DE1611559A1 - Linienzieher fuer technisches Zeichnen,Verfahren zu dessen Herstellung und Einrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Dipl. Ing. Helmut Zpepke _ 3 ^gy ] 3 5 Dipl. Ing. Carl O. Zoepke

Patentanwälte München 5, Erhardtstraße 11

Petsr Simon Wettingen (Schweiz)

Linienzieher für technisches Zeichnen, Verfahren zu dessen Herstellung und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens,

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Linienzieher für technisches Zeichnen, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Linienziehers und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die Verwendung von Reissfedern für die Herstellung

• 5h32 - Pl - D - 1 -

• 27.10.67 H-sy

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technischer und architektonischer Zeichnungen hat den bekannten Nachteil, dass solche Linienzieher in kurzen Abständen regelm"^ssig immer wieder gereinigt und nachgefüllt werden müssen un<j aass jie mit ihnen hergestellten Tuschlinien langsam trocknen und bis zu diesem Zeitpunkt "firauf gtacntet weruen muss, dass sie nicht verwischt werden.

Dagegen erfüllt dis rieissfeder das für technisches Zeichnen unabdingbare Erfordernis einer ststs gleichmassigen Strichbreite was wiederum bei Kugelscnreibern nicht zutrifft, weshalb diese für technische Zeichnungen nicht verwendbar sind trotzdem bei ihnen der Nacnteil der forcwänrendsn Reinigung und des Nachfüllen= in kurzen Abständen wegfallen würde.

In neuerer Zeit nun sind Schreibgeräte bekannt geworden, die anstelle einer Kugelspitze als Schreiborgan einen einachsigen Rotationskörper, z.B. einen Zylinder oder ein Ellipsoid besitzen. Bei einigen dieser Schreibgeräte ist dieser Rotationskörper an seiner Stirnfläche mit Wellenstummeln versehen,

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!Pitteis welchen er im Halterkopf drehbar geldcert ibt. Line einwandfreie Lagerung ist hierbei, bei ;ier Kleinheit der Teile, wenn überhaupt, nur mit einem ausssrqtdentlichen Aufwand möglich, w·;,,halb diese Schreibgeräte für eine Massenanfertigung schon von. der konstruktiven 5ei'te her nit;nt jeeinneu sind, ganz abgesehen von den nahen aurch aie Kompliziertheit und das Präzisionstrrfarderni's uer Konstruktion bedingten üestehungs-Kosten.

Die varliegenos Erfindung ^bezweckt die Schaffung eines Linienzieher, uer*auf einfacnstfc una billigste Weise in grossen Mengen herstelloar ist, sich im 5ehrau.cn seiest reinigt una mit welchem unabhängig von der angesetzten Zeichenkraft und von der Härte aer Unterlagen Linien gezogen werden können, die die : für technische und architektonische Zeichnungen erforderliche stets gleicnmässige .5trichbreite aufweisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Linienzieher für technisches Zeichnen, mit einem Farbpaste enthaltenden

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Vorratsbehälter und einem mit diesem in Verbindung stehenden Zeichenkopf, der aus einem Lagergehäuse und einem einachsigen Walzkörper besteht, wobei letzterer mit mehr als der Hälfte saner Mantelfläche im Lagergehäuse um seine Längsachse drehbar eingebettet ist, erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass der Walzkörper als ein mit zwei ebenen Stirnflächen abgeschlossener Zylinder ausgebildet ist, der durch Verformungen der seiner Mantelfläche gegenüberliegenden Wandungen des Lagergehäuses in radialer Richtung drehbar gehaltert ist, während die seinen Stirnflächen gegenüberliegenden und an diesen anliegenden, ebenen Wandungen des Lagergehäuses ausschliesslich ein axiales Verschieben und ein Verschwenken des Walzkörpers verhindern, und dass das Lagergehäuse zusammen mit der Mantelfläche oberhalb und bei den Lagerstellen sich verjüngende Räume und Kanäle zur gleichmässigen Verteilung der Farbpaste bildet.

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Gegenstand der Erfindung ist weiter ein Verfahren zur Herstellung eines Linienziehers der obenerwähnten Art, welches eine hohe Genauigkeit und sehr gute Reproduzierbarkeit bei wenig Ausschuss gewahrleistet und sich deshalb ,besonders gut für die Massenanfertigung von erfindungsgemässen Linienziehern eignet*

Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein als Ausgangswerkstück zur Herstellung des Lagergehäuses dienendes Rohr in einer in axialer Richtung schwach konisch ausgebildeten Kalibermatrize von rechteckiger Querschnittsform, gegebenenfalls auf eine annähernd ovale Querschnitttform vorgepresst, nach Einlegen eines Formstempls von rechteckiger Querschnittsform der mit einer stirnseitigen Abrundung versehen ist, deren Radius demjenigen des Walzkörpers entspricht, auf die Abmessungen und Form der Kalibermatrize gepresst wird, dass hierauf bei gleichzeitigem Andrücken des Formstempls in der für die Aufnahme des WalzkÖrpers bestimmten Üeffnung des Rohres mittels zweier abgerundeter Pressstempel im Rohr Ein*

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buchtungen für die Lagerung des Walzkörpers eingepresst werclsn, dass hierauf der Walzkörper bis zum Anschlag gegen die Einbuchtungen an die Stelle des Formstempels eingesetzt und durch Einbördeln des Randes des Rohres in Richtung gegen den Walzkörper und/oder durch thermische Behandlung des Rohres gehaltert wird.

