EP0315818B1

EP0315818B1 - Siebdruckmaschine

Info

Publication number: EP0315818B1
Application number: EP88117631A
Authority: EP
Inventors: Karl Kölblin; Peter Geiger
Original assignee: Werner Thieme GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Current assignee: Werner Thieme GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Priority date: 1987-11-09
Filing date: 1988-10-22
Publication date: 1993-09-01
Anticipated expiration: 2008-10-22
Also published as: DE3738038A1; JPH01156064A; DE3883710D1; EP0315818A3; DE3738038C2; ATE93769T1; US4989510A; EP0315818A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Siebdruckmaschine mit einem ebenen Drucktisch und mit einer in einem Gestell über dem Drucktisch hin- und hergeführten Rakel, sowie mit einem Siebrahmen, der um eine in einer senkrecht zur Rakelbewegung verlaufenden Mittelebene angeordneten Schwenkachse schwenkbar angeordnet und mit Einrichtungen zum Anheben beidseits von der Schwenkachse versehen ist.
Bei allen bekannten Siebdruckmaschinen muß der Siebrahmen hinter der über das Sieb bewegten Rakel so angehoben werden, daß sich das Sieb von der auf dem zu bedruckenden Bogen aufgebrachten Farbe ablöst. Nachteilig ist, daß diese Abhebebewegung nur an einer Seite des Siebrahmens vorgenommen werden kann. Bei manchen Druckvorgängen, insbesondere beim Bedrucken elektrischer Leiterplatten, ist es oft aber nicht möglich, z.B. den sogenannten Lötstopplack mit einer Rakelbewegung nur in einer Richtung in die sehr engen Zwischenräume zwischen benachbarten Leiterbahnen einzubringen, die durch das Abätzen einer Kupferschicht plastisch erhaben auf der Leiterplatte sitzen. Die zwischen den Leiterbahnen befindlichen Zwischenräume sind teilweise so eng, daß sie bei einer Rakelbewegung nur in einer Richtung nicht ausreichend gefüllt werden. Eine Rakelbewegung in beiden Richtungen, die auch bei bekannten Siebdruckmaschinen im Prinzip möglich ist, kann aber nur in einer Richtung mit einem einwandfreien Abheben des Siebes von der bedruckten Fläche verbunden werden.
Es ist in dieser Hinsicht zu bemerken, daß beim Siebdruck wegen des Abstandes, um den das Sieb über dem Drucktisch liegt und um den es durch den Rakeldruck nach unten auf die zu bedruckende Fläche gedrückt wird, stets ein sogenannter geometrischer Druckfehler auftritt, der durch das einseitige Anheben des Siebrahmens hinter der durchlaufenden Rakel mindestens teilweise ausgeglichen werden kann. Es ist auch schon vorgeschlagen worden (DE-PS 27 43 234), den Siebrahmen während der Rakelbewegung nicht um eine am Ende der Rakelbewegung gelegene, unmittelbar am Siebrahmen angeordnete Schwenkachse hochzuschwenken, sondern um eine oberhalb der Siebrahmenebene und im Abstand zum Ende des Siebrahmens gelegene Achse zu verschwenken. Mit dieser Maßnahme ist es zwar möglich, den geometrisch bedingten Druckfehler und möglicherweise auch den durch die Netzdehnung bedingten Druckfehler teilweise auszugleichen. Dies ist aber, wie bei allen anderen bekannten Siebdruckmaschinen nur dann möglich, wenn die Rakel in einer Richtung über das Sieb bewegt wird.
Aus der GB-A 20 13 572 ist eine Siebdruckmaschine mit einem großen Drucktisch bekannt, die die Aufgabe lösen soll, den Durchhang des Siebes auszugleichen. Dazu ist der Siebrahmen an seinen beiden Endteilen mit Anhebestangen versehen, die in Abhängigkeit von der Bewegung der Rakel so gesteuert werden, daß der Siebrahmen jeweils mit einem Ende angehoben werden kann, während das andere Ende unten bleibt. Der Siebrahmen führt daher eine Wippbewegung über einen Scheitelpunkt in der Mitte des Rahmens aus. Bei dieser Bauart kann zwar ein Anheben des Siebrahmens für beide Rakelbewegungsrichtungen und zumindest ein teilweiser Ausgleich des beim Siebdruck auftretenden Druckfehlers erreicht werden, die Steuerung der Anhebeeinrichtung ist aber aufwendig und anfällig.
