DE3400012A1

DE3400012A1 - Galvanoformwerkzeug und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3400012A1
Application number: DE19843400012
Authority: DE
Inventors: Anthony J. Cook Ill. Montalbano
Original assignee: Amerace Corp New York NY; Amerace Corp
Current assignee: Stimsonite Corp
Priority date: 1983-01-03
Filing date: 1984-01-02
Publication date: 1984-07-26
Also published as: US4460449A; GB8333559D0; JPS59192201A; GB2133325B; DE3400012C2; GB2133325A; DE8400009U1; JPH0378211B2

Description

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11 528

AMERACE CORPORATION
New York, USA

Galvanoformwerkzeug und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Optik und betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Werkzeugen und Werkzeugeinsätzen, welche Oberflächenmustergestaltungen von äußerst genauen optischen Konfigurationen aufweisen, etwa Dreikant- oder Tetraederelemente , wie sie. für die Herstellung von Rückstrahlfolien und anderen retroreflektierenden Strahlern eingesetzt werden.

Bei der Herstellung von Rückstrahlfolien werden sehr genaue Tetraedermuster von äußerst geringer Größe im Vergleich zu den Abmessungen der Tetraederelemente benötigt, die auf Rückstrahlflächen wie Pflastermarkierungen oder Kfz-Reflektoren verwendet werden. Für größere Reflektoren können die Glaskörper unmittelbar an einer Gruppe von Stiften geformt 5 werden, oder es ist auch möglich, eine Gruppe von Stiften dazu zu .verwenden, einen galvanoplastischen Formeinsatz herzustellen. Die mechanische Bearbeitung der Oberflächen dieser relativ großen Stifte ist relativ einfach, so daß dazu gewöhnliche Werkzeuge und bekannte Verfahren angewendet werden können, üblicherweise wird dabei jeweils ein Stift dazu benützt, ein einzelnes Tetraeder oder ein sonstiges optisches Element zu bilden.

Die Forderung nach sehr kleinen, hoch-genauen Tetraedern für die Verwendung für Rückstrahlfolien (z. B. 0,15 mm Kan-

tenlänge) setzt voraus, daß mit sehr hoher Genauigkeit graviert wird. Bisher werden bei der Herstellung von Werkzeugen für Rückstrahlfolien relativ große Aluminiumblöcke graviert, die dann als ürmatrize dienen, welche vervielfacht wird. Die große Zahl von Rillen, die in das harte Stiftmaterial einzugravieren sind, hat zur Folge, daß das teuere Diamantschneidwerkzeug schnell abnutzt und ausgetauscht werden muß. Jedes Austauschen des Schneidelementes während des Gravurvorgangs kann gegenüber den bereits ein~ gravierten Linien oder Rillen zu einer Fehlausrichtung führen oder Anlaß zu Unregelmäßigkeiten in der Gestalt der Linien, in den Abmessungen, der Tiefe oder der ebenen Gestaltung der Oberflächen geben, die durch die Gravurlinien hergestellt werden. Es ist zwar möglich, eine Anordnung von Tetraederelementen aus einem Block relativ weichen Materials zu schneiden, doch ist es nicht möglich, mit hoher Genauigkeit unterschiedliche optische Muster in einem einzigen Block zu erzeugen. Versuche, Mehrformmuster unterschiedlicher Elemente herzustellen, führen dazu, daß Schwierigkeiten während der Elektroplattierung auftreten, weil' es schwierig ist, mehrere dünne Stifte zusammenzuhalten. Zwar treten bei sehr exakten Stahlstiften kaum Grate auf, die sich während des Elektroplattierens in den Zwischenräumen zwischen den Stiften bilden, was besonders dann wichtig ist, wenn das auf diese Weise hergestellte Werkzeug für Prägevorgänge an Plastikfolien verwendet wird, die nur 0,08 mm Stärke haben, doch lassen sich derartige Stahlstifte wegen ihrer Härte nicht mehr wirtschaftlich .gravieren.

