DE1422486C - Vorrichtung zum selbsttätigen Gravieren, insbesondere von Druckformen unter Steuerung des Gravierwerkzeuges durch lichtelektrische Abtastung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Gravieren insbesondere von Druckformen unter Steuerung des Gravierwerkzeuges durch lichtelektrische Abtastung eines vorbeibewegten Bildes (Vorlage) mittels einer aus Fotozelle, Blende und Abbildungsoptik bestehenden ortsfesten Abtasteinrichtung.

Es sind zahlreiche Vorrichtungen dieser Art bekannt, sowohl zur selbsttätigen Gravierung gerasterter Bildvorlagen als auch für ungerastete Bilder, die in ebene oder zylindrische Flächen zeilenweise eingraviert werden. Bekanntlich ist die Bildauflösung durch die Größe der betreffenden Gravierwerkzeuge, wie Stichel oder Fräser, begrenzt und damit "auch im Bereich der Konturübergänge eine Unscharfe und ein Konturfehler verbunden, der um so größer wird, je tiefer die Gravur in die betreffende Fläche eindringt. Diese Tiefe beträgt häufig mehr als 1 mm, beispielsweise bei der Typographie.

Es sind trotz genauer elektronischer Konturführung auch mit den feinsten Gravursticheln bei sorgfältig ausgebildeter Schneidfläche die Bildauflösung und die Konturtreue naturgemäß begrenzt. Hinzu kommt beim elektromagnetischen Gravieren von Hochdruckformen die Notwendigkeit, zur Vermeidung störender Bildflecken beim späteren Druck nicht nur eine tiefe Gravur auszuführen, sondern auch im Bereich größerer Gravurzonen die Tiefe der Gravur noch erheblich zu vergrößern. Ein bekanntes Verfahren dieser Art ermöglicht eine zweistufige Verstellung der Gravurtiefe dadurch, daß auf zwei getrennten Signalwegen mehrere Signalfolgen mit verschiedener Tastfrequenz übertragen und zu diesem Zweck zwei verschiedene Blendenöffnungen periodisch zur Abtastung verwendet werden, von denen eine kleine Öffnung den eigentlichen Gravurvorgang steuert, während eine wesentlich größere Öffnung den benachbarten Bildbereich abtastet und außerhalb der Konturgrenzen zusätzlich die Tiefe der Gravur vergrößert. Hierzu braucht man Vorrichtungen mit zeitgesteuerten und beweglichen Blenden, deren öffnungsweite verstellbar oder in Form verschiedener Lochkränze auf entsprechenden Drehscheiben dargestellt ist. Man braucht außerdem zwei getrennte optische Lichtwege mit fotoelektrischen Zellen und nachgeschalteten Verstärkern sowie vor oder hinter den Verstärkern frequenzabhängige Siebvorrichtungen zur getrennten Auswertung" der Lichtsignale und außerdem entsprechende Empfindlichkeitssteuerungen, also insgesamt einen sehr erheblichen technischen Aufwand. Dieser Aufwand dient ausschließlich dazu, die Gravurtiefe veränderlich zu machen und dadurch brauchbare Hochdruckformen nach Strichvorlagen herzustellen. Es ergibt sich jedoch dadurch keineswegs die Möglichkeit, eine Verzeichnung der Konturen infolge der endlichen Größe der Gravurwerkzeuge zu korrigieren.

Die Erfindung befaßt sich mit dieser Aufgabe, also insbesondere bei Hochdruckformen denjenigen Fehler zu korrigieren, durch welchen insbesondere kleine und erhaben aus der gravierten Fläche hervortretende Zonen zusätzlich dadurch verkleinert werden, daß auch ein exakt entlang den Konturgrenzen gesteuertes Gravierwerkzeug infolge seiner endlichen Abmessungen teilweise in die nicht zu gravierende Fläche eindringt. Dieser technische Nachteil ist grundsätzlich nicht zu vermeiden und hat mit der Tiefe der betreffenden Gravur nur insoweit etwas zu tun, als der genannte Fehler natürlich um so stärker in Erscheinung tritt, je tiefer die betreffende Gravur ist, also je tiefer das Werkzeug in die zu gravierende Fläche eintauchen muß. Diesen Konturfehler zu korrigieren ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Die Lösung dieser Aufgabe soll elektronisch, insbesondere zum Gravieren von ungerasterten Druckformen erreicht werden, jedoch unabhängig davon auch bei beliebigen anderen Druckformen, und zwar gleichgültig, ob Schrift oder Bild, und auch unabhängig davon, ob die zu übertragende Bildform erhaben oder versenkt eingraviert werden soll, sowie auch für den Zweck, ebene oder zylindrische Flächen aus Metall oder anderen Werkstoffen an beliebigen Erzeugnissen, beispielsweise Lampenfüßen und Serviettenringen, möglichst konturtreu zu gravieren und im Bedarfsfall auch sehr exakte Tiefgravuren herzustellen. Diese technische Aufgabe besteht also darin, den werkzeugbedingten Flankenfehler zu vermeiden, und

•o soll sich nicht darauf beschränken, die bisher zu klein ausfallenden erhabenen Flächen einer Hochdruckform zu vergrößern, sondern außerdem auch die Möglichkeit schaffen, im Falle einer versenkten Bildgravur die dann zu groß ausfallenden Flächen-

*5 abschnitte so zu verkleinern, daß die selbsttätige Gravur möglichst konturtreu ausfällt.

