EP0927645B1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten einer Tiefdruckform - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten einer Tiefdruckform Download PDF

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EP0927645B1
EP0927645B1 EP19980115589 EP98115589A EP0927645B1 EP 0927645 B1 EP0927645 B1 EP 0927645B1 EP 19980115589 EP19980115589 EP 19980115589 EP 98115589 A EP98115589 A EP 98115589A EP 0927645 B1 EP0927645 B1 EP 0927645B1
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EP
European Patent Office
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rotary tool
oscillation
transducer
rotary
steel blade
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP19980115589
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English (en)
French (fr)
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EP0927645A1 (de
Inventor
Max Dätwyler
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Daetwyler Global Tec Holding AG
Original Assignee
MDC Max Daetwyler AG Bleienbach
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Publication date
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Application filed by MDC Max Daetwyler AG Bleienbach filed Critical MDC Max Daetwyler AG Bleienbach
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41N—PRINTING PLATES OR FOILS; MATERIALS FOR SURFACES USED IN PRINTING MACHINES FOR PRINTING, INKING, DAMPING, OR THE LIKE; PREPARING SUCH SURFACES FOR USE AND CONSERVING THEM
    • B41N3/00—Preparing for use and conserving printing surfaces

Definitions

  • the invention relates to a device for processing a gravure form according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a method for Processing of a gravure form according to the generic term of Claim 11.
  • Document EP-A-0 808 723 discloses both Device according to the preamble of claim 1 as well as a method according to the preamble of claim 11.
  • the gravure forms used in gravure printing are usually designed as gravure cylinders.
  • Such a gravure cylinder usually has one made of copper, zinc or a corresponding alloy existing, cylindrical metal layer in whose Outer layer depressions are engraved, which the ink is determined to be included. After this It will be engraved based on the metals used relatively soft cylinder surface with a usually electroplated, more wear resistant Metal layer coated, which is usually made of chrome consists. After the printing process is complete, the Gravure cylinder for a next engraving process prepared by removing at least the chrome layer becomes.
  • An object of the invention is a method to remove the more wear-resistant metal layer Intaglio form, in particular an intaglio cylinder create that is reliable and inexpensive.
  • Die Subclaims 2 to 10 relate to further advantageous embodiments of the inventive Contraption.
  • Die Subclaims 12 to 15 relate to further, advantageous embodiments of the inventive Process.
  • a turning tool is preferably used as the turning tool extensively used a cutting edge.
  • the turning tool is at least while cutting through the converter a high-frequency vibration, the exciting vibration preferably between 1 kHz and 100 kHz.
  • the method according to the invention has the advantage on that the chrome layer of the gravure cylinder on can be removed very gently.
  • the accruing Chips which are chrome and zinc respectively Zinc alloy are recyclable. It fall no polluted waste water.
  • the turned rotogravure cylinders a homogeneous Surface structure in which a new engraving or to which a new metal layer is applied can.
  • the swinging of the turning steel or the turning steel cutting edge has a particularly advantageous effect when turning off one Gravure cylinder, because that is the wasted material in the form of relatively short chips.
  • An essential one The advantage is that the relatively short chips fall off the cylinder in such a way that the turned one Surface is not damaged. Would when turning long chips are generated, there is a risk that they touch and damage the turned surface.
  • Such damage to the surface of a Gravure cylinder represents a considerable financial damage because for a four-color print a set of four gravure cylinders with the same Diameter is required. If the damage to the Surface would be removed by turning, so would have to also the surfaces of the remaining three Gravure cylinders are turned off.
  • the swinging of the turning steel also has an advantageous effect on the service life of the turning steel cutting edge.
  • the device according to the invention or the The method according to the invention is also advantageous suitable to process gravure cylinders, which one Outer layer made of copper or a copper alloy have which with a chrome layer or other hard layer is covered. Also at such gravure cylinders causes the vibrating Turning steel relatively short chips, so no danger there is damage to the turned off chips Cause surface.
  • the chips are also advantageously recyclable.
  • the controllable converter is preferably a configured piezoelectric transducer, whereby also other transducers generating a vibration are suitable are, for example, a hydraulic or mechanical excited converter.
  • the converter is preferably aligned in such a way Holding device arranged that the one longitudinal direction having turning tool to a cross, in particular vibration perpendicular to the longitudinal direction is stimulable.
  • An additional converter could also be arranged such that an in Vibration running in the longitudinal direction of the turning tool can be generated on this.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section through a Holding device 3, which has a recess for receiving of the turning tool 1 designed as turning tool 1 having.
  • the turning tool 1 is screwed 3b against the opposite side of the screws 3b Bracket 3a pressed and thereby held firmly.
  • the Turning tool 1 is to the right of the one labeled 3c Place over the entire length section firmly on the bracket 3a, whereas the to the turning tool 1 facing surface of the bracket 3a left of Position 3c backs away so that there is a gap between the Bracket 3a and the turning tool 1 are not in contact, and the turning tool 1 can swing freely.
  • Point 3c longitudinal section could, however, also Have recesses formed such that the Turning tool 1 only firmly on the partial length sections Bracket 3a rests, these partial length sections in a preferred embodiment opposite the Screws 3b arranged, and with respect to the longitudinal direction 1c dimensioned approximately the same size as the screws 3b are designed.
