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Vorrichtung zum Prägen von Typenrädern Typenräder pflegt man gewöhnlich
durch Gravieren herzustellen.. Dieses Verfahren erfordert eine .beträchtliche Zeit
und ist daher kostspielig. Man hat deshalb auch schon vorgeschlagen, Typenräder
durch Prägung herzustellen, und zwar geschieht dies dadurch, daß eine walzenförmige
und durch einen Antrieb gedrehte Matrize auf dem stangenförmigen, ebenfalls durch
einen Antrieb gedrehten Werkstück abrollt. Bei dieser bekannten Einrichtung werden
die Matrize und das Werkstück mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit angetrieben.
Damit die Typen auf dem Typenrad sauber herauskommen, muß die Umfangsgeschwindigkeit
zwischen der Matrize und dem Werkstück während des Prägevorgangs gleicchbleäben.
Anderenfalls tritt an der Berührungsstelle zwischen Matrize und Werkstück ein Schlupf
auf, der die Güte der Prägung beeinträchtigt. Die bloße Tatsache, daß sich die Matrize
und das Werkstück mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit drehen lassen, ist hierfür
nicht ausreichend, da der Durchmesser des zu bearbeitenden Teiles des Werkstückes
während der Prägung kleiner wird.
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Dieser Nachteil ist durch die Erfindung beseitigt. Sie besteht darin,
daß sich der Durchmesser des wirksamen Teiles der Matrize während des Prägevorganges
selbsttätig derart ändert, daß Glas Übersetzungsverhältnis zwischen den Umfängen
von Matrize und Werkstück konstant gehalten wird. Dieser Gedanke läßt sich z. B.
in der Weise verwirklichen, daß die Matrize aus einer Anzahl von Stempeln besteht,
die während des Prägevorganges selbsttätig in radialer Richtung verschoben werden.
Der wirksame Teil ist also der Kreis, den die Arbeitsflächen der Stempel berühren.
Die Erfindung eignet sich besonders für die Herstellung von Typenrädern auf einer
selbsttätigen Drehbank.
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Von.den Zeichnungen bedeuten: Fig. i ,eine perspektivische Ansicht
der Prägeeinrichtung an einer selbsttätigen Drehbank, Fig. a eine perspektivische
Ansicht der Prägeeinrichtung, Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Prägeeinrichtung,
Fig. q. bis 6 Einzelheiten aus der Fig. 3, Fig. 7 einen Querschnitt des Trägers
für die Prägestempel entsprechend der Linie 7-7 der Fig, 3, Fig. 8 und 9 Ansicht
und Draufsicht auf einen Prägestempel, Fig. io einen Querschnitt entsprechend der
Linie io-io der Fig. 3, Fig. ii und ia eine
Vorder- und eine Seitenansicht
des fertigen Typenrades, Fig.13 einen Querschnitt entsprechend der Linie 13-r3 der
Fig. 3, Fig. 14 einen Querschnitt entsprechend der Linie 14-14 der Fig. 3, Fig.
15 und 16 schematische Ansichten von Werkstück und Prägestempeln vor und nach, der
Prägung, Fig. 17 bis 21 die einzelnen Bearbeitungsvorgänge zur Herstellung eines
Typenrades auf einer selbsttätigenDrehbank, Fig. 22 eine perspektivische Ansicht
eines Prägestempels.
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Die selbsttätige Drehbank nach Fig. 1 besitzt fünf drehbare Spindeln
30 mit je einer Stange Werkstoff g1. Die Spindeln sind in einer Trommel 32
angeordnet, die schrittweise gedreht wird, so daß die Werkstoffstangen 31 sämtlicher
Spindeln 3o nacheinander von Jen verschiedenen Werkzeugen bearbeitet werden können.
Da sämtliche Werkzeuge für die verschiedenen Bearbeitungsstücke gleichzeitig arbeiten,
müssen bei j edem Zurückgehen der Werkzeuge ein Typenrad oder nach einer. vollen
Umdrehung, der Trommel 32 fünf Typenräder hergestellt sein. Einige Werkzeuge befinden
sich auf dem Hauptwerkzeugschlitten 33, andere sitzen auf Querschlitten 34 und 35.
Auf die Steuerung der Bewegung der Werkzeuge, des Vorschubes der Werkstoffstangen:
31 und der Trommel 32 soll hier nicht weiter eingegangen werden, sie ist die bei
selbsttätigen Drehbänken übliche.
