DE7511479U - Anordnung zum Gravieren von Druckformen in einer Druckform-Graviermaschine - Google Patents

Description

Anordnung zum Gravieren von Druckformen in einer Druckform-Graviermaschine

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Gravieren von Druckformen in einer Druckform-Graviermaschine, bestehend aus einer mit sehr kleinen Drehwinkeln oszillierenden gelagerten Welle, aus einem am Ende der Welle befestigten, einen Gravierstichel tragenden Hebel und aus einer an der Welle angreifenden Dämpfungsanordnung .

Bei einer Druckform-Graviermaschine für den Tiefdruck wird auf der Abtastseite eine Vorlage, die Halbtonbilder und Schriften enthalten kann, von einem Lichtpunkt zeilenweise abgetastet. Das von der Vorlage reflektierte Licht, das ein Maß für die Dichte des abgetasteten Vorlagenteils ist, wird in ein elektrisches Bildsignal umgewandelt. Dem Bildsignal ist ein Rastersignal konstanter Frequenz zur Aufrasterung der abzutastenden Vorlage überlagert.

Auf der Aufzeichnungsseite der Druckform-Graviermaschine steuern Bild- und Rastersignal die Gravieranordnung mit dem Gravierstichel als Schneidwerkzeug. Das Rastersignal bewirkt eine ständig vibrierende Hubbewegung des Gravierstichels, der dadurch eine Folge von Vertiefungen, im weiteren als "Näpfchen" bezeichnet, aus der Oberfläche der rotierenden Druckform herausschneidet. Die Vorlagendichte bzw. das Bildsignal bestimmen die Schnittiefe der Näpfchen.

Bei der Abtastung eines schwarzen Vorlagenteils entsprechend
einer großen Dichte werden tiefe Näpfchen graviert, dagegen
entstehen bei der Abtastung eines weißen Vorlagenteils entsprechend einer geringen Dichte flache Näpfchen.

Vor dem Druckvorgang nehmen die Näpfchen je nach ihrem Volumen
mehr oder weniger Druckfarbe auf.

Ein Rakelmesser säubert die Oberfläche der Druckform von überflüssiger Druckfarbe. Beim Druckvorgang erfolgt dann die Farbübernahme aus den Näpfchen auf den Druckträger. Der Tonwert einer gedruckten Fläche wird durch das Volumen der in dieser Fläche rasterförmig angeordneten Näpfchen bzw. durch die in den Näpfchen gespeicherte
Farbmenge bestimmt.

Bei der Gravur der Druckform müssen hohe Genauigkeiten in bezug auf die Lage der Näpfchen zueinander und auf ihre Form und Tiefe eingehalten werden.

Abweichungen in der Anordnung der Näpfchen zueinander führen beim
Zusammendrucken mehrerer Farben zu Moire-Erscheinungen und zu Farbspiel.

Zwischen den Dichtewerten "Schwarz" und "Weiß" werden ca. 120 Tonwertstufen unterschieden. Die Stichelhubdifferenz von Tonwertstufe zu Tonwertstufe beträgt dabei 0,25 ,um. Abweichungen im Stichelhub verändern die Tiefe der Näpfchen und damit den gedruckten Tonwert.

Jl Ungenauigkeiten der genannten Art empfindet das menschliche Auge

bei Betrachtung des Druckbildes als störend.

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Die oben beschriebenen Forderungen stellen hohe Ansprüche an die Gravieranordnung, die im folgenden näher beschrieben werden soll.

Die Gravieranordnung besteht aus einem raumfesten Elektromagneten, in dessen Luftspalt sich ein Anker eines Drehsystems bewegen kann.

Eine Spule des Elektromagneten wird von einem Steuerstrom durchflossen, der dem Bild- und Rastersignal proportional ist. Das Drehsystem besteht aus einer Welle, dem Anker, einem Lager für die Welle und aus der Dämpfungsanordnung. Ein Wellenende geht in einen Torsionsstab über, der raumfest eingespannt, ist, das andere Wellenende trägt einen Hebel, an dem der Gravierstichel angebracht ist.