Gegenstand der Erfindung ist schliesslich eine Einrichtung zur Durchführung des obigen Verfahrens. Diese Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Presswerkzeug mit einer mehrteiligen Kalibermatrize aufweist, die aus einem stationären Grund— körper mit einer kalibrierten zur Aufnahme des zu verformenden Rohres dienenden Nut und einem in diese Nut einschiebbar-en Kaliberstempel besteht, sowie ein Bördelwerkzeug mit vier Börde^lbacken die paarweise in zueinander senkrecht stehenden Richtungen gleichzeitig verschiebbar angeordnet sind.

Beispiele des Erfindungsgengenstandes werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

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i.iz zeigen j

Fij, la eine Ansicht des oberen Teiles des Halters einer ernten Ausführungsform eines erfindungsgemassen Linienziehers ;

Fig. Ib einen Querschnitt durch eine Variante der Halterform;

Fig. Ic den unteren Halterteil mit dem Zeichenkopf eines Linienziehers nach Fig. Ib;

Fig. Σ einen zur Fig. Ic um 90 verdrehten Axialöchnitt durch den Linienzieher nach Fig. lcj

Fig. 3 unn 4 zwei zueinander um 90 verdrehte Axialschnitte durch den Zeichenkopf eines erfindungsgemässen Linienziehers in vergrössertem Massstab;

Fig. 5 ebenfalls in vergrössertem Massiab, eine Sicht auf das vordere Ende des Zeichenkopfes bei entferntem Wälzkörper

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Fig. 6 einen Axialschnitt durch den Zeichenkopf einer anderen Ausführungsfarm des erfindungsgemässen Linienziehers;

Fig. 7 eine Sicht entsprechend derjenigen der Fig. 5 auf das vordere Ende des Linienziehers nach Fig. 6 bei entferntem Wälzkörper?

Die Fig. B, 9 und 10 in perspektivischer Ansicht drei Verfahrensschritte zur Herstellung eines Zeichenkopfes für einen erfxndungsgemassen Linienzieherj

Fig. 11 eine perspektivische Darstellung eines Teils eines Zeichenkopfes;

Fig. 12, 13 im Lärtsschnitt bzw. Querschnitt eine Kalibermatrize zur Herstellung des Zeichenkopfes eines Linienziehers nach der Erfindung.

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Fig. 14 eine perspektivische Darstellung von Werkzeugteilen zur Herstellung des Zeichenkopfes;

Fig. 15 eine Vorderansicht eines Werkzeuges für die Herstellung des Zeichenkopfes eines erfindungsgemässen Linienziehersj

Fig. 16, 17, IB und 19 sind Schnitte nach den Linien B-B, C-C, D-D und A-A der Fig. 15, und

Fig. 20 ist eine Darstellung der Kraft-Wegdiagramme im Zusammenhang mi b dem Werkzeug der Fig.' 15 - 19.

Die in den Fig. la, Ib, Ic und 2-5 dargestellten Linienzieher sind als Wsgwerfobjekte konzipiert, d.h. es ist keine Möglichkeit vorgesehen, verbrauchte Farbpaste zu erse-fczen.

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Mit 15 ist allgemein der Halter eines Linienziehers

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bezeichnet, der eine zylindrische Bohrung aufweist, sodass er zugleich einen Vorratsbehälter für Färbpaste 5 bildet. An seinem vorderen Ende ist an diesem Halter 15 ein Zeichenkopf 2 befestigt. Dieser besteht aus einem Lagergehäuse 7 und einem darin um seine Längsachse drehbar gelagerten Wälzkörper 1. Ueber eine den Zeichenkopf 2 durchsetzende Oeffnung 16 kann Färbpaste 5 zum Wälzkörper 1 gelangen. Dieser ist, wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, als eina^chsiger Rotationskörper in Form eines durch zwei ebene Stirnflächen 10a abgeschlossenen Kreiszylinders ausgebildet, dessen Mantelfläche mit 10 bezeichnet ist. Entlang dem ganzen Umfang der kreisförmigen Schnitte der Ebenen der Stirnflächen 10a mit der gedachten Verlängerung des zylindrischen Mantels 10 sind Abrundungen lOb gebildet. Diese Abrundungen lOb gewährleisten ein guteB Abrollen des Wälzk.örpers 1 auf der Zeichenfläche und der Zeichner empfindet eine ruhige und angenehme Fortbewegung des Linienziehers.

Um ein Rutschen des Wälzkörpers 1 auf glatten Zeichnungs-

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flächen zu vermeiden, ist ausserdem mit Vorteil uie Mantelfläche 10 des Wälzkörpers 1 mit winzigen Vertiefungen versehen, welche zwischen ZO und BÜ,a der gesamten Mantelfläche ausmachen. Diese Vertiefungen können beispielsweise so hergestellt weraen, dass die Mantelfläche 1Ü geschliffen und nachher nur vorpoliert wird. Bei Verwendung eines gesinterten Wälzköpers kann uie KanteiLf lache des porösen Sinterkörpers auch so poliert werden, dass zwischen den auf Mass polierten Oberflächenteilen eine Vielzahl von kleinen Löchern und Einbuchtungen zurückbleiben. Diese Vertiefunoen in der Mantelfläche 10 werden beim Gebrauch des Linienziehers mit Faropaste 5 gefüllt und sichern die Uebertragung aer zur Erzielung gleichmässiger, exakter Linien nötigen Farbpas te.

Damit sich der Wälzkörper 1 nicht allzuschnell abnützt» besonders wenn »it grossee Zeichendruck auf einer harten, eventuell sogar mit Staub verschmutzen Zeichenfläch· gearbeitet wird ist

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er mit Vorteil aus einem Werkstoff hergestellt,

2 der eine Druckfestigkeit von mindestens 150 kg/mm aufweist. Ausserdem sollte dieser Werkstoff natürlich korrosionsbeständig sein.

