DE2420139A1

DE2420139A1 - Verfahren zur automatischen herstellung von wasserzeichenreliefs und graviermaschine dafuer

Info

Publication number: DE2420139A1
Application number: DE2420139A
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. B4 If 17-14 Antrag
Original assignee: GASTINEAU PAUL
Current assignee: GASTINEAU PAUL
Priority date: 1973-04-25
Filing date: 1974-04-25
Publication date: 1974-11-21
Also published as: US3937873A; DE2420139C3; GB1462979A; CH587729A5; JPS5646987B2; DE2420139B2; FR2227737A5; BE813967A; JPS5019502A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Graviermaschine der im Oberbegriff des Hauptanspruchs bzw· des Anspruchs 4 angegebenen Gattung.

Bei Wasserzeichen handelt es sich bekanntlich um durchscheinende Zeichen (Buchstaben, Namen, Figuren usw.) im Papier, welche zur Sicherung gegen Fälschungen bei Banknoten, Aktien, Urkunden, Briefmarken oder als Herkunftskennzeichen \les jeweiligen Papiers dienen. Echte Wasserzeichen werden auf der Siebpartie derjenigen Papiermaschine hergestellt, in welcher das mit dem geweiligen Wasserzeichen zu versehende Papier erzeugt wird.

Dazu muß das Sieb, auf welches die Papiermasse bei der Herstellung aufgebracht wird, verformt bzw. profiliert werden. Durch die Verformung bzw. Profilierung des Siebes ergeben sich beim Papier Stärkenunterschiede, welche das geweilige Wasserzeichen entstehen lassen.

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Zur Verformung bzw. Profilierung des Siebes, welches in der Regel aus Bronze besteht, sind Prägestempel und -gegenstempel erforderlich. Diese werden auf galvanoplastischem Wege mit Hilfe einer Wasserzeichengravur bzw. eines Wasserzeichenreliefs hergestellt.

Die Gravur bzw. das Relief wird bisher von einem Graveur nach einer Vorlage von Hand in einer Bienenwachsplatte hergestellt. Die unterschiedlichen Gravurtiefen bewirken, daß die Platte beim Durchscheinen das Bild der Vorlage wiedergibt. Zur Herstellung einer solchen Gravur bzw. eines solchen Reliefs in Wachs, und zwar mit äußerster Feinheit, kann die Arbeit eines hochspezialisierten Graveurs während mehrerer Monate erforderlich sein, wenn es sich um Formate von 150 mm χ 200 mm handelt und die Vorlage sehr kompliziert ist. Zur Herstellung der Beliefs bzw. Gravuren für Wasserzeichen von Banknoten werden im allgemeinen zwei bis vier Wochen benötigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Haschine zu schaffen, welches bzw. welche insbesondere die Herstellung von Wasserzeichenreliefs oder -gravuren in beträchtlich kürzerer Zeit mit mindestens derselben Qualität ermöglicht. Dies ist mit dem Verfahren bzw. der Graviermaschine gemäß dem Hauptanspruch bzw. Anspruch 4 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den restlichen Ansprüchen gekennzeichnet.

Es sind bereits Graviermaschinen bekannt, welche einen hin- und herbeweglichen lisch zur Aufnahme der zu gravierenden Platte und darunter der zu reproduzierenden Vorlage, einen Gravierkopf mit zur Platte senkrecht beweglicher Graviernadel und einen Lesekopf zum Ablesen der Vorlage und entsprechenden

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Steuern der Graviernadel bewegung aufweist, wobei die Köpfe je Tischhin- und -herbewegung um einen Schritt senkrecht zur Tischbewegungsrichtung weiterbeweglich sind.

Diese Graviermaschinen dienen zur Herstellung von Druckklischees, insbesondere zum Simil!gravieren von Platten· Dabei beträgt die Gravurtiefe höchstens 0,2 mm. Der Gravurraster liegt bei 25 bis 50 Furchen/cm. Es werden nur symmetrische Reproduktionen der Vorlage erzeugt.

Demgegenüber müssen bei der Herstellung von Wasserzeichen-Gravuren oder -Reliefs sehr viel größere Gravurtiefen verwirklicht werden, in der Regel bis zu 3,5 mm. Ferner muß der Gravurraster sehr viel feiner sein. Weiterhin muß die Gravur bzw. das Relief die Vorlage wahlweise symmetrisch oder nicht symmetrisch, das heißt identisch wiedergeben, und zwar derart verzerrt, daß die Verformungen bzw. der Verzug des Papers auf der Papiermaschine automatisch kompensiert werden.

Allen diesen Forderungen ist mit der Erfindung Rechnung getragen.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen, jeweils schematisch:

Fig. 1 eine bekannte Graviermaschine zur Herstellung similigravierter Druckklischees;

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Graviermaschine;

Fig. 3 einen Teil des Querschnitts durch eine Platte während des Gravierens mit der erfindungsgemäßen Maschine;

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Fig. 4 und 5 eine Seitenansicht bzw. die Vorderansicht der Spitze einer Hobelnadel, welche in der erfindungsgemäßen Maschine verwendet wird}

Fig. 6, 7 und 8 jeweils eine Seitenansicht bzw. die Vorderansicht bzw. einen Querschnitt der Spitze einer Graviernadel, welche in der erfindungsgemäßen Maschine verwendet wird;

Fig. 9 und 10 eine bekannte, bzw. die erfindungsgemäße Anbringung der Graviernadel am Gravierkopf;

Fig. 11 einen Querschnitt durch ein Messer zum Beschneiden der Kanten einer gravierten Platte auf der erfindungsgemäßen Maschine;

Fig. 12 die Anordnung des Spannkopfes für die Hobelnadel gemäß Fig. 4 und 5 bzw. das Messer nach Fig. 11 am Gravierkopf der erfindungsgemäßen Maschine; und

Fig. 13 eine verstellbare Anordnung des Lesekopfes an der zugehörigen Schraubenspindel.

