DE29812163U1

DE29812163U1 - Gravierorgan

Info

Publication number: DE29812163U1
Application number: DE29812163U
Authority: DE
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Hell Gravure Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1998-07-08
Filing date: 1998-07-08
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2008-07-09

Description

i 1998

Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 98/1025 GM
Kennwort: "Speichenlager für Graviersystem"

Gravierorgan

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektronischen Reproduktionstechnik und betrifft ein Gravierorgan einer elektronischen Graviermaschine zur Gravur von Druckformen für den Tiefdruck sowie ein Lager für die mit kleinen Drehwinkeln oszillierende Welle eines Gravierorgans.

In einer elektronischen Graviermaschine bewegt sich ein Gravierorgan mit einem Gravierstichel als Schneidwerkzeug in axialer Richtung an einem rotierenden

&iacgr;&ogr; Druckzylinder entlang. Der von einem Graviersteuersignal gesteuerte Gravierstichel schneidet eine Folge von in einem Tiefdruckraster angeordneten 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. Während das Rastersignal eine vibrierende Hubbewegung des Gravierstichels zur Erzeugung des Tiefdruckrasters bewirkt, steuern die Bildsignalwerte entsprechend den zu reproduzierenden Tonwerten die Schnittiefen der gravierten Näpfchen.

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 Luftspaltsich der Anker eines Drehsystems bewegt. Das Drehsystem besteht aus einer Welle, dem Anker, sowie einem Lager und einer Dämpfungsvorrichtung für die Welle. Ein Wellenende geht in einen raumfest eingespannten, federnden Torsionsstab über, während das andere Wellenende einen Hebel trägt, an dem der Gravierstichel angebracht ist. Das elektrische Drehmoment dreht die Welle um einen dem jeweiligen Bildsignalwert proportionalen sehr kleinen Drehwinkel um ihre Längsachse aus einer Ruhelage heraus, und der Torsionsstab lenkt die Welle in die Ruhelage zurück. Durch die oszillierende Drehbewegung der Welle um die Längsachse führt der Gravierstichel

einen in Richtung auf die Mantelfläche eines Druckzylinders gerichteten Hubbewegung aus, welche jeweils die Eindringtiefe des Gravierstichels in den Druckzylinder bestimmt.

Aus der DE-C-15 22 481 ist bereits ein Lager für eine mit kleinen Drehwinkeln oszillierende Welle eines Gravierorgans in einer elektronischen Graviermaschine bekannt. Das Lager ist als Drehfederlager ausgebildet, das aus einem die Welle umschließenden und mit dieser fest verbundenem ersten Ring, einem raumfest angeordneten zweiten Ring, durch den die oszillierende Welle hindurchgeführt ist,

&iacgr;&ogr; und aus mehreren Blattfedern besteht, welche die beiden Ringe miteinander verbinden. Die Blattfedern sind in den Ringen jeweils radial befestigt und parallel zur Welle angeordnet.

Bedingt durch die Konstruktion wird mit dem bekannten Drehfederlager, insbesondere bei auf die Welle ausgeübten großen Drehmomenten, keine ausreichende Stützwirkung erreicht, so daß die Gravierqualität in nachteiliger Weise beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gravierorgan einer elektronischen Graviermaschine zur Gravur von Druckformen für den Tiefdruck sowie ein Lager für die mit kleinen Drehwinkeln oszillierende Welle eines Gravierorgans derart zu verbessern, daß eine spielfreie optimale Lagerung der Welle erreicht wir, um eine hohe Gravierqualität zu erreichen.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Gravierorgans durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich des Lagers für die Welle eines Gravierorgans durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand er Fig. 1 bis 5 näher erläutert.

