[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere für eine Siebdruckmaschine,
zur Messung der Siebspannung des Siebgewebes in einem Siebrahmen. Die Erfindung betrifft
weiterhin auch ein Verfahren, insbesondere für eine Siebdruckmaschine, zur Messung
der Siebspannung des Siebgewebes in einem Siebrahmen.
[0002] Druckmaschinen, welche nach dem Prinzip des Siebdruckes arbeiten und insbesondere
Siebdruckmaschinen, welche mittels eines Flachsiebes arbeiten; sind seit langem bekannt
und werden industriell für die Bedruckung unterschiedlichster Produkte eingesetzt.
So werden beispielsweise optische Datenträger wie CDs oder DVDs mittels Siebdruck
bedruckt, aber auch Kleidungsstücke, Flaschen, Dosen, oder insbesondere bei der Elektronikfertigung
werden mittels Siebdruckanlagen Lötpasten oder ätzresistente Masken auf Platinenmaterial
aufgetragen.
[0003] Meist werden hierbei Flachsiebdruckmaschinen verwendet, welche dabei stets nach dem
gleichen Grundprinzip arbeiten, mittels eines in einem Rahmen eingespannten flachen
Siebes, insbesondere Siebgewebes durch welches die Druckfarbe auf die zu bedruckende
Oberfläche gestrichen wird. In diesem Sieb liegt die zu übertragende Information oder
das Druckbild in der Weise vor, dass diejenigen Bereiche, welche nicht zum Druckbild
beitragen, beispielsweise mittels eines Lackes abgedeckt sind, wohingegen diejenigen
Bereiche, über welche das Druckbild auf die zu bedruckende Oberfläche übertragen werden
soll, nicht abgedeckt ist, so dass an diesen Stellen eine Druckfarbe zwischen den
Maschen des Siebes hindurch gedrückt werden kann. Die Bedruckung erfolgt dadurch,
dass das Sieb mit seiner Unterseite in einem geringen Abstand zu der zu bedruckenden
Oberfläche positioniert wird und eine Druckfarbe, welche sich auf der Oberseite des
Siebes befindet, mittels eines Arbeitsrakels mit einem bestimmten Anpressdruck über
die Oberfläche des Siebes gestrichen wird, so dass das Siebgewebe entlang der Rakelkante
auf die zu bedruckende Oberfläche gepresst wird.
[0004] Hierdurch wird gleichzeitig eine sich auf der Oberseite des Drucksiebes befindliche
Druckfarbe entlang der Rakelkante an den offenen Stellen des Siebes durch die Maschen
des Siebes gepresst und wird an der Unterseite des Siebes auf die zu bedruckende Oberfläche
übertragen. Der Anpressdruck des Arbeitsrakels ist dabei so gewählt, dass die Unterseite
des Siebes stets nur an einer Stelle, welche im Wesentlichen der Form der Vorderkante
des Arbeitsrakels entspricht, mit der zu bedruckenden Oberfläche in Kontakt kommt.
[0005] Durch eine entsprechende Auf- und Abbewegung und eine entsprechende Hin- und Herbewegung
des Arbeitsrakels und eines weiteren Flutrakels zur mehr oder weniger gleichmäßigen
Verteilung der Druckfarbe wird die Druckfarbe zyklisch gleichmäßig auf der Sieboberfläche
verteilt, so dass bei einer getakteten Arbeitsweise einander nachfolgende zu bedruckende
Oberflächen in gleicher Qualität bedruckt werden können. Aufgrund der ständig wiederholten
Beanspruchung des Siebes durch die Rakel und durch eventuelle vorhandene Kanten auf
dem zu bedruckenden Objekt kann es jedoch geschehen, dass das Sieb an einer oder mehreren
Stelle reißt, so dass entweder die Bedruckung an diesen Stellen fehlerhaft wird und
/ oder dass unkontrolliert Druckfarbe nach unten auf die Produkte oder in die darunter
liegenden Maschinenelemente gelangt.
[0006] Wird dies von einem Bediener nicht rechtzeitig bemerkt und das schadhafte Sieb gegen
ein intaktes Sieb ausgetauscht, kann eine größere Anzahl von Produkten fehlerhaft
bedruckt werden und / oder die Druckmaschine verschmutzt werden, was in der Regel
eine umfangreiche Reinigung erfordert, während derer die Druckmaschine und damit die
Produktion auf dieser Druckmaschine still steht.
