<Desc/Clms Page number 1>
Ätzmaschine.
Seit dem Jahre 1900 werden zum Ätzen von Druckplatten die verschiedentlichsten maschinellen Einrichtungen verwendet ; z. B. Einrichtungen nach dem System von Levy, Philadelphia und später Dr. Albert, München. Mittels Gebläse bzw. Kompressor werden die Ätzflüssigkeiten durch Düsen oder ihrerseits bewegte Bläser auf die Druckplatten gebracht. Diese Art Ätzmaschinen war sehr umfangreich und daher teuer. Sie liessen auch wegen der schwierig zu lösenden Frage der Baumaterialien keine technisch einwandfreie Konstruktion zu. So waren die Düsen und die übrigen Bestandteile der Maschine schwer zu reinigen und verursachte deren Instandhaltung grossen Zeitaufwand.
Eine andere Art Ätzmasehine, die sich auf der ganzen Welt rasch eingeführt hat, weil sie die vorerwähnten Nachteile durch Einfachheit des Systems ausschaltet, ist die Ätzmaschine nach dem System Axel-Holmström und die ihr ähnlichen Nachahmungen. Ein Schaufelrad mit horizontaler Achse taucht ganz wenig in Säure und verspritzt diese durch seine rasche Drehung. Bei diesem System ist jedoch die Art der Ätzung von der Höhe des Säurestandes in der Wanne ausserordentlich abhängig, wodurch eine Ätzung von heute einer Ätzung von morgen fast niemals absolut gleicht, trotzdem der Säurestand durch ständige Kontrolle auf gleicher Höhe gehalten wird.
Technisch sind diese Ätzmaschinen in ihrer Güte dadurch voneinander oft sehr verschieden, weil die aus Steinzeug hergestellten Schaufelräder meistens exzentrische Massen besitzen, welche beim Lauf der Maschine diese heftig erschüttern, wodurch eine rasche Abnutzung aller Maschinenteile, manchmal auch ein Bruch des Schaufelrades und eine damit verbundene grosse Gefährdung für die Bedienungsmannschaft herbeigeführt wird.
Zwei weitere Nachteile dieses Systems sind nach Ansicht des Erfinders der den Gegenstand des vorliegenden Patentes bildenden Maschine, dass die Austrittsstellen der Achse durch die Wannenöffnungen schwer dicht zu halten sind und die bei diesen Öffnungen austretende Säure-abgesehen von dem Verluste der Säure- den Fussboden zerstört, ferner, dass die Maschine durch die Stosswirkung der Schaufelradkanten mit dem Flüssigkeitsspiegel einen schlechten Wirkungsgrad besitzt, welcher durch die Vibrationen der Maschine noch verschlechtert wird, so dass diese Art Ätzmaschinen einen unverhältnismässig grossen Aufwand an Antriebsenergie benötigen.
Die beiden zuletzt erwähnten Nachteile der Axel-Holmstrom-Ätzmaschine veranlassten im Jahre 1913 B. Schutze, Leipzig, zu einer Ätzmaschinenkonstruktion, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass ein am Umfang durchlöcherter Trichter sich um seine senkrechte Achse dreht und in eine Ätzflüssigkeit taucht, wobei diese mittels eines an der Mündung montierten, schaufelartig gebogenen Schcpfers in das Innere des Trichters gelangt, so dass die Ätzflüssigkeit durch die Fliehkraft an den Wänden hochsteigt.
Die Löcher am Umfang des Trichters verspritzen die Ätzflüssigkeit tangential und in horizontaler Ebene, also normal zur Drehachse. Diese Konstruktion wies die obenerwähnten beiden Nachteile der Axel-Holmström-Ätzmaschine nicht auf und hatte ausserdem den Vorteil, mehrere Druckplatten gleichzeitig ätzen zu können, u. zw. durch kreisförmiges Aufstellen derselben um den Trichter. Nach Ansicht des Erfinders brachte jedoch die Schultze-Ätzmaschine neue Nachteile mit sich, die ihrer Einführung im Wege standen.