-3-Es
zeigen:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines Gravierorgans mit einem Speichenlager in einer perspektivischen Darstellung,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für ein rotationssymmetrisch ausgebildetes Speichenlager für die Welle eines Gravierorgans in einer perspektivischen Darstellung,

&iacgr;&ogr; Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für ein nicht rotationssymmetrisch ausgebildetes Speichenlager für die Welle eines Gravierorgans in einer perspektivischen Darstellung,

Fig. 4 eine Weiterbildung, bei der ein rotationssymmetrisches Speichenlager mit einer rotationssymmetrischen Dämpfungsvorrichtung eines Gravierorgans baulich vereinigt ist und

Fig. 5 eine Weiterbildung, bei der ein nicht rotationssymmetrisches Speichenlager mit einer nicht rotationssymmetrischen Dämpfungsvorrichtung eines Gravierorgans baulich vereinigt ist.

Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung den prinzipiellen Aufbau eines Gravierorgans, das im wesentlichen 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.

-A-

Das Drehsystem besteht aus einer Welle (6), einem an der Welle (6) befestigten Anker (7), einer Dämpfungsvorrichtung (8) und einem erfindungsgemäß als spielfreies Speichenlager ausgebildeten Lager (9) für die Welle. 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 der Gravierstichel (15) angebracht ist. Die Dämpfungsvorrichtung (8) und das Speichenlager (9), sind zwischen dem Anker (7) und dem Hebel (14) mit dem Gravierstichel (15) angeordnet.

&iacgr;&ogr; Auf den Anker (7) der Welle (6) wird durch das in dem Elektromagneten (12) erzeugte Magnetfeld 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 Drehbewegung der Welle (6) führt der Gravierstichel (15) einen in Richtung auf die Mantelfläche eines nicht dargestellten Druckzylinders gerichteten Hub aus, welcher die Eindringtiefe des Gravierstichels (15) in den Druckzylinder bestimmt. Bei der Gravur führt das Drehsystem eine von der Frequenz des Rastersignals abhängige Oszillationsbewegung um sehr kleine Drehwinkel von beispielsweise maximal ± 0,5° aus, was einem Maximalhub des Gravierstichels (15) von ca. 250&mgr;&pgr;&igr; entspricht.

Das Antriebssystem für den Gravierstichel (15) kann auch als Festkörper-Aktorelement ausgebildet sein, das beispielsweise aus einem piezoelektrischen oder einem magnetostriktiven Material ausgebildet sein.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein rotationssymmetrisch ausgebildetes spielfreies Speichenlager (9) in einer perspektivischen Darstellung. Das Speichenlager (9) besteht aus einem die Welle (6) umschließenden und mit dieser fest verbundenen Innenring (17), einem die Welle (6) und den Innenring (17) umschließenden und radial von dem Innenring (17) beabstandeten ortsfesten Außenring (18) sowie aus mehreren Blattfedern (19), die mit ihrer Längsausdehnung in

gleichen oder ungleichen Winkelabständen radial zur Welle (6) verlaufend zwischen den Mantelflächen von Innenring (17) und Außenring (18) angeordnet und mit den Stirnseiten an diesen befestigt sind. Die Breitseiten der Blattfedern (19) sind in Achsrichtung der Welle (6) ausgerichtet, so daß die Welle (6) gegenüber dem ortsfesten Außenring (18) um ihre Längsachse torsionsfähig und spielfrei gelagert ist.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein nicht rotationssymmetrisch ausgebildetes spielfreies Speichenlager (9) in einer perspektivischen Darstellung. Das

&iacgr;&ogr; Speichenlager (9) besteht in diesem Fall aus einem die Welle (6) umschließenden und mit dieser fest verbundenen Innenring (20), einem die Welle (6) und den Innenring (17) umschließenden und radial von dem Innenring (17) beabstandeten ortsfesten Element (21, 21') mit einem Außenringsegment (21) und einem abgeflachten Teil (21¹), und aus den radial zur Welle (6) verlaufenden Blattfedern (19) zwischen den Mantelflächen von Innenring (20) und Außenringsegment (21).