Aus der EP-A 0 208 669 ist ebenfalls eine Siebdruckmaschine mit einem schwenkbaren Siebrahmen bekannt. Auch hier wird der Siebrahmen nur an den Enden gehalten und mit Hilfe eines an einem Ende angreifenden Pneumatikzylinders in seiner Bewegung gesteuert.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Siebdruckmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels der das Anheben des Siebrahmens für beide Rakelbewegungsrichtungen ohne großen Steuerungsaufwand möglich ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schwenkachse durch zwei vom Siebrahmen aus jeweils nach außen abstehende Wellenzapfen gebildet ist, die jeweils in einer senkrecht verschiebbaren Kulisse gelagert sind, daß die Kulisse an einer senkrechten Führungsschiene seitlich geführt ist, die fest am Gestell angeordnet ist, und daß die Einrichtungen zum Anheben aus parallel zum Längsrand des Siebrahmens verschiebbaren Schlitten bestehen, die mit Hebeschrägen versehen sind, auf denen seitliche Führungszapfen des Siebrahmens laufen. Dadurch wird eine sehr einfache, maßgenaue und sichere Steuerung der Schwenkbewegung des Siebrahmens erreicht. Der Siebrahmen wird dabei abhängig von der Rakelbewegung stets so angehoben, daß er hinter der fortlaufenden Rakel hochgehoben ist. Somit kann ein Druckfehler auch dann ausgeglichen werden, wenn beispielsweise bei der Herstellung von Leiterplatten ein Druck durch eine zweifache Rakelbewegung in beiden Richtungen erfolgen muß. Die erfindungsgemäße Lösung bietet auch den Vorteil, daß, bedingt durch die Schwenkbewegung des Siebrahmens um seine Mitte, der - in der Rakelbewegung gesehen - vor oder hinter der Schwenkachse liegende Teil des Siebrahmens gegenüber dem Drucktisch unterschiedliche Relativbewegungen durchführt, die einander entgegengesetzt sind. Diese unterschiedlichen Bewegungen, die sich in einer entgegengesetzten Verschiebung von Teilen des Siebes gegenüber dem Drucktisch auswirken, lassen es in einfacher Weise zu, den geometrischen Druckfehler, der ebenfalls über die Länge des Siebrahmens unterschiedliche Vorzeichen aufweist, auszugleichen. Gleichzeitig wird aber auch - bedingt durch den Siebdruckprozeß - ein gewisser Ausgleich der Längendehnung des Siebes dadurch erreicht, daß die Schwenkbewegung des Siebrahmens erst bei Beginn der Rakelbewegung einsetzt. Daher werden erst größere Schwenkwinkel erreicht, wenn die Rakel schon eine größere Strecke auf dem Sieb zurückgelegt hat. Dadurch wird analog der größer werdenden Siebdehnung während der Rakelbewegung ein entsprechend entgegengesetzter Ausgleich möglich.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Kulisse mit je zwei seitlich an der Führungsschiene anliegenden Rollen versehen. Dadurch ist es möglich, den Abstand des Siebrahmens zum Drucktisch im Endbereich der Rakelbewegung trotz der Schwenkbewegung um die Mittelachse gleichzuhalten.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Hebeschrägen Teil einer Schlitzführung in den Schlitten, die aus zwei einen stumpfen Winkel einschließenden Schlitzteilen besteht, deren Länge parallel zum Drucktisch jeweils gleichgroß ist. Dadurch tritt keine Änderung des Abstandes des Siebrahmens relativ zur Tischoberfläche bei der Anhebebewegung auf.
Zur Relativverschiebung der Schlitten gegenüber dem Drucktisch und dem Siebrahmen ist es vorteilhaft und einfach, einen Verschiebeantrieb für beide Schlitten vorzusehen, der aus Zugstangen besteht, die beide Schlitten mit einem am Gestell der Siebdruckmaschine schwenkbar gelagerten Schwenkhebel verbinden, welcher seinerseits mit einem Antrieb zu seiner Hin- und Herbewegung gesteuert, veranlaßt werden kann.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgestatteten Siebdruckmaschine, in der Stellung mit ungeschwenktem Siebrahmen,
Fig. 2: die vergrößerte Teilschnittdarstellung nach der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3: eine vergrößerte Detaildarstellung eines der beiden verschiebbar gegenüber dem Maschinengestell geführten Schlitten und
Fig. 4: eine schematische Darstellung der beim Schwenken des Siebrahmens auftretenden Verhältnisse.

