DE3728393C1

DE3728393C1 - Method for the mechanical production of primarily linear engravings of high precision and surface quality in large-area metal plates and thin-walled plastic sheets and apparatus for carrying out the method

Info

Publication number: DE3728393C1
Application number: DE19873728393
Authority: DE
Inventors: Peter Nawrath
Original assignee: Brueggemann & Weiss Masch GmbH
Current assignee: MOEBIUS & RUPPERT KG, 8520 ERLANGEN, DE
Priority date: 1987-08-26
Filing date: 1987-08-26
Publication date: 1989-04-20

Abstract

The invention relates to a method and the apparatus for carrying out the latter, in which a metal plate or a thin-walled plastic sheet is stretched on the generated surface of a cylindrical rotation body, the surface of the plate or sheet being machined with a cutting or shaping tool which is movably fixed on a support, in the same way as a cylindrical turned part on a lathe.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die Vorrichtung zur Ausübung desselben bei dem auf der Mantelfläche eines zylinder förmigen Drehkörpers ein Metallblech bzw. eine dünnwandige Kunststoffplatte aufgespannt ist, deren Oberfläche mit einem, auf einem Support beweglich befestigten Zerspanungs- bzw. Verformungswerkzeug in der gleichen Weise wie ein zylinder förmiges Drehteil auf einer Drehmaschine bearbeitet wird.The invention relates to a method and the device for Exercise of the same on the surface of a cylinder shaped rotating body a sheet metal or a thin-walled Plastic plate is stretched, the surface of which is covered with a on a support movably attached cutting or Deformation tool in the same way as a cylinder shaped turned part is machined on a lathe.

Zweck der Erfindung ist die Herstellung vornehmlich linearer Gravuren auf großen Flächen dünnwandiger Materialien beispiels weise Metallblechen und dünnwandigen Kunststofftafeln, wovon die Bleche benutzt werden, um deren gravierte Flächen mit Hilfe hydraulischer Pressen auf Kunststoffplatten zu übertra gen, indessen die erfindungsgemäß gravierten Kunststoffplatten als Unikate bei der Entwicklung optischer Geräte im Bereich der Projektionstechnik und elektronischer Bildübertragung wie auch in der Meßtechnik zu verwenden sind. Das betrifft insbe sondere die Herstellung von Matrizen zur Herstellung von Len ticularrasterplatten zur Erzeugung räumlicher Darstellungen von Bildinformationen auf Monitoren und lineare Fresnellinsen für Bildschirme.The purpose of the invention is to produce primarily linear Engraving on large areas of thin-walled materials, for example wise metal sheets and thin-walled plastic sheets, of which the sheets are used to engrave their surfaces with Transfer using hydraulic presses on plastic plates gene, however, the plastic plates engraved according to the invention as unique pieces in the development of optical devices in the field of projection technology and electronic image transmission such as can also be used in measurement technology. This applies in particular especially the production of matrices for the production of len ticular grid plates for generating spatial representations of image information on monitors and linear Fresnel lenses for screens.

Bei den bisher bekannten Verfahren und Einrichtungen zum Einbringen hoch präziser, geometrisch bestimmter Gravuren mit Rauhtiefen unter 0,05 Micrometer in Blechen und Kunst stoffplatten sind die Abmessungen derselben auf kleine Flä chen begrenzt, da das zu gravierende Werkstück mit höchster Präzision am gravierenden Werkstück vorbei zu führen ist, wo bei die Führung des Werkstückträgers auf langen Strecken mit einer Präzision zu erfolgen hat, die sich nur mit gro ßem technischen Aufwand an hydraulischen oder pneumatischen Lagerungen erreichen läßt. In the previously known methods and devices for Introduction of highly precise, geometrically determined engravings with roughness depths below 0.05 micrometers in sheet metal and art fabric panels are the dimensions of the same on small areas Chen limited because the workpiece to be engraved with the highest Guiding precision past the engraving workpiece is where when guiding the workpiece carrier over long distances has to be done with a precision that can only be achieved with great ße technical expenditure on hydraulic or pneumatic Storage can be reached.

