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Schnellätzmaschine
Die Erfindung betrifft eine Schnellätzmaschine mit auf eine gemeinsame Achse gerichteten Spritzlö- chern zum Austritt der unter Druck zugeführten Ätzflüssigkeit und einer um diese gemeinsame Achse dreh- bar gelagerten tzplattenaufnahme zur Halterung gewölbter Ätzplatten.
Es sind Atzmaschinen dieser Art bekannt. Sie besitzen eine Ätzwanne, in welcher die Ätzflüssigkeit steht und in welcher Schaufelräder angeordnet sind, die bei ihrer Umdrehung in den Ätzflüssigkeitsspiegel eintauchen und eine bestimmte Menge Ätzflüssigkeit durch einen Schlitz im Deckel der Ätzwanne in einen oberhalb der Ätzwanne angeordneten Raum werfen. In diesem Raum läuft die auf einen Zylinder aufge- spannte Ätzplatte um. Die gleichzeitig vorgesehenen Spritzlöcher sind in der oberen Hälfte dieses Raumes angeordnet und gemeinsam auf die Drehachse der Ätzplatte gerichtet. Die aus diesen Spritzlöchern unter
Druck austretenden Ätzflüssigkeitsstrahlen treffen unmittelbar auf die Ätzplatte.
Um zu verhindern, dass die Ätzflüssigkeit in weitestgehend geschlossenen Rinnsalen an der Ätzplatte herunterläuft, sind zusätzlich zu den Spritzlöchern Düsen vorgesehen, welche ebenfalls auf die Ätzplatte gerichtet sind und aus denen
Gas, Luft oder Dampf austritt. Das austretende Gas soll die aus den höher liegenden Spritzlöchern austretende Ätzflüssigkeit verteilen, insbesondere wenn die Ätzflüssigkeit an der Ätzplatte herunterläuft. Diese Konstruktion ist herstellungstechnisch, wartungstechnisch und auch hinsichtlich ihrer Arbeitsweise nachteilig. Vor allen Dingen sind solche tzmaschinen nicht geeignet, um in ausgiebigster Weise die Vorteile der jüngst bekanntgewordenen Ätzemulsionen zu verwenden.
Diese Ätzemulsionen, welche mit ihren Emulsionskomponenten ein Flankenschutzmittel bringen, so dass man ohne Stufenätzung auskommt, verlangen eine sehr weiche Berührung zwischen Ätzplatte und Ätzflüssigkeit. Das Auftreffen weitestgehend gebündelter Ätzflüssigkeitsstrahlen auf die Ätzplatte soll möglichst vermieden werden. Es treten sonst unterschiedliche Ätztiefen auf ; an den unmittelbaren Auftreffstelle ergeben sich erhöhte Ätztiefen. Im übrigen ist das freie Einspritzen von Ätzflüssigkeit nachteilig, da ein höherer Verdampfungsfaktor auftritt ; dies gilt insbesondere, wenn gleichzeitig noch Zerstreuungsgase gegen die Ätzplatte geblasen werden. Dies bringt einen höheren Verlust an Ätzflüssigkeit und ferner unter Berücksichtigung der hygienischen Vorschriften die Notwendigkeit, grössere Exhaustoranlagen vorzusehen.
Das gleichzeitige Einblasen von Zerstreuungsluft bzw. das Hochwerfen von Ätzflüssigkeit mittels in den Ätzflüssigkeitsspiegel eintauchender Schaufeln bringt im übrigen bei der Verwendung von Ätzemulsionen die Gefahr einer Phasentrennung der Emulsion, so dass auch hiedurch inhomogene Ätzungen befürchtet werden müssen. Auch bereitet die Konstanthaltung der Temperaturen Schwierigkeiten.
Darüber hinaus sind Einrichtungen zum Ätzen von Figurenbandern auf Walzen bekannt, bei welchen um das Figurenband eine Rinne gelegt wird und die Walze in diese Rinne eintaucht. Die Rinne ist mit Ätzflüssigkeit ausgefüllt. Die Ätzflüssigkeit strömt aus einem Zuleitungsrohr mit einzelnen Löchern in den freien Raum zwischen Rinne und Walze. Die Walze dreht sich. Die aus der Rinne auslaufende Ätzflüssigkeit wird zur Erzielung eines Kreislaufsystems aufgefangen und dem Sprührohr wieder zugeführt. Diese Einrichtungen gestatten ebenfalls keine homogene Ätzung und auch nicht die Verwendung von Ätzemulsionen. Ein weiches Bestreichen der Ätzfläche mit Ätzflüssigkeit erfolgt nicht.