  • the screws 3b and the partial length sections are such arranged in the longitudinal direction 1c that the Turning steel cutting edge 1a of turning tool 1 with as much as possible large vibration amplitude is excitable, what is particularly achievable in that the screws 3b or the partial length sections on those Are arranged at which the turning tool 1 in Longitudinal direction 1c has a vibration node.
  • a piezoelectric transducer 5 is in the holder 3a arranged and has an operative connection to the turning tool 1 on, in order to 1c in the direction of vibration Transfer alternating force and thereby to a To stimulate vibration.
  • the converter 5 comprises several plate-shaped, stacked one on top of the other piezoelectric elements 5e.
  • the piezoelectric Elements 5e are on both sides of a clamping part 5c, 5d limited, these clamping parts 5c, 5d by a Screw 5f held together or mutually are led.
  • the clamping part 5c is over a plate 5b connected with an adjusting screw 5a.
  • bracket 3a In the bracket 3a is a threaded bore for receiving the Adjustment screw 5a is provided so that the mutual Position of converter 5 and bracket 3a by turning the Adjusting screw 5a is adjustable in the direction 1c.
  • the Piezoelectric elements 5e are about electrical Conductors 7a, 7b, which are components of the electrical Cable 7 are, with a not shown Control device electrically connected.
  • the turning tool 1 has a cutting edge 1a at its tip.
  • the Turning steel has one by its longitudinal expansion determined longitudinal direction 1b.
  • a sensor for detecting can be on the holding device 3 the vibration amplitude of the turning tool 1 or its turning steel cutting edge 1a arranged his.
  • a piezoelectric Element 5e of the transducer 5 for measuring the Vibration amplitude used in this piezoelectric element 5e compared to the rest piezoelectric elements 5e electrically isolated arranged as a sensor, the sensor value derived with the help of an electrical cable and a Amplifier is supplied.
  • the piezoelectric elements 5e experience this one Linear expansion or a reduction in length, which is transmitted from the converter 5 to the turning tool 1.
  • the converter 5 generated alternating force in a perpendicular to Longitudinal direction 1b in the direction 1c Turned steel 1 initiated.
  • This alternating force could also in another, transverse to the longitudinal direction 1b Direction initiated.
  • the holding device 3 can also several, in the same or in different Direction acting on the clamped turning tool 1 Have converter 5.
  • the Holding device several holders 3a for holding each of a turning tool 1, at least one the rotary steels 1 vibrated by the converter 5 can be.
  • the drive frequency of the converter 5 selected such that the turning tool 1 with its resonance frequency or one Harmonics of it is excited.
  • either Drive frequency of the converter 5 selected accordingly be, or the turning tool 1 can accordingly be designed, for example by its Dimensioning or by an appropriate Choice of material or elasticity of the turning tool.
  • the resonance frequency of the turning tool 1 is due to the Arrangement of the screws spaced in the longitudinal direction 1b 3b can be influenced.
  • Fig. 2 shows a section of a cross section a gravure cylinder 20 with a base body 21, which is made of a suitable material such as Steel, aluminum or plastic.
  • Base body 21 On this Base body 21 is a first in a known manner Metallic layer 22 applied, for example made of copper, zinc, a copper alloy or one Zinc alloy is made.
  • This first metallic layer 22 is coated with a more wear-resistant layer 23, which, for example, made of chrome or another Hard material layer exists.
  • This more wear-resistant Layer 23 has depressions on its surface Recording ink on. After a completed one Printing process, the more wear-resistant layer 23 to be removed again to insert a new print pattern into the Engrave the surface.
  • FIG. 2 shows a cross section through the gravure cylinder 20 represents, the conveying direction F of the turning tool 1 with respect to the view according to FIG. 2 vertically upwards.
  • the rotating gravure cylinder 20 leads with respect 2 is an upward view Rotary motion so that the machined Circumferential section 24 of the gravure cylinder already is turned and a cylindrical surface having.
  • the holding device 3 shown in FIG. 2 is identical to that shown in Figure 1 Holding device 3, which is why only the most important parts Reference numerals are provided.
  • the converter 5 generates one high-frequency alternating force on the turning tool 1, so that this vibrates in the direction of movement 1c becomes. This direction of movement 1c runs perpendicular to Rotation axis of the gravure cylinder 20 and perpendicular to Direction of movement F of the holding device 3 or parallel to the cutting direction of the Turning tool.
  • the converter 5 could, however, also be used in this way the holding device 3 may be arranged that the Turning tool 1 is vibrated, the Movement direction 1c in a vertical to that according to FIG. 2 viewing plane runs.
  • This Direction of movement 1c would thus be parallel to the axis of rotation of the gravure cylinder 20, or parallel to Direction of movement F of the holding device 3, or perpendicular to the cutting direction of the Turning steel cutting edge 1a run.
  • the frequency the alternating force is in the range between 1 kHz and 100 kHz, being a stimulating electrical signal for example a sine signal, a square wave signal or also an asymmetrical signal like a sawtooth Signal can be used.
  • the converter 5 could also be arranged such that the turning tool 1 to a in the direction of the Longitudinal direction 1b moving vibration is excited.
  • the Gravure cylinder 20 moved in a direction of movement F. be, wherein the holding device 3 is fixed or one opposite to the direction of movement F. Movement.
  • a tool holder 3 comprises one piezoelectric transducer 5 with piezoelectric Elements 5e, clamping part 5d, plate 5b, screw 5f and Guide sleeve 5g.
  • the converter 5 is opposite Spring and support body 8 arranged, which one Plurality of stacked spring elements 8a includes and a clamping part 8b, which on the Turning tool 1 rests.
  • the clamping body 1d is over the screws 3b releasably firmly with the holding device 3rd connected and via the clamping parts 5d, 8b and elastic support 3c swingably mounted.
  • the Converter 5 is capable of turning tool 1 in Movement direction 1c to vibrate.
  • the turning tool 1 multi-part and consists of two essential parts, the clamping body 1d and one fastened the front of the clamping body 1d Cutting tool holder 1i with cutting tool 1a.
  • the Turning tool holder 1i is over a screw 1e as well as a sleeve 1f with the clamping body 1d connected, with an additional bolt 1g as Protection against rotation is provided.
  • Between the Clamping body 1d and the turning tool holder 1i could an additional, in the longitudinal direction 1b of the Clamping body 1d acting piezoelectric transducer 5 be arranged to the turning steel cutting edge 1a also in to a vibration running in the longitudinal direction 1b offset.
  • Fig. 5 shows an electronic circuit diagram for Control of a piezoelectric transducer 5. From one Control device 10b with display device 10c is turned on Specified setpoint, which via an electrical Line 10i predefined for a control device 10d becomes. This controls via a downstream Preamplifier 10e and a power amplifier 10f via the electrical line 7b, the converter 5, whereby this is vibrated. The vibration of the Transducer 5 or the vibration of the turning tool 1 is detected with a sensor and via the electrical line 7c and the preamplifier 10a of the control device 10b fed.
  • the control device 10b can for example are controlled such that the turning tool 1 or the turning steel cutting edge 1a is as large as possible Vibration amplitude in which the excitation frequency is varied in this way, e.g. in the frequency range between 1 kHz and 100 kHz until a maximum vibration amplitude occurs. Via converter 5 or an additional one The sensor is also the vibration behavior of the Gravure cylinder 20 measurable.
  • the control device 10b can be operated in such a way that when a Predeterminable vibration value at least one of the following machining parameters: speed of the cylinder, Feed speed of the turning tool 1, Vibration amplitude of the turning steel cutting edge 1a, Vibration frequency of the turning steel cutting edge 1a changed is to the vibration of the gravure cylinder 20 too Reduce. Be via a control signal line 10g Control signals, for example, to the rotary drive of the Cylinder forwarded to its speed too change.
  • control loop shown in Fig. 5 is with a A variety of control methods can be controlled such that the machined rotogravure cylinders one if possible has a uniform surface.
  • a piezoelectric element 5e of the transducer 5 can used to control the vibration of the To detect turning tool 1, from this Vibration signal the vibration of the Gravure cylinder 20 can be derived. So with With the help of the transducer 5 the vibration of the Gravure cylinder 20 measurable. Are in the Tool holding device 3 several transducers 5 arranged as shown in Fig. 4, the corresponding vibration in the direction 1c, 1h, and if necessary also in direction 1b.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer Tiefdruckform gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Bearbeiten einer Tiefdruckform gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 11. Dokument EP-A-0 808 723 offenbart sowohl eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 als auch ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 11.
Es ist bekannt Druckereierzeugnisse, Verpackungen und weitere Gegenstände mit einem Tiefdruckverfahren zu bedrucken. Die im Tiefdruck verwendeten Tiefdruckformen sind üblicherweise als Tiefdruckzylinder ausgestaltet. Ein derartiger Tiefdruckzylinder weist eine üblicherweise aus Kupfer, Zink oder einer entsprechenden Legierung bestehende, zylinderförmige Metallschicht auf, in deren Aussenschicht Vertiefungen eingraviert werden, welche bestimmt sind die Druckfarbe aufzunehmen. Nach dem Gravieren wird die auf Grund der verwendeten Metalle relativ weiche Zylinderoberfläche mit einer üblicherweise galvanisch aufgetragenen, verschleissfesteren Metallschicht überzogen, welche üblicherweise aus Chrom besteht. Nach Abschluss des Druckvorganges wird der Tiefdruckzylinder für einen nächsten Graviervorgang vorbereitet, indem zumindest die Chromschicht abgetragen wird.
Es ist bekannt die Chromschicht mit einem galvanischen Verfahren abzutragen. Nachteilig an dieser bekannten Verfahren ist die Tatsache, dass das galvanische Verfahren die Chromschicht eines Tiefdruckzylinders, dessen zu gravierende Aussenschicht aus Zink besteht, wohl entfernt, wobei nebst dem Chrom auch der Zink gelöst wird, was einerseits die zu gravierende Aussenschicht beschädigt und andererseits hohe Reinigungskosten der Abwässer verursacht.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Entfernen der verschleissfesteren Metallschicht einer Tiefdruckform, insbesondere eines Tiefdruckzylinders, zu schaffen, das zuverlässig und kostengünstig ist.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung aufweisend die Merkmale von Anspruch 1. Die Unteransprüche 2 bis 10 beziehen sich auf weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Die Aufgabe wird weiter gelöst mit einem Verfahren aufweisend die Merkmale von Anspruch 11. Die Unteransprüche 12 bis 15 beziehen sich auf weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Verfahrens.