Dasselbe trifft auch auf die Verfahrensweise zu, bei der das Werkstück im Stillstand bleibt und das gravierende Werkzeug über die zu gravierende Fläche geführt werden muß. Aber auch bei der Hinnahme aufwendiger Lagersysteme sind die Kräfte der hin und her gehenden Massen kaum so zu beherrschen, daß die Präzision der Gravur unbeeinflußt bleibt, insbesondere wenn in Rechnung gestellt wird, daß die beim Glanzdrehen mit Diamantwerkzeugen erforderlichen Schnittgeschwindigkeiten auf eine hin und her gehende Masse zu übertragen sind. Dieser Schwierigkeit Rechnung tragend wurde in der Patentanmeldung DE 31 14 751 vorgeschlagen, ein mit linearen Gravuren zu ver sehendes Blech oder eine Kunststoffplatte auf eine Trommel bzw. auf einen Zylinder zu spannen und auf einer Art Drehma schine mit einem Diamantwerkzeug zu bearbeiten. Die Besei tigung der Nachteile hin und her gehender Massen ist mit die sem Vorschlag zwar gegeben, jedoch lassen sich große Bleche und Kunststoffplatten mit den vorgeschlagenen Mitteln nicht so fest an einen Zylinder anpressen wie es erforderlich ist, um besonders bei großen Zylinderdurchmessern die gleichen Spanungsverhältnisse auf der ganzen Fläche des Werkstückes zu gewährleisten, was aber erforderlich ist, wenn die Präzision der Gravur auf der ganzen Fläche von gleicher Qualität sein soll. Bei nicht gleichen Spanungsverhältnissen entstehen Re sonanzinseln, die sich durch rattermarken ähnliche Oberflächen der Gravuren bemerkbar machen. Eine weitere Unvollkommenheit der in der Patentanmeldung beschriebenen Dreheinrichtung besteht in dem Fehlen einer Aussage über die Herstellung beispielsweise eines Kreuzrasters.The same applies to the procedure in which the Workpiece remains stationary and the serious tool must be guided over the surface to be engraved. But also the forces are involved in the acceptance of complex storage systems of the masses going back and forth can hardly be mastered in such a way that the precision of the engraving remains unaffected, especially if it is billed that the with the glossy turning Diamond tools required cutting speeds a reciprocating mass are to be transferred. This Difficulty was taken into account in the patent application DE 31 14 751 proposed to ver with a linear engraving seeing sheet metal or a plastic plate on a drum or to clamp on a cylinder and on a kind of turning measure machine with a diamond tool. The Besei The disadvantages of back and forth masses is with the Although this proposal is given, large sheets can be used and plastic plates with the proposed means not press as hard on a cylinder as is necessary to be the same, especially with large cylinder diameters Voltage relationships on the entire surface of the workpiece to ensure what is needed when the precision the engraving must be of the same quality over the entire surface should. If the voltage conditions are not the same, Re Sonanz Islands, which are characterized by chatter-like surfaces of the engravings. Another imperfection the rotating device described in the patent application consists in the lack of a statement about the manufacture for example a cross grid.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher erstens darin, ein Verfahren zu ermitteln ein Metallblech oder auch eine Kunststoffplatte so gleichmäßig fest auf einen Zylinder zu spannen, daß in jedem Bereich der von dem Metall blech gebildeten Mantelfläche des Zylinders gleiche Spanungs verhältnisse gewährleistet sind und zweitens darin, daß das Metallblech bzw. die Kunststoffplatte so eingerichtet ist, daß sie nach der Einbringung einer linearen Gravur um bei spielsweise 60 oder 90 Grad gedreht wieder auf den Drehzy linder aufgespannt und mit einer zweiten Gravur versehen werden kann.The object underlying the invention is therefore firstly, to identify a method of sheet metal or a plastic plate so evenly firmly on one Cylinder that clamp in every area of the metal sheet-shaped surface of the cylinder of the same voltage conditions are guaranteed and secondly in that the Sheet metal or the plastic plate is set up so that after the introduction of a linear engraving at for example, 60 or 90 degrees turned back on the rotary cylinder more relaxed and provided with a second engraving can be.

Die Aufgabe zu erstens wurde durch zwei erfinderische Maßnahmen gelöst und zwar dadurch, daß die Spanneinrichtung in Spannbe reiche unterteilt wurde und eine hochelastische Folie zwischen dem Drehzylinder und dem zu gravierenden Werkstück eingebracht wurde.The first task was accomplished by two inventive measures solved and that in that the clamping device in Spannbe was divided and a highly elastic film between the rotary cylinder and the workpiece to be engraved has been.