Dies war vor allem eine noch grössere und nicht auszugleichende Ungleichmässigkeit der Ätzung besonders bei grösseren Druckplatten, welche dadurch hervorgerufen wurde, dass die Tropfen vom oberen Rande des Trichters mit einer um ein Vielfaches grösseren Fliehkraft und Tropfenfolge auf die Druckplatten geschleudert wurden als weiter unten, weil die Winkelgeschwindigkeit des Trichters
<Desc/Clms Page number 2>
gleich war und daher seine Umfangsgeschwindigkeit gegen oben stark zunahm. Ein weiterer Nachteil lag in der langen Anlauf-und Auslaufzeit der Maschine durch die grossen bewegten Massen, wodurch Momentätzung erst durch Anbringung von Bremsvorrichtungen und starken Antriebsmotoren ermöglicht wurde.
Der erwünschte bessere mechanische Wirkungsgrad wurde aber hiedurch wieder sehr vereitelt, dies um so mehr, als die Maschine keinen direkt gekuppelten Motor, sondern Riemenantrieb besass.
Alle diese Nachteile der Axel-Holmström-wie auch der Schultze-Ätzmaschine veranlassten im Jahre 1930 F. A. Heinrici, Wien, zur Konstruktion einer Ätzmaschine, welche wie die Schultze-Maschine eine senkrechte Welle aufweist, deren Antriebsmotor mit der Zerstäubungseinrichtung aber direkt gekuppelt ist. Als Zerstäubungsorgan wird'ein durchlöcherter Zylinder oder schwach konischer Trichter verwendet. Gekennzeichnet ist diese Maschine dadurch, dass sie eine Anhebevorrichtung besitzt, welche die Ätzflüssigkeit in dem sich drehenden Zerstäubungsorgan unter Druck hält, so dass die Ätzflüssigkeit durch die Löcher des Mantels mittels ihrer Fliehkraft, vermehrt durch den Druck der Fördervorrichtung austritt und auf die Druckplatten geschleudert wird.
Der Hauptnachteil der Heinrici-Ätzmaschine ist jedoch nach Ansicht des Erfinders der den Gegenstand des vorliegenden Patentes bildenden Maschine die Fördervorrichtung, die den Druck aufbringen muss, das Zerstäubungsorgan mit der Ätzflüssigkeit zu füllen und gefüllt zu erhalten. Diese Fördervorrichtung bedingt entweder ein in Säure befindliches Fusslager, welches jeder Schmierung entbehren muss und infolgedessen nach Erzeugung von vieler Reibung bald ausgeleiert ist, an Wirkungsgrad verliert und Lärm verursacht, oder bedingt sie einen Injektor, welcher ein Gebläse oder einen Kompressor benötigt und somit dieselben Nachteile aufweist wie die Levy-und Albert-Ätzmasehine :
. Den Ätzungsunterschied-zwischen oben und unten gleicht die Heinrici- Ätzmasehine durch Verwendung eines Zylinders oder eines Trichters aus, dessen Loehanzahl und Lochgrösse passend gewählt werden. Der Ätzungsunterschied kann jedoch nicht ausgeglichen werden zwischen rechts bzw. links und der Mitte eines grösseren Klischees. Verursacht wird dieser Unterschied dadurch, dass die Tropfen in der Mitte des Klischees senkrecht auftreffen, während sie gegen den Rand zunehmend schräger ankommen, wodurch auch die Anzahl der Tropfen, bezogen auf die Flächeneinheit des Klischees, gegen den Rand zu abnimmt.
Ein weiterer Nachteil ist die beschränkte Verwendungsmöglichkeit der Heinrici-Ätzmaschine, u. zw. dadurch, dass für die die Praxis bestimmte Ausführung der Fördervorrichtung nur aus säurefestem Stahl angefertigt werden kann, denn eine ernst gemeinte Konstruktion lässt ein anderes Material für die in Säure laufenden Lager und Gleitflächen nicht zu. Der säurefeste Stahl ist aber nicht gegen alle Säuren widerstandsfähig, die als Ätzflüssigkeiten allgemein angewendet werden.