In der Fig. 1 ist eine Siebdruckmaschine gezeigt, deren Drucktisch (1) in nicht näher dargestellter Weise innerhalb eines Maschinengestelles (2) angeordnet ist. Das Maschinengestell (2) besteht im wesentlichen aus einem Grundgestell mit auf dem Boden aufstellbaren Stützen (20), in denen Führungssäulen (23) gehalten sind, mit denen zwei parallel zueinander verlaufende Rakelführungsbalken (21) verbunden sind. Zwischen diesen Rakelführungsbalken (21) kann eine nicht gezeigte Rakel in Richtung der Pfeile (5) parallel zum Drucktisch (1) hin- und hergeführt werden. Am Gestell (2) ist außerdem eine Führung (26) fest angeordnet und es sind an dieser Führung (26) geführte Aushubschienen (22) vorgesehen, zwischen denen ein Siebrahmen (3) mit einem nicht gezeigten Drucksieb gehalten ist.
Der Siebrahmen (3) ist, wie insbesondere aus der Fig. 2 erkennbar ist, mit einer Schwenkachse (4) versehen, die durch die senkrecht zur Rakelbewegung (5) verlaufende Mittelebene (6) des Siebrahmens (3) verläuft. Diese Schwenkachse (4) wird gebildet durch zwei im Bereich der gegenüberliegenden Längsseiten (3a) des Schwenkrahmens (3), an den Aushubschienen (22) mit einem Flansch (8a) befestigte und nach außen abstehende Wellenzapfen (8), von denen in Fig. 2 nur einer gezeigt ist. Diese Wellenzapfen (8) sind schwenkbar in einer Kulisse (9) gehalten, die ihrerseits in Richtung der Mittelebene (6), d.h. senkrecht zum Drucktisch (1) verschiebbar an einer Führungsschiene (10) geführt ist, die fest am Gestell (2) der Siebdruckmaschine, beim Ausführungsbeispiel fest an jeweils einem der Rakelführungsbalken (21) angeordnet ist.
Die Kulisse (9) ist mit vier nach außen abstehenden Rollen (11) versehen, von denen sich jeweils zwei links und rechts an die Außenkanten der Führungsschiene (10) anlegen und so die Senkrechtführung der Kulisse (9) und damit der Schwenkachse (4) des Siebrahmens (3) sichern. In der Aushubschiene (22), in der der Siebrahmen (3) liegt, ist im Bereich der Wellenzapfen (8) eine schlitzartige Ausnehmung (22a) vorgesehen, die senkrecht zum Siebrahmen (3) verläuft und das Verstellen der Wellenzapfen (8) und der Kulisse (9) in der Höhe erlaubt. Dadurch kann die Höhe der Schwenkachse (4) gegenüber dem Siebrahmen (3) verändert werden.
Fest an den gegenüberliegenden Rakelführungsbalken (21) sind jeweils plattenartige Schlittenführungen (16) vorgesehen, die im Bereich der beiderseitigen, in Richtung der Rakelbewegung (5) gelegenen Enden des Drucktisches (1) angeordnet sind. Diese Schlittenführungen (16) sind jeweils mit schlitzartigen Längsführungen (25) ausgerüstet, die jeweils parallel zum Drucktisch (1) verlaufen. In beide dieser schlitzartigen Längsführungen (25) greifen jeweils Gleitsteine (24) ein, die fest mit plattenartigen Schlitten (12, 12′) verbunden sind. Die Schlitten (12, 12′) sind auf diese Weise parallel zum Drucktisch (1) verschiebbar. Sie stehen beide über eine Verbindungsstange (18′) miteinander in Verbindung und sind mit einer weiteren Zugstange (18) mit einem Schwenkhebel (19) verbunden, der am Gestell (2) bzw. jeweils am Rakelführungsbalken (21) schwenkbar angeordnet ist und in nicht näher dargestellter Weise mit einem Schwenkantrieb verbunden ist, der wahlweise eine Verschwenkung des Hebels im Sinne der Pfeile (27) ermöglicht.
In den Schlitten (12, 12′) ist, wie aus Fig. 3 erkennbar ist, jeweils eine Schlitzführung (15) vorgesehen, die aus zwei unter einem stumpfen Winkel gegeneinander geneigten Schlitzteilen 15a und 15b) besteht. Der Schlitzteil (15a) ist dabei parallel zur Oberfläche des Drucktisches (1) verlaufend ausgebildet. Der Schlitzteil (15b) steigt relatiy zum Drucktisch (1) schräg nach außen an und bildet eine Hebeschräge (13), auf die noch eingegangen werden wird. Parallel zum Drucktisch (1) gemessen, weisen die beiden Schlitzteile (15a und 15b) die gleiche Länge auf.
