DE2156845C3 - Verfahren zur Herstellung von Typenfingern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Hersteilung von Typenfingern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-PS 8 94 697 bekannt.

Es besteht ein Bedarf an der Herstellung von Typenfingern oder -hebeln für Druckeranwendungen, die ausgezeichnete Federungseigenschaften für den Rückprall nach dem Aufschlag, Dauerfestigkeit, um die zahllosen Durchbiegungen aushaken zu können, und eine hinreichende Härte aufweisen müssen, um dem Verschleiß durch Aufprall und Abrieb durch die Hammerwirkung und den Kontakt mit dem Druckband und dem Aufzeichnungsmedium zu widerstehen. In den Fällen, in denen die Finger durch einen flexiblen Gurt getragen werden, sind sie in erhöhtem Maße einer Beschädigung und einem Abrieb ausgesetzt infolge des ballistischen Charakters des Druckvorganges. Es sind zwar schon Typenfinger unter Verwendung von Schriftzeichenstäben (s. US-PS 8 86 331) entwickelt worden, aber sie sind sehr kostspielig und unzuverlässig gewesen und haben beim Betrieb die verschiedenartigsten Mängel zeigt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine Massenfertigung von Typenhebeln sehr hoher Genauigkeit gestattet.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß für die verschiedensten Schriftzeichen verwendbare Typenfinger hoher Qualität mit federnden Fingerschäften und erhabenen Typenflächen hergestellt werden. Die Verwendung von verschiedenen Materialien für den Schaftteil und den Flächenteil gestattet die Auswahl eines Materials mit optimalen Eigenschaften für jeden Teil. Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht die zuverlässige feste Verbindung vorgeschmiedeter Teile an einem flachen federnden Material ohne Beeinträchtigung eines der

Teile bezüglich seiner chemischen metallurgischen, physikalischen oder mechanischen Eigenschaften. Weiterhin ermöglicht es die Einhaltung sehr genauer Abmessungen der fertigen Teile.

Die Erfindung wird nun anhand der Besöireibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert

F i g. 1 enthält ein Fließbild, welches die einzelnen Verfahrensschritte bei dem Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung zeigt.

Fig. 2 ist eine Ansicht eines bei dem Verfahren der ι ο Erfindung verwendeten Schriftzeichenstabes.

F i g. 3 ist eine Ansicht eines bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Kupon-Rohlings.

F i g. 4a und 4b zeigen die für das Zusammenschwei-Ben vorbereiteten Teile in Form eines Schriftzeichenstabes und eines Rohlings.

F i g. 5 ist eine Ansicht eines Schriftzeichenstabes und eines Kupon-Rohlings, zusammengefaßt zu einer Anordnung bei der Durchführung des erfir.Jungsgemäßen Verfahrens.

F i g. 6 zeigt die Reste der Anordnung nach F i g. 5 nach dem Ausstanzen der Typenhebel.

Fig. 7 zeigt eine typische Ausführungsform eines gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellten Typenhebels.

Zur besseren Darstellung der Bedeutung der verschiedenen, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführten Schritte bei der Herstellung der Typenhebel wird gleichzeitig Bezug genommen auf die in den F i g. 2 bis 6 dargestellten Strukturen. Das Verfahren umfaßt fünf grundlegende Schritte.

Zunächst wird ein Schriftzeichenstab ausgeformt, wie er in der Fig.2 dargestellt ist. Dieser Stab 100 enthält eine Vielzahl von Typenflächen 104, welche beispielsweise die fünf Schriftzeichen 7, e, H, p,. darstellen. Auf Wunsch können alle Schriftzeichen die gleichen sein. Weiterhin enthält der Stab Ansätze 101, 102 zur präzisen Lokalisierung des Stabes. Jedes der fünf Schriftzeichen ist bezüglich der Oberfläche der Grundplatte 103 erhaben und jedes Schriftzeichen besitzt einen genauen Abstand, wobei gleiche Abstände zwischen ihren Mittenlinien bestehen. In einem bestimmten beispielhaften Fall wurden die Schriftzeichenstäbe unter Verwendung von Stahl des Typs C-1008 präzisionsgeschmiedet, so daß sie fünf erhabene Schriftzeichen 104 und zwei erhabene kegelstumpfförmige Ansätze 101,102 besaßen, die alle auf der gleichen Längsachse angeordnet waren und einen Mittenabstand von etwa 8 mm besaßen. Die Grundplatte 103 wurde auf w eine Dicke von weniger als etwa 0,25 mm verringert.