[0007] Eine Verschlechterung der Druckqualität kann auch eintreten, wenn die mechanische
Spannung, mit welcher das Siebgewebe auf den Siebrahmen gespannt ist, nachlässt, beispielsweise
durch einen längeren Gebrauch oder eine Überdehnung des Gewebes. Die daraus resultierende
schlechtere Druckqualität wird häufig erst zu spät erkannt, so dass im Nachhinein
eine Anzahl von Produkten aussortiert werden muss, deren Bedruckung den Anforderungen
nicht entspricht.
[0008] Zur Kontrolle des Anpressdruckes des Arbeitsrakels auf der Bedruckstoffoberfläche
wird in der
DE 3805363 vorgeschlagen, mittels mehrerer Drucksensoren in den Ecken des Drucksiebes den summarischen
Druck zu messen, welcher sich aus dem Anpressdruck des Arbeitsrakels, dem vom Bedruckstoff
aufgenommenen Druck und der Siebspannung zusammensetzt. Entsprechend einer Veränderung
kann dadurch der Anpressdruck des Rakels gesteuert werden.
[0009] Nachteilig an der beschriebenen Art ist es, dass bei einem Nachlassen der Siebspannung
trotz eines Nachregelns des Anpressdruckes des Arbeitsrakels die Gefahr besteht, dass
sich die Kontaktzone zwischen Siebunterseite und Bedruckstoffoberfläche vergrößert
oder insbesondere bei einer ungleichmäßigen Veränderung der Siebspannung sich die
Kontaktzone inhomogen verändert, wodurch eine ungleichmäßige Bedruckung resultiert.
[0010] Nachteilig ist weiterhin, dass die
DE3805363 keine Möglichkeit vorsieht einen Siebriss zu erkennen.
[0011] Es ist daher wünschenswert auch während des normalen Betriebes die mittlere aktuelle
mechanische Siebspannung zuverlässig mit einer bestimmten Genauigkeit zu messen, wodurch
ein Nachlassen der mittleren Siebspannung rechtzeitig erfasst werden und damit die
mittlere Siebspannung entsprechend nachgeregelt werden kann, entweder durch den Bediener
oder auch mittels einer gesteuerten Einrichtung.
[0012] Es ist ebenfalls wünschenswert die Siebspannung auch während des normalen Betriebes
zuverlässig und mit einer bestimmten Genauigkeit ortsaufgelöst zu ermitteln, um dadurch
lokale Siebspannungsveränderungen, wie beispielsweise eine lokal wirkende Überbeanspruchung
oder einen Siebriss zu erkennen, um auf auftretende Störungen im Druckprozess rechtzeitig
reagieren zu können.
[0013] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen,
mit welcher die genannten Nachteile bestehender Vorrichtungen und Systeme beseitigt
werden und darüber hinaus eine höhere Betriebssicherheit einer Siebdruckmaschine gewährleistet
wird. Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu
schaffen, wodurch es möglich ist, die mechanische Spannung eines Drucksiebes, insbesondere
während des Betriebes in einer Druckmaschine kontinuierlich und ortsaufgelöst zu messen,
auszuwerten und gegebenenfalls automatisch nachzustellen. Aufgabe der Erfindung ist
es weiterhin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, wodurch es möglich ist,
während des normalen Produktionsablaufs einen Siebriss oder den Beginn eines Siebrisses
eindeutig und rechtzeitig zu detektieren.
[0014] Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Aufnahmevorrichtung
zum Aufnehmen des Siebrahmens aufweist, deren Aufnahmeleisten jeweils in mehrere Segmente
unterteilt sind und jedem Segment wenigstens eine Sensoreinrichtung zur Zugspannungsmessung
zugeordnet ist. Verfahrensgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein mit einem
Siebgewebe versehener Siebrahmen in einer Aufnahmevorrichtung befestigt wird/ist,
deren Aufnahmeleisten jeweils in mehreren Segmente unterteilt sind und mit Sensoreinrichtungen,
von denen wenigstens eine jeweils einem Segment zugeordnet ist, die zwischen einem
Segment und dem Siebrahmen wirkende Kraft erfasst wird.
[0015] So kann die mechanische Spannung des Siebgewebes mittels einer Anzahl von Kraftsensoren
gemessen werden, wobei von den jeweiligen Seiten des Siebrahmens auf jeweilige entsprechende
Kraftsensoren eingewirkt wird. Beispielsweise weist ein Druckwerk eine solche Aufnahmevorrichtung
auf, die als ein Halterahmen ausgebildet sein kann, der nicht zwingend umlaufend geschlossen
sein muss und in welche ein beispielsweise rechteckiger, mit einem Siebgewebe bespannter
Siebrahmen eingelegt wird und dort mittels entsprechender Befestigungselemente fixiert
wird.