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Die Prägeeinrichtung ist ebenfalls an dem Hauptwarkzeugschlitten 33
befestigt; sie enthält . eine Reihe von Prägestempeln oder Matrizen 38 (Fig. 7,
8, 9), die in dem Prägestempelträger 39 radial angeordnet sind und in dieser Richtung
bewegt werden können. Der Prägestempelträger 39 ist auf einer durchbohrten
Welle 4o gelagert (Fig. 3), die durch einen Keil 42 und durch Schrauben 43 (Fig.
14) mit einer Hohlwelle 41 starr verbunden ist. Die aus den Teilen 4o und 41 bestehende
Welle ist in zwei Armen 44 lind 45 des Hauptwerkzeugschlittens 33 und einem
mit dem Maschinenbett 36 aus einem Stück bestehenden Bock 46 gelagert bzw. geführt
(Fig. 1, 3).
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Die einzelnen Arbeitsvorgänge, die für die Herstellung eines Typenrades
nötig sind und von der Maschine geleistet werden müssen, sind in den Fig. 17 bis
21 dargestellt. Zunächst wird von der Werkstoffstange 31 (Fig. 17) durch den Stahl
5o ein breiter Span von geringer Stärke abgenommen, um eine gleichmäßig glatte Oberfläche
auf dem mit 48 bezeichneten Teil des Umfanges zu erhalten und gleichzeitig eine
Ringnut 47 eingestochen, die nur so viel Werkstoff mit vollem Durchmesser stehenläßt,
wie der Breite des herzustellenden Typenrades 55 entspricht. Die Ringnut 47 bietet
dem Werkstoff während des Prägevorganges. genügend Platz zum Ausweichen. Außerdem
wird beim ersten Arbeitsgang mittels des Schraubenbohrers 52 eine Zentrierbohrung
54 in die Stirnfläche der Werkstoffstange 31 getrieben.
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Der zweite Arbeitsgang (Fig. 18) ist die Prägung des Umfanges der
Scheiben 55 durch die Prägestempel 38 (Fig. 22). Dabei wird überschüssiger Werkstoff
56 nach beiden Seiten hin albgequetscht. Ein Teil des abgequetschten Werkstoffes
wird im dritten Arbeitsvorgang (Fig.1g) mit Hilfe eines Stahles 57 entfernt und
ein Schraubenbohrer 58 weiter in die Werkstoffstange 3.1 hineingetrieben, als der
Breite der Scheibe 55 entspricht. Während des vierten Arbeitsvorganges (Fig. 2o)
wird durch ein entsprechend ausgebildetes Schneidwerkzeug 62 der zwischen den Typen
stehengebliebene Grat entfernt. Während des fünften Arbeitsvorganges (Fig.21) schließlich
wird durch eine Reibahle 75 die durch den Bohrer 58 hergestellte Bohrung 61 nachgerieben
und mittels eines Stahles 78 die Scheibe 55 von der Stange 31 getrennt, wobei gleichzeitig
der in die Ringnut 47 abgequetschte Werkstoff entfernt wird. Das fertige Typenrad
55 zeigen die Fig. 11 und 12.
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Die Prägeeinrichtung (Fig. 2, 3) besteht aus drei Hauptteilen: erstens
der Welle 40, 41, zweitens dem Prägestempelträger 39 mit seiner Antriebswelle 8o,
81 und drittens der Einrichtung zum Verschieben der Prägestempel3$ in radialer Richtung.
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Wie bereits erwähnt, ist der Prägestempelträger-39 auf der Welle 40,q.1
gelagert. Ein Keil 82, der in eine Nut 83 des Führungsarmnes 45 . eingreift, verhindert
jede Drehung der Welle 40, 41; läßt jedoch eine Längsverschiebung zu (Fig. 14).
In die Bohrung des Führungsarmes 44 (Fig. 3; 13) ist ein Führungsring 86 eingesetzt,
der mit der in seine Bohrung hineinragenden und die Welle 4o umgebenden Hülse 84
durch Stifte 87 und 88 verbunden ist. Die Stellung der Kupplungsstifte 87 und 88
ist wiederum durch Halteschrauben 89 und 9o gesichert. Die Kupplungsstifte 87 -und
88 weisen in ihrem mittleren Teil ebene Flächen 9.1 und 92 auf. Mit diesen Flächen
-paßt der - Querschnitt -der Kupplungsstifte 87 und 88 zu dem inneren Querschnitt
der Buchsen 93 und 94. Die genaue Einstellung des Ringes 86 erfolgt mit Hilfe der
Schrauben i 1o und 11z und der Mutter 107 des Bolzens 1o8, der in den Ring 86 eingeschraubt
ist und durch eine Bohrung log des Führungsarmes 44_ hindurchragt. Die Mutter
107 ist mit einer Schraubenfeder 1o5 unterlegt, gewährleistet also eine gewisse
Beweglichkeit des Ringes 86.
