Siebdruckvorrichtung mit einer Siebdruckschablone

Die Erfindung betrifft eine Siebdruckvorrichtung mit einer Siebdruckschablone gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Durch die DE 20 20 424 A ist eine Siebdruckvorrichtung mit mindestens zwei am

Druckprozess alternierend beteiligten Rakelsystemen bekannt, wobei die Rakelsysteme durch Ketten umlaufend geführt sind, wobei die jeweiligen Rakel wechselweise einsetzen und nach Abschluss des Druckvorgangs an ihren Ausgangspunkt zurückgeführt werden. Die Rakel laufen z. B. gegeneinander um einen konstanten Phasenwinkel von z. B. 180° versetzt ab. Die Rakelblätter können von zwei endlosen Ketten geführt werden, die nebeneinanderliegend und zueinander parallel angeordnet sind.

Durch die DE 10 2015 212 515 A1 ist eine Siebdruckvorrichtung mit einem Drucksieb, einer Druckrakel und einer Auflage für ein zu bedruckendes Druckgut bekannt, wobei zum Bewegen der Druckrakel und/oder der Auflage relativ zum Drucksieb wenigstens ein Gelenkarmroboter vorgesehen ist.

Aus der DE 10 2005 006 732 A1 ist eine Siebdruckvorrichtung zum Bedrucken von gekrümmten Oberflächen bekannt, mit einer Druckrakel, einem in einem Siebrahmen gehaltenen Drucksieb und Mitteln zum Bewegen der Druckrakel, wobei der Siebrahmen an wenigstens einer Seite wenigstens abschnittsweise flexibel ausgebildet ist. Die DE 10 2005 006 732 A1 enthält den Hinweis auf eine an einem Rakelhalter befestigte Druckrakel, wobei der Rakelhalter von Führungsarmen geführt ist, wobei diese

Führungsarme Arme eines Freiformroboters sein können.

Die DE 44 31 596 C1 betrifft eine Vorrichtung zum Bedrucken der Oberfläche von Gegenständen, mit einer Druckeinrichtung und zwei voneinander unabhängigen, einander in Bezug auf eine Mittelebene gegenüberliegenden und parallel zueinander bewegbaren Kreuzschlitten, die jeweils Halterungen zur Aufnahme und Handhabung der Gegenstände während des Druckvorganges aufweisen, die in die zwischen den Bewegungsebenen der beiden Kreuzschlitten liegende Mittelebene vorspringen und in dieser Ebene ein und dasselbe Bewegungsfeld bestreichen und mit Hilfe der Kreuzschlitten derart beweglich sind, dass sie die zu bedruckenden Gegenstände unmittelbar von einem Zufuhrförderer aufgreifen, der Druckeinrichtung zuführen und nach dem Druck auf einen Austragförderer absetzen. Diese Vorrichtung kann als eine Siebdruckmaschine ausgebildet sein.

Die DE 1 1 2012 005 138 T5 betrifft eine Maskenhalterung zum Halten einer Maske, die mit einem Substrat in einer Siebdruckmaschine in Kontakt gebracht wird, wobei die Maskenhalterung umfasst: einen rechten und einen linken Seitenstützteil, der sowohl die rechte als auch die linke Seite der horizontal von der Vorderseite eingesetzten Maske stützt; ein Betätigungselement, das zu einer Bewegungsoperation in einer Vorwärts- Rückwärts-Richtung bezüglich des rechten und des linken Seitenstützteils imstande ist; ein Stabelement, das so vorgesehen ist, dass es sich längs eines seitlichen Abschnitts des rechten und des linken Seitenstützteils in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung erstreckt, so dass ein vorderes Ende des Stabelements mit dem Betätigungselement verbunden ist; einen Hinterkantenstopper, der mit einem hinteren Ende des Stabelements verbunden ist und durch das Stabelement durch die Bewegungsoperation in der Vorwärts-Rückwärts- Richtung bezüglich des rechten und des linken Seitenstützteils durch das