Diese Aufgabe wird insbesondere gelöst mit einer Vorrichtung, welche eine Haltevorrichtung für ein Drehwerkzeug zum Bearbeiten der Tiefdruckform aufweist, wobei die Haltevorrichtung einen ansteuerbaren Wandler aufweist, welcher das Drehwerkzeug in Schwingung versetzt.
Als Drehwerkzeug wird vorzugsweise ein Drehstahl umfassend eine Schneide verwendet. Der Drehstahl wird zumindest während dem Schneiden durch den Wandler mit einer hochfrequenten Schwingung angeregt, wobei die anregende Schwingung vorzugsweise zwischen 1 kHz und 100 kHz liegt.
Im Gegensatz zum bisher bekannten Verfahren, bei welchem die Chromschicht eines eine Aussenschicht aus Zink aufweisenden Tiefdruckzylinders galvanisch abgetragen wurde, weist das erfindungsgemässe Verfahren den Vorteil auf, dass die Chromschicht des Tiefdruckzylinders auf sehr schonende Weise abtragbar ist. Die anfallenden Späne, welche Chrom und Zink beziehungsweise eine Zinklegierung aufweisen, sind rezyklierbar. Es fallen keine verschmutzten Abwässer an. Zudem weist der abgedrehte Tiefdruckzylinder eine homogene Oberflächenstruktur auf, in welche eine neue Gravur oder auf welche eine neue Metallschicht aufgebracht werden kann.
Das Schwingen des Drehstahls bzw. der Drehstahlschneide wirkt sich besonders vorteilhaft aus beim Abdrehen eines Tiefdruckzylinders, weil dadurch das abgedrehte Material in Form relativ kurzer Späne anfällt. Ein wesentlicher Vorteil ist darin zu sehen, dass die relativ kurzen Späne derart vom Zylinder abfallen, dass die abgedrehte Oberfläche nicht beschädigt wird. Würden beim Abdrehen lange Späne erzeugt werden, so besteht die Gefahr, dass sie die abgedrehte Oberfläche berühren und beschädigen. Eine derartige Beschädigung der Oberfläche eines Tiefdruckzylinders stellt einen beträchtlichen finanziellen Schaden dar, weil für einen Vierfarbendruck ein Satz von vier Tiefdruckzylindern mit gleichem Durchmesser erforderlich ist. Falls die Beschädigung der Oberfläche durch Abdrehen beseitigt würde, so müssten auch die Oberflächen der restlichen drei Tiefdruckzylinder abgedreht werden. Die Frequenz und die Schwingungsamplitude des Drehwerkzeuges beziehungsweise dessen Drehstahlschneide wird in einer bevorzugten Ausführungsform bzw. Betriebsweise derart gewählt, dass die anfallenden Späne sehr kurz werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Schwingung des Drehwerkzeuges bzw. der Drehstahlschneide mit einem Sensor erfasst, und der Wandler von einer Regelungsvorrichtung derart angesteuert, dass das Drehwerkzeug bzw. die Drehstahlschneide eine maximale Schwingungsamplitude aufweist.
Das Schwingen des Drehstahls wirkt sich zudem vorteilhaft auf die Standzeit der Drehstahlschneide aus.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung beziehungsweise das erfindungsgemässe Verfahren ist vorteilhafterweise auch geeignet Tiefdruckzylinder zu bearbeiten, welche eine Aussenschicht aus Kupfer oder einer Kupferlegierung aufweisen, welche mit einer Chromschicht oder einer sonstigen harten Schicht überdeckt ist. Auch bei derartigen Tiefdruckzylindern bewirkt der schwingende Drehstahl relativ kurze Späne, so dass keine Gefahr besteht, dass die Späne Beschädigungen der abgedrehten Oberfläche verursachen. Die anfallenden Späne sind zudem vorteilhaft rezyklierbar.
Der ansteuerbare Wandler ist vorzugsweise als ein piezoelektrischer Wandler ausgestaltet, wobei auch sonstige eine Schwingung erzeugende Wandler geeignet sind, beispielsweise ein hydraulisch oder mechanisch angeregter Wandler.