[0016] Aus der Erfassung der Messdaten lassen sich zusätzliche Informationen über den Zustand
des Siebes gewinnen oder beispielsweise ein Siebriss detektieren. Weiterhin kann es
auch vorgesehen sein, kontinuierlich zonenweise die Siebspannung nachzuregeln.
[0017] Die Aufnahmevorrichtung bzw. der Halterahmen kann dabei so ausgeführt sein, dass
sie/er für den Siebrahmen entsprechende Aufnahmeleisten aufweist, welche entlang ihrer
Erstreckung in einzelne Segmente unterteilt sind. Diese Aufnahmeleisten sind dabei
im Wesentlich parallel zu den jeweiligen Rahmenelementen eines Siebrahmens angeordnet.
Von den Segmenten können sich bevorzugt jeweils zwei komplementär gegenüber liegen.
Weiterhin ist erfindungsgemäß jedem Segment wenigstens ein Kraftsensor zugeordnet,
insbesondere innerhalb jedes Segments wenigstens ein Kraftsensor vorgesehen und so
angebracht, dass die in diesem Segment durch den eingespannten Siebrahmen über die
Aufnahmeleiste wirkende Zugkraft gemessen werden kann.
[0018] Zur Einstellung einer anfänglichen Zugkraft und zum ggfs. vorgesehenen Nachregeln
der über die Segmente definierten zonenweise herrschenden mechanischen Spannungen
kann es vorteilhaft sein, jedes der genannten Segmente mit einer individuell ansteuerbaren
Zugvorrichtung auszurüsten, wodurch zum Einen eine mechanische Vorspannung auf das
Sieb gegeben werden kann, welche zusätzlich zu der bei der Herstellung des Siebes
vorgegebenen mechanischen Spannung wirkt und zum Anderen ein eventuell eingeprägtes
Ungleichgewicht der zonenweise erfassbaren mechanischen Spannungen im Sieb kompensiert
werden kann.
[0019] Durch die Verwendung einer Vielzahl von Sensoren und deren bevorzugter paarweisen
komplementären Anordnung und einer symmetrischer Anordnung der Paare zueinander und
einer symmetrischer Anordnung der Paare bezogen auf das Drucksieb ist es weiterhin
möglich, mittels einer entsprechenden Recheneinheit zumindest zonenweise die im Drucksieb
lokal wirkenden Siebspannungen ortsaufgelöst und kontinuierlich während des Betriebes
zu ermitteln, wodurch es möglich ist, auftretende Ungleichgewichte der Zugspannungen
bezogen auf gegebenenfalls als Referenzwerte in einer Steuerung abgelegte Anfangsspannungswerte
zu erkennen und damit auch einen beginnenden Siebriss eindeutig zu erkennen.
[0020] Es kann dabei zweckmäßig sein, den Rahmen des Siebes mechanisch im Vergleich zu konventionellen
Siebrahmen weniger stabil auszuführen, um so eine Kraftwirkung über die Aufnahmeleiste
des Halterahmens einfacher auszuüben. Es kann dabei weiterhin zweckmäßig sein, die
Rahmenelemente des Siebrahmens in den jeweiligen Ecken nicht fest miteinander zu verbinden
sondern beispielsweise steckbar oder flexibel auszuführen, so dass bei einem mittels
des Halterahmen erfolgten Nachspannen des Siebgewebes eine homogenere Verteilung der
mechanischen Spannungen in den einzelnen Zonen ermöglicht wird.
[0021] Nach dem Einspannen des Siebrahmens in die Aufnahmeleisten der Aufnahmevorrichtung
bzw. des Halterahmens kann in einer möglichen Ausführung eine erste Zugkraft von jedem
der Segmente auf den jeweils zugeordneten Bereich des Siebrahmens über die jeweilige
Zugvorrichtung ausgeübt, so dass sich eine vorgebbare mechanische Spannung im Siebgewebe
einstellt, welche zumindest lokal im aktiven Bereich des Siebes im Wesentlichen gleich
ist. Der aktive Bereich des Siebes ist dabei als derjenige Bereich definiert, in welchem
das zu druckende Bild in das Siebgewebe eingebracht ist.
