DE19902884B4

DE19902884B4 - Gravierorgan

Info

Publication number: DE19902884B4
Application number: DE19902884A
Authority: DE
Inventors: Dieter Carstens
Original assignee: Hell Gravure Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Hell Gravure Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 1999-01-25
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2019-01-26
Also published as: EP1150842A1; CN1109602C; JP2002535165A; DE19902884A1; US6736035B1; EP1150842B1; JP3605364B2; WO2000043203A1; CN1333718A; DE59905687D1

Abstract

Gravierorgan einer elektronischen Graviermaschine zur Gravur von Druckzylindern, bestehend aus
– einem um kleine Winkel oszillierenden Drehsystem (6, 8, 9, 10,14),
– einem Antriebssystem (1, 7) für das Drehsystem (6, 8, 9, 10,14) und
– einem an dem Drehsystem (6, 8, 9, 10,14) angebrachten Gravierstichel (15) zur Gravur von Näpfchen (20) in dem Druckzylinder (16), wobei der Gravierstichel (15) jeweils zur Gravur eines Näpfchens (20) eine auf den Druckzylinder (16) gerichtete Hubbewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gravierstichel (15) zur Vergrößerung seines Freiwinkels (α) bezüglich einer senkrecht zur Mantelfläche (17) des Druckzylinders (16) verlaufenden Bezugsgeraden (26) in Richtung (19) der Gravur der Näpfchen (20) gekippt angeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektronischen Reproduktionstechnik und betrifft ein Gravierorgan einer elektronischen Graviermaschine zur Gravur von Druckzylindern für den Tiefdruck.

In einer elektronischen Graviermaschine bewegt sich ein Gravierorgan mit einem Gravierstichel als Schneidwerkzeug in axialer Richtung an einem rotierenden Druckzylinder entlang. Der von einem Graviersteuersignal gesteuerte Gravierstichel schneidet gravierlinienweise in einem Gravurraster angeordnete Näpfchen in die Mantelfläche des Druckzylinders. Das Graviersteuersignal wird durch Überlagerung eines periodischen Rastersignals mit Bildsignalwerten gebildet, welche die zu reproduzierenden Tonwerte zwischen "Schwarz" und "Weiß" repräsentieren. Zur Erzeugung des Gravurrasters bewirkt das Rastersignal eine vibrierende Hubbewegung des Gravierstichels in Richtung des Druckzylinders, wobei die Bildsignalwerte entsprechend den zu reproduzierenden Tonwerten die Graviertiefen der Näpfchen bestimmen.

Aus der DE-A-23 36 089 ist ein Gravierorgan mit einem elektromagnetischen Antriebselement für den Gravierstichel bekannt. Das elektromagnetische Antriebselement besteht aus einem mit dem Graviersteuersignal beaufschlagten, stationären Elektromagneten, in dessen Luftspalt sich der Anker eines Drehsystems bewegt. Das Drehsystem besteht aus einer Welle, dem Anker, einem Lager für die Welle und aus einer Dämpfungsvorrichtung. Ein Wellenende geht in einen raumfest eingespannten, federnden Torsionsstab über, während das andere Wellenende einen Hebel trägt, an dem der Gravierstichel angebracht ist.

Der Gravierstichel ist in der Praxis häufig ein prismatisch geschliffener Diamant, der mit seinem Schaft an dem Hebel des Gravierorgans befestigt ist. Der Gravierstichel besteht im wesentlichen aus einer bezüglich der Gravierrichtung vorderen Spanfläche und einer von der Spanfläche abgewandten schräg verlaufenden hinteren Freifläche. Die Schnittlinien zwischen der Spanfläche und der Freifläche bilden die Schneidenspitze des Gravierstichels. Der Winkel zwischen der schräg verlaufenden Freifläche und der Tangentialebene im Berührungspunkt von Schneidenspitze und Mantelfläche des Druckzylinders wird als Freiwinkel bezeichnet.

Der Freiwinkel des Gravierstichels begrenzt die Steilheit, mit der der Gravierstichel in den Druckzylinder eindringen kann, ohne daß die Freifläche auf die Wandung der Näpfchen aufsetzt. Zur Gravur unterschiedlicher Gravurraster werden in Gravierlinienrichtung gestauchte Näpfchen mit einer steilen Wandung und gelängte Näpfchen mit einer flachen Wandung graviert. Bei der Gravur von gestauchten Näpfchen kann es in nachteiliger Weise vorkommen, daß die Freifläche des Gravierstichels auf die Wandung der Näpfchen aufsetzt und der Schneidprozeß unterbrochen wird. Die Folge ist, daß die zur tonwertrichtigen Gravur erforderlichen Graviertiefen nicht erreicht und Näpfchen mit einer unerwünschten asymmetrische Form graviert werden.

