EP0986469A1 - Verfahren zum betrieb eines gravierorgans - Google Patents

Verfahren zum betrieb eines gravierorgans

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EP0986469A1
EP0986469A1 EP98934806A EP98934806A EP0986469A1 EP 0986469 A1 EP0986469 A1 EP 0986469A1 EP 98934806 A EP98934806 A EP 98934806A EP 98934806 A EP98934806 A EP 98934806A EP 0986469 A1 EP0986469 A1 EP 0986469A1
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engraving
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frequency
interruption
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Siegfried Beisswenger
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Heidelberger Druckmaschinen AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41C—PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES
    • B41C1/00—Forme preparation
    • B41C1/02—Engraving; Heads therefor
    • B41C1/04—Engraving; Heads therefor using heads controlled by an electric information signal
    • B41C1/045—Mechanical engraving heads

Definitions

  • the invention relates to the field of electronic reproduction technology and relates to a method for operating an engraving member in an electronic engraving machine for engraving printing forms, in particular printing cylinders, for gravure printing.
  • an electromagnetic engraving element with an engraving stylus as a cutting tool moves in the axial direction along a rotating printing cylinder.
  • the engraving stylus which is controlled by an engraving signal, cuts a sequence of recesses, called cups, arranged in a grid into the outer surface of the printing cylinder.
  • the engraving signal is formed by superimposing an image signal representing the tonal values between "black” and "white” with a periodic raster signal. While the raster signal causes the engraving stylus to vibrate in order to generate the raster, the image signal controls the depths of the cells engraved in the lateral surface of the printing cylinder in accordance with the tonal values to be reproduced.
  • the drive system for the engraving stylus essentially consists of a stationary electromagnet to which the engraving signal is applied, in the air gap of which the armature of a rotating system moves.
  • the rotating system has an armature axis, an axle bearing and a damping device.
  • One end of the anchor axis is designed as a resilient torsion bar that is clamped in place, while the other end carries a lever-like stylus holder for the engraving stylus.
  • the engraving signal generates an alternating magnetic field in the electromagnet, which exerts alternating electrical torques on the armature, which counteracts the mechanical torque of the torsion bar.
  • the changing electrical torques cause the armature axis to vibrate out of the rest position defined by the torsion bar by angles which are proportional to the amplitudes of the engraving signal.
  • the stylus holder with the engraving stylus executes lifting movements directed at the lateral surface of the printing cylinder, which determine the depths of penetration of the engraving stylus into the lateral surface of the printing cylinder.
  • the alternating magnetic field in the electromagnet generates alternating current losses in the armature which are dependent on the frequency of the raster signal.
  • the alternating current losses slowly heat the armature, the armature axis and the stylus holder with the engraving stylus from an initial temperature when the engraving starts to a stable operating temperature during the engraving.
  • the heating causes an expansion of the armature axis and the stylus holder as well as a change in the magnetic permeability of the pole shoe of the electromagnet and the armature.
  • the temperature changes between the initial temperature at the start of engraving and the stable operating temperature and during interruptions in engraving are so small that the expansion and permeability changes caused by the heating do not adversely affect the quality of the engraved cells.
  • the object of the present invention is therefore to improve a method for operating an engraving member in an electronic engraving machine for engraving printing forms, in particular printing cylinders, for gravure printing in such a way that disturbing temperature changes are avoided, in order thereby to achieve good engraving quality.
  • a printing cylinder (1) is driven in rotation by a rotary drive (2).
  • An engraving member (4) mounted on an engraving carriage (3) with an engraving stylus as a cutting tool moves in the axial direction along the rotating printing cylinder (1) with the aid of a spindle (6) driven by a feed drive (5).
  • the engraving element (4) is an electromagnetic engraving element with an electromagnetic drive system for the engraving stylus.
  • An electromagnetic drive system has already been explained in detail in the introduction to the description and is known, for example, from DE 23 36 089 A.
  • the drive system for the engraving stylus can also be designed as a solid-state actuator element made of an electostrictive, piezocrystalline or a magnetostrictive material.
  • the engraving stylus of the engraving member (4) which is controlled by an engraving signal (G) on a line (7), cuts a series of engraved lines into the surface of the rotating printing cylinder (1), while the engraving member (4) gradually moves moved axially along the pressure cylinder (1).
  • the engraving signal (G) is superimposed on a periodic raster signal (R), also called vibration, with analog image values (B) which represent the tonal values of the cells to be engraved between "black” and “white” , formed in an overlay stage (9).