Wie bereits erwähnt, sind die Führungsarme
44 und 45 am Hauptwerkzeugträger 33 befestigt. Dieser wird bei jedem Arbeitsgang
in seine Arbeitsstellung bewegt und aus ihr entfernt. Der Absatz 116 (Fig. i bis
3) der Welle 41 ist durch Bolzen 114 und i 15 mit dem Arm 45 verbunden. Uren die
Bolzen 114 und 115 sind Schraubenfedern 112 und 113 gewunden, die die muffenartigeVerbreiterung
der Hohlwelle 41 an ihrem linken Ende (Fig. 3) gegen den Ring 86 drücken. Bei einer
Vorwärtsbewegung des Hauptwerkzeug-Schlittens 33 nach links nimmt der Führungsarm
45 mittels der Federn 112 und i 13 die Welle 40, 41 mit nach links, bis .die Anschlagmutter
i 18, die durch die Gegenmutter i i9 in ihrer eingestellten Lage gehalten wird,
auf den Bock 46 trifft. Bei der weiteren Bewegung des Hauptwerkzeugschlittens 33
nach links werden lediglich die Federn 112 und 113 zusammengedrückt, die Lage der
Welle 40, 41 wird dadurch nicht mehr verändert.
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Der Prägestempelträger 39 ist durch Schrauben 126 an einer Nabe 125
befestigt. Beide sitzen'auf je einer Lagerhülse 127 und 1a8, die auf die Welle 4o
aufgeschoben sind. Von rechts her (Fig. 3) ist in eine Bohrung der Nabe
125 ein Zahnkranz 129 eingesetzt und an der Nabe 125 durch Schrauben 130
befestigt. Gegen den Zahnkranz 129 legt sich ein Stellring 131, der mittels Stellschrauben
132 auf der Welle 4o festsitzt und die Lage des Prägestempelträgers 39 auf der Welle
40, 41 bestimmt. Da der Stellring 131 innerhalb der Bohrung der Nabe 125 liegt,
sind für das Einsetzen der Stellschrauben 132 besondere Radialbohrungen 133 in der
Nabe 125 vorgesehen.
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In einer Bohrung der Welle 40, 41 befindet sich eine Welle 8o, deren;
Ritzel 135 (Fig. 10) mit dem an der Nabe 125 befestigten Zahnkranz 129 in Eingriff
steht. Die Welle 8o ist mit dem verdickten Ende einer Welle 81 verzapft (Fig. 6),
so daß die Drehung der Welle 81 auf die Welle 8o und damit auf das Ritzel 135 übertragen
wird. Stellmuttern 136 legen sich gegen eine in die Welle 4o eingelassene Buchse
137 (Fig. 3), so, da3 .die Welle 8o nur zusammen mit der Welle 40, 41 waagerecht
verstellt werden kann. Die Welle 81 ist durch die Muffe i4o mit der ständig vom
Hauptantrieb der Maschine in Umdrehung gehaltenen Welle 141 verbunden. Daraus ergibt
sich, daß der Prägestempelträger 39 entsprechend der Übersetzung zwischen dem Ritzel
135 und dem Zahnrad 129 ständig mit der halben Drehzahl der Welle 8o, 81 umläuft.
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Wie bereits angedeutet, setzt der Hauptwerkzeugschlitten 33, nachdem
der Prägestempelträger 39 durch die Anschlagmutter 118 in seiner Arbeitslage festgehalten
ist, seine Bewegung mit geringerer Geschwindiglceit nach links fort. Dabei legt
sich der vordere Führungsarm 44 gegen eine über die Nabe r25 geschobene Hülse
i5ö. Ein nach innen sich erstreckender Flansch 15i der Hülse i5o greift in die von
dem Führungsring 86 und dem Flansch 85 der Hülse 84 gebildete Nut ein. Diese Verbindung
läßt die Hülse i5o an den Längsverschiebungen des Führungsarmes 44 und,damit des
Hauptwerkzeugschlittens 33 teilnehmen, gestattet aber gleichzeitig, daß die Hülse
i5o an der Drehung der Nabe 125 teilnimmt. Zu diesem Zweck ist die Nabe 125 mit
der Hülse 150
durch einen Keil 152 verbunden (Fig. io), der wiederum eine
Längsverschiebung der Hülse iSo auf der Nräbe 125 gestattet.