Gemäß der Erfindung läßt sich die gestellte Aufgabe unabhängig von der Art der Gravur, den Werk-. zeugen und der betreffenden elektronischen Steuerung in einfacher Weise mit nur einer Fotozelle und einer Blende in guter Näherung dadurch lösen, daß die Blende mehrere Öffnungen aufweist, durch welche die Abbildungsoptik mindestens zwei in Richtung der* Bildbewegung mit Abstand aufeinanderfolgende Stellen in Bildebene (Vorlagenebene) gleichzeitig auf die Fotozelle abbildet, so daß beim Vorbeigehen eines dunklen Bildelementes im Maße, wie dieses zuerst allein die erste abgebildete Stelle, danach die erste und die zweite Stelle zugleich und schließlich allein die zweite abgebildete Stelle der Bildebene bedeckt, am Ausgang der Abtasteinrichtung nacheinander mindestens drei in ihrer Folge unterscheidbare Steuersignale entstehen, deren Gesamtheit längere und deren mittleres Signal kürzere Zeit dauert als die Verschiebung des dunklen Bildelementes um die Strecke seiner in Richtung der Biklbewegung liegenden Abmessung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den von verschiedenen Stellen durch mehrere Blendenöffnungen belichtbaren Fotozellen ergibt also die Möglichkeit an den Konturgrenzen entsprechend abgestufte Lichtwerte zu übertragen und auszuwerten. Wenn der Abstand von zwei Blendenöffnungen mit d bezeichnet wird, dann entspricht dieser auch dem

SS Abstand zweier Bildpunkte in der Vorlagenebene. Wird beispielsweise ein dunkles Bildelement der Abmessung D mit einer Geschwindigkeit ν vorbeigeführt, dann wird die Fotozelle erst über die Zeitdauer d/v zur Hälfte abgeschattet, dann für eine Zeitdauer

βο (D-d)/v vollständig und danach wieder für die Dauer d/v halb abgeschattet. Der gesamte Steuerimpuls hat die Dauer d/v+D/v und innerhalb deren ein unterscheidbares Mittelstück der Dauer (D-d)/v. Man kann also im Fall einer Hochdruckgravur die beiden das Hauptsignal begrenzenden Zwischensignale dazu benutzen, um die stehenbleibende Fläche an beiden Rändern zu vergrößern. Andererseits kann man die genannten Zwischensignale zu einer entspre-

chenden Verkleinerung der beim Eingravieren bekanntlich etwas zu groß ausfallenden Gravurzonen benutzen. Ist d auch die wirksame Breite des Gravurwerkzeuges, dann wird also wahlweise in beiden Fällen gerade derjenige Fehler d symmetrisch zum Gesamtsteuersignal ausgeglichen, wenn man das Gravierwerkzeug einmal über die Strecke D + d und im anderen Falle über die Strecke D — d hinweg in seiner Arbeitsstellung steuert.

Das Originalschriftstück, welches zum selbsttätigen elektromagnetischen Gravieren entweder auf einer ebenen Platte oder auf einer Zylinderfläche abzutasten ist, kann also mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung wesentlich konturgetreuerer Gravuren in erhabener Form zur Typogravur und in versenkter Form zur Heliogravur selbsttätig übertragen und zusätzlich korrigiert werden. Die erreichbare Annäherung an die Konturen der betreffenden Vorlänge hängt in bekannter Weise von den Arbeitsgerätschaften ab, und zwar von der Größe des Gravierwerkzeuges, der Größe der Bildpunktabtastung und von der Genauigkeit, mit welcher die elektronische Steuerung und die betreffende Arbeitsmaschine arbeiten. Die Abstände der verschiedenen und in der gleichen ortsfesten Blende angeordneten öffnungen bestimmen das Ausmaß der Korrektur und sind für jede beliebige Art einer Gravur sehr einfach wählbar. Da die erfindungsgemäße Fehlerkorrektur die Abmessungen des Gravierwerkzeuges ausgleicht, würde also ein unendlich kleines Gravierwerkzeug überhaupt keine Korrektur notwendig machen und jedes andere Gravierwerkzeug genau diejenige Korrektur, die der halben Breite derjenigen Fläche entspricht, welche das Gravierwerkzeug bei unendlich kurzem Eintauchen in die Arbeitsfläche bei gegebener Eindringtiefe theoretisch als Spur zurücklassen würde. Man würde also genau dann theoretisch einen Flächenpunkt erzeugen, der bei erhabener Gravur unbearbeitet zurückbleibt, wenn ein spitzer kegelförmiger Fräser in demjenigen Abstand vor und nach diesem Punkt seinen Arbeitsvorgang unterbricht, der jeweils im halben Kegeldurchmesser vom gewünschten Konturpunkt entfernt ist. Der jeweilige Abstand zweier sehr kleiner öffnungen auf der erfindungsgemäßen ortsfesten Blende entspricht natürlich genau diesem Korrekturbetrag, weil er während eines gleichförmigen Bewegungsablaufes mit demjenigen Bereich und mit derjenigen Zeitspanne übereinstimmt, in welcher die Zwischensignale von der fotoelektrischen Zelle erzeugt werden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Blende kann man nicht nur mit zwei in Bewegungsrichtung auseinanderliegenden Einzelöffnungen den Bewegungsvorgang beschleunigen bzw. verzögern, sondern man kann auch quer zur Aufzeichnungsspur auseinanderliegende Blendenöffnungen anordnen, die dann in Abhängigkeit von einem parallel verlaufenden Konturrand nochmals eine Halbierung des gesamten Signalwertes erzeugen und dementsprechend weitere Korrekturwerte ermöglichen. Zu diesem Zweck muß natürlich zwischen den einzelnen Lichtsignalen in der nachgeschalteten elektronischen Verstärkerstufe unterschieden werden. Dies ist jedoch in einfachster Weise mit den entsprechenden elektrischen Schwellenwerten in bekannter Weise möglich. So erhält man mit vier in gleichen Abständen an den Ecken eines Quadrates angeordneten Lichtöffnungen genau vier verschiedene Signalamplituden und damit völlig analog die beschriebene Wirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Tritt volle Lichtstärke durch alle vier öffnungen auf die Fotozelle, dann wird der Arbeitsvorgang des Gravier-