Um beim Zeichnen Linien lückenlos aneinander anschliessen zu können muss ausserdem der Durchmesser des Wälzkörpers 1 möglichst klein gehalten werden, jedenfalls unter 1,5 mm. Bei den bisher bekannten Konstruktionen steht diesem Erfodernis dasjenige der Herstellung der für die Lagerung des Wälzkörpers notwendigen Organe entgegen. Beim erfindungsgemässen Linienzjöier ist diese Klippe· dadurch überwinden, dass am Wälzkörper selbst keine solchen Organe vorgesehen werden müssen.

Die Halterung des Wälzkörpers 1 im Lagergehäuse 7 erfolgt beim erfindungsgemässen Linienzieher im Gegensatz zu bekannten Konstruktionen nicht axial über sein Stirnflächen sondern x\ radialer Richtung durch seiner Mantelfläche 10 gegenüberliegende Wandungen des Lagergehäusee wie im folgenden noch näher erläutert wird,

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Zu diesem Zweck weisl; das offene Ende des Lagergehäu3es_ 7 Einbuchtungen 9 sowie eine Einbördelung 14 auf, die mindestens die Hälfte der Mantelfläche 10 des Walzkörpers umschliessen und ihn drehbar haltern, ohne dass er herausfallen kann. Es hat sich gezeigt,; dass dem Zeichner eine genügend grosse Freiheit der Handhaltung gewährt wird, ohne dass das Lagerhäuse 7 mit der Zeichenfläche in Berührung kommt und ohne dass Gefahr besteht, dass der eingebettete- Wälzkörper bei der unvermeidbaren Abnützung nach längerem Gebrauch herausfällt,, wenn ca. 64$ der gesamten Mantelfläche ID jedoch mindestens 55$ und maximal B5'~/a im Lagerhäuse. 7 auf die darge.-* stellte Art eingebettet ist.

Eins ständige gute Bendbzung des Wäiz;kor:pers X durch die Färbpaste 5 ist dadurch gewahrleistet, dass das Lagergehäuse 7 so ausge:bil.det is±»,. dass es zusammen mit dejc: Mantelfläche IQ des Wäilz— köjcpeis 1 ober halb und in der Usthe der: La,gßi stellen B sich veirjüngende Räume^!- 9^:a bildet* Durch diß. Kapillar.-* kräfte wird die Farbpas Ue 5 auch bei. ruhendem- Walz:-^

körper 1 und Flüasigkeitsverlust der Farbpaste 5 durch Ein trocknung nach längerem nichtgebrauch in diese Verjüngung der Räume 9a gefördert und fortlaufend nachgeschoben. Die im engsten Bereich der sich verjüngenden Räume 9a winzige '''enge ein^etrockne cer Farbpaste 5 schiie-jjit die noch flüssige Farbpaste im inneren Raum ab und verhindert deren Aus trocknung, soduss der Linienziejner ständig betriebsbereit ist.

Während des Gebrauchs übt die benetzte Mantelfläche 10 den" sich drehenden Wäizkürpers 1 auf die Färbpaste. 5 eine Förderwirkung aus, die durch die sich verj ürgenaen Räume 9 begünstigt wird«. Der Förderdruck steigt mit steigendex Umgangsgeschwindigkeit des Wälzkörpers 1 an und sorgt auch bei grossen Zeiehengeschwindigkeiten für ausreichenden Nachschub und für eine gleichmässige Verteilung der; Farbpaste 5, seihst wenn diese eine hohe Viskosität aufweist.,

Ijn Lagerrgehäuse 7 sind ferner Kanäie; 9b (Fig.-* 5) gebildet,, weiche die fördernderr Kapillarkräftt>- durch

CTQmmt mm

v/isrmehruna der gesamten überflache und durch . V^rKlöincrun-j isr Kapillarradien und den Förderdruck durch Verlängerung der sich verjüngenden
Räuina 9a vernccqsern. Die bei den Randern des
Lagergehäuse« angebrachten Kanäle 9b geaen den gezeicnneten Linien eine besonderii gute Randschärfe.

Utr. eine ständige Zufuhr dex färbpaste 5 aus dem Vorratsbehälter zum Wälzkörper 1" .durch die Kapillar-krifte zu bewirken, weisen die inneren Querschnitte ae-j. VaratsbeMälters una des Zeichenkopf ac 2 vom Ende des Vorratsbehälters gerechnet bis zum Wälzkörper 1 eine zunehmende Kaoillarsteiijhöne auf.

Damit sich der beschriebene Linienzieher selbst reinigt weist der Spalt Ta zwischen dem Wälzkörpermantel 10 und dem Lagergehäuse 7 mindestens an den Rändern 7b des letztaren von aussen nach innen eine Verjüngung auf· (Fig. 3). Auf der Käntelflache 10 des Wäizkörpers 1 verbleibende, unerwünschte Reste von Farbpaste werden durch die
Kapillarwirkung in die Verjüngung zurückgesaugt und bein Drehen des Wälzkörpers 1 durch die Verjü η gun g

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der Spalte nicht abgeschabt sondern in den Innenraum des Zeichenkopfes 2 zurückbefördert.

Das Lagerspiel des Wälzkörpers 1 beträgt ca. 1LL , mindestens aber 0,1 U. und maximal 1OyM. . Dieses Lagerspiel ist bestimmend für die Grosse der Schichtdichte der gezeichneten Linien. Bei IyU Lagerspiel ist die Lichtpausbarkeit und die Lebensdauer des Pastenvorrates auch für die Wegwerfausführung noch ausreichend. .

