DE604392C

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Publication number: DE604392C
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Description

Es ist bereits bekannt, bildliche Darstellungen auf elektrischem Wege wiederzugeben, indera das Original mittels eines Lichtstrahls abgetastet wird, der eine photoelektrische Zelle beeinflußt, deren auf diese Weise modulierter Arbeitsstrom dazu verwendet wird, die Tätigkeit eines Zeichenstiftes oder einer Nadel zu. steuern. Der Stift oder die Nadel kann dabei an; einem Eisenkörper befestigt sein, der im Kraftfelde eines von Wechselstrom durchflossenen:

" Elektromagneten periodische Schwingungen ausführt, die unter der zusätzlichen Einwirkung des modulierten Arbeitsstromes mehr oder weniger kräftig ausfallen. Die punktförmigen Marken des Zeichenstiftes in Verbindung mit einer Koordinatenbewegung des Bildträgers ergeben als Produkt ein in beliebiger Regelmäßigkeit gerastertes Bild, ähnlich den Erzeugnissen der Drucktechnik.

Die vorliegende Erfindung benutzt nun als -periodisch schwingenden Träger der Zeichennadel eine von Wechselstrom durchflossene, inl Luftspalt eines Magneten schwingende Metallsaite. Der Vorteil dieser Anordnung liegt hauptsächlich darin, daß die Schwingungen beliebig große Amplituden und recht erhebliche Energie erhalten können, wodurch die Möglichkeit geboten wird, in weitestem Maße die Feinheiten der Schattierungen (Halbtöne) des Originals wiederzugeben, weiterhin aber auch andere als die sonst üblichen Materialien als Zeichenfläche zu benutzen, z. B. Metallflächen, und so auf eine gegenüber den bisherigen Verfahren vorteilhaftere Weise Druckformen zu schaffen.

Benutzt man hierzu nicht zu harte Metallplatten, z. B. Zink, so wird die Nadel darauf ein aus in ihrer Weite und Tiefe genau abgetönten Einschlägen zusammengesetztes Bild erzeugen. Ist die Platte der Kleinheit der Einschlaglöcher wegen nicht ohne weiteres als Druckform zu verwenden, so kann sie durch Ätzen weiterbearbeitet werden.

Zu diesem Zweck bedeckt man sie vorher mit einer geeigneten Schutzschicht, z. B. Gelatine, Chromleim o. dgl., die von den Nadelaufschlägen mehr oder weniger vollständig durchschlagen wird und der Säure dementsprechend schneller oder langsamer den Zutritt zum Metall freigibt.

Unter Umständen ist es zweckmäßig, diese Schutzschicht noch mit einer dünnen Schicht von Asphaltlack zu überziehen, die zwar von leichtesten Nadelaufschlägen durchbohrt wird, dem Angriff der Säure jedoch nachhaltigen Widerstand zu leisten vermag und deshalb eine Tiefätzimg begünstigt.

Selbstverständlich kann der auf der schwingenden Saite befestigte Stift oder die Nadel auch dazu benutzt werden, um mittels Kohlepapiers oder aber mit Hilfe von flüssiger Farbe oder Tinte Zeichnungen hervorzubringen. Ein großes Anwendungsgebiet ist für solche Zeich-

nungen im Umdruck- und Offsetverfahren gegeben.

Auch für die Herstellung von Bildern in natürlichen Farben eignet sich das Verfahren wegen seiner Fähigkeit zu besonders feiner Abstufung der Halbtöne.

In den Zeichnungen ist, teilweise schematisch,

eine Ausfiihrungsform einer Einrichtung zur Ausübung des genannten Verfahrens mit

to ihren wichtigeren Einzelheiten dargestellt, nämlich in

Fig. r eine schematische Darstellung der hauptsächlichen Teile des Steuergerätes und des Zeichengerätes,

Fig. 2 eine besondere Form des Zeichenstiftes, Fig. 3 ein Schaltungsschema der elektrischen Einrichtung,

Fig. 4 und 5 ein Wechselstromerzeuger, Fig. 6 eine Einzelheit hierzu, Fig. 7 in schematischer Form eine Anordnung des Steuergerätes für das Umzeichnen von undurchsichtigen Originalen.

