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Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum rotativen Prägen eines bogen- oder bahnförmigen Werkstücks, umfassend ein rotierbares Prägewerkzeug mit Prägestempeln, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Vorrichtungen werden zum Prägen von Braille-Blindenschrift in das Werkstück verwendet. Das Werkstück kann ein Kartonbogen sein, aus dem nachfolgend eine Faltschachtel für Pharmazeutika entsteht. Solche Schachteln werden manchmal in großen Losgrößen und in anderen Fällen in kleinen Losgrößen gefertigt.
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In
DE 10 2007 060 613 A1 ist eine Vorrichtung beschrieben, die nach dem rotativen Verfahren arbeitet und deshalb sehr produktiv ist. Die Vorrichtung ist für große Losgrößen geeignet. Ein rotierbares Prägewerkzeug weist ein Prägesegment mit Prägestempeln auf.
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Um von Los zu Los das Prägemuster zu wechseln, müssen die Prägestempel ausgetauscht werden. Damit dieser Austausch schnell und einfach durchführbar ist, ist auf das Prägesegment eine mit den Prägestempeln versehene Folie aufspannbar.
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Zwar wird durch die Verwendung der Folie ein von Los zu Los erfolgter Wechsel des Prägemusters erleichtert, jedoch muss der Folienaustausch durch den Bediener manuell erfolgen. Die manuelle Umrüstung nimmt zu viel Zeit in Anspruch. Deshalb ist die Vorrichtung für sehr kleine Losgrößen und dementsprechend häufige Wechsel des Prägemusters nur bedingt geeignet.
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In
DE 699 35 757 T2 ist eine Vorrichtung beschrieben, die nach dem translatorischen Verfahren arbeitet und deshalb weniger produktiv ist. Die Vorrichtung dient dazu, um in Warenhäusern oder Supermärkten Informationen auf Artikel anzugeben oder um in Banken oder Postämtern Datumsangaben, Geldbetragsangaben und Inhaltsangaben zu Geschäftsvorfällen auf Etiketten anzugeben. Die Artikel oder die Etiketten werden mit der jeweils erforderlichen Braille-Prägung versehen. Die genannten Verwendungszwecke erfordern zwar eine hohe Variabilität des Prägemusters, jedoch keine hohe Produktivität der Vorrichtung.
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In
US 4,653,942 ist eine ebenfalls nach dem translatorischen Verfahren arbeitende und deshalb weniger produktive Vorrichtung beschrieben. Die Vorrichtung kann durch eine einfache konstruktive Modifikation eines konventionellen Druckers für Computer hergestellt werden. Aufgrund ihrer geringen Produktivität ist auch diese Vorrichtung für große Losgrößen ungeeignet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für kleine und große Losgrößen gleichermaßen gut geeignete Prägevorrichtung zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum rotativen Prägen eines bogen- oder bahnförmigen Werkstücks, umfassend ein rotierbares Prägewerkezug mit Prägestempeln, ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem Prägewerkzeug Aktoren zum entsprechend einem variablen Prägemuster erfolgenden Verfahren der Prägestempel zueinander angeordnet sind.
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Weil die erfindungsgemäße Vorrichtung nach dem rotativen Verfahren arbeitet, ist sie sehr produktiv und für große Losgrößen geeignet. Durch das Vorhandensein der Aktoren ist eine fernbedienbare oder automatisierte Umrüstung möglich, bei welcher das Prägemuster variiert wird. Diese Umrüstung kann zwischen der Bearbeitung zweier Lose sehr schnell erfolgen, so dass die Rüstzeit gegenüber einer manuellen Umrüstung erheblich verkürzt wird. Deshalb ist die erfindungsgemäße Vorrichtung für die Bearbeitung kleinerer Losgrößen ebenfalls gut geeignet. Die Aktoren können eine so kurze Reaktionszeit aufweisen, dass ein innerhalb des Loses, z. B. von Druckbogen zu Druckbogen, erfolgender Wechsel des Prägemusters möglich ist. Ein solcher fortlaufender Wechsel des Prägemusters kann z. B. zum Einprägen von fortlaufenden Nummern in die Druckbogen dienen. Die Aktoren ermöglichen sozusagen ein digitales Prägen.