Als zweites wird eine geeignete Stahlsorte ausgewählt und ein Kupon-Rohling entsprechend der Darstellung in F i g. 3 hergestellt. Dieser Kupcn-Rohling 200 soll später den Längsteil von fünf Typenfingern liefern. Er enthält eine Anzahl von genau lokalisierten öffnungen 201 für die Lageeinstellung längs einer Kante und eine zweite Anordnung von genau lokalisierten Öffnungen 202 längs der gegenüberliegenden Kante. Diese öffnungen 201,202 sind genau in der horizontalen &o und vertikalen Achse orientiert zur Verwendung bei den anschließenden Verfahrensgängen. Weiterhin sind zwischen diesen öffnungen eine Anzahl von Längsschlitzen 203 im Rohling angeordnet. Die Längsschlitze werden verwendet, da der flache plattenförmige Rohling sich b5 während des .inschließenden Hartlötvorganges verwerfen kann. Durch die Anordnung dieser Schlitze zwischen den vorgesehenen Längsteilen der Finger besteht dann

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45 eine Tendenz, die Verwerfung durch thermische Spannungen in einer Richtung auszurichten mit einer geringfügigen transversalen Wölbung als Auswirkung der Differenz des Wärmeausdehnungskoffizienten zwischen den später miteinander verbundenen Teilen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die öffnungen 201, 202 und die Schlitze 203 in einem einzigen Stanzvorgang ausgebildet.

Bei einem bestimmten Beispiel wurden die Rohlinge aus einem Alterungsstahl gebildet, einer hochfesten Legierung mit relativ guter Härte, geringer Korrosionsbeständigkeit, günstigen Ermüdungsgrenzwerten und guten Federungseigenschaften. Dieser Stahl kann in einer vergüteten und 20% kaltgewalzten Form bezogen werden und erfüllt die notwendigen Bedingungen der Ebenheit und bezüglich der Neigung zur Abnutzung durch Reibung während des Stanzens und Pressens. Die Kupon-Rohlinge 200 wurden so ausgelegt, daß die anschließend ausgestanzten Finger auf horizontalen Linien mit einem Mittenabstand von etwa 8 mm liegen. Die öffnungen 201 und 202 für die Einstellung der Lage wurden genau mit Mittenabständen von 8 mm angeordnet in Ausrichtung mit dem Material, welches die Finger bilden sollte.

Drittens werden der Schriftzeichenstab 100 und der Kupon-Rohling 200 durch Punktschweißsteilen 204 miteinander verbunden, wie es in F i g. 5 gezeigt ist. Indem eine extreme Genauigkeit der gestanzten Kupon-Rohlinge 200 und der geschmiedeten Schriftzeichenstäbe 100 eingehalten wird, ist es relativ einfach, diese Komponenten für das Schweißen in ihrer richtigen Lage zueinander zu halten. Zwischen den Schriftzeichen auf dem Schriftzeichenstab ist eine Fläche vorgesehen, die zu einer zuverlässigen Punktschweißung ausreicht und docht entfernt ist von dem Teil, der später die Typenfläche der Finger bilden soll. Es ist unbedingt notwendig, daß die Punktschweißung eine gute Qualität besitzt, da diese im wesentlichen die Befestigung darstellt, welche während der anschließenden Arbeitsgänge des Hartlötens und der weiteren Handhabung die Genauigkeit der Abmessungen der Anordnung einhält.