Das Bestreben, mehrere Platten gleichzeitig ätzen zu können, führte dazu, das Zerstäubungsgefüge in der Mitte der Wanne anzuordnen, damit die zu ätzenden Druckplatten kreisförmig um das Zerstäubungsgefüge aufgestellt werden können. Es sind also kräftige Träger notwendig, welche das ganze MotorZerstäubungsgebilde in der Mitte der Wanne-unverrückbar zu dieser-festhalten. Hiedurch wird aber die obere Öffnung der Wanne zum Einbringen der Druckplatten sehr eingeengt und befindet sich überdies der Antriebsmotor stets im Bereiche der aufsteigenden Säuredämpfe, was seiner Lebensdauer nicht zuträglich ist.
Die nachbeschriebene Erfindung weist alle die vorerwähnten Nachteile der bisher bekannten Ätzmaschinen nicht auf.
Dreht sich ein zylindrisches Rohr, welches unten offen ist und in Flüssigkeit taucht, um seine Achse, so steigt an seiner Innenwand die Flüssigkeit hoch und nimmt-im Längsschnitt betrachtet- die Gestalt eines hohlen Drehkörpers an, dessen Krümmungslinie eine Parabel ist und dessen Achse mit der Drehachse zusammenfällt (Umlaufzeiger). Dieses physikalische Prinzip ist für Ätzmaschinen unter der Voraussetzung anwendbar, dass es gelingt, die Flüssigkeit an der Innenseite des zylindrischen Rohres so hoch über den Flüssigkeitsspiegel zu bringen, dass diese Höhe der Höhe der zu ätzenden Druckplatten entspricht (Fig. 1 und 7). Dies gelingt aber ohne jede Fördervorrichtung durch entsprechend tiefes Eintauchen des Rohres in die Flüssigkeit und durch genügend weit gewählten Rohrdurchmesser bei passender Tourenzahl.
Der Erfolg dieser Wechselwirkung wird durch die Tatsache sehr verbessert, dass die Eintauchtiefe des zylindrischen Rohres um vieles geringer sein kann, wenn man den Flüssigkeitshohlkörper am unteren Ende des Rohres eine Auflage schafft, z. B. in Form einer kleinen Stufe oder einer schwachen Einschnürung (Fig. 2, 0). Die Auflage kann aber auch in der Form geschaffen sein, dass die Innenwand des aussen zylindrischen Rohres im Längsschnitt ein Dreieck mit abgeschnittener Spitze darstellt (Fig. 3, D) oder den Teil einer Parabel (Fig. 4, E). Die Wandung besitzt passend grosse Bohrungen oder Schlitze, so dass die durch die Fliehkraft weggeschleuderten Flüssigkeitsteilchen an jeder Stelle des Drehkörpers untereinander gleiche Anfangsgeschwindigkeiten erhalten.
Die Wirkungsgradcharakteristik in Abhängigkeit von der Tourenzahl des Systems zeigt, von einer bestimmten Tourenzahl aufwärts, ein plötzliches Sinken. Dieses Sinken kann gemäss der Erfindung dadurch verlangsamt werden, dass der obere Abschluss des Hohlkörpers luftdicht ausgeführt wird, so dass der entstehende negative Wasserdruck den Flüssigkeitsinhalt im Hohlkörper aufrechterhält.
Das Sinken der Charakteristik kann aber auch aus den praktisch möglichen Tourenzahlen ganz entfernt werden durch Mittel, die den sich aussen um das System bildenden Flüssigkeitstrichter vermindern oder verhindern, z. B. durch Anbringen von Rippen am Boden der Wanne od. dgl.
<Desc/Clms Page number 3>
Eine beliebig kurze Anlaufzeit des vorliegenden Systems wird gemäss der Erfindung dadurch erzielt, dass die Flüssigkeit beim Hochsteigen an der Innenwand nicht den ganzen Umfang des Hohlkörpers ausfüllt, sondern derartabgelenkt wird, dasssie im vorhinein bestimmte, beliebige Stellen des Innenumfanges des Ho körpers freilässt. Dies kann durch nach innenstehende Rippen oder auch durch passend geformte Wände erzielt werden, so dass freie Hot räume entstehen.
