DE102007011393A1

DE102007011393A1 - Characterizing tool for characterizing workpieces in numerically controlled machines comprises a compression chamber connected to a supply line for a compressed medium via a supply throttle

Info

Publication number: DE102007011393A1
Application number: DE200710011393
Authority: DE
Original assignee: NC AUTOMATION GmbH; NC-AUTOMATION GmbH
Current assignee: NC AUTOMATION GmbH; NC-AUTOMATION GmbH
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2008-09-11

Abstract

Characterizing tool (1) comprises a compression chamber (7) which changes in size and/or shape connected to a supply line (6) for a compressed medium via a supply throttle (5) which changes position and a sealing body formed as a self-switching discharging unit. Preferred Features: The compression chamber is formed between a bearing head (3) and a housing (2). The supply throttle limits the compression chamber and continuously changes the size and the shape of the compression chamber using a thread.

Description

Bekannt sind druckluft- und magnetisch-betriebene Nadelwerkzeuge zur Kennzeichnung von Werkstücken mit eigenständigen Steuerungen zum Einsatz außerhalb von NC-Bearbeitungsmaschinen. Zum Erzeugen von Buchstaben und Zeichen bewegen diese Geräte die Nadel mit Hilfe ihrer Steuerung in zumindest zwei Richtungen. Die Frequenz der jeweiligen Nadel ist dabei auf das jeweilige Gerät abgestimmt und nahezu gleich bleibend. Der Impuls kann bei diesen Geräten mit Hilfe des veränderlichen Luftdruckes variiert werden. Einige der zahlreichen Hersteller für diese Geräte sind die Firmen Technifor, Retec-Automark, u. a.Known are compressed-air and magnetic-operated needle tools for marking of workpieces with independent controls for use outside NC machine tools. To the Generating letters and characters moves these devices the needle with the help of its control in at least two directions. The frequency of the respective needle is on the respective device coordinated and almost consistent. The impulse can be at these Devices with the help of variable air pressure be varied. Some of the numerous manufacturers for these devices are the companies Technifor, Retec-Automark, u. a.

Zur Kennzeichnung von Werkstücken mittels Nadelpräger ist uns lediglich ein Werkzeug der Fa. Scherrer bzw. der SEH-Technik bekannt. Ein derartiges Werkzeug ist in der Offenlegungsschrift DE 102 10 630 dargestellt. Bei diesen in Werkzeugmaschinen eingesetzten Kennzeichnungswerkzeugen vollführt die Spindel die Bewegungen zur Erzeugung von gewünschten Zeichen. Das Nadelkennzeichnungswerkzeug dient lediglich dazu, den Nadelhub zu generieren. Nachteil des bekannten Werkzeuges ist der eng begrenzte Einsatzbereich hinsichtlich des Versorgungsdruckes und des Nadelabstandes zur Kennzeichnungsoberfläche. So lassen sich zum Beispiel rohe oder leicht gewölbte Oberflächen nicht oder nur sehr unregelmäßig kennzeichnen. Der Impuls auf die Nadel ist sehr gering und lässt sich nur im engen Rahmen verändern. In Werkzeugmaschinen ist es in der Regel nicht möglich, den Versorgungsdruck der zugeleiteten Druckluft in Abhängigkeit vom zu kennzeichnenden Material und der gewünschten Kennzeichnungstiefe zu verändern.For the identification of workpieces by means of a needle punch, we are only familiar with a tool from Scherrer or SEH-Technik. Such a tool is in the published patent application DE 102 10 630 shown. In these marking tools used in machine tools, the spindle performs the movements to generate desired characters. The needle marking tool only serves to generate the needle stroke. Disadvantage of the known tool is the narrow range of application with respect to the supply pressure and the needle distance to the marking surface. Thus, for example, raw or slightly curved surfaces can not or only very irregularly mark. The impulse on the needle is very small and can only be changed in a narrow frame. In machine tools, it is usually not possible to change the supply pressure of the supplied compressed air in dependence on the material to be marked and the desired marking depth.

Aufgabe der Erfindung ist es deswegen, ein Kennzeichnungswerkzeug zu schaffen, das sich unterschiedlichen Einsatzbedingungen, Werkstoffen und Kennzeichnungsbreiten und -Tiefen einfach anpassen lässt. Da dieses Werkzeug für die Automation eingesetzt wird, ist eine verbesserte Zuverlässigkeit und eine höhere Lebensdauer notwendig.task The invention therefore is to provide a marking tool, different operating conditions, materials and marking widths and depths can be easily adjusted. Because this tool used for automation is an improved Reliability and a longer service life necessary.