Bimetallische Stifte, wie sie im Rahmen der Erfindung angewendet werden, ermöglichen beträchtliche Variationen hinsichtlich des Musters, und zwar nicht nur bei Rückstrahlfolien und sonstigen linsenartiqen Elementen, sondern es können auch nach Maß gearbeitete Gestaltungen mit sich vielfach wiederholenden optischen Mustern oder Umrissen oder mit mehreren

verschiedenen Ausrichtungen der einzelnen Muster geschaffen werden, wie es auch möglich ist, Anordnung mit Elementen unterschiedlicher Größe zusammenzustellen. Die Möglichkeit, eine ununterbrochene Anordnung in kleinere Elemente aufzu-. teilen, läßt es zu, daß Unregelmäßigkeiten im Muster, die derzeit bereits bei sehr kleinen Unregelmäßigkeiten während des Gravierens bei großen, nicht unterbrochenen Mustern sichtbar werden, unterteilt werden und damit optisch verschwinden. Es ist zwar bekannt, eine stromlos vernickelte Metallmatrize zu verwenden, wenn große Muster beabsichtigt sind, doch hat nach Kenntnis des Anmelders niemand die besondere Kombination von Elementen bei Größen und Anordnungen gemäß der Erfindung eingesetzt.

Mit der Erfindung werden die Schwierigkeiten beseitigt, die im Hinblick auf die bisher üblichen Stifte und die Verfahren ihrer Verwendung bei der Herstellung galvanoplastischer Formeinsätze beseitigt, welche in der Fabrikation von Rückstrahlfolien benützt werden, die ein Muster von hochpräzisen Tetraederrückstrahlelementen aufweisen. Mit dem Verfahren und den danach hergestellten Stiften können Werkzeuge zum Prägen und Gießformen auch 'anderer Glaskörperelemente von kleinen Abmessungen und mit verschiedensten Mustern geschaffen werden, während die Probleme beim Gravieren klein gehalten werden. Außerdem lassen es die Stifte zu, daß verschieden gravierte Muster in einem einzigen optischen Körper zusammengeordnet sind einschließlich solcher mit sich' mehrfach wiederholenden optischen Mustern.Sie erlauben auch die "Konturgabe" von Stiften, um Linsen- oder Rückstrahl-' elemente zu erzeugen, die wegen der Größe und der Zusammenbaubegrenzungen nicht präzise hergestellt werden. Die Möglichkeit, relativ kleine Stifte zu verwenden, auf denen wiederum eine große Zahl von optischen Elementen an einem Ende eingraviert ist, und diese Stifte oder Reihen davon dann gegeneinander zu verdrehen oder zu versetzen, läßt es

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zu, Abweichungen von geraden Linien, die während des Gravierens auftreten, mehrfach zu unterbrechen. Solche ausgedehnten, jedoch unbedeutenden Fehler in den in großen Teilen gravierten Linien sind für einen Beobachter sehr deutlieh zu erfassen, auch wenn die Abweichungen nur Bruchteile von Millimetern betragen. Verwendet man jedoch sehr kleine Stifte und verschiebt man diese ein wenig gegeneinander, so können derartige Abweichungen verdeckt werden, so daß der ästhetische Eindruck des fertigen Teils nicht leidet.

Gemäß der Erfindung ist auf einem Trägerstiftrohling aus magnetischem Material, dessen Größe und Festigkeit für' genaue Bearbeitung ausreichen,ohne daß die Härte und die Stabilität der Abmessungen leiden, ein Aufsatz aus Kupfer befestigt. Der Kupferaufsatz, der zwar hinreichende Härte besitzt, so daß die Form der fertiggravierten Linien erhalten bleibt, ist dennoch weich genug, daß die Linien schr genau eingraviert werden können, ohne daß das Gravurwerkzeug übermäßig abgenützt wird. Der Kupferaufsatz kann an einem Ende des Trägerstiftrohlings durch Plattieren oder Vakuumaufdampfen aufgebracht werden, oder die Befestigung kann durch Schweißen, Hartlöten oder Kaltschweißen erfolgen.

Eine Gruppe derartiger Bimetallstifte wird dann in eine geeignete Halterung eingesetzt, und es wird in die Kupferenden der Bimetallstifte eine Gruppe von Linien eingraviert. Das Gravur- oder Schneidmuster bildet, wenn es fertig ist, eine Anzahl von Flächen mit optischer Qualität, die sich zur Herstellung gleicher Muster eignen. Die gravierten Stifte kön~ nen dann mit anderen Stiften zu jedem gewünschten Muster zusammengefügt werden oder auch in einer Kontur und werden als Urmatrize zur Herstellung einer galvanoplastischen Form verwendet, welche dann ein Werkzeug darstellt, das das Negativ derzusammengesetzten Stiftenden ist. Wird das Werkzeug

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dann als Formeinsatz verwendet, kann damit ein Muster hergestellt werden, das den Originalstiften entspricht.