Der Wandler ist vorzugsweise derart ausgerichtet in der Haltevorrichtung angeordnet, dass das eine Längsrichtung aufweisende Drehwerkzeug zu einer quer, insbesondere senkrecht zur Längsrichtung verlaufenden Schwingung anregbar ist. In einer weiteren Ausführungsform sind zwei Wandler derart ausgerichtet an der Haltevorrichtung angeordnet, dass zwei orthogonal ausgerichtete, senkrecht zur Längsrichtung verlaufende Schwingungsanteile auf das Drehwerkzeug erzeugbar sind. Ein zusätzlicher Wandler könnte auch derart angeordnet sein, dass eine in Längsrichtung des Drehwerkzeuges verlaufende Schwingung auf dieses erzeugbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
einen Schnitt durch eine Werkzeughaltevorrichtung mit eingespanntem Drehstahl;
Fig. 2
einen an einem Tiefdruckzylinder angreifenden, in der Werkzeughaltevorrichtung gemäss Fig. 1 eingespannten Drehstahl;
Fig. 3
einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Werkzeughaltevorrichtung mit eingespanntem Drehwerkzeug;
Fig. 4
einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäss Fig. 3;
Fig. 5
ein Schaltbild einer elektronischen Ansteuervorrichtung.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Haltevorrichtung 3, welche eine Ausnehmung zur Aufnahme des als Drehstahl 1 ausgebildeten Drehwerkzeuges 1 aufweist. Der Drehstahl 1 wird mit Hilfe von Schrauben 3b gegen die den Schrauben 3b gegenüberliegende Seite der Halterung 3a gedrückt und dadurch fest gehalten. Der Drehstahl 1 liegt rechts von der mit 3c bezeichneten Stelle über den ganzen dabei gebildeten Längenabschnitt fest auf der Halterung 3a auf, wogegen die zum Drehstahl 1 hin ausgerichtete Fläche der Halterung 3a links der Stelle 3c zurückweicht, so dass sich zwischen der Halterung 3a und dem Drehstahl 1 keine Berührung ergibt, und der Drehstahl 1 frei schwingen kann. Der rechts vom Punkt 3c verlaufende Längenabschnitt könnte jedoch auch derart ausgebildete Ausnehmungen aufweisen, dass der Drehstahl 1 nur über Teillängenabschnitte fest auf der Halterung 3a aufliegt, wobei diese Teillängenabschnitte in einer bevorzugten Ausführungsform gegenüberliegend der Schrauben 3b angeordnet, und bezüglich der Längsrichtung 1c etwa gleich gross dimensioniert wie die Schrauben 3b ausgestaltet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schrauben 3b und die Teillängenabschnitte derart in Längsrichtung 1c verteilt angeordnet, dass die Drehstahlschneide 1a des Drehstahls 1 mit einer möglichst grossen Schwingungsamplitude anregbar ist, was insbesondere dadurch erreichbar ist, dass die Schrauben 3b beziehungsweise die Teillängenabschnitte an denjenigen Stellen angeordnet sind, an welchen der Drehstahl 1 in Längsrichtung 1c einen Schwingungsknoten aufweist.
Ein piezoelektrischer Wandler 5 ist in der Halterung 3a angeordnet und weist eine Wirkverbindung zum Drehstahl 1 auf, um auf diesen in Schwingungsrichtung 1c eine Wechselkraft zu übertragen und dadurch zu einer Schwingung anzuregen. Der Wandler 5 umfasst mehrere, plattenförmig ausgestaltete, aufeinander gestapelte piezoelektrische Elemente 5e. Die piezoelektrischen Elemente 5e sind beidseitig von einem Einspannteil 5c,5d begrenzt, wobei diese Einspannteile 5c,5d von einer Schraube 5f zusammengehalten beziehungsweise gegenseitig geführt sind. Das Einspannteil 5c ist über eine Platte 5b mit einer Einstellschraube 5a verbunden. In der Halterung 3a ist eine Bohrung mit Gewinde zur Aufnahme der Einstellschraube 5a vorgesehen, so dass die gegenseitige Lage von Wandler 5 und Halterung 3a durch Drehen der Einstellschraube 5a in Richtung 1c verstellbar ist. Die piezoelektrischen Elemente 5e sind über die elektrischen Leiter 7a, 7b, welche Bestandteile des elektrischen Kabels 7 sind, mit einer nicht dargestellten Ansteuervorrichtung elektrisch verbunden. Der Drehstahl 1 weist an dessen Spitze eine Schneide 1a auf. Der Drehstahl weist eine durch dessen Längsausdehnung bestimmte Längsrichtung 1b auf.
An der Haltevorrichtung 3 kann ein Sensor zum Erfassen der Schwingungsamplitude des Drehwerkzeuges 1 beziehungsweise dessen Drehstahlschneide 1a angeordnet sein. In einer Ausführungsform wird ein piezoelektrisches Element 5e des Wandlers 5 zum Messen der Schwingungsamplitude verwendet, in dem dieses piezoelektrische Element 5e gegenüber den restlichen piezoelektrischen Elementen 5e elektrisch isoliert angeordnet als Sensor ausgestaltet ist, dessen Sensorwert mit Hilfe eines elektrischen Kabels abgeleitet und einem Verstärker zugeführt ist.