Die Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß, wie nachfolgend und in den Ansprüchen beschrieben, gelöst.The Task is according to the invention, as follows and described in the claims.

Die Erzeugung der alternierenden Nadelbewegung erfolgt durch stoßförmige Entladung eines mit einem kompressiblen Medium, wie Druckluft, beaufschlagten Kompressionsraumes. Der Kompressionsraum wird einseitig durch einen selbst schaltenden, federbelasteten Dichtkörper mit hydraulischer Wirkfläche abgedichtet und entladen. Gleichzeitig wird der kontinuierlich über eine Zuleitung mit kompressiblen unter Druck stehendem Medium bevorzugt mit Druckluft versorgt. In der Zuleitung befindet sich eine Drossel mit festem oder mit veränderlichem Querschnitt. Zur Anpassung an unterschiedliche äußere Bedingungen wird eine veränderliche Drossel bevorzugt. Mit Hilfe der Positionsveränderung der Drossel lässt sich der in seiner Größe und Form verändern. Befindet sich die Drossel z. B. in einem Gewindestift, dessen Position sich innerhalb des Kompressionsraumes oder in dessen Fortsatz durch Ein- oder Ausschrauben verändern lässt, ist eine stufenlose Veränderung des Kompressionsraumes möglich. Mit der Veränderung des Querschnittes der Zulaufdrossel lässt sich die zufließende Menge des komprimierten Fluids und somit die Dauer für das Aufladen des Kompressionsraumes einstellen. Bei sehr geringem Drosselquerschnitt und großem Kompressionsraum ergibt sich eine langsame Nadelfrequenz. Bei sehr großem Querschnitt und geringem Kompressionsraum erhöht sich die Nadelfrequenz. Aufgrund der physikalischen Zusammenhänge ist die höhere Frequenz mit geringerem Hub verbunden. Die Anhebung der Frequenz kann so weit erfolgen, bis die Amplitude gegen 0 erreicht, dass kein Hub des Dichtkörpers mit Stift erfolgt.The Generation of the alternating needle movement takes place by means of an impact Discharge of a pressurized with a compressible medium, such as compressed air Compression chamber. The compression chamber is unilaterally by a self-switching, spring-loaded sealing body with hydraulic effective surface sealed and unloaded. At the same time it is continuously over a supply of compressible pressurized medium is preferred supplied with compressed air. There is a throttle in the supply line with fixed or variable cross-section. For adaptation to different external conditions becomes a variable throttle preferred. With the help of the position change the throttle can be in its size and shape change. Is the throttle z. In a grub screw whose position is within the compression space or change its extension by screwing in or unscrewing is a stepless change of the compression space possible. With the change of the cross section the inlet throttle can be the amount flowing of the compressed fluid and thus the duration for charging the Adjust compression space. With a very small throttle cross-section and large compression space results in a slow needle frequency. With a very large cross-section and low compression space the needle frequency increases. Due to the physical Connections is the higher frequency with less Hub connected. Increasing the frequency can be done so far until the amplitude reaches 0, that no lifting of the sealing body done with pen.