Fig. 8 stellt eine solche Anordnung der Scheidewände im Verspritzer vor, welche das Flüssigkeitsfassungsvermögen verringert. a und b sind Kammern, in welchen die Flüssigkeit hoch steigt ; c und d sind gegen die Flüssigkeit dadurch verschlossen, dass sich a und b in der Richtung des Trichteransatzes allmählich erweitern und schliesslich am Ende die Mündung in Form von zwei Halbkreisen M und M'bilden. Diese Einrichtung vermindert die Gesamtmasse des arbeitenden Systems, so dass dieses auch eine wesentlich kürzere Anlaufzeit besitzt als ohne diese Einrichtung.
Die ungleiche Ätzung zwischen links bzw. rechts und der Mitte eines Klischees wird gemäss der Erfindung dadurch verhindert, dass das Zerstäubungsorgan nicht, wie es bisher üblich war, in der Mitte der Wanne angeordnet wird, sondern an einer Seitenwand oder in einer Ecke der Wanne. Der Beweis für die Richtigkeit ergibt ein Vergleich der Fig. 5 mit Fig. 6. Es wird angenommen, dass die Wanne in beiden Fällen quadratische Grundfläche hat. In Fig. 5 bedeutet Tr den stets üblichen Träger, Z den Verspritzer, 1, 2 = a und 3, 4 bedeuten die zum Ätzen aufgestellten Druckplatten. Es ist leicht einzusehen, dass die Ätzung in der Nähe von 1 gleich der Ätzung in der Nähe von 2 sein und dass die Ätzung gegen die Mitte zu stärker ausfallen wird.
Auf dem Wege nach 1 oder 2 verliert der Säuretropfen einen grösseren Teil seiner ihm innewohnenden Bewegungsenergie als auf dem Wege h, so dass der in 2 auffallende Tropfen eine perzentuell kleinere Leistung gegenüber dem in p auffallenden Tropfen besitzt. Der Tropfen mit kleinerer Bewegungsenergie ätzt aber nicht so intensiv, weil er die Ätzoxydschichten nicht in dem Masse abheben kann, als es erforderlich wäre.
Wenn man statt der Bewegungsenergien die Strecken einsetzt, was wegen der kleinen Abmessungen ohne einen Fehler zu begehen gestattet ist, so ergibt sich ein Unterschied von
EMI3.1
Dazu kommt noch, dass die Tropfenzahl auf die Flächeneinheit der Druckplatte bezogen von p gegen 1 und 21 in mit dem cos a abnimmt, was den Fehler noch vergrössert, jedoch das Schlimmste ist, dass dieser Feller durch Umwenden der Druckplatte nicht ausgeglichen werden kann. Diesem Übelstande wird in vorliegender Erfindung dadurch abgeholfen, dass, wie Fig. 6 zeigt, das Zerstäubungsorgan z. B. in die Ecke 4'verlegt wird ; 1', 2'und 2', 3'bedeuten die zu ätzenden Druckplatten. Wie aus Fig. 6 zu erkennen ist, tritt lier das Maximum der Ätzung bei l'bzw. an der zweiten Druckplatte bei 3'auf ; gegen 2'wird die Ätzung auf beiden Druckplatten geringer.
Durch einfaches Umwenden der Platten nach der halben Ätzung wird ein vollkommener Ausgleich erzielt. Es ist sodann T mit 2'und 3'mit 2'vertauscht. Durch Rechnung kann man sich vergewissern, dass auch in diesem Falle der Unterschied zuerst nicht mehr als
EMI3.2
betragen hat.
Aus dem Vergleiche der beiden Figuren ist noch ersichtlich, dass im Falle der Fig. 5 zum Bespritzen von einer Druckplatte der Winkel 2 ou nötig ist, während im Falle der Fig. 6 für eine Druckplatte gleicher Dimension nur der Winkel a nötig wird.