Gegenüber den vielfaltigen Aufgaben, die den der Mantelfläche 10 des Wälzkörpers gegenüberliegenden Wandungen des Lagergehäuses 7 zufallen haben die den Stirnflächen 10a des Wälzkörpers 1 gegenüberliegenden und an diesen anliegenden Wandungen 7c des Lagergehäuses 7 welche vollkommen eben ausgebildet sind ausschliesslich die Aufgabe, ein axiales Verschieben und Verschveiken des Wälzkörpers zu verhindern. Diese Aufgabe wird ihnen durch die einfache und relativ grosse Anlagefläche an den Stirnwänden des Wälzkörpers wesentlich erleichtert.

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Wie aus dem Vorstehenden ohne weiteres ersichtlich, vereinfacht die Lagerung des Wälzkörpers 1 unmittelbar auf seiner Mantefläche 10 und auf seinen ebenen Stirnflächen IDa ohne irgendwelche Lagerwellen die Herstellung solcher Wälzkörper von kleinsten Dimensionen ganz erheblich.

Anstelle der in den Fig. 1 -5 dargestellten Wegwerf ausführungen sind auch Ausführungen dankbar» bei denen in einen Halter eine oder mehrere Patronen als ZBichenk.öpfe for diverse Linienstärken einsetzbar sind·

Das Lagergehäuse kann beispielsweiseausSpritzguss bestehen» wobei der Wälzkörper bei der; Herv stellung durch Umspritzen in der dargestellten Weise in das Lagergehäuse eingebettet werden kann.

Die in den Figuren 6 und 7 dargestellte Äusführungsf.orm unterscheidet sich von der Ausführung, nach den Fig» 1 - 5 dadurch*"'dass das Lagergehäuse des Zeichenkopfes aus zwei Teilen 7| 11 besteht, wobei der innere Teil/ 11 durch ein Rohr von härterem Werkstoff

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als der Werkstoff des äusseren Teils 7 besteht, welches Lagerstellen 12 für den Wälzkörper 1 und in diesen Kanäle 13 zur gleichmässigen Verteilung" der Farbpaste 5 aufweist. Der harte Werkstoff des innern Teils 11 ergibt eine widerstandsfähige Lagerung und der weichere Werkstoff des äusseren Teils 7 erleichtert das Einbördeln zur Fassung des Wälzkörpers 1 im Lagergehäuse.

Damit der Benutzer die richtige Haltung des beschriebenen Linienziehers nicht stets mit den Augen kontrollieren muss sondern diese beim Halten des Halters 15 unmittelbar fühlen kann, kann der Halter 15 eine von der Kreisform abweichende z.B. ovale Querschnittsform aufweisen, wobei die Langsachse des ovalen, Querschnittes parallel zu den Seitenflanken IDa des Wälzkörpers 1 verläuft. Den gleichen Zweck erfüllen sich wenigstens über einen Teil der Halter-lange erstreckende Abflachungen 3 (Fig. Ib) wobei die Ebene dieser. Abflachungen parallel zu den Seitenflanken 10a des Wälzkörpers 1 angeordnet sind.

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Die Farbpaste S im VorratsbehältBr Ist mittels eines Fettpfropfens 6 abgeschlossen, der bei sinkendem Niveau der Farbpaste nachfolgt und deren Äustrocknung verhindert·

Die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Farbpaste 5 beeinflussen kaum die Schichtdicke des Striches» dagegen erheblich die Opazität derselben. Zur Vergrösserung der Opazität werden mit Vorteil mikroskopisch kleine undurchsichtige Leichtmetallplättchen, Grafit, Rues öder Molybdänsulfid mit einer maximalen Korngrösse von 1Ö00 Millimikron der Farbpaste 5 beigemengt.

Ein besonderer Vorteil des beschriebenen Linienziehers besteht darin, dass die mit ihm auf eine Zeichenfläche aufgetragene Farbpaste von hoher Viskosität'im Gegensatz zu gebräuchiichen dünnflüssigen Tinten bzw, Tuschen nicht- wesentlich zwischen die Fasern des Werkstoffes der ZBxchenfläche-Inder Regel Papier - ein-drlngt und ohne nennenswerte Beschädigung der Zeichenfläche radierbar ist und dass sich Überdies äusserst randscharfe

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Linien zeichen lassen. Die Figuren 15 bis 20 wurden beispielsweise mit einem erfindungsgemässen Linienzieher erstellt.

Hervorzuheben ist weiter, dass ein einwandfrei randscharfes Zeichnen auch auf einer durch mehr-, maliges Radieren beschädigten, d.h. zerfaserten Stelle der Zeichenfläche möglich ist, ohne dass ein Zerfliessen der Linien oder ein Hängenbleiben des Wälzkörpers eintritt.

Die Figuren 8 - 14 veranschaulichen ein besonders einfaches Verfahren zur Herstellung des Zeichenkopfes des erfindungsgemässen Linienziehers. Fig. zeigt ein als Ausgangsmaterial dienendes Werkstück in Form eines Rohres 17, dessen Abmessungen auf Drehautomaten entsprechend für kalte Umformungen in Kaliberpressen bearbeitet werden. Die Verwendung von Kaltverformung bei der Herstellung des Lagergehäuses hat den Vorteil, dass, mit Präzisionskaliberwerkzeugen^ eine hohe Genauigkeit und eine sehr gute Reproduzierbarkeit bei geringem Ausschuss erzielt werden kann.

