Siebdruckrakel und Vorrichtung zum Siebdrucken

Die Erfindung betrifft eine Siebdruckrakel mit einem elastischen Auftragselement und einer Haltevorrichtung für das Auftragselement, wobei die Haltevorrichtung über die Breite des Auftragselements gesehen in mehrere zueinander bewegliche Halteabschnitte aufgeteilt ist. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Siebdrucken mit einer erfindungsgemäßen Siebdruckrakel.

Aus der internationalen Offenlegungsschrift WO 2005/035250 A1 ist eine Siebdruckrakel mit einem elastischen Auftragselement in Form eines plattenförmigen Rakelgummi bekannt. Der plattenförmige Rakelgummi ist mit einer Haltevorrichtung versehen, wobei an der Haltevorrichtung Druckzylinder angreifen, die auch mit einem Rakelträger verbunden sind. Zum Drucken wird das elastische Auftragselement mittels der Druckzylinder in Richtung auf ein Drucksieb und einen Drucktisch gedrückt und dann mittels einer Bewegung des Rakelträgers parallel zum Drucktisch über diesen bzw. das Druckgut bewegt. Die Aufteilung der Haltevorrichtung in mehrere, zueinander bewegliche Halteabschnitte ist dafür vorgesehen, eine gewisse Flexibilität der Siebdruckrakel zu erzielen. Zum Bedrucken gekrümmter Flächen ist das Rakelgummi selbst entsprechend der Kontur des zu bedruckenden Gegenstandes geschnitten.

Mit der Erfindung soll eine verbesserte Siebdruckrakel und eine verbesserte Vorrichtung zum Siebdrucken angegeben werden, die für das Bedrucken gekrümmter Oberflächen in flexibler Weise eingesetzt werden kann.

Erfindungsgemäß ist hierzu eine Siebdruckrakel mit einem elastischen Auftragselement und einer Haltevorrichtung für das Auftragselement vorgesehen, wobei die Haltevorrichtung über die Breite des Auftragselements gesehen in mehrere, zueinander bewegliche Halteabschnitte aufgeteilt ist, bei der ein Blattfederelement vorgesehen ist, das die zueinander beweglichen Halteabschnitte miteinander verbindet.

Durch Vorsehen des Blattfederelements ist die Siebdruckrakel in der Ebene des Auftragselements, also senkrecht zur vorgesehenen Druckrichtung, vergleichsweise flexibel, da die Blattfeder in dieser Richtung eine Bewegung der einzelnen Halteabschnitte zueinander in vergleichsweise großem Ausmaß ermöglicht. In und entgegen der Druckrichtung hingegen ist die Siebdruckrakel wesentlich steifer ausgebildet, da das Blattfederelement in dieser Richtung nur eine sehr beschränkte Bewegung der einzelnen Halteabschnitte zueinander ermöglicht. In und entgegen der Druckrichtung ist die Siebdruckrakel somit sehr steif ausgebildet, so dass ein präziser Druck ermöglicht wird. Mit der erfindungsgemäßen Siebdruckrakel können dadurch gekrümmte Oberflächen bedruckt werden, wobei es die flexible und federnde Ausbildung der Siebdruckrakel in der Ebene des Auftragselements, also senkrecht zur Druckrichtung ermöglicht, sich auch an ändernde Krümmungen anzupassen und einen gleichmäßigen Verlauf der Anpreßkraft des Auf- tragselements auf das Drucksieb und den zu bedruckenden Gegenstand sicherzustellen.

Die erfindungsgemäße Siebdruckrakel ist auch dafür geeignet, dreidimensional gekrümmte Oberflächen zu bedrucken, beispielsweise wannenartig ausgebildete Glasscheiben für Kraftfahrzeuge. Das Blattfederelement ist so ausgebildet und angeordnet, dass ein Federweg der einzelnen Halteabschnitte parallel zur Ebene des Auftragselements, also senkrecht zur vorgesehenen Druckrichtung, ermöglicht wird und eine Bewegung der Halteabschnitte zueinander in und entgegen der Druckrichtung weitgehend unterbunden wird. Die Federwirkung des Blattfederelements sorgt gleichzeitig dafür, dass eine übermäßige Bewegung der Halteabschnitte zueinander verhindert wird und immer ein kontinuierlicher, gleichmäßiger Verlauf der für den Druckvorgang entscheidenden Unterkante des Rakelelements gewährleistet ist.