Durch das Anlegen einer elektrischen Wechselspannung an die piezoelektrischen Elemente 5e erfahren diese eine Längenausdehnung beziehungsweise eine Längenverkürzung, welche vom Wandler 5 auf den Drehstahl 1 übertragen wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die vom Wandler 5 erzeugte Wechselkraft in einer senkrecht zur Längsrichtung 1b verlaufenden Richtung 1c in den Drehstahl 1 eingeleitet. Diese Wechselkraft könnte auch in einer anderen, quer zur Längsrichtung 1b verlaufenden Richtung eingeleitet sein. Die Haltevorrichtung 3 kann auch mehrere, in derselben oder in unterschiedlicher Richtung auf den eingespannten Drehstahl 1 einwirkenden Wandler 5 aufweisen. In einer vorteilhaften Ausführungsform sind zwei Wandler 5 derart auf den Drehstahl 1 wirkend angeordnet, dass die beiden erzeugten Bewegungsrichtungen 1c senkrecht zueinander verlaufen. In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform weist die Haltevorrichtung mehrere Halterungen 3a zum Halten jeweils eines Drehstahles 1 auf, wobei zumindest einer der Drehstähle 1 vom Wandler 5 in Schwingung versetzt werden kann. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Antriebsfrequenz des Wandlers 5 derart gewählt, dass der Drehstahl 1 mit seiner Resonanzfrequenz oder einer Harmonischen davon angeregt wird. Dazu kann entweder die Antriebsfrequenz des Wandlers 5 entsprechend gewählt werden, oder der Drehstahl 1 kann entsprechend ausgestaltet sein, zum Beispiel durch dessen Dimensionierung oder durch eine entsprechende Materialwahl beziehungsweise Elastizität des Drehstahls. Zudem ist die Resonanzfrequenz des Drehstahls 1 durch die Anordnung der in Längsrichtung 1b beabstandeten Schrauben 3b beeinflussbar.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt eines Querschnittes durch einen Tiefdruckzylinder 20 mit einem Grundkörper 21, welcher aus einem geeigneten Material wie zum Beispiel Stahl, Aluminium oder Kunststoff besteht. Auf diesen Grundkörper 21 ist auf bekannte Weise eine erste metallische Schicht 22 aufgebracht, welche beispielsweise aus Kupfer, Zink, einer Kupferlegierung oder einer Zinklegierung besteht. Diese erste metallische Schicht 22 ist mit einer verschleissfesteren Schicht 23 überzogen, welche beispielsweise aus Chrom oder einer sonstigen Hartstoffschicht besteht. Diese verschleissfestere Schicht 23 weist an deren Oberfläche Vertiefungen zur Aufnahme von Druckfarbe auf. Nach einem abgeschlossenen Druckvorgang muss die verschleissfestere Schicht 23 wieder entfernt werden, um ein neues Druckmuster in die Oberfläche einzugravieren. Das Entfernen der verschleissfesteren Schicht 23 geschieht dadurch, dass die Haltevorrichtung 3 mit Drehstahl 1 in einer parallel zur Drehachse des Tiefdruckzylinders 20 verlaufenden Richtung F bewegt wird, wobei die Schneide 1a unterhalb der verschleissfesteren Schicht 23 eingreift und derart ein Teil der ersten metallischen Schicht 22 sowie die gesamte verschleissfestere Schicht 23 abgedreht wird. Da Figur 2 einen Querschnitt durch den Tiefdruckzylinder 20 darstellt, verläuft die Förderrichtung F des Drehstahls 1 bezüglich der Ansicht gemäss Fig. 2 senkrecht nach oben.
Der sich drehende Tiefdruckzylinder 20 führt bezüglich der Ansicht gemäss Fig. 2 eine nach oben gerichtete Drehbewegung aus, so dass der bearbeitete Umfangsabschnitt 24 des Tiefdruckzylinders bereits abgedreht ist und eine zylinderförmige Oberfläche aufweist. Die in Figur 2 dargestellte Haltevorrichtung 3 ist identisch zu der in Figur 1 dargestellten Haltevorrichtung 3, weshalb nur die wichtigsten Teile mit Bezugszeichen versehen sind. Der Wandler 5 erzeugt eine hochfrequente Wechselkraft auf den Drehstahl 1, so dass dieser in Bewegungsrichtung 1c in Schwingung versetzt wird. Diese Bewegungsrichtung 1c verläuft senkrecht zur Drehachse des Tiefdruckzylinders 20 sowie senkrecht zur Bewegungsrichtung F der Haltevorrichtung 3 beziehungsweise parallel zur Schneidrichtung des Drehstahls. Der Wandler 5 könnte jedoch auch derart in der Haltevorrichtung 3 angeordnet sein, dass der Drehstahl 1 in eine Schwingung versetzt wird, dessen Bewegungsrichtung 1c in einer vertikal zu der gemäss Fig. 2 dargestellten Betrachtungsebene verläuft. Diese Bewegungsrichtung 1c würde somit parallel zur Drehachse des Tiefdruckzylinders 20, beziehungsweise parallel zur Bewegungsrichtung F der Haltevorrichtung 3, beziehungsweise senkrecht zur Schneidrichtung der Drehstahlschneide 1a verlaufen.
Ein Vorteil dieser auf den Drehstahl 1 bewirkten Wechselkraft ist darin zu sehen, dass die während dem Drehen erzeugten Späne relativ kurz sind, so dass die bereits bearbeitete Oberfläche 24 des Tiefdruckzylinders 20 nicht durch lange Späne beschädigt wird. Die Frequenz der Wechselkraft liegt im Bereich zwischen 1 kHz und 100 kHz, wobei als anregendes, elektrisches Signal beispielsweise ein Sinussignal, ein Rechtecksignal oder auch ein asymmetrisches Signal wie ein sägezahnförmiges Signal verwendbar ist.
Der Wandler 5 könnte auch derart angeordnet sein, dass der Drehstahl 1 zu einer in Verlaufsrichtung der Längsrichtung 1b bewegenden Schwingung angeregt wird.