In Fig. ι ist 1 der Querschnitt der Bildvorlage, in diesem Falle transparent, und 2 der Querschnitt der Zeichenfläche. Beide sind auf einem Träger 3 befestigt, der ein Teil des nicht dargestellten, an sich bekannten Kreuzschlittens bildet, der zur Ausführung der Koordinatenbewegung dient. Selbstverständlich kann der Kreuzschlitten in bekannter Weise ersetzt werden durch eine bzw. zwei Trommeln, die isochron Rotation und axiale Verschiebung durchführen, ebenso wie auch die Koordinatenbewegung durch die 'Ableucht- und die Zeicheneinrichtung ausgeführt werden kann, während die Bildvorlage und die Zeichenfläche stillstehen.

Eine Glühlampe 4 beleuchtet durch Linsensystem 5 einen Punkt tier Bildvorlage 1. Gegenüber der Vorderseite der Bildvorlage befindet sich auf der Rückseite eine weitere Linsenanordnung 6, die den durchfallenden Lichtkegel in die lichtelektrische Zelle 9 dirigiert. In dieser Zelle wird die Stärke des Arbeitsstromes in bekannter Weise proportional der einfallenden Lichtmenge verändert und weiterhin, wie aus Fig. 3 ersichtlich, verstärkt. Hier ist die Zelle 9 mit ihrer Anode an den positiven Pol eines Teils der Batterie 57, mit ihrer Kathode 11 über eine Gitterbatterie 13 und einen Gitterwiderstand 12 an den negativen Pol derselben Stromquelle angeschlossen.

Außerdem ist mit der Kathode ir das Gitter 15 einer Verstärkerröhre 14 verbunden. Der Heizfaden 16 dieser Röhre wird durch eine Heizbatterie i6_o erhitzt und ist ebenfalls mit dem negativen Pol der Batterie 57 verbunden. Die Anode 17 der Röhre 14 ist über einen Widerstand 18 und eine Selbstinduktionsspule 19 an den positiven Pol der Batterie 57 angeschlossen. Von dem Ende des Widerstandes 18 führt eine Leitung über die Gitterbatterie 20 zum Gitter 21 der Verstärkerröhre 22, deren Glühfaden 23 durch die Batterie 24 geheizt wird und mit dem positiven Pol der Batterie 57 sowie mit dem negativen Pol der Batterie 58 verbunden ist. Von dem positiven Pol der letzteren führt eine Verbindung über den Widerstand 27 zur Anode 25 der Verstärkerröhre 22. Von einem Endpunkt des Widerstandes 27 führt eine Leitung über die Sekundärspule 29 eines Transformators 29, 30 und eine Gitterbatterie 28 zum Gitter 31 einer weiteren Verstärkerröhre 32. Das andere Ende des Widerstandes 27 ist mit dem Glühfaden 33 der Röhre 32 verbunden. Eine Batterie 34 liefert den Heizstrom für diesen Glühfaden. An diesen ist ferner der negative Pol einer Batterie 59 angeschlossen, von deren positivem Pol eine Leitung über die Primärspule 37 des Transformators 37, 38 zur Anode 35 der Röhre 32 führt. Die Sekundärspule 38 dieses Transformators ist über die Saite 82 des Zeichengerätes geschlossen. Parallel zur Primärspule 37 liegt ein Kondensator 39, der mit der Primärspule 37 einen Schwingungskreis bildet, dessen Eigenschwingungszahl auf die Frequenz des die Saite 82 in Schwingungen versetzenden Wechselstromes abgestimmt ist.

Dieser Wechselstrom kann beispielsweise mit Hilfe einer besonderen Verstärkerröhre 41 und eines Unterbrechers 46, 47, 48 (s. auch Fig. 4) erzeugt werden. Der Glühfaden 42 der Röhre4i erhält seinen Heizstrom aus der Batterie 34 und steht mit dem negativen Pol der Batterie 36 in Verbindung. Die Anode 43 der Röhre 41 ist über die Primärspule 54 eines Transformators 54, 55 und die Primärspule 30 des Transformators 29, 30 an den positiven Pol eines Teiles der Batterie 59 angeschlossen. Das Gitter 44 der Röhre 41 ist über die Gitterbatterie 45 mit einer Blattfeder 46 verbunden. Letztere schwingt zwischen zwei Kontakten 47 und 48. Vom Kontakt 48 führt eine Leitung über einen ■ Widerstand 49 zu einer Abzweigstelle der Batterie 59, während der Kontakt 47 mit dem negativen Pol dieser Batterie verbunden ist.