Um auch gestauchte Näpfchen mit einer steilen Wandung ohne Tonwertverfälschung gravieren zu können, müßte der Freiwinkel entsprechend vergrößert werden. Es hat sich aber in der Praxis herausgestellt, daß bei einem vergrößerten Freiwinkels die Gefahr eines Bruchs der Schneidenspitze des Diamanten wächst. Häufige Wechsel des Gravierstichels sowie zeit- und kostenaufwendige und Neugravuren wären die Folge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gravierorgan einer elektronischen Graviermaschine zur Gravur von Druckformen derart zu verbessern, daß insbesondere auch bei gestauchten Näpfchen eine tonwertrichtige Gravur erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der 1 und 2 näher erläutert.
Es zeigen:
1 den prinzipiellen Aufbau eines Gravierorgans und
2 einen Gravierstichel und einen Druckzylinder (ausschnittsweise) im Querschnitt.
1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung den Aufbau eines Gravierorgans, das prinzipiell ein Antriebssystem, im gezeigten Beispiel ein elektromagnetisches Antriebssystem, und ein Drehsystem aufweist.
Das elektromagnetische Antriebselement besteht aus einem stationären Elektromagneten (1) mit zwei sich gegenüber liegenden u-förmigen Blechpaketen (2) und zwei zwischen den Schenkeln der Blechpakete (2) liegenden Luftspalten (3). In den Aussparungen (4) der Blechpakete (2) des Elektromagneten (1) befindet sich eine Spule (5), von der nur eine Spulenseite dargestellt ist. Die Spule (5) wird von einem Graviersteuersignal durchflossen.
Das Drehsystem besteht aus einer Welle (6), einem an der Welle (6) befestigten Anker (7), sowie aus einer Dämpfungsvorrichtung (8) und einem Lager (9) für die Welle (6). Der Anker (7) ist in den Luftspalten (3) des Elektromagneten (1) bewegbar. Ein Wellenende geht in einen federnden Torsionsstab (10) über, der in einem ortsfesten Auflager (11, 12) eingespannt ist. Das andere Wellenende (13) trägt einen Hebel (14), an dem ein Gravierstichel (15) beispielsweise in Form eines Diamanten angebracht ist. Die Dämpfungsvorrichtung (8) und das Lager (9), sind zwischen dem Anker (7) und dem Hebel (14) mit dem Gravierstichel (15) angeordnet.
Durch das in den Luftspalten (2) des Elektromagneten (1) erzeugte Magnetfeld wird auf den Anker (7) der Welle (6) ein elektrisches Drehmoment ausgeübt, dem das mechanische Drehmoment des Torsionsstabes (10) entgegenwirkt. Das elektrische Drehmoment dreht die Welle (6) um ihre Längsachse mit einen dem jeweiligen Graviersteuersignalwert proportionalen Drehwinkel aus einer Ruhelage heraus, und der Torsionsstab (10) bringt die Welle (6) in die Ruhelage zurück. Durch die Drehung der Welle (6) führt der Gravierstichel (15) eine in Richtung auf die Mantelfläche eines nicht dargestellten Druckzylinders gerichtete Hubbewegung aus, welche die Eindringtiefe des Gravierstichels (15) in den Druckzylinder bestimmt. Das Antriebssystem für den Gravierstichel (15) kann auch als Festkörper-Aktorelement ausgebildet sein, das beispielsweise aus einem piezoelektrischen oder einem magnetostriktiven Material besteht.
2 zeigt einen Querschnitt durch den Gravierstichel und einen Druckzylinder. Dargestellt ist ein radialer Teilquerschnitt durch einen Druckzylinder (16) im Bereich seiner Mantelfläche (17). Dargestellt ist außerdem der als prismatisch geschliffener Diamant ausgebildete Gravierstichel (15) im Querschnitt. Der rotierende Druckzylinder (16) möge sich in Richtung eines Pfeiles (18) unter dem Gravierstichel (15) entlang bewegen, wobei ein Pfeil (19) die Gravierrichtung für die Näpfchen (20) auf einer umfangsmäßigen Gravierlinie auf der Mantelfläche (17) des Druckzylinders (16) angibt.
Der Gravierstichel (15) besteht im wesentlichen aus einem Schaft (21), einer bezüglich der Gravierrichtung (19) vorderen Spanfläche (22) und einer von der Spanfläche (22) abgewandten Freifläche (23). Die Schnittlinien zwischen der Spanfläche (22) und der Freifläche (23) bilden die Schneidenspitze (24) des Gravierstichels (15). Die Freifläche (23) schließt mit einer Tangentialfläche im Berührungspunkt von Schneidenspitze (24) und Mantelfläche (17) des Druckzylinders (16) den Freiwinkel (α) ein.
Das nicht dargestellte Gravierorgan ist derart zur Mantelfläche (17) des Druckzylinders (16) ausgerichtet, daß der Gravierstichel (15) zur Gravur der Näpfchen (20) eine durch einen Doppelpfeil (25) gekennzeichnete Hubbewegung in Richtung auf den Druckzylinder (16) und in Gegenrichtung ausführt.
Um insbesondere gestauchte Näpfchen (20) tonwertrichtig gravieren zu können, wird der Freiwinkel (α) des Gravierstichels (15) erfindungsgemäß dadurch vergrößert, daß der Gravierstichel (15) in Gravierrichtung (19) gegenüber einer jeweils ra-dial zum Druckzylinder (16), d.h. senkrecht zur Mantelfläche (17), verlaufenden Bezugsgeraden (26) geneigt angeordnet ist. Der Neigungswinkel (β), den der geneigte Gravierstichels (15) mit der Bezugsgeraden (26) einschließt, wird in zweckmäßiger Weise 1° bis 5°, vorzugsweise 3°, gewählt. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme bleibt der Keilwinkel zwischen Spanfläche (22) und Freifläche (23) des Gravierstichels (15) erhalten, wodurch in vorteilhafter Weise trotz vergrößertem Freiwinkel (α) die Gefahr eines Stichelbruches minimal ist.
In einem ersten Ausführungsbeispiel wird das Kippen des Gravierstichels (15) bezüglich der Mantelfläche (17) durch eine entsprechend gekippte Befestigung, beispielsweise durch Klebung, des Gravierstichels (15) in dem Hebel (14) des Gravierorgans erreicht. Das ortsgenaue Einsetzen des Gravierstichels (15) in den Hebel (14) wird beispielsweise mittels einer Montagevorrichtung nach der DE-PS 22 13 768 durchgeführt.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird das Kippen des Gravierstichels (15) durch konstruktive Neigung der Längsachse des Drehsystems (6, 7, 8, 9) des Gravierorgans gegenüber einer an die Mantelfläche (17) des Druckzylinders (16) angelegten Bezugstangente erreicht.