Anstelle der Haltevorrichtung 3 könnte auch der Tiefdruckzylinder 20 in einer Bewegungsrichtung F bewegt werden, wobei die Haltevorrichtung 3 fest angeordnet ist oder eine zur Bewegungsrichtung F entgegengesetzte Bewegung ausführt.
Das in Fig. 3 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel einer Werkzeughaltevorrichtung 3 umfasst einen piezoelektrischen Wandler 5 mit piezoelektrischen Elementen 5e, Einspannteil 5d, Platte 5b, Schraube 5f und Führungshülse 5g. Dem Wandler 5 gegenüberliegend ist ein Feder- und Abstützkörper 8 angeordnet, welcher eine Mehrzahl von übereinandergeschichteten Federelementen 8a umfasst sowie ein Einspannteil 8b, welches auf dem Drehwerkzeug 1 aufliegt. Der Einspannkörper 1d ist über die Schrauben 3b lösbar fest mit der Haltevorrichtung 3 verbunden und über die Einspannteile 5d,8b sowie die elastische Abstützung 3c schwingfähig gelagert. Der Wandler 5 ist in der Lage das Drehwerkzeug 1 in Bewegungsrichtung 1c in Schwingung zu versetzen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Drehwerkzeug 1 mehrteilig ausgestaltet und besteht aus zwei wesentlichen Teilen, dem Einspannkörper 1d sowie einem an der Frontseite des Einspannkörpers 1d befestigten Drehstahlschneidenhalter 1i mit Drehstahlschneide 1a. Der Drehstahlschneidenhalter 1i ist über eine Schraube 1e sowie eine Hülse 1f fest mit dem Einspannkörper 1d verbunden, wobei ein zusätzlicher Bolzen 1g als Verdrehsicherung vorgesehen ist. Zwischen dem Einspannkörper 1d sowie dem Drehstahlschneidenhalter 1i könnte ein zusätzlicher, in Längsrichtung 1b des Einspannkörpers 1d wirkender piezoelektrischer Wandler 5 angeordnet sein, um die Drehstahlschneide 1a auch in einer in Längsrichtung 1b verlaufende Schwingung zu versetzen.
Aus der Schnittdarstellung gemäss Fig. 4 entlang der Linie A-A ist ersichtlich, dass im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 zwei Wandler 5 mit gegenüberliegendem Feder- und Abstützkörper 8 um 90 Grad versetzt angeordnet sind, um auf den Einspannkörper 1d beziehungsweise das Drehwerkzeug 1 zwei senkrecht zueinander verlaufende Schwingungsanteile 1c,1h zu bewirken. Somit ist auf die Drehstahlschneide 1a in zwei Dimensionen eine Schwingung 1c,1h erzeugbar. Die Wandler 5 sowie die Feder- und Abstützkörper 8 sind innerhalb des Halterungskörpers 3d angeordnet und durch Befestigungsplatten 3d,3f abgedeckt.
Fig. 5 zeigt ein elektronisches Schaltbild zur Ansteuerung eines piezoelektrischen Wandlers 5. Von einer Regelvorrichtung 10b mit Anzeigevorrichtung 10c wird ein Sollwert vorgegeben, welcher über eine elektrische Leitung 10i einer Ansteuervorrichtung 10d vorgegeben wird. Diese steuert über einen nachgeschalteten Vorverstärker 10e sowie einen Leistungsverstärker 10f über die elektrische Leitung 7b den Wandler 5, wodurch dieser in Schwingung versetzt wird. Die Schwingung des Wandlers 5 oder die Schwingung des Drehwerkzeuges 1 wird mit einem Sensor erfasst und über die elektrische Leitung 7c und den Vorverstärker 10a der Regelungsvorrichtung 10b zugeführt. Die Regelungsvorrichtung 10b kann zum Beispiel derart angesteuert werden, dass das Drehwerkzeug 1 bzw. die Drehstahlschneide 1a eine möglichst grosse Schwingungsamplitude aufweist, in dem die Anregefrequenz derart variiert wird, z.B. im Frequenzbereich zwischen 1 kHz und 100 kHz, bis eine maximale Schwingungsamplitude auftritt. Über den Wandler 5 oder einen zusätzlichen Sensor ist zudem das Schwingungsverhalten des Tiefdruckzylinders 20 messbar. Die Regelvorrichtung 10b kann derart betrieben werden, dass beim Übersteigen eines vorgebbaren Schwingungswertes zumindest einer der folgenden Bearbeitungsparameter: Drehzahl des Zylinders, Vorschubgeschwindigkeit des Drehwerkzeuges 1, Schwingungsamplitude der Drehstahlschneide 1a, Schwingungsfrequenz der Drehstahlschneide 1a verändert wird, um die Schwingung des Tiefdruckzylinders 20 zu vermindern. Über eine Ansteuersignalleitung 10g werden Steuersignale zum Beispiel an den Drehantrieb des Zylinders weitergeleitet, um dessen Drehzahl zu verändern.
Der in Fig. 5 dargestellte Regelkreis ist mit einer Vielzahl von Regelverfahren derart ansteuerbar, dass der bearbeitete Tiefdruckzylinder eine möglichst gleichmässige Oberfläche aufweist.