Betätigungselement in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung bewegt wird und durch die Befestigungsoperation des Stabelements an dem rechten und dem linken Seitenstützteil durch das Betätigungselement an dem rechten und dem linken Seitenstützteil befestigt wird und der an einer Hinterkante der Maske zum Anstoßen gebracht wird, deren rechte und deren linke Seite durch den rechten bzw. den linken Seitenstützteil gestützt sind; und einen Vorderkantenstopper, der an eine Vorderkante der Maske anstößt, deren rechte und deren linke Seite durch den rechten bzw. den linken Seitenstützteil gestützt sind. Die WO 2008/083257 A2 betrifft eine Vorrichtung zum Drucken von Designs oder Bildern auf einer kleinen oder begrenzten Fläche eines Substrats. Die Vorrichtung umfasst eine Siebdruckanordnung, einen Druckkopf und eine Führungsanordnung. Eine Rakel und eine Flutstange des Druckkopfes sind an einer vorbestimmten Position positioniert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Siebdruckvorrichtung mit einer

Siebdruckschablone zu schaffen, wobei ein Einsatz von mindestens zwei jeweils auf diese Siebdruckschablone wirkenden Rakelsystemen flexibel an den zu bedruckenden

Gegenstand angepasst oder zumindest anpassbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen der gefundenen Lösung.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Rakel in ihrer jeweiligen Bewegung artikel-individuell geführt werden können. Auch andere spezifische Bewegungen, die z. B. im unmittelbaren Anschluss nach dem eigentlichen Druckprozess erfolgen, sind durch entsprechende Programmierung der Roboter möglich. Somit ergeben sich für die am Druckprozess beteiligten Rakel voneinander unabhängige individuelle Bewegungsabläufe jeweils ohne eine durch ein Führungssystem starr vorgegebene Bewegungsbahn und auch ohne eine z. B. mechanische Zwangskopplung bei einer gleichzeitigen Verwendung von mehreren Rakeln. Gerade für das Bedrucken von Massenartikeln ist es auch vorteilhaft, dass die Zeit zwischen zwei Druckvorgängen verringert werden kann, weil z. B. Wartezeiten verkürzt werden oder entfallen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Variante einer Siebdruckvorrichtung;

Fig. 2 eine zweite Variante der Siebdruckvorrichtung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen beispielhaft zwei Varianten der vorgeschlagenen

Siebdruckvorrichtung. Bei beiden Varianten ist eine Siebdruckschablone 01 , insbesondere Flachdrucksiebschablone, in einem z. B. stationär angeordneten vorzugsweise rechteckig ausgebildeten insbesondere starren Rahmen 02 eingefasst und z. B. in einer

Lineardruckmaschine oder in einer Rundtischdruckmaschine angeordnet. Eine eine Siebdruckvorrichtung aufweisende Lineardruckmaschine ist z. B. aus der

DE 10 2017 214 073 A1 bekannt. Eine eine Siebdruckvorrichtung aufweisende

Rundtischdruckmaschine ist z. B. aus der EP 2 995 453 A1 bekannt. Beide

Druckmaschinentypen werden zum Bedrucken von Gegenständen 03 verwendet, die z. B. jeweils als ein Rundkörper 03 oder als ein Hohlkörper 03 ausgebildet sind, insbesondere als ein rotationssymmetrischer Hohlkörper 03. Üblicherweise ist der zu bedruckende Gegenstand 03 jeweils in einem Transportsystem gelagert und wird mittels des

Transportsystem durch die Druckmaschine geführt, wobei der zu bedruckende

Gegenstand 03 im Druckprozess von dem betreffenden Transportsystem zumindest kurzzeitig an der Siebdruckschablone 01 angeordnet ist, d. h. dort positioniert wird, und zwar vorzugsweise unterhalb der Siebdruckschablone 01. Dabei wird im Druckprozess mittels der Siebdruckvorrichtung z. B. die Mantelfläche des betreffenden im Druckprozess z. B. um seine Längsachse 24 rotierenden Gegenstandes 03 dadurch bedruckt, dass der zu bedruckende Gegenstand 03 im Kontakt mit der Siebdruckschablone 01 abgerollt wird. Vorzugsweise wird von der Siebdruckvorrichtung eine größere Anzahl von Gegenständen 03 sequentiell bedruckt, z. B. werden in einer Lineardruckmaschine oder in einer