In Weiterbildung der Erfindung weist das Blattfederelement eine durchgehende und sich wenigstens über die Länge der Rakel erstreckende Blattfeder auf, von der aus sich Befestigungsflansche zu den einzelnen Halteabschnitten erstrecken.

Mittels einer durchgehenden Blattfeder, die bei der dargestellten Ausführungsform nur ein Federblatt aufweist, kann zum einen die erwünschte Federwirkung parallel zur Ebene des Auftragselements, also senkrecht zur Druckrichtung, und zum anderen die gewünschte Versteifung der Rakel senkrecht zur Ebene des Auftragselements, also in und entgegen der Druckrichtung, erzielt werden. Das Vorsehen von Befestigungsflanschen ermöglicht die unproblematische Anordnung der Blattfeder an der Haltevorrichtung bzw. den einzelnen Halteabschnitten. Vorteilhafterweise ist in Druckrichtung gesehen vor und hinter dem Auftragselement jeweils ein Blattfederelement mit Halteflanschen vorgesehen. Auf diese Weise können die Blattfederelemente selbst kleiner und leichter ausge- bildet werden, da die Federwirkung und die Versteifung der Rakel mittels der beiden vor und hinter dem Auftragselement angeordneten Blattfederelemente erzielt wird.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Blattfeder aus Blechmaterial gebildet und weist eine Breite auf, die größer als eine Dicke der Blattfeder ist und wobei die Blattfeder so ausgerichtet ist, dass die Breitenabmessung parallel zur Druckrichtung und die Dickenabmessung senkrecht zur Druckrichtung und zum Drucktisch angeordnet ist.

Durch eine solche Anordnung der Blattfeder wird erreicht, dass eine Federbewegung im Wesentlichen nur senkrecht zur Druckrichtung und zum Drucktisch möglich ist, wohingegen eine Bewegung der einzelnen Halteabschnitte zueinander in und entgegen der Druckrichtung weitgehend unterbunden ist.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Befestigungsflansche einstückig mit dem Steg ausgebildet.

Auf diese Weise wird ein konstruktiv einfacher Aufbau erreicht und das Blattfederelement lässt sich als Ganzes in einfacher Weise montieren und demontieren.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Blattfederelement als Blechteil ausgebildet und die Befestigungsflansche sind ausgehend vom Steg abgebogen.

Beispielsweise kann das Blattfederelement in einfacher Weise aus Federstahl ausgebildet werden und beispielsweise ausgelasert werden. In diesem Fall besteht die Blattfeder lediglich aus einem Federblatt. Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auch durch eine Vorrichtung zum Siebdrucken mit einer erfindungsgemäßen Siebdruckrakel gelöst, bei der mehreren, insbesondere jedem der Halteabschnitte der Siebdruckrakel ein Druckzylinder zugeordnet ist, wobei die Druckzylinder einerseits mit den Halteabschnitten und andererseits mit einem in und entgegen der Druckrichtung bewegbaren Rakelbalken verbunden sind, wobei ein die Druckzylinder beaufschlagender Druck für wenigstens einige der Druckzylinder separat einstellbar ist.

Auf diese Weise kann über die Breite der Siebdruckrakel gesehen ein unterschiedlicher Druck an den Druckzylindern eingestellt werden und auf diese Weise kann über die Breite der Rakel gesehen ein unterschiedlicher Anpressdruck eingestellt werden. Dies ist von großer Bedeutung, wenn beim Bedrucken von gekrümmten Oberflächen auch in den Krümmungsbereichen ein ausreichender Anpressdruck gewährleistet sein soll.

Bei einer erfindungsgemäßen Siebdruckvorrichtung sind die Druckzylinder einerseits an jeweils einem Halteabschnitt und andererseits an einem Rakelbalken befestigt, wobei die Druckzylinder am Rakelbalken und/oder an den Halteabschnitten jeweils um eine im Wesentlichen parallel zur Druckrichtung angeordnete Schwenkachse schwenkbar angeordnet sind.