S Werkzeuges voll eingeschaltet, wozu man einen kegelförmig angespritzten Fräser bevorzugt, der mit hoher Drehzahl auf einer Antriebswelle sitzt. Bei der Herstellung einer erhaben hervortretenden Hochdruckform werden immer dann gleichzeitig zwei Blendenöffnungen abgedeckt und Zwischensignale erzeugt, wenn dieser Fräser entweder quer zur Bewegungsrichtung die Grenzlinie zu einer Schwarzkontur überschreitet, oder auch dann, wenn etwa parallel zur Bewegungsrichtung der Abtastung eine solche Konturkante verläuft. Infolgedessen arbeitet der Fräser in diesen beiden Fällen nicht. In beiden Fällen erhält man also bei richtiger Bemessung der Lochabstände genau die erfindungsgemäße Korrektur. Außerdem treten bei einer solchen mit vier in gleichen Abstände den im Quadrat angeordneten öffnungen noch weitere Zwischensignale auf, jedoch kurzzeitig. Im allgemeinen kann man diese zusätzlichen Signale selbstverständlich vernachlässigen, weil sie innerhalb der Größenordnung des Auflösungsvermögens liegen.

»5 Wenn also vorübergehend nur eine Blendenöffnung abgedeckt ist oder wenn später kurzzeitig drei Blendenöffnungen abgedeckt werden, dann kann man beide Signalwerte nach Bedarf entweder der Arbeitsstellung oder der Ruhestellung des rotierenden Fräsers zuordnen. Es ist jedoch außerdem in bekannter Weise mit elektronischen Schwellen sehr einfach möglich, auch diese insgesamt vier verschiedenen Amplitudenwerte der von der gleichen fotoelektri-" sehen Zelle erzeugten Signale getrennt auszuwerten.

Man könnte also viel einfacher und ohne Verwendung rotierender Teile kontinuierlich das gleiche Ergebnis erzielen wie die schon eingangs erwähnte Vorrichtung zum Herstellen verschiedener Eindringtiefen, wenn man die Abdeckung von einer öffnung oder von drei öffnungen dazu verwendet, um dem betreffenden Fräser die halbe Arbeitstiefe zuzuordnen bzw. nur dann mit voller Tiefe zu gravieren, wenn alle vier öffnungen lichtdurchlässig sind, und wenn dieser Fräser dann eine helle Fläche der abgetasteten Vorlage in die zu bearbeitende Fläche eingravieren soll.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem kegelförmigen Fräser ergibt sich in der Weise, daß mit der Antriebswelle des Gravurwerkzeuges mindestens ein Magnet über ein Stützlager drehungsunabhängig geführt, jedoch in axialer Richtung gegen entsprechende Anschläge längsverschieblich und mit seiner magnetischen Achse zur Antriebswelle parallel angeordnet

SS ist und daß dieser verschiebliche Magnet wenigstens einem ortsfesten Elektromagneten gegenübersteht, dessen die Stellbewegungen der Antriebswelle steuernde Erregerwicklung über einen Umschalter von den verstärkten Steuersignalen der fotoelektri-

βο sehen Zelle lichtabhängig umpolbar mit einer Stromquelle verbunden ist. Die einfachste und mit geringsten magnetischen Kräften besonders hohe Stellkräfte erzeugende Konstruktion dieser Vorrichtung besteht darin, daß mit der Antriebswelle des Gravierwerk-Ss zeuges auf zwei gegenüberliegenden Seiten zwei permanente Stabmagneten verschieblich sind, deren Magnetpolpaare in entgegengesetzten Richtungen orientiert sind und den umschaltbaren Magnetpolpaaren

von zwei ortsfesten Elektromagneten gegenüberstehen, die ebenfalls als Stabmagneten ausgebildet, jedoch beide jeweils im gleichen Richtungssinn polarisiert sind, so daß der eine Permanentmagnet in die gewünschte Stellrichtung von einem Elektromagneten durch Abstoßungskraft und vom anderen Elektromagneten durch Anziehungskraft gedrückt ist und der andere Permanentmagnet im gleichen Richtungssinn mit den anderen Polen der Elektromagneten zusammenwirkt.