Rundtischdruckmaschine von der betreffenden Siebdruckvorrichtung zwischen 300 und 600 dieser Gegenstände 03 pro Minute bedruckt. Die Siebdruckvorrichtung arbeitet also in einem industriellen Druckprozess zum Bedrucken von Massenartikeln, insbesondere von Rundkörpern 03 oder Hohlkörpern 03, z. B. der jeweiligen Mantelfläche von Flaschen aus Glas oder einem Kunststoff, vorzugsweise Flaschen für Getränke oder Kosmetika.

Zum Aufträgen von Druckfarbe auf den zu bedruckenden Gegenstand 03 in einem selben Druckprozess sind mehrere, z. B. zwei jeweils einzeln, d. h. individuell von einer vorzugsweise digitalen Steuereinheit gesteuerte Rakelsysteme 04; 06 vorgesehen, wobei jedes dieser Rakelsysteme 04; 06 jeweils mindestens eine Rakel 07; 08 aufweist, wobei eine jede dieser Rakel 07; 08 über die Siebdruckschablone 01 streichend angeordnet ist. Jede dieser Rakel 07; 08 führt also mit Bezug auf die vorzugsweise ortsfest angeordnete Siebdruckschablone 01 eine Relativbewegung aus. Die jeweils mindestens eine Rakel 07; 08 von jedem der Rakelsysteme 04; 06 ist jeweils in einer Ebene E1 ; E2 geführt, wobei diese Ebenen E1 ; E2 voneinander beabstandet und parallel zueinander angeordnet sind. Die jeweils mindestens eine Rakel 07; 08 von jedem der Rakelsysteme 04; 06 ist jeweils insbesondere in einer vertikalen Ebene E1 ; E2 geführt. Mit Bezug auf die Längsachse 24 der zu bedruckenden Gegenstände 03 sind die zueinander parallelen Ebenen E1 ; E2 entlang dieser Längsachse 24 insbesondere nacheinander bzw. hintereinander angeordnet, so dass verschiedene Rakelsysteme 04; 06 z. B. auch jeweils

unterschiedliche Bereiche vom zu bedruckenden Gegenstand 03 bedrucken können.

Die jeweilige Rakel 07; 08 jedes dieser Rakelsysteme 04; 06 ist jeweils von einem

Roboter 09; 11 geführt bzw. bewegt, wobei eine - in der Fig. 2 angedeutete - Bewegungsbahn 21 der betreffenden Rakel 07; 08 eines jeden Rakelsystems 04; 06 jeweils frei programmiert ist oder zumindest frei programmierbar ist, was bedeutet, dass eine jeweilige mindestens zweidimensionale Bewegungsbahn 21 der betreffenden Rakel 07; 08 eines jeden Rakelsystems 04; 06 jeweils durch eine Steuerung des betreffenden Roboters 09; 1 1 festgelegt ist. Vorzugsweise ist die jeweilige Bewegungsbahn 21 der Rakel 07; 08 des betreffenden Rakelsystems 04; 06 in Abhängigkeit von einer Kontur des mit dieser Siebdruckvorrichtung zu bedruckenden Gegenstandes 03 programmiert, d. h. festgelegt, um die jeweilige Rakel 07; 08 insbesondere bei einem ungeraden oder unstetigen Konturverlauf des zu bedruckenden Gegenstandes 03 selektiv, d. h. nur an ausgewählten Positionen eines aufzutragenden Druckbildes, an die Siebdruckschablone 01 anzustellen und entsprechend der getroffenen programmtechnischen Festlegung durch eine entsprechende von der Steuereinheit ausgeführte Ansteuerung der Roboter 09; 11 über die Siebdruckschablone 01 streichen zu lassen.