Das Verbinden des Schriftzeichenstabes und des Kupon-Rohlings wird unter Verwendung einer Befestigungsvorrichtung 400 durchgeführt. Diese Befestigungsvorrichtung ermöglicht die genaue und sichere Lokalisierung des Kupon-Rohlings und des Stabes zueinander für die anschließenden Verfahrensschritte. Die Ansätze 101 und 102 werden in die Kr~elbohrungen 401 der Vorrichtung 400 so eingesetzt, daß die Typenflächen nach unten der Vorrichtung zugewandt sind. Der Rohling wird jetzt so auf den in seiner Lage festgelegten Stab oben aufgesetzt, daß die beiden äußersten öffnungen 201 über die Stifte 402 geschoben werden. Der Stab und der Rohling sind jetzt genau sicher in ihrer Lage angebracht und die Anordnung kann jetzt punktgeschweißt werden. Der Rohling und der Stab werden zu einer starren Anordnung miteinander punktverschweißt, die im weiteren als ihre eigene Befestigungsvorrichtung für die weiteren Arbeitsgänge dient.

Die Anordnung nach F i g. 5 zeigt die Verwendung von zehn Punktschweißungen. Dabei überbrückt ein Paar jedes Schriftzeichen und besitzt einen genügend großen Abstand von dem Schriftzeichen, um zu gewährleisten, daß dieser Teil zu dem Abfall gehört, wenn die Finger ausgestanzt werden. Bei anderen Ausführungsforinen des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde gefunden, daß andere Arten der Anordnung der

Punktschweißung verwendet werden können. So kann man beispielsweise acht Punktschweißungen bei jeder Anordnung verwenden, wobei sich sechs Schweißstellen auf angenäherten Mittenpunkten zwischen den sieben erhabenen Teilen des Schriftzeichenstabes befinden und eine an jedem der äußeren Enden.

Als vierter \ "rfahrensschritt werden die zusammengefügten Elemente hartverlötet. Die Auswahl der Hartlötlegierung hängt ab von den Anforderungen an die Kapillarität, die Festigkeit, die thermischen Grenzwerte der Grundmetalle, die Beschränkungen im Hinblick auf Ofenverunreinigungen, die Leichtigkeit der Aufbringung, die Gleichförmigkeit der erhaltenen Resultate und die leichte Entfernung von Resten des Flußmittels und des Binders. Die Legierung kann in Pastenform aufgebracht werden, beispielsweise längs einer Kante, und die Erhitzung kann in einer ausreichend schützenden Atmosphäre, beispielsweise in einem Inertgas, durchgeführt werden. Beim Schmelzen fließt die Legierung zwischen die einander gegenüberliegenden Oberflächen des Stabes und des Kupon-Rohlings und verbindet die Grenzflächen miteinander.

In einem bestimmten Anwendungsfall des Verfahrens wurde eine Grundzusammensetzung von 60% Silber, 30% Kupfer und 10% Zinn verwendet. Das Hartlöten wurde in einer trockenen Schutzatmosphäre in einem Temperaturbereich von etwa 720° C bis 845° C durchgeführt. Anschließend wurden die Teile schnell in einer Schutzatmosphäre abgekühlt, um eine übermäßige Alterung infolge langer Kühlvorgänge und eine Oxydation infolge Zwangsluftkühlung auszuschließen.

Als fünfter und letzter Verfahrensschritt werden die Typenfinger aus der miteinander verschweißten und hartverlöteten Anordnung ausgestanzt, und man erhält dabei ein Abfallstück entsprechend der Darstellung in Fig. 6. Die verlötete Anordnung wird jetzt in eine aus Stempel und Gesenk bestehende Form gelegt, welche Stifte besitzt, die den Bohrungen 201 und 202 entsprechen. Die Anordnung wird dabei so aufgelegt, daß die Bohrungen 201 und 202 sich mit den entsprechenden Stiften des Gesenks zusammenfügen. Die Bohrung 208 wird nur als Orientierungsmarke verwendet. Bei dieser genauen Einstellung der Lage erzeugt jede Betätigung des Stanzstempels einen ausgestanzten Typenfinger mit der richtigen Form. Wie in dieser Abbildung dargestellt, bleiben die Öffnungen 205 nach dem Herausnehmen der Typenfinger zurück. Es ist zu beachten, daß diese öffnungen verbreiterte Teile 206 und 207 enthalten, welche die Schultern an den Typenfingern bilden, die ihre spätere Lageeinstellung unterstützen. Der Stanzvorgang für die Finger erfordert wieder eine hohe Genauigkeit bezüglich der Abmessungen. Der Stempel und das Gesenk arbeiten mit dem Kupon-Rohling zusammen, um sowohl eine horizontale als auch vertikale Zentrierung des Schriftzeichens der erhabenen Schriftzeichenfläche mit dem Feder- oder Schaftteil des Typenfingers zu gewährleisten.