Auf den Anker und die Welle wird durch das Magnetfeld des Elektromagneten ein elektrisches Drehmoment ausgeübt, dem das mechanische Rückstellmoment des Torsionsstabes entgegenwirkt. Die Welle wird um einen sehr kleinen, dem Steuerstrom proportionalen Drehwinkel aus der durch den nicht verdrehten Torsionsstab festgelegten. Ruhelage ausgelenkt.

Da es sich um ein Feder-Masse-System handelt, treten bei sprunghaften Änderungen des Steuerstromes aufgrund von Drehträgheit und Dämpfung zusätzlich dynamische Momente auf. Das Einschwingverhalten des Gravierstichels in seine durch den Steuerstrom bestimmte Sol lan·; wird durch den Dämpfungsgrad bestimmt.

Um dem Drehsystem einen gewünschten Dämpfungsgrad zu geben, ist >i:. Dämpfungsanordnung vorgesehen.

Von der Meßtechnik ist bekannt, Drehsysteme durch Flügel und Ku! ben zu dämpfen, die sich in geschlossenen, mit einem Dämnfunns:

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dium angefüllten Räumen bewegen. Diesen Anordnungen ist gemeinsam, daß die für die Dämpfung wirksamen Flächen von Flügeln oder Kolben senkrecht zur Bewegungsrichtung angeordnet sind.

Die bekannten Dämpfungsanordnungen konnten im vorliegenden Fall nicht eingesetzt werden, da der mit ihnen erzielbare Dämpfungsgrad wegen der sehr kleinen Drehwinkel der Welle zu gering ist.

Es wurde weiter festgestellt, daß sich die Eigenschaften des Dämpfungsmediums durch mechanische Beanspruchung an den Grenzflächen zum Dämpfungsflügel hin ändern, da Welle und Dämpfungsflügel in der Gravieranordnung mit hoher Frequenz oszillieren.

Daher wurde in langjähriger Arbeit eine Dämpfungsanordnung entwickelt, bei der ein flächenhaft ausgebildeter und mit der Welle verbundener Dämpfungsflügel in ©ine raumfeste Kammer eintaucht, die mit einem Fett als Dämpfungsmedium gefüllt ist. Abweichend von den bekannten Ausführungsformen erstrecken sich die Breitseiten des DämpfungsflugeIs senkrecht zur Welle und in Drehrichtung zu ihr» Der Dämpfungsgrad dieser Anordnung ist weitestgehend von den Eigenschaften des Fettes abhängig.

Obgleich die Fett-Dämpfung zunächst ihre Aufgabe erfüllte, haben sich in einer langjährigen Praxis erhebliche Mängel in bezug auf eine Serienfertigung und eine Wartung der Gravieranordnung herausgestellt. So ist es bisher nicht gelungen, das Fett mit den geforderten Dämpfungseigenschaften reproduzierbar harzusteilen. Da sich die Dämpfungseigenschaften des Fettes durch Temperatureinfluß und Alterung ändern, ist auch das Einschwingverhalten des Grarierstichels instabil.

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Die sich daraus ergebenden Fehler, die in der Gravur besonders bei Abtastung einer Vorlage mit großen Dichtesprüngen (Schriften), insbesondere bei Übergängen von dunklen zu hellen Vorlagenpartien, auftreten, werden wiederum bei der Betrachtung eines fertigen Druckbildes störend sichtbar.

Ist die Gravieranordnung ungenügend gedämpft, erscheinen im Druckbild an den übergängen von dunklen zu hellen Vorlagenpartien Mehrfachkonturen. Dagegen wird bei zu starker Dämpfung der von der Vorlage bestimmte Tonwert im Druckbild erst nach einem Dichtesprung in der Vorlage erreicht.

Ein weiterer Nachteil der beschriebenen Dämpfungsanordnung besteht darin, daß die Reibkraft zwischen Dämpfungsflügel und Dämpfungsmedium einseitig In einem Abstand von der Welle an diese angreift. Daraus resultiert ein mit der Frequenz des oszillierenden Systems schwankendes Biegemoment, das die Welle zu unerwünschten Biege-

schwingungen anregt. Da die Resonanzfrequenz der Biegeschwingung in der Nähe der Arbeitsfrequenz des oszillierenden Drehsystems liegt, treten Schwebungen auf.