Die Roboter 09; 1 1 sind in der bevorzugten Ausführung jeweils als ein Parallelarmroboter mit Stabkinematik oder als ein sogenannter Delta-Roboter 09; 11 bzw. als ein Roboter mit Deltakinematik ausgebildet. Delta-Roboter 09; 1 1 weisen mehrere, vorzugsweise mindestens drei Arme 12; 13 auf, die mittels Gelenken, insbesondere Universalgelenken mit einer gemeinsamen Basis 14; 16 verbunden sind, wobei die Form dieser Arme 12; 13 an den griechischen Buchstaben Delta erinnern. Die Achsen eines spinnenartigen Delta- Roboters 09; 11 bilden in ihrem Zusammenspiel eine geschlossene kinematische Kette. Die Basis 14; 16 des jeweiligen Delta-Roboters 09; 11 ist jeweils oberhalb der sich bewegenden Teile des betreffenden Delta-Roboters 09; 11 insbesondere ortsfest angeordnet, also z. B. an einem Montagerahmen 17 einer Lineardruckmaschine oder einer Rundtischdruckmaschine. Von der Basis 14; 16 erstrecken sich die mehreren, vorzugsweise mindestens drei Arme 12; 13, insbesondere Gelenkarme 12; 13 jeweils nach unten, d. h. abwärts. Die unteren Enden dieser Arme 12; 13 sind ihrerseits mit einer im Vergleich zur jeweiligen Basis 14; 16 flächenmäßig kleineren, z. B. dreieckigen oder viereckigen Plattform 18; 19, der sogenannten Greiferplattform verbunden. Die jeweilige Rakel 07; 08 von jedem der jeweils auf die Siebdruckschablone 01 wirkenden

Rakelsysteme 04; 06 ist mit der jeweiligen jeweils von den betreffenden Armen 12; 13 bewegten Plattform 18; 19 verbunden und wird daher durch die jeweilige Bewegung der betreffenden Plattform 18; 19 in ihrem jeweiligen Bewegungsverhalten geführt.

Bei der vorgenannten Art von Roboter 09; 11 ist die Antriebstechnik folgende: Wenn mindestens ein insbesondere elektrischer von der Steuereinheit gesteuerter Motor 22; 23, welcher sich in der Basis 14; 16 befindet, die jeweilige Achse von mindestens einem der Gelenkarme 12; 13 antreibt, bewegt sich die unten angeordnete Plattform 18; 19 entlang von X- und/oder Y- und/oder Z-Verfahrwegen, d. h. entlang von eindimensionalen oder zweidimensionalen oder dreidimensionalen Verfahrwegen - visuell auf den Seiten eines Parallelogramms. Je nach der Anzahl der Freiheitsgrade können Delta-Roboter 09; 11 auch Rotationsbewegungen ausführen. Die Gelenkarme 12; 13 von Robotern 09; 1 1 dieser Bauart können von einem linearen Antrieb und/oder von einem Drehantrieb angetrieben, d. h. bewegt werden. Da der jeweilige Antrieb oder Motor 22; 23 für die Gelenkarme 12; 13 jeweils in der betreffenden Basis 14; 16 angeordnet ist, weisen die Gelenkarme 12; 13 der vorgeschlagenen Roboter 09; 1 1 selbst keinen von der

Steuereinheit gesteuerten Antrieb oder Motor 22; 23 auf. Die Gelenkarme 12; 13 weisen daher nur eine vergleichsweise geringe Masse und/oder Trägheit auf.

Es wird vorgeschlagen, den Rakelantrieb der Siebdruckvorrichtung mittels Roboter 09; 11 , vorzugsweise mittels Delta-Roboter 09; 11 auszubilden. Diese Siebdruckvorrichtung wird insbesondere zum Bedrucken von jeweils als ein Rundkörper 03 oder als ein Hohlkörper 03 ausgebildeten Gegenständen 03 verwendet. In einer sehr vorteilhaften

Ausführungsform ist vorgesehen, eine Lineardruckmaschine oder eine

Rundtischdruckmaschine jeweils mit mindestens einer Siebdruckvorrichtung mit den zuvor beschriebenen Merkmalen auszubilden.