Dabei ist das ortsfeste Element (21, 2T) derart gestaltet, daß der abgeflachte Teil (2T) möglichst nahe an dem Innenring (20) bzw. an der Welle (6) liegt. Diese Ausführungsform wird in vorteilhafter Weise dann verwendet, wenn konstruktiv ein möglichst geringer Abstand der Welle (6) des Gravierorgans zu der Mantelfläche eines zu gravierenden Druckzylinders einzuhalten ist.

Fig. 4 zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung, bei der das rotationssymmetrische Speichenlager (9) mit einer rotationssymmetrisch ausgebildeten Dämpfungsvorrichtung (8) baulich vereinigt ist.

In Fig. 4a ist ein Schnittbild durch das Speichenlager (9) und die Dämpfungsvorrichtung (8) in Achsrichtung der Welle (6) dargestellt. Die Dämpfungsvorrichtung (8) besteht im wesentlichen aus einer Dämpfungsscheibe (22), die mit der Welle (6) verbunden ist und sich senkrecht zur Welle (6) ausdehnt, sowie aus einer so ortsfeste Dämpfungskammer (23). Die Dämpfungsscheibe (22) ist rotationssymmetrisch zur Welle (6) kreisförmig oder kreissektorförmig als mindestens ein Dämpfungsflügel gestaltet. Die ortsfeste Dämpfungskammer (23) ist als rotationssymmetrischer Hohlzylinder um die Welle (6) mit einem u-förmigen Querschnitt

gestaltet, in deren zur Welle (6) gewandten Innenraum die Dämpfungsscheibe (22) eintaucht. Die Dämpfungskammer (23) ist mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt. Für den Fall, daß die Dämpfungsscheibe (22) als mindestens ein Dämpfungsflügel ausgebildet ist, kann die Dämpfungskammer (23) aus Hohlzylindersegmenten bestehen, die sich jeweils mindestens über den Dämpfungsflügel erstrecken.

Die ortsfeste Dämpfungskammer (23) besteht aus einer scheibenförmigen Grundplatte (24), einer scheibenförmigen Deckplatte (25) und einem zwischen Grundplatte (24) und Deckplatte (25) liegenden Distanzring (26). Die Grundplatte (24)

&iacgr;&ogr; und die Deckplatte (25) weisen Durchtrittsöffnungen (27, 28) für die Welle (6) auf. Grundplatte (24), Deckplatte (25) und Distanzring (26) sind derart zueinander angeordnet und beispielsweise durch Schrauben (29) miteinander verbunden, daß sie den Innenraum der Dämpfungskammer (23) bilden. Der Distanzring (26) wird so dimensioniert, daß zwischen Grundplatte (24), Deckplatte (25) und Distanzring

(26) einerseits und den Dämpfungsflächen der Dämpfungsscheibe (22) andererseits ein definierter Dämpfungsspalt (30) zur Aufnahme der Dämpfungsflüssigkeit entsteht.

Die Dämpfungsscheibe (22) kann mit in Achsrichtung der Welle (6) verlaufenden Durchgangslöchern (31) versehen werden. Die Durchgangslöcher (31) bilden Verbindungskanäle zu dem Dämpfungsspalt (30) oberhalb und unterhalb der Dämpfungsscheibe (22).

Als Dämpfungsflüssigkeit wird in der Dämpfungskammer (23) beispielsweise eine magnetische Flüssigkeit (Ferrofluid) verwendet, die durch einen ringförmigen Haltemagneten (32) in einer Ringnut (33) der Grundplatte (24) im Dämpfungsspalt (30) gehalten wird. Zur Verhinderung von Staubeinfall in die Dämpfungskammer (23) kann ein die Welle (6) umschließender Dichtungsring (34) vorgesehen werden, der sich in einer Aussparung (35) der Grundplatte (24) befindet.