[0022] Diese erste Zugkraft kann dabei so gewählt sein, dass bei einem Nachlassen der Siebspannung
diese stets über die genannten Kraftsensoren zuverlässig gemessen werden kann. Gleichzeitig
können die Zugkräfte der Zugvorrichtungen so eingestellt werden, dass die von den
sich gegenüber liegenden Kraftsensoren gemessenen Zugkräfte gleich sind und / oder
sich zumindest elektronisch kompensieren lassen, indem deren gemessenen Werte in einer
Auswerteschaltung beispielsweise voneinander subtrahiert werden.
[0023] Da während des normalen Betriebes sowohl Arbeitsrakel als auch Flutrakel auf das
Siebgewebe eine im wesentlichen definierte Kraft ausüben, indem sie während ihrer
Bewegung über die Sieboberfläche abwechselnd oder gleichzeitig gezogen werden, wirkt
auf die Sieboberfläche lokal eine zusätzliche Zugkraft gegenüber dem im Halterahmen
eingespannten Siebrahmen, welche sich mittels der Kraftsensoren messen lässt. Dadurch,
dass diese zusätzliche Zugkraft aufgrund der in der Regel symmetrischen Anordnung
der Rakel zur Siebfläche ebenfalls symmetrisch auf den Siebrahmen verteilt ist, wird
von den Kraftsensoren ebenfalls eine symmetrische mechanische Spannungsveränderung
gemessen, welche sich im Normalfall ebenfalls kompensiert.
[0024] Es ist dabei auch möglich, eine anfängliche Asymmetrie der gemessenen Kräfte beispielsweise
in einem zusätzlichen anfänglichen Arbeitsschritt zu erfassen und als Referenzkraftbild
in einer Steuerung zu hinterlegen. Alle nachfolgenden Messungen und Veränderungen
können dann gegen dieses Referenzkraftbild geprüft werden.
[0025] Es ist hierdurch auch möglich, eine anfängliche meist unerwünschte Asymmetrie der
über die Rakel ausgeübten zusätzlichen Kräfte kontinuierlich zu erfassen und gegebenenfalls
mittels entsprechender Vorrichtungen an den Rakelhalterungen beispielsweise automatisch
zu kompensieren, so dass zu Beginn eines Druckprozesses ein definierter Ausgangszustand
hergestellt werden kann.
[0026] Tritt im nachfolgenden normalen Betrieb beispielsweise der Fall ein, dass das Siebgewebe
an einer Stelle einreißt, so werden die Verhältnisse der gemessenen Kräfte zumindest
in den zugeordneten komplementären Sensorpaaren gestört, was beispielsweise oberhalb
einer bestimmtem Störungsgröße von einer entsprechenden Steuerung als Fehlerzustand
erkannt wird, wodurch beispielsweise ein Stopp der Druckmaschine mit einer entsprechenden
Warnmeldung ausgelöst werden kann.
[0027] Je nach Größe des Risses können dabei die gemessenen Kraftunterschiede so groß sein,
dass sie bereits ohne zusätzliche durch die Rakelmesser ausgeübte Kraft über die Kraftsensoren
eindeutig erkennbar sind oder zumindest beim Überstreichen der betroffenen Stelle
mit einem der Rakelmesser der Kraftunterschied über die entsprechenden komplementären
Sensorpaare detektiert werden kann. Dies ist insbesondere relativ einfach und zuverlässig
zu erkennen, da aufgrund der mehrfachen Kraftsensoren auf jeder Seite zusätzliche
ein Vergleich der gemessenen Kräfte benachbarter Sensorpaare erfolgen kann, um so
zuverlässig weitere äußere Einflüsse auszuschließen.
[0028] Wird darüber hinaus ein oben genanntes Referenzkraftbild verwendet, so lassen sich
auch kleinste Veränderungen und insbesondere Asymmetrien besonders einfach erkennen.
Um die Empfindlichkeit weiter zu erhöhen, kann es darüber hinaus auch möglich sein,
eine zumindest innerhalb eines mitlaufenden Zeitfensters kontinuierliche Historie
der beispielsweise bei jedem Überstreichen der Rakelmesser über die Sieboberfläche
jeweiligen gemessenen Kräfte zwischenzuspeichern, um so jede Kräfteveränderung für
jedes komplementäre Sensorpaar im Vergleich zu seiner jeweiligen unmittelbaren Vergangenheit
erkennbar zu machen.
[0029] Eine solche Zwischenspeicherung kann beispielsweise in einer entsprechenden Steuerung
nach dem FIFO-Prinzip (First In First Out) erfolgen.
[0030] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgenden Figuren dargestellt.