Ein piezoelektrisches Element 5e des Wandlers 5 kann verwendet werden, um die Schwingung des Drehwerkzeuges 1 zu erfassen, wobei aus diesem Schwingungssignal die Schwingung des Tiefdruckzylinders 20 ableitbar ist. Somit ist mit Hilfe des Wandlers 5 die Schwingung des Tiefdruckzylinders 20 messbar. Sind in der Werkzeughaltevorrichtung 3 mehrere Wandler 5 angeordnet, wie in Fig. 4 dargestellt, so kann die entsprechende Schwingung in Richtung 1c, 1h, und gegebenenfalls auch in Richtung 1b, gemessen werden.

Claims (16)

  1. Vorrichtung zum Bearbeiten einer Tiefdruckform (20), insbesondere eines Tiefdruckzylinders, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Haltevorrichtung (3) für ein Drehwerkzeug (1) zum Bearbeiten der Tiefdruckform (20), sowie zumindest einen ansteuerbaren Wandler (5), insbesondere einen piezoelektrischen Wandler, zum Erzeugen einer auf das Drehwerkzeug (1) wirkenden Schwingung umfaßt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (5) starr an das Drehwerkzeug (1) ankoppelbar ausgestaltet ist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (5) derart ausgerichtet in der Haltevorrichtung (3) angeordnet ist, dass das eine Längsrichtung (1b) aufweisende Drehwerkzeug (1) zu einer quer, insbesondere senkrecht zur Längsrichtung (1b) verlaufenden Schwingung (1c) anregbar ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Wandler (5) derart ausgerichtet an der Haltevorrichtung (3) angeordnet sind, dass zwei orthogonal ausgerichtete, senkrecht zur Längsrichtung (1b) verlaufende Schwingungsanteile (1c,1d) auf das Drehwerkzeug (1) erzeugbar sind.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wandler (5) derart ausgerichtet in der Haltevorrichtung (3) angeordnet ist, dass das eine Längsrichtung (1b) aufweisende Drehwerkzeug (1) zu einer in Längsrichtung (1b) verlaufenden Schwingung anregbar ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehwerkzeug (1) derart bezüglich der vom Wandler (5) erzeugten Schwingungsfrequenz angepasst ausgestaltet und/oder in der Haltevorrichtung (3) angeordnet ist, dass das Drehwerkzeug (1) in Eigenfrequenz schwingend anregbar ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Haltevorrichtung (3) ein Sensor zum Erfassen der Schwingungsamplitude des Drehwerkzeuges (1) bzw. dessen Drehstahlschneide (1a) angeordnet ist, und dass der Sensor insbesondere als ein Piezoelement ausgebildet ist, insbesondere als ein Element des piezoelektrischen Wandlers (5).
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (5) mit einer Frequenz zwischen 1 kHz und 100 kHz betreibbar ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert der Schwingungsamplitude des Drehwerkzeuges (1) bzw. dessen Drehstahlschneide (1a) einer Regelvorrichtung (10b) zugeführt ist, und die Regelvorrichtung (19b) derart zum Ansteuern des Wandlers (5) ausgestaltet ist, dass das Drehwerkzeug (1) bzw. dessen Drehstahlschneide (1a) eine vorgebbare, insbesondere maximale Schwingungsamplitude aufweist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehwerkzeug (1) mehrteilig ausgestaltet ist, umfassend einen in der Haltevorrichtung (3) befestigbaren Einspannkörper (1d) sowie einen am Einspannkörper (1d) befestigten Drehstahlschneidenhalter (1i) mit Drehstahlschneide (1a).
  11. Verfahren zum Bearbeiten einer Tiefdruckform (20), insbesondere eines Tiefdruckzylinders, welche zumindest eine erste metallische Schicht (22) sowie eine diese überdeckende, bezüglich der ersten metallischen Schicht (22) verschleissfestere Schicht (23) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die verschleissfestere Schicht (23) mit einem Drehwerkzeug (1) abgedreht wird, welches von einem Wandler (5) in Schwingung versetzt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehwerkzeug (1) mit einer Frequenz zwischen 1 kHz und 100 kHz beaufschlagt wird und die Frequenz insbesondere derart gewählt wird, dass die Drehstahlschneide (1a) des Drehwerkzeuges (1) eine maximale Schwingungsamplitude aufweist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mit demselben Drehwerkzeug (1) gleichzeitig die verschleissfestere Schicht (23) und ein Teilbereich der darunter liegenden, ersten metallischen Schicht (22) abgedreht wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleissfestere Schicht (23) aus Chrom oder einem Metalloxid besteht, und die erste metallische Schicht (22) aus Zink oder einer Zinklegierung oder aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung des Tiefdruckzylinders (20) gemessen wird, insbesondere über den Wandler (5), und dass beim Übersteigen eines vorgebbaren Schwingungswertes zumindest einer der folgenden Bearbeitungsparameter: Drehzahl des Zylinders, Vorschubgeschwindigkeit des Drehwerkzeuges (1), Schwingungsamplitude der Drehstahlschneide (1a), Schwingungsfrequenz der Drehstahlschneide (1a) verändert wird, um die Schwingung des Tiefdruckzylinders (20) zu vermindern.
  16. Bearbeitungsanlage für eine Tiefdruckform (20), insbesondere einen Tiefdruckzylinder, umfassend eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder betrieben mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15.
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