Für' die Herstellung von Rückstrahlfolien haben die gemäß der Erfindung hergestellten Bimetallstifte vorzugsweise einen viereckigen Querschnitt von etwa 4 mm Kantenlänge, wobei auf der Oberfläche jedes Stiftes etwa 600 bis etwa 1400 Tetraederelemente herausgraviert sind·. Derartig kleine Tetraederelemente haben für die Herstellung von Rückstrahlern für Automobile den Vorteil, daß sie sowohl ein Profilieren (contouring) als auch eine bestimmte Winkelausrichtung der Tetraederachsen bezüglich des Rückstrahlkörperelementes ermöglichen, womit das bekannte Rückstrahlen unter bestimmten Winkeln erzielt werden kann, wobei dies bei geringerer·Stiftverschiebung möglich wird und dünnere Rückstrahlkörperelemente geschaffen werden können, was Materialeinsparung bedeutet und erweiterte äußere Gestaltungsmöglichkeiten zuläßt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Stift zu schaffen, der bei der Herstellung von Werkzeugen Einsatz findet, mit denen Körper von optischer Qualität hergestellt werden können, welche sich wiederholende optische Muster haben,

Im Rahmen der Lösung dieser Aufgabe soll ein Bimetallstift geschaffen werden, der sich für die Herstellung galvanoplastischer Formen eignet. Dieser Stift soll zwar die Festigkeit der zur Zeit für diese Zwecke verwendeten Stifte behalten, dennoch aber einen Abschnitt aufweisen, der das hoch exakte Eingravieren in eine Fläche erleichtert.

So wird gemäß der Erfindung ein für die Herstellung von Galvanoformen einzusetzender Bimetallstift geschaffen, der aus einem metallischen Stiftrohling aus magnetisierbarer^,

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rostfreiem Stahl besteht, mit dem ein Kupferaufsatz fest verbunden ist, dessen eine Endfläche leicht und genau graviert werden kann.

Des weiteren soll mit der Erfindung ein Werkzeug für die Herstellung von galvanoplastischen Formen geschaffen werden, in dem zahlreiche Bimetallstifte Einsatz finden, die aus einem metallischen Stiftrohling aus magnetischem rostfreiem Stahl bestehen, welche mit einem Aufsatz aus Kupfer versehen sind, dessen eine Endfläche leicht und genau gravierbar ist. Ein derartiger Stift für die Herstellung der Werkzeuge zum Erzeugen von Reflektorfolien soll eine viereckige Querschnittsfläche mit einer Kantenlänge zwischen 3,8 und 4,3 mm haben und auf seinem einen Ende zwischen etwa 600 und 1400 Tetraederelementen aufweisen.

Die verbesserten bimetallischen Stifte, die für die Herstellung von Werkzeugen zur Erzeugung von Rück-strahlfolien mit optischer Qualität verwendet werden, können Tetraederelemente auf ihrer Stirnfläche tragen, deren Achsen gegenüber den Stiftachsen geneigt sind, wobei auf jeder Stirnfläche zwischen etwa 600 bis etwa 1400 Tetraederelemente angeordnet sind, und benachbarte Stiftelemente können dann um jeweils 90 ° zueinander verdreht werden, was zu einer vielfältigen Orientierung und Verbesserung der Eintrittswinkelcharakteristik der mit derartigen Stiftanordnungen hergestellten Rückstrahlfolien führt.

Diejnachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen, welche in der Zeichnung dargestellt sind, lassen das Wesen der Erfindung sowie Einzelheiten ihrer Ausführung besonders deutlich werden. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 die Stirnfläche eines nach dem Prin-

zip der Erfindung hergestellten Bi

metallstiftes;

Fig. 2 das Oberende des Bimetallstiftes

• nach Fig. 1 in vertikaler Schnitt

darstellung;

Fig. 3-11 eine diagrammartige Wiedergabe der

Schrittfolge bei der Herstellung eines Bimetallstiftes gemäß der Erfindung und der Zusammenstellung mehrerer derartiger Bimetallstifte, um daraus ein Werkzeug für die Her

stellung einer galvanoplastischen Form zu bilden.