Die Schwingung des axial gelagerten Dichtkörpers mit Stift wird dadurch erzeugt, dass eine Feder den Dichtkörper mit Stift gegen eine elastische Dichtung drückt, wodurch der Kompressionsraum bis auf Ausnahme der Zuströmöffnung verschlossen wird. Durch das Einströmen des kompressiblen Mediums, in der Regel Druckluft, in den Kompressionsraum baut sich dort aufgrund der Federkraft, die auf den Dichtkörper wirkt und der Klemmwirkung, die das elastische Dichtelement auf den Dichtkörper auswirkt, ein Druck auf, der auch auf die hydraulische Fläche des Dichtkörpers wirkt. Sobald die Kraft der hydraulischen Fläche multipliziert mit dem vorherrschenden Druck die Feder- und Klemmkraft überschreitet, wird das Dichtelement mit Stift nach vorne geschleudert, wodurch sich das komprimierte Medium im Kompressionsraum entlädt. Durch diese Bewegung erhöht sich die Federkraft. Gleichzeitig entlädt sich der Druck, der auf die hydraulische Fläche wirkt. Der Stift wird aufgrund der erhöhten Federkraft und im Kennzeichnungseinsatz zusätzlich durch den Rückstoß des Stiftes beim Auftreffen auf die Werkstückoberfläche in die Ausgangslage zurückbewegt. Dort beginnt dann der beschriebene Vorgang von Neuem. Die Klemmkraft der elastischen Dichtung ist von deren Gestaltung, deren Elastizität und der Oberflächenbeschaffenheit des Dichtkörpers abhängig. Erheblichen Ausschlag auf die Klemmwirkung hat auch die Kontur des Dichtkörpers, insbesondere ist der Keilwinkel bei konisch geformten Dichtflächen von Bedeutung. Die Länge der Dekompressionsstrecke ist ausschlaggebend für die Nutzung der im Kompressionsraum gespeicherten Energie. Einer sehr langen Dekompressionsstrecke wirkt die Tatsache, dass damit ein langer Hub bzw. eine große Amplitude des schwingenden Elementes und damit eine niedrige Frequenz verbunden ist. Nach der Dekompressionsstrecke erfolgt die Entlüftungsstrecke, über die das kompressible Medium nach außen geleitet wird. Als Option wird in die Entlüftungsstrecke ein Drosselelement eingesetzt, mit dessen Hilfe sich eine hydraulische Wechselwirkung auf den Dichtkörper mit Stift erzeugen lässt, was die Frequenz zusätzlich erhöht und den Impuls auf den Stift verbessert. Bei Verwendung von an den Dichtflächen sphärisch oder konisch ausgebildeten Dichtkörpern lässt sich die hydraulische Wirkfläche durch den Einsatz von O-Ringen mit unterschiedlichen Schnurstärken rasch und einfach verändern. Durch Stellelemente wie Muttern, Schrauben oder veränderlichen Anschlägen ist eine Hubbegrenzung des Dichtkörpers mit Stift ebenso möglich wie die Veränderung der schwingenden Masse und damit des wirksamen Impulses. In gleicher Weise lässt sich auch die Federvorspannung variieren.The oscillation of the axially mounted sealing body with pin is produced in that a spring presses the sealing body with pin against an elastic seal, whereby the compression space is closed except for the inflow opening. Due to the inflow of the compressible medium, usually compressed air, in the compression space is built there due to the spring force acting on the sealing body and the clamping action, which affects the elastic sealing element on the sealing body, a pressure on which also on the hydraulic surface of the sealing body acts. As soon as the force of the hydraulic surface multiplied by the prevailing pressure exceeds the spring and clamping force, the sealing element with pin is thrown forward, whereby the compressed medium discharges in the compression space. This movement increases the spring force. At the same time, the pressure acting on the hydraulic surface is released. The pen is due to the increased spring force and in the marking insert additionally moved back by the recoil of the pin when hitting the workpiece surface in the starting position. There then begins the process described again. The clamping force of the elastic seal is dependent on its design, its elasticity and the surface condition of the sealing body. Significant rash on the clamping effect also has the contour of the sealing body, in particular, the wedge angle is important in conical sealing surfaces. The length of the decompression line is crucial for the use of energy stored in the compression space. A very long Decompressionsstrecke affects the fact that thus a long stroke or a large amplitude of the vibrating element and thus a niedri ge frequency is connected. After the decompression line, the venting section takes place, through which the compressible medium is directed to the outside. As an option, a throttle element is used in the vent line, with the help of which a hydraulic interaction can be generated on the sealing body with pin, which additionally increases the frequency and improves the momentum on the pin. When using sealing surfaces on the sealing surfaces of spherical or conical sealing bodies, the hydraulic effective surface can be changed quickly and easily by the use of O-rings with different thicknesses. By adjusting elements such as nuts, screws or variable stops a stroke limitation of the sealing body with pin is just as possible as the change in the oscillating mass and thus the effective pulse. In the same way, the spring preload can be varied.

1 zeigt den Schnitt eines Werkzeuges mit konisch ausgeformter Dichtfläche des Dichtkörpers mit Stift im Zusammenwirken mit einem O-Ring als elastische Dichtung. 1 shows the section of a tool with a conically shaped sealing surface of the sealing body with pin in cooperation with an O-ring as an elastic seal.