Die ledigliche Drehung der Ätzfläche in der Ätzflüssigkeit lässt vielmehr Streifenbildungen unvermeidlich erscheinen.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine gattungsgemässe Ätzmaschine zum
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Ätzen gewölbter Ätzplatten so auszugestalten, dass eine ständige, weiche, vorzugsweise zentral auf die Ätzplatte gerichtete Ätzflüssigkeitsströmung auftritt. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Spritzlöcher unterhalb des Ätzflüssigkeitsspiegels angeordnet sind, unterhalb welchem auch die in an sich bekannter Weise in die Ätzflüssigkeit eingetauchte Atzplatte umläuft.
Zufolge dieser Ausbildung ist eine sehr einfache und eine homogene Ätzung bringende Schnellätzmaschine geschaffen. Es liegen keine bevorzugten Ätzstellen mehr vor ; die aus den Spritzlöchern austretenden Spritzstrahlen erzeugen vielmehr eine auf die tzplatte hin gerichtete Ätzflüssigkeitsströmung. Die Spritzstrahlen treffen also nicht in gebündelter Form auf die Ätzplatte. Zwischen den Spritzlöchern und der Ätzplatte befindet sich vielmehr die puffernd und zerstreuend wirkende Ätzflüssigkeit. Durch Regulierung des Austrittsdruckes kann trotzdem die Ätzintensität eingestellt werden. Die inneren Strömungen des Ätzbades bringen im übrigen eine ständige Ablenkung der aus den Spritzlöchern austretenden Strahlen, so dass auch hiedurch bevorzugte Auftreffstellen vermieden sind.
Durch die Tatsache, dass die Ätzplatte unterhalb des Ätzflüssigkeitsspiegels umläuft, ist vermieden, dass der Ätzvorgang durch Austauchen der
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eine einmal begonnene Ätzung unterbrochen wird und anschliessend weitergeführt werden soll.
Eine zur Erzielung möglichst homogener Ätzflächen vorteilhafte Ausgestaltung ist erfindungsgemäss da- durch erreicht, dass die an parallel zueinander verlaufenden Rohrabschnitten angeordneten Spritzlöcher zueinander derart ausgerichtet sind, dass die Spritzlöcher des einen Rohrabschnittes gegenüber den Spritzlöchern des benachbarten Rohrabschnittes versetzt liegen. Dies verhindert die Bildung von in Drehrichtung der Ätzplatte verlaufenden Streifen auf der Ätzplatte. An Stelle dieser versetzten Anordnung der Spritzlöcher kann allerdings zur Erzielung der gleichen Wirkung auch die Ätzplatte in an sich bekannter Weise in Längsrichtung der Rohre hin-und herbewegt werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist erfindungsgemäss dadurch gegeben, dass die Rohrabschnitte einen einseitig offenen Käfig ausbilden, in dessen Längsmitte die Achse für die an dem Maschinendeckel angeordnete Ätzplattenaufnahme gelagert ist. Die Anordnung der Rohrabschnitte zu einem einseitig offenen Kd- fig passt sich in günstigster Weise der gebogenen Form der Ätzplatten an.
Um Ätzplatten mit unterschiedlichem Krümmungsradius auf der gleichen Maschine bearbeiten zu können, ist erfindungsgemäss die aus einer Schiene bestehende Ätzplattenaufnahme radial zu der Achse, auf welche die Spritzlöcher gerichtet sind, verstellbar. Hiedurch ist erreicht, dass der Abstand zwischen der Ätzplattenaufnahmeschiene und der Drehachse jeweils so eingestellt werden kann, dass er dem Krümmungsradius der Ätzplatte entspricht, es ist also erreichbar, dass die Krümmungsachse der Ätzplatte stets mit ihrer Umlaufachse zusammenfällt, so dass sich die Ätzplatte also stets konzentrisch dreht.
Eine herstellungs-und gebrauchstechnisch günstige Ausgestaltung ist erfindungsgemäss dadurch gegeben, dass auf der Achse im Abstand voreinander zwei Büchsen angeordnet sind, in welche teleskopartig und feststellbar je ein Stift eintritt, der an der mit längsverschieblich versetzbaren Aufspannbacken versehenen Ätzplattenaufnahmeschiene sitzt. Dadurch können leicht Ätzplatten verschiedener Grösse aufgespannt werden.
Eine Weiterbildung dieser Ausgestaltung ist erfindungsgemäss dadurch gegeben, dass die auf einer Zy- lindermantelfläche liegenden Rohrabschnitte nach einer Schraubenlinie ausgerichtet sind und die Ätzplatte um eine Senkrecht-Achse umläuft. Hiedurch ist eine, für manche Anforderungen günstigere Raumform der Maschine verwirklicht. Auch wird bei der gesamten Umlaufbewegung der Ätzplatte geätzt. Dabei ist es erfindungsgemäss weiterhin vorteilhaft, dass die Senkrecht-Achse von der verlängerten Welle eines Getriebemotorsgebildet ist, an welcher radial ausladend und verstellbar die Ätzplattenaufnahmeschiene sitzt.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen Fig. l eine Vorderansicht der Maschine teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. l, Fig. 3 einen teilweisen Querschnitt durch die Maschine bei hochgestelltem Maschinendeckel.
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie C-D der Fig. 3, Fig. 5 eine Draufsicht auf die Ätzplattenaufnahme- schiene, Fig. 6 die in eine Ebene abgewickelten Rohrabschnitte in teilweiser Darstellung, Fig. 7-9 die zweite Ausführungsform, u. zw. Fig. 7 eine Vorderansicht der Maschine teilweise im Schnitt, Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie E-F der Fig. 7, Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie G-H der Fig. 8.
In dem Untergestell 1 der Ätzmaschine ist der Motor 2 angeordnet, der mit einer Kreiselpumpe 3 gekuppelt ist. Die Schaltung des Motors erfolgt von einem Schaltpult 4 aus. Der Motor 2 ist stufenlos regelbar, um die Leistung der Kreiselpumpe 3, insbesondere den Druck der von ihr ausgestossenen Flüssigkeit, regulieren zu können. Der Motor 2 arbeitet im übrigen mit Programmsteuerung.
Die Kreiselpumpe 3 ist über die Zuleitung 6, welche sich in die zwei Einmündungen 6'gabelt, mit
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der Ätzwanne 5 verbunden.
An den Seitenwänden der Ätzwanne 5 liegen die Kühlschlangen 7 und 8. An ihrem Boden liegen die
Heizstäbe 10. Kühlschlangen 7 und 8 und Heizstabe 10 sind von einem gemeinsamen Thermostaten ge- steuert, um die Temperatur der Ätzflüssigkeit 9 konstant zu halten.
Die Auffangwanne 5 ist mit dem Maschinendeckel11 verschliessbar. Bei der Ausführung nach Fig. 1 - 6 ist der Deckel 11 über ein Gestänge 12 mit dem Scharnier 13 verbunden, welches an der Auffangwanne 5 sitzt. Ein Gegengewicht 14 gewährleistet das leichte Aufstellen und sachte Schliessen des Deckels 11. wel- ches durch Fassen der Handgriffe 15 bewerkstelligt wird. Der Deckel 11 kann zufolge des Gestänges 12 in die in Fig. 3 dargestellte Offenlage gebracht werden.
Auf dem Deckel 11 sitzt der Getriebemotor 16, der eine durch den Deckel 11 hindurchtretende Wel- le 17 antreibt. Auf dem vorderen Ende der Welle 17 sitzt ein Kegelrad 18, welches mit einem Gegenke- gelrad 19 kämmt und dadurch die Achse 20, welche in den Armen 21 gelagert ist, antreibt. An der Ach- se 20 sitzen im Abstand voneinander zwei Büchsen 22, in die teleskopartig und feststellbar je ein Stift 23 eintritt. Die Stifte 23 tragen die Ätzplattenaufnahmeschiene 24. Die Feststellbarkeit jedes Stiftes 23 in der Büchse 22 erfolgt durch eine Stellschraube 25. Zufolge dieser feststellbaren, teleskopartigen Verschieblichkeit zwischen den Stiften 23 und den Büchsen 22 kann der Abstand x der Schiene 24 von der Mittellinie der Achse 20 verstellt werden. Die Schiene 24 besitzt die Löcher 26 und den Längsschlitz 27.
In den Löchern 26 sitzt eine Aufspannbacke 28 ; in dem Langschlitz 27 ist eine längsverschiebliche Aufspannbak- ke 29 geführt. Durch entsprechende Einstellung der Aufspannbacken 28,29 können auf der Schiene 24 Ätzplatten 30 beliebiger Länge befestigt werden.
Die Ätzplatte 30 ist gebogen ; sie liegt mit ihrer konkaven Rückseite auf der Schiene 24 auf. Diese konkave Seite ist entsprechend der Handhabung der Ätzplattenhersteller mit einer Schutzschicht versehen.
Der Abstand der Schiene 24 von der Achse 20 wird entsprechend dem Biegungsradius r der Ätzplatte 30 gewählt, so dass die Biegungsachse der Ätzplatte 30 mit der Mittellinie der Achse 20 zusammenfällt. Hiedurch ist erreicht, dass sich die gebogene Ätzplatte konzentrisch um die Achse 20 dreht.
In der Auffangwanne 5 sind die Rohrabschnitte 31 angeordnet. Jeder Rohrabschnitt 31 besitzt Spritzlöcher 32. Diese Spritzlöcher 32 sind sämtlich auf eine Langsmittellinie 33 (Fig. 3) gerichtet, so dass sich, die aus den Spritzlöchern 32 austretenden Spritzstrahlen 34 in Richtung dieser gemeinsamen Längsmittellinie 33 bewegen. Die Rohrabschnitte 31 liegen sämtlichunterhalbdes Flüssigkeitsspiegels 9'der Ätzflüssigkeit. Die Rohrabschnitte 31 liegen ferner auf einer Bogenlinie nebeneinander, so dass sie einen Käfig bilden. Der Kafig ist nach oben hin offen. Durch diese Öffnung des Käfigs schwenkt die Ätzplattenaufnahmeschiene 24 einschliesslich ihrer gesamten Aufhängung beim Schliessen des Deckels 11.
In der geschlossenen Stellung des Deckels 11 fällt die Achse 20 mit der Längsmittellinie 33, auf welche die Spritzlöcher 32 sämtlich gerichtet sind, zusammen. Hiedurch ist erreicht, dass die Spritzstrahlen 34 alle in gleichem Winkel auf die Ätzplatte gerichtet sind.
Der Druck der Kreiselpumpe 3 wird beim Arbeiten der Maschine so bemessen, dass die Spritzstrahlen 34 nicht in stark gebündelter Form auf die Ätzplatte 30 auftreffen, sondern vielmehr durch die zwischen den Spritzlöchern 32 und der Ätzplatte 30 stets vorhandene Ätzflüssigkeit 9 genügend gepuffert werden. Sie erzeugen dann durch ihre Strömungsgeschwindigkeit jeweils eine in Richtung der Ätzplatte laufende und wirbelbildend zur Seite reflektierte Strömung der Ätzflüssigkeit, welche eine derart schonende und gleichmässige Ätzung herbeiführt, dass selbst die bei den modernen Ätzverfahren gebräuchlichen Ätzemulsionen verwendet werden können, da der den Schutz der Ätzflanken besorgende Emulsionsfilmnicht zerstört wird.
Die Spritzlöcher 32 sind, wie Fig. 6 zeigt, an den parallel zueinander verlaufenden Rohrabschnitten derart zueinander ausgerichtet, dass die ersten Spritzlöcher 32a, 32b, 32c eines Rohrabschnittes zu den ersten Spritzlöchern des benachbarten Rohrabschnittes versetzt angeordnet sind. Das zweite Spritzloch 32d des ersten Rohrabschnittes ist um den gleichen Betrag gegen das erste Spritzloch 32e des letzten Rohrabschnittes versetzt und dieselbe Versetzung gilt für die aufeinanderfolgenden zweiten, dritten und die folgenden Spritzlöcher der aufeinanderfolgenden Rohrabschnitte.
Die Rohrabschnitte 32 sind auf ihrer mittleren Länge halbiert. Sie treten frei in eine entsprechend geformte Rippe 35 ein, u. zw. ausschliesslich in einer Steckverbindung. Die bügelförmig ausgestaltete Rip- pe 35 ist möglichst schmal, um die kontinuierliche Folge der Spritzlöcher 32 nicht zu durchbrechen. Zur Reinigung können die Rohrabschnitte 31 jeweils getrennt aus der Rippe 35 herausgezogen werden. Hiefür ist es notwendig, dass vorher die Befestigungsböckchen 36, welche in den Krümmern 37 der Rohrabschnitte 31 sitzen, von der jeweiligen, das Spritzrohr tragenden Wand 38 bzw. 39 abgeschraubt werden.
Die Wände 38 und 39 sind durch längsverlaufende Querstreben 40 miteinander verbunden, so dass sie als ge-
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schlossenes Aggregat mit samt den Rohrabschnitten 31 aus der Auffangwanne 5 entnommen werden können.
Die Enden 41 und 42 der zu einer zusammenhängenden Schlange verbundenen Rohrabschnitte 31 sind beide mit der Ausgangsleitung 43 der Kreiselpumpe 3 verbunden. Es wird also von beiden Enden her Atzflüssigkeit in die Rohrabschnitte 31 eingepumpt, wodurch sich im wesentlichen über die gesamte Länge der von den Rohrabschnitten 31 gebildeten Rohrschlange gleichmässige Druckverhältnisse ergeben.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 7-9 ist die Welle l T des Getriebemotors 16'zu einer durch den Deckel 11'hindurchtretenden Achse 20'verlängert, an der unmittelbar die Büchsen 22'sitzen und welche die Ätzplattenaufiahmeschiene 24'tragen.
In der Ätzwanne 5'sind die Rohrabschnitte 31'angeordnet, die auf einer Zylindermantelfläche liegen und nach einer Schraubenlinie ausgerichtet sind. Sie besitzen die Spritzlöcher 32'. Diese sind sämtlich auf die Längsmittellinie 33'der Achse 20'gerichtet, so dass sich die aus den Spritzlöchern 32'austretenden Spritzstrahlen 34'in Richtung dieser gemeinsamen Linie 33'bewegen. Die Rohrabschnitte 31' liegen sämtlich unterhalb des Ätzflüssigkeitsspiegels 9'. Der von den Rohrabschnitten gebildete Zylinder ist nach oben hin offen. Durch diese Öffnung tritt die Ätzplattenaufnahmeschiene 24'einschliesslich ihrer gesamten Aufhängung und der Achse 20'beim Schliessen des Deckels 11'ein.
In der geschlossenen Stellung des Deckels 11'fällt die Achse 20'mit der Längsmittellinie 33', auf welche die Spritzlöcher 32' sämtlich gerichtet sind, zusammen. Der Deckel 11'kann über ein entsprechendes, nicht dargestelltes Gestänge so mit der Wanne 5'verbunden sein, dass ein Einbringen in diese Lage bei jeder Schliessbewegung zwangsläufig herbeigeführt ist.
Die einzelnen Spritzlöcher 32'sind ihrerseits wieder versetzt zueinander angeordnet, d. h. das Spritzloch 32'a liegt seitlich versetzt zu dem Spritzloch 32'b, letzteres wieder seitlich versetzt zu dem Spritzloch 32'c usw. Das nächste Spritzloch 32'd des ersten Rohres liegt wiederum um den gleichen Betrag versetzt zu dem nächsten Spritzloch 32'e des untersten Rohrabschnittes.
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Die Arbeitsweise der Maschinen ist folgende :
Bei geöffnetem Deckel wird die Ätzplatte 30 auf die Âtzplattenaufnahmeschiene 24 bzw. 24'auge- spannt. Der Abstand x wird so eingestellt, dass die Biegungsachse der Ätzplatte 30 mit der Mittellinie 33 bzw. 33'der Achse 20 bzw. 20'zusammenfällt. Die Ätzwanne 5 bzw. 5' wird etwa bis zur dargestellten Höhe mit Ätzflüssigkeit, gegebenenfalls mit einer Ätzemulsion, gefüllt. Es werden die entsprechenden Temperaturen eingestellt. Nach Schliessen des Deckels und Einschalten der Pumpe 3 schaltet sich gleich-
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zw.Ätzflüssigkeit 9 sanft bestrichen.
Nach zirka 10 - 15 min ist der Ätzvorgang bereits beendet, wobei die Maschine nach Fig. 7-9 etwas weniger Zeit benötigt, weil rundum Spritzlöcher angeordnet sind, die Ätzplatte also während ihrer gesamten Umdrehung den Strahlen 34'ausgesetzt ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schnellätzmaschine mit auf eine gemeinsame Achse gerichteten Spritzlöchern zum Austritt der unter Druck zugeführten Ätzflüssigkeit und einer um diese gemeinsame Achse drehbar gelagerten Ätzplattenaufnahme zur Halterung gewölbter Ätzplatten, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzlöcher (32) unterhalb des Ätzflüssigkeitsspiegels (9') angeordnet sind, unterhalb welchem auch die in an sich bekannter Weise in die Ätzflüssigkeit (9) eingetauchte Ätzplatte (30) umläuft.