F i g. 7 zeigt einen beispielhaften Typenfinger 300 nach dem Ausstanzen. Dieser Typenfinger enthält den erhabenen Schriftzeichenteil 301 zum Ausdrucken der Ziffer 7 und obere und untere Schulterteile 302,303, die auf dem Schaftteil 305 angeordnet sind.

Nach der vorstehenden Beschreibung der wesentlichen Verfahrensschritte für das erfindungsgemäße Verfahren werden nachstehend weitere Verfahrensschritte betrachtet, die vorteilhafterweise verwendet werden können, um besonders gute Ergebnisse zu erhalten. Das Fließbild der Fig. 1 zeigt, daß die ersten Schritte 10 und 11 die Auswahl eines geeigneten Metalls für die Schriftzeichenstäbe und die Typenfinger umfassen. Beispiele für bestimmte Materialien und ihre Eigenschaften sind bereits vorstehend angegeben. Diese Materialien werden dann in den Schritten 12 bzw. 13 geschmiedet bzw. gestanzt. Vor dem Schweißvorgang sollten sowohl der Schriftzeichenstab als auch die Kupon-Rohlinge gesäubert werden, um Oberflächenbestandteile zu entfernen, die sonst das Schweißen und Hartlöten behindern, die Ofenatmosphäre verunreinigen und möglicherweise die Metallflächen anätzen oder in ihrem Aussehen beeinträchtigen könnten. Die Verfahrensschritte 16 und 17 für das Punktschweißen und das Hartlöten und die Auswahl einer Hartlötlegierung sind ebenfalls vorstehend erörtert.

Nach dem Hartlöten wird ein Reinigungsvorgang 18 ausgeführt, um Reste des Flußmittels und des Binders an der Oberfläche zu entfernen.

Der Vorgang 19 für das Ausstanzen des Typenfingers ist der letzte Verfahrensschritt, der eine präzise Einstellung der Lage der Anordnung erfordert. Diese ist wesentlich, um eine richtige Lage jedes Schriftzeichens relativ zur Mittellinie des Typenfingers zu gewährleisten.

