DE1084352B - Verfahren zur selbsttaetigen elektrischen Steuerung eines Meissels zum Gravieren einer Platte gemaess einem Muster - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur selbsttätigen elektrischen Steuerung eines Meißels zum Gravieren einer Platte gemäß einem Muster in der Weise, daß sich die Eindringtiefe des Meißels in Abhängigkeit von der Amplitude einer dem Muster entsprechenden elektrischen Modulationsspannung ändert, wobei die Bewegung des Meißels eine bestimmte Grundfrequenz aufweist.

Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen zum Gravieren einer Platte bekannt, bei denen die Bewegungen des Meißels durch mechanische Mittel herbeigeführt werden. Bemerkt wird, daß es insbesondere bei der Herstellung von Klischees erforderlich ist, daß die aufeinanderfolgenden Punkte maximaler Eindringtiefe des Meißels in der zu gravierenden Platte immer in gleichen gegenseitigen Abständen liegen, längs der Oberfläche der Platte gemessen. Weiterhin ist es erforderlich, daß die Geschwindigkeit des Meißels senkrecht zur Plattenoberfläche sowohl beim Eindringen in die Platte als auch beim Zurückziehen immer konstant ist.

Das den obenerwähnten Anforderungen entsprechende Verfahren nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß eine erste Dreieckspannung mit der halben Grundfrequenz erzeugt wird, daß der elekirischen Modulationsspannung eine erste stufenförmige Spannung entnommen wird, deren Amplitude bei jedem Scheitel der ersten Dreieckspannung die dann auftretende Amplitude der elektrischen Modulationsspannung annimmt, und daß die erste Dreieckspannung und die erste stufenförmige Spannung zu einer ersten Summenspamnung addiert werden, daß eine zweite Dreieckspannung mit der halben Grundfrequenz erzeugt wird, die gegenüber der ersten Dreieckspannung um 180° phasenverschoben ist, daß der elektrischen Modulationsspannung eine zweite stufenförmige Spannung entnommen wird, deren Amplitude bei jedem Scheitel der zweiten Dreieckspannung die dann auftretende Amplitude der elektrischen Modulationsspannung annimmt, und daß die zweite Dreieckspannung und die zweite stufenförmige Spannung zu einer zweiten Summenspannung addiert werden, daß die erste und die zweite Summenspannung darauf einem elektronischen Schalter zugeführt werden, dessen Ausgangsspannung die Bewegung des Meißels steuert, wobei der elektronische Schalter von einer durch Addition der ersten und der zweiten stufenförmigen Spannung erhaltenen dritten Summenspannung gesteuert wird, deren Amplitude derart gewählt wird, daß sie in Zeitpunkten, in denen die Amplitude der ersten und der zweiten Summenspannung einen gleichen Wert aufweisen, ebenfalls den gleichen Wert aufweist.

Eine Ausführungsform des Verfahrens nach der Verfahren zur selbsttätigen elektrischen

Steuerung eines Meißels

zum Gravieren einer Platte

gemäß einem Muster

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing, H.-Zoepke, Patentanwalt,
München 5, Erhardtstr. 11

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 1. Juli 1954

Frits Rudolf Hardi, Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung, bei der die Erfindung angewendet wird;

Fig. 2 a und 2 b stellen zwei zueinander senkrechte Querschnitte des Meißels dar;

Fig. 3 zeigt denjenigen Teil der Vorrichtung nach Fig. 1, der zum Verständnis der Erfindung wichtig ist;

Fig. 4 bis 21 sind Diagramme zur Erklärung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 ist das Original, von dem ein Klischee hergestellt werden muß, in bekannter Weise auf einer Zylindertrommel 1 befestigt. Die zu gravierende Platte ist auf einer Zylindertrommel-2 angebracht. Die beiden Trommeln sind in bekannter Weise derart zusammengekuppelt, daß sie sich beim Antrieb der Welle 3 um diese Welle mit gleicher Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit drehen und entgegengesetzte geradlinige Bewegungen längs der Welle ausführen, also sich mit gleicher Bewegungsgeschwindigkeit aufeinander zu oder voneinander weg bewegen.

