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Verfahren zur Herstellung von Rillen in Prägewalzen für Linsenrasterfilme
Es sind bereits zahlreiche Verfahren und Einrichtungen vorgeschlagen worden, um
auf Prägezylindern, mit denen man die kleinen. lichtbrechenden, mikroskopisch feinen
Linsen in Linsenrasterfilme prägt, in vollkommener Weise Rillen oder Vertiefungen
anzubringen. Eines der besten Verfahren besteht darin, daß der Zylinder mit einem
rundlich polierten Werkzeug bearbeitet wird, wobei die Vertiefungen durch Druck-,
Reib- und Glättarbeit in ihn eingearbeitet werden. Dieses Verfahren liefert exakt
polierte, dicht nebeneinanderliegende Rillen; seine Vorteile beruhen darauf, daß
der als Werkzeug vorzugsweise benutzte Diamant als Polierwerkzeug wirksam ist, das
die kleinsten Teile glättet.
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Bei der bekanntgewordenen Verfahren werden die Rillen oder Vertiefungen
in einem einzigen Arbeitsgang fertiggestellt, d. h. sie werden auf einmal bis zu
ihrer endgültigen Tiefe in den Zylinder oder die Walze eingearbeitet, was zur Folge
hat, daß auf das Werkzeug ein sehr beträchtlicher Druck ausgeübt werden muß. Bei
der Verwendung von Diamanten besteht infolgedessen die Gefahr, daß der Diamant beschädigt
wird; vor allem zerspringt er sehr leicht.
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Ein weiterer Nachteil dieser Verfahren soll an Hand der Fig. i erläutert
werden. Mit i ist ein im Schnitt dargestelltes Stück des Zylinders oder der Walze
bezeichnet, in das die Rillen z bis 7 eingeprägt worden sind, wobei die Rille z
als erste und die Rille 7 als letzte hergestellt worden ist. Infolge des großen
Druckes, der bei den bekannten Verfahren beim Prägen aufgewendet werden muß, wird
nun beim Einarbeiten einer jeden neuen Rille das zwischen. ihr und,. der vorhergehend
eingearbeiteten Rille stehenbleibende Material zur Seite gedrückt, so daß die Gestalt
der Kanten 8 bis 1z, die zwischen den Rillen stehenbleiben und eigentlich symmetrisch
ausgebildet sein sollen, eine schief gedrückte Form erhält, wie dies in der Fig.
i deutlich veranschaulicht ist. Die Verformung der Kanten entsteht dadurch, daß
das Werkzeug infolge des großen Druckes beim Prägen der Rillen nach der Seite auszuweichen
sucht, auf der ihm das Material der Walze den geringsten Widerstand entgegensetzt.
Dies ist naturgemäß auf der Seite der Fall, auf der sich die letzte eingearbeitete
Rille befindet, in der Fig. i beispielsweise die Rille 6 links von der Rille 7.
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Bei dem Verfahren nach der Erfindung sind diese Nachteile beseitigt,
und zwar dadurch, daß die Walze wenigstens zweimal nacheinander mit einem jeweils
nur eine Rille einarbeitenden Druckwerkzeug, z. B. einem polierten Diamanten, bearbeitet
wird, so daß die Bearbeitung des Metallzylinders also schrittweise vorgenommen wird.
Es erfolgen
daher mehrere Bearbeitungen mit Hilfe des Druckwerkzeuges
_ nacheinander, wobei jede einzelne Bearbeitung für sich allein nicht genügt, um
die Rille bis zu ihrer gewünschten Tiefe auszuarbeiten. Die Rillen werden vielmehr
bei jeder neuen Bearbeitung nur etwas weiter vertieft, indem dabei gleichzeitig
die Furche geglättet wird, die beim ersten Arbeitsgang erzeugt wurde.
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In der Fig.2 ist wieder im Schnitt ein Stück der Walze, in das Rillen
nach dem neuen Verfahren eingearbeitet werden, dargestellt. Während zunächst nach
der ersten Bearbeitung alle Rillen die gleiche geringe Tiefe wie die Rillen 13 bis
i5 haben, ist nach der zweiten Bearbeitung bereits eine weitere Vervollkommnung,
wie die Rillen 16 bis ig zeigen, erzielt worden. Nach der letzten, beispielsweise
dritten Bearbeitung haben schließlich alle Rillen ihre endgültige Gestalt bzw. Tiefe
erhalten, entsprechend der Form der mit 2o bis 22 bezeichnete. Rillen.
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Die Durchführung dieses Verfahrens kann vorteilhaft in der Weise erfolgen,
daß man ein einziges Werkzeug für die aufeinanderfolgenden Bearbeitungen benutzt.
Das eine Werkzeug durchläuft demnach mehrmals nacheinander die beim ersten Arbeitsgang
vorgeprägten Rillen und arbeitet sie allmählich immer tiefer in die Zylinderoberfläche
ein. Beim ersten Arbeitsgang wird beispiels-,veise eine Tiefe erzielt, wie die Rillen
13 bis 15 in Fig. 2 aufweisen, während diese auf den darauffolgenden Arbeitsgängen
nacheinander etwa die Form der Rillen 16 bis ig bzw. 2o bis 22 erhalten. Es ist
vorteilhaft, das eine Werkzeug dauernd im Eingriff mit den beim ersten Arbeitsgang
vorgeprägten Rillen zu belassen und es zur Vertiefung dieser in ihnen mehrmals hin
und her zu führen, um auf diese Weise gleichzeitig eine Führung des Werkzeuges in
den Rillen zu erhalten, wodurch Ungleichmäßigkeiten nahezu- vollständig vermieden
werden.