  • a raster generator (10) provides the periodic raster signal (R), the frequency of which can be switched by a control signal (S).
  • the control signal (S) is generated in a sequence control (11) and fed to the raster generator (10) via a line (12).
  • the analog image values (B) determine the depths of penetration of the engraving stylus into the outer surface of the printing cylinder (1) in accordance with the tonal values to be engraved.
  • the engraving data (GD) engraving line for engraving line are stored in an engraving data memory (13) in the order required for the engraving of the printing cylinder (1).
  • Each well to be engraved is assigned an engraving date of at least one byte, which contains, among other things, the engraving information of the tonal value to be engraved between "black” and "white”.
  • the engraving data (GD) are obtained, for example, by point-by-line and line-by-line, optoelectronic scanning of a template to be reproduced in a scanner and then stored in the engraving data memory (13).
  • the engraving data (GD) are read out of the engraving data memory (13) by means of a reading clock sequence T s and converted into the analog image values (B) in an A / D converter (14) Engraving amplifiers (8) are fed via a line (15).
  • the reading clock sequence T s is also generated in the sequence control (11) and reaches the engraving data memory (13) via a line (16).
  • the sequence control (11) is synchronized with the rotary movement of the printing cylinder (1), in that a pulse generator (17) mechanically coupled to the rotary drive (2) supplies a synchronous signal to the sequence control (11) via a line (18).
  • the engraving member (4) can be heated by applying the periodic raster signal present before the start of engraving and / or during the interruptions in engraving. Since the engraving frequency is in practice in the listening area and the rotating system of the engraving member (4) oscillates with the engraving frequency, noise can occur.
  • the noise pollution can be considerably reduced if the engraving element (4) is subjected to a periodic signal for heating before the start of engraving and / or during the interruptions in engraving, the frequency of which is greater than the engraving frequency and such that the rotating system only still vibrates with a small amplitude, ie due to its mass no longer follows the frequency of the periodic signal. Nevertheless, disturbing noises can still occur due to elastic deformations of parts of the drive system.
  • a periodic signal the frequency of which is in the ultrasound range, for example 20 kHz, is therefore advantageously used to heat the engraving member (4).
  • the rotary system vibrates with such a small amplitude that the noise emission is advantageously greatly reduced and is no longer audible.
  • the periodic signal with ultrasound frequency ensures the required heating of the armature and the armature axis of the engraving member (4) to the operating temperature through the eddy current losses occurring in the armature.
  • the heating of the engraving element (4) before the start of engraving and / or during engraving pauses requires a significantly lower electrical output than that is needed for the engraving.
  • the raster signal generated in the raster generator (10) can be used as the periodic signal, the frequency of which is controlled by the control signal (S) from the engraving frequency during engraving to the higher frequency, preferably to the ultrasound frequency, before the start of engraving and / or is switched during the engraving breaks.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Gravierorgans in einer elektronischen Graviermaschine zur Gravur von Druckformen, insbesondere Druckzylinder, für den Tiefdruck. Ein durch ein Graviersignal gesteuerter Gravierstichel des Gravierorgans graviert eine Folge von in einem Raster angeordneten Näpfchen in dem rotierenden Druckzylinder. Das Graviersignal wird aus der Überlagerung eines die zu gravierenden Tonwerte repräsentierenden Bildsignals mit einem periodischen Rastersignal zur Erzeugung des Rasters gebildet. Es wird vorgeschlagen, das Gravierorgan zur Erzielung einer guten Gravierqualität vor einem Gravierbeginn und/oder während einer Gravierunterbrechung annähernd auf seine Betriebstemperatur zu erwärmen. Zur Erwärmung wird das Gravierorgan mit einem periodischen Signal beaufschlagt, dessen Frequenz vorzugsweise im Ultraschallbereich liegt, um Geräuschbelästigungen zu vermeiden.

Description

Verfahren zum Betrieb eines Gravierorqans
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektronischen Reproduktionstechnik und betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Gravierorgans in einer elektroni- sehen Graviermaschine zur Gravur von Druckformen, insbesondere von Druckzylindern, für den Tiefdruck.