Durch das Original auf der Trommel 1 wird mit Hilfe der Vorrichtung 4 eine elektrische Spannung erzeugt, die sich entsprechend der Schwärzung des Originals ändert. Die Vorrichtung 4 kann z. B. eine Lichtquelle, durch 4ie das Original bestrahlt wird,

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und eine photoelektrische Zelle enthalten, auf der das zurückgeworfene Licht aufgefangen wird. Die dabei entstandene elektrische Spannung wird über die Leitungen 5 der Vorrichtung 6 zugeführt. Der Vorrichtung 6 wird über die Leitungen 7 gleichzeitig eine von der Vorrichtung 8 herrührende elektrische Schwingung zugeführt, die in harmonischer Beziehung zur Drehgeschwindigkeit der Welle 3 steht und durch letztere in bekannter Weise, z. B. über das auf der Welle 3 sitzende Zahnrad 9, erzeugt wird. Die Frequenz dieser Schwingung wird gleich der gewünschten Grundfrequenz des Meißels 10 gewählt, mit der die Platte auf der Trommel 2 graviert werden soll. Die senkrechte Bewegung des Meißels 10 wird auf elektromagnetischem Wege über die Leitungen 11 von der Ausgangsspannung der Vorrichtung 6 gesteuert.

In den Fig. 2 a und 2 b sind zwei Querschnitte des Meißels 10 dargestellt, wobei der Querschnitt nach Fig. 2 a mit der Zeichenebene von Fig. 1 zusammenfällt und Fig. 2 b den Querschnitt in einer Ebene senkrecht zur Zeichenebene darstellt. Auf die Gestalt des Meißels wird später näher eingegangen.

In Fig. 3 ist das Schaltbild der Vorrichtung 6 nach Fig. 1 näher dargestellt. Über die Leitungen 7 wird eine sinusförmige Schwingung nach Fig. 4 mit einer Frequenz gleich der Grundfrequenz der Meißelbewegung einer Vorrichtung 12 von bekannter Art zugeführt, in der diese Schwingung zunächst gleichgerichtet wird. Dabei entsteht eine Spannung nach Fig. 5. Diese Spannung wird darauf in der Vorrichtung 12 in gleichfalls an sich bekannter Weise in eine impulsförmige Spannung nach Fig. 6 umgesetzt. Diese Spannung wird der Vorrichtung 13 zugeführt, in der sie differenziert wird, wobei sich die Spannung nach Fig. 7 ergibt. Darauf werden die positiven Spannungsimpulse unterdrückt; die in Fig. 8 dargestellten negativen Spannungsimpulse werden als Synchronisierimpulse einem bistabilen Multivibrator 14 gleichfalls bekannter Art zugeführt. Die in Fig. 9 dargestellte Ausgangsspannung dieses bistabilen Multivibrators wird in der Vorrichtung 15 differenziert; es ergibt sich eine Ausgangsspannung nach Fig. 10. Die positiv gerichteten Impulse der Spannung nach Fig. 10 werden einem monostabilen Multivibrator 16 zugeführt, der kurze rechteckige Impulse. liefert, die in Fig. 11 mit positivem Vorzeichen dargestellt sind, jedoch mit negativem Vorzeichen auftreten. Die negativ gerichteten Impulse der Spannung nach Fig. 10 werden einem monostabilen Multivibrator 17 zugeführt, der kurze rechteckige Impulse liefert, gleichfalls mit negativem Vorzeichen, jedoch in Fig. 16 mit positivem Vorzeichen dargestellt, die gegenüber den Impulsen nach Fig. 11 um 180° phasenverschoben sind.

Die Ausgangsspannung mit entgegengesetztem Vorzeichen nach Fig. 11 des monostabilen Multivibrators 16 wird dem Steuergitter der Phasenumkehrröhre 18 zugeführt. An dem Anoden- und Kathodenwiderstand der Röhre entstehen gleiche, aber entgegengesetzt gerichtete Impulse, die einer Austastschaltung bekannter Art zugeführt werden. Dieser Schaltung wird gleichzeitig die der Vorrichtung 4 nach Fig. 1 entnommene Spannung über die Leitungen 5 zugeführt. Diese Modulationsspannung hat z. B. die in Fig. 12 dargestellte Porm.