Es zeigen:
- Figur 1:
- einen typischen Siebdruckrahmen mit einem bebilderten Siebgewebe zur Bedruckung in
einer Druckmaschine
- Figur 2:
- eine erste erfindungsgemäße Ausführung zur Messung und Nachregelung der Siebspannung
- Figur 3:
- eine zweite erfindungsgemäße Ausführung zur Messung und Nachregelung der Siebspannung
[0031] Die Darstellung eines bebilderten Siebdruckrahmens, wie er üblicherweise in industriellen
Siebdruckwerken eingesetzt wird ist schematisch in Figur 1 dargestellt. Auf einen
Siebdruckrahmen 1, welcher beispielsweise rechteckig ausgeführt ist und die 4 seitlichen
Rahmenelemente 1a, 1b, 1c, 1d umfasst, ist ein beschichtetes Siebgewebe 2 so aufgespannt,
dass es eine bestimmte bei der Herstellung vorgebbare Grundspannung aufweist.
[0032] Häufig wird das Siebgewebe 2 dabei mit dem Rahmen verklebt, um einerseits eine gute
Bindung des Siebegewebes 2 an den Siebdruckrahmen 1 zu gewährleisten und andererseits
eine farbdichte Verbindung zwischen dem Siebdruckrahmen 1 und dem Siebgewebe 2 herzustellen.
Eine Befestigung kann auch auf andere Weise erfolgen, z.B. auch durch ein Einklemmen
des Siebgewebes zwischen einem oberen und einem unteren Rahmenteil.
[0033] Die Beschichtung 2a des Siebgewebes 2 ist für die Bedruckung an den Stellen 2b entfernt,
so dass eine Druckfarbe zwischen den Maschen des Siebgewebes 2 mittels eines Rakels
30 in einer Siebdruckeinheit hindurchgepresst werden kann und die Druckfarbe so auf
einen Bedruckstoff übertragen werden kann. Während des Druckprozesses wird das Siebgewebe
2 dabei wiederholt durch die Einwirkung der Rakel 30 in Richtung des Pfeils 100 belastet
und gedehnt, so dass die ursprüngliche Siebspannung mit der Zeit nachlässt.
[0034] Figur 2 zeigt eine erste erfindungsgemäße Ausführung zur Messung der Siebspannung.
Hierzu ist der mit einem bebilderten Siebgewebe 2 bespannte Siebrahmen 1 in einen
Halterahmen 3 eingespannt, der die Aufnahmevorrichtung bildet und dessen jeweilige
den Rahmenelementen des Siebrahmens zugeordnete Aufnahmeleisten 3a, 3b, 3c, 3d in
einzelne Segmente 3a.1, 3a.2, 3a.3,... beziehungsweise 3b.1, 3b.2, 3b.3, ... beziehungsweise
3c.1, 3c.2, 3c.3,... beziehungsweise 3d.1, 3d.2, 3d.3,... unterteilt sind. Der hier
dargestellte Halterahmen bildet keinen geschlossenen Halterahmen, da unmittelbar in
den Eckbereichen keine Segmente vorgesehen sind. Dies kann jedoch in einer alternativen
Ausführung ebenso vorgesehen sein, insbesondere wobei dann auch eine diagonale Zugkrafteinleitung
bzw. Kraftmessung in diagonaler Richtung möglich sein kann.
[0035] Die Anordnung der jeweiligen Segmente zueinander ist dabei so, dass zum einen die
einander gegenüber liegenden Aufnahmeleisten 3a und 3c bzw. 3b und 3d jeweils die
gleiche Anzahl an Segmenten aufweist und zum anderen die Größe aller Segmente jeweils
gleich ist und weiterhin zwei Segmente gegenüberliegender Aufnahmeleisten einander
gegenüber liegen und damit jeweils ein korrespondierendes Paar von Segmenten bilden.
So bilden beispielsweise die Segmente 3a. 1 und 3c. 1 bzw. die Segmente 3a.2 und 3c.2
usw. jeweils ein Paar.
[0036] Es ist weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen, dass jedem der Segmente 3a.1, 3a.2,...,
3b.1, 3b.2,..., 3c.1, 3c.2,..., 3d,1, 3d.2,... wenigstens ein Kraftsensor 6 zugeordnet
ist, welcher in einer möglichen Ausführung beispielsweise in das jeweilige Segment
integriert ist und über welchen der jeweils auf das zugeordnete Segment wirkende Anteil
einer auf das Siebgewebe 2 ausgeübten Kraft erfasst und an eine nicht dargestellte
übergeordnete Steuerung weitergeleitet wird und dort mittels eines Steuerprogramms
verarbeitet wird.