Auf diese Weise können die Druckzylinder so eingestellt werden, dass eine von den Druckzylindern auf das Auftragselement ausgeübte Kraft im Wesentlichen immer senkrecht zu der zu bedruckenden Oberfläche wirkt. Das Verschwenken der Druckzylinder kann während eines Einstellvorgangs erfolgen, und die Druckzylinder können nach dem Einstellvorgang in Bezug auf die Schwenkachsen festgelegt werden. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Druckzylinder auch während des Druckvorganges um die Schwenkachsen schwenken können, beispiels- weise dann, wenn in Druckrichtung gesehen sich die Krümmung des zu bedruckenden Gegenstandes ändert.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine Schwenkachse etwa auf halber Höhe des Rakelbalkens angeordnet.

Auf diese Weise lässt sich eine stabile und geometrisch günstige Anordnung verwirklichen.

In Weiterbildung der Erfindung liegt die Schwenkachse unmittelbar oberhalb oder im Bereich der Oberkante des Auftragselements.

Auf diese Weise ist eine gleichmäßige und im Wesentlichen senkrecht zur Druckkante des Auftragselements senkrechte Krafteinleitung von den Druckzylindern in die Halteabschnitte bzw. das Auftragselement möglich.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelne, in den unterschiedlichen Zeichnungen dargestellte und anhand der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale lassen sich in beliebiger Weise miteinander kombinieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Siebdruckrakel im teilmontierten Zustand,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Abschnitts der Siebdruckrakel der Fig. 1 , Fig. 3 eine teilweise Darstellung einer erfindungsgemäßen Siebdruckvorrichtung und

Fig. 4 eine Einzelheit der Siebdruckvorrichtung der Fig. 3.

Die Darstellung der Fig. 1 zeigt eine Siebdruckrakel 10, die ein elastisches Auftragselement 12 und eine Haltevorrichtung 14 für das Auftragselement 12 aufweist. Das Auftragselement 12 ist in Form eines elastischen und im Querschnitt rechteckförmigen Materialstreifens ausgebildet. Die Haltevorrichtung 14 weist mehrere klammerartige Halteabschnitte 16 auf, wobei über die Breite des Auftragselements 12 gesehen insgesamt neunzehn Halteabschnitte 16 vorgesehen sind. Eine Druckrichtung ist mittels eines Pfeiles 18 bezeichnet. Wahrend eines Druckvorgangs wird somit das Auftragselement 12 in Druckrichtung 18 über ein Drucksieb bewegt und drückt dadurch auf dem Drucksieb befindliche Farbe durch Öffnungen in dem Drucksieb auf ein unterhalb des Drucksiebes angeordnetes Druckgut, beispielsweise eine gewölbte Kraftfahrzeugscheibe. Die Breite des Auftragselements 12 liegt senkrecht zur Druckrichtung 18 und parallel zu einem nicht dargestellten Drucktisch, die Länge des Auftragselements 12 parallel zur Druckrichtung 18. Das Auftragselement 12 weist somit eine Breite auf, die wesentlich größer ist als seine Länge.

Die Halteabschnitte 16 sind jeweils klammerartig ausgebildet und übergreifen eine Oberkante des elastischen Auftragselements 12. Die einzelne Halteabschnitte 16 sind aber als von einander getrennte Halteklammern ausgebildet, so dass die einzelnen Halteabschnitte 16 relativ zueinander beweglich sind.

Die Halteabschnitte 16 sind sowohl auf einer Vorderseite der Siebdruckrakel 10 als auch auf einer Rückseite der Siebdruckrakel 10 mit jeweils einem Blattfederelement 20, 22 verbunden. Die Blattfederelemente 20, 22 sind mit den Halteklammern der Halteabschnitte 16 oberhalb des Auftragselements 12 verbunden.

Die beiden Blattfederelemente 20, 21 sind jeweils einstückig als Blechbiegeteil ausgebildet und weisen jeweils eine Blattfeder 24, 26 und mehrere von der Blattfeder 24 abgebogene Befestigungsflansche 28, 30 auf. Jedem der Halteabschnitte 16 ist jeweils ein Befestigungsflansch 28, 30 zugeordnet und die Befestigungsflansche 28 werden jeweils mittels zwei Schraubbolzen 32 an den als Halteklammern ausgebildeten Halteabschnitten 16 befestigt.

Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, ist eine Breite der Blattfeder 24 größer als eine Dicke der Blattfeder 24. Die Dickenrichtung verläuft dabei senkrecht zur Druckrichtung 18 und zu einem nicht dargestellten Drucktisch, die Breitenrichtung parallel zur Druckrichtung 18. Die Blattfeder 24 ist damit in Form eines einzelnen Federblatts ausgebildet und ermöglicht eine Federbewegung im Wesentlichen nur senkrecht zur Druckrichtung 18 und senkrecht zu einem nicht dargestellten Drucktisch, in Fig. 1 also in Dickenrichtung des Federblatts und damit von unten nach oben und umgekehrt. In und entgegen der Druckrichtung 18 ist die Blattfeder aufgrund ihrer gegenüber der Dicke deutlich größeren Breite wesentlich steifer und verhindert damit weitgehend eine Bewegung der einzelnen Halteabschnitte 16 in und entgegen der Druckrichtung 18. Die Breite der Blattfeder 24 ist etwa fünf bis zehn mal größer als die Dicke der Blattfeder 24, wobei das Verhältnis von Breite zu Dicke und die Federsteifigkeit der Blattfeder an dem vorgesehenen Anwendungsfall angepasst werden kann. Gegebenenfalls können auch mehrere Federblätter vorgesehen sein, die unterschiedlich lang sind, um die gewünschte Federwirkung zu erzielen.

Während eines Druckvorgangs können sich die einzelnen Halteabschnitte 16 somit senkrecht zur Druckrichtung 18 und senkrecht zum Druck- tisch relativ zueinander bewegen und auf diese Weise kann das elastische Auftragselement 12 so verformt werden, dass seine Druckkante 34 gekrümmt verläuft und sich auf diese Weise an die Kontur eines zu bedruckenden Gegenstandes anpassen kann. Dennoch wird ein Ausweichen des Auftragselements 12 und speziell der Druckkante 34 in und entgegen der Druckrichtung 18 weitgehend vermieden, da in und entgegen der Druckrichtung 18 eine Bewegung der einzelnen Halteabschnitte 16 untereinander durch die beiden Blattfedern 24, 26 weitgehend verhindert wird.

Die erfindungsgemäße Siebdruckrakel ist somit senkrecht zur Druckrichtung 18 und senkrecht zum Drucktisch sehr flexibel und kann sich an Krümmungen eins zu bedruckenden Gegenstandes anpassen. In und entgegen der Druckrichtung ist die Siebdruckrakel 10 hingegen sehr steif und ermöglicht dadurch einen sehr präzisen Druckvorgang.

In der Darstellung der Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung eines Abschnitts der Siebdruckrakel 10 zu erkennen. Dargestellt sind lediglich zwei der Halteabschnitte 16 vollständig und zwei weitere Halteabschnitte 16 teilweise. Wie bereits anhand der Fig. 1 erläutert wurde, sind die Halteabschnitte 16 jeweils als Halteklammern ausgebildet und umgreifen die Oberkante des elastischen Auftragselements 12. Die Schenkel dieser Halteklammern sind für einen Klemmvorgang aufeinander zu bewegbar, um das elastische Auftragselement 12 sicher einzuklemmen.

Das Blattfederelement 20 weist die Blattfeder 24 auf, von der ausgehend sich die Befestigungsflansche 28 erstrecken. Die Befestigungsflansche 28 sind dann jeweils an den Schenkeln der Halteklammern der Halteabschnitte 16 befestigt, wobei die Befestigung der Befestigungsflansche 28 mittels der Schraubbolzen 32 an den Halteabschnitten 16 oberhalb einer Oberkante des elastischen Auftragselements 12 erfolgt. Die Blattfeder 24 hingegen ist etwa auf halber Höhe des Auftragselements 12 und et- wa auf Höhe des freien Endes der Schenkel der Halteklammern der Halteabschnitte 16 angeordnet.

Die Halteabschnitte 16 sind an ihrem oberen, dem Auftragselement 12 abgewandten Ende in Form von Haltenuten profiliert, so dass sie in Klemmbacken 56 einer Rakelaufnahme eingeklemmt werden können, siehe Fig. 4.

Die Darstellung der Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Siebdruckvorrichtung 40 mit einer erfindungsgemäßen Siebdruckrakel 10 von vorne, also entgegen der Druckrichtung 18 in Fig. 1 . Das Blattfederelement der Siebdruckrakel 10 ist geringfügig anders ausgebildet als bei der Ausführungsform der Fig. 1 , die Darstellung der Fig. 3 dient aber im Wesentlichen zur Verdeutlichung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Siebdruckvorrichtung 40.