Eine solche Steuerung des Gravierwerkzeuges hat gegenüber den bisher bekannten Vorrichtungen erhebliche Vorteile, insbesondere durch die denkbar wirksame Anordnung einfacher permanenter Magneten, bei denen in jeder Arbeitsstellung gleichzeitig beide Magnetpole zur gewünschten Kraftübertragung ausgenutzt sind.

Obwohl diese Art der Magnetanordnung bereits mit Elektromagneten bekannt war, werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch Verwendung permanenter Magneten sowohl durch Wegfall der Erregerspulen Gewichtsersparnisse erzielt, als auch durch Verwendung permanenter Magneten größere Stellkräfte erzeugt, als wenn man nur magnetisierbare ferromagnetische Teile benutzen würde.

Andererseits kann die Antriebswelle des Fräsers wegen des sich nicht mitdrehenden und nur längsverschicblich angeordneten Stellmagneten natürlich auch die elektrischen Magneten mit sich führen, wenn man die Anordnung umkehrt oder wenn man zur Erzeugung noch größerer Kräfte ausschließlich Elektromagneten verwenden will. Man braucht nur einfache Kabelanschlüsse, die ausreichend flexibel sind, und man kann selbstverständlich auch die Spulen so anordnen, daß sie an der Bewegung des verschieblichen Magneten nicht teilhaben, und es ist auch allgemein bekannt, eine umkehrbar magnetisch einrückbare Vorrichtung unter Verwendung einfacher Rückstellfedern in einer Mittellage zu halten, welche der betreffende vcrschiebliche Magnet immer dann einnimmt, wenn der umpolbare Stromanschluß völlig abgeschaltet wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt und durch einzelne Skizzen dazu die Arbeitsweise erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 schematisch den zu korrigierenden Gravurfehler bei zwei verschiedenen Eindringtiefen.

Fi g. 3 die Gegenüberstellung der Vorlage und der nach F i g. 2 entstehenden Gravur.

Fig. 4 die lichtelektrische Korrekturvorrichtung und dazu

F i g. 5 den einfachsten Fall einer Zweilochblende.

F i g. 6 die drei verschiedenen lichtelektrischen Signalamplituden und

Fig. 7 eine Vierlochblende für die zusätzliche Seitcnkorrcktur.

F i g. 8 und 9 schematisch die magnetische Stellvorrichtung und

Fig. 10 den elektrischen Umschalter zu Fig. 8 und 9 sowie

Fig. 11 den praktischen Einsatz der Vorrichtung zum Gravieren einer ungerasterten zylindrischen Hochdruckform.

Nach Fig. 1 bearbeitet die sehr feine Spitze eines kegelförmigen Fräsers 1 eine ebene Metallplatte 2. Der Flächenabschniu 3 soll nicht bearbeitet und vom Fräser 1 nicht berührt werden.

Das abzutastende Bild 4 ist im Schnitt angedeutet, und eine geschwärzte Bildzone 5 hat die Abmessung a-b- Man sieht aus Fig. 1, daß die nicht bearbeitete Fläche 3 zwangläufig kürzer sein muß als die vorgegebene Länge a-b, wenn der Fräser 1 genau nach den vorgegebenen Konturen gesteuert wird.

F i g. 2 zeigt im Gegensatz zu F i g. 1 den Fall, daß die Gravierung erheblich tiefer ausgeführt wird. Dann erhält man einen noch größeren Fehler. Die frei bleibendc Fläche 6 wird durch einen Fräser 7 mit den gleichen Abmessungen wie der Fräser 1 nach F i g. 1 nur noch über die verkürzte Strecke a'-b' selbsttätig hergestellt, wenn die Abmessung a-b und die geschwärzte Zone 8 einer Vorlage 9 abgetastet und eine Platte 10 danach graviert wird.

Fig. 3 zeigt die· Draufsicht zu F i g. 2 mit einer quadratischen Bildfläche 8 auf dem hellen Flächenabschnitt 9 der Vorlage. Aus der gravierten Fläche der Metallplatte 10 tritt ein viel kleineres quadrati-

to sches Flächenstück 6 über entsprechende Abschrägungen hervor, die der Kegelneigung des Fräsers 7 entsprechen. So wird beispielsweise aus einem Quadrat mit der Seitenlänge 10 mm und einer durch den Fräser 7 erzeugten Kantenbreite von je 2 mm auf der Platte 10 ein Quadrat von nur 6 mm Seitenlänge stehenbleiben.

F i g. 4 zeigt .die erfindungsgemäße Vorrichtung, wonach eine Blende 14 gegenüber dem vorbeibewegten Bild ortsfest angeordnet ist und wenigstens zwei öffnungen 15, 16 hat, deren gegenseitiger Abstand größer als der kleinste Öffnungsquerschnitt ist und deren Lichtwerte gemeinsam auf die fotoelektrische Zelle 18 gerichtet sind, so daß diese an den Konturgrenzen mindestens drei unterscheidbare Steuersignale 21 bis 25 erzeugt und die Arbeitsstellung des Gravurwerkzeuges 1, 7, 106 an den Konturgrenzen zeitlich verschiebt.

