DE2819993A1

DE2819993A1 - Mundstueck zur ankoppelung einer elektronenstrahlkanone an druckformzylinder

Info

Publication number: DE2819993A1
Application number: DE19782819993
Authority: DE
Inventors: Dieter Grieger; Heinz Dipl Ing Taudt
Original assignee: Dr Ing Rudolf Hell GmbH
Current assignee: Dr Ing Rudolf Hell GmbH
Priority date: 1978-05-08
Filing date: 1978-05-08
Publication date: 1979-11-22
Also published as: DE2819993C3; DE2819993B2

Description

Kennwort: EBG-Bandmundstück
Mund stück zur Ankoppelung einer Elektronenstrahlkanone an Druckformzylinder Die Erfindung betrifft ein Mundstück zur Ankoppelung einer hochevakuierten Elektronenstrahlkanone an einen rotierenden Druckformzylinder.
Die Aufgabe, Druckformzylinder mittels einer Elektronenstrahlkanone zu bearbeiten, kann dadurch gelöst werden, daß man den Druckformzylinder selbst in einer ebenfalls evakuierten Kammer lagert. Bearbeitungsanlagen dieser Anordnung sind durch US-PS 3,402,278 bekannt, haben aber - insbesondere bei den heute gebräuchlichen großen Abmessungen der Tiefdruckforwzylinder - den Nachteil sehr langer Rüst- und Auspumpzeiten.
Bekannt sind weiterhin Lösungen, die das Mundstück der Elektronenstrahlkanone in einem gewissen Abstand von der Zylinderoberfläche führen. Durch konzentrische Anordnungen mehrerer Druckstufen baut man dabei den Außendruck stufenweise bis zum erforderlichen Arbeitsvakuum ab. (FR-PS 1.480.912, DT-OS 22 07 090 und DT-AS 15 15 201).
Diese Lösungen haben den entscheidenden Nachteil, daß der Spalt zwischen Mundstück und Zylinderoberfläche recht groß sein muß, weil die Druckformzylinder in der Praxis relativ große Rundlauffehler haben. Die Leckrate wird dadurch so groß, daß ein enormer Aufwand bezüglich der Vorpumpen getrieben werden muß, um das Arbeitsvakuum im Wirkpunkt des Elektronenstrahls aufrechtzuerhalten.
Die große Leckrate bedingt darüber hinaus große Saugquerschnitte.
Die Frontöffnungen solcher Anordnungen sind deshalb so groß, daß sie es nicht gestatten, einen Druckformzylinder bis fast zum Rande zu gravieren, wie es die Drucktechnik fordert.
Auch Lösungen, die unmittelbar über der Zylinderoberfläche eine abdichtcnde Folie vorsehen, die für den Elektronenstrahl durchlässig ist (DT-OS 22 07 090, Anspruch 16), verbieten sich für die Praxis, weil der erhebliche Materialabtrag die Frontfläche der Folie viel zu schnell abdecken und damit auch für den Elektronenstrahl undurchlässig machen würde.
Gleitende Dichtungen, wie sie in Gbm 75 05 278 beschrieben werden, können den Anforderungen der Praxis ebenfalls nicht gerecht werden.
Macht man nämlich bei diesen Ausführungsformen die Austrittsöifnung klein (Gravur bis zum Zylinderrand), dann grenzt die verhältnismäßig große Bauhöhe in Richtung der Kanonenachse die Flugbahn der abgetragenen Teilchen so ein, daß die öffnung schnell durch den Abtrag zuwächst. Macht man die Öffnung groß, mag es zwar gelingen die Teilchenflugbahn freizuhalten, jedoch kann man den Zylinder wieder nur bis zu einem Randabstand gravieren, der etwas größer ist als der öffnungsradius. Weiterhin haben die gezeigten Lösungen alle den Nachteil, daß das Kräftespiel zwischen Vakuum und Außendruck schwer beherrschbar ist. Grundsätzlich wird die Kanone mit der vollen Saugkraft des Vakuums gegen den Zylinder gezogen, was zumindest bei gleitenden Dichtungen mit großen öffnungsquerschnitten mit Sicherheit zu Schwierigkeiten an der Gleitstelle wegen der hohen spezifischen Flächenpressung führt. Auch wird hier die dynamische Leckrate sehr groß.
Zur Betrachtung der Leckrate bei gleitenden Dichtungen muß man nämlich mehrere Betriebszustände unterscheiden. Arbeitet das Mundstück an ungravierter Zylinderoberfläche, so soll die Leckrate klein sein. Diese statische Leckrate braucht indes nicht extrem unter der dynamischen Leckrate zu liegen, welche dadurch zustande kommt, daß das Mundstück zur Hälfte auf bereits gravierter Oberfläche arbeitet. Die gravierten Druckelemente, in der Regel voneinander getrennte napfförmige Vertiefungen in der Zylinderoberfläche, laufen dabei ständig mit Luft von Außendruck gefüllt unter das Mund stück und entleeren sich dort in das Vakuum der Elektronenkanone hinein. Man erkennt, daß sowohl die statische als auch die dynamische Leckrate stark von den Abmessungen der Mundstücksöffnung abhängig ist, die sich aus den oben erwähnten Gründen bei den in Gbm 75 05 278 vorgeschlagenen Lösungen nicht beliebig verkleinern lassen.
Allen beschriebenen Lösungen haftet der Mangel an, daß sie sich nur schwer an die vielen verschiedenen, in der Praxis üblichen, Zylinderumfänge anpassen lassen. Dies muß innerhalb eines Betriebes, unter Umständen mehrmals an einem Tage, erfolgen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alle genannten Nachteile zu vermeiden und ein für die Druckformzylinderherstellung mittels Elektronenstrahlen praktikables Koppelglied zwischen Elektronenstrahlkanone und Druckformzylinder anzugeben.