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Das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bearbeitbare Werkstück ist vorzugsweise ein Druckbogen. Die Aktoren können Piezo-Aktoren, Elektromotoren oder pneumatische oder hydraulische Arbeitszylinder sein. Das variable Prägemuster ist vorzugsweise die Blindenschrift Braille. Hierbei können durch das Verfahren oder Verstellen der Prägestempel zueinander die verschiedenen Zeichen, Symbole, Buchstaben und Ziffern der Blindenschrift eingestellt werden. Bei dem Verfahren der Prägestempel kann der jeweilige Prägestempel je nach Erfordernis aus dem Prägewerkzeug ausgefahren oder in das Prägewerkzeug eingefahren werden.
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Gemäß einer ersten Variante können die Aktoren sowohl das Ausfahren als auch das Einfahren der Prägestempel bewirken, wobei keine Rückstellfedern erforderlich sind. Es kann jedoch auch eine der beiden Verfahrbewegungen der Prägestempel durch die Aktoren und die andere der beiden Verfahrbewegungen durch Rückstellfedern angetrieben werden. Demgemäß beinhaltet eine zweite Variante, dass die Aktoren das Ausfahren der Prägestempel antreiben und die Rückstellfedern das Einfahren der Prägestempel bewirken. Bei einer dritten Variante bewirken die Aktoren das Einfahren und die Rückstellfedern das Ausfahren der Prägestempel.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen genannt und werden nachfolgend erläutert.
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Bei einer Weiterbildung sind an dem Prägewerkzeug Festhalteeinrichtungen zum Festhalten der Prägestempel in einer Arbeitsposition der Prägestempel angeordnet. Die Festhalteeinrichtungen können Verriegelungen oder Arretierungen sein und demgemäß formschlüssig wirken. Die Festhalteeinrichtungen können durch die Aktoren oder durch weitere Aktoren geöffnet bzw. entriegelt und/oder geschlossen bzw. verriegelt werden.
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Bei einer weiteren Weiterbildung werden die Festhalteeinrichtungen durch selbsthemmende Schraubengetriebe gebildet, über welche die Prägestempel durch die Aktoren ausfahrbar sind. Demgemäß wirken die Festhalteeinrichtungen reibschlüssig. Die Gewindesteigung der Schraubengetriebe ist derart gewählt, dass letztere nur die rotative Bewegung in die translatorische Bewegung und nicht letztere in erstere umzuwandeln in der Lage sind. Die Prägestempel können an den Gewindespindeln und/oder den Spindelmuttern der Schraubengetriebe angeordnet sein oder mit diesen einstückig ausgebildet sein. In beiden Fällen sind die Prägestempel an dem translatorischen Teil der Schraubengetriebe angeordnet. Beispielsweise können die Prägestempel durch freie Enden der Gewindespindeln gebildet werden. Durch die Selbsthemmung der Schraubengetriebe wird verhindert, dass die Prägestempel infolge des beim Prägen auftretenden Prägedrucks zwischen Prägestempel und Werkstück in das Prägewerkzeug zurückgeschoben werden.
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Bei einer weiteren Weiterbildung ist eine Justiereinrichtung zum entsprechend der Werkstückdicke und/oder der Prägetiefe erfolgenden Justieren der Prägestempel vorhanden. Durch das in Abhängigkeit von der Dicke des Werkstücks und/oder von der erforderlichen Eindringtiefe der Prägestempel erfolgende Einstellen der Arbeitsposition lassen sich vielfältige Materialien bearbeiten, z. B. dünnerer und dickerer Karton. Das Justieren erfolgt insbesondere stufenlos.
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Bei einer weiteren Weiterbildung weist die Vorrichtung eine mit dem Prägewerkzeug kooperierende Transportvorrichtung zum Transportieren des Werkstücks beim Prägen auf und weist die Justiereinrichtung eine Lagerung auf, welche derart verstellbar ist, dass das gesamte Prägewerkezug mitsamt der Prägestempel entsprechend der Werkstückdicke und/oder der Prägetiefe relativ zu der Transporteinrichtung verstellt wird. Die Transportvorrichtung kann ein das Werkstück bei dessen Prägung rückseitig abstützender Gegendruckzylinder sein. Der Gegendruckzylinder kann das Werkstück, z. B. wenn dieses ein Druckbogen ist, mittels Klemmgreifern an einer Vorderkante des Werkstücks festhalten.