Jedem der Halteabschnitte 16 ist jeweils ein Druckzylinder 42, 48 zugeordnet. Die Druckzylinder 42, 48 sind einerseits an den Halteabschnitten 16 und andererseits an Aufnahmeelementen 44 angeordnet, wobei die Aufnahmeelemente 44 verschiebbar auf einem Rakelbalken 46 angeordnet sind.

Wie in der Darstellung der Fig. 3 zu erkennen ist, sind die Druckzylinder 42 teilweise aus ihrer senkrechten Lage zum Rakelbalken 46 ausgelenkt. Die Druckzylinder 42 sind mit Ausnahme der beiden mittigen Druckzylinder 48 sowohl relativ zum Auftragselement 12 am Rakelbalken 46 als auch relativ zu den Halteabschnitten 16 um eine jeweilige Schwenkachse 52, 54 schwenkbar angeordnet. Die Schwenkachsen 52, 54 verlaufen sämtlich parallel zur Druckrichtung 18, in Fig. 3 also senkrecht zur Zeichenebene. Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, kann eine Krafteinleitung mittels der Druckzylinder 42 dadurch über die gesamte Breite der Siebdruckrakel 10 annähernd senkrecht zu deren Druckkante 34 erfolgen, die während eines Druckvorgangs auf einem nicht dargestellten Drucksieb aufliegt, das wiederum auf einem nicht dargestellten zu bedruckenden Druckgut aufliegt, das wiederum auf einem Drucktisch 50 liegt. Im Bereich des linken und rechten Endes der Siebdruckrakel 10 ist zu erkennen, dass die Druckeinleitung nicht exakt senkrecht zur Druckkante 34 erfolgt. Eine Verbesserung ist hier dadurch möglich, dass die Lage der Schwenkachse 52 weiter in Richtung der Druckkante 34 verlagert wird. Vorteilhafterweise ist die Schwenkachse 52, mit der die Druckzylinder 42 schwenkbar an den Halteabschnitten 16 angeordnet sind, im Bereich der Oberkante des elastischen Auftragselements 12 oder sogar unterhalb der Oberkante des Auftragselements 12 angeordnet.

In nicht dargestellter Weise kann der Rakelwinkel eingestellt werden, also ein Winkel zwischen dem Auftragselement 12 und der zu bedruckenden Oberfläche. Dies wird durch eine gekrümmte Kulissenführung an der Rakelaufnahme zwischen der Schwenkachse 52 und den Klemmbacken 56 realisiert.

Die Darstellung der Fig. 4 zeigt einen der Druckzylinder 42, wobei die Siebdruckrakel 10 in Fig. 4 nicht dargestellt ist. Zu erkennen ist, dass eine Schwenkachse 52, um die der Druckzylinder 42 relativ zu dem Aufnahmeelement 44 verschwenkbar ist, auf halber Höhe des Rakelbalkens 46 angeordnet ist. Das Aufnahmeelement 44 ist mit zwei Klemmschrauben versehen und kann längs des Rakelbalkens 46 verschoben werden. Die Bewegung um die Schwenkachse 54 und um die Schwenkachse 52 kann blockiert werden, so dass die Druckzylinder 42 in einem Einstellvorgang um die Schwenkachsen 52, 54 verschwenkt und dann blockiert werden. Alternativ kann das Schwenken der Druckzylinder 42 um die Schwenkachsen 52, 54 auch während eines Druckvorgangs ermöglicht werden, um eine Anpassung der Siebdruckrakel 10 an sich verändernde Krümmungen des zu bedruckenden Gegenstandes 50 zu ermöglichen. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn der zu bedruckende Gegenstand 50 eine wannenartige Autoscheibe ist, deren Krümmung senkrecht zur Druckrichtung und auch in und entgegen der Druckrichtung sich über Länge ändert.

Am unteren Ende des Druckzylinders 42 ist eine Rakelaufnahme mit Klemmbacken 56 und mit einer Klemmschraube vorgesehen, wobei mit den Klemmbacken 56 dann jeweils die Halteabschnitte 16, siehe Fig. 1 , Fig. 2, geklemmt werden. Die Siebdruckrakel 10 ist dadurch in einfacher Weise montierbar und demontierbar ausgebildet.