Die Erfindung erreicht dies dadurch, daß die Elektronenkanone an ihrem, dem Druckformzylinder zugewandten Ende, einen starren Deckel mit einer Durchtrittsöffnung für den Elektronenstrahl hat und daß an diesem Deckel ein Band angeordnet ist, das den Druckformzylinder teilweise umschlingt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, daß das Band an der dem Zylinder zugewandten Seite einen Reibbelag trägt, der aus Kohle oder Graphitfolie besteht, wobei dieser zum einfachen Wechsel dieses Verschleißteils als selbstklebende Folie ausgebildet werden kann.
Von Vorteil ist weiterhin die Anordnung eines elastischen Formteils, das auf die dem Druckformzylinder abgewandte Seite des Bandes aufgeklebt oder aufvulkanisiert ist und das sich in Arbeitsstellung der Kanone mit einer Dichtlippe gegen die Frontfläche des Kanonendeckels legt. Dabei können Bohrungen und/oder Kanäle im Deckel der Kanone die Dichtanlage der Lippe dadurch unterstützen, daß die Saugkraft des Vakuums durch sie hindurchgreift.
Vorteilhaft ist es weiterhin, die Anlenkpunkte des Bandes am Deckel verschieblich und feststellbar anzuordnen und das Band an einem oder beiden Enden über Federn anzulenken, die in ihrer Federkraft einstellbar sind.
Durch die genannte Anordnung wird erreicht, daß sich zwischen Ansaugkraft durch das Vakuum einerseits und Vorspannung des Bandes andererseits ein Gleichgewicht so eisellen läßt, das am Gleitbelag nur eine vorgegebene Differenzkraft als Anlagekraft zur Wirkung kommt. Bei sinnfälliger Bemessung der Bauteile erreicht man weiterhin, daß die federnde Anlage des Reibbelags im Arbeitspunkt so nachgiebig ist, daß die Reibkraft etwa bei Abweichungen von der idealen Zylinderform nur eine sehr geringe Wechselkomponente hat. Die spezifische Flächenbelastung, und damit Abrieb und Verschleiß am Reibbelag, werden in Grenzen gehalten. Durch die Verstellbarkeit der Anlenkpunkte und die Einstellbarkeit der Federkraft läßt sich vorteilhafterweise erreichen, daß das Mundstück leicht an unterschiedliche Zylinderumfänge angepaßt werden kann, und dabei stets unter gleichen Betriebsbedingungen arbeitet.
Insbesondere läßt sich die Flächenbelastung des Reibbelages für unterschiedliche Zylinderumfänge nahezu konstant halten, und man kann gleichzeitig dafür sorgen, daß der Reibbelag mit seiner ganzen Fläche am Zylinder anliegt. So ergeben sich keine tangentialen Keilspalte, durch die etwa störende Partikel zwischen Reibbelag und Zylinderoberfläche gelangen können.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß das in Richtung der Zylinderachse relativ schmale Band es gestattet, bis dicht an die Zylinderenden heranzugravieren, wie es die Drucktechnik fordert. Durch geeignete Formgebung der Bauteile wird auch erreicht, daß der Flugwinkel des abgetragenen Materials, das in Form von Dampf oder Tröpfchen anfällt, extrem flach gehalten werden kann. Es stehen in der Flugbahn keine Flächen, an denen sich Abtrag so aufbauen kann, daß die Durchtrittsöffnung für den Elektronenstrahl im Betrieb zuwächst.
Die beschriebenen Merkmale der Erfindung gehen aus der Figur hervor. Die Figur zeigt das vordere Ende einer Elektronenstrahlkanone mit einem starren Deckel (1), auf dessen Frontseite zwei Böcke (2), (3) angebracht sind. In ihnen sind Anlenkstücke (4), (5) eines flachen Bandes (6) beziehungsweise einer einstellbaren Feder (7) so gelagert, daß sie etwa in Achsenrichtung der Kanone eingestellt und danach festgesetzt werden können.
Das beispielsweise aus dünnem Stahlblech gefertigte Band (6) ist an der Durchtrittsstelle (14) des Elektronenstrahls (8) gelocht und trägt auf seiner dem Druckformzylinder (9) zugekehrten Seite einen ebenfalls gelochten Reibbelag (10), der beispielsweise aus selbstklebender Graphitfolie besteht. Auf der Seite des Bandes (6), das der Elektronenkanone zugekehrt ist, ist ein Formteil (11) auf elastischem Material, beispielsweise Gummi, aufgeklebt oder aufvulkanisiert, daß sich in Arbeitsstellung der Kanone mit einer dichtenden Lippe (12) gegen die Frontseite des Deckels (1) legt. Bohrungen und/oder Kanäle (13) im Deckel (1), durch die die Saugkraft des Vakuums aus dem Kanoneninneren hindurchgreift, unterstützen die Anlagen der Lippe (12). Der Deutlichkeit der Figur wegen ist das Formstück (11) in Achsenrichtung der Elektronenkanone stark gedehnt gezeichnet. In der Praxis wird man es viel flacher gestalten. Damit rückt die Durchtrittsstelle (14) des Elektronenstrahls (8) viel näher an die Frontfläche des Deckels (1) heran, wodurch der tatsächlich mögliche Flugwinkel des abgetragenen Materials noch viel flacher ist, als in der Figur dargestellt.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das Ausführungsbeispiel.
In Betracht gezogene Druckschriften: US-PS 3,402,278 DT-OS 22 07 090 Gbm 75 05 278 DT-AS 15 15 201 FR-PS 1.480.912 L e e r s e i t e