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Bei einer weiteren Weiterbildung weist das Prägewerkzeug einen Grundkörper zum Tragen der Prägestempel auf und weist die Justiereinrichtung mindestens eine elektronische Steuereinrichtung auf, mittels welcher die Aktoren derart ansteuerbar sind, dass die Prägestempel entsprechend der Werkstückdicke und/oder der Prägetiefe relativ zu dem Grundkörper verstellt werden. Der Grundkörper kann ein Zylinder oder eine Trommel sein. Die Steuereinrichtung kann die Aktoren derart ansteuern, dass letztere die Prägestempel zu der Verarbeitung von dünnen Werkstücken und/oder dem Herstellen tiefer Prägungen weiter als zu der Verarbeitung von dicken Werkstücken und/oder dem Herstellen von flachen Prägungen aus dem Grundkörper ausfahren. Es versteht sich von selbst, dass nur die zum Prägen des jeweiligen Prägemusters erforderlichen Prägestempel – die aktiven Prägestempel – in die Arbeitsposition ausgefahren werden. Die inaktiven Prägestempel bleiben eingefahren oder werden eingefahren. Jeder inaktive Prägestempel kann in seiner Passivposition vollständig in den Grundkörper zurückgezogen sein oder in diesen nur teilweise zurückgezogen sein. Im zuletzt genannten Fall ragen die nur teilweise in den Grundköper zurückgezogenen, inaktiven Prägestempel nicht so weit wie die aktiven Prägestempel aus dem Grundkörper heraus.
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Bei einer weiteren Weiterbildung ist eine elektronische Steuereinrichtung zum bei ununterbrochen laufender Rotation des Prägewerkzeugs erfolgenden Variieren des Prägemusters vorhanden. Ein Vorteil ist es, dass zum von Auftrag zu Auftrag erfolgenden Wechsel des Prägemusters der Maschinenlauf nicht unterbrochen zu werden braucht. Es kann ein fliegender Wechsel des Prägemusters erfolgen, z. B. zwischen zwei Druckaufträgen mit unterschiedlich zu prägenden Druckbogen. Möglich ist auch eine von Bogen zu Bogen innerhalb eines laufenden Auftrags erfolgende Variation des Prägemusters, z. B. um die Bogen mit einer fortlaufenden Braille-Nummerierung zu versehen.
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Bei einer weiteren Weiterbildung weist die Vorrichtung einen mit dem Prägewerkezug kooperierenden Gegendruckzylinder auf und sind an dem Gegendruckzylinder mit den Prägestempeln kooperierende Matrizenelemente angeordnet, welche entsprechend dem variablen Prägemuster einfahrbar gelagert sind. Der Gegendruckzylinder stützt das Werkstück beim Prägen. In manchen Fällen kann der Gegendruckzylinder mit einer relieflosen Umfangsfläche versehen sein, die z. B. durch eine weiche Unterlage oder ein Gummituch gebildet sein kann. In anderen Fällen kann es dagegen vorteilhaft sein, wenn der Gegendruckzylinder eine vertiefte Matrize aufweist, in welche die beim Prägen eingedrückten Bereiche des Werkstücks – z. B. die Punkte der Braille-Blindenschrift – und ggf. auch die vorspringenden Prägestempel des Prägewerkzeugs eintauchen. Die Prägestempel bilden eine Patrize des Prägewerkzeugs. Die Matrize kann im einfachsten Fall als eine für alle erzeugbaren Prägemuster universell einsetzbare, nicht-fernsteuerbare Matrize ausgebildet sein. Hierbei kann die Matrize durch eine Lochanordnung gebildet sein. Die Löcher der Lochanordnung können in die Umfangsfläche des Gegendruckzylinders oder in einen darauf aufgespannten Aufzug, z. B. ein Lochblech, eingebracht sein. Die Löcher sind vorzugsweise regelmäßig angeordnet, z. B. in den Raster-Kreuzungspunkten eines kartesischen Gitters oder in einer vergleichbaren Matrix.