Die in Fig. 1 wiedergegebene, bekannte Maschine weist auf einem nicht dargestellten Sockel einen längsbeweglichen Tisch 1 auf, welcher von einer Schraubenspindel angetrieben ist. Ferner ist ein querbeweglicher Wagen 3 vorgesehen, angetrieben von einer zweiten Schraubenspindel 4,

Der Wagen 3 weist einen Gravierkopf 5 Mit einer Graviernadel 7 sowie einen Lesekopf 6 mit einem optischen Lesesystem auf, welcher die zu reproduzierende Vorlage abliest

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und die senkrechten Bewegungen der Nadel 7 und somit die jeweilige Gravurtiefe steuert. Der lisch 1 trägt die Vorlage und die zu gravierende Platte· Entsprechend den Bewegungen des Tisches 1 und des Wagens 3 tastet der Lesekopf 6 die Vorlage Punkt für Punkt ab, und graviert die Nadel 7 die Platte dementsprechend.

Der Tisch 1 wird hin- und herbewegt. Beim Vorlauf erfolgt das Abtasten und Gravieren, während beim Rücklauf die Nadel 7 angehoben ist. Zur Bewegungsumkehr ist ein elektromagnetisch betätigbares Wendegetriebe 11 mit Kupplung vorgesehen.

Der Rücklauf des Tisches 1 löst einen Elektromagneten aus, so daß Klinkenräder an der Schraubenspindel 4 freigegeben werden, und diese mittels Reibungskupplung mitgenommen und um einen bestimmten Winkel gedreht wird, und zwar entsprechend dem Vorlauf eines Zahnes der Klinkenräder beim Simil!gravieren bzw. entsprechend dem Vorlauf zweier Zähne der Klinkenräder beim Gravieren au verso. Der Wagen 3 bewegt sich um einen entsprechend langen Schritt quer zur Tischbewegungsrichtung weiter.

Mit einer solchen bekannten Maschine können similigravierte Druckklischees hergestellt werden. Dabei ist die Gravurtiefe nicht größer als 0,2 mm. Der Gravurraster liegt bei 25 bis 50 ITurchen/cm. Es ergeben sich symmetrische Reproduktionen der Vorlage.

Bei der erfindungsgemäßen Maschine · gemäß Fig. 2 ist auf einem ebenfalls nicht dargestellten Sockel gleichfalls ein Motor 8 vorgesehen, welcher über das elektromagnetisch betätigbare Wendegetriebe 11 mit Kupplung und Zahnradsätzen

9 und 10 die Schraubenspindel 2 antreibt, so daS der Tisch 1 in Längsrichtung hin- und herläuft. Der Tisch 1 weist Anschläge 12 und 13 auf, welche mit Endschaltern 12^ und 13^ zusammenwirken, die ein Umschalten des Wendegetriebes 11 und somit die Bewegungsumkehr des Tisches 1 in jeder der beiden Endstellungen desselben bewirken.

Der Gravierkopf 5 ist an einem Arm 14 vorgesehen, der Lesekopf 6 an dem Wagen 3» welcher mittels der zweiten Schraubenspindel 4 schrittweise quer bewegt wird, wie geschildert, gesteuert von zwei Klinkenrädern 15» welche entgegengesetzt zueinander angeordnet sind, und von denen in Fig. 2 nur eines sichtbar ist.

Erfindungsgemäß bildet der Arm 14 mit dem Gravierkopf 5 einen vom ersten Wagen 3 unabhängigen Wagen, welcher an einer dritten Schraubenspindel 16 am Maschinensockel angeordnet ist. Die beiden Schraubenspindeln 4 und 16 verlaufen genau parallel zueinander und werden synchron angetrieben, wozu ein Getriebe mit Zahnrädern 17» 18 und 19 vorgesehen ist.

Die Gewindesteigungen der beiden Schraubenspindeln 4 und 16 sind möglichst genau gleich, beispielsweise mit einer Toleranz von 3/100 ge 300 sum· Desgleichen soll die Genauigkeit der Zahnräder 17, 18 und 19 möglichst groß sein, so daß ein möglichst exakter Synchronlauf der beiden Schraubenspindeln 4 und 16 gewährleistet ist. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Gewindehülsen, in welchen die Schraubenspindeln laufen, zweiteilig ausgebildet sind, wobei die beiden Teile federnd auseinander gedruckt werden, so daß jegliftehes Spiel ausgeschaltet ist.

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Mit dieser Anordnung des Gravierkopfes 5 können identische Gravuren hergestellt werden, wenn die beiden Schraubenspindeln 4 und 16 so angeordnet sind, daß die identischen Steigungen der Außengewinde entgegengesetzt zueinander gerichtet sind. Mit der bekannten Maschine nach Fig. 1 können, wie erwähnt, nur symmetrische Gravuren hergestellt werden, was zur Herstellung von Druckklischees ausreicht, nicht jedoch zur Herstellung von Wasserzeichenreliefs. Auf der Maschine nach Fig. 2 können auch symmetrische Gravuren hergestellt werden. Es genügt, die Schraubenspindel 16 auszuwechseln, so daß die Gewindesteigungen der Spindeln 4 und 16 gleich gerichtet sind.