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Die Herstellung des Zeichenkopfes kann im wesentlichen in folgende Verfahrensschritte unterteilt Werdens

Zuerst wird das Rohr 17 in Bine in axialer Richtung leicht konisch ausgebildete, zweiteilige gegebenenfalls vorgewärmte Kalibermatrize 18, 19 mit rechteckigem Innenquerschnitt eingelegt (Fig. 12, 13). Die Konizität der Kalibermatrize erleichtert das Entfernen des Lagergehäuses nach dem Fertigpressen aus dem Pressswerkzeug ohne Beeinträchtigung seiner Präzision beim Ausziehen. Zugleich gewährleistet diese Konizität einen gleichmässigen Uebergang vom Rundquerscbnitt in den quadratischen Querschnitt entlang der Längsachse des Zeichenkopfegwie aus Fig. 9 ersichtlich ist. ' '■ ' ^ ■'■

Das Rohr 17 wird hierauf auf eine annähernd ovale Querschnittsform vorgepresst. Dieser Arbeitsschritt

dient der Erleichterung des Einlegena eines Formstempijls, er könnte aber auch Sfusfeilen.

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Anschliessend wird ein Formstempel 20 von rechteckiger Querschnittsform und mit einer stirnseitigen Abrundung 21 versehen, deren Radius dem Radius des Wälzkörpers 1 entspricht, mit der Rundung 21 voran in das Rohr 17 eingeschoben.

Nun erfolgt das Fertigpressen des Lagergehäuses 7 auf die Abmessung und Form der Kalibermatrizen 18, 19 durch Ineinanderschieben der Matrizen bis zu einem Anschlag, der mit einer Platte 24 als Zwischenstück einstellbar ist.

Als nächster Schritt erfolgt da» Einpressen der Einbuchtungen 22 für die Lagerung des Wälzkörpers Hierzu dienen zwei abgerundete Pressstempel 23, 23· während gleichzeitig der rechteckige Formstempel 20 in der für die Aufnahme des Wälzkörpers 1 bestimmten Oeffnung des Rohres 17 festgehalten wird. Mit diesem Schritt ist das Rohr 17 fertiggepreset und wird aus dem Presewerkzeug genommen.

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Ale nächstes wird der Wälzkörper 1 en seine endgültige Lage im Rohr 1? verbracht» und der Rand des Rohres 17 in Richtung auf den Wälzkörper 1 hin eingebördelt. Auf diesen Schritt soll im Folgenden noch eingegangen werden«

Die Schichtdicke .des Striches ist durch die Grosse des Lagerspieles zwischen dem Wälzkörper 1 und dem Lagergehäuse 7 eindeutig festgelegt. Dieses Lagerapiel, das annähernd ein tausendstel Millimeter betragt» muss daher mit enger Toleranz eingehalten werden* dabei darf der Wälzkörper 1 keinesfalls am laichten Abrollen gehindert werden» Fabrikationsprobleme_} die wegen der Präzision dar Lagerung auftreten, können in der folgenden» für eine Massenproduktion geeigneten Weise gelöst werden«.

Das erforderliche Lagerspiel zwischen Wälzkörper und Lagergehäuse T kann im wesentlichen durch bleibende Verformung■■-in bestimmten Zonen und durch elastisches Zurückfedern des Werkstoffes des-Lager·

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.0»

gehäuses 7 nach dem Verschwinden der an dem Lagergehäuse 7 angesetzten Bördelkräfte erzielt werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Zeichenkopf erhitzt oder tiefgekühlt werd.Bn-·

'Die Anwendung beider Verfahrensschritte gibt eine günstige Kombination, welche ein gut reproduzierbares Verfahren zur Herstellung des Lagerspieles bei höchster Genauigkeit und ausreichender Unabhängigkeit von den Schwankungen der jeweiligen Umgebungstemperatur darstellt.

Durch die Wiederholung der Wärmebehandlung, nötigenfalls bei erhöhter Temperatur, können auch überbördelte Zeichenstifte mit blockierten Wälzkörpern repariert werden.

Das Prinzip des Umbördelns zeigt Fig. 14. Beim Umbördeln des Randes des Lagergehäuses 7 werden vier Bördelbacken gleichzeitig an die Wandung des Lagergehäuses angedrückt, wobei die Anpresskraft der Bördelbacken 28, 28», 29, 29' dera^rt bemessen

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wird, dass die Fliessgrenze des Merkstoffes des Lagergehäuses 7 mindestens teilweise überschritten wird, wobei sich dieses der Form des ijfälzkBrpers 1 anpasst*

Das Lagerspiel des .'Wälzkörpers wird, wenn keine Wärmebehandlung stattfindet durch geeignete: Wahl des zur Herstellung des Lagergehäuses dienenden Werkstoffes und durch die Bemessung der Anpresskraft gewonnen« Nach dem Verschwinden der beim Bördeln angewendeten Anpresskraft federt der Werkstoff in einem zuje Gewinnung des nötigen Eagörspisies ausreichendem Masse in bestimmten Zonen des Verformungsbereiches elastisch zurück. Die ' ■' genaue Einstellung der Bördieikräfte wird empirisch gefunden.

Der Werkstoff des Lagergehäuses soll eine Fliessgrenze zwischen 30 und 55 kg/mm aufweisen und die Eigenschaft haben, dass er durch das Kaltpressen an den Lagerstellen β seineBruchfestigkeit bie

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Jt

■auf SO- 120 Kg/mm erhöht, um eine lange Lebensdauer des Linienziehers zu gewährleisten.

Ein weiterer Vorteil des soeben beschriebenen Herstellungsverfahrens liegt darin, dass die Lagersteilen durch die kalte Umformung gehärtet werden.