In einer elektronischen Graviermaschine bewegt sich beispielsweise ein elektromagnetisches Gravierorgan mit einem Gravierstichel als Schneidwerkzeug in axialer Richtung an einem rotierenden Druckzylinder entlang. Der von einem Graviersignal gesteuerte Gravierstichel schneidet eine Folge von in einem Raster angeordneten Vertiefungen, Näpfchen genannt, in die Mantelfläche des Druckzylinders. Das Graviersignal wird aus der Überlagerung eines die Tonwerte zwischen "Schwarz" und "Weiß" repräsentierenden Bildsignals mit einem periodischen Ra- stersignal gebildet. Während das Rastersignal eine vibrierende Hubbewegung des Gravierstichels zur Erzeugung des Rasters bewirkt, steuert das Bildsignal entsprechend den wiederzugebenden Tonwerten die Tiefen der in die Mantelfläche des Druckzylinders gravierten Näpfchen.
Bei einem elektromagnetischen Gravierorgan besteht das Antriebssystem für den Gravierstichel im wesentlichen aus einem mit dem Graviersignal beaufschlagten stationären Elektromagneten, in dessen Luftspalt sich der Anker eines Drehsystems bewegt. Das Drehsystem weist, außer dem Anker, eine Ankerachse, ein Achsenlager und eine Dämpfungsvorrichtung auf. Ein Ende der Ankerachse ist als ein raumfest eingespannter, federnder Torsionsstab ausgebildet, während das andere Ende einen hebelartigen Stichelhalter für den Gravierstichel trägt.
Durch das Graviersignal wird in dem Elektromagneten ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, das auf den Anker wechselnde elektrische Drehmomente ausübt, denen das mechanische Drehmoment des Torsionsstabes entgegenwirkt. Die wechselnden elektrischen Drehmomente verursachen eine Vibrationsbewegung der Ankerachse aus der durch den Torsionsstab definierten Ruhelage um Winkel, die den Amplituden des Graviersignals proportional sind. Durch die Vibrationsbewegung der Ankerachse führt der Stichelhalter mit dem Gravierstichel auf die Mantelfläche des Druckzylinders gerichtete Hubbewegungen aus, welche die Eindringtiefen des Gravierstichels in die Mantelfläche des Druckzylinders bestimmen. Das magnetische Wechselfeld im Elektromagneten erzeugt im Anker Wechselstromverluste die von der Frequenz des Rastersignals abhängig sind. Die Wechselstromverluste erwärmen den Anker, die Ankerachse und den Stichelhalter mit dem Gravierstichel langsam von einer Ausgangstemperatur bei Gravurstart bis zu einer stabilen Betriebstemperatur bei der Gravur. Die Erwärmung verursacht eine Ausdehnung der Ankerachse und des Stichelhalters sowie eine Veränderung der magnetischen Permeabilität des Polschuheisens des Elektromagneten und des Ankers.
Bei herkömmlichen Frequenzen des Rastersignals (Gravierfrequenzen) sind die Temperaturänderungen zwischen der Ausgangstemperatur bei Gravierstart und der stabilen Betriebstemperatur sowie bei Gravierunterbrechungen so gering, daß die durch die Erwärmung verursachten Ausdehnungs- und Permeabilitätsänderungen die Qualität der gravierten Näpfchen nicht nachteilig beeinflussen.
In der Praxis besteht die Forderung nach kürzeren Gravierzeiten bzw. nach höheren Graviergeschwindigkeiten. Um die Forderungen zu erreichen, müssen die Umfangsgeschwindigkeit des Druckzylinders, die axiale Vorschubgeschwindigkeit des Gravierorgans und die Gravierfrequenz erhöht werden.
Da zum Betrieb eines Gravierorgans mit einer höheren Gravierfrequenz eine überproportional höhere elektrische Leistung benötigt wird, entstehen aufgrund einer höheren Betriebstemperatur größere Temperaturänderungen, die zu unzulässigen Ausdehnungs- und Permeabilitätsänderungen und damit zur Gravur fehlerhafter Näpfchen führen können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Betrieb eines Gravierorgans in einer elektronischen Graviermaschine zur Gravur von Druckformen, insbesondere von Druckzylindern, für den Tiefdruck, derart zu verbessern, daß störende Temperaturänderungen vermieden werden, um dadurch eine gute Gravierqualität erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Figur näher erläutert, die ein prinzipielles Blockschaltbild einer Graviermaschine zur Gravur von Druckzylindern zeigt.
Ein Druckzylinder (1 ) wird von einem Rotationsantrieb (2) rotatorisch angetrieben. Ein auf einem Gravierwagen (3) montiertes Gravierorgan (4) mit einem Gravierstichel als Schneidwerkzeug bewegt sich mit Hilfe einer durch einen Vorschubantrieb (5) angetriebenen Spindel (6) in Achsrichtung an dem rotierenden Druckzylinder (1 ) entlang.
Das Gravierorgan (4) ist im Ausführungsbeispiel ein elektromagnetisches Gravierorgan mit einem elektromagnetischen Antriebssystem für den Gravierstichel. Ein elektromagnetisches Antriebssystem wurde in der Beschreibungseinleitung bereits ausführlich erläutert und ist beispielsweise aus der DE 23 36 089 A bekannt. Das Antriebssystem für den Gravierstichel kann aber auch als Festkörper-Aktor- element aus einem elektostriktiven, piezokristallinen oder einem magnetostriktiven Material ausgebildet sein.
Der durch ein Graviersignal (G) auf einer Leitung (7) gesteuerte Gravierstichel des Gravierorgans (4) schneidet gravierlinienweise eine Folge von in einem Raster an- geordneten Näpfchen in die Mantelfläche des rotierenden Druckzylinders (1 ), während sich das Gravierorgan (4) schrittweise axial an dem Druckzylinder (1 ) entlang bewegt.
In einem Gravierverstärker (8) wird das Graviersignal (G) durch Überlagerung ei- nes periodischen Rastersignals (R), auch Vibration genannt, mit analogen Bildwerten (B), welche die Tonwerte der zu gravierenden Näpfchen zwischen "Schwarz" und "Weiß" repräsentieren, in einer Überlagerungsstufe (9) gebildet. Ein Rastergenerator (10) stellt das periodische Rastersignal (R) bereit, dessen Frequenz durch ein Steuersignal (S) umschaltbar ist. Das Steuersignal (S) wird in ei- ner Ablaufsteuerung (11 ) erzeugt und dem Rastergenerator (10) über eine Leitung (12) zugeführt.
Während das periodische Rastersignal eine vibrierende Hubbewegung des Gravierstichels zur Erzeugung des Rasters bewirkt, bestimmen die analogen Bildwerte (B) entsprechend den zu gravierenden Tonwerten die Eindringtiefen des Gravierstichels in die Mantelfläche des Druckzylinders (1 ). In einem Gravurdaten-Speicher (13) sind die Gravurdaten (GD) Gravierlinie für Gravierlinie in der für die Gravur des Druckzylinders (1 ) erforderlichen Reihenfolge abgelegt. Jedem zu gravierenden Näpfchen ist ein Gravurdatum von mindestens einem Byte zugeordnet, welches unter anderem als Gravierinformation den zu gravierenden Tonwert zwischen "Schwarz" und "Weiß" enthält.
Die Gravurdaten (GD) werden beispielsweise durch punkt- und zeilenweise, optoelektronische Abtastung einer zu reproduzierenden Vorlage in einem Scanner gewonnen und dann in dem Gravurdaten-Speicher (13) abgelegt.
Bei der Gravur des Druckzylinders (1 ) werden die Gravurdaten (GD) mittels einer Lesetaktfolge Ts aus dem Gravurdaten-Speicher (13) ausgelesen und in einem A/D-Wandler (14) in die analogen Bildwerte (B) umgewandelt, die dem Gravierverstärker (8) über eine Leitung (15) zugeführt werden.
Die Lesetaktfolge Ts deren Frequenz der einfachen oder mehrfachen Frequenz des Rastersignals entspricht, wird ebenfalls in der Ablaufsteuerung (11 ) erzeugt und gelangt über eine Leitung (16) an den Gravurdaten-Speicher (13). Die Ablaufsteuerung (11 ) ist mit der Drehbewegung des Druckzylinders (1 ) synchronisiert, in- dem ein mit dem Rotationsantrieb (2) mechanisch gekoppelter Impulsgeber (17) ein Synchronsignal über eine Leitung (18) an die Ablaufsteuerung (11 ) liefert.
Zur Beseitigung der in der Beschreibungseinleitung genannten Probleme wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Gravierorgan (4) vor Gravierbeginn und/oder während Gravierunterbrechungen derart zu erwärmen, daß die stabile Betriebstemperatur bereits bei Gravierbeginn näherungsweise erreicht wird und/oder während der Gravierunterbrechungen nicht wesentlich absinkt.
Die Erwärmung des Gravierorgans (4) kann dadurch erfolgen, daß es vor Gravier- beginn und/oder während der Gravierunterbrechungen mit dem vorhandenen periodischen Rastersignal beaufschlagt wird. Da die Gravierfrequenz in der Praxis im Hörbereich liegt und das Drehsystem des Gravierorgans (4) mit der Gravierfrequenz schwingt, kann es aber zu Geräuschbelästigungen kommen.
Die Geräuschbelästigungen lassen sich erheblich reduzieren, wenn das Gravierorgan (4) zur Erwärmung vor Gravierbeginn und/oder während der Gravierunterbrechungen mit einem periodischen Signal beaufschlagt wird, dessen Frequenz größer als die Gravierfrequenz und derart gewählt ist, daß das Drehsystem nur noch mit einer geringen Amplitude schwingt, d.h. aufgrund seiner Masse der Frequenz des periodischen Signals nicht mehr folgt. Dennoch können durch elastische Verformungen von Teilen des Antriebssystems noch störende Geräusche auftreten.
Daher wird in vorteilhafter Weise zur Erwärmung des Gravierorgans (4) ein periodisches Signal verwendet, dessen Frequenz im Ultraschallbereich liegt, beispielsweise 20 kHz beträgt.
Durch die Beaufschlagung des Gravierorgans (4) durch ein periodisches Signal mit Ultraschallfrequenz schwingt das Drehsystem mit einer so geringen Amplitude, daß die Schallemission in vorteilhafter Weise stark reduziert und nicht mehr hörbar ist. Andererseits gewährleistet das periodische Signal mit Ultraschallfrequenz die erforderliche Erwärmung des Ankers und der Ankerachse des Gravierorgans (4) auf die Betriebstemperatur durch die im Anker entstehenden Wirbelstromverluste.
Da die Wirbelstromverluste bei Anregung mit einer Ultraschallfrequenz wesentlich höher sind als bei einer Anregung mit der Gravierfrequenz während der Gravur, ist für die Erwärmung des Gravierorgans (4) vor Gravurbeginn und/oder in Gravur- pausen eine wesentlich geringere elektrische Leistung erforderlich als diejenige, die für die Gravur benötigt wird.
Als periodisches Signal kann in bevorzugter Weise das in dem Rastergenerator (10) erzeugte Rastersignal verwendet werden, dessen Frequenz durch das Steu- ersignal (S) von der Gravierfrequenz bei der Gravur auf die höhere Frequenz, vorzugsweise auf die Ultraschallfrequenz, vor Gravurstart und/oder während der Gravierunterbrechungen umgeschaltet wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb eines Gravierorgans in einer elektronischen Graviermaschine zur Gravur von Druckformen, insbesondere Druckzylinder, für den Tiefdruck, bei dem
- ein durch ein Graviersignal (G) gesteuerter Gravierstichel des Gravierorgans (4) eine Folge von in einem Raster angeordneten Näpfchen in den ro- tieren-den Druckzylinder (1 ) graviert,
- das Graviersignal (G) aus einer Überlagerung eines die zu gravierenden Tonwerte repräsentierenden Bildsignals (B) mit einem periodischen Rastersignal (R) zur Erzeugung des Rasters gebildet wird und
- das Gravierorgan (4) zur flächenhaften Gravur der Näpfchen eine in Achsrichtung des Druckzylinders (1 ) verlaufende Vorschubbewegung an dem Druckzylinder (1) entlang ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gravierorgan (4) zur Erzielung einer guten Gravierqualität vor einem Gravierbeginn und/oder während einer Gravierunterbrechung erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Gravierorgan (4) vor dem Gravierbeginn und/oder während der Gravierunterbrechung annä- hert auf die Betriebstemperatur des Gravierorgans (4) bei der Gravur erwärmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gravierorgan (4) zur Erwärmung vor dem Gravierbeginn und/oder während der Gravierunterbrechung mit dem periodischen Rastersignal (R) beaufschlagt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gravierorgan (4) zur Erwärmung vor dem Gravierbeginn und/oder während der Gravierunterbrechung mit dem periodischen Signal beaufschlagt wird, dessen
Frequenz mindestens so groß gewählt wird, daß das Gravierorgan (4) nur noch mit einer geringen Amplitude schwingt, die eine Schallemission stark reduziert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gravierorgan (4) zur Erwärmung vor dem Gravierbeginn und/oder während der Gravierunterbrechung mit dem periodischen Signal beaufschlagt wird, dessen Frequenz im Ultraschallbereich liegt, wodurch Schallemissionen nicht mehr hörbar sind. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß
- als periodisches Signal das Rastersignal (R) verwendet wird und
- die Frequenz des Rastersignals (R) vor dem Gravierbeginn und/oder während der Gravierunterbrechung von der Gravierfrequenz auf die höhere Frequenz, vorzugsweise auf die Ultraschallfrequenz, geändert wird.
EP98934806A 1997-06-03 1998-05-27 Verfahren zum betrieb eines gravierorgans Expired - Lifetime EP0986469B1 (de)

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