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Vorrichtung zum Beprägen des Aussenmanteis von zylindrischen Werkstücken
Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Vorrichtung zum Beprägen des Ausscnmantels
von zylindrischen erkstücken, bei welcher einer Aufnahme für das Werkstück eine
translatorische Bewegung erteilt wird, zum Zwecke, das Werkstück auf einem festen
Klischee abzu-ollen,und ein mit der Aufnahme drehfest verbundenes und koaxiales
Ritzel mit einer Zahnstange kämmt.
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Bei Vorrichtungen dieser Art, welche dazu verwendet werden, um eine
über den gesamten Mantelumfang reichende Bepragung aurzubringen, sei dies ein bestimmtes
Muster oder vor allem Zahlenreihen und Teilstriche, wie beispielsweise bei der Herstellung
von
mit Aussenskalen versehenen Drehknöpfen für irgendwelchc Instrumcntc, stellt sich
stets das Problem, dass die Abwälzlänge des Ritzels der Klischeelänge nicht entspricht,
so dass Anfang und Ende der Beprägung nicht mehr aufeinander passten und bei der
Beprägung von Drellknöpfen, Zahlenrollen usw. Ungenauigkeiten in Kauf genommen werden
mussten.
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Zur Lösung dieses Problemes wurde schon vorgeschlagen (vgl.
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DOS 1 436 518), zur Veränderung des Abroliweges der Zahnstange eine
zusätzliche Vorschubbewegung zu erteilen, wobei das masts dieser Vorschubbewegung
von einem verschwenkbaren Lineal abgetastet erden konnte oder aber das Ritzel zusätzlich
zu verdrehen, wobei diese Zusatzdrehbewegung ebenfalls durch ein verstellbares Lineal
und dann über ein Planetengetriebe auf das Ritzel übertragen wurde.
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In beiden Fällen handelt es sich um Konstruktionen, die vergleichsweise
kompliziert sind und insbesondere auf einfache Weise keine genaue Korrektureinstellung
gestatten. Dazuhin muss insbesondere bei der zweiten der beiden genannten Lösungen
ein erhebliches Spiel zwischen den die zusätzliche Drehbewegung übertragenden Trieben
in Kauf genommen werden, was ebenfalls zu Ungenauigkeitsstellen führt.
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Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Abwälzlänge des Ritzels
der Klischeelänge auf einfachste Weise angepasst werden kann und bei denen in den
bewegungsübertragenden Teilen jedes Spiel vermieden ist.
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Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Zahnstange an
einem in einer zur geometrischen Achse der Aufnahme senkrechten Ebene beweglichen
Schwenkarm befestigt und federnd in Eingriff mit dem Ritzel gehalten ist.
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Die Zeichnung betrifft seinerseits eine schematisch gezeichnete beispielsweise
Ausftihrungsform des Frfindungsgogellstandes und andererseits zwei geometrische
Darstellungen des 13ewegungsablaufes. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Ansicht,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie
III - III in Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 1 und Fig.
5 + 6 erläuternde Darstellungen hinsichtlich der Funktionsweise.
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In den Fig. 1-3 ist eine Heissprä.geverrichtung zum Beprägen von tassenförmigen
Steuerknöpien oder Zahlenrollen mit einer- fortlaufenden und in sich geschlossenen
Skala nur soweit dargestellt, als dies zum Verständnis notwendig ist.
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Auf der Grundplatte 1 sind einerseits zwei Böcke 2 (in der Zeichnung
nur eine sichtbar) zur Halterung der Führungsholme 3 sowie zwei Säulen 4 und 5 aufgestellt.
Auf den Fünrungsholr:en 3 ist der Schlitten 6 mit dem Lagergestell 7 gleitbar gehalten,
wobei diesem Schlitten durch ein nicht dargestellt es Kolben-Zylinderaggregat eine
hin- und hergehende Bewegung erteilt werden kann. Im Lagergestell 7 ist die Welle
8 gelagert, welche auf der einen Seite die zum Aufstecken eines zu beprägenden crkstückes
9 dienende Aufnahme 10 und auf der andern Seite das Ritzel 11 trägt. Aus der Zeichnung
nicht ersichtlich ist der über der Aufnahme 10 angeordnete Prägestempel mit dem
Klischee, über welches das Werkstück 9 bei einer lIin- und lierbewegung des Schlittens
6 sich unter Zwischenschaltung einer Prägefolie abrollt. Ebenfalls nicht dargestellt
ist die Lade- und Entladeeinrichtung, durch welche das Werkstück 9 auf die Aufnahme
10 aufgebracht und nach erfolgtem Prägevorgang wieder abgezogen werden kann.