Wie Fig. 1 zeigt, weisen dabei die Schlitzführungen (15 bzw. 15′) der beiden Schlitten (12 bzw. 12′), die jeweils den Bereichen der Enden des Drucktisches (1) zugeordnet sind, eine identische, aber spiegelbildlich zur Mittelebene (6) angeordnete Ausbildung auf. In beide Schlitzführungen (15 und 15′) greifen Führungszapfen (14) ein, die im Bereich der Enden des Drucktisches (1) fest an den Aushubschienen (22) angeordnet sind, an denen der Siebrahmen (3) gehalten ist. Durch eine Relativverschiebung der Schlitten (12 und 12′) gegenüber dem Gestell (2) wird daher eine Schwenkbewegung des Siebrahmens (3) um die Schwenkachse (4) bewirkt, wobei bei einer Bewegung der Schlitten (12, 12′) in der Fig. 1 aus der gezeigten Lage nach links die rechte Seite des Siebrahmens (3) angehoben wird und der Bereich des Siebrahmens (3), der am linken Ende des Drucktisches (1) durch die Führungszapfen (14) gehalten wird, zwar seinen Abstand gegenüber dem Drucktisch (1) nicht ändert, wohl jedoch seine Relativlage zum Drucktisch (1).
Das wird im einzelnen aus der schematischen Fig. 4 deutlich, wo die Verhältnisse der Relativlage des Siebrahmens (3) zum Drucktisch (1) bei einer Schwenkbewegung des Siebrahmens (3) im Gegenuhrzeigersinn gezeigt sind und wie sie bei einer Rakelbewegung vorgenommen wird im Sinne des Pfeiles (28). Bei einer Verschwenkung des Rahmens (3) um die Schwenkachse (4), die in der Mittelebene (6) des Siebrahmens (3) angeordnet ist, werden die rechts von der Schwenkachse (4) liegenden Rahmenteile, die in die Stellung (3′) geschwenkt werden, im Sinne des Pfeiles (28) um den Betrag (+ d) in ihrer Relativlage zum Drucktisch (1) verschoben, wenn das Sieb, wie bekannt, beim Druckvorgang von der Rakel gegen die Oberfläche des Drucktisches (1) gedrückt wird. Die links von der Schwenkachse liegenden Teile des Siebrahmens (3) dagegen werden um den Betrag (- d) entgegen der Richtung des Pfeiles (28) relativ zum Drucktisch (1) verschoben. Da es bekannt ist,daß der geometrische Fehler beim Siebdruck,bedingt durch den, wenn auch geringen, Abstand des Siebrahmens (3) von der Drucktischoberfläche und bedingt durch das Herunterdrücken durch den Rakel, sich ebenfalls bezüglich der Mittelebene (6) entsprechend, allerdings aber umgekehrt zu den Verschiebungen (a) gemäß Fig. 4 verhält, dann wird deutlich, daß durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine sehr einfache, aber wirksame Methode geschaffen ist, um den geometrischen Fehler beim Siebdruck ausgleichen zu können. Dazu ist keine komplizierte Siebrahmenbewegung notwendig. Es reicht die Schwenkung um die Schwenkachse (4).
Es ist außerdem bekannt, daß, bedingt durch den Rakeldruck auf das Sieb und durch die dadurch entstehende Dehnung des Siebes, auch noch ein zusätzlicher Druckfehler auftritt, der von den Elastizitätseigenschaften des Siebes und vom Rakeldruck abhängt und der mit zunehmender Rakelbewegung, im Fall der Fig. 4 daher mit zunehmender Bewegung der Rakel im Sinne des Pfeiles (28), immer größer wird. Diesem Fehler wirkt auch die erfindungsgemäße Schwenkbewegung des Siebrahmens (3) entgegen, wenn der Schwenkwinkel entsprechend groß gewählt wird. Ein gewisser Ausgleich dafür, daß dieser Siebdehnungsfehler zu Anfang der Rakelbewegung kleiner ist, wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung dadurch erreicht, daß die Schwenkbewegung des Siebrahmens (3) erst mit Beginn der Rakelbewegung eingeleitet wird, so daß der Schwenkwinkel, den der Siebrahmen (3) zurücklegt, auch mit zunehmender Bewegung der Rakel in Richtung des Pfeiles (28) größer wird. Die Verschiebung der Siebteile in Richtung des Pfeiles (28) wird daher zu Beginn der Rakelbewegung zunächst sehr klein sein und erst mit zunehmendem Rakelweg größer werden. Hierdurch kann ein Ausgleich der Siebdehnung qualitativ erfolgen.