Fig> 11 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der ein Metallrohr 25 von rechteckiger Quer*- schnittsform als Ausgangswerketoff zur Herstellung des LagergahMuses dient. Da» Einpressen der Lageretellen kann mit demselben Preeewerkzeug nach Fig. 12 und 13 durchgeführt werden und das Einbördeln nach Fig* 14 des obengenannten Ver·* fahrone. Selbatveretändlich fällt hier ein Vorpressen weg. ' -

Um den Strömungswiderstand der Farbpaste 5 zu verkleinern und dadurch eine echnelle Zeichengeschwindigkeit zu erreichen, können die tcherfen Innenkanten abgerundet werden. Eine einfachere Lösung besteht darin, das Metallrohr 25 von recht-

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eckiger Querschnittsform in einem Verlängerungsrohr 27 mit grösserem Innenquerschnitt durch Pressen, Löten, Schweissen od. Kleben zu befestigen« Um eine grosse Zeichengeschwindigkeit errseichen zu können, muss die Länge des Metallrohres 25 mit engem Innenquerschnitt möglichst kurz bemessen werden.

Die Einbettung desMälzkörpers 1 in das Legergehäuse 7 kann auch bei erhöhter Temperatur erfolgen, um ein besseres Fliessen des Werkstoffes vom Lagergehäuse beim Umbördeln zu bewirken« bzw· die Fliessgrenze desselben herabzusetzen.

Um optimale Resultate bei der Herateilung des Lagerspiels durch Wärmebehandlung zu erzielen besteht der Wälzkörper 2 mit Vorteil aus einem Werkstoff mit einem Wärmedehnungskaeffizient der mindestens um 0.3 IiT /C° vqn demjenigen des Werkstoffs des Lagergehäuses differiert«, Bei zu grossem Unterschied der Wärmeausdehnungszahlen wird die Strichdicke abhängig von der Umgebungstemperatur;

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bei zu kleinem Unterschied könnte das Lagerspiel nicht ausreichend werden und Strichdicke und Lichtpausbarkeit der gezogenen Linien beeinträchtigen.

Das Einbördeln des tfälzkörpers 1 könnte gemäss einer Variante ganz wegfallen wenn der Wälzkörper 1 mit einem Material das einen tieferliegenden Schmelzpunkt und eine kleinere Wärmeausdehnungszahl besitzt als er in einer Form nach dem Spritzguss-verfahren umgössen würde. Das gewünschte Lagerspiel stellt sich bei richtigem Verhältnis der Wärmeausdehnungszahlen beider Werkstoffe nach dem Abkühlen automatisch ein. Für die grobe Vorausbestimmung des Lagerspieles gilt dabei der folgende Zusammenhang»

1= U₁ -e_?) D (t₀ -t_x)

wobei e..= die irfärmeausdehnungszahl des Werkstoffes

des Wälzkörpers
Bj= die Wärmeausdehnungszahl des Werkstoffes

' des Lagergehäuses
tj,= die Zimmertemperatur

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ΐ.= die Temperatur, die bei der Wärmebehandlung bzw. Tiefkühlung des Wälzkorpers und . des Lagergehäuses angewendet wird.

D= Durchmesser des h'älz körpers

Der bearbeitete Itfälzkörper wird z.B. in das entsprechend der Form dss Wälzkörpers vorbearbeitete und erhitzte Lagergehäuse eingelegt oder eingepresst und nachher eingebördelt, wobei ►der Itfäilzkörperwerkstoff eine grässere Wärmeausdehnung besitzt als der Werkstoff des Lagergehäuses 7, und sodann abgekühlt, wobei sich das gewünschte Lagerspiel infolge der unterschiedlichen Warmeausdehnungszahlen mit höchster Genauigkeit zwangsläufig einstellt, wenn die Warmeausdehnungszahlen beider Werkstoffe im richtigen Verhältnis zueinander stehen. Das gleiche . Ergebnis ist zu erreichen, wenn die Irfärmeausdehnungszahl des Werkstoffes des Wälzkörpers kleiner ist als diejenige des Werkstoffes des Lagergehäuses in dem der eingebettete Wälzkörper 1 samt Lagergehäuse 7 tiefgekühlt wird. Nach dem Wiederaufwärmen auf Zimmertemperatur erfolgt ebenfalls die richtige Anpassung

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zwangsläufig. Bei der Tiefkühlung wird das maximal erreichbare Lagerspiel kleiner als bei der Hitzebehandlung. Nötigenfalls kann die Erhitzung bzw. die Tiefkühlung wiederholt werden.

In den Figuren 15 - 20 ist eine Einrichtung veranschaulicht mit welcher das vorgehend mit Bezug auf die Figuren B - 14 erläuterte Verfahren durchgeführt werden kann· Diese Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem mehrteiligen Presswerkzeug (Fig. 12, 13) und aus einem ebenfalls mehrteiligen Bördelwerkzeug (Fig 14 - 20).

Gemäss den Fig. 12 und 13 weist das Presswerkzeug eine zweiteilige, ineinanderschiebbare Kalibermatrize einen Formstempel 20 und zwei Pressstempel 23, 23' auf.

Als Kalibermatrize dient ein stationärer Grundkörper IB mit einer kalibrierten, zur Aufnahme des zu verformenden Rohres 17 dienenden Nut 30 und ein in diese Nut einschiebbarer .Kaliberstempel 19* Durch

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die Nut 30 und eine Fläche 31 des in diese eingesetzten Kaliberstempels 19 wird ein allseitig in seiner Langsachse 33 konischer Kanal 32 gebildet.

Im Bereich des engeren Querschnittes des Kanals sind in einer zur Bewegungsrichtung des Kaliberstempels 19 senkrechten Richtung im Grundkörper zwei gegenüberliegende Bohrungen zur Aufnahme der abgerundeten Pressstempeln 23» 23* so vorgesehen, dass ihre Längsachse durch die Mitte 34 des bei vollständig eingeschobenem Kaliberstempels verbleibenden KanalquerschnitteB verläuft* Die Pressstempel 23, 23^f sind an ihrem in den Kanal ragenden Ende 22 mit einem Radius von annährend 0.25 mm abgerundet. Diese Abrundung gewährleistet, dass der Pressstempel weder das Material des Lager-

gehäuses durchstechen noch dieses unnötig deformieren kann.