Die Aufgabe zu zweitens wurde durch die maßlich bedingte Form gebung des Werkstückes gelöst, welche zur Herstellung einer sich rechtwinkelig kreuzenden Gravur als quadratische Fläche zugeschnitten ist, wobei der Abstand der sich am Werkstück rand gegenüberliegenden Aufnahmebohrungen dem Umfang des Dreh zylinders abzüglich der Spanneinrichtungsfläche gleich ist. Bei mehrmals sich kreuzenden Gravuren ist beim Zuschnitt des Werkstückes die gleiche Forderung hinsichtlich des Abstandes der parallel sich gegenüberliegenden Aufnahmebohrungen zu erfüllen.Second, the task was due to the dimensional form problem of the workpiece, which is used to produce a engraving intersecting at right angles as a square surface is cut, the distance being on the workpiece opposite receiving holes the circumference of the rotation cylinder minus the clamping device area is the same. If the engravings intersect several times, the Workpiece the same requirement with regard to the distance the parallel opposite bore holes fulfill.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungsformen dargestellt. Es bedeutetIn the drawing, the subject of the invention is in several Embodiments shown. It means

Fig. 1 Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Drehzylinders mit mechanischer Spanneinrichtung, Fig. 1 side view of an embodiment of the rotating cylinder according to the invention with a mechanical tensioning device,

Fig. 2 Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehzylinders gemäß Fig. 1, Fig. 2 plan view of the embodiment of the rotating cylinder according to the invention according to FIG. 1,

Fig. 3 Teilschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehzylinders mit hydraulischer Spanneinrichtung, Fig. 3 partial section through an embodiment of the rotating cylinder according to the invention with hydraulic clamping device

Fig. 4 Teildraufsicht auf das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehzylinders gemäß Fig. 3, Fig. 4 partial plan view of the embodiment of the rotating cylinder according to the invention according to FIG. 3,

Fig. 5 erfindungsgemäßer Werkstückzuschnitt für zwei sich kreuzende Lineargravuren, Fig. 5 according to the invention workpiece blank for two intersecting linear engravings

Fig. 6 erfindungsgemäßer Werkstückzuschnitt für drei sich schneidende Lineargravuren. Fig. 6 according to the invention workpiece blank for three intersecting linear engravings.

Erfindungsgemäß wird das Werkstück "1" auf die Länge geschnit ten, die der Umfangstrecke um den Drehzylinder "2" von der Spannleiste "3" zur Spannleiste "4" entspricht. Die Spannlei sten "3" und "4" liegen unter der Umfangslinie "5" des Dreh zylinders und in den Spannleisten befinden sich die Gewinde bohrungen "6" zur Befestigung des Werkstückes. Erfindungsge mäß befinden sich zwischen den Spannleisten vorzugsweise links- und rechtsgängige Schrauben "7" mit denen die Spannleisten gegeneinander zu ziehen sind. Durch eine große Anzahl der Spannschrauben sind die auf das Werkstück ausübbaren Zug kräfte zur Erreichung einer gleichmäßigen Anpressung des selben an die Mantelfläche des Drehzylinders, den Erforder nissen entsprechend anpaßbar, wobei sich die diesbezügliche Wirksamkeit der Spannleisten erfindungsgemäß dadurch steigern läßt, daß mindestens eine der Spannleisten in einzelne Spann elemente "8" aufgeteilt ist, was mit durchgehenden Trennschnit ten "9" stark und mit Einschnitten "10" weniger stark erreicht wird. Eine optimal ausgleichende Spannung des Werkstückes wird mit einer hydraulischen Spanneinrichtung erreicht, die im Schnitt auf der "Fig. 3" dargestellt ist. Bei dieser Spannein richtung ist das Werkstück "1" mit einer Randfläche an den Drehzylinder angeschraubt, indessen die entgegengesetzte Be festigungsbohrung "11" mit Druckkolben "14" verbunden ist, die aus einer durchgehenden Druckleitung "15" gemeinsam be aufschlagt werden. Die Spannungsfunktion gleicht einem hydrau lischen Sägespanner bei Gattersägen. Zwischen dem Drehzylinder und dem Werkstück liegt die hochelastische Folie "12", die zusammen mit dem erfindungsgemäßen Spannverfahren bei Beschallung des aufgespannten Werkstückes jegliche Resonanzschwingungen verhindert, womit das erste Ziel des erfindungsgemäßen Spann verfahrens und der entsprechenden Einrichtung erreicht ist. According to the invention, the workpiece "1" is cut to the length corresponding to the circumferential distance around the rotary cylinder "2" from the clamping bar "3" to the clamping bar "4" . The Spannlei most "3" and "4" are below the circumferential line "5" of the rotary cylinder and in the clamping bars are the threaded holes "6" for fastening the workpiece. According to the invention, there are preferably left-hand and right-hand screws "7" between the tensioning bars with which the tensioning bars can be pulled against one another. Due to a large number of clamping screws, the tensile forces that can be exerted on the workpiece can be adjusted accordingly to achieve a uniform contact pressure on the lateral surface of the rotary cylinder, the effectiveness of the clamping strips in this regard being able to be increased according to the invention in that at least one of the clamping strips is divided into individual clamping elements "8" , which is achieved with continuous dividing cuts " 9" strong and with cuts "10" less. An optimally compensating clamping of the workpiece is achieved with a hydraulic clamping device, which is shown in section on " Fig. 3". In this Spannein direction, the workpiece "1" is screwed to the rotary cylinder with an edge surface, meanwhile the opposite mounting hole "11" is connected to pressure piston "14" , which are opened together from a continuous pressure line "15" . The voltage function is similar to a hydraulic saw tensioner in frame saws. Between the rotary cylinder and the workpiece is the highly elastic film "12" , which together with the clamping method according to the invention prevents any resonance vibrations when sonicating the clamped workpiece, whereby the first aim of the clamping method according to the invention and the corresponding device is achieved.