Die Auslenkung der Welle mit der Schwebungsfrequenz aufgrund der Biegeschwingungen hat zwei Vorzugsrichtungen, von denen eine in Richtung der Hubbewegung des Gravierstichels verläuft und sich dem Nutzhüb überlagert. Dadurch treten bei großen Dichtesprüngen in der Vorlage wiederum Hehrfachkonturen im Druckbild auf. Die andere Vorzugsrichtung der Auslenkung verläuft senkrecht zur Hubbewegung des GravierSticheIs. Eine weitere senkrecht zur Hubbewegung wirkende

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Auslenkung erfolgt durch Kräfte, die beim Einstechen des Gravierstichels in das Material der rotierenden Druckform an dem Hebel auftreten, der den Gravierstichel trägt.

Die Auslenkungen senkrecht zur Hubbewegung des Gravierstichels führen zum Schneiden verzerrter Näpfchen, die im Druckbild einen falschen Tonwert zur Folge haben.

Es wurde aufgezeigt, daß die beschriebene Dämpfungsanordnung bei der Gravur von Druckformen zu Fehlern führt, die nur durch Herstellen einer neuen Druckform mit großem Aufwand an Kosten und Zeit zu beseitigen sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dämpfungsanordnung zu schaffen, die die aufgeführten Nachteile ausschaltet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dämpfungsanordnung aus zwei oder mehreren achssymmetrischen, auf einsr Umfangslinie der Welle angeordneten jeweils mit einem ortsfesten Auflager und mit der Welle verbundenen gleichen Dämpfungselementen besteht.

In vorteilhafter Weise bestehen die Dämpfungselemente aus elastisch verformbaren, homogenen Festkörpern, die quaderförmig, als Ringsegmente oder als mindestens ein Ring ausgebildet sind.

Bevorzugter Weise bestehen die Festkörper aus weichelastischem Kunststoff, insbesondere aus einem Fluorelastomer.

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Durch die Verwendung des Kunststoffes werden hervorragende Dämpfungseigenschaften erzielt. Der Dämpfungsgrad ist temperaturstabil und weist einen streuungsarmen, über einen langen Zeitraum konstanten Wert auf. Dadurch erlangt die Gravieranordnung eine hohe Zuverlässigkeit.

Durch Verwendung eines Ringes oder mehrerer Ringe wird die Montage der Dämpfungsanordnung besonders einfach, da keine einzelnen Dämpfungselernente genau positioniert werden müssen. Drehschwingungen werden durch den verwendeten Kunststoff hervorragend gedämpft.

Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, die in Radialrichtung der Welle gegenüberliegenden Flächen der Festkörper jeweils mit der Welle und dem Auflager durch Pressung oder Kleben zu verbinden.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Pressung durch Änderung der Differenz von Innenradius des Auflagers und Radius der Welle einstellbar ist.

Damit kann der Dämpfungsgrad der erfindungsgemäßen Anordnung durch eine variable Vorspannung des Dämpfungselementes beeinflußt werden,

Bevorzugter Weise wird die Dämpfungsanordnung möglichst in der Nähe des Hebels, der den Gravierstichel trägt, angeordnet. Durch die achssymmetrische Anordnung der Dämpfungselemente und durch die zusätzliche Lagerfdhrung in der Nähe des Hebels treten trotz der beim Gravieren an dem Hebel angreifenden Kräfte keine Biegeschwingungen auf.

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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zur Beseitigung der Biegeschwingungen besteht darin, daß die Dämpfungselemente aus einer mit einem Dämpfungsmedium gefüllten ortsfesten Kammer und aus einer mit der Welle verbundenen und in die !'".rammer eintauchenden Scheibe bestehen, die sich senkrecht zur Welle erstreckt.

Eine weitere Ausfuhrungsform des Erfindungsgeqenstandes zur Beseitigung von Biegeschwingungen besteht darin, daß die Dämpfungselemente jeweils aus einer mit einem Dämpfungsmedium gefüllten ortsfesten Kammer und aus einem mit der Welle verbundenen und in die Kammer eintauchenden Flügelblatt bestehen, dessen Breitseiten sich senkrecht zur Welle und in Drehrichtung der Welle erstrecken.