Auf der Seite des kleineren Querschnittes des Kanals 32 und koaxial, zu diesem ist der Formstempel·

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angeordnet, dessen dem Kanal 32 zugewandtes Ende eine Abrundung 21 aufweist, die nach Bemessung und Formgebung genau dem Wälzkörper entspricht. Das beschriebene Presswerkzeug bildet einen dem Lagergehäuse entsprechenden beinahe vollständig "geschlossenen Raum, ähnlich einer Giessform, wobei nach Betätigung sämtlicher beweglicher Teile des Presswerkzeuges der Ausgangswerkstoff des Lagergehäuses fliessend die gewünschte Form annimmt.

Gemäss den Fig. 14 und 15 weist das Bördelwerkzeug vier Bördelbacken 28, 28", 29, 29' auf, welche paarweise zueinander senkrecht stehen und gleichzeitig verschiebbar angeordnet sind. Für alle vier Bördelbacken ist ein einziges Vorschuborgan 40, 41, 42 angeordnet, dessen Vorschubbewegung über den Bördelbacken zugeordnete Uebertragungsglieder auf die Bördelbacken übertragen wird. Als Uebertragungsglieder dienen vier an einem Ende schwenkbar gelagerte Uebertragungsstabfedern 36, 37, 38, 39, welche die Vorschubbewegung des Vorschuborganes nach Kontaktnahme der Bördelbacken am eingesetzten

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Lagergehäuse xn eine genaue und gut xepxodüzieibaxe Böideikraft umsetzen.

Afvdie Stelle dex Federn-36, 37, 3B, 39 könnten auch hydrauliscbe Kraft kolben -..treten·

Dex Absolutwert und das Verhältnis der von dem Voxschuboxgan auf¹ je ein Paai gegenübeiliegendex Bördelbacken übextxagenen Voxschubskxgfte kann duxch Veischiebung dex Angriffspunkte der Federn 36, 37» -38, 39 verstellt wexden (s. Fig. 15 und 20). Mit der Vexschiebung der Angriffspunkte lässt sich die Fedeikonstante in weitem Bexsiche einstellen, um einem fixen Voischub mehx odex weniger.BGidelkraft zuzuordnen.

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Claims (1)

1. PATENTAN S P RUECHE

   1. Linienzieher für technisches Zeichnen, mit einem Farbpaste enthaltenden Vorratsbehälter und einem mit diesem in Verbindung stehenden Zeichenkopf, der aus einem Lagergehäuse und einem einachsigen Wälzkörper besteht, wobei letzterer mit mehr als der HÜlfte seiner Mantelfläche im Lagergehäuse um seine Längsachse drehbar eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper (1) als ein mit zwei ebenen Stirnflächen (10a) abgeschlossener Zylindcer ausgebildet ist, der durch Verformungen (9,14) der seiner Mantelfläche (10) gegenüberliegenden Wandungen des Lagergehäuses (7) in radialer Richtung drehbar gehaltert ist, während die seinen Stirnflächen (10a) gegenüberliegenden und an diesen anliegenden, ' ebenen Wandungen (7c) des Lagergehäuses ausschliesslich ein axiales Verschieben und ein Verschwenken des Wälzkörpers verhindern, und dass das Lagergehäuse (7) zusammen mit der Mantelfläche (10) oberhalb und bei den Lagerstellen (8) sich verjüngende ■

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   Räume (9a) und Kanäle (9b) zur gieichmässigen Verteilung der Farbpaste (5) bildet,

   2. Linienzieher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper (1) entlang dem ganzen Umfang der kreisförmigen Schnitte der Ebenen der Stirnflächen (10a) mit der gedachten Verlängerung der zylindrischen Mantelfläche (10) Abrundungen (10b) aufweist. , .

   3. Linienzieher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Querschnitt des Vorratsbehälters (15) und des Zeichenkopfes (2) vom Ende des Vorratsbehälters gerechnet bis zum Wälzkörper (1) eine zunehmende Kapillarsteighöhe aufweisen.

   4. Linienzieher nach Anspruch1, dadurchgekennzeiehnet». dass die Spalten (Ta) zwischen dem Lagergehäuse (7) und dem Wälzkörper (1) mindestens.bei den Rändern (7b) des Lagergehäuses (-T). von aussen nach innen eine Verjüngung aufweisen.

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   5. Linienzieher nach Anspruch l_r dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lagergehäuse (7) und dem Wälzkörper (1) ein radiales Lagerspiel von 0,1 bis 10 Mikrometer vorhanden ist.

   6. Linienzieher nach einem der Ansprüche 1 - 5_r dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse aus zwei konzentrischen Rohren (7,11) besteht, von denen das innere Rohr (11) aus einem härteren Werkstoff als das äussere Rohr (7) besteht, und die Lagerstellen (12) für den Wälzkörper (1)und in diesem Kanäle (13) zur gleichmässigen Verteilung der Färbpaste (5) aufweist (Fig. 3-5).

   7. Linienzieher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sein Halter (15) eine ovale Querschnittsform aufweist, wobei die Längsachse des ovalen Querschnittes parallel zu den Stirnflächen (10a) des Wälzkörpers (1) verläuft.

   8. Linienzieher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sein Halter (15) mindestens eine,

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   sich wenigstens über einen Teil seiner Länge erstreckende Abflachung (3) aufweist, wobei die Ebene der Abflachung parallel zu den Stirn_r flachen (10a) des Wälzkörpers (1) verläuft, (Fig*

   SU Linienzieher nach einem der Ansprüche 1-fl, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper (1) aus einem Merkstoff besteht, dessen Wärmedehnungskoeffizient um mindestens Q,3"1Q~ /C von demjenigen des Werkstoffes des Lagergehäuses (7) differiert*

   10. Linienzieher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (T) aus Spritzguss besteht und der Wälzkörper (1) durch Umspritzen desselben in das Lagergehäuse (7) teilweise eingebettet ist.

