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Verfahren zum Herstellen von Werkzeugen, insbesondere zum Bearbeiten
von Prägewaken für Linsenrasterfilme, mit einem geschliffenen Arbeitsdiamanten Die
Erfindung bezieht sich auf Werkzeuge, deren arbeitender Teil aus besonders hartem
kristallinen Stoff, z. B. Diamant, besteht und die hauptsächlich zur genauen Bearbeitung
von Gegenständen aus sehr hartem Werkstoff verwendet werden. Insbesondere sind das
die zum Herstellen von Linsenrasterfilmen bestimmten Stahlwalzen, in die Rillen
eingearbeitet werden.
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Bei der Herstellung dieser Walzen kommt es darauf an, daß die Rillen
sauber und äußerst genau in die Walzenoberfläche eingearbeitet werden. Dies ist
nur mit solchen Diamanten möglich, die mit großer Sorgfalt geschliffen werden und
eine genaue Form besitzen.
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In der Fig. i ist ein Schnitt durch einen solchen Diamanten im stark
vergrößerten Maßstab dargestellt, und zwar ist durch die ausgezogene Umrandungslinie
angedeutet, wie ein einwandfrei geschliffener Diamant für die Bearbeitung der Stahlwalzen
aussehen muß, damit genau ausgebildete Rillen entstehen. Es ist jedoch bisher nicht
gelungen, eine solche Form herzustellen, sondern die fertig geschliffenen Stücke
sind von mehr oder weniger unregelmäßig verlaufenden Flächen begrenzt, wie dies
in der Fig. i durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. Dies-hatte, wie vom Erfinder
erkannt worden ist, seinen Grund darin, daß die alte Diamantenschleifregel, in der
Richtung einer Kristallachse zu schleifen, nicht beachtet worden war. Gemäß der
Erfindung wird die Beachtung dieser Regel dadurch erreicht, daß die Erzeugende der
Arbeitsfläche, die in bekannter Weise ganz oder angenähert die Form eines Zylinders
hat, parallel zu einer der Diamantenachsen gelegt und die Arbeitsfläche parallel
zu der Erzeugenden geschliffen wird. Auf diese Weise ist Gewähr dafür gegeben, daß
die Bewegung des benutzten Schleifwerkzeuges längs der ganzen anzuschleifenden Fläche
stets im gleichen Sinne zu den Kristallachsen verläuft. Die Härte des Kristalls
ist infolgedessen überall gleich groß, so daß bei gleicher Schleifarbeit pro Flächeneinheit
an allen Teilen des Kristalls gleich viel Stoff abgetragen wird. Auch ist der Kristall
in der Richtung parallel zu den Kristallachsen wegen geringerer Härte leichter bearbeitbar.
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Die Vorschrift, die Erzeugende parallel zu einer Kristallachse zu
legen, setzt notwendig voraus, daß das Werkzeug in sonst bekannter Weise aus einem
Ein- oder Spaltkristall hergestellt wird.
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Auch bei Abweichungen von den Achsrichtungen, die etwa io° betragen
können, lassen sich noch leicht genügend genaue Formen am Diamant anschleifen.
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Im folgenden wird die Bearbeitung eines Diamanten beschrieben, der
zur Einarbeitung der Rillen in Stahlwalzen verwendet wird, mittels deren Hilfe in
Filme Rasterungen Jeingeprägt werden.
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In der Fig. 2 ist ein unbearbeiteter Diamant
in stark
vergrößertem Maßstabe in Ansicht und daruriter_ im Schnitt -dargestellt. In der
Natur werden allerdings nicht derartig exakt ausgebildete - 'Diamanten gefunden.
Diese ideale Form des Diamanten ist nur deshalb gewählt worden, um den Bearbeitungsvorgang
in seinen Grundzügen genau erklären zu können. Durch Beobachtung des kristallinen
Gefüges des Diamanten sind die mit i, 2 und 3 bezeichneten Kristallachsen ermittelt
worden. Soll nun beispielsweise ein keilförmiges Werkzeug mit abgerundeten Kanten
nach Fig. q. zum Prägen der ob.engensnnten Walzen hergestellt werden, so werden
zunächst zwei in einem bestimmten Winkel zueinander stehende, eine Art Dach bildende
Flächen am Diamanten angeschliffen. Es wird zuerst mittels einer Schleifscheibe,
wie sie in der Diamantenindustrie allgemein `verwendet wird, im Eckpunkt q. des
-Diamanten mit dem Anschleifen der einen Dachfläche begonnen. Die Schleifscheibe
'bewegt sich in der durch den Pfeil 5 angedeuteten Richtung,- und zwar verläuft
diese Richtung vorzugsweise parallel zur Achse i des Diamanten, wodurch ein schneller
Fortgang des Schleifverfahrens gewährleistet wird.
