂′ + R
   = -R₂′ + 2π (14)
Da der Rotationswinkel des Druckträgers 8 bei der ersten Halbdrehung der Ausgangswelle R₂′ ist, ergibt sich der Ge­ samtrotationswinkel R(rad) zu:
R₅ = R₂′ + R
   = 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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