Gemäß der Erfindung erreicht man dadurch eine Korrektur des Fehlers nach F i g. 2. Die gleichförmige Bewegung der abzutastenden Fläche 11 nach Fig. 4 deutet ein Pfeil 12 an.

Wie bei Sendevorrichtungen für Bildtelegrafie üblich, kann das abzutastende Bild 11 entweder lichtdurchlässig und dann von einer in Fig. 4 nicht dargestellten Lichtquelle rechts der Zeichnung beleuchtet sein oder auch undurchsichtig und dann das Lichtbündel durch entsprechende Reflexion zur optischen Bündelung in der gewünschten Richtung gebracht werden.

Das Objektiv 13 nach F i g. 4 überträgt ein vergrößertes Teilbild der abgetasteten Fläche 11 in Richtung zur Blende 14. Durch die beiden öffnungen 15 und 16 fällt jeweils ein kleiner Ausschnitt dieses Teilbildes auf eine optische Sammellinse 17, welche beide Lichtstrahlen in ihrem Brennpunkt bündelt, auf welchen die in F i g. 4 punktförmig angedeutete AufnahmeöfTnung einer fotoelektrischen Zelle 18 eingestellt ist.

Zwischen der fotoelektrischen Zelle 18 und der Blende 14 genügt im allgemeinen die Linse 17, die wegen ihrer kreisrunden Abmessungen in gleicher Weise geeignet ist für die Blende 14 nach F i g. 5 wie auch für eine Blende 26 mit vier Löchern 27 nach

Fig. 7. . _:

Die erfindungsgemäße Blende 14 braucht im einfachsten Falle nur die beiden öffnungen 15 und 16 zu haben und ergibt dann durch L'nterscheidung von drei verschiedenen Signalampütuden des von der

7 8

Fotozelle 18 erzeugten Lichtsignals die Möglichkeit, so breit sein müßte wie der Abstand der beiden öff-

die Arbeitsweise des Fräsers 7 an den Konturgrenzen nungen 15 und 16, wenn die in F i g. 6 angedeutete

im gewünschten Sinne zu korrigieren. Signalbreite tatsächlich entsteht.

In F i g. 4 ist die Entstehung der Lichtsignale zu Man kann also die Wirkungsweise unter Verwen-

sehen, deren Lichtwerte im Sinne von F i g. 5 nach 5 dung bekannter und zur Übertragung einfacher Am-

entsprechender Verstärkung als drei verschiedene plitudenwerte geeigneter Verstärker erreichen, ohne

Amplitudenwerte in F i g. 6 schematisch angedeutet daß man dazu außer der Bildführung ein bewegliches

sind und damit eindeutig drei verschiedene Steuer- Einzelteil zur Abtastung benötigt. Sowohl die erfin-

signale darstellen. dungsgemäße Blende 14 als auch die Linsen 13 und

In Fig. 5 sieht man einen Bildstreifen 19, der sich io 17 können einschließlich der Fotozelle 18 ortsfest an-

in Richtung des Pfeiles 20 bewegen soll. geordnet sein, und eine einzige Fotozelle genügt, um

In der in Fig. 5 gezeichneten Stellung tritt durch die gewünschte Funktion zu erfüllen,
beide Öffnungen 15 und 16 Licht, und die fotoelek- Wenn in anderen Fällen die dunklen Bereiche trische Zelle 18 kann über entsprechende elektrische eines Schriftstückes oder einer Bildvorlage in die beVerstärker die Amplitudensignale des Bereiches 21 15 treffende Metallfläche tief eingraviert werden sollen, nach F i g. 6 erzeugen, die man zur Einhaltung des dann kann die gleiche Vorrichtung zur Verkleinerung gewünschten Verstärkungsgrades bekanntlich zweck- der erzeugten Gravur dienen, und man legt die beimäßig in Form von Wechselstromamplituden über- den Schaltpunkte an die Grenze der Bereiche 22/23 trägt. Wie man sieht, ist die benutzte Frequenz über bzw. 23/24 und erhält die gleiche verkürzte Arbeitsalle verschiedenen Signalwerte nach F i g. 6 die to zeit des betreffenden Fräsers, wie man zuvor die gleiche. Pause der Arbeitsweise dadurch verlängert hat, daß - Wenn sich die streifenförmige Bildfläche 19 in man die Umschaltzeiten an den Grenzen 21/22 und Richtung 20 verschiebt, dann wird zunächst die öff- 24/25 nach F i g. 6 vorgenommen hatte,
nung 16 abgeblendet und der übertragene Lichtwert Wenn also die Ränder der dunklen Bildbereiche im halbiert. *5 Sinne des Streifens 19 konturgetreu übertragen und

Die fotoelektrische Zelle 18 empfängt in diesem graviert werden sollen, dann braucht man nur den

Zustand nur noch das durch die Öffnung 15 einfal- Abmessungen des betreffenden Fräsers entsprechende

lende Licht, und man erhält ausgangsseitig die halbe Abstände der beiden Öffnungen 16 und 15 zu wäh-