Die Zeichnung zeigt die verschiedenen Aspekte der Erfindung .bei·der Herstellung eines Bimetallstiftes, der das Grundelement darstellt, mit dem ein Werkzeug gebildet wird, das zur Herstellung äußerst genauer galvanoplastischer Formen dient, die als Formeinsätze bei der Produktion von optischen Teilen verwendet werden, z. B. für Rückstrahlfolien. 20

Eine runde Stange 6 0 aus geeignetem Metall, etwa magnetisierbarem rostfreiem Stahl mit einem Härtewert von Rc 45 dient zur Herstellung eines Stiftrohlings und weist einen Durchmesser von etwa 5,6 - 6,6 mm und eine Länge von 45 mm auf. Die Endabschnitte 62 und 64 (Fig. 3) können abgeschliffen sein, damit sichergestellt ist, daß sie zur Längsachse senkrecht stehen.

Die freiliegende Fläche 66, die dadurch entsteht, daß der Endabschnitt 62 entfernt worden ist, wird dann aufgerauht, wie bei 68 gezeigt, damit eine bessere Haftung gegenüber einem weicheren Material entsteht, das sehr genau graviert werden kann. Bevorzugtes Material dafür ist Kupfer, das relativ einfach zu gravieren ist, jedoch während der anschliessenden Operationsgänge seine Festigkeit und Dauerhaftigkeit

behält. Ein Kupferaufsatz 70 wird dann fest mit der Endfläche 66 des Stabes 60 verbunden. Bei einer bevorzugten Konstruktion wird der Kupferaufsatz 70 durch Plattieren des Stabes 60 gebildet. Der Aufsatz 70 kann aber auch auf dem Stab 60 durch Vakuumablagerung hervorgerufen werden. Statt eines Aufbaus des Kupferaufsatzes 70 auf der Endfläche 66 des Stabes 60 kann der Aufsatz 70 mit den gewünschten Abmessungen auch unmittelbar durch Schweißen, Hartlöten, Kaltschweißen oder dergleichen aufgebracht werden.

Die Stärke des Kupferaufsatzes 70 beträgt vorzugsweise zwischen etwa 0,75 und 2,5 mm, insbesondere etwa 1,3 mm. Der befestigte Kupferaufsatz 70 kann dann so beschliffen werden, daß der gesamte Bimetallstift 72 die genaue Länge von annähernd 37 bis 42 mm hat.

Weil man zylindrische Bimetallstifte 72 nicht zu Gruppen zusammenfassen kann, ohne daß zwischen benachbarten Stiften Lücken entstehen, müssen die zylindrischen Stifte 72 zu Polygonen geformt werden, die das lückenlose Aneinandersetzen der Stifte ermöglichen. Die Stifteerhalten deshalb einen Querschnitt in Form eines Rechtecks, eines Dreiecks, eines Quadrates oder eines Sechsecks, nachfolgend allgemein als regelmäßiges Polygon bezeichnet. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiels werden die zylindrischen Bimetallstifte 72 maschinell bearbeitet und zu rechteckigen Bimetallstiften 74 (Fig. 3) von etwa 4,1 χ 4,2 mm beschliffen. Die Stirnfläche 76 eines jeden Stiftes 74 wird vollkommen glatt und eben und die Kanten rechtwinklig gemacht, so daß mehrere Stifte 74 ohne Unterbrechung aneinandergesetzt werden können, so daß zwischen benachbarten Stiften keine Lücke entsteht.

Die Magnetisierbarkeit des unteren Endes der Stifte ist insofern wichtig, als dieser Teil der Stifte.dazu beiträgt, daß sie während der maschinellen Bearbeitung zu dem gewünschten Polygonquerschnitt gut gehalten werden können.