Claims

Gravierorgan einer elektronischen Graviermaschine zur Gravur von Druckzylindern, bestehend aus – einem um kleine Winkel oszillierenden Drehsystem (6, 8, 9, 10,14), – einem Antriebssystem (1, 7) für das Drehsystem (6, 8, 9, 10,14) und – einem an dem Drehsystem (6, 8, 9, 10,14) angebrachten Gravierstichel (15) zur Gravur von Näpfchen (20) in dem Druckzylinder (16), wobei der Gravierstichel (15) jeweils zur Gravur eines Näpfchens (20) eine auf den Druckzylinder (16) gerichtete Hubbewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gravierstichel (15) zur Vergrößerung seines Freiwinkels (α) bezüglich einer senkrecht zur Mantelfläche (17) des Druckzylinders (16) verlaufenden Bezugsgeraden (26) in Richtung (19) der Gravur der Näpfchen (20) gekippt angeordnet ist.
Gravierorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (β) des Gravierstichels (15) gegenüber der Bezugsgeraden (26) zwischen 1° und 5° beträgt.
Gravierorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (β) des Gravierstichels (15) gegenüber der Bezugsgeraden (26) 3° beträgt.
Gravierorgan nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehsystem (6, 8, 9, 10,14) aus folgenden Komponenten besteht – einer mit kleinen Drehwinkeln oszillierenden Welle (6), – einem an einem Ende der Welle (6) befindlichen Hebel (14), an dem der Gravierstichel (15) angebracht ist, – einem Lager (9) für die Welle (6), – einem Rückstellelement (10) für die Welle (6) und – einer an die Welle (6) angreifenden Dämpfungsanordnung (8).
Gravierorgan nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gravierstichel (15) in dem Hebel (14) um den Neigungswinkel (β) gekippt befestigt ist.
Gravierorgan nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (6) gegenüber ihrer Normallage zum Druckzylinder (16) um den Neigungswinkel (β) gekippt angeordnet ist.
Gravierorgan nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gravierstichel (15) an dem Hebel (14) durch Klebung befestigt ist.
Gravierorgan nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gravierstichel (15) ein Diamant ist.
Gravierorgan nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung (8) und das Lager (9) für die Welle (6) zwischen dem Antriebssystem (1, 7) und dem Hebel (14) angeordnet sind.