Signalamplitude des Bereiches 22 nach F i g. 6. Ge- len und kann die erfindungsgemäße Vorrichtung für

langt die streifenförmige Fläche 19 dann auch noch 30 jeden beliebigen selbsttätigen Gravurvorgang aus-

vor die Öffnung 15 nach Fig. 5, dann nimmt die nutzen.

fotoelektrische Zelle 18 praktisch kein Licht mehr Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung auch auf, und man erhält den Bereich 23 nach Fig. 6. senkrecht zur Arbeitsrichtung die gleichen Korrekt Dieser wurde zur Veranschaulichung dafür als Mini- türen ausführen soll, dann benutzt man eine Blende malamplitude dargestellt, daß die Zelle 18 und der 35 26 nach F i g. 7, die vorzugsweise vier in gleichen nachgeordnete Verstärker auch in diesem Zustand Abständen an den Ecken eines gedachten Quadrates übertragungsfähig sind. Wandert die Fläche 19 angeordnete Öffnungen 27 aufweist. Wird eine streiweiter, dann wird später zuerst die Öffnung 16 wieder fenförmige Fläche 28 im Sinne des Pfeiles 29 nach frei, und man erhält in gleichen Abstufungen wie zu- F i g. 7 über die genannten Öffnungen 27 bewegt, so vor wieder die Signale der Strecke 24 bzw. der 40 ergeben sich insgesamt fünf verschiedene Ampli-Strecke 25, wenn beide Öffnungen 15 und 16 erneut tudenwerte im allgemeinsten Fall und einschließlich lichtdurchläsisg sind. Durch die erfindungsgemäßen des Lichtwertes »Null« nach Bereich 23 zu F i g. 6. Zwischensignale der Bereiche 22 und 24 sind also an , Im Sonderfall nach Fig. 7 führt eine annähernd jeder Konturgrenze die erfindungsgemäßen Korrek- diagonale Konturkante dazu, daß ein Signalwert türen möglich. Je nach der jeweiligen Gravur braucht 45 unterdrückt wird, nämlich derjenige Wert, welcher man nur die Ausgangsklemmen des nicht dargcstell- einer Abdeckung von zwei Öffnungen entspricht. Wie ten elektronischen Verstärkers zu vertauschen, um man hieraus ersieht, würde eine parallel zum Pfeil aus den Signalen nach Fig. 6 die beiden Arbeits- 29 kontinuierlich zwischen den Öffnungspaaren hinstellungen des Fräsers zu steuern und außerdem die durchlaufende Konturgrenze kontinuierlich gerade Zwischensignale der Bereiche 22 und 24 im Bedarfs- 50 dieses Signal erzeugen. Es hängt dann von den befall zur Korrektur zu verwenden. Die Breite der ge- treffenden Arbeitsbedingungen ab, ob man die nannten Korrektursignale entspricht der Korrektur- Signafe zum Einschalten der Gravierung benutzt oder breite, bezogen auf den Bewegungsablauf. nicht und ob man die Zwischcnsignalc für nur eine

Die verschiedenen Signalwerte nach F i g. 6 er- Blendenöffnung oder für drei Öffnungen noch zusätz-

Iauben also die willkürliche Verzögerung oder Be- 55 Hch auswerten will. Normalerweise wird man zwi-

schlcunigung des Arbeitseinsatzes beim selbsttätigen sehen den beiden Grenzwerten der vollen Signal-

Gravieren und auch die umgekehrten Zeitverschie- amplitude nach Strecke 21 bzw. des praktisch feh-

bungen beim Ausschalten des betreffenden Fräsers lenden Signals der Strecke 23 den Fräser im ein-

ohne Rücksicht auf die Art der Bildvorlage, gerastert fachsten Fall aussteuern.

oder ungerastert, sowie auch unabhängig davon, zu 60 In F i g. 8 und 9 ist schematisch die elektromagne-

welchem Zweck die betreffende Gravur dient. tische Vorrichtung zur Steuerung eines Fräsers 106

F i g. 6 zeigt zur Veranschaulichung der erfindungs- dargestellt.

gemäßen Arbeitsweise mit jeweils gleicher zeitlicher Die Antriebswelle 101 wird in bekannter Weise Breite die Signalstrecke 21 bis 25. Das" entspricht über eine Riemenscheibe 102 mit großer Drehzahl nach dem zuvor Gesagten dem Falle, daß quer zur 65 angetrieben. Der Antriebsmotor oder ein entsprechen-Richtung der beiden Öffnungen 15 und 16 nach des Übersetzungsgetriebe ist nicht dargestellt. Iiin Fi g. 5 auf einer lichtdurchlässigen Vorlage ein dunk- Stützlager in Form eines Bügels 103 auf einem Kugeller Streifen 19 verläuft, der natürlich genau doppelt lager 103« nach Fig. 9 sorgt dafür, daß mit der An-

triebswelle 101 ein Magnet 104 gegen nicht dargestellte Anschläge in beiden axialen Richtungen längsverschieblich steuerbar ist. Auf der gegenüberliegenden Seite des permanenten Magneten 104 ist gleichfalls parallel zur Antriebswelle 101 ein gleichartiger zweiter Permanentmagnet 105 angeordnet, jedoch mit entgegengesetzter Polarität.

Der Bügel 103 ist gegen einen Anschlag 111 abgestützt, der ein Mitdrehen der genannten Permanentmagneten 104 und 105 verhindert.