Eine Gruppe bearbeiteter Stifte 74, die andeutungsweise für eine größere Zahl derartiger Stifte steht, wird dann in eine einstellbare Halterung 82 (Fig. 4) eingesetzt, die auf einer Grundplatte 84 ruht. Die Halterung 82 besitzt zwei feste Wände 86, 87, die einen L-förmigen Raum 88 (Fig. 5) bilden, in den die Gruppe von Stiften 74 hineingeordnet werden kann. Zwei weitere verstellbare Wände 90 und 96 schliessen den offenen Raum 88. Die Wand 90 läßt sich gegenüber den festen Wänden 86 und 87 mit Hilfe gewöhnlicher Füh-. rungsspindeln 94 verstellen. In gleicher Weise kann die Wand 96 gegenüber den festen Wänden 86 und 87 mit Hilfe von Führungsspindeln 98 verstellt werden. Durch das Anordnen der Stifte 74 gegen die Verbindungsstelle der beiden Schenkel der festen Wände 86 und 87 hin und Vorschieben oder Zurückziehen der einstellbaren Wände 90 und 96 können die zusammengeordneten Stifte 74 im wesentlichen frei von Spalten oder' Zwischenräumen zwischen den Stiften 74 selbst und zu den Wänden 86, 87, 90 und 96 hin zusammengespannt werden. Nachdem die Stifte in der Halterung 82 festgespannt sind, wird die Halterung mit einem Epoxidharz oder einem ■ aushärtbaren Polyester überdeckt, dessen Härte und maschinelle Bearbeitbarkeit annähernd gleich den entsprechenden Eigenschaften der rechtwinkligen Kupferaufsätze 78 sind. Ein geeignetes Epoxidharz ist Hardman Nr. 8173, ein aushärtbarer Polyester ist Decra-Coat von Resco. Das Epoxid oder der aushärtbare Polyester (nachfolgend als Füller bezeichnet) kann aus einer Kanne 100 aufgegossen werden, und überschüssiges Material wird von den Endflächen der Kupferaufsätze 78, die über die Wände 86, 87, 90 und 96 überstehen, entfernt.

Wenn der Füller ausgehärtet ist, werden die Grundplatte und die Halterung 82 gegenüber einer Gravurvorrichtung ausgerichtet, die allgemein mit 102 bezeichnet ist. Mit dieser Gravurvorrichtung 102 sollen in. die freiliegenden Flächen

76 der Kupferaufsätze 78 eines jeden Stiftes 74 zahlreiche Rillen eingraviert werden. Sollen die Stifte zur Herstellung von Tetraederreflektorelementen dienen, die nicht gekippt sind, dann werden drei Gruppen paralleler Rillen in die Flächen eingeschnitten, die jeweils um 120 ° zueinander gedreht verlaufen; es entstehen dann Tetraeder oder Pyramiden, die über die tiefsten Stellen der Rillen hervorstehen.

Die Schneid- oder Gravurvorrichtung 102, die schematisch dargestellt ist, weist eine Motor- und Positioniervorrichtung 103 auf und eine Schiene 106, entlang der ein Diämantschneidwerkzeug 108 verfahren werden kann. Es ist auch möglich, das Schneidwerkzeug 108 fest anzuordnen und die Halterung 62 mit den Stiften 74 gegenüber dem Schneidwerkzeug zu verfahren. Die Gravurvorrichtung 102 ist in Fig, 5 mit der Achse 32 der Grundplatte 84 ausgerichtet dargestellt. Eine Nut 31 wird dann in die Stirnflächen 76 der Aufsätze 70 eingraviert,deren Tiefe und Form durch die Form des Schneidwerkzeugs 108 und die Tiefe bestimmt werden, auf die das Werkzeug.eingestellt ist. Fig. 5a zeigt die Stirnfläche eines einzigen Stiftes 74 in starker Vergrößerung, in die eine Reihe von Nuten 31 eingraviert worden ist. Um hohe Genauigkeit zu erzielen, können die Nuten in wiederholten Arbeitsgängen geschnitten werden, wobei zur Vertiefung der einzelnen Nuten bei jedem Durchgang etwas Material weggenommen wird. Jede Nut oder Rille 31 kann eine Tiefe von etwa 0,075 bis 0,165 mm haben. Die Seiten des Schneidwerkzeugs 108, das an den Nutwänden entlang fährt, gibt diesen ein Spiegelfinish. Ein Schneidwerkzeug 108 mit dreiecksförmigem Schneidbereich erzeugt z. B. Nutwände 42 (Fig. 2), die schräg geneigt sind; und die drei Nuten oder Rillen zusammen bringen Tetraeder 40 hervor,die sich vom Grund der Nuten erheben. Der Begriff Dreikantelement oder Tetraederelement ist dem Fachmann geläufig und bedeutet drei zueinander im wesentlichen senkrecht stehende Flä-

chen ohne Berücksichtigung von Größe und Form der drei Flächen, die nach bekannten optischen Prinzipien Retroreflexion des Lichts hervorrufen. Nach Fertigstellung jeder einzelnen Rille 31 wird das Schneidwerkzeug 108 in die nächste Schneid- oder Gravierstellung umgesetzt, die parallel zur vorherigen Rille 31 verläuft. Der Abstand zweier Rillen hängt dabei mit der Höhe der zu erzeugenden Tetraeder zusammen.

Wenn sämtliche Rillen 31 einer ersten Serie geschnitten

.10 sind, wird sämtliches noch verbliebenes Epoxid bzw. Polyester entfernt, und es wird ein neuer Epoxid- oder aushärtbarer Polyesterfüller aufgebracht, der auch in die erste Gruppe von Nuten eindringt. Hierdurch wird es möglich, die zweite Gruppe von Nuten so zu schneiden, als wäre die erste Gruppe von Nuten 31 nicht vorhanden. Eine zweite Gruppe von Nuten 37 (Fig. 6) wird dann in Richtung einer Achse 38 geschnitten, die zur Achse 31 um 120 ° gedreht ist. Im Anschluß daran wird wiederum der Füller entfernt und ein neuer Füller aufgebracht. In Richtung der Achse wird, nachdem das Schneidwerkzeug oder die Halterung 102 erneut um 120 ° gedreht worden sind, eine dritte Gruppe von Nuten 34 (Fig. 7) eingraviert. Sind dann sämtliche drei Gruppen von Nuten 31, 34 und 37 eingeschnitten, wird von der Halterung 82 der noch verbliebene Füller entfernt.

Nach Belieben können Form und Winkel des Schneidwerkzeugs so gewählt werden, daß die Dreikantelemente gekippt sind. Angenommen, die Achse des Dreikantelementes ist so gewählt, daß sie zu den drei Flächen als Trisektor verläuft, dann ist diese Achse gegenüber der Längsachse des Stiftes 74 um einen bestimmten Winkel geneigt. Wenn die Stifte mit derart geneigten Achsen der Dreikantelemente hergestellt werden, können mit dem fertigen Werkzeug Teile geformt oder geprägt werden, die besondere Eintritts- oder Richtungswinkelcharakteristiken haben. Mit mehreren derartigen

geneigten Stiften und auch mit unterschiedlichen Stiften, die nicht geneigt sind oder sonstige andere Gestaltungen aufweisen, lassen sich dann wiederkehrende optische Muster zusammenstellen, die besondere Richtungs- und Eintrittswin- · kelcharakteristiken haben. Die Anordnung von quadratischen Stiften mit einzelnen Tetraederelementen auf ihren Enden, um damit besondere Winkelorientierungscharakteristiken zu erzielen, ist bekannt. Der Vorteil jedoch bei der Verwendung von vielen relativ kleinen Stiften gemäß der Erfindung mit sehr vielen kleinen Dreikantkörpern auf jedem Stift ist der, daß bei der kleinen Zahl vorhersehbarer Sichtabstände, bei der Reflektorfolien oder dergleichen'verwendet werden, wie z. B. ca. 13m vor einem Autofahrer, der Einfallswinkel nur etwa 1 min beträgt.. Bei solch einer Distanz sind deshalb alle sonst erkennbaren Unterschiede zwischen den einzelnen Stiften für den Beobachter praktisch nicht sichtbar, und die Reflektorfolie erscheint dann vollkommen' gleichmäßig und hat ein gleichmäßig leuchtendes Erscheinungsbild. Nach Belieben können Stifte benachbarter Reihen auch zueinander versetzt angeordnet sein, um ein gleichmäßiges Muster zu erzeugen oder eine ausgedehnte Fehlstelle oder Abweichung, die beim Gravieren entstanden ist, aufzuheben oder zu zerlegen, auch wenn derartige Abweichungen relativ klein in ihren Abmessungen sind.

Eine Gruppe von Stiften 74 mit mit den gewünschten optischen Flächen wird dann in eine Elektroplattierhalterung 110 (Fig. 8 bis 10) in einem bestimmten Muster oder mit den gewünschten Umrissen eingesetzt. Eine einzige, einteilige Wand 114 wird auf eine Grundplatte 112 aufgesetzt, um die Stifte 74 zusammenzuhalten. Zwischenräume zwischen den Stiften und der Wand 114 werden dann mit einem leitfähigen Material ausgefüllt, etwa mit Lot oder Silberdraht und dergleichen. Dieses leitfähige Material sollte zugleich zwischen den Stiften 74 und der Wand 114 gut abdichten und wenigstens in