Das spielfreie Speichenlager (9) besteht wiederum aus dem die Welle (6) umschließenden und mit dieser verbundenen Innenring (17), dem die Welle (6) und den Innenring (17) umschließenden und von dem Innenring (17) beabstandeten

ortsfesten Außenring (18) und aus den Blattfedern (19). Der Außenring (18) und die kreisförmige Deckplatte (25) der Dämpfungskammer (23) sind als ein Bauteil gefertigt, wodurch in vorteilhafter Weise eine kompakte Bauweise erreicht wird.

In Fig. 4b ist ein Schnittbild durch das rotationssymmetrische Speichenlager (9) in einer senkrecht zur Achsrichtung der Welle (6) verlaufenden Ebene dargestellt.

Fig. 5 zeigt eine Weiterbildung, bei der das nicht rotationssymmetrisches spielfreies Speichenlager (9) mit einer nicht rotationssymmetrischen Dämpfungsvorrichtung (8) baulich vereinigt ist.

In Fig. 5a ist ein Schnittbild durch das nicht rotationssymmetrische Speichenlager (9) und eine nicht rotationssymmetrisch ausgebildete Dämpfungsvorrichtung (8) in Achsrichtung der Welle (6) dargestellt. Die Dämpfungsscheibe (22) ist als Kreissegment ausgebildet, wobei der die Sehne bildende Scheibenrand möglichst nahe an der Welle (6) liegt. Die Dämpfungskammer (23) ist entsprechend der Form der Dämpfungsscheibe (22) als Hohlzylindersegment ausgebildet. Das nicht rotationssymmetrische Speichenlager (9) besteht aus dem die Welle (6) umschließenden und mit dieser verbundenen Innenring (20), dem die Welle (6) umschließenden und von dem Innenring (20) beabstandeten ortsfesten Element (21, 21') mit dem Außenringsegment (21) und dem abgeflachten (21') und aus den Blattfedern (19).

In Fig. 5b ist ein Schnittbild durch das nicht rotationssymmetrische Speichenlager (9) in einer senkrecht zur Achsrichtung der Welle (6) verlaufenden Ebene dargestellt.

Claims

6. Juli 1998 Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 98/1025 GM

Schutzansprüche

1. Gravierorgan einer elektronischen Graviermaschine zur Gravur von Druckformen, bestehend aus

- einer um die Längsachse mit kleinen Drehwinkeln oszillierenden Welle (6),

- einem Antriebssystem (1, 7) für die Welle (6),

- einem an einem Ende der Welle (6) angebrachten Hebel (14) mit einem Gravierstichel (15) zur Gravur der Druckform,

&iacgr;&ogr; - einem Rückstellelement (10) für die Welle (6),

- einem Lager (9) für die Welle (6) mit einem die Welle (6) umschließenden und mit dieser fest verbundenem Innenring (17, 20), einem von dem Innenring (17, 20) beabstandeten ortsfesten Element (18, 21) und mit zwischen dem Innenring (17, 20) und dem ortsfesten Element (18, 21) angeordneten Blattfedern (19) und

- einer Dämpfungsvorrichtung (8) für die Welle (6) mit einem an der Welle (6) befestigten Dämpfungselement (22) und einer mit einem Dämpfungsmedium gefüllten ortsfesten Dämpfungskammer (23), dadurch gekennzeichnet. daß

- das ortsfeste Element des als spielfreies Speichenlager ausgebildeten Lagers (9) für die Welle (6) mindestens bereichsweise als Außenring (18, 21) gestaltet ist, der in einem radialen Abstand über dem Innenring (17, 20) angeordnet ist,

- die Blattfedern (19) mit ihrer Längsausdehnung in gleichen oder ungleichen Winkelabständen radial zur Welle (6) verlaufend zwischen den Mantelflächen von Innenring (17, 20) und Außenring (18, 21) angeordnet und mit den Stirnseiten an diesen befestigt sind und

- die Breitseiten der Blattfedern (19) in Achsrichtung der Welle (6) ausgerichtet sind.

-2-

2. Gravierorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ortsfeste Element des Speichenlagers (9) aus einem geschlossenen Außenring (18) besteht.

3. Gravierorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ortsfeste Element des Speichenlagers (9) aus einem Außenringsegment (21) und einem abgeflachten Teil (21) besteht.

4. Gravierorgan nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichenlager (9) mit der Dämpfungsvorrichtung (8) für die Welle (6) baulich vereinigt ist.

5. Gravierorgan nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Dämpfungselement aus mindestens einer Dämpfungsscheibe (22) besteht, die mindestens bereichsweise kreisförmig gestaltet ist und sich senkrecht zur Welle (6) erstreckt,

- die ortsfeste Dämpfungskammer (23) mindestens als Hohlszylindersegment um die Welle (6) ausgebildet ist, in das die Dämpfungsscheibe (22) hinein ragt,

- die ortsfeste Dämpfungskammer (23) sich mindestens über den kreisförmigen Bereich der Dämpfungsscheibe (22) erstreckt und

- die ortsfeste Dämpfungskammer (23) mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt ist.

6. Gravierorgan nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsscheibe (22) kreisförmig ausgebildet ist.

7. Gravierorgan nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämp-

fungsscheibe (22) kreissektorförmig als mindestens ein Dämpfungsflügel ausgebildet ist.

-3-

8. Gravierorgan nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsscheibe (22) kreissegmentförmig ausgebildet ist.

9. Gravierorgan nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch qe- kennzeichnet daß

- die ortsfeste Dämpfungskammer (23) aus einer Grundplatte (24), einer Deckplatte (25) und einem zwischen Grundplatte (24) und Deckplatte (25) liegenden Distanzring (26) besteht,

- Grundplatte (24) und Deckplatte (25) jeweils eine Durchtrittsöffnung (27, 28) &iacgr;&ogr; für die Welle (6) aufweisen,

- Grundplatte (24), Deckplatte (25) und Distanzring (26) derart miteinander verbunden sind, daß sie den Innenraum der Dämpfungskammer (23) bilden und

- der Distanzring (26) derart gestaltet ist, daß zwischen Grundplatte (24),

Deckplatte (25) und Distanzring (26) einerseits und der Dämpfungsscheibe

(22) andererseits ein Dämpfungsspalt (30) zur Aufnahme der Dämpfungsflüssigkeit entsteht.

10. Gravierorgan nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Dämpfungsflüssigkeit eine ferrofluidische Flüssigkeit ist.

11. Gravierorgan nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung (8) und das Speichenlager

(9) für die Welle (6) zwischen dem Antriebssystem (1, 7) und dem Hebel (14) angeordnet sind.

12. Lager für die Welle eines Gravierorgans zur Gravur von Druckformen, bestehend aus

- einem die Welle (6) umschließenden und mit dieser fest verbundenem Innenring (17, 20),

- einem von dem Innenring (17, 20) beabstandeten ortsfesten Element (18,21) und

-4 -

- zwischen dem Innenring (17, 20) und dem ortsfesten Element (18, 21) angeordneten Blattfedern (19), dadurch gekennzeichnet, daß

- das ortsfeste Element des als spielfreies Speichenlager ausgebildeten Lagers (9) für die Welle (6) mindestens bereichsweise als Außenring (18, 21) gestaltet ist, der in einem radialen Abstand über dem Innenring (17, 20) angeordnet ist,

- die Blattfedern (19) mit ihrer Längsausdehnung in gleichen oder ungleichen Winkelabständen radial zur Welle (6) verlaufend zwischen den Mantelflächen von Innenring (17, 20) und Außenring (18, 21) angeordnet und mit den

&iacgr;&ogr; Stirnseiten an diesen befestigt sind und

- die Breitseiten der Blattfedern (19) in Achsrichtung der Welle (6) ausgerichtet sind.

13. Lager nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das ortsfeste EIement des Speichenlagers (9) aus einem geschlossenen Außenring (18) besteht.

14. Lager nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das ortsfeste Element des Speichenlagers (9) aus einem Außenringsegment (21) und einem abgeflachten Teil (21') besteht.