Der Arm 14· ist auf der Schraubenspindel 16 verschwenkbar gelagert. Der am Arm 14- befestigte Gravierkopf 5 wird dadurch in bestimmtem Abstand vom Tisch 1 gehalten, daß er sich auf einem Querstab 20 über eine Stange 21 abstützt, welche mittels einer Mikrometerschraube 22 längenveränderlich ist.

Die zu gravierende Platte 23 und die zu reproduzierende Vorlage 24 sind in einem. Eahmen 25 übereinander angeordnet. Sie können jedoch auch nebeneinander angeordnet sein. Dann sind Gravierkopf 5 und Lesekopf 6 an Armen vorgesehen, welche auf derselben Tischseite liegen.

Die ETadel 7 des Gravierkopfes 5 wird senkrecht betiegt, so daß wahlweise ein punktweises Gravieren zur Herstellung von Similigravuren oder ein Liniengravieren, das heißt ein Gravieren au verso, durchgeführt werden kann. Die Späne werden durch eine nicht dargestellte Einrichtung abgesaugt.

Durch die geschilderte Einstellbarkeit des Gravierkopfes 5 ist nicht nur gewährleistet, daß die senkrechten Oszillationsbewegungen der Nadel 7 in einem Bereich statt-

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finden, der hinsichtlich der Höhe über der Platte 23 genau definiert ist, sondern es ist auch ein Gravieren in mehreren Durchgängen ermöglicht, indem bei jedem Durchgang die untere Grenze der Oszillationsbewegungen der Nadel 7 abgesenkt wird, und zwar mittels der Mikrometerschraube 22 um eine bestimmte Strecke, so daß eine tiefe Gravierung stattfinden kann. Beispielsweise kann der Kopf 5 und damit die Nadel 7 zwischen zwei Gravierdurchgängen um 0,2 mm abgesenkt werden, bzw. um 0,05 mm für die Fein- oder Endbearbeitung. In Fig. 3 ist dieses Arbeiten in aufeinanderfolgenden Durchgängen dargestellt.

Zunächst wird die Platte 23 mittels einer Hobelnadel bis auf eine der gewählten Gravurtiefe genau entsprechende Stärke abgehobelt. Um eine gute optische Eontrolle mittels durchscheinendem Licht zu ermöglichen, muß zwischen der Plattenunterseite und der tiefsten Gravurzone eine Plattenstärke in der Größenordnung von 0,3 mm vorliegen.

Beim Hobeln wird die in Fig. 4- und 5 wiedergegebene Nadel verwendet. Tisch 1 und Köpfe 5 sowie 6 können etwa fünfmal so schnell wie beim Gravieren eines Wasserzeichenreliefs bewegt werden. Auch kann die Nadel sich in größeren Schritten quer zur Platte 23 bewegen, so daß sich ein Hobelraster von beispielsweise 26 Bahnen/cm ergibt.

Nach dem Hobeln wird die'Graviernadel 7 gemäß Fig. 6, 7 und 8 eingesetzt und der Gravierkopf 5 mittels der Mikrometerschraube 22 so eingestellt, daß die senkrecht oszillierende Nadel 7 die Oberfläche der Platte 23 am unteren Totpunkt ihrer Bewegung gerade berührt„ Danach wird der Gravierkopf 5 zur Durchführung des ersten Gravierdurchganges um

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0,2 mm abgesenkt. Das Stillsetzen der Maschine nach Gravierdurchgang erfolgt selbsttätig. Beispielsweise kann am Maschinensockel ein Miniaturunterbrecherschalter vorgesehen sein, welcher vom Ende einer einstellbaren Stange am Wagen 3 betätigbar ist.

Der Gravierkopf 5 ist so angeordnet und ausgebildet, daß eine Amplitude der senkrechten Oszillationsbewegungen der Nadel 7 i*i der Größenordnung von 3 bis 4 mm möglich ist. Auch kann der Kopf 5 so ausgebildet sein, daß wahlweise bekannte Amplituden von 0,2 mm oder Amplituden von 3 oder 4· mm ausgeführt werden können.

Dem Gravierkopf 5 können die Signale der photoelektrischen Zellen des Lesekopfes 6 über elektronische Verstärker aufgegeben werden, wobei gegebenenfalls die Signale auf einem Magnetband gespeichert werden können, welches von einem magnetischen Lesekopf abgelesen wird, der entsprechende Signale an den Gravierkopf 5 abgibt. Dies ermöglicht insbesondere ein beliebiges Ändern des Gravurformats durch entsprechende Einstellung der Bandlaufgeschwindigkeit relativ zur Bewegungsgeschwindigkeit des Tisches 1 mit der Platte 23 und des Gravierkopfes 5·

In Fig. 9 ist eine an sich bekannte Gravierkopf-Ausbildung wiedergegeben, geeignet für das Similigravieren, wobei eine oszillierende Welle 26 vorgesehen ist, welche über eine Wippe 28 einen Nadelträger 27 antreibt, an dem eine Rückholfeder 29 angreift.

In 3?ig. 10 ist die Ausbildung für das Gravieren eines Wasserzeichenreliefs wiedergegeben. Die Welle 26 verschwenkt eine Wippe 30 hin und her. Deren Länge ist mit Hilfe eines

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Langloches 31 einstellbar. Die Wippe 30 wirkt auf eine Stange 32 ein, welche durch eine Rückholfeder 33 gehalten ist. Die Stange 32 wirkt auf einen Hebelarm 34· ein, welcher um eine Achse 35 verschwenkbar an einem Winkelstück 37 angeordnet ist. Dieses ist mit einem Langloch 38 versehen und am Gravierkopf 5 verstellbar angeordnet. Der Hebelarm 34-bewirkt das senkrechte Oszillieren eines spindelförmigen Nadelträgers 36 in einer Kugelbüchse 39 mit einstellbarem Spiel. Der Nadelträger 36 ist durch eine Feder 4-2 in die Stellung gemäß Fig. 10 belastet. Eine kleine Platte 40, welche mit einer Rolle 4-1 zusammenwirkt, verhindert jede Rotation des Nadelträgers 36 um die eigene Achse.

Die einstellbare Länge der Wippe 30 und die Einstellbarkeit der Position des Winkelstücks 37 erlauben es, die Oszillationsamplitude der Nadel 7 i*¹ einem Bereich von etwa 1 bis 4· mm einzustellen. Die gesamte Anordnung soll leicht sein und eine geringstmögliche träge Masse aufweisen, sowie mit möglichst wenigen Eisenteilen versehen sein, um Einwirkungen von Magnetfeldern der magnetischen !Teile des Gravierkopfes 5 zu verhindern»

Erfindungsgemäß werden die Klinkenräder 15 entsprechend der Gewindesteigung der Schraubenspindeln 4- und 16 so ausgestaltet und betätigt, daß sich ein Gravurraster von mindestens 50 Furchen/cm ergibt.

Da die Klinkenradzähnezahl n, die Schraubenspindelgewindesteigung h in cm je Windung, welche also angibt, um welche Strecke in cm sich der Kopf 6 bzw. 5 auf der Spindel 4- bzw. 16 bei einer Umdrehung derselben verschiebt, und die Anzahl f von Furchen je cm entsprechend der Gleichung

η - h . f
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miteinander verknüpft sind, wenn je Hin- und Herbewegung des Tisches 1 eine Furche gegraben und das bzw. die Klinkenräder 15 um einen Zahn weiterlaufen gelassen werden, ergibt sich also für h » 0,5 und f = 50

η * 25 .

Das bzw. die Klinkenräder 15 müssen also mindestens 25 Zähne aufweisen.

Beim Hobeln und beim Similigravieren wird die Steuerung umgeschaltet, so daß die Klinkenräder 15 je Hin- und. Herbewegung des Tisches 1 um zwei Zähne weiterlaufen.

Die Verbindung der Zahnräder 17 und 19 kann vorteilhafter Weise unterbrochen werden, beispielsweise dadurch, daß das Zahnrad 18 an einem gleitend gelagerten Träger 4-3 vorgesehen ist, welcher mittels eines Hebels 44 festlegbar ist. Auf diese Weise können zu Beginn des Gravierens die gegenseitigen Stellungen des Gravierkopfes 5 und des Lesekopfes 6 eingestellt werden.

Dazu wird die Schraubenspindel 4- von der Antriebswelle 4-6 gelöst, ferner wird die Verbindung der Zahnräder 19 und 17j welche jeweils am Ende der Spindel 4 bzw. 16 befestigt sind, auf die geschilderte Weise durch Wegbewegen des Zahnrads 18 gelöst. Dann werden die Spindeln 4· und 16 von Hand gedreht, so daß der Lesekopf 6 und der Gravierkopf 5 auf die Achse der Vorlage 24· und der Platte 23 ausgerichtet sind. Dann werden die Zahnräder 17 und 19 durch Zustellen des Zahnrads 18 wieder miteinander verbunden, worauf man den Wagen 3 und den Arm 14· gleichzeitig von Hand in die Gravierausgangsstellung bewegt, das heißt den Wagen 3 gegen einen Anschlag, welcher vorher auf der Spindel 4- eingestellt worden ist.

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Da weiterhin die Zähnezahl der Zahnräder 17 und. 19 jeweils ein Vielfaches der Anzahl von Furchen je cm ausmacht, welche von der Zähnezahl der Klinkenräder 15 bestimmt ist, ermöglicht diese Anordnung eine beträchtliche. Steigerung der Gravurfeinheit. Mit Klinkenrädern 15, welche 26 Drehstellungen der Schraubenspindel 4 während einer Umdrehung gewährleisten, ergeben sich bei einer Gewindesteigung h » 0,5 52 Furchen je cm. Die Zahnräder 17 und 19 weisen jeweils 200 Zähne auf, so daß bei jedem Schritt der Klinkenräder 15 die Zahnräder 17 und 19 jeweils um etwa 8 Zähne weiterlaufen. Jeder der 26 Klinkenradpo sit ionen können also etwa 8 Zähne der Zahnräder 17 und 19 zugeordnet werden.

Wenn also das dem Gravierkopf 5 zugeordnete Zahnrad 17 bezüglich der Klinkenräder 15 und der Lesekopf 6 bzw. dessen Wagen 3 bezüglich der auf der zugehörigen Schraubenspindel 4 sitzenden Gewindehülse parallel zu deren Längsachse verstellbar ist, dann kann die Zahl der Furchen und der Leselinien vervielfacht werden, wie nachstehend geschildert.

Nach einem Durchgang von 52 Furchen je cm wird das Zahnrad 17 zum Antrieb des Gravierkopfes 5 gelöst und um 4 Zähne gegenüber den Klinkenrädern 15 gedreht, so daß sich der Gravierkopf 5 um etwa 0,1 mm aus der ursprünglichen Stellung bewegt. EineBewegung des Wagens 3 bzw. des Lesekopfes 6 bezüglich der auf der Spindel 4 laufenden Gewindehülse in entsprechender Richtung um etwa 0,1 mm ermöglicht ein Ablesen der Vorlage entlang von 52 Linien zwischen den vorher abgelesenen Linien, während 52 Furchen von der Nadel 7 zwischen den vorher erzeugten Furchen gegraben werden, was 104 Furchen je cm ergibt. Dies reicht aus, da die Breite der Graviernadel nicht vernachlässigbar ist.

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In weiterer Vervollkommnung können 208 oder sogar 416 Furchen je cm erzeugt werden, wozu der Lesekopf 6 mittels Mikrometerschraube genau verstellt wird, und zwar entsprechend dem jeweiligen Versatz des Gravierkopfes 5·

Mit derselben Tiefe werden zunächst zwei Durchgänge durchgeführt, wobei das Zahnrad 17 um 2 bzw. 6 Zähne weitergedreht und der Lesekopf 6 jeweils um eine entsprechende Strecke verschoben wird, was 208 Furchen je cm ergibt. Vier zusätzliche Durchgänge, wobei das Zahnrad 17 um 1 Zahn,

3 Zähne, 5 Zähne und 7 Zähne weitergedreht und der Lesekopf 6 entsprechend verschoben wird, ergeben ein feines Gravurraster von 416 Furchen je cm. In den meisten Fällen ist diese mit insgesamt 8 Durchgängen erzielte Feinheit jedoch überflüssig.

In Fig. 13 ist veranschaulicht, wie der Lesekopf 6 versetzt werden kann. Auf der zugehörigen Schraubenspindel

4 sitzt eine Gewindehülse 50, an welcher der Lesekopf 6 bzw. dessen Wagen 3 angreift. Zwischen Gewindehülse 50 und Lesekopf 6 bzw. Wagen 3 ist ein Zwischenstück 51 vorgesehen, ferner sind Klemmschrauben 52 und eine Mikrometer schraube 53 vorhanden. Nach Lösen der Klemmschrauben 52 ist der Lesekopf 6 bzw. Wagen 3 relativ zur Gewindehülse 50 beweglich, und zwar zwischen zwei Endstellungen und in Zwischenstellungen entsprechend der jeweiligen Einstellung der Mikrometerschraube 53.

Schließlich ermöglicht die Anordnung der Zahnräder 17» 18 und 19 es, die Gravur so zu deformieren, und ein derart verzerrtes Relief zu erzeugen, daß der Verzug des Papiers bei der Herstellung auf der Papiermaschine kompensiert wird. Das Papier erfährt bei der Herstellung eine Längung in Durch-

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laufrichtung durch die Maschine und eine Eontraktion quer dazu. Der zur Profilierung des Bronzesiebes der Papiermaschine verwendete Prägestempel muß also umgekehrt verformt oder verzerrt sein, desgleichen die Gravur, bzw. das gravierte Relief zur Herstellung des Stempels. Erfährt beispielsweise das Papier eine Längung von 2,5 % und eine Querkontraktion von 4,5 dann muß die Gravur bzw. das Relief also eine Verkürzung in Längsrichtung von 2,5 % und eine Vergrößerung in Querrichtung von 4,5 % aufweisen.

Erfindungsgemäß wird die Ursprungsvorlage fotografisch um 2,5 % verkleinert. Diese verkleinerte Vorlage 24 wird in der Maschine verwendet, so daß sich eine Verkürzung in Längsrichtung und in Querrichtung von jeweils 2,5 % ergibt. In Querrichtung muß also eine Vergrößerung von 7 % (2_t5 + 4,5 %) erfolgen, bezogen auf die Vorlage 24.

Durch Ersatz des Zahnrades 17 niit 200 Zähnen durch ein Zahnrad 17 mit 187 Zähnen gelingt es, die Spindel 16 nicht mehr synchron mit der Spindel 4 umlaufen zu lassen, sondern nur fast synchron mit einer Drehzahl steigerung von 13/187» das heißt 6,95 %· Verschiebt sich der Wagen 3 mit dem Lesekopf 6 quer, dann verschiebt sich also die Nadel 7 um eine um 6,95 % längere Strecke quer. Die Gravur bzw. das gravierte Relief wird also automatisch um etwa 7 % ±n der gewünschten Richtung verzerrt.

Vorteilhafterweise sollte stets ein Satz von Zahnrädern 17 mit unterschiedlichen, die bei der üblichen Fertigung erforderlichen Verzerrungen oder Verformungen bewirkenden Zähne zahl en zur Verfugung stehen.

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Gemäß Fig. 2 ist zwischen dem Motor 8 und den Schraubenspindeln 2 und 4 ein Drehzahlvariator 45 vorgesehen, dessen Ausgangsdrehzahl· im Bereich von 1 : 10 verändert werden kann. Beim Similigravieren kann also schnell graviert werden, während das Gravieren eines Wasserzeichenreliefs 6 bis 8 mal langsamer erfolgt. Das Hobeln kann mit einer Geschwindigkeit durchgeführt werden, welche etwa derjenigen des Similigravierens entspricht.

Am Maschinensockel sind gemäß Fig. 2 Lagerschuhe 47 vorgesehen, welche (jeweils eine Eerbe mit V-förmigem Querschnitt aufweisen, und in welche der Querstab 20 einfach eingelegt wird.

Bei der Herstellung von similigravierten Druckklischees sind die Rahmen der zu gravierenden Platte und der Vorlage im allgemeinen um 45° gegenüber der Bewegungsrichtung des Tisches 1 geneigt. Bei der erfindungsgemäßen Maschine ist der Rahmen 25 dagegen so angeordnet, daß die Kanten parallel zur Spindel 2 und zu den Spindeln 4 und 16 verlaufen. Dies ermöglicht es, großformatige Gravuren bzw. Reliefs durch Aneinander set ζ en kleinerer Elemente herzustellen. Die Elemente werden mit äußerster Präzision ausgeschnitten, und zwar mit Hilfe der Längsbewegung des Tisches 1 und der Querbewegung des Gravierkopfes 5 von Hand durch ein Messer, welches in Fig. 11 im Querschnitt dargestellt ist. Das Messer ist in einem am Gravierkopf 5 vorgesehenen Spannkopf 48 angeordnet, wie aus Fig. 12 ersichtlich. In diesen Spannkopf 48 wird auch die Hobelnadel gemäß Fig. 4 und 5 beim Hobeln eingesetzt, wobei die Graviernadel 7 zurückgezogen ist.

Das Material der Gravierplatte 23 besteht vorteilhafterweise aus einem Gemisch von etwa 70 % Paraffin und et-

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wa 30 % Carnaubawachs. Weiterhin wird sie vorzugsweise zwischen zwei Platten aus Silikonkautschuk gegossen, und nicht an freier Luft, um eine gleichmäßige Abkühlung zu erzielen und die Nachteile einer Kontraktion zu vermeiden. Da diese Platten temperaturempfindlich sind, müssen sie gegen Erwärmung durch die im Betrieb befindliche Maschine geschützt werden.

Deswegen sind gemäß Fig. 2 im Rahmen 25 Kanäle 4-9 vorgesehen, welche sich über die gesamte Auflagefläche der Platte 23 erstrecken, und durchweiche Kühlwasser strömen gelassen wird, das über nicht dargestellte, flexible Schläuche zu- und abgeführt wird. Vorzugsweise wird die Platte 23 auch, gekühlt, bevor sie endgültig im Rahmen 25 befestigt wird.

Die erfindungsgemäße Maschine gemäß Fig. 2 bis 13 kann sowohl zur Herstellung von Similigravuren, beispielsweise auf Zink zu Druckzwecken, als auch für das Gravieren von Wasserzeichenreliefs verwendet werden. Es sind lediglich einige Bauteile auszutauschen. Beispielsweise werden die geringere Stärke der Platten für die Similigravur und der Höhenunterschied der Graviernadel beim Similigravieren einerseits und beiai Gravieren von Wasserzeichenreliefs andererseits dadurch kompensiert, daß man die Platten für die Similigravur auf einer Platte befestigt, welche eine solche Stärke aufweist, daß die Graviernadel vertikal bleibt. Im Vorstehenden ist die Maschine vor allem im Hinblick auf die Herstellung von Wasserzeichenreliefs beschrieben worden.

Dabei sind Abwandlungen möglich.. Beispielsweise kann statt derselben Gewindesteigung der Schraubenspindeln 4 und 16 und der Rotation derselben mit fast genau derselben Dreh-

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zahl die Schraubenspindel 16 eine andere Gewindesteigung aufweisen als die Spindel 4, wenn das die Spindeln 4· und 16 verbindende Getriebe solche Spindeldrehzahlen gewährleistet, daß die unterschiedlichen Steigungen kompensiert sind, das heißt das Spindeldrehzahlverhältnis reziprok zum Gewindesteigungsverhältnis ist.

Wie erwähnt, sind zur Steuerung der Ctezillationsbe-

wegungen des Tisches 1 in Längsrichtung Anschläge 12 und 13

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vorgesehen, welche Endschalter 12' und 13 am Lesekopf 6 bzw. Wagen 3 betätigen, Für großformatige Wasserzeichen sind die Anschläge 12 und 13 am Tisch 1 befestigt. Pur kleinere Wasserzeichen, beispielsweise von Banknoten, ist es vorteilhaft, kleinere Rahmen 25 zur Halterung der Vorlage 24 bzw. der Gravierplatte 23 zu verwenden, um so Zeit zu sparen. Der kleinere Rahmen 25 zur Halterung der Vorlage 24 ist dann vorteilhafterweise mit näher beieinanderliegenden Anschlägen versehen, um die Oszillationsbewegungen des Tisches 1 in Längsrichtung entsprechend zu verkürzen.

Die Erfindung vermittelt eine Reihe weiterer Vorteile. Beispielsweise sind Reliefs für Wasserzeichen jeder Art und Größe herstellbar, so für Wasserzeichen von Banknoten, Aktien und dergleichen, sowie für große, künstlerische Wasserzeichen, welche im Papier mit einer Form von Hand hergestellt werden.

Die Gravuren weisen eine vollkommene Gleichmäßigkeit, Vorlagentreue, und Feinheit auf, wobei die Vorlage auch mit den kleinsten Details wiedergegeben ist, und zwar unabhängig von der Gravurtiefe, welche bis zu 3 mm, 4 mm oder sogar 5 mm betragen kann, letzteres im Fall großer Wasserzeichen, welche mit einer Form von Hand hergestellt werden.

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Es können verzerrte Gravuren hergestellt werden, und zwar mit Verzerrungen in jedem gewünschten Ausmaß, wie zur Kompensierung der mittleren Verformung des Papiers während der Herstellung auf der Papiermaschine erforderlich·

Die mechanische Gleichmäßigkeit der Abnahmewinkel der Gravur und der leichten Abrundungen der Winkel ist ideal für die Profilierung von Bronzenetzen oder -geweben, welche als Sieb zur Aufnahme der Papiermasse bei der Papierherstellung dienen. Die Gravur ist so, daß in die Siebe auch kleinste Details eingedrückt werden können.

Bei der Erfindung werden automatisch in idealer Weise die zu feinen und überflüssigen Details der Vorlage ausgesondert, beispielsweise zu feine Einzelheiten der Haartracht, von Barten usw.

Ist die fotografische Vorlage nicht unmittelbar für ein Wasserzeichen verwendbar, dann können die erfindungsgemäß gravierten Platten direkt von Hand retuschiert werden, und zwar wie Handgravuren auf Wachs.

Praktisch sind alle Dokumente unmittelbar als Vorlage verwendbar, seien sie nun schwarz/weiß oder farbig, oder seien es glänzende oder matte Fotos, Zeichnungen, Aquarelle, Drucke oder Gravuren· Es kann auch ein Negativ verwendet werden, das mit Hilfe eines Umkehrspiegels auf Brompapier erzeugt worden ist, um einen neuen fotografischen Abzug mit entsprechendem Qualitätsverlust zu ersparen, wenn das Format verändert wird.

Selbst wenn eine Vorlage kontrastschwach erscheint, kann eine solche Einstellung vorgenommen werden, daß der Schattierungsmaßstab vergrößert ist. Es ist möglich, eine Gravurtiefe von 3 bis 5 nun zu erzielen, selbst wenn die dun-

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kelste Schattierung der Vorlage grau ist.

Es ergibt sich eine beträchtliche Zeitersparnis. Die Herstellung der Gravur bzw. des Reliefs für das Wasserzeichen einer Banknote dauert einschließlich der geschilderten Verzerrung etwa 10 h, unabhängig davon, um was für ein Wasserzeichen es sich handelt. Um eine sehr verwickelte Gravur im Format 150 mm χ 195 mm herzustellen, werden 3 bis 4 Tage benötigt, während ein Graveur bei der Herstellung von Hand auf Wachs mindestens 3 bis 4 Monate arbeiten muß.

Die beträchtliche Verkürzung der Herstellungszeit, insbesondere der Wasserzeichengravuren bzw. -reliefs, ermöglicht insofern eine weitere Steigerung der Sicherheit gegen Fälschungen bei Banknoten und dergleichen, als komplizierte, verwickelte Wasserzeichen von großem Format und höchster Qualität verwendet werden können, deren Herstellung durch die Erfindung rentabel wird.

Auch können sehr verwickelte, großformatige Wasserzeichen künstlerischer Art oder für die Werbung hergestellt werden. Das größte Format der Gravuren bzw. gravierten Reliefs liegt bei 150 mm χ 195 mm? jedoch ist das Format der Wasserzeichen- nicht begrenzt. Größere Wasserzeichen können auf einfache Weise dadurch erhalten werden, daß man die Vorlage teilt, jedes Teil mit einem Gravur- bzw. Reliefelement reproduziert, und diese Elemente mosaikartig genau aneinandersetzt, worauf von dem zusammengesetzten Relief bzw. der zusammengesetzten Gravur eine Form in Silikonkautschuk abgenommen wird.

Schließlich ist es möglich, auf einer Platte 23 gleichzeitig mehrere Wasserzeichenreliefs bzw. -gravuren herzustellen·

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur automatischen Herstellung von Wasserzeichenreliefs, wobei ein photoelektrischer Lesekopf mit einem eine oszillierende Graviernadel aufweisenden Gravierkopf gekoppelt ist, welche bezüglich einer Vorlage und einer zu gravierenden Platte mit fester gegenseitiger Anordnung eine Hin- und Herbewegung in Längsrichtung sowie eine schrittweise Querbewegung ausführen, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Graviernadeloszillationsamplitude von 3 bis 4- mm gearbeitet wird und das Gravieren in aufeinanderfolgenden, identischen Durchgängen erfolgt, wobei der Abstand zwischen Gravierkopf (5) und Platte (23) progressiv in aufeinanderfolgenden, höchstens 0,2 mm tiefen Stufen vermindert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Durchgängen mit unterschiedlichem Abstand zwischen Gravierkopf (5) und Platte (23) mindestens ein Durchgang durchgeführt wird, bei welchem Lese- und Gravierkopf (6 und 5) Jeweils um einen Bruchteil der Querbewegungssehrittlänge entgegengesetzt zueinander seitlich versetzt sind·

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lesekopf (6) und der Gravierkopf (5) mit unterschiedlicher Schrittlänge querbewegt werden, wobei der Schrittlängenunterschied entsprechend der gewünschten Reliefverzerrung gewählt wird,

4. Graviermaschine, insbesondere zur Herstellung von Wasserzeichenreliefs, welche einen hin- und herbeweglichen lisch zur Aufnahme der zu gravierenden Platte und der zu reprodu-

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zierenden Vorlage, einen Gravierkopf mit zur Platte senkrecht beweglicher Graviernadel und einen Lesekopf zum Ablesen der Vorlage und entsprechendem Steuern der Graviernadelbewegung aufweist, wobei die Köpfe je Tischhin- und -herbewegung um einen Schritt senkrecht zur Tischbewegungsrichtung weiterbeweglich sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Gravierkopf (5) und der Lesekopf (6) unabhängig voneinander, gleichzeitig und parallel zueinander schrittweise beweglich sind.

5. Graviermaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gravierkopf (5) und der Lesekopf (6) jeweils durch eine Schraubenspindel (16 bzw· 4) beweglich sind, und daß die beiden Schraubenspindeln (16 und 4) durch ein Getriebe (17, 18, 19) lösbar miteinander verbunden sind.

6. Graviermaschine nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenspindeln (16 und 4) dieselbe Gewindesteigung aufweisen und bei jedem Schritt der Köpfe (5 und 6) um denselben Winkel bzw. mit einer vorgegebenen Winkeldifferenz drehbar sind.

7. Graviermaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (17 und 19) des Getriebes zwischen den beiden Schraubenspindeln (16 und 4), welche auf diesen Schraubenspindeln (16 und 4) angeordnet sind, dieselbe Zähnezahl, bzw. eine vorgegebene Zähnezahldifferenz aufweisen.

8. Graviermaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Gravierkopf (5) zugeordnete Zahnrad (17) zur Einstellung der der jeweils gewünschten Relief verzerrung entsprechenden Zähnezahldiff erenz auswechselbar ist.

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9. Graviermaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 8, gekennzeichnet durch elektronische Verstärker für die von den elektronischen Photozellen des Lesekopfes (6) an den Gravierkopf (5) abgegebenen Signale.

10. Graviermaschine nach Anspruch 9j gekennzeichnet durch ein Magnetband zur Speicherung der Signale und einen magnetischen Lesekopf zum Ablesen der gespeicherten Signale und Abgabe entsprechender Signale an den Gravierkopf (5)·

11· Graviermaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenspindeln (16 und 4) mit einander entgegengesetzten Gewindesteigungen angeordnet sind, und in derselben Drehrichtung umlaufen.

12. Graviermaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gravierkopf (5) zugeordnete Schraubenspindel (16) insbesondere zur Umkehr der Gewindesteigung, d.h. des Gewindes, auswechselbar angeordnet ist.

13· Graviermaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 12, gekennzeichnet durch mindestens ein Klinkenrad (15) zur Steuerung des Drehwinkels der Schraubenspindeln (16 und 4) bei jedem Schritt der Köpfe (5 und 6) derart, daß sich ein Gravurraster von mindestens 50 Shirchen/cm ergibt.

14· Graviermaschine nach Anspruch 13» dadurch gekennseichnet, daß die Zahnräder (17 und 19) des Getriebes zwischen den beiden Schraubenspindeln (16 und 4), welche auf diesen Schraubenspindeln (16 und 4) angeordnet sind, jeweils eine Zähnezahl aufweisen, welche etwa einem Vielfachen der Zähnezahl des Klinkenrades (15) entspricht.

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15· Graviermaschine nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Schraubenspindeln (16 und 4) angeordneten Zahnräder (17 und 19) des Getriebes zwischen den Schraubenspindeln (16 und 4) gegenseitig außer Eingriff bringbar sind.

16. Graviermaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 15j gekennzeichnet dadurch, daß der Lesekopf (6) an der Gewindehülse (50) der zugehörigen Schraubenspindel (4) parallel zur Längsachse derselben verstellbar angeordnet ist.

17· Graviermaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung des Lesekopfes (6) bezüglich der Gewindehülse (50) eine Mikrometerschraube (53) vorgesehen ist.

18. Graviermaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 17, wobei ein Motor zum Antrieb des Tisches und des Gravier- sowie des Lesekopfes vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Motor (8) und den Schraubenspindeln (2 und 4) für die Tisch- bzw. die Lesekopfbewegung ein Brehzahlvariator (45) mit einem Drehzahlvariationsbereich bis zu 1 : 7t vorzugsweise bis zu 1 : 10, eingeschaltet ist.

19· Graviermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Gravierkopf (5) und zu gravierender Platte (23) veränderlich ist.

20. Graviermaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Gravierkopf (5) über eine Stange (21) auf dem Maschinensockel abstützt, wobei die Stange (21) zur Längeneinstellung mittels einer Mikrometerschraube (22) axial verstellbar ist.

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21. Graviermaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (21) auf einem Querstab (20) aufliegt, welcher auswechselbar am Maschinensockel angeordnet ist.

22. Graviermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Maximalamplitude der senkrechten Bewegungen der Graviernadel (7) bis auf einen Höchstwert von 4- mm einstellbar ist.

23· Graviermaschine nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Gravierkopf (5) zum Antrieb der Graviernadel (7) eine Wippe (31) einstellbarer Länge und einen damit über eine Stange (32) verbundenen, am Nadelträger (36) angreifenden Hebelarm (34) mit verstellbarer Schwenkachse (35) aufweist.

. Graviermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der rechteckige Rahmen für die zu gravierende Platte (23) bzw. die zu reproduzierende Vorlage (24·) mit den Kanten parallel zur Bewegungsrichtung des Sisehes (1) bzw. des Gravierkopfes (5) und des Lesekopfes (6) gehalten ist, und daß ein feststehendes Messer (Fig. 11) mit senkrechter Schneide am Gravierkopf (5) zum Beschneiden der gravierten Platte (23) unter Längsverschiebung des Tisches (1) bzw. Querverschiebung des Gravierkopfes (5) von Hand vorgesehen ist.

25. Graviermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu gravierende Platte (23) aus Paraffin und reinem Oarnaubawachs sowie ggf. einem Farbstoff besteht.

26. Graviermaschine nach Anspruch 25j dadurch gekennzeichnet, daß die zu gravierende Platte (23) aus einem Gemisch

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besteht, welches zu etwa 70 % aus Paraffin und zu etwa 30 % aus Carnaubawachs zusammengesetzt ist.

27. Graviermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen für die zu gravierende Platte (23) mit Kanälen (49) zur Strömungsmittelumwälzung für die Plattenkühlung versehen ist·

28. Graviermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Graviernadel (7) an der Spitze einen Schneidwinkel von 10°, um 5° gegenüber der Senkrechten geneigte Seitenflanken und einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, dessen Seiten mit der Grundlinie jeweils einen Winkel von etwa 75° einschließen (3?ig· 6 bis 8).

29. Graviermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Graviernadel (7) an der Spitze geringfügig breiter als der Abstand zwischen zwei benachbarten Gravurfurchen ist.

30. Graviermaschine nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß für ein Gravurraster von 104 Furchen/cm die Graviernadel (7) an der Spitze etwa 0,11 bis 0,13 mm breit ist.

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