solchem Maße leitfähig wie die Stifte 74 sein, aber auch vollständig entfernt werden können, so daß die Stifte 74 wiederverwendbar sind, über die Halterung 110 wird dann eine Abdeckung 116 gesetzt, so daß nur die Tetraeder-oder Dreikanterhebungen 40 über die Abdeckung 116 hervorstehen. Die ge-' . samte Anordnung der Halterung 110, der Abdeckung 116 und der Stifte 74 wird dann in einen Elektroplattiertank 118 eingesetzt, in dem auf galvanoplastischem Wege von den als Matrize dienenden Stiften 74 in bekannter Weise ein Negativ abgenommen wird. Bei Bedarf können Abschirmungen verwendet werden, um Teile der Halterung oder Abdeckung zu schützen oder die Elektroplattierstärke bezüglich einzelner Teile der Stifte zu steuern.

Die vorangehende Beschreibung gibt die Erfindung im grund-

es
sätzlichen wieder, doch versteht/sich, daß dem Fachmann

zahlreiche Variationsmöglichkeiten offenstehen, ohne daß

in.der

dadurch die/Erfindung liegenden Gedanken und Lösungen verlassen werden.
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Claims

ρ a!t e5nj τ X ν \& A I. τ ιί ^ *..***·* *5 /. Π Π Π 1 *)

DR. Di*ETER V. BEZOLD

DIPL. INC. PETER SCHÜTZ

DIPL. ING. WOLFGANG HEUSLER

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11528/H/Ro. ■

AMERACE CORPORATION, Mew York, USA 10

Galvanoformwerkzeug _und '..''erfahro?. _zu seiner Herstellung

Patent a n Sprüche

1.) Galvanoformwerkzeug- für die "Herstellung von Teilen mit optischer Qualität,

gekennzeic h π e t d u r c h eine Vielzahl bimetallisoher Stifte (74), die jeweils einen ersten metallischen Abschnitt aufweisen, der aus einem Metall relativ hoher Festigkeit gebildet ist, sowie einen aus einem leicht bearbeitbaren Metall geringerer Festigkeit als der des ersten Abschnitts hergestellten zweiten metallischen Abschnitt (78}, der an einem Ende des ersten Abschnitts fest angebracht ist und jeweils ein Muster (40) für die Herstellung des Gebildes optischer Qualität enthält,

2.) Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn ζ e i c h η e t , daß der erste metallische Abschnitt aus rostfreiem Stahl besteht,

3.) Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeic h n e t , daß die beiden metallischen Abschnitte den Querschnitt eines regelmäßigen Polygons haben.

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4.) Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten metallischen Abschnitte (78) jeweils aus Kupfer bestehen.

5.) Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste metallische Abschnitt aus magnetischem oder magnetisierbarem Stahl besteht und der aus Kupfer bestehende ' zweite metallische Abschnitt (78) auf den ersten metallischen Abschnitt aufplattiert oder aufgalvanisiert ist.

6.) Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Polygonkanten kürzer als 4,3 mm sind.

7.) Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Muster eine Anordnung von zwischen etwa 600 und . 1400 eingravierten Tetraederelementen (40) enthält.

8.) Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, ' dadurch gekennzeichnet, daß in benachbarten Bimetallstiften (74) unterschiedliche optisehe Muster ausgebildet sind.

9.) Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Stifte (74) gegeneinander verdreht angeordnet sind.

10.) Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Stifte (74) gegeneinander in Form einer gestaffelten Stiftanordnung versetzt sind.

11.) Bimetallischer Stift für ein Werkzeug zum Herstellen von Gegenständen mit optischer Qualität, gekennzeichnet durch einen ersten Metallabschnitt aus einem Metall hoher Festigkeit und einen leicht bearbeitbaren zweiten. Metallabschnitt (78), der von geringerer Festigkeit ist als der erste Abschnitt, an einem der beiden Enden des ersten Abschnitts fest angebracht ist und ein in sein eigenes Ende eingraviertes optisches Muster tra*gt. 10

12.) Stift nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch polygonalen Querschnitt.

13.) Stift nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Metallabschnitt aus rostfreiem Stahl besteht.

14.) Stift nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Metallabschnitt (78) aus Kupfer besteht.

15.) Stift nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Metallabschnitt aus magnetischem oder magnetisierbarem Edelstahl besteht.

16.) Stift nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Metallabschnitt (78) durch Plattierung oder Galvanisierung auf den ersten Metallabschnitt aufgebracht ist.

^: 17.) Stift nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß das Polygon regelmäßig ist.

18.) Stift nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die Polygonkantenlänge höchstens 4,3 mm beträgt.

19.) Stift nach einem der Ansprüche 11 bis 18, da- . durch gekennzeichnet, daß das optische Muster aus einer Anordnung von etwa 600 bis 1400 eingravierten Tetraederelementen (40) besteht. 5

20.) Verfahren zur Herstellung eines bimetallischen Stiftes insbesondere nach einem der Ansprüche 11 bis 19 zur • Verwendung bei der Herstellung von Galvancformen oder sonstigen Formwerkzeuge für die Erzeugung von Gegenständen mit optischer Qualität,

dadurch gekennzeichnet, daß ein metallischer Stiftrohling von hoher Festigkeit hergestellt und mit einem der beiden Enden dieses Rohlings ein Aufsatz aus einem zweiten Metall verbunden wird, der leichter bearbeitbar ist als der Rohling.

21.) Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß der .Stiftrohling aus rostfreiem Stahl besteht.
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22.) Verfahren nach·Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , daß der Stiftrohling aus magnetischem oder magnetisierbarem Stahl gebildet ist.

25. 23.) Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet , daß der Metallaufsatz aus Kupfer besteht.

24.) Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, d a durch gekennzeichnet, daß der Metallaufsatz mit dem einen Ende des ßtiftrohlings durch Plattieren oder Galvanisieren verbunden wird.

25.) Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, d a durch gekennzeichnet, daß der Aufsatz mit dem Stiftrohling durch Schweißen verbunden wird.

26.) Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsatz mit dem Stiftrohling durch Hartlöten verbunden wird.

27.) Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsatz mit dem Stiftrohling durch Viikuumablagerung verbunden wird.

28.) Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Stiftrohling und der Aufsatz zunächst Kreisquerschnitt haben und beide auf einen Polygonalquerschnitt bearbeitet werden.

29.) Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet , daß der Querschnitt die Form eines regelmäßigen Polygons erhält.

30.) Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet , daß das Polygon eine Seitenlänge von höchstens 4,3 mm erhält.

31.) Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 30, d a durch gekennzeichnet, daß auf der freiliegenden Endfläche des Metallaufsatzes ein sich wiederholendes optisches Muster geformt wird.

32.) Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 31, d a durch gekennzeichnet, daß ein Muster mit einer Anordnung von etwa 600 bis 1400 eingravierten Tetraederelementen gebildet wird.

33.) Verfahren zum Herstellen eines Werkzeugs insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10 für die Herstellung einer Galvanoform zum Erzeugen von Gegenständen mit optischer Qualität,

"·· Ό —

gekennzeichnet durch folgende Schritte:

es werden zahlreiche Metallstiftrohlinge mit Kreisquerschnitt von hoher Festigkeit hergestellt;

' mit dem einen der beiden Enden jedes Rohlings wird · ein Aufsatz' aus einem zweiten Metall verbunden, das leichter bearbeitbar ist als der Rohling;

aus den aus Rohling und Aufsatz bestehenden Stiften werden längliche Bimetallstifte mit regelmäßigem Polygonquerschnitt hergestellt, so daß diese nebeneinander in unterschiedlicher Mustergestaltung ohne Lücken zusammensetzbar sind; die

Bimetallstifte werden in eine Halterung eingesetzt, ohne daß Lücken zwischen benachbarten Stiften oder zwischen den Stiften und der Halterung entstehen; es wird Wenigstens eine Fläche von optischer Qualität auf dem freien Ende des Aufsatzes eines jeden Bimetallstiftes hergestellt.

34.) Verfahren nach Anspruch 33, dadurch g e ,20 kennzeichnet, daß jeder Stiftrohling aus rostfreiem Stahl besteht.

35.) Verfahren nach Anspruch 34, dadurch g e . · kennzeichnet , daß jeder Stiftrohling aus 25· magnetischem Edelstahl.besteht.

36.) Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallaufsätze aus Kupfer bestehen.

37.) Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufsätze auf die Enden der Rohlinge aufplattiert oder aufgalvanisiert werden.

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38.) Verfahren nach einem der Anspräche 33 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des Polygonquerschnitts höchstens 4,3 mm betragen.

39.) Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß auf den freiliegenden Enden eines jeden Metallaufsatzes ein sich wiederholendes optisches Muster geformt wird.

40.) Verfahren nach einem der Ansprüche 3 3 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß ein optisches Muster aus einer Anordnung von etwa 600 bis 1400 eingravierten Tetraederelementen gebildet wird.