[0037] Eine Kraft 100, welche, wie in Figur 1 gezeigt, senkrecht auf die Sieboberfläche
2 ausgeübt wird, wird somit von den unterschiedlichen Sensorelementen 6 über den Siebrahmen
1 und die jeweiligen Segmente 3a.1, 3a.2,..., 3b.1, 3b.2, ..., 3c.1, 3c.2, ..., 3d.1,
3d.2,.., mit unterschiedlicher Stärke erfasst, je nachdem an welcher Stelle sie auf
das Siebgewebe 2 einwirkt. So wird beispielsweise eine Kraft, welche am Punkt A horizontal
mittig auf das Siebgewebe 2 einwirkt von den Sensoren 6 der Segmente 3a.2 und 3c.2
dieses Sensorpaars jeweils mit gleicher Stärke erfasst, wohingegen die Sensoren 6
der Segmente 3b.2 und 3d.2 jeweils unterschiedliche Kräfte messen.
[0038] Ähnliches gilt beispielsweise auch für den gezeigten Punkt B, bei welchem alle jeweiligen
betrachteten Sensorpaare jeweils unterschiedliche Kraftanteile messen.
[0039] Aus den so ermittelten jeweiligen Kraftanteüen jedes einzelnen Sensors 6 und deren
Verhältnisse zueinander lässt sich in der übergeordneten Steuerung rechnerisch kontinuierlich
die Position und die mittlere Stärke der Krafteinwirkung ermitteln, Gleiches gilt
auch bei der Krafteinwirkung mittels eines im Wesentlichen linienhaft auf das Siebgewebe
2 einwirkende Rakels.
[0040] Durch die sensorische und rechnerische Ermittlung der Kraftverhältnisse im normalen
Betriebszustand, insbesondere bei der Verwendung eines neuen und unbenutzten Siebes
ist es somit möglich, ein anfängliches räumlich aufgelöstes Abbild der Kräfteverteilung
beispielsweise in der übergeordneten Steuerung z.B. durch Abspeicherung in einem Speicher
zu hinterlegen und bei den nachfolgenden kontinuierlichen Messungen als Referenzbild
zu verwenden, indem beispielsweise über während der ersten Bewegung des Rakels über
die unbenutzte Oberfläche eines neuen Drucksiebs bzw. Siebgewebes die initialen Kräfteverhältnisse
erfasst werden. Es ist selbstverständlich auch möglich, aus einer bestimmten Anzahl
von Rakelbewegungen ein gemitteltes Kraftreferenzbild abzuleiten und zu hinterlegen.
[0041] Beginnt nach einer bestimmten Zeit das Siebgewebe 2 aufgrund von Ermüdungserscheinungen
an einer Stelle zu reißen, so wird über die Sensoren 6 unmittelbar ein zumindest im
Bereich des Siebrisses stark verändertes Kraftbild von der Steuerung erfasst, wodurch
beispielsweise ein Maschinenstopp ausgelöst werden kann, um einer Verschmutzung oder
einer Fehlbedruckung entgegen zu wirken.
[0042] Um einen sicheren Arbeitsbereich der Sensoreinrichtungen 6 zu gewährleisten und um
einem allgemeinen Nachlassen der Siebspannung entgegen zu wirken, kann es erfindungsgemäß
weiterhin vorgesehen sein, jedes der Segmente 3a.1, 3a.2,..., 3b.1, 3b.2 3c.1, 3c.2,...
3d.1, 3d.2,... mit einer jeweiligen Zugvorrichtung und / oder Druckvorrichtung 40
zu versehen, welche beispielsweise über eine jeweilige Verbindung 4 an dem jeweiligen
Segment angreift.
[0043] Als Zugvorrichtung können beispielsweise Elektromotoren, Pneumatikzylinder, Linearmotoren
oder ähnliches verwendet werden. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Zugvorrichtungen
40 ist es beispielsweise möglich, zusätzlich zu der anfänglichen bereits dem Drucksieb
2 in der Herstellung aufgeprägten Siebspannung eine weitere Zugspannung zu überlagern,
wodurch es zum einen möglich ist, einen jeweiligen günstigen Arbeitspunkt der Sensoren
6 einzustellen und zu anderen beispielsweise eine anfänglich ermittelte Inhomogenität
der im Drucksieb 2 eingeprägten Siebspannung weitgehend zu kompensieren, indem beispielsweise
die Zugvorrichtungen 40 der jeweiligen Segmente 3a. 1, 3a.2,...3b.1, 3b.2,..., 3c.1,
3c.2,..., 3d.1, 3d.2,...entsprechend angesteuert werden.
[0044] Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, ein beispielsweise aufgrund von
Ermüdungserscheinungen auftretendes Nachlassen der Siebspannung durch eine entsprechende
Ansteuerung der jeweiligen Zugvorrichtungen 40 zu kompensieren.
[0045] Figur 3 zeigt eine weitere Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung
der Siebspannung, wobei hier die Sensoren 6 so in/an den jeweiligen Segmenten angeordnet
sind, dass sie direkt in Kontakt mit dem Siebgewebe 2 stehen, beispielsweise in einem
bestimmten Abstand zum Siebrahmen 1. Bei einer Kraftwirkung in Richtung 100, wie in
Figur 1 gezeigt, erfährt jeder Sensor 6 jedes Segmentes eine bestimmte Krafteinwirkung,
deren Stärke im Wesentlichen vom Abstand des Sensors 6 zu der Krafteinwirkung abhängt.
[0046] Solche Sensoren 6 können beispielsweise als Sensorkabel ausgeführt sein und beispielsweise
auf der Basis von Piezoelektrizität arbeiten, wobei das in einem Koaxialkabel befindliche
Dielektrikum zusätzlich zu seinen lsolationseigenschaften piezoelektrische Eigenschaften
aufweist. Eine Krafteinwirkung auf den Kunststoffmantel des Kabels verformt dabei
auch das piezolektrische Dielektrikum im Inneren des Koaxialkabels, wodurch ein Spannungsimpuls
an den Enden des Kabels erzeugt wird. Alternativ können auch andere Sensoren verwendet
werden, welche beispielsweise als Teil eines Schwingkreises arbeiten und bei welchen
eine Krafteinwirkung auf den Sensor eine Frequenzverschiebung bewirkt, welche entsprechend
ausgewertet werden kann.
[0047] Bezüglich sämtlicher Ausführungen ist festzustellen, dass die in Verbindung mit einer
Ausführung genannten technischen Merkmale nicht nur bei der spezifischen Ausführung
eingesetzt werden können, sondern auch bei den jeweils anderen Ausführungen. Sämtliche
offenbarten technischen Merkmale dieser Erfindungsbeschreibung sind als erfrndungswesentlich
einzustufen und beliebig miteinander kombinierbar oder in Alleinstellung einsetzbar.
1. Vorrichtung, insbesondere für eine Siebdruckmaschine, zur Messung der Siebspannung
eines Siebgewebes in einem Siebrahmen, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Aufnahmevorrichtung (3) zum Aufnehmen des Siebrahmens (1) aufweist, deren
Aufnahmeleisten (3a, 3b, 3c, 3d) jeweils in mehrere Segmente (3a1, 3a2,...,3b1, 3b2,...,3c1,
3c2,...3d1, 3d2,...) unterteilt sind und jedem Segment (3a1, 3a2,...,3b1, 3b2,...,3c1,
3c2,...3d1, 3d2,...) wenigstens eine Sensoreinrichtung (6) zur Zugspannungsmessung
zugeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Segment (3a1, 3a2,...,3b1, 3b2,...,3c1, 3c2,...3d1, 3d2,...) eine steuerbare
Vorrichtung (40) zur Ausübung von Druckkräften und / oder Zugkräften zugeordnet ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Aufnahmeleiste (3a, 3c) einer Längsseite der Aufnahmevorrichtung (3) in M Segmente
(3a1, 3a2,..., ...,3c1, 3c2,...) unterteilt ist und jede Aufnahmeleiste (3b, 3d) einer
Querseite der Aufnahmevorrichtung (3) in N Segmente (3b1, 3b2,...3d1, 3d2,...) unterteilt
ist, insbesondere wodurch sich M x N Flächenbereiche im Siebgewebe (2a) ergeben, in
denen die Siebspannung ermittelbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit jeder Sensoreinrichtung (6) jeweils ein ihr zugeordneter Anteil der Siebspannung
eines in die Aufnahmevorrichtung (3) eingespannten und mit einem Siebgewebe (2a) versehenen
Siebrahmens (1) messbar ist, insbesondere wobei jede Sensoreinrichtung (6) an eine
übergeordnete Steuerung angeschlossen ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (3a1, 3a2"..,3b1, 3b2,...,3c1, 3c2,...3d1, 3d2,...) der Aufnahmeleisten
(3a, 3b, 3c, 3d) zumindest paarweise gleichartig ausgeführt sind und paarweise einander
gegenüberliegend angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die über die Sensoreinrichtungen (6) jeweiligen gemessenen Kräfte in einer übergeordneten
Steuerung rechnerisch zu einem zumindest ortsaufgelöstem Kraftverteilungsbild umrechenbar
sind, insbesondere wobei die Ortsauflösung zumindest der Anzahl und Größe der Messflächen
entspricht.