Zu bemerken ist, daß auch durch die Parallelführung der Führungszapfen (14) des Siebrahmens (3) keine anderen Verhältnisse in der Lage des Siebrahmens (3) zum Drucktisch (1) eintreten, als sie in der Fig. 4 gezeigt sind. Durch die Führung der senkrechten Mittelebene (6) wird bei einer Schwenkbewegung des Siebrahmens (3) stets auch eine Längsverschiebung der Führungszapfen gegenüber dem Drucktisch (1) eintreten, die ermöglicht wird durch die Schlitzteile (15a) der Schlitzführungen (15) in den beiden Schlitten (12 und 12′).
Wie ohne weiteres erkennbar ist, läßt sich durch die erfindungsgemäße Siebdruckmaschine aber auch eine Schwenkbewegung des Siebrahmens (3) im Uhrzeigersinn erreichen, wenn beispielsweise ein Druck durch eine Rakelbewegung entgegengesetzt zum Pfeil (28) der Fig. 4 vorgenommen werden soll. Die Verhältnisse sind dann die gleichen, jedoch mit umgekehrtem Vorzeichen. Die neue Siebdruckmaschine läßt sich daher für den Siebdruck in zwei verschiedene Rakelrichtungen einsetzen, ohne daß die Vorteile des Abhebens des Siebrahmens hinter der Rakel und die Vorteile eines gewissen Fehlerausgleiches aufgegeben werden müssen.

Claims

Siebdruckmaschine mit einem Drucktisch und mit einer in einem Gestell über dem Drucktisch hin- und hergeführten Rakel, sowie mit einem Siebrahmen (3), der zwischen Rakel und Drucktisch um eine in seiner senkrecht zur Rakelbewegung (5) verlaufenden Mittelebene (6) angeordnete Schwenkachse (4) schwenkbar angeordnet und mit Einrichtungen (7) zum Anheben beidseits von der Schwenkachse (4) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (4) durch zwei vom Siebrahmen (3) aus jeweils nach außen abstehende Wellenzapfen gebildet ist, die jeweils in einer senkrecht verschiebbaren Kulisse (9) gelagert sind, daß die Kulisse (9) an einer senkrechten Führungsschiene (10) seitlich geführt ist, die fest am Gestell (2) angeordnet ist, und daß die Einrichtungen (7) zum Anheben aus parallel zum Längsrand (3a) des Siebrahmens (3) verschiebbaren Schlitten (12) bestehen, die mit Hebeschrägen (13) versehen sind, auf denen seitliche Führungszapfen (14) der Siebrahmen (3) laufen.
Siebdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (9) mit je zwei seitlich an der Führungsschiene (10) anliegenden Rollen (11) versehen ist.
Siebdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebeschrägen (13) Teil einer Schlitzführung (15) in den Schlitten (12) sind, die aus zwei einen stumpfen Winkel einschließenden Schlitzteilen (15a, 15b) besteht, deren Länge (a) parallel zum Drucktisch jeweils gleich groß ist.
Siebdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils beiden Enden des Siebrahmens (3) seitlich Schlitten (12) zugeordnet sind und daß die Schlitzführungen (15, 15') in den den entgegengesetzten Enden des Siebrahmens (3) zugeordneten Schlitten (12, 12') spiegelsymmetrisch zu der Mittelebene (6) des Siebrahmens (3) ausgebildet sind.
Siebdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzführungen (15) und die Führungszapfen (14) des Siebrahmens (3) jeweils im Bereich der Endkanten des Drucktisches (1) angeordnet sind.
Siebdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitten (12) an Führungen (16) des Gestelles (2) geführt und mit einem in der gleichen Richtung wirkenden Verschiebeantrieb (17) verbunden sind.
Siebdruckmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebeantrieb (17) aus Zugstangen (18) besteht, die beide Schlitten (12, 12') mit einem hin- und herbewegbaren Antrieb (19) verbinden.
Siebdruckmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb ein am Gestell (2) gelagerter, mit einem Antriebsmechanismus verbundener Schwenkhebel (19) ist.