Ein Rakelantrieb mittels gesteuerter Roboter 09; 1 1 ist sehr präzise und gestattet eine individuelle Einstellung von einem Rakeldruck und/oder einer Rakelposition und/oder einer Rakelgeschwindigkeit. In vorteilhafter Weise wird ein zu bedruckender Gegenstand 03 zuerst zumindest in seiner Kontur vermessen, wonach dann in Abhängigkeit vom Messergebnis die jeweilige Bewegungsbahn 21 der betreffenden Rakel 07; 08 eines jeden Rakelsystems 04; 06 jeweils programmiert und ausgeführt wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass die betreffenden Rakel 07; 08 unterschiedlicher, aber am selben Druckprozess beteiligter Rakelsysteme 04; 06 jeweils wechselweise oder zeitversetzt zum Einsatz gebracht werden.

Ein als Parallelarmroboter mit Stabkinematik oder als Delta-Roboter ausgebildeter Roboter 09; 11 hat gegenüber bekannten insbesondere industriell genutzten

Gelenkarmrobotern den Vorzug, die zum Bedrucken von Massenartikeln geforderten Umlaufgeschwindigkeiten überhaupt erst zu ermöglichen, wobei diese

Umlaufgeschwindigkeiten üblicherweise im Bereich von bis zu drei Zyklen pro Sekunde liegen. Hierfür sind Gelenkarmsysteme nach Bauart eines Industrieroboters nicht ausgelegt und deshalb für die erfindungsgemäß beabsichtigte Verwendung nicht geeignet. Die von Gelenkarmsystemen gebotene umfassende räumliche Flexibilität der Handhabung ist für den hier vorliegenden Einsatzzweck in einer Siebdruckvorrichtung, insbesondere in einer in einer Lineardruckmaschine oder Rundtischdruckmaschine angeordneten Siebdruckvorrichtung kein Vorzug, sondern führt ganz im Gegenteil aufgrund der bei Gelenkarmsystemen zu bewegenden Massen zu erheblichen

Einschränkungen in der Dynamik. Ganz anders ist der Sachverhalt bei einem

Parallelarmroboter mit Stabkinematik oder bei einem Delta-Roboter. Dadurch, dass bei einem Parallelarmroboter mit Stabkinematik oder bei einem Delta-Roboter die jeweiligen Antriebe außerhalb der Armkinematik angeordnet sind, haben diese Parallelkinematiken nur geringe bewegte Massen und können deshalb die erforderliche sehr hohe

Geschwindigkeit und Dynamik erreichen.

Ferner löst die freie Programmierbarkeit eines erfindungsgemäßen Roboters gegenüber aus dem einleitend beschriebenen Stand der Technik bekannten Rakelsystemen ein Problem, welches in der hohen Materialbelastung des Siebgewebes im Druckprozess liegt. Konventionelle Systeme, wie das z. B. in der DE 20 20 424 A beschriebene Kettensystem, sind dadurch gekennzeichnet, dass am Ort des Rakeleinsetzens eine immer gleiche Punktbelastung des Siebgewebes auftritt. Hier kommt es nach entsprechender Laufzeit typischerweise zum Siebriss und damit zu einer Unterbrechung der mit der Siebdruckvorrichtung ausgeführten Produktion. Ein von einem Roboter geführtes Rakelsystem ermöglicht es hingegen, den Rakeleinsetzpunkt bei ansonsten gleicher Funktion des Rakelsystems (z. B. hinsichtlich Registerhaltung) innerhalb einer bezüglich der Siebdruckschablone definierten Zone geometrisch zu variieren und damit eine gleichmäßigere Gewebebelastung und höhere Siebstandzeit zu erreichen.

Bezugszeichenliste

01 Siebdruckschablone 02 Rahmen

03 Gegenstand; Hohlkörper 04 Rakelsystem

05 -

06 Rakelsystem

07 Rakel

08 Rakel

09 Roboter; Delta-Roboter 10

1 1 Roboter; Delta-Roboter

12 Arm; Gelenkarm

13 Arm; Gelenkarm

14 Basis

15 -

16 Basis

17 Montagerahmen

18 Plattform

19 Plattform

20

21 Bewegungsbahn

22 Motor

23 Motor

24 Längsachse

E1 Ebene

E2 Ebene