Diese und weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den im folgenden beschriebenen und in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 einen prinzipiellen Aufbau einer Gravieranordnung,

Fig. 2 sin Ausführungsbeispiel einer Dämpfungsanordnung mit einem quaderförmigen Festkörper als Dämpfungselement,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Dämpfungsanordnung mit als Ringsegmente ausgebildeten Festkörpern als Dämpfungselement,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer Dämpfungsanordnung mit einem ringförmigen Festkörper,

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Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Dämpfungsanordnung mit Dämpfungsscheibe und Dämpfungskammer,

Fig. 6 e ι Ausführungsbeispiel einer Dämpfungsanordnung mit Dämpf ungs fluge In und Dämpfungskammern.

In der Beschreibung der Figuren werden für gleiche Gegenstände j

I dieselben Bezugszahlen verwendet. |

In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau einer Gravieranordnung dar- ;

gestellt, die aus einem ortsfesten Elektromagneten und einem Dreh- \ system besteht. )

Der Elektromagnet besteht aus zwei U-förmigen Blechpaketen 1, von :

denen eines in der Figur nur angedeutet ist. Die Blechpakete sind spiegelbildlich so aneinandergesetzt, daß jeweils im Bereich von zwei gegenüberliegenden Schenkeln 2 ein Luftspalt 3 entsteht. In den Aussparungen 4 der Blechpakete 1 befindet sich eine Spule 5, von der in der Figur nur eine Spulenseite dargestellt ist. Die Spule 5 wird von dem Steuerstrom durchflossen.

Das Drehsystem besteht aus einer Welle 6, einem Anker 7, einem Lager 8 für die Welle 6 und einer nicht näher dargestellten Dämpfungsanordnung 9.

Die Welle 6 ist so angeordnet, daß sich der Anker 7 in den beiden Luftspalten 3 bewegen kann. Ein Wellenende 10 geht in einen Torsionsstab 11 über, der in einer raumfesten Einspannung 12 endet.

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Das andere Wellenende 13 trägt einen Hebel 14, an dem ein Gravierstichel 15 angebracht ist. Das Lager 8 und die Dämpfungsanordnung 9 sind in der Figur zwischen Anker 7 und Hebel 14 angeordnet.

Für die in Fig. 1 nur angedeutete Dämpfungsanordnung 9 werden in den folgenden Figuren verschiedene Ausfuhrungsformen näher dargestellt.

Fig. 2 zeigt eine Dämpfungsanordnung 9, die aus mehreren achssymmetrisch auf einer Umfangslinie 16 der Welle 6 angeordneten Dämpfungselementen besteht.

Die Dämpfungselemente sind elastisch verformbare, homogene quaderförmige Festkörper 17, die vorzugsweise aus Kunststoff bestehen.

Die in Radialrichtung der Welle 6 gegenüberliegenden Flächen 18 der guaderförmigen Festkörper 17 sind jeweils mit der Welle 6 und einem Auflager 19 verbunden. Die Verbindung erfolgt durch Pressung und Kleben.

In Fig. 3 sind die Dämpfungselemente als Festkörper in Form von Ringsegmenten 20 dargestellt, die wiederum achssymmetrisch zur Welle 6 und auf einer Umfangslinie 16 der Welle S angeordnet sind. Die Verbindung der Dämpfungselemente mit der Welle 6 und dem Auflager wurde in Fig. 2 beschrieben. Die Ringsegmente 20 bestehen wiederum aus Kunststoff.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Dämpfungselemente als geschlos senen Ring 21, der aus Kunststoff besteht.

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Die Verbindung des Dämpfungselementes mit der Welle 6 und dem Auflager 19 wurde bereits in Fig. 2 beschrieben.

Eine Dämpfungsanordnung zur Vermeidung von Biegeschwingungen ist in Fig. 5 dargestellt.