Lagerbuchsen 107 und 107 a sorgen für eine sehr genaue, jedoch in Längsrichtung verstellbare Lagerung der Antriebswelle 101. Die betreffenden Magnetpole sind in der üblichen Weise durch die Buchstaben N für Nordpol und 5 für Südpol bezeichnet.

Zu beiden Seiten der Anordnung nach Fig. 8 und y ist die Anordnung symmetrisch und so aufgebaut, daß mit der Antriebswelle 101 des Gravierwerkzeuges 106 auf zwei gegenüberliegenden Seiten zwei permanente Stabmagneten 104, 105 verschieblich sind, deren Magnetpolpaare N, S in entgegengesetzten Richtungen orientiert sind und den umschaltbaren Magnetpolpaaren von zwei ortsfesten Elektromagneten 108, 109 gegenüberstehen, die ebenfalls als Stabmagneten ausgebildet, jedoch beide jeweils im gleichen Richtungsinn polarisiert sind, so daß der eine Permanentmagnet 104 in die gewünschte Stellrichtung von einem Elektromagneten 108 durch Abstoßungskraft N, N und vom anderen Elektromagneten 109 durch Anziehungskraft 5, N gedrückt ist und der andere Permanentmagnet 105 im gleichen Richtungssinn mit den anderen Polen der Elektromagneten 108,109 zusammenwirkt.

Gemäß F i g. 8 ist schematisch eine Mittellage gezeichnet, aus der der permanente Stabmagnet 104 in beide Arbeitsstellungen des Fräsers 106 elektromagnetisch eingerückt werden kann.

In der Zeichnung F i g. 8 ist gleichfalls zur Veranschaulichung jeder Elektromagnet 108 und 109 aus seiner tatsächlichen Lage herausgekippt dargestellt, die man vollständig durch die vertikalen Schraffuren in F i g. 9 in der richtigen Weise erkennt.

Durch einfache Umkehrung der Erregung der beiden Elektromagneten 108 und 109 erhält man die beiden erfindungsgemäß korrigierbaren Arbeitsstellungen des Fräsers 106.

In einer solchen Vorrichtung sind selbstverständlich die nicht dargestellten Anschläge erforderlich, um den Bewegungsspielraum der verstellbaren Permanentmagneten 104 und 105 so zu begrenzen, daß keine stirnseitige Berührung mit den Polen der Elektromagneten 108 und 109 möglich ist, wodurch bekanntlich eine erhebliche Behinderung und Verzögerung des Umschaltvorganges eintreten würde.

In F i g. 10 ist die außerordentlich einfache elektrische Schaltung dargestellt, die zur Umschaltung ausreicht.

Der Steuerstromkreis 110 zur Übertragung der Signalwerte liegt an der symmetrischen Erregerwicklung eines polarisierten Relais, welches in bekannter Weise zweipolig als Umschalter 113 in beiden Arbeitsstellungen entsprechende Kontakte hat. Die Gleichstromquelle ist mit den Zeichen + und - der Anschlußklemmen markiert, so daß mit umkehrbarer Polarität die Erregerspulen 112 der in Fig. 10 nicht dargestellten Elektromagneten an der genannten Stromquelle liegen.

Das durch seine symmetrische Erregerwicklung 111 in zwei verschiedenen Arbeitsrichtungen steuerbare Relais wird auf die für den betreffenden Gravurvorgang gewünschten Empfindlichkeitswerte in bekannter Weise sehr einfach dadurch eingeregelt, daß man ein nicht dargestelltes Potentiometer in den Steuerstromkreis 110 einschaltet.

Wenn beispielsweise eine Hochdruckgravur im Sinne von F i g. 2 erzeugt werden soll, dann muß die Umschaltempfindlichkeit des Relais dem Übergang

ίο 21/22 nach F i g. 6 angepaßt werden. Für den Fall, daß die gleiche Gravur mit einem gleichartigen Fräser in die betreffende Metallplatte eingegraben werden soll, liegt die Empfindlichkeitsschwelle zwischen den beiden Amplitudenwerten der Bereiche 22/23.

Wenn die fptoelektrische Zelle 18 auf dem Wege des nachgeschalteten Verstärkers nur die Wechselstromsignale nach F i g. 6 erzeugt, dann muß das polarisierte Relais selbstverständlich in einer Richtung vorpolarisiert sein, im einfachsten Fall durch eine permanentmagnetische Bevorzugung der einen Arbeitsstellung. Die üblicherweise auf dem Markt erhältlichen polarisierten Relais haben eine neutrale Mittellage und erlauben dann die aus F i g. 8 ersieht- ( liehe Mittellage gegenüber beiden durch eine Längs-

»5 verschiebung in jeder Richtung einschaltbaren Arbeitsstellungen.