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In dem zur Fig.2 gehörigen Schnitt, der durch die Kanten 6 und 7 des
Diamanten gelegt ist, ist im Punkt q. durch die Gerade 8 angedeutet, welche Stellung
der Diamant zur Schleifscheibe einnimmt, in deren arbeitender Fläche diese Gerade
8 liegt. Die Neigung der Geraden 8 und somit der Schleifscheibe gegen die Kante
6 ist durch den Winkel bestimmt" den die Dachflächen erhalten sollen. Da die Schleifscheibe
in Richtung des Pfeiles 5 bewegt wird, würde also im Schnitt ihre Bewegungsrichtung
durch den Punkt ¢ senkrecht zur Bildebene verlaufen. ' Ist die eine Dachfläche so
weit abgeschliffen, daß sie durch die Verbindungslinie zwischen den Eckpunkten g
und i o verläuft, so wird durch den Eckpunkt i i in gleicher Weise an der gegenüberliegenden
Seite des Diamanten die zweite Dachfläche angeschliffen. Die Bewegungsrichtung der
Schleifscheibeverläuft dann durch den Punkt i i in der vom Pfeil z 2 - angedeuteten
Richtung, die vorzugsweise parallel zur Kristallachse i verläuft. Im Schnitt durch
den Diamanten ist wiederum. durch die Gerade 13 die gegenseitige Lage von Diamant
und Schleifscheibe beim Anschleifen der zweiten Dachfläche angedeutet; sie entspricht
der Geraden B. Das Anschleifen dieser Fläche ist beendet, wenn die Scheitellinie
der dachförmigen Flächen längs der Verbindungslinie zwischen den Punkten i o und
9 verläuft. Dieser Fall ist in der Fig. 3 dargestellt, in der diese Kante mit i
¢ bezeichnet ist.
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An dem in der Fig. 3 dargestellten Diamanten soll schließlich die
dachartig geformte Fläche längs der Kante i q. abgerundet werden. Die endgültige
Form dieser Verrundung ist im zugehörigen Schnitt durch die gestrichelte Linie 15
angedeutet. Man erhält sie dadurch, daß man das Schleifwerkzeug parallel zu der
Kante i q. bewegt, während der Diamant zweckmäßig um die Achse, die der endgültigen
Abrundung 15 entspricht und durch die strichpunktierte Linie 21 angedeutet ist,
geschwenkt wird. Diese Achsre verläuft also parallel zu der rund zu schleifenden
Kante 14. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Schleifrichtung stets parallel
zur Kristallachse i verläuft. Das Schleifwerkzeug findet demnach längs der ganzen
anzuschleifenden Fläche die gleiche Härte vor, so daß eine völlig gleichmäßige Form
des fertigen Werkzeuges gewährleistet ist.
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In der Fig. ¢ ist schließlich der fertig ge-
schliffene Diamant
in der Ansicht und im Schnitt durch die Kanten 6 und 7 dargestellt. Mittels der
zylindrischen Begrenzungsfläche 16, deren Herstellung an Hand der Fig. 3 vorstehend
beschrieben worden ist und deren Mantellinien entsprechend der Schleifrichtung der
Schleifscheibe parallel zur Kristallachse i laufen, wird die Einprägung der Rillen
in die Stahlwalzen vorgenommen. Die nach der Abrundung der Kante i ¢ übriggebliebenen
Teile der zuerst angeschliffenen dachartigen Fläche sind mit 17 und 18 bezeichnet.
Die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten Werkzeuge weisen keine
Unebenheiten der Begrenzungsflächen auf.
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Damit am fertigen Diamanten die scharfen Kanten i9 und 2o nicht beschädigt
werden bzw. beim ungenauen Aufsetzen des Diainan-'ten auf die Stahlwalze deren Oberfläche
nicht zerkratzt wird, ist es vorteilhaft, diese Kanten etwas abzurunden.