   11* Linienzieher nach Anspruch 1> dadurch, gekennzeichnet, dass der Farbpaste (5) undurchsichtige Feststoffe beigemengt gind_o

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   12. Verfahren zur Herstellung eines Linienziehers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Ausgangswerkstück zur Herstellung des Lagergehäuses (7) dienendes Rohr (17, 25) in einer in axialer Richtung schwach konisch ausgebildeten Kalibermatrize (IB, 19) von rechteckiger Querschnittsform, gegebenenfalls auf eine annähernd ovale Querschnittsform vorgepresst, nach Einlegen eines Formstempels (20) von rechteckiger Querschnittsform der mit einer stirnseitigen Abrundung (21) versehen ist, deren Radius demjenigen des Wälzkörpers (1) entspricht, auf die Abmessungen und Form der Kalibermatrize (18, 19) gepresst wird, dass hierauf bei gleichzeitigem Andrücken des Formstempels (20) in der für die Aufnahme des Wälzkörpers (1) bestimmten Oeffnung des Rohres (17,25) mittels zweier abgerundeter Pressstempel (23, 23') im Rohr Einbuchtungen (9) für die Lagerung des Wälzkörpers eingepresst werden, dass hierauf der Wälzkörper bis zum Anschlag gegen die Einbuchtungen (9) an die Stalle des Formstempels (20) eingesetzt und durch Einbördeln des Randes (14) des Rohres (17, 25)

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   in Richtung gegen den Wälzkörper und/oder durch thermische Behandlung des Rohres in' diesem gehaltert wird.

   13. Verfcjhren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsniateriäl zur . Herstellung des Lagergehäuses (7) ein Metallrohr (25) mit rechteckiger Quersc+inittsfarm dient., das in einem Verlängerungsrohr (27.) von grösserem Innenquerschnitt ijls derjenige des Metallrohres (25) durch Pressen, Löten, Schwereseπ oder kleben befestigt wird. ■"·......·

   14* Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper (1.) bei erhöhter Temperatur in das Lagergehäuse (7) eingebettet wird. ,

   15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einbördeln des Randes (14) des Rohres vier Bördelbacken gleichzeitig an die Wandung des Lagergehäuses (7) angedrückt werden.

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   16. Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, dass die Bördelbacken (28, 26'» 29, 29') so stark angepresst werden, dass die Fliessgrenze des Werkstoffes des Rohres mindestens teilweise überschritten wird» und sich dieses der Form des tfälzkörpexs (1) anpasst.

   17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet _r dass zur Herstellung des Lagergehäuses (7) und des Mälzkörpers (1) Werkstoffe verwendet werden, die nach dem Verschwinden der beim Einbördeln angewendeten Anpresskraft in einem zur Gewinnung der nötigen Lagerspiele ausreichenden Masse in bestimmten Zonen des Verformungsbereiches elastisch zurückfedern.

   18. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Presswerkzeug (IB, 19, 20, 23, 23') mit einer mehrteiligen Kalibermatrize (18, 19) aufweist, die aus einem stationären Grundkörper (18) mit einer kalibrierten zur Aufnahme des zu verformenden Rohres (17)

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   dienenden Nut (30) und einem in diees Not einschiebbaren Kaliberstempel (19) besteht* sowie ein Bördeiwerkzeug (3B) mit vier Bordell backen (28, 2S¹, 29, 29M* die paarweise in . zueinander senkrecht stehenden Sichtungen gleichzeitig verschiebbar angeordnet sind»

   19» Einrichtung nach Anspruch,18» dadurch gekennzeichnet, dass ein durch die Nut (30) des Grundkörpers (18) und eine Fläche (31) des in diese eingesetzten Kaliberstempels (19) gebildeter Kanal (32) in Richtung Seiner Längsachse (33) allseitig konisch ausgebildet: ist«

   20* Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des engeren Querschnittes des Kanals in einer zur Bewegungsrichtung des Kaiiber'stempels (19) senkrechten Richtung zwei gegenüberliegende Bohrungen zur Aufnahme der abgerundeten Pressstempel (23, 23-) so angeordnet sind, dass ihre Längsachse durch

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   die Mitte (34) des bei vollständig eingeschobenem Kalibeistempel verbleibenden Kanalquerschnittes verläuft*

   21. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,» dass auf der Seite des kleineren Querschnittes des durch die Kalibermatrize (IB, 19) gebildeten Kanals (32) und koaxial zu diesem ein Formstempel (20) angeordnet ist, dessen dem Kanal (32) zugewandtes Ende (21) eine Abrundung (21) aufweist, die nach Bemessung und Formgebung genau dem yälzkörper entspricht.

   22o Einrichtung nach Anspruch IfJ, dadurch gekennzeichnet, dass für alle vier Bördelbacken (28, 28', 29, 29') ein einziges Vorschuborgan (40, 41,42) angeordnet ist, dessen Vorschubbewegung über den Bördelbacken zugeordnete Uebertragungsglieder (36, 37, 38, 39) z.B. Präzisionsfedern, auf die Bördelbacken übertragen wird, und dass der Absolutwert und das Verhältnis der von dem Vorschuborgan (40,

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   41, 42) auf je ein Paar gegenüberliegender Bördelbacken (28, 2BV, 29, 29·) übertragenen Vorschubkräfte einstellbar ist.

   Für: Peter 5i,mon Der Vertretert

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   fr*

   Leers e i t e