Die erfindungsgemäße Herstellung sich rechtwinkelig kreuzender Gravuren wird dadurch erreicht, daß das Werkstück quadratisch zugeschnitten ist, wobei der Abstand "20" der sich gegenüber liegenden Aufnahmebohrungen "19" dem Umfang des Drehzylinders "2" abzüglich des Abstandes "21" der Spannleisten voneinander entspricht. Bei mehrfach sich schneidenden Gravuren sind geo metrische Flächen zuzuschneiden, bei denen die sich gegenüber liegenden Aufnahmebohrungen voneinander den Abstand "20" auf weisen wie im Falle des quadratischen Zuschnittes. The production of engravings crossing at right angles according to the invention is achieved in that the workpiece is cut square, the distance "20" of the opposing mounting bores "19" corresponding to the circumference of the rotary cylinder "2" minus the distance "21" of the clamping bars. In the case of multiple intersecting engravings, geometric surfaces must be cut, in which the receiving holes lying opposite one another are at a distance of "20" as in the case of a square cut.

BezugsnummerlisteReference number list

1 Werkstück
2 Drehzylinder
3 Spannleiste links
4 Spannleiste rechts
5 Drehzylinder-Umfangslinie
6 Gewindebohrungen
7 links- und rechtsgängige Spannschraube
8 Spannleistenelement
9 Spannleisten-Trennschnitt
10 Spannleisten-Einschnitt
11 Werkstück-Befestigungsschrauben
12 Elastikfolie
13 Spannstück
14 Druckkolben
15 Hydraulische Druckleitung
16 Zylinderstopfen
17 Drehzylinderaufnahme und Zentrierung
18 Gravurein- bzw. auslauf
19 Werkstück-Aufnahmebohrungen
20 Abstand der sich gegenüberliegenden Werkstückaufnahmebohrungen
21 Abstand der sich gegenüberliegenden Spannleisten-Gewindebohrungen 1 workpiece
2 rotating cylinders
3 tensioning strip on the left
4 tensioning strip on the right
5 circumferential cylinder
6 threaded holes
7 left and right hand clamping screws
8 tensioning bar element
9 tensioning strip separating cut
10 clamping bar incision
11 workpiece fastening screws
12 elastic film
13 clamping piece
14 pressure pistons
15 Hydraulic pressure line
16 cylinder plugs
17 Rotary cylinder holder and centering
18 engraving inlet and outlet
19 workpiece mounting holes
20 Distance of the opposing workpiece mounting holes
21 Distance between the opposing clamping bar threaded holes

Claims

1. A process for the mechanical production of primarily line-type engravings of high precision and surface quality in large-area sheets and thin-walled plastic plates, a flat workpiece being pressed onto a rotary cylinder and machined like a turned part, characterized in that the workpiece fastens the rotary cylinder to two clamping bars is either tightened with several independent screws or pressed against each other by means of hydraulically moved pistons, which are acted on from a common pressure line, at least one clamping bar being used, which is divided into individual pieces or has subdivisions by means of incisions.

2. The method according to claim 1, characterized, that between the rotary cylinder and the workpiece highly elastic film is used.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that a workpiece designed as a square or polygon is used, its parallel opposite Edges are provided with mounting holes, the over the center of the workpiece measured distance from each other The circumference of the rotary cylinder minus the distance between itself opposite threaded holes in the against each other overlying tensioning strips.

4. Device for performing the method according to a of the preceding claims with a rotary cylinder which press a flat workpiece and like a Machined part, characterized, that it has two opposing clamping bars, either with multiple independent Screws tightenable or by means of hydraulically moved Pistons that act from a common pressure line be hit, pushable, with at least one Tensioning strip is divided into individual pieces or by Has incisions subdivisions.

5. The device according to claim 4, characterized, that between the rotary cylinder and the one to be machined Workpiece is a highly elastic film is arranged.