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Anderenfalls kann die Matrize zur Einstellung verschiedener Prägemuster fernsteuerbar sein und mit den Prägestempeln kooperierende Matrizenelemente aufweisen, die entsprechend dem variablen Prägemuster einfahrbar gelagert sind. Auch diese Matrizenelemente können in einem regelmäßigen Gitter und/oder einer vergleichbaren Matrix angeordnet sein und können stiftförmig ausgebildet sein. Das Anordnungsgitter der Matrizenelemente korrespondiert mit dem Anordnungsgitter der Prägestempel. Die Matrizenelemente können in Durchgangslöchern, z. B. Bohrungen, verschiebbar sitzen und diese Durchgangslöcher im vorgeschobenen oder ausgefahrenen Zustand der Matrizenelemente bündig verschließen und im zurückgezogenen oder eingefahrenen Zustand der Matrizenelemente bis zu einer bestimmten Lochtiefe teilweise freigeben. Die teilweise freigegebenen Durchgangslöcher bilden zusammen mit den darin sitzenden, eingefahrenen Matrizenelementen Sacklöcher, deren Böden durch die Matrizenelemente gebildet werden. Es werden diejenigen Matrizenelemente eingefahren, die mit den jeweils ausgefahrenen Prägestempeln beim Prägen in rotative Überdeckung gelangen. Somit können die ausgefahrenen Prägestempel das Werkstück lokal, z. B. im Bereich der zu prägenden Punkte, in die durch das Zurückziehen der Matrizenelemente gebildeten Sacklöcher hineindrücken, z. B. um die Bildpunkte der Braille-Blindenschrift zu prägen.
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Bei einer weiteren Weiterbildung umfasst die Vorrichtung mindestens ein weiteres Prägewerkzeug mit Prägestempeln, an welchem Prägewerkzeug Aktoren zum entsprechend einem variablen Prägemuster erfolgenden Verfahren dieser Prägestempel zueinander angeordnet sind. Das zuerst genannte Prägewerkzeug und das weitere Prägewerkzeug bilden Prägemodule, die miteinander koaxial angeordnet sind. Die beiden Prägewerkzeuge oder Prägemodule können auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sein und können eine gemeinsame geometrische Rotationsachse aufweisen, um welche sie beim Prägen rotieren. Die Prägemodule können jeweils entlang der Welle in verschiedene Positionen verschiebbar und darin fixierbar sein, um die Position des Prägemusters auf dem Werkstück zu variieren. Eine solche axiale Positionierung ist auch bei den zuvor erläuterten Ausführungen mit nur einem einzigen Prägewerkzeug denkbar.
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Zur Erfindung gehört auch eine Bedruckstoff verarbeitende Maschine, die mit einer erfindungsgemäß oder einer der Weiterbildungen entsprechend ausgebildeten Vorrichtung ausgestattet ist. Die Bedruckstoff verarbeitende Maschine ist insbesondere eine Druckbogen verarbeitende Maschine und kann eine Druckmaschine sein. Die Maschine kann aber auch eine den Bedruckstoff nach seinem Bedrucken weiter verarbeitende Weiterverarbeitungsmachine, z. B. eine Schneidmaschine oder vorzugsweise eine Faltschachtelklebemaschine sein. Ebenso kann die Maschine eine Label- oder Etikettenherstellungsmaschine oder eine Verpackungsmaschine sein.
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Weitere konstruktiv und funktionell vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele und der dazugehörigen Zeichnungen.
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In dieser zeigen:
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1a, 1b ein erstes Ausführungsbeispiel der Prägevorrichtung, mit einem einzigen Prägewerkzeug, welches sich über die gesamte Werkstückbreite erstreckt,
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2a, 2b ein zweites Ausführungsbeispiel der Prägevorrichtung, mit mehreren modularen Prägewerkzeugen, die in einer Reihe angeordnet sind,
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3a, 3b ein drittes Ausführungsbeispiel der Prägevorrichtung, mit einem Gegendruckzylinder, der eine entsprechend dem Prägemuster variierbare Matrize aufweist,
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4 ein Ausführungsbeispiel von Stellantrieben von Prägestempeln der in den 1a bis 3b dargestellten Prägevorrichtungen, und
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5 ein zu dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel alternatives Ausführungsbeispiel der Stellantriebe.
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In den 1a bis 5 sind einander entsprechende Bauteile und Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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In den 1a, 2a und 3a ist jeweils ausschnittsweise eine Maschine 1 dargestellt. Bei der Maschine 1 handelt es sich um eine Druckmaschine für den lithographischen oder plangraphischen Offsetdruck. Der Ausschnitt zeigt eine Prägevorrichtung 2, welche den nicht dargestellten Druckwerken der