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An der Längsverschiebung der Hülse 150 nehmen eine Anzahl von Stangen
153 teil, die an einem Flansch i54 der Hülse 15o befestigt und in ,Bohrungen i6o
des Prägestempelträgers 39 geführt sind. Die Befestigung der Stangen 153. arm Flansch
154 ist nicht starr, sondern zwischen den Flansch 154 und die Mutter 156 ist eine
Feder 155 eingeschaltet. In die abgeschrägten Köpfe 159 der Stangen 153 sind T-förmige
Nuten eingearbeitet, in denen der Fuß j e eines Prägestempels gleiten kann. Durch
die Abschrägung des Kopfes 159 ist erreicht, daß bei der Verschiebung der Stange
153 nach links (Fig.3) die Prägestempe138 auf den Schnittpunkt der radialen Ebenen,
in denen die Stempel 38 liegen, zu bewegt und gegen den Umfang der Scheibe
55 der Werkstoiffstange 31 gepreßt werden (Fig. 15, 16). Dabei wird sowohl die Werkstoffstange
3 i als auch der Prägestempelträger 39 gedreht, und zwar. beide in der gleichen
Richtung. Die Federn 155 wirken als elastische Zwischenglieder in den Vorschubgestängen
für die Stempel 38 und verhindern; daß aus irgendeinem Grunde unzulässig hohe Drücke
oder Reibungen entstehen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel soll das Typenrad 55 mit zwölf Typen versehen
werden. Für diesen Zweck sind vierundzwanzig Prägestempel, also zwei Sätze der erforderlichen
Typen vorgesehen. Für eine gleichmäßige Prägung muß dann die Werkstoffstange 31
mit der doppelten Drehzahl des Prägestempelträgers 39 umlaufen. Die Größe des Vorschubes
für die Prägestempel 38 muß der gewünschten Höhe für die Typen entsprechen. Bei
der gleichzeitigen Durchmesserverringerung der Scheibe 55 und desjenigen Kreises,
den die Arbeitsflächen der Prägestempel 38 berühren, würde der Umfang der
Scheibe 55 zu dem Umfang des Berührungskreises der Prägestempel sich
nicht
mehr wie i : 2 verhalten. Die Aufrechterhaltung dieses Verhältnisses ist aber für
die Herstellung eines einwandfreien Typenrades unbedingt erforderlich. Diese Schwierigkeit
ist erfindungsgemäß dadurch behoben worden, daß die Prägestempel 38 um einen so
großen Betrag verschoben werden, daß das Verhältnis i : 2 der Umfänge aufrechterhalten
bleibt. Da der -hierfür erforderliche Vorschub jedoch die gewünschte Typenhöhe übersteigt,
muß die Differenz durch eine Lagenänderung des Mittelpunktes des Prägestempelberührungskreises
zu dem der Scheibe 55 ausgeglichen werden.
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Hierzu dient ein an einer Stange 166 befindlicher Keil 165 (Fig. 3).
Die Stange 166 ist durch eine Bohrung der Welle 4o (Fig.13) hindurchgeführt und
mittels zweier Muttern an dem Führungsarm 45 des Hauptwerkzeugschlittens 33 befestigt.
Die Werkstoffstange 31 wird durch einen konkaven Block 169 (Fig. 4, 5) gehalten,
der den von den Prägestempeln 38 auf das Werkstück ausgeübten Druck aufnimmt. Dieser
Block ist in eine Aussparung der Welle 4o eingesetzt und wird durch eine vorgeschraubte
Platte 170 am Herausfallen gehindert. Die konkave Fläche des Blockes 169 fällt um
einen gewissen Betrag nach links ab. Der untere Teil des Blockes 169 ist mit einer
Schrägnut versehen, in der der Keil 165 gleitet. Wird der Keil 165 bei der Bewegung
des Hauptwerkzeugschlittens 33 nach links verschoben, senkt sich der Block 169,
und gleichzeitig werden die Stempel 38 durch die Stangen 153 gegen den Umfang der
Scheibe 55 gedrückt. Durch diesen Druck wird die Werkstoffstange 31 wieder mit dem
Block 169 in Berührung gebracht, d. h. der Prägestempelträger 39 gehoben und die
Achsen der Scheibe 5.5 und. desjenigen Kreises, den die Stempe138 mit. ihren Arbeitsflächen
berühren, einander genähert. Der Prägestempelträger 39 und sein Antrieb darf also
nicht starr gelagert sein, so daß beispielsweise auch die elastische Lagerung des
Führungsringes 86 im Führungsarm qlj. unter Verwendung der Feder 105 jetzt ihre
Erklärung findet.