In konstruktiver Hinsicht ergibt sich dadurch ein grosser Vorteil, dass der Antriebsmotor nicht über der Mitte der Wannenöffnung sitzt, sondern ganz am Rande derselben.
Eine weitere Neuerung ist ferner das Schrägstellen des Systems (Fig. 7). Während bisher bei den Vorläufern der beschriebenen Erfindung nur senkrecht laufende Wellen verwendet wurden, ergeben sich bei einem schräg gelagerten Zerstäubungsorgan noch folgende namhafte Vorteile :
1. Um die Plattenhöhe (Fig. 7) A B = c bespritzen zu können, kann das System bei Schrägstellung um die Länge x = c-c cos ss kürzer gebaut sein als bei senkrechter Lage.
2. Das Gewicht der sich drehenden Teile ist dadurch geringer, die Anlauf-und Auslaufzeiten sind kürzer, und in weiterer Folge ist durch die geringeren Massendrücke die Lebensdauer erhöht und bei elektrischem Antrieb die Energieersparnis mit der Zeit bedeutend.
3. Das System kann zufolge dieser Bauart durch den oberen Teil einer Seitenwand ragen und gibt dadurch die ganze obere Wannenöffnung zum Einbringen der Druckplatten frei. Der Antriebsmotor und die Lager befinden sich durch diese Bauart nicht mehr im Bereiche der aufsteigenden Säuredämpfe.
4. Für alle praktisch vorkommenden Druckplattenformate ist die Verwendung eines einheitlich langen Systems möglich durch blosses Vergrössern oder Verkleinern des Winkels ss.
<Desc/Clms Page number 4>
Um einen erschütterungsfreien Gang der Maschine zu gewährleisten und um durch die entstehenden Flüssigkeitswirbel nicht das Verbindungsstück des Antriebsmotors mit dem Zerstäubungsorgan oder die Welle selbst auf Biegung oder Schwingung zu beanspruchen, kann gemäss der Erfindung zwischen Antriebsmotor und Zerstäubungsorgan eine elastische Kupplung eingebaut werden. Solche Kupplungen zeigen z. B. die Fig. 9-11. In Fig. 9 bedeuten Z. O. den Verspritzer, M. W. die Motorwelle und Kein dazwischen angeordnetes Kardangelenk. In Fig. 10 bedeuten Z. 0. den Verspritzer und M. W. die Motorwelle. Beide sind durch ein Blattgelenk verbunden. H stellt eine Haube dar, unter welcher sich der Teller T befindet ; dieser wird durch drei Stifte s von der Haube mitgenommen und kann infolge der Schlitze nach allen Seiten kippen.
Fig. 11 zeigt zwischen der Motorwelle M. W. und dem Verspritzer Z. O. die beispielsweise Verwendung eines Hardy-Gelenkes, wobei g die Gummiring oder sonstige elastische Ringe bedeuten und A einen z. B. dreiteiligen Arm mit dem Motorwellenanschluss.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Ätzmaschine mit sich drehendem und beliebig durchlochtem Hohlkörper als Verspritzer, welcher in Flüssigkeit taucht und infolge seiner passenden Abmessungen sowie Tourenzahl die Flüssigkeit hebt und von sich schleudert, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit von Punkten gleichen Normalabstandes von der Drehachse abgeschleudert wird (z.
B. von der Oberfläche eines durchlochten zylindrischen Rohres), während der Innenraum des Verspritzers dem sich bildenden Flüssigkeitshohlkörper (Fig. 1-4, a) oder den Flüssigkeitssäulen (Fig. 8, a, b) eine Auflage schafft, z. B. den trichterartigen Ansatz C (Fig. 2) oder die beliebige Verjüngung des Innenraumes D (Fig. 3) und E (Fig. 4) gegen die Mündung Fzu, derzufolge der Flüssigkeitshohlkörper bzw. die Flüssigkeitssäulen durch die rasche Drehung des Verspritzers entgegen der Schwerkraft aufrechterhalten werden.