Der Wechselstromerzeuger (Fig. 4, 5 und 6) besteht aus einem dreischenkligen Magnetsystem 61, 62, 63 mit den Spulen 64, 65, 66, der Blattfeder 46 und den Kontaktschrauben 47 und 48. Die beiden Schenkel 62 und 63 bestehen aus dünnen Eisenblechen und bilden einen zweischenkligen Wechselstrommagneten; ihre Polschuhe 67 und 68 greifen mit den einander zugekehrten Flächen wellen- oder zickzackförmig ineinander ein, um eine gleichmäßige Schwingung der Blattfeder zu erzielen (s.Fig. 6). Das Jochstück der beiden Schenkel 62 und 63 ist auf der Stütze 6i_o festgeschraubt, in deren Fuß das eine Ende des Magnetkerns 61 eingesetzt ist. Das andere Ende des Kernes 61 endet in einer eisernen Stütze 69, an deren oberem Ende die Blattfeder 46 befestigt ist;

diese ist an dem freien Ende durch aufgenietete Eisenstücke 4O₀ verstärkt. Aus der Mitte der Blattfeder 46 ist eine Zunge 70 ausgeschnitten, die von der Blattfeder 46 mit in Schwingungen versetzt wird, ohne letztere in ihren Schwingungen zu behindern. Die Zunge trägt an ihrem freien Ende Kontaktplättchen 71 und 72 und berührt mit diesen bei. den Schwingungen der Feder 46 abwechselnd die Kontaktschrauben 47 und 48. Die Spule 64 wird von Gleichstrom durchflossen und magnetisiert die Blattfeder 46, wodurch die Schwingungen dieser Feder verstärkt werden.

Zu Beginn der Arbeit muß die Feder 46 in irgendeiner Weise, z. B. durch Anreißen von Hand, in Schwingungen versetzt werden. Sie schwingt dann unter dem Einfluß des mit Hilfe der Röhre 41 erzeugten Wechselstroms dauernd weiter. Die Wechselstromerzeugung geschieht in folgender Weise: Schwingt die Blattfeder nach dem Pol 67 hin, so berührt der Zungenkontakt 71 die Schraube 47. Dabei wird das Gitter 44 der Röhre 41 durch die Wirkung der Gitterbatterie 45 so weit negativ gegen den Glühfaden, daß der Anodenstrom in der Röhre 41 ganz oder nahezu aufhört. Das ruft in der Sekundärspule 54 des Transformators 54, 55 einen Stromstoß hervor, der die Schenkel 62 und 63 so magnetisiert, daß nunmehr die Blattfeder 46 von dem Pol 68 stärker angezogen wird und zu diesem hinüberschwingt. Dadurch trennt sich der Kontakt 71 von der Schraube 47, und der Kontakt 72 legt sich an die Schraube 48 an. Das hat zur Folge, daß der an dieser Schraube liegende Teil der Batterie 59 die Spannung der Gitterbatterie überwindet und das Gitter positiv aufladet. Infolgedessen setzt der Anodenstrom in der Röhre 41 sofort wieder ein. Im Transformator 54, 55 entsteht ein entgegengesetzter Stromstoß, der die Blattfeder 46 wieder zum Pol· 67 schwingen läßt. Dieses Spiel wiederholt sich so lange, wie der Röhre von der Batterie 59 Strom zugeführt wird. Der stoßweise pulsierende Gleichstrom im Anodenkreis der Röhre wird durch einen auf die Frequenz der Blattfeder abgestimmten Schwingungskreis, bestehend aus den Transformatorenspulen 30 und 54 und dem Kondensator 56, in einen nahezu sinusförmig pulsierenden Gleichstrom verwandelt.

Die hier beschriebene Vorrichtung zur Erzeugung von Wechselstrom bildet keinen wesentlichen Teil der Erfindung. Die Erzeugung kann z. B. auch durch eine Elektronenröhre mit angekoppeltem Schwingungskreis in einer der bekannten Schaltungen (z. B. nach Meißner) erfolgen. Oder es kann Wechselstrom einem vorhandenen Netz entnommen werden. Dieser wird in der Regel eine zu geringe= Frequenz haben, so daß die Anwendung eines Frequenztransformators zweckmäßig ist. Außerdem müssen die häufigen Spannungsschwankungen eines gewöhnlichen Starkstromnetzes durch geeignete Vorrichtungen, z. B. Eisenwiderstände, unschädlich gemacht werden. Anstatt der Batterien können ferner natürlich auch andere Stromquellen von konstanter Spannung verwendet werden, z. B. Gleichrichter, die mit einem Wechselstrom, von konstanter Spannung gespeist werden.