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Die Säule 4 ist als Gewindestange ausgebildet und dient der Halterung
des Trägerstückes 12, welches von der innen gewindeten und verlängerten IIohlnabe
der Einstellmutter 13 durchsetzt und an seinem untern Ende durch den Sprengring
111 gesichert wird. Daraus ergibt sich, dass bei einer Verdrehung der Einstellmutter
13 das Trägerstück 12 längs der Säule 4 translatorisch auf und ab bewegt werden
kann. Auf der Vorderseite ist in das Trägerstück 12 der Drehzapfen 15 für den Schwenkarm
16 eingeschraubt, wobei eine Anzahl von in Richtung der Achse der Säule 4 übereinander
angeordneten, gewindeten Bohrungen 17a-d vorgesehen sind, in welche der Zapfen 15
wahlweise angeschraubt werden kann, wobei die geometrische Achse der untersten Bohrung
(17a) in der Abwälzebene 24 der noch zu beschreibenden Zahnstange 23 und des Ritzels
11 liegt. Dabei wird unter Abwälzebene die Gesamtheit derjenigen Punkte verstanden,
in welchen sich die Zahnstange 23 und das Ritzel 11 während einer der Länge des
Klischees entsprechenden Abwälzbewegung berühren.
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Je nachdem in welche der Bohrungen 17a-17d der Drehzapfen eingesetzt
wird, kann die Lage der Drehachse des SchirJenkarmes 16 entweder in-der Abwälzebene
24 oder um einen der Entfernung der weitern Bohrungen 17b-d von der Bohrung 17a
entsprechenden Abstand über der Abwälzebene gewählt werden. Es bestünde natürlich
auch die Möglichkeit, im Schvsenkarm 16 auch unter der Bohrung 17a liegende weitere
Bohrungen vorzusehen, oder z.B.
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die geometrische Achse der Bohrungen 17b oder 17c in die Abwälzebene
zu legen, in welchem Falle eine Drehachse des Schwenkhebels 16 gewählt werden könnte,
die unter der Abwälzebene 24 liegt.
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Das freie Ende des als freiarmiger Hebel ausgebildeten Schwenk armes
16 trägt eine Gabel 18, deren Zinken 18a die Säule 5 umfassen sowie einen nach aussen
abstehenden Zapfen 19, zwischen welchem und einem entsprechenden, an einem Ring
20 der Säule 5 angebrachten Bolzen 21, die Zugfeder 22 eingehängt ist, durch welche
dem Arm 16 ein Drehmoment in Fig. 1 im Uhrzeigersinn vermittelt
wird.
Mit dem Arm 16 verschraubt ist die Zahnstange 23, welche mit dem Ritzel 11 kämmt.
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In der gezeichneten Stellung (vgl. insbesondere Fig. 1) liegt der
Arm 16 und parallel zur Abwälzebene 24 und zu den Holmen 3> d.h. parallel zur
translatorischen Bewegungsbahn der Aufnahme 10 und des Ritzels 11. Des weitern liegt
die geometrische Achse des Drehbolzens in der Abwälzebene. Dabei wird die Zahnstange
23 durch die Feder 22 stets in Eingriff mit dem Ritzel 11 gehalten.
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Wird in dieser gegenseitigen Lage der Schlitten 6 auf den Holmen 3
translatorisch bewegt, so wälzt sich das Ritzel 11 über eine Strecke auf der Zahnstange
23 ab, die dem Ritzel umfang entspricht. Diese Verhältnisse können nun dadurch verändert
werden, dass man durch eine entsprechende Verdrehung der Einstellmittel 13 dem Arm
16 eine gewisse Neigung gegenüber den Holmen 3, d.h. der Bewegungsbahn des Ritzels
11 erteilt, wobei die Drehachse des armes 16 immer noch in der Abwälzebene 24 verbleibt.
Die Wirkung dieser Neigung ist in Fig. 5 veranschaulicht, wo mit 0 die Lage der
Schwenkachse in der in Fig. 1 dargestellten Ausgangsstellung und mit 0' die durch
Verdrehen der Mutter 13 nach oben versetzte, neue Lage der Schwenkachse bezeichnet
ist, durch welche Versetzung die Zahnstange 23 bzw. die Abwälzebene 24 von der in
Fig. 5 mit ganzem Strich gezeichneten, zu den Holmen,d.h. zur Bewegungsrichtung
des Ritzels 11 (Pfeil BR) parallelen, Normallage in eine gestrichelt dargestellte,
geneigte Lage überführt wird, d.h. dass bei einer Hin- und Herbewegung des Schlittens
6 der Arm 16 um den Drehzapfen 15 eine durch die Gabel 18 geführte Verschwenkbewegung
ausführt und zwar eine solche im Gegenuhrzeigersinn, wenn der Schlitten 6 von links
nach rechts bewegt wird und umgekehrt.