Claims

Kennwort: EBG-Bandmundstück Patentansprüche Mundstück zur Ankoppelung einer hochevakuierten Elektronenstrahlkanone an einen rotierenden Druckformzylinder zu dessen Gravur, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanone an ihrem, dem Druckformzylinder zugekehrten Ende, einen starren Deckel (1) mit einer Durchtrittsöffnung für den Elektronenstrahl (8) hat, und daß an diesem Deckel (1) ein flexibles Band (6) angeordnet ist, das den Druckformzylinder (9) teilweise umschlingt.
2. Mundstückanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (6) am Deckel angelenkt ist, und daß mindestens einer der Anlenkpunkte (4), (5) federnd ausgebildet ist.
3. Mundstückanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkung mittels in der Federkraft einstellbarer Federn (7) erfolgt.
4. Mundstückanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Anlenkpunkte (4), (5) des Bandes (6) beziehungsweise der Federn (7) verschieblich und feststellbar angeordnet ist.
5. Mundstückanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (6) an seiner, dem Druckformzylinder (9) zugekehrten Fläche einen Reibbelag (10) trägt.
6. Mundstückanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag (10) aus Graphitfolie besteht.
7. Mundstückanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag (10) aus Kohlefolie besteht.
8. Mundstückanordnung nach einem der Ansprüche 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag (10) aus einer selbstklebenden Folie besteht.
9. Mundstückanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Band (6) und dem Deckel (1) ein elastisches Formteil (11) angeordnet ist.
10. Mundstückanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Formteil (11) sich in Arbeitsstellung der Kanone mit einer Tlippe (12) an die Frontfläche des Deckels (1) dichtend anlegt.
11. Mundstückanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontfläche des Deckels (1) an der Anlagestelle der Lippe (12) Bohrungen (13) und/oder Kanäle hat, durch die zur Unterstützung der Dichtanlage die Vakuumkräfte aus dem Kanoneninneren hindurchgrei.