Gemäß Fig. 11 ist ein Anwendungsbeispiel zum Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung veranschaulicht, und zwar in Kombination mit einer veränderlich steuerbaren Drehzahlverschiebung zwischen der von einem Motor 53 über die Welle 52 angetriebenen zylindrischen Walze, welche das Schriftmuster trägt, und der angetriebenen Walze 63, die bei" 64 gelagert ist. Eine solche veränderliche Drehzahlsteuerung 65 ist zu dem Zweck vorgeschlagen, um bei jeder einzelnen Umdrehung das auf der Musterwalze angebrachte Bildmuster auf der zu gravierenden Walze 63 in Umfangsrichtung zu dehnen. Die Abtastung erfolgt zeilenmäßig entlang von Umfangslinien, und zwar in Richtung der Pfeile 66 und 67, so daß eine spiegelbildliche Wiedergabe erzeugt wird, die man für Druckzwecke bekanntlich benötigt. Zur kontinuierlichen Ablesung dient ein Objektiv-54 vor einer fotoelektrischen Zelle 55 im Sinne von F i g. 4, und zum Gravieren dient im Sinne von F i g. 8 der Fräskopf 61 einer längsverschieblich angeordneten Antriebswelle 62.

Ein Steuerverstärker 56 überträgt die Ausgangssignäle der fotoelektrischen Zelle 55 über die beiden

So Steuerleitungen 57 und 58 auf ein Umschaltrelais 90, mit welchem die beiden Erregerspulen 91 und 92 im Sinne von Fig. 10 die erfindungsgemäße Korrektur beim Steuern des Arbeitsvorganges hier zusätzlich noch der Zeilendehnung der einstellbaren Kupplung

SS 65 überlagern.

Bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung können also die erwünschten Korrekturen der Konturgrenzen jedem anderen selbsttätigen Gravurvorgang einfach überlagert werden.

Die Form der betreffenden Gravur und die Konstruktion der betreffenden Arbeitsvorrichtung sind also für jeden Anwendungsfall praktisch bedeutungslos, und es spielt auch keine Rolle, ob man Schriftzüge oder Bilder, formgetreu oder spiegelbildlich, auf

«3 ebene oder zylindrische Flächen überträgt. Desgleichen ist im Einzelfall die Gravurtiefe nur insoweit von Bedeutung, als man in Verbindung damit die Abmessungen des Fräsers berücksichtigen muß

;nd dementsprechend den Abstand der Öffnungen auf ler erfindungsgemäßen Blende zu wählen hat

Mit dem beschriebenen Ausführungsbeispiel könien in gleicher Weise Holzzylinder graviert werden, and man kann auf beliebigen Ebenen bzw. gleicfanäßig gekrümmten Oberflächen natürlich auch Ziernotive selbsttätig gravieren.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum selbsttätigen Gravieren insbesondere von Druckformen unter Steuerung des Gravierwerkzeuges durch lichtelektrische Abtastung eines vorbeibewegten Bildes (Vorlage) mittels einer aus Fotozelle, Blende und Abbildungsoptik bestehenden ortsfesten Abtasteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (14) mehrere Öffnungen (15,16) aufweist, durch'welche die Abbildungsoptik (13, 17) min- ao destens zwei in Richtung der Bildbewegung nut Abstand aufeinanderfolgende Stellen in Bildebene (Vorlagenebene) gleichzeitig auf die Fotozelle (18) abbildet, so daß beim Vorbeigehen eines dunklen Bildelementes im Maße, wie dieses zuerst allein die erste abgebildete Stelle, danach die erste und die zweite Stelle zugleich und schließlich allein die zweite abgebildete Stelle der Bildebene bedeckt, am Ausgang der Abtasteinrichtung nacheinander mindestens drei in ihrer Folge unterscheidbare Steuersignale entstehen, deren Gesamtheit längere und deren mittleres Sigual kürzere Zeit dauert als die Verschiebung des dunklen Bildelementes um die Strecke seiner in Richtung Bildbewegung liegenden Abmessung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Antriebswelle (101) des Gravierwerkzeuges (106) mindestens ein Magnet (104) über ein Stützlager(103,103 α) drehungsunabhängig geführt, jedoch in axialer Richtung gegen entsprechende Anschläge längsverschieblich und mit seiner magnetischen Achse zur Antriebswelle (101) parallel angeordnet ist und daß dieser verschiebliche Magnet (104) wenigstens einem ortsfesten Elektromagneten (108, 109) gegenübersteht, dessen die Stellbewegungen der Antriebswelle (101) steuernde Erregerwicklung (112) über einen Umschalter (113) von den verstärkten Steuersignalen (21 bis 25) der fotoelektrischen Zelle (18) lichtabhängig umpolbar mit einer Stromquelle (+, —) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Antriebswelle (101) des Gravierwerkzeuges (106) auf zwei gegenüberliegenden Seiten zwei permanente Stabmagneten (104, 105) verschieblich sind, deren Magnetpolpaare (N, S) in entgegengesetzten Richtungen orientiert sind und den umschaltbaren Magnetpolpaaren von zwei ortsfesten -Elektromagneten (108, 109) gegenüberstehen, die ebenfalls als Stabmagneten ausgebildet, jedoch beide jeweils im gleichen Richtungssinn polarisiert sind, so daß der eine Permanentmagnet (104) in die gewünschte Stellrichtung von einem Elektromagneten (108) durch AbstoBungskraft (N, N) und vom anderen Elektromagneten (109) durch Anziehungskraft (S, N) gedrückt ist und der andere Permanentmagnet (105) im gleichen Rtchtungssinn mit den anderen Polen der Elektromagneten (108,109) zusammenwirkt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen