DE4123431A1 - Spannelement fuer siebdruckschablonen - Google Patents

Description

Die Herstellung von Leiterplatten im Siebdruck erfordert eine sehr hohe Genauigkeit des in einer Siebdruckschablone ver­ wendeten Gewebes. Die geforderte Gewebegenauigkeit beträgt in diesem Zusammenhang bereits 5/100 Millimeter, wobei die Maschenweite des Gewebes in Tausendstel Millimetern gemessen wird. Als Folge wird ein äußerst gleichmäßiges Aufspannen des Gewebes auf den Schablonenrahmen gefordert, da eine ungleichmäßige Spannungsverteilung Verzerrungen im Gewebe er­ zeugt, die größer sind als die Genauigkeitsanforderungen an das Gewebe.

Weiter verlangen die gestiegenen Genauigkeitsanforderungen beim Siebdruck nicht nur eine Schablone mit gleichmäßiger gespanntem Gewebe als bisher üblich, sondern auch höhere Spann­ kräfte. Diese wiederum können nur in Verbindung mit einer noch gleichmäßigeren Spannungsverteilung als bisher im Gewebe er­ reicht werden, da im Gewebe auftretende Spannungsspitzen ein Reißen des Gewebes begünstigen würden.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen Spanner bzw. eine Vorrichtung zum Anfertigen von Siebdruckschablonen zu schaffen, bei denen das Gewebe eine größere Spannung und eine gleichmäßigere Spannungsverteilung aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 2 verschwenkt sich der Spanner selbsttätig in die Ebene, in der der von ihr an einem Gewebe erzeugte Spannkraftvektor liegt. Dadurch werden Richtungsänderungen im Gewebe und die Gefahr eines Gewebe­ risses im Bereich der Klemmbacken verringert.

Die Merkmale des Anspruchs 3 bewirken den Vorteil, daß die Klemmbacken für das Einspannen des Geweberandes stets eine definierte Höhe über der Auflageebene haben, was ein gleichmäßigeres Einspannen des Gewebes erlaubt.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 4 ergibt sich die Möglichkeit, den Kolben der Zylinder-Kolbeneinheit rückseitig mit Druck­ medium zu beaufschlagen, die Kolbenstange auszufahren und die Klemmzange selbsttätig in eine hinsichtlich der Höhenlage definierte Ausgangsstellung zu bringen. In Verbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 ist selbsttätig eine in Richtung aller drei Raumachsen definierte Ausgangsstellung erreichbar.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 6 werden in Verbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 nicht nur die Kolbenstange, sondern auch die Klemmflächen der Klemmleisten in Richtung des vom Spanner am Gewebe erzeugten Kraftvektors ausgerichtet. Richtungsänderungen des Gewebes beim Übergang zwischen die Klemmleisten werden dadurch vollständig unter­ drückt.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Ansprüchen 7 und 8 werden die Gewebefäden allseits (das heißt über ihren ganzen Umfang) von den Klemmleisten umfaßt und zwischen diesen form- und kraftschlüssig gehalten.

Die Merkmale nach Anspruch 9 ermöglichen zusätzlich beim Spannen eines Gewebes alle Gewebefäden gleichmäßig zu spannen, gleich­ gültig, ob sie im Grenzbereich zwischen zwei Spannern liegen oder nicht.

Durch die Merkmale des Anspruchs 10 wird der Schablonenrahmen derart vorgespannt, daß er nach dem Anbringen des Gewebes unter Spannung keine weiteren Deformationen erleidet, welche die Regelmäßigkeit der Gewebespannung beeinträchtigt.

Sollte während des Spannvorganges ein Geweberiß auftreten, verhindern die Merkmale des Anspruchs 11, daß der Spanner durch die sich schlagartig relaxierenden Schablonenrahmen und Gewebe weggeschleudert wird.

Durch die Merkmale des Anspruchs 12 wird in jedem Fall gewähr­ leistet, daß während des Spannvorganges das Gewebe über die obere äußere Rahmenkante nach unten gezogen wird und nur an dieser Kante eine Richtungsänderung erfährt.

Anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung wird die Er­ findung beispielsweise erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Spanners,

Fig. 2 eine Draufsicht auf Fig. 1,

Fig. 3 eine gleiche Darstellung des Spanners wie Fig. 1 während des Spannens eines Gewebes und

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Spannvorrichtung für Sieb­ druckschablonen.

Der Spanner weist ein schienenförmiges Basiselement 1 auf, das eine Auflageebene 2 bildet. An einem Ende des Basiselementes 1 ist ein Schwenklager 3 fest angeordnet, an dessen Schwenk­ achse 4 ein Druckzylinder 5 angelenkt ist. Dieser weist einen nicht dargestellten, zweiseitig beaufschlagbaren Kolben auf, an dem die Kolbenstange 6 befestigt ist. Die beiden Kolben­ seiten sind über Anschlüsse 7 wahlweise mit einem Druckmedium beaufschlagbar.

Das freie Kolbenstangenende ist als Universalgelenk 9 gestaltet, das mit der Kolbenstange 6 durch einen Lagerring 8 fest ver­ bunden ist. Im Lagerring 8 ist ein Kugelsegment 10 kugelig gelagert, das eine Achse 11 diametral durchsetzt. Eine Gabel 12 über- und untergreift das Kugelsegment 10 und ist an den Enden der Achse 11 schwenkbar angelenkt. Die Gabel 12 ist damit im Rahmen des zum Lagerring 8 vorhandenen und durch gummielas­ tische Scheiben 10a begrenzten Spiels auf und ab sowie um die Achse 11 schwenkbar (siehe Pfeil in Fig. 2). Die Gabel 12 bildet eine feste Klemmbacke 13 in die ein gummielastischer, unterer Klemmstreifen 14 eingelegt ist. Diesem gegenüber liegt ein ebenfalls gummielastischer, oberer Klemmstreifen 15, der mit zwei parallelen Längsrippen versehen und in einer oberen, beweglichen Klemmbacke 16 gefaßt ist. Die Härte der beiden Klemmstreifen 14 und 15 ist verschieden. Der obere Klemmstreifen 15 ist härter als der untere, wobei das Härteverhältnis in grober Näherung vorzugsweise 95/75 Shore beträgt. Werden die beiden Klemmleisten 14 und 15 aufeinander gedrückt, wird durch das Eindringen der Längsrippen in die untere Klemmleiste ein dazwischen geklemmtes Gewebe kraft- und formschlüssig gehalten.

Die obere Klemmbacke 16 ist mittels einer Schraubverbindung 17 an einem Winkelhebel 18 befestigt, der bei 19 an einen Lagerkörper 20 angelenkt ist. Dieser seinerseits ist fest mit der Gabel 12 verbunden. Der Winkelhebel 18 ist mittels eines Handgriffhebels 21 auf- und abverschwenkbar und in seiner unteren Endlage, in der die beiden Klemmbacken 13, 16 gegen­ einander gepreßt sind, durch einen Kniehebelverschluß 22 fixierbar. Wird der Handgriff 21 in Richtung des in Fig. 1 gezeigten Doppelpfeils bewegt, öffnen bzw. schließen sich die Klemmbacken 13, 16, wobei zum Öffnen der Totpunkt des Knie­ hebelverschlusses zu überwinden ist. Die obere und die untere Klemmbacke 13 und 16 (einschließlich der Klemmleisten 14 und 15) sind an den Enden angeschrägt. Die Endflächen sind parallel, was, wie später noch beschrieben, ein gleichmäßigeres Erfassen eines Gewebes ermöglicht. Die beschriebenen Teile 12 bis 22 bilden zusammen eine Klemmzange.

Die Gabel 12 ruht in unbelastetem Zustand auf einem mit dem Basiselement 1 fest verbundenen Auflager 23. Dieses Auflager 23 weist eine gegen den Zylinder 5 geneigte Gleitfläche 24 und eine horizontale (bzw. zur Ebene 2 parallele) Auflagefläche 25 auf, auf welche sich die Gabel 12 abstützen kann (Fig. 1).

In der geneigten Fläche 24 ist ein sich gegen die horizontale Fläche 25 verjüngender Führungsschlitz 26 angebracht, der sich als gleichmäßig breiter Schlitz noch einige Millimeter in die Fläche 25 fortsetzt. In diesen Führungsschlitz 26 greifen in die Gabel 12 und in die Achse 11 von unten eingesetzte Stifte 27. Führungsschlitz 26 und Stifte 27 bilden eine Zen­ triereinrichtung, die ein exaktes Bereitstellen aller Spanner eines Spanntisches erleichtert. Ist die Kolbenstange 6 des Spanners in den Zylinder 5 zurückgezogen und aus dieser Stellung in die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Bereitstellung zu verschie­ ben, so genügt es, den Druckzylinder 5 mit Druckmedium derart zu beaufschlagen, daß die Kolbenstange 6 ausgefahren wird.

Dabei gleitet die Gabel 13 auf der schrägen Fläche 24 nach oben und wird durch das Zusammenwirken von Führungsschlitz 26 und Stifte 27 allmählich auf die Längsmitte des Basisele­ mentes 1 zentriert, und rechtwinklig zur Längsmitte des Basis­ elementes 1 ausgerichtet. Erreichen die Stifte die Auflage­ fläche 25 und das Ende des gleichmäßig breiten Schlitzes, hat die Gabel 12 ihre vordere Endlage erreicht und ist für das Einspannen eines Geweberandes positioniert und bereit.

An dem dem Schwenklager 3 gegenüberliegenden Ende des Basis­ elementes 1 ist ein Lagerkörper 28 befestigt, der eine zur Auflageebene 2 parallele Auflagefläche 29 sowie rechtwinklig dazu eine Anschlagfläche 30 bildet. Mit diesen beiden Flächen 29, 30 wirkt ein winkelförmiger Gegenhalter 31 zusammen, der an einer im Basiselement 1 längsverschiebbaren Schiene 32 be­ festigt ist. Die Auszugslage der Schiene 32 bzw. der Abstand des Gegenhalters 31 von der Anschlagfläche 30 ist wählbar und mit einer Klemmeinrichtung 33 feststellbar. Dadurch können auf der Auflagefläche 29 liegende Schablonenrahmen 34 unter­ schiedlicher Rahmenbreite zwischen Gegenhalter 31 und Anschlag­ fläche 30 gehalten werden.

Die Höhe des Auflagers 28 ist so bemessen, daß der Abstand der Klemmflächen der Klemmleisten 14, 15 von der Auflageebene 2 des Basiselementes 1 (wenn sich die Klemmbacken 13, 16 in der in Fig. 1 gezeigten Lage befinden, das heißt, die Gabel 12 auf dem Auflager 23 aufliegt) stets kleiner ist als der Abstand einer oberen Schablonenrahmenfläche 36 von der Auflage­ ebene 2. Diese Bedingung muß unabhängig von der Stärke des Rahmenquerschnitts erfüllt sein. Dies gewährleistet beim Spannen eines Gewebes (wie Fig. 3 zeigt) ein Abheben der Gabel 12 vom Auflager 23 und ein Heraustreten der Führungsstifte 27 aus dem Führungsschlitz 26, wobei sich der Zylinder 5 um die Achse 4 schwenkt und die Klemmbacken 13, 16 um das Universalgelenk 9 frei beweglich werden. Die vom Zylinder 5 auf das Gewebe ausgeübte Zugkraft wird dadurch völlig gleichmäßig auf das Gewebe übertragen und eine entsprechend gleichmäßig verteilte Spannung in dieses eingeleitet.

Fig. 4 zeigt einen Spanntisch mit einer Tischplatte 35, auf der längs den Seiten eines Rechtecks 38 Spanner der beschrie­ benen Art angeordnet sind. Längs den langen Rechteckseiten sind je sieben Spanner und längs den kurzen Rechteckseiten je sechs Spanner vorgesehen, deren Basiselemente 1 mit ihren Auflageebenen 2 auf der Tischfläche aufliegen. Die Anzahl Spanner ist von der Tischgröße abhängig. Die einander gegenüber­ liegenden Spanner sind axial ausgerichtet; die nebeneinander liegenden Spanner grenzen mit den angeschrägten Seitenflanken der Klemmbacken 13, 16 aneinander.

Die angeschrägten Seitenflanken der Klemmbacken 13, 16 bewirken, daß sich die Wirkbereiche einander benachbarter Spanner in Zugrichtung überlappen. Die Gewebefäden im Überlappungsbereich werden ebenfalls erfaßt und erfahren damit die gleiche Zug­ belastung wie jene, die außerhalb dieses Bereiches liegen. Die gegenseitige Lage und die parallele Ausrichtung der Spanner wird durch am Spanntisch verstellbar gelagerte Abstandhalter 37 gewährleistet. Diese weisen zu gegenüberliegenden Seiten je zwei Rastnasen 39 auf, welche das Basiselement 1 des be­ nachbarten Spanners übergreifen und ein Abheben von der Tisch­ platte 35 verhindern.

Die beschriebene Spannvorrichtung funktioniert wie folgt.

Zuerst wird den Zylindern 5 der Spanner das Druckmedium derart zugeführt, daß die Kolbenstangen 6 ausgefahren werden, und die Klemmbacken 13, 16 die in den Fig. 1 und 2 gezeigte End­ lage einnehmen. Hernach werden die Gegenhalter 31 gelöst und bis zu einer der Rahmenbreite entsprechenden Skalenmarke aus­ gezogen und mit der Klemmeinrichtung 33 festgelegt. Dies kann vor oder nach dem Auflegen des Rahmens geschehen.

Danach werden die Handgriffhebel 21 hochgeschwenkt und die Klemmbacken 13, 16 geöffnet. Nun wird ein Gewebe über den Schablonenrahmen 34 und mit den Rändern zwischen die Klemm­ leisten 14, 15 gelegt. Danach werden jeweils die Klemmbacken 13, 16 der einen Seite geschlossen (Handgriffhebel 21 nach unten) und anschließend jene der gegenüberliegenden Rahmen­ seite. Nach dem allseitigen Einspannen des Gewebes wird die beidseitige Druckbeaufschlagung der Kolben in den Zylindern 5 derart verändert, daß die Kolbenstangen 6 eingefahren werden. Mit steigender Zugkraft heben sich die Klemmbacken 13, 16 von ihrem Auflager 23 ab und werden dadurch allseits frei beweglich. In diesem frei beweglichen Zustand übertragen sie ihre Zugkraft entsprechend gleichmäßig auf das Gewebe und ziehen dieses satt über den Schablonenrahmen 34. Ist das Gewebe am Schablonenrahmen 34 befestigt, werden die Zylinder 5 entspannt, die Handgriffhebel 21 hochgeklappt und die Sieb­ druckschablone der Spannvorrichtung entnommen. Danach kann die nächste Bespannung in der beschriebenen Weise erfolgen.

Die Bewegung der Kolben in den Zylindern 5 wird durch eine Steuerung der zwischen den beiden Kolbenseiten herrschenden Druckdifferenz erreicht. Vorzugsweise eine sogenannte Gegen­ drucksteuerung. Dies bewirkt den Vorteil, daß im Falle eines Geweberisses eine Schlagdämpfung eintritt und bei allen Zylindern 5 die Kolbenstangen 6 gleichgerichtet und mit gleicher Geschwindigkeit bewegt werden.

Claims (15)

1. Gewebespanner für das Anfertigen von Siebdruck­ schablonen, gekennzeichnet durch ein Basiselement (1), eine daran gelagerte Zylinderkolbeneinheit (5, 6, 7), welche mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist und an deren freiem Kolbenstangenende eine ein Klemmbackenpaar (13, 16) aufweisende Klemmzange (12 bis 22) gelagert ist, wobei die Kolbenstange (6) unter der Wirkung des Druckmediums zumindest eingefahren werden kann.

2. Gewebespanner nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Basiselement (1) eine Auflageebene (2) auf­ weist, daß der Zylinder (5) der Zylinderkolbeneinheit an dem der Kolbenstange (6) gegenüberliegenden Ende durch ein Schwenk­ lager (3) mit dem Basiselement (1) verbunden ist, welches Schwenklager (3) zumindest eine Schwenkbewegung um eine zur Kolbenstange (6) rechtwinklig orientierte und zur Auflageebene (2) parallele Achse (4) ermöglicht.

3. Gewebespanner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmzange (12 bis 22) bei ausge­ fahrener Kolbenstange (6) auf einem mit dem Basiselement (1) vorzugsweise′ fest verbundenen Auflager (23) aufliegt.

4. Gewebespanner nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Auflager (23) eine gegen den Zylinder (5) abfallende, schiefe Gleitfläche (24) bildet.

5. Gewebespanner nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmzange (12 bis 22) und das Auf­ lager (23) auf den einander zugewandten Seiten komplementäre Führungs- und Zentrierorgane (26, 27) aufweisen.

6. Gewebespanner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmzange (12 bis 22) mittels eines Universalgelenkes (9) an der Kolbenstange gelagert ist.

7. Gewebespanner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (13, 16) der Klemmzange (12 bis 22) gummielastische Klemmleisten (14, 15) unterschiedlicher Härte aufweisen.

8. Gewebespanner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die härtere Klemmleiste (15) mindestens eine, vorzugs­ weise zwei parallele, gegenseitig distanzierte Rippen aufweist.

9. Gewebespanner nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (13, 16) und die Klemm­ leisten (14, 15) parallele und zur Längsmittellinie der Klemm­ leisten (14, 15) geneigte Seitenflanken aufweisen.

10. Gewebespanner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei ausgefahrener Kolbenstange (6) die Klemmzange (12 bis 22) zwischen dem Schwenklager (3, 4) und einem mit dem Basiselement (1) fest verbundenen Lager­ körper (28) liegt, welcher eine Auflage- und eine Anschlag­ fläche (29, 30) für einen Schablonenrahmen (34) bildet.

11. Gewebespanner nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Lagerkörper (28) ein verstell- und fest­ stellbarer Gegenhalter (31) zugeordnet und am Basiskörper (1) gelagert ist.

12. Gewebespanner nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Auflagers (23) und die Höhe der Auflagefläche (29) über der Auflageebene (2) so gewählt sind, daß die Oberseite (36) eines auf der Auflage­ fläche (29) aufliegenden Schablonenrahmens (34) über den sich berührenden Klemmflächen der Klemmleisten (14, 15) liegt, wenn die Klemmzange (12 bis 22) auf dem Auflager (23) abgestützt ist.

13. Vorrichtung zur Herstellung von Siebdruckschab­ lonen mit Spannern gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, welche Spanner auf der Tischplatte (35) eines Spanntisches um ein Rechteck (38) für die Aufnahme eines Schablonenrahmens (34) angeordnet sind und mit ihrer Auflageebene (2) auf der Tisch­ platte (35) aufliegen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die längs einer Rechteckseite angeordneten Spanner mit den Seitenflächen ihrer Klemmzangen (12 bis 22) aneinander grenzen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß die längs einer Rechteckseite angeordneten Spanner durch Abstandhalter (37) in einer definierten Lage gehalten sind.