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Vorrichtung zum selbsttätigen Gravieren zylindrischer Raster Die Erfindung
betrifft die Herstellung von Rastern und Walzen zum Bedrucken von Geweben, Papierbahnen
und sonstigen Trägern, wobei die Raster oder Walzen mit Hilfe eines Stichels gravljert
werden, der mechanisch zur selbsttätigen Wiedergabe eines beliebigen Musters bewegt
wird.
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Zu diesem Zweck benutzt man zum Abtasten des Musters eine lichtelektrische
Zelle, die unter der Einwirkung der hellen oderdunklen Teile des Musters Schwankungen
oder Stärke eines pulsierenden Stromes erzeugt. Dieser Strom wirkt nach geeigneter
Verstärkung auf ein elektromagnetisches Gerät, das einen Gravierstichel derart hin
und her bewegt, daß dieser auf die zu gravierende Fläche Schläge mit einer Kraft
ausübt, die im Verhältnis zur Lichtstärke der abgetasteten Teile des Musters schwankt.
Gleichzeitig wird die zu gravierende Fläche in bezug auf den Stichel genau wie die
lichtelektrische Zelle gegenüber dem wiederzugebenden Muster verschoben.
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Den Gegenstand der Erfindung bildet insbesondereeine Anordnung des
Getriebes zur gleichzeitigen Bewegung des Musters und des zu gravierenden Trägers
um eine gemeinsame Drehachse und zur gleichzeitigen Verschiebung der lichtelektrischen
Zelle und des Stichels in einer zu dieser Drehachse parallelen Richtung.
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Besteht der Raster aus einer dünnen Folie, so wird diese zunächst
in die Gestalt eines Hohlzylinders gebracht, dessen Enden dann auf zwei Haltern
befestigt werden, die drehbar um die Drehachse gelagert sind. Ferner wind im Hohlzylinder
und gegenüber dem außerhalb dieses Zylinders befindlichen Stichel eine Matrize angeordnet,
die
gleichzeitig mit diesem Stichel verschoben wird, derart, daß
sie für den vom Stichel angeschlagenen und durchlochten Teil des Rasters eine Unterlage
bildet.
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Soll ein voller Zylinder oder ein solcher mit einer großen Wandstärke
graviert werden, so ist eine solche Matrize unnötig, weil der Zylinder selbst dann
genügend steif ist, um den Schlägen des Stichels widerstehen zu können. Von einem
Durchlochen ist dann nicht mehr die Rede, und die Schläge des Stichels erzeugen
nur mehr öder weniger tiefe Eindrücke.
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In beiden Fällen folgt eine kleine Schleifscheibe den Bewegungen des
Stichels, um die von diesem erzeugten Grate zu beseitigen. Diese Schleifscheibe
ist entweder .im Innern des hohlzylindrischen Rasters oder außerhalb des dickwandigen
Hohlzylinders angebracht, denn im ersten Fall bilden die beim Durchlochen entstehenden
Grate innere Vorsprünge, wogegen im zweiten Fall die Grate nach außen vorstehen.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer Graviervorrichtung
gemäß der Erfindung.
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Fig. i ist ein schematischer Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum
Gravieren von Rastern; Fig. 2 ist ein Querschnitt gemäß der Linie 11-II der Fig.
i, und zwar in größerem Maßstab; Fig. 3 ist ein teilweiser Längsschnitt durch eine
Vorrichtung zum Gravieren von Druckwalzen.
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In einem Gestell i sind zwei parallele Spindeln 2 und 3 gelagert,
die durch Zahnräder 4 und 5 derart miteinander verbunden sind, daß sie sich mit
gleicher Drehzahl entgegengesetzt zueinander' drehen.
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Die Spindel 2 trägt einerseits eine Walze 6, deren Umfangsfläche mit
dem Wiederzugebenden Muster versehen ist, und anderseits -den Raster 7, der durch
eine dünne Folie aus Metall oder einem anderen geeigneten Werkstoff gebildet ist,
welche zu einem Zylinder gleichen Durchmessers mit dem Zylinder 6 eingerollt ist.
Die Enden dieses Rasters sitzen auf zwei Laufringen 8, die sich auf Kugeln um Scheiben
9 drehen, welche selbst lose auf der Spindel 2 gelagert sind. Die Befestigung des
Rasters auf den Ringen 8 kann in einfacher Weise durch bewegliche Stifte io gescbehen,
die in radialer Richtung in den Ringen gelagert sind und durch Federn i i derart
beeinflußt werden, daß sie von innen nach außen in die Löcher eingreifen, die längs
der Endkanten des Rasters vorgesehen sind.
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Die übereinstimmende Drehbevegung das Rasters und der Walze 6 wird
beispielsweise durch ein fest an letzterer sitzendes Zahnrad i2 erzeugt, das mit
einem auf einer Hilfswelle 14 fest sitzenden Ritzel 13 in Eingriff steht. Zwei weitere
auf dieser Hilfswelle befestigte Ritzel 15 greifen in Zahnkränze 16 ein, die -in
die Umfangsfläche der Ringe 8 geschnitten sind.
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Auf ,der Spindel 3 sind -der Aufnehmer oder Abtastkörper L und das
Graviergerät G gelagert, die sich zusammen langsam jeweils längs der Walze 6 und
des Hohlzylinders 7 während der raschen Drehbewegung der letzteren verschieben sollen,
damit das Abtasten und das Gravieren in sehr nahe aneinanderliegenden Windungen
geschieht.
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Der Aufnehmer besteht aus einer Lichtquelle 17 und einer lichtelektrischen
Zelle 18, die auf einem Schlitten i9 'befestigt sind, welcher auf einer fest stehenden
Gleitbahn 2o derart geführt ist, daß die Achsen der Lichtquelle und der Zelle auf
einen gemeinsamen Punkt des auf der Walze 6 befindlichen - Musters gerichtet sind.
Die Verschiebung des Schlittens i9 geschieht durch ein Gewinde 21 der Spindel 3,
mit dem er nach Art einer Gewindemutter in Eingriff steht.
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Das Graviergerät G besteht ebenfalls aus einem Schlitten 22, der auf
der Gleitbahn 20 geführt ist und auf dieser durch ein weiteres Gewinde 23 der Spindel
3 bewegt wird. Beide Gewinde 23 und 21 haben gleiche Steigung. Der Schlitten trägt
den Stichel 24, der rechtwinklig zur Oberfläche des Rasters geführt ist, sowie einen
Elektromagneten 25, durch den der Stichel in eine rasche hin und her gehende Bewegung
versetzt werden soll.
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A bezeichnet einen fest stehenden Verstärker bekannter Art, der von
einer Quelle S mit elektrischem Strom versorgt wird und diesen in solcher Weise
an eine Lampe 17 weiterleitet, daß auf das Muster eine Folge von Lichtstrahlen geworfen
wird. Die Zelle 18 überträgt dann auf den Verstärker eine entsprechende Folge elektrischer
Stöße, die mehr oder weniger stak sind, je nachdem die belichteten Stellen des Musters
mehr oder weniger Licht aufnehmen.
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Die verstärkten Stromstöße werden an den Elektromagneten 25 weitergegeben,
und die periodische Erregung dieses Magneten, deren Stärke im Verhältnis zu den
Stromstößen der Zelle 18 steht, bewirkt das Hinundherbewegen des Stichels 24 mit
einer eneprechenden Kraft. Durch die Spitze des Stichels werden dadurch die aufeinanderfolgenden
Punkte der Oberfläche des Rasters angeschlagen. Gemäß der Färbung der entsprechenden
Punkte des Musters wird der Raster mehr oder weniger formverändert oder gar durchlocht,
wodurch nach dtr Innenseite hin gegebenenfalls mehr oder weniger große Vorsprünge
oder Grate entstehen.
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Der auf diese Weise angeschlagene Teil des Rasters wird von einer
Matrize 26 unterstützt, die auf der Spindel 2 und auf einer Stange 27 geführt ist,
welche selbst an den Ringen 9 befestigt ist. Der Teil der Spindel 2, der sich innerhalb
des Rasters befindet, ,ist mit einem Gewinde gleicher Steigung wie die Gewinde 21
und 23 versehen, das aber entgegengesetzt gerichtet ist, wodurch die Matrize fortlaufend
verschoben und deren Bohrung stets genau unter dem Stichel gehalten wird.
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Die Matrize trägt ebenfalls die Dmehachse einer kleinen Schleifscheibe
28, die zum Entfernen der durch den Stichel erzeugten Vorsprünge oder Grate dient.
Die Schleifscheibe wird durch eine biegsame oder ausziehbare Welle 29 in Drehung
versetzt, die durch Zahnräder 30, 31 mit der Hilfswelle 14 verbunden ist.
Damit
der Raster beständig mit der Oberseite der Matrize in Berührung bleibt, kann der
den Stichel tragende Schlitten 22 mit einer kleinen Rolle 32 versehen werden, die
in der Nähe des Stichels lose auf dem Raster läuft.
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Die Reihe der Löcher, die im Raster synchron mit den vom Muster auf
die Zelle 18 übertragenen Lichteffekten hergestellt wird, gestattet die genaue Wiedergabe
dieses Musters. Es genügt dann, den gelochten Hohlzylinder von seinen Haltern abzunehmen,
ihn quer zur Achse abzuwickeln und flach zu legen, um dadurch einen Raster zu gewinnen,
den man in der üblichen Weise auf einem Rahmen befestigen und anwenden kann.
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Handelt es sich um die Wiedergabe eines Musters mit Halbtönen oder
Schattierungen, so ist die Anwendung eines Stichels angebracht, dessen Spitze eine
vierseitige Pyramide bildet, damit auf diese `'eise entsprechend der Tiefe des Eindringens
des Stichels mehr oder weniger große Löcher entstehen, deren Weite im Verhältnis
zur Lichtstärke der Schattierungen des Musters steht. Besteht das Muster nur aus
Strichen oder sind keine Halbtöne vorhanden, dann kann der Stichel prismatisch sein,
und dessen Querschnitt kann genau gleich sein dem Querschnitt des Matrizenloches.
In diesem Fall sind die Löcher des Rasters alle gleich und besitzen keine Grate,
so daß die Schleifscheibe 28 auch beseitigt werden kann.
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Soll die Vorrichtung zum Gravieren einer dickwandigen oder vollen
Walze 33 dienen (Fig. 3), so ist weder die Matrize 26 noch die Stange 27 noch die
innere Schleifscheibe 28 vorgesehen, und die Walze ist dann unmittelbar auf der
Spindel e befestigt. Der Stichel 24 besitzt dann eine sehr harte Spitze, die in
der Lage ist, in die Oberfläche der Walze einzudringen und dabei das Metall böschungsartig
nach allen Seiten hin zu verdrängen. Für diesen Fall wird auf dem Schlitten 22 eine
kleine Schleifscheibe 34 gelagert, die beständig von einem nicht dargestellten Getriebe
in Drehung versetzt wird und .die mehr oder weniger vorstehenden Böschungen beseitigen
soll. Die Oberfläche des Rasters bietet dann nur mehr eine große Anzahl kleiner
Vertiefungen, deren Weite der Lichtstärke -der Schattierungen des Musters entspricht.
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Die gravierte Walze kann auf der Vorrichtung selbst lackiert werden,
und zwar .in denn Maße, in welchem das Graviergerät sich verschiebt. Zu diesem Zweck
ist auf dem Schlitten 22 hinter der Schleifscheibe 34 eine Auftragwalze 35 gelagert,
derart, daß sie auf die soeben gravierte Fläche der Rasterwalze eine Lackschicht
aufträgt. Der Lack wird auf diese Auftragwalze durch einen einstellbaren Behälter
und eine Zwischenwalze aus Hartgummi (nicht dargestellt) verteilt. Die aufgetragene
Lackschicht muß gerade genügen, um die zylindrische Fläche zu überziehen, ohne die
vom Stichel erzeugten Vertiefungen zu verstopfen. Die Lackschicht hat den Zweck,
die nicht gravierten Teile zu schützen, wenn .die Walze später der Einwirkung einer
Flüssigkeit unterworfen wird, durch welche die Vertiefungen noch weiter vertieft
werden sollen, z. B. durch Elektrolyse, bis -daß sie für das Bedrucken von Geweben
eine maximale Tiefe von einigen Zehntel Millimetern erreichen. Dieses Vorgehen bietet
gegenüber dem üblichen Verfahren, gemäß welchem die Walze vor dem Gravieren lackiert
wird, den Vorteil eines viel saubereren und fehlerfreieren Stiches.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich zur Herstellung von Rastern
und Walzen für Mehrfarbendruck. Mehrfarbenmuster können durch vorherige Bestimmung
schwarz .auf weißer Art der drei Grundfarben Gelb, Rot und Blau wiedergegeben werden,
entweder von Hand oder auf photographischem Wege mit Hilfe von Wählfiltern. Es genügt
dann, entsprechend dieser Auswahl drei Raster oder drei Walzen zu gravieren, um
dadurch Drucke zu erzielen, die sich mit solchen vergleichen lassen, welche mit
acht bis zwölf verschiedenen Rastern hergestellt werden können, die den acht oder
zwölf Farben des Musters oder des Modells entsprechen.
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Die Vorrichtung kann übrigens zum gleichzeitigen Gravieren der drei
Raster oder Walzen eingerichtet werden, wobei diese Raster in einer Reihe auf der
Spindel 2 sitzen oder nur einen Raster oder eine Walze entsprechender Länge bilden.
Das Gravieren erfolgt dann durch drei Stichel in einem entsprechenden Abstand, die
durch die Spindel 3 gleichzeitig und in Übereinstimmung mit den zugehörigen Aufnehmern
verschoben werden, welch letztere dem bei 17, 18, t9 angedeuteten gleich ausgebildet
.sind und ebenfalls von der Spindel 3 verschoben werden, um dadurch die auf einer
Walze 6 entsprechender Länge vorgesehenen Teilmuster abzutasten.
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Die auf der Zeichnung .dargestellte Vorrichtung ist derart ausgebildet,
daß sie die Muster in gleichem Maßstab wiedergibt. Ohne vom Wesen der Erfindung
abzuweichen, kann man aber die Anordnung auch derart treffen, daß die Wiedergabe
in einem anderen Maßstab geschieht. Hierzu genügt es, den verschiedenen Teilen des
Graviergerätes (Durchmesser und Länge des Hohlzylinders 7 oder 33, Steigung der
Leitspindeln 2 und 23) Abmessungen zu geben, die im gewünschten Verhältnis zu den
entsprechenden Teilen des Abtastgerätes stehen. Die Bewegungen des oder der Stichel
werden stets durch die Stromstöße .synchron gesteuert, die von der oder -den Lampen
17, der oder den Zellen 18 und von dem Verstärker A herrühren.