Die an der Anode der Röhre 18 auftretenden positiv gerichteten Impulse werden über einen Kondensator 19 der Anode einer Diode 20 zugeführt. Die an der Kathode der Röhre 18 auftretenden negativ gerichteten Impulse werden über einen Kondensator 21 der Kathode einer Diode 22 zugeführt. Die Anode der Diode 20 ist über die Reihenschaltung zweier gleichwertiger Widerstände 23 und 24 mit der Kathode der Diode 22 verbunden, während die Kathode der Diode 20 mit der Anode der Diode 21 verbunden ist. Eine der Leitungen 5 steht mit dem gemeinsamen Punkt der Widerstände 23 und 24 und die andere Leitung mit einem Belag eines Kondensators 25 in Verbindung, dessen anderer Belag mit der Kathode der Diode 20 und der Anode der Diode 22 verbunden ist. Beim Auftreten der Impulse am Ausgangskreis der Röhre 18 werden die Dioden 20 und 22 stromleitend, und der Kondensator 25 wird auf eine Spannung aufgeladen oder entladen, die der in diesem Zeitpunkt auftretenden Amplitude der über die Leitungen 5 zugeführten Modulationsspannung nach Fig. 12 entspricht. Diese Spannung am Kondensator bleibt nahezu konstant bis zum nächsten Auftreten der Impulse, wobei sich die Spannung im Wert der dann auftretenden Amplitude der Modulationsspannung ändert. Am Kondensator 25 tritt folglich eine erste stufenförmige Spannung der in Fig. 13 dargestellten Gestalt auf. Diese Spannung wird dem Steuergitterkreis einer Röhre 26 zugeführt.

Die Ausgangsspannung nach Fig. 9 des bistabilen Multivibrators 14 wird noch einer Vorrichtung 27 zugeführt. Diese Vorrichtung ist in bekannter Weise als Integrator ausgebildet und liefert eine Dreieckspannung, die dem Steuergitterkreis der Phasenumkehrrohre 28 zugeführt wird. Am-Anodenkreis der Röhre 28 entsteht eine erste Dreieckspannung der in Fig. 14 dargestellten Form, und am Kathodenkreis entsteht eine zweite Dreieckspannung, die um 180° phasenverschoben und in Fig. 18 dargestellt ist. Die Ausgangsspannung an der Anode, also diejenige nach Fig. 14, wird dem Steuergitterkreis der Röhre 29 zugeführt. Die Röhren 26 und 29 haben einen gemeinsamen Anodenwiderstand 30, so daß ihre Ausgangsspannungen summiert werden. Die Ausgangsspannung der Röhre 26 entspricht der Eingangsspannung nach Fig. 13, mit Ausnahme der Phasenumkehrung, und die Ausgangsspannung der Röhre 29, gleichfalls mit Ausnahme der Phasenumkehrung, entspricht der Eingangsspannung nach Fig. 15. Um die Übersicht der Fig. 13 bis 21 nicht unnötig verwickelt zu machen, wurde in diesen Figuren die Phasenumkehrung nicht dargestellt. Am gemeinsamen Anodenwiderstand 30 der Röhren 26 und 29 entsteht dann eine Spannung, die, abgesehen von der Spannungsverstärkung der Röhren, gleich der Summe der Spannungen nach den Fig. 13, 14 und in. Fig. 15 dargestellt ist. Aus Fig. 15 ist ersichtlich, daß bei dieser ersten Summenspannung die Amplitude sich jeweils gerade um einen durch die Modulationsspannung bedingten Betrag im Zeitpunkt des Auftretens eines Scheitels der ersten Dreieckspannung ändert.

Eine zweite Summenspannung ergibt sich auf ähnliche Weise mittels der Ausgangsspannung des monostabilen Multivibrators 17, die mit einem demjenigen nach Fig. 16 entgegengesetzten Vorzeichen dem Steuergitterkreis derPhasenumkehrröhre31 zugeführt wird, deren Anode und Kathode impulsförmige Spannungen zum Steuern einer zweiten Austastschaltung entnommen werden, welche die Dioden 32 und 33 enthält. Auch dieser Vorrichtung wird das elektrische Modulationssignal über die Leitungen 5 zugeführt. Die zweite stufenförmige Ausgangsspannung tritt am Kondensator34 auf und ist in Fig. 17 dargestellt. Wie sich aus einem Vergleich der Fig. 13 und 17 ergibt, sind die Ausgangsspannungen der beiden Austast-

schaltungen nicht gleich, was auf den Umstand zurückzuführen ist, daß die diese Schaltungen steuernden Impulsrtihen nach den Fig. 11 und 16 gegenseitig um 180° phasenverschoben sind.

Die zweite stufenförmige Spannung am Kondensator34 wird dem Steuergitterkreis einer Röhre 35 zugeführt. Der Anodenwiderstand 36 dieser Röhre ist gleichzeitig der Anodenwiderstand der Röhre 37. deren Steuergitterkreis die zweite Dreieckspannung nach Fig. 18 zugeführt wird, die dem Kathodenwiderstand der Röhre 28 entnommen wird. Vollständigkeitshalber wird bemerkt, daß die Zuführung der ersten Dreieckspannung zum Steuergitterkr,eis der Röhre 29 als auch die Zuführung der zweiten Dreieckspannung zum Steuergitterkreis der Röhre 37 in bekannter *5

Weise über ein .RC-Netzwerk mit einer solchen Zeit-

konstante erfolgt, daß eine Scheiteldetektion auftritt, so daß die Scheitel der Dreieckspannungen auf einem festen Pegel liegen, der nahezu gleich den Kathodenpotentialen der Röhren 29 und 37 ist.

Am Anodenwiderstand 36 der beiden Röhren entsteht, wieder abgesehen von dem Vorzeichen und der Verstärkung, eine der Summe der Spannungen nach den Fig. 17 und 18 entsprechende Spannung. Diese zweite Summenspannung ist in Fig. 19 durch die voll ausgezogene Linie dargestellt. In dieser Figur ist gleichzeitig die erste Summenspannung nach Fig. 15 nochmals dargestellt, und zwar durch eine gestrichelte Linie.

Zwischen den Anoden der Röhren 26 und 29 einerseits und den Anoden der Röhren 35 und 37 andererseits liegt ein elektronischer Schalter. Dieser Schalter enthält die Reihenschaltung einer Diode 38, deren Anode mit dem Widerstand 30 verbunden ist, einen Widerstand 39, einen gleichwertigen Widerstand 40 und eine Diode 41, deren Anode mit dem Widerstand 36 verbunden ist. Der gemeinsame Punkt der Widerstände 39 und 40 ist über einen Widerstand 42 mit einem Potentiometer 43 verbunden, das parallel zum Anodenwiderstand 44 einer Röhre 45 geschaltet ist. Das Steuergitter der Röhre 45 ist mit dem gemeinsamen Kathodenwiderstand 46 zweier Verstärker 47 und 48 verbunden, die in einer Röhre untergebracht sind. Dem Steuergitter der Röhre 48 wird die erste stufenförmige Spannung des Kondensators 25 und dem Steuergitter der Röhre 47 wird die zweite stufenförmige Spannung des Kondensators 34 zugeführt. Am Kathodenwiderstand 46 entsteht daher als dritte Summenspannung die Summe der ersten und der zweiten stufenförmigen Spannung der Form, wie sie durch die voll ausgezogene Linie in Fig. 20 dargestellt ist. Die dritte Summenspannung wird von der Röhre 45 verstärkt und in der Phase umgekehrt, und dem Potentiometer 43 wird ein Teil dieser verstärkten Summenspannung entnommen. Das Potentiometer 43 wird dabei derart eingestellt, daß in den Zeitpunkten, in denen die erste und die zweite Summenspannung nach Fig. 19 die gleiche Amplitude haben, wie es in Fig. 19 durch Punkte angedeutet ist, die dritte Summenspannung gleichfalls diesen Amplitudenwert aufweist. Dies ist in Fig. 20 durch die gestrichelte Linie angedeutet, welche deutlichkeitshalber die mit Fig. 19 übereinstimmenden Punkte enthält.

Bemerkt wird nochmals, daß sowohl in Fig. 19 als auch in Fig. 20 das Vorzeichen unrichtig angegeben ist, daß dies aber keinen Einfluß auf die beschriebenen Maßnahmen hat. Im Verbindungspunkt 49 der Widerstände 39 und 40 tritt die dritte Summenspannung nach der gestrichelten Linie von Fig. 20 als Steuerspannung auf, so daß die Diode 38 und die Diode 41 abwechselnd stromleitend werden; diese Abwechslung erfolgt gerade in den Zeitpunkten, in denen die erste und die zweite Summenspannung die gleiche Amplitude haben.

Die Ausgangsspannung im Punkt 49 hat daher die in Fig. 21 dargestellte Form. Diese Ausgangsspannung wird nach erfolgter Verstärkung in einem Verstärker 50 über die Leitungen 11 den Antriebsmitteln des Meißels 10 nach Fig. 1 zugeführt.

Wie es sich aus einem Vergleich der Fig. 21 und 12 entnehmen läßt, ist der Verlauf der Eindringtiefe des Meißels entsprechend den unteren Punkten der Kurve nach Fig. 21 gleich demjenigen der elektrischen Modulationsspannung nach Fig. 12. Die tiefsten Eindringpunkte des Meißels weisen gegenseitig ein kon- _stantes Zeitintervall auf, was daher bei einer gleichförmigen Bewegung der Trommel 1 und 2 nach Fig. 1 einer äquidistanten Lage entspricht. Die Geschwindigkeit des Meißels ist beim Eindringen in die Platte konstant und die gleiche wie beim Zurückziehen aus der Platte.

Ist die Frequenz des sinusförmigen Wechsels nach Fig. 4 z.B. gleich 400Hz, so erzeugt der Meißel gleichfalls 400 Punkte je Sekunde.

Zurückkommend auf die Meißelform nach den Fig. 2 a und 2 b sei bemerkt, daß dafür Sorge getragen werden muß, daß der Winkel α in Fig. 2 a höchstens gleich der Steigung ist, die der Meißel unter der Steuerung der Spannung nach Fig. 21 beim Einschneiden in die Platte und beim Zurückziehen aus der Platte vollführt, da sonst die Seite 51 in Fig. 2 a auf das Material der Platte stößt.

Sollen in das Material Höhlungen eingeschnitten werden, die in Draufsicht einen viereckigen Schnitt haben, so muß der Winkel α im Querschnitt nach Fig. 2 a gleich dem Winkel β im Querschnitt nach Fig. 2 b sein.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur selbsttätigen elektrischen Steuerung eines Meißels zum Gravieren einer Platte gemäß einem Muster in der Weise, daß sich die Eindringtiefe des Meißels in Abhängigkeit von der Amplitude einer dem Muster entsprechenden elektrischen Modulationsspannung ändert, wobei die Bewegung des Meißels eine bestimmte Grundfrequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Dreieckspannung mit der halben Grundfrequenz erzeugt wird, daß der elektrischen Modulationsspannung eine erste stufenförmige Spannung entnommen wird, deren Amplitude bei jedem Scheitel der ersten Dreieckspannung die dann auftretende Amplitude der elektrischen Modulationsspannung annimmt, und daß die erste Dreieckspannung und die erste stufenförmige Spannung zu einer ersten Summenspannung addiert werden, daß eine zweite Dreieckspannung mit der halben Grundfrequenz erzeugt wird, die gegenüber der ersten Dreieckspannung um 180° phasenverschoben ist, daß der elektrischen Modulationsspannung eine zweite stufenförmige Spannung entnommen wird, deren Amplitude bei jedem Scheitel der zweiten Dreieckspannung die dann auftretende Amplitude der elektrischen Modulationsspannung annimmt, und daß die zweite Dreieckspannung und die zweite stufenförmige Spannung zu einer zweiten Summenspannung addiert werden, daß die erste und die zweite Summenspannung darauf einem

elektronischen Schalter zugeführt werden, dessen Ausgangsspannung die Bewegung des Meißels steuert, wobei der elektronische Schalter von einer durch Addition der ersten und der zweiten stufenförmigen Spannung erhaltenen dritten Summenspannung gesteuert wird, deren Amplitude derart gewählt wird, daß sie in Zeitpunkten, in denen die Amplituden der ersten und der zweiten Summenspannung einen gleichen Wert aufweisen, gleichfalls diesen gleichen Wert aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wechselspannung mit einer der Meißelbewegung entsprechenden Grundfrequenz erzeugt wird, worauf dieser Wechselspannung eine erste und eine gegen diese um 180° phasenverscho-

bene zweite Impulsreihe entnommen wird, wobei die Vorderfronten der Impulse der ersten Impulsreihe mit den Scheiteln der ersten Dreieckspannung und die Vorderfronten der Impulse der zweiten Impulsreihe mit den Scheiteln der zweiten Dreieckspannung zusammenfallen, daß weiterhin die erste Impulsreihe einer ersten Austastschaltung (19 bis 25), die zweite Impulsreihe einer zweiten Austastschaltung (32 bis 34) und die elektrische Modulationsspannung beiden Austastschaltungen zugeführt wird, an deren Ausgängen (25, 35) die stufenförmigen Spannungen entnommen werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 814 416.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©t 009 548/330 6.60