EP0986469B1 - Verfahren zum betrieb eines gravierorgans - Google Patents

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EP0986469B1 EP98934806A EP98934806A EP0986469B1 EP 0986469 B1 EP0986469 B1 EP 0986469B1 EP 98934806 A EP98934806 A EP 98934806A EP 98934806 A EP98934806 A EP 98934806A EP 0986469 B1 EP0986469 B1 EP 0986469B1
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frequency
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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, especially printing cylinders, for gravure printing.
  • an electromagnetic engraver moves in an electronic engraving machine Engraving organ with an engraving stylus as a cutting tool in axial direction along a rotating pressure cylinder.
  • the one from an engraving signal controlled engraving stylus cuts a sequence of arranged in a grid Wells, called wells, in the outer surface of the printing cylinder.
  • the engraving signal is made by overlaying one of the tonal values between "Black" and "white” representing image signal with a periodic raster signal educated.
  • a vibrating lifting movement of the Engraving stylus to generate the grid controls the image signal accordingly the tonal values to be reproduced the depths of the in the surface of the Printing cylinder engraved cell.
  • the drive system exists for the Engraving stylus essentially from an engraved signal stationary electromagnet, in the air gap of which the armature of a rotating system emotional.
  • the rotating system has an anchor axis Axle bearings and a damping device.
  • One end of the anchor axis is as one resilient torsion bar clamped in place, while the other End carries a lever-like stylus holder for the engraving stylus.
  • the engraving signal creates an alternating magnetic field in the electromagnet generated, which exerts alternating electrical torques on the armature, which counteracts the mechanical torque of the torsion bar.
  • the changing electrical torques cause a vibration movement the anchor axis by angle from the rest position defined by the torsion bar, which are proportional to the amplitudes of the engraving signal.
  • the stylus holder guides the anchor axis with the engraving stylus on the Shell surface of the pressure cylinder aligned lifting movements, which the penetration depths of the engraving stylus in the outer surface of the impression cylinder.
  • the alternating magnetic field in the electromagnet generates alternating current losses in the armature that depend on the frequency of the raster signal.
  • the AC losses heat the anchor, the anchor axis and the stylus holder the engraving stylus slowly from an initial temperature at the start of engraving up to a stable operating temperature during engraving.
  • the warming causes one Extension of the anchor axis and the stylus holder as well as a change in magnetic permeability of the pole shoe of the electromagnet and Anchor.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method for operating a Engraving device in an electronic engraving machine for engraving printing forms, especially of printing cylinders for gravure, to improve in such a way that annoying changes in temperature are avoided in order to ensure a good Engraving quality is achieved.
  • a printing cylinder (1) is driven in rotation by a rotary drive (2).
  • An engraving element (4) mounted on an engraving carriage (3) with an engraving stylus as a cutting tool moves with the help of a feed drive (5) driven spindle (6) in the axial direction on the rotating pressure cylinder (1) along.
  • the engraving element (4) is an electromagnetic engraving element in the exemplary embodiment with an electromagnetic drive system for the engraving stylus.
  • An electromagnetic drive system was already in the introduction to the description explained in detail and is known for example from DE 23 36 089 A.
  • the drive system for the engraving stylus can also be used as a solid-state actuator element from an electostrictive, piezocrystalline or a magnetostrictive Material be formed.
  • Engraving organ (4) cuts a series of engraving lines arranged in a grid Cups in the outer surface of the rotating pressure cylinder (1), while the engraving member (4) gradually axially along the printing cylinder (1) emotional.
  • the engraving signal (G) is superimposed on a periodic raster signal (R), also called vibration, with analog image values (B), which between the tonal values of the wells to be engraved Represent "black” and “white", formed in an overlay (9).
  • Raster generator (10) provides the periodic raster signal (R), its frequency is switchable by a control signal (S).
  • the control signal (S) is in a Sequence control (11) generated and the raster generator (10) via a line (12) fed.
  • the engraving data are engraving lines for in an engraving data memory (13) Engraving line in the order required to engrave the impression cylinder (1) filed.
  • Each well to be engraved has an engraving date of at least assigned to a byte, which among other things as engraving information contains serious tonal value between "black” and "white”.
  • the engraving data (GD) are, for example, by dot and line, optoelectronic Scanning of an original to be reproduced obtained 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 cycle 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 cycle 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 invention proposed the engraving element (4) before the start of engraving and / or to heat during engraving breaks so that the stable operating temperature is approximately reached at the start of engraving and / or during the interruptions in engraving do not decrease significantly.
  • the heating of the engraving element (4) can take place in that it is before the start of engraving and / or during the engraving interruptions with the existing periodic Raster signal is applied. Since the engraving frequency in practice in The audible range lies and the rotary system of the engraving element (4) with the engraving frequency vibrates, but noise can occur.
  • the noise pollution can be significantly reduced if the engraving element (4) for heating before engraving begins and / or during engraving breaks a periodic signal is applied, the frequency of which is greater than the engraving frequency and is chosen such that the rotary system only still vibrates with a small amplitude, i.e. because of its mass of frequency of the periodic signal no longer follows. Nevertheless, by elastic Deformation of parts of the drive system still disturbing noises occur.
  • the periodic signal with ultrasound frequency ensures that required heating of the armature and the armature axis of the engraving member (4) to the operating temperature due to the eddy current losses occurring in the armature.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektronischen Reproduktionstechnik und betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Gravierorgans in einer elektronischen 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 Rastersignal 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-Aktorelement 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 angeordneten 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 eines 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 einer 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, indem 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 Gravierbeginn 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 Gravurpausen 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 Steuersignal (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 (6)

  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 rotieren-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 annähert 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.
  6. 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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