Eine kreisförmige Scheibe 22, die mit der Welle 6 verbunden ist und sich senkrecht zu dieser erstreckt, bewegt sich in einer mit einem Dämpfungsmedium gefüllten ortsfesten Kammer 23. In Fig. 5 ist nur ein Segment der Kammer 23 dargestellt.

Eine weitere Dämpfungsanordnung zur Vermeidung von Biegeschwingungen nach Fig. 6 besteht aus einem Flügel 24, der zwei symmetrisch angeordnete Flügelblätter 25 hat und mit der Welle 6 verbunden ist. Jedes Flügelblatt 25 taucht in eine mit einem Dämpfungs medium gefüllte ortsfeste Kammer 26 ein. In der Figur ist nur eine Kammer dargestellt.

Die Breitseiten der Flügelblätter 25 erstrecken sich senkrecht zur Welle 6 und in Drehrichtung zu dieser.

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Claims (14)

1) Anordnung zum Gravieren von Druckformen in einer Druckform-Graviermaschine, bestehend aus einer mit sehr kleinen Drehwinkeln oszillierenden, gelagerten Welle, aus einem am Ende der Welle befestigten, einen Gravierstichel tragenden Hebel und aus einer an der Welle angreifenden Dämpfungsanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsanordnung aus zwei oder mehreren achssymmetrischen, auf einer Umfangelinie (16) der Welle (6) angeordneten, jeweils mit einem ortsfesten Auflager (19) und mit der Wells (6) verbundenen gleichen Dämpfungselementen besteht.

2) Anordnung zum Gravieren von Druckformen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungselemente aus elastisch verformbaren, homogenen Festkörpern bestehen.

3) Anordnung zum Gravieren von Druckformen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper (17) quaderförmig ausgebildet sind.

4) Anordnung zum Gravieren von Druckformen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper aus Ringsegmenten (20) bestehen.

5) Anordnung zum Gravieren von Druckformen nach Anpsruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper als mindestens ein Ring (21) ausgebildet sind.

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6) Anordnung zurr. Gravieren von Druckformen nach einem der hnsvr^:\·■

2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper (17; 20, A ι ) S

aus weichelastischem Kunststoff bestehen. J

7) Anordnung sum Gravieren von Druckformen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Fluorelastomer ist.

8) Anordnung zum Gravieren von Druckformen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Radialrichtung der Welle (6) gegenüberliegenden Flächen (18) der Festkörper (17; 20; 21) jeweils mit der Welle (6) und dem Auflager (19) durch Pressung verbunden sind.

9) Anordnung zum Gravieren von Druckformen nach Anspruch 8_f dadurch gekennzeichnet, daß die Pressung durch Änderung der Differenz von Innenradius des Auflagers (19) und Radius der Welle (6) einstellbar ist.

10) Anordnung zum Gravieren von Druckformen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Radialrichtung der Welle (6) gegenüberliegenden Flächen (18) der Festkörper (17; 20? 21) jeweils mit der Welle (6) und dem Auflager (19) durch Kleben verbunden sind.

11) Anordnung zum Gravieren von Druckformen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Dämpfungsanordnung zwischen de.ti den Gravierstichel (15) tragenden Hebel (14) und dem Lager (8) der Welle, das dem Hebel (14) zugewandt ist, angeordnet ist.

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12) Anordnung zum Gravieren von Druckformen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsanordnung in der Nähe des Hebels (14) angeordnet ist.

13) Anordnung zum Gravieren von Druckformen nach einem der Ansprüche 1, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungselemente aus einer mit einem Dämpfungsmedium gefüllten ortsfesten Kammer (23) und aus einer mit der Welle (6) verbundenen und in die Kammer (23) eintauchenden kreisförmigen Scheibe (22) bestehen, die sich senkrecht zur Welle (6) erstreckt.

14) Anordnung zum Gravieren von Druckformen nach einem der Ansprüche 1, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungselemente jeweils aus einer mit einem Dämpfungsmedium gefüllten ortsfesten Kammer (26) und aus einem mit der Welle (6) verbundenen und in die Kammer (26) eintauchenden Flügelblatt (25) bestehen, dessen Breitseiten sich senkrecht zur Welle (6) und in Drehrichtung der Welle (6) erstrecken.

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