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Man kann auch mehrere Werkzeuge.zur Bearbeitung des Zylinders benutzen,
die ganz oder angenähert die gleiche Form besitzen, indem man eines nach dem anderen
in derselben Rille laufen läßt. Auf welche verschiedenen Arten dabei die Werkzeuge
gelagert werden können, soll an Hand der Fig. 3 erklärt werden, in der mit 23 der
zu bearbeitende Zylinder bezeichnet ist, der beispielsweise auf einem durch die
Bohrung 24. gesteckten Bolzen angeordnet .sein kann und in der Pfeilrichtung gedreht
wird. Mit 25 sind die in die Walze eingearbeiteten, stark vergrößert dargestellten
Rillen bzw. Vertiefungen bezeichnet. Man kann nun entweder die Werkzeuge, die zur
Einarbeitung der Rillen 25 benutzt werden und beispielsweise aus "einem in einem
Halter befestigten Diamant bestehen, hintereinander anordnen, indem man z. B. das
eine mit 26 bezeichnete von oben und das andere durch gestrichelte Linien angedeutete
Werkzeug 27 von der Seite gegen die Walze drückt, so daß sie aufeinanderfolgend
dieselbe Rille- bearbeiten.. Der Druck jedes Werkzeuges auf die Walze wird einzeln
geregelt. Oder aber man ordnet ein Werkzeug neben dem anderen längs einer Zylindererzeugenden
an; in der Fig. 3 z. B. neben dem ersten Werkzeug 26 das Werkzeug 28. In letzterem
Falle ist ihre Entfernung voneinander gleich einem Vielfachen von der Breite der
Rille oder mit anderen Worten von der Ganghöhe der in den Zylinder eingeschnittenen
Schraubenlinie. Es können naturgemäß mehr als zwei Werkzeuge zur Bearbeitung des
Zylinders benutzt werden, zweckmäßig jedoch so viel, als zur mehrrnaligen Bearbeitung
Arbeitsgänge notwendig sind.
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Die Anordnung der einzelnen Werkzeuge zum Herstellen einer nach Art
einer Schraubenlinie verlaufenden Rille in der Weise, daß sie um mehr als einen
vollen Schraubengang gegeneinander versetzt sind, hat den Vorteil, daß die nachfolgenden
-Werkzeuge (28) eine Rille bearbeiten, die zwischen zwei bereits vorhandenen Rillen
liegt, so daß eine Verformung der zwischen den Rillen stehenbleibenden Kanten infolge
seitlichen Ausweichens des Werkzeuges nicht zu befürchten ist.
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Benutzt man beispielsweise zur Durchführung des Verfahrens mehrere
Werkzeuge, die einen Schraubengang in einen hochglanz polierten Zylinder einprägen,
der etwa 28 Rillen auf den Millimeter besitzen soll, so bedient man sich einer Drehbank,
deren Spindel bereits diese Ganghöhe besitzt. Der zu gravierende Zylinder wird dabei
zwischen Spitzen gelagert, und man bringt auf dem Drehbanksupport einen mehrfachen
Werkzeugträger an, an dem drei Glättwerkzeuge aus Diamant, etwa nach Art der in
der Fig. 3 dargestellten Werkzeuge, befestigt sind. Diese Diamanten sind derart
angebracht, daß ihre Stellung und ihr Druck sehr genau, z. B. mit Hilfe von Mikrometerschrauben,
eingestellt werden können. Man stellt zunächst den ersten Diamanten ein und beginnt
mit dem Einarbeiten der Rillen. Wenn der erste Gang der Spirale etwa in die Nähe
des zweiten Werkzeuges kommt, so regelt man die Stellung dieses zweiten Werkzeuges,
so daß es sich genau dem ersten Gang anschmiegt. Darauf vergrößert man seinen Druck
etwas, so daß es die erste Rille vertieft. Auf dieselbe Weise geht man mit dem dritten
Werkzeug und den unter Umständen noch weiter folgenden vor.
Man
erkennt, daß die Benutzung von mehreren Werkzeugen, die mit schwachem Druck arbeiten,
die Glättung der Oberfläche erleichtert und infolgedessen eine vollkommene Gleichmäßigkeit
des Ganges gewährleistet. Andererseits ist es verständlich, daß man durch eine peinliche
Regelung der Stellung der aufeinanderfolgenden Werkzeuge verhindern kann, daß die
Rillen nach derjenigen Seite ausweichen, wo bereits eine Furche eingeschnitten war,
so daß man die Unsymmetrie der Furchen vermeidet.
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Da°es mitunter sehr schwierig ist, mehrere Werkzeuge, insbesondere
aus Diamant, mit völlig gleicher Form und Gestalt herzustellen und auch wegen der
oben beschriebenen Vorteile hinsichtlich der Führung, hat sich die Vornahme der
mehrmaligen Bearbeitung mittels eines einzigen Druckwerkzeuges am einfachsten erwiesen.