Nach dem Stanzen werden die einzelnen Typenfinger jeweils einem Säuberungsprozeß, einer Härtung, einer Entgratung und einer Piattierung unterworfen. Um die erwünschten Federeigenschaften und Abriebbeständigkeit zu erhalten, werden die Finger gehärtet. Es wurde als vorteilhaft gefunden, die Finger 21 in einer Schutzatmosphäre aus Argon bei einer Temperatur von etwa 480⁰C drei Stunden lang zu erhitzen und einer anschließenden schnellen Abkühlung in der Schutzatmosphäre zu unterziehen. Dies gab zufriedenstellende Ergebnisse. Nach dem Härten können die Kanten und Ecken der Finger geglättet werden durch eine Entgratungsstufe 22 durch Vibrations- und Drehbewegung mit einem relativ sanft angreifenden Schleifmittel Die Plattierung ist erwünscht zum Schutz geger mögliche Korrosion. Der anschließende Plattierungs-Vorgang 23 kann beispielsweise eine elektrodenlos« Plattierung mit Nickel umfassen, bei der eine Zusam mensetzung aus Nickel und Phosphor mit einer Dicke von etwa 1,75 μπι bis 2,25 μιτι abgeschieden wird. Urr eine Wasserstoffversprödur.g aus der Plattierun.gslö sung auszuschließen und die Plattierung zu härten, kanr ein letzter Härteschritt 24 durchgeführt werden. Ir einem Beispiel erwies sich dabei eine Erhitzung bei etw< 400° C in einer Schutzatmosphäre, beispielsweise einen Inertgas, während einer Zeitdauer von einer Stunde al: wirksam.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Typenfingern, wobei das Schriftzeichen und der Finger durch Löten miteinander verbunden werden, ge kennzeichnet durch : Ausformen eines Schriftzeichenstabes (100) mit einner Vielzahl von über seine Länge verteilten Schriftzeichen, Herstellung eines Kupon-Rohlings (200), Verschweißung des Schriftzeichenstabes mit dem Kupon-Rohling, anschließende Hartlötung des Schriftzeichenstabes an den Kupon-Rohling und Ausstanzen einer der Vielzahl von Schriftzeichen entsprechenden Zahl von Typenfingern (30), die jeweils ein einziges Schriftzeichen (301) und einen Teil (305) des Kupon-Rohlings enthalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Typenfinger plattiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißung eine Punktschweißung des Schriftzeichenstabes an den Kupon-Rohling in dem Zwischenraum zwischen den Schriftzeichen umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Kupon-Rohlings eine Anzahl von Schlitzen (203) in eine rechteckige Stahlplatte gestanzt wird, wobei die Schlitze (203) parallel zu den später herauszustanzenden Fingern verlaufen und jeweils ein Fingerbereich zwischen zwei Schlitzen (203) liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kupon-Rohling Öffnungen (201, 202) zur richtigen Lageeinstellung herausgestanzt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- J5 zeichnet, daß der Schriftzeichenstab aus einem harten korrosionsbeständigen Stahl geschmiedet wird und der Kupon-Rohling aus einem legierten Stahlblech ausgestanzt wird, das gute Federungseigenschaften besitzt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartlöten mit einer Hartlötlegierung in einer Schutzgasatmosphäre ausgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartlöten mit einem Hartlot A^ ausgeführt wird, in dessen Zusammensetzung ein Flußmittel und ein Nickelzusatz enthalten sind, wobei dieses Flußmittel eine verbesserte Kapillarität bewirkt und das Nickel die Korrosion der Grenzflächen hemmt.

9. Verfahren zur Herstellung von Typenfingern, wobei das Schriftzeichen und der Finger durch Löten miteinander verbunden werden, gekennzeichnet durch die Ausbildung eines relativ kurzen Schriftzeichenstabes (100) mit einer Vielzahl von im Abstand auf seiner Länge angeordneten Schriftzeichen (104) und Lokalisierungsansätzen (102) an seinen Enden, Ausbildung eines Kupon-Rohlings (200) mit einer Breite, die im wesentlichen gleich der Länge des Schriftzeichenstabes ist, und der eine so Anzahl von in der Länge verlaufenden Schlitzen (203) besitzt, Ausbildung einer ersten Reihe von Offnungen (201) im Kupon-Rohling längs eines Endes der Längenausdehnung und einer entsprechenden Reihe von Öffnungen (202) längs des bs anderen Endes der Längenausdehnung, wobei diese Öffnungen zwischen jedem Paar benachbarter Schlitze auf den Mittenlinien angeordnet sind und den gleichen Abstand wie die Schriftzeichen auf dem Stab besitzen, Verwendung der Ansätze (102) und von Endöffnungen der ersten und zweiten Reihe von Öffnungen (201, 202) zur genauen Lageeinstellung des Schriftzeichenstabes und des Kupon-Rohlings für einen mit Hilfe einer Haltevorrichtung durchgeführten Schweißvorgang in der Weise, daß die Schriftzeichen auf den Mittenlinien zwischen gegenüberliegenden Öffnungen der ersten und zweiten Reihe von Öffnungen liegen, Punktschweißung des Schriftzeichenstabes an den Kupon-Rohling in dem Zwischenraum zwischen jedem der Schriftzeichen, um eine zusammengesetzte Anordnung zu erhalten, Hartlöten des Schriftzeichenstabes an den Kupon-Rohling, genaues Einlegen der zusammengesetzten A.nordnung für einen Stanzvorgang unter Verwendung der ersten und zweiten Reihe von Öffnungen, Ausstanzen der Vielzahl von Typenfingern nacheinander, die jeweils ein einziges Schriftzeichen enthalten sowie einen Teil des Kupon-Rohlings zwischen gegenüberliegenden Öffnungen der ersten und zweiten Reihe von Öffnungen und benachbarten Schlitzen (203).