7. Verfahren, insbesondere für eine Siebdruckmaschine, zur Messung der Siebspannung eines
Siebgewebes in einem Siebrahmen, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einem Siebgewebe (2a) versehener Siebrahmen (1) in einer Aufnahmevorrichtung
(3) befestigt wird/ist, deren Aufnahmeleisten (3a, 3b, 3c, 3d) jeweils in mehreren
Segmente (3a1, 3a2,...,3b1, 3b2,...,3c1, 3c2,...3d1. 3d2,...) unterteilt sind und
mit Sensoreinrichtungen (6), von denen wenigstens eine jeweils einem Segment (3a1,
3a2,...,3b1, 3b2,...,3c1, 3c2.... 3d1, 3d2,...) zugeordnet ist, die zwischen einem
Segment (3a1, 3a2,...,3b1, 3b2,...,3c1, 3c2,...3d1, 3d2,...) und dem Siebrahmen (1)
wirkende Kraft erfasst wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Sensoreinrichtungen (6) der Segmente (3a1, 3a2,...,3b1, 3b2,...,3c1,
3c2,...3d1, 3d2,...) bei einer Krafteinwirkung auf das Siebgewebe (2a) eine jeweilige,
abhängig vom Angriffspunkt der Kraft auf das Drucksieb (2, 2a) unterschiedliche Kraft
messen.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die über die Sensoreinrichtungen (6) jeweils gemessenen Kräfte rechnerisch zu einem
zumindest ortsaufgelösten Kraftverteilungsbild umgerechnet werden, insbesondere wobei
die Ortsauflösung zumindest der Anzahl und Größe der Messflächen entspricht.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine kontinuierliche Messung der Siebspannung während eines Druckprozesses mit allen
Sensoreinrichtungen (6) stattfindet und jedes daraus ermittelte Kraftverteilungsbild
mit einem Referenz-Kraftverteilungsbild verglichen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Referenz-Kraftverteilungsbild zu Beginn eines Druckprozesses aus der Messung
wenigstens eines Druckablaufs ermittelt wird, bei dem das wenigstens eine Rakelmesser
(30) der Druckeinrichtung über die Oberfläche des Siebgewebes (2a) streicht.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Referenz-Kraftverteilungsbild kontinuierlich durch eine Mittelung aus einer Mehrzahl
von Druckabläufen ermittelt wird, bei denen das wenigstens eine Rakelmesser (30) der
Druckeinrichtung zyklisch über die Oberfläche des Drucksiebes (2, 2a) streicht.
13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass von sich gegenüber liegenden Kraftsensoren (6) die Kräfte gemessen und miteinander
verglichen werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Zugkräfte der Zugvorrichtungen (40) so eingestellt werden, dass die von den sich
gegenüber liegenden Kraftsensoren (6) gemessenen Zugkräfte gleich sind und / oder
sich zumindest elektronisch kompensierbar sind, insbesondere indem deren gemessenen
Werte in einer Auswerteschaltung beispielsweise voneinander subtrahiert werden.
15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest innerhalb eines vorgebbaren/vorgegebenen Zeitfensters, bevorzugt fortwährend
die Historie der bei jedem Überstreichen der Rakelmesser (30) über die Siebgewebeoberfläche
(2a) gemessenen Kräfte zwischengespeichert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes komplementäre Sensorpaar (6) die aktuell aufgenommenen Kräfte mit den beim
vorherigen Überstreichen der Rakelmesser (30) gemessenen Kräfte verglichen werden,
insbesondere wobei bei einer Abweichung eine Nachregelung der Kräfte durch Ansteuerung
der Zugvorrichtungen (40) erfolgt.
17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mittels den Zug- / Druckvorrichtungen (40) eine gewünschte zwischen Segment (3a1,
3a2,...,3b1, 3b2,...,3c1, 3c2,...3d1, 3d2,...) und Siebrahmen (1) wirkende Kraft eingestellt
wird, insbesondere in Abhängigkeit der gemessenen Kräfte.