2 zeigt die Schnittdarstellung eines Werkzeuges mit einem zylindrisch ausgeformten Dichtkörper mit Stift. 2 shows the sectional view of a tool with a cylindrically shaped sealing body with pin.

Das Kennzeichnungswerkzeug (1) in 1 beinhaltet ein Gehäuse (2), das zur Kopplung mit dem Lagerkopf (3) mit einem Innengewinde und einer Konusfläche versehen ist. Zusätzlich besitzt das Gehäuse (2) entlang der zylindrischen Weldonschaftaufnahme eine Versorgungsleitung (6), die als Gewinde ausgeformt ist, in das eine im Querschnitt veränderliche Zulaufdrossel (5) eingeschraubt ist. Die Abdichtung des Kompressionsraumes (7) gegenüber dem Dichtkörper mit Stift (4) erfolgt durch eine elastische Dichtung (11), die als O-Ring ausgeführt ist. Der Dichtkörper mit Stift (4) wird zum Erreichen der Ausgangsposition „Kompressionsraum geschlossen" und zur schnellen Rückführung des Dichtkörpers mit Stift (4) durch eine vorgespannte Feder (12) beaufschlagt. Die Dekompressionsstrecke (9) erstreckt sich bei dieser Lösung lediglich auf die Strecke, in der sich der Konus im O-Ring bewegt und teilweise während sich der maximale Spalt zum elastischen Dichtung (11) aufbaut. Die Entlüftungsstrecke (10) folgt anschließend und ist durch die Entlüftungsbohrungen im Dichtkörper mit Stift (4) dargestellt und setzt sich durch die nach außen führenden Bohrungen im Lagerkopf (3) fort. In eine der dargestellten Bohrungen ist zur Verdeutlichung der Ausführung der Abflussdrossel (8) ein Stopfen eingedreht.The marking tool ( 1 ) in 1 includes a housing ( 2 ), which for coupling with the bearing head ( 3 ) is provided with an internal thread and a conical surface. In addition, the housing has ( 2 ) along the cylindrical Weldonschaftaufnahme a supply line ( 6 ), which is formed as a thread into which a variable in cross-section inlet throttle ( 5 ) is screwed. The sealing of the compression space ( 7 ) with respect to the sealing body with pin ( 4 ) is carried out by an elastic seal ( 11 ), which is designed as an O-ring. The sealing body with pin ( 4 ) is used to reach the initial position "compression space closed" and for quick return of the sealing body with pin ( 4 ) by a prestressed spring ( 12 ). The decompression line ( 9 ) extends in this solution only to the distance in which the cone moves in the O-ring and partially while the maximum gap to the elastic seal ( 11 ). The ventilation section ( 10 ) follows and is through the vent holes in the sealing body with pin ( 4 ) and continues through the holes leading outwards in the bearing head ( 3 ). In one of the holes shown is to clarify the execution of the outflow throttle ( 8th ) a stopper screwed.

Die dargestellte Lösung in 2 unterscheidet sich von 1 dadurch, dass der Dichtkörper mit Stift (4) zylindrisch ausgeformt ist und mit einem Wellendichtring als elastische Dichtung (11) zusammenwirkt. Hier ist die Dekompressionsstrecke (9) so lange wie der zylindrische Fortsatz des Dichtkörpers mit Stift (4) in den Wellendichtring eingetaucht ist. Anschließend folgt die Entlüftungsstrecke (10), die durch eine Erweiterung der Bohrung im Lagerkopf (3) realisiert ist. Der Dichtkörper mit Stift (4) ist bei dieser Darstellung zusätzlich mit einer Mutter versehen, die zur Veränderung der Schwingmasse, zur Anpassung der Federvorspannung und zur Definition des Maximalhubes bzw. der maximalen Amplitude dient.The solution shown in 2 differs from 1 in that the sealing body with pin ( 4 ) is cylindrically shaped and with a shaft seal as an elastic seal ( 11 ) cooperates. Here is the decompression line ( 9 ) as long as the cylindrical extension of the sealing body with pin ( 4 ) is immersed in the shaft seal. Then follows the vent line ( 10 ) by an extension of the bore in the bearing head ( 3 ) is realized. The sealing body with pin ( 4 ) is additionally provided in this illustration with a nut which serves to change the oscillating mass, to adjust the spring preload and to define the maximum stroke or the maximum amplitude.

11: Kennzeichnungswerkzeugmarking tool
22: Gehäusecasing
33: Lagerkopfbearing head
44: Dichtkörper mit Stiftsealing body with pen
55: Zulaufdrosselinlet throttle
66: Versorgungsleitungsupply line
77: Kompressionsraumcompression chamber
88th: Abflussdrosseloutflow throttle
99: DekompressionsstreckeDekompressionsstrecke
1010: Entlüftungsstreckeventing path
1111: elastische Dichtungelastic poetry
1212: Federfeather

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10210630 A [0002]

Claims

Marking tool ( 1 ) for permanent identification by means of partial compression and displacement of the material by means of a vibrating pin, characterized in that a variable in its size and / or shape compression space ( 7 ) via a variably positionable inlet throttle ( 5 ) with the supply line ( 6 ) is connected to a compressed medium and as a self-switching unloading a spring-loaded with hydraulic effective surface possessing sealing body with pin ( 4 ) is used.

Marking tool ( 1 ) for permanent identification by partial compression and displacement of the material by means of a vibrating pin according to claim 1, characterized in that the compression space ( 7 ) between bearing head ( 3 ) and housing ( 2 ) is formed.

Marking tool ( 1 ) for permanent identification by partial compression and displacement of the material by means of a vibrating pin according to claim 1, characterized in that the inlet throttle ( 5 ) the compression space ( 7 ) and their positioning by means of threaded both the shape and the size of the compression space ( 7 ) infinitely variable.

Marking tool ( 1 ) for permanent identification by partial compression and displacement of the material by means of a vibrating pin according to claim 1, characterized in that the compression space ( 7 ) is provided at its front end with an elastic seal against which at times the sealing body ( 4 ) acts.

Marking tool ( 1 ) for permanent identification by means of partial compression and displacement of the material by means of a vibrating pin according to claim 1 to 4, characterized in that the cylindrical sealing surface of the sealing body at least partially immersed in the elastic seal.

Marking tool ( 1 ) for permanent identification by partial compression and displacement of the material by means of a vibrating pin according to claim 1 to 4, characterized in that the sealing body ( 4 ) has a conical sealing surface.

Marking tool ( 1 ) for permanent identification by means of partial compression and displacement of the material by means of a vibrating pin according to claim 1 to 4, characterized in that the sealing body has a spherical sealing surface.

Marking tool ( 1 ) for permanent identification by means of partial compression and displacement of the material by means of a vibrating pin according to claim 1 to 7, characterized in that the elastic seal is formed as a shaft seal, which deforms when pressurized inwards and the sealing body ( 4 ) is stuck.

Marking tool ( 1 ) for permanent identification by means of partial compression and displacement of the material by means of a vibrating pin according to claim 1 to 7, characterized in that the elastic seal is formed as an O-ring.

Marking tool ( 1 ) for permanent identification by partial compression and displacement of the material by means of a vibrating pin according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that elastic seals can be used with different inner diameters at the same outer diameter and in conjunction with a conical or spherical shaped sealing body ( 4 ) depict various hydraulic pressure surfaces.

Marking tool ( 1 ) for permanent identification by means of partial compression and displacement of the material by means of a vibrating pin according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the mass of the sealing body with pin can be changed by inserting or screwing on components.

Marking tool ( 1 ) for permanent identification by means of partial compression and displacement of the material by means of a vibrating pin according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the possible stroke of the sealing body with pin by an adjusting element, such as screw or nut, can be variably limited.

Marking tool ( 1 ) for permanent identification by means of partial compression and displacement of the material by means of a vibrating pin according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that the spring preload can be selected steplessly by means of washers stepwise or by means of an adjusting screw.

Marking tool ( 1 ) for permanent identification by partial compression and displacement of the material by means of a vibrating pin according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that from the compression space ( 7 ) intermittently escaping medium via at least one outflow throttle ( 8th ) to is conducted outside, wherein the exhaust throttle ( 8th ) is preferably designed in the form of several holes that can be closed individually.

Marking tool ( 1 ) for permanent identification by means of partial compression and displacement of the material by means of a vibrating pin according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that to the decompression line ( 9 ) in the bearing head ( 3 ) one with the exhaust throttle ( 8th ) associated venting line ( 10 ) with extended inside diameter connects.

Marking tool ( 1 ) for permanent identification by means of partial compression and displacement of the material by means of a vibrating pin according to at least one of claims 1 to 15, characterized in that the sealing body with pin ( 4 ) consists of two different materials.