Das Zeichengerät besteht aus der Nadel 81 (s. Fig. i, 2 und 3), die in der Mitte einer Saite 82 befestigt ist. Diese Saite ist aus einem Band aus Phosphorbronze oder ähnlichem Material hergestent und zwischen zwei zweiarmigen Hebeln 84 und 85 so gespannt, daß sie im Luftspalt eines Magneten 100 frei schwingen kann. An Stelle eines permanenten Magneten kann zwecks Erzeugung stärkerer Wirkung ein Elektromagnet benutzt werden. Die Schwingungen der Saite 82 werden verursacht durch einen Wechselstrom, der durch sie hindurchgeleitet wird und dessen Erzeugung oben beschrieben worden ist. Die Bandform der Saite verhindert störende' Schwingungen außerhalb der in dem Luftspalt liegenden Ebene, in der die Saite und die Nadel schwingen. Infolge des Aufschlags der Nadelspitze auf der Zeichenfläche auftretende unregelmäßige Schwingungen, etwa Torsionsschwingungen, lassen sich verhindern, indem man der Nadel jenseits des Bronzebandes eine Verlängerung in Gestalt eines längeren Schaftes 91 gibt, der in einer Führung 92 gelagert ist.

Das rechte Ende der Saite 82 ist an dem kürzeren Hebelarm des Hebels 84 befestigt, der sich um eine Halsschraube 107 dreht. Durch die Stellschraube 116 kann eine Verschiebung der Saite in ihrer Längsrichtung und damit eine seitliche Einsteuung der Nadel bewirkt werden.

Das linke Ende der Saite 82 ist an dem 1°° kürzeren Hebelarm des Hebels 85 befestigt, der sich um die Halsschraube 108 dreht und unter dem Einfluß einer kräftigen Feder 109 steht und die Saite 82 spannt und zugleich die Wirkung von Längenveränderungen der Saite ausgleicht.

An jedem Ende der Saite 82 ist eine Stromzuführungsleitung befestigt, die zur Spule 38 des Transformators 37, 38 führt.

Bekannt ist die Verwendung von Färbblättern und -bändern, die mittels der Aufschläge von schwingenden Nadeln schwarze oder farbige Zeichen erzeugen, und ebenso ist die Verwendung von flüssiger Farbe, Tusche o. dgl. für solcheZwecke'beschrieben (vgl. Patent 506 506, Kl. 57d). Jedoch ist die Verwendung in Verbindung mit einer Nadel, die an einer schwingenden Saite befestigt ist, insofern eine Verbesserung, als hierbei eine wesentlich feinere und genauere Wiedergabe der Halbtöne zu erzielen ist und die Verwendung harter Zeichenflachen (z. B. Metallplatten) möglich wird, die

sonst infolge des Rückschlags zu Störungen der Schwingungen Anlaß geben.

Fig. 2 zeigt eine für bestimmte Zwecke besonders vorteilhafte Form der Nadelspitze, und zwar Fig. 2 a in der Richtung der Bewegung des Schlittens oder Trägers 3, Fig. 2b in der dazu senkrechten Richtung gesehen. Die Nadelspitze hat hier die Form einer scharf gekrümmten Schneide; sie erzeugt beim Aufschlagen sehr kleine, kürzere oder längere Striche, die durch die Bewegung des Schlittens zu Zeilen zusammentreten. Die Striche greifen nach beiden Seiten in den Raum der vorher und nachher gezeichneten Zeile über. Dadurch wird erreicht, daß die einzelnen Zeilen selbst bei einem groben Korn im Bilde nicht leicht erkennbar sind.

Will man statt der durchsichtigen Bildvorlagen (Negative, Diapositive) undurchsichtige Bilder umzeichnen, so kann das mit einer anderen, in Fig. 7 schematisch dargestellten Anordnung des Steuergerätes geschehen, die dann an Stelle des in Fig. 1 und 2 dargestellten * Steuergerätes vor die Bildvorlage zu setzen ist. Bei der Einrichtung nach Fig. 7 ist die Lampe 4_a oberhalb der lichtelektrischen Zelle g_a vor der Bildvorlage angeordnet. Das Licht der Lampe 4_a wird durch eine Spiegelfläche 131 auf eine Sammellinse 132 geworfen und gelangt dann zu einer weiteren Spiegelfläche 133, von der es auf die eine obere Hälfte eines Linsensystems 134 reflektiert wird. Das Linsensystem 134 konzentriert das Licht zu einem sehr engen . Bündel, so daß von der Bildfläche z_a, die sich ungefähr in der Brennpunktebene des Linsensystems 134 befindet, ein kleiner Teil stark beleuchtet wird. Das von diesem Teil diffus zurückgeworfene Licht wird, soweit es auf die andere untere Hälfte des Linsensystems 134 fällt, zu einer Spiegelfläche 135 und weiter zu einer Spiegelfläche 136 geleitet. Von letzterer gelangt es durch eine öffnung des Gehäuses 8_a in die Zelle %.