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In der Zeichnung ist mit I die Ausgangsstellung und mit II die Endstellung
des Ritzels dargestellt, wobei das Ritzel in der Normallage zwischen diesen beiden
Stellungen eine volle Umdrehung ausführt, so dass die Strecke A-E dem Ritzelumfang
entspricht
In der geneigten Lage der Zahnstange 23 bzw. der Abwälzebene
24 gegenüber dem Ritzel 11 stehen Zahnstange und Ritzel während der translatorischen
Rit zelbewegung von I nach II über die Strecke A'-E' miteinander in Eiririf, welche
kürzer ist als die Strecke A-E. Das bedeutet aber, dass sich das Ritzel während
der Bewegung von I nach II um weniger als den Ritzelumfang abwälzt, obschon die
Länge der translatorischen Ritzelbewegung die gleiche bleibt. Durch eine solche
Neigung der Zahnstange 23 gegenüber der translatorischen Bensegungsbahn des Ritzels
11 bzw. den Holmen 3 gelingt es demnach den Drehwinkel des Ritzels zu verkleinern
und damit zu vermeiden, dass Anfang und Ende der Prägung aufeinander zu liegen kommen.
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Dabei ist der Neigungswinkel zur Normallage annähernd proportional
zur Verkleinerung der £Qbwälzstrecke Bei einer besonders zweckmä.ssigen Verwendung
der beschriebenen Vorrichtung arbeitet man normalerweise mit einer gewissen Neigung,
so dass Korrekturen sowohl im Sinne einer Verkleinerung als auch einer Vergrösserung
der Aswälzstrecke möglich sind.
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Die Moglichkeit der Beeinflussung der Abwälzstrecke kann nun dadurch
noch vergrössert erden, dass man den Schwenkarm 16 mit der Zahnstange 23 nicht nur
zur Bewegungsrichtung des Ritzels 11 n n@@gt, sondern dazuhin eine Schwenkachse
wählt die ausserhalb der Abwälzebene 24 liegt, beispielsweise dadurch, dass man
den Drehzapfen 15 nicht in die Bohrung 17as sondern eine der Bohrungen 17b - 17d
einführt. Die diesbezüglichen Verhältnisse sind in Fig. 6 schematisch dargestellt,
wobei entsprechend zu Fig 5 die mit ganz ausgezogenem Strich diejenige Stellung
ist, in welcher die Zahnstange 23 bzw. die Abwälzebene 24 parallel zu den Holmen
3 verläuft. Der Drehpunkt liegt nun aber nicht in der Abwälzebene 24, sondern um
den Betrag H, der dem Abstand der Bohrung 17a von der gewählten Arbeitsbohrung
entspricht,
über dieser Ebene und ist auch hier mit 0 bezeichnet. Die dem Umfang des Ritzels
11 entsprechende Abwälzstrecke ist AL. Wird nun von dieser Stellung ausgehend der
Zahnstange 23 und damit der Abwälzebene 24 eine Neigung erteilt - in welchem Fall
die Drehachse nach 0' zu liegen kommt - so führt die Zahnstange bei einer linearen
Bewegung des Ritzels 11 (Pfeil BR) Wieder eine Schwenkbewegung durch und zum Unterschied
der Verhältnisse gemäss Fig. 5 zusätzlich eine Bewegung mit einer Komponente in
der Bewegungsrichtung des Ritzels. So kommt der Punkt X, d.h. der Schnittpunkt zwischen
dem -Verschwenkradius und der Abwälzebene in der geneigten Ausgangsstellung in der
Ausgangslage nach X1' zu liegen und bewegt sich von dort nach dem Punkt X2', der
der Endstellung entspricht. Die Abwälzstrecke in der geneigten und gestrichelt gezeichneten
Stellung entspricht der Differenz der Strecke X2lE und X1'A und es ist aus der Graphik
gemass Fig. 6 leicht einzusehen, dass diese Differenz wesentlich kleiner ist als
die Strecke AE. Daraus ergibt sich, dass durch eine Versetzung der Drehachse aus
der Abwälzebene 24 hinaus noch eine zusätzliche ttöglichkeit der Beeinflussung der
Länge der Abwälzstrecke gegeben ist, wobei es grundsätzlich belanglos ist, ob die
Drehachse über- oder unterhalb der Abwälzebene gewählt wird. Auch hier ist es natürlich
zweckmässig, normalerweise in einer geneigten Stellung der Zahnstange zu arbeiten,
um so nach beiden Seiten hin die Möglichkeit der Veränderung des Neigungswinkels
zu besitzen und damit die Abwälzstrecke sowohl verkleinern als auch vergrössern
z können.
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Die beschriebene Vorrichtung gestattet, die Abwälzlänge des Ritzels
der Klischee länge auf einfachste Art, beispielsweise ausschliesslich durch Verdrehung
der Einstellmutter 13, anzupassen und auf diese Weise zu erreichen, dass die Druckzeichen
am Anfang und am Ende des
Klischees genau übereinander liegen.
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Des weitern arbeitet die Vorrichtung praktisch spielfrei, indem die
Feder 22 die Zahnstange 25 gegen das Ritzel 11 anzieht. Schliesslich, und dies dürfte
entscheidend sein, handelt es sich um eine sehr einfache und damit sehr preisgünstig
herzustellende Vorrichtung.