Um mit einer kleinen Stromstärke in der Saite 82 genügend starke Schwingungen zu erhalten, ist es zweckmäßig, die Saite auf Resonanz mit dem die Schwingungen erregenden Wechselstrom abzustimmen. Fehlt diese Abstimmung, so muß die Saite sehr stark gedämpft sein, um die bei jedem Aufschlag der Nadel 81 50- durch Stoßerregung erzeugten Eigenschwingungen schnell abklingen zu lassen. Andernfalls entstehen störende Interferenzen und unscharfe. Bilder. Da aber starke Dämpfung entsprechende Energiemengen verbraucht, ist es vorteilhafter, mit abgestimmter Saite zu arbeiten.· Um den Spielraum in der Genauigkeit der Abstimmung etwas zu vergrößern, kann man nötigenfalls die Dämpfung der Saite auf mechanischem Wege vermehren durch fächerartige Fahnen aus Stoff, Papier o. dgl., die an der Saite befestigt werden und eine Luftdämpfung hervorrufen.

Claims

Patentansprüchk: χ. Einrichtung zum Umzeichnen von Bildern mit geschlossenen Flächen in solche mit aufgelösten Flächen sowie zum Zeichnen von Bildern in beliebigen Farben mittels eines ständig gegen die Zeichenfläche schwingenden Stiftes, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeichenstift an einer von Wechselstrom durchflossenen und im Luftspalt eines Magneten schwingenden Saite befestigt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saite (82) durch eine die Längenänderungen ausgleichende Feder in gleichmäßiger Spannung gehalten wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Saite (82) mit einem Ende an einem unter Federwirkung stehenden Hebel (84) und mit dem anderen Ende an einem eine Einstellung in der Längsrichtung der Saite bewirkenden Hebel (85) befestigt ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeichenstift aus einer Nadel besteht, deren Spitze die Form einer gekrümmten Schneide hat.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor die Zeichenfläche ein Farbe abgebendes Medium (Farbband, Kohlepapier o. dgl.) gebracht ist, mittels dessen der Zeichenstift je nach der Stärke seiner Aufschläge mehr oder weniger starke Farbabdrücke an den getroffenen Stellen erzeugt.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Saite und der Zeichenfläche ein Behälter mit flüssiger Farbe o. dgl. angeordnet ist mit Öffnungen an der Vorder- und Rückseite, durch die sich die schwingende Nadel hin und her bewegt, dabei sich mit Farbe benetzt und diese je nach Stärke der Schwingungen mehr oder weniger kräftig auf die Zeichenfläche aufträgt.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche ι bis 6, bei der der Strom der lichtelektrischen Zelle in an sich bekannter Weise verstärkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Gitter (31) einer Verstärkerröhre (32) die Summe einer von der lichtelektrischen Zelle beeinflußten Gleichspannung und einer Wechselspannung wirkt und die Gleichspannung von der lichtelektrischen Vorrichtung gesteuert wird.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Wechselstroms eine Elektronenröhre angebracht ist, deren Gitter durch eine schwingende Blattfeder (46) mit der Frequenz ihrer Schwingungen aufgeladen und entladen wird.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch

gekennzeichnet, daß die Blattfeder eine besondere, die Kontakte (71, 72) tragende Zunge (70) besitzt, so daß die größere Masse der Blattfeder in ihren Schwingungen von dem Aufschlagen der Kontakte nicht merklich beeinflußt wird.
10. Verfahren zur Herstellung von Bildern, Druckformen u. dgl. mittels einer in einem der Ansprüche 1 bis 9 gekennzeichneten Einrichtung auf einer zu ätzenden Platte o. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte o. dgl. mit einer die Wirkung des Ätzmittels verzögernden Schutzschicht über_r zogen wird, die von einem schwingenden Zeichenstift teilweise zerstört wird, so daß das Ätzmittel je nach der Stärke des Aufschlages später oder früher an die zu ätzende Fläche gelangt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zu ätzende Fläche mit »zwei Schutzschichten überzogen wird, von denen die äußere für das Ätzmittel wenig , oder gar nicht angreifbar ist und an den zu ätzenden Stellen von dem Zeichenstift zerstört werden muß, während die darunterliegende Schicht dem Zeichenstift gestattet, entsprechend der Stärke seines Aufschlags mehr oder weniger tief einzudringen, so daß das Ätzmittel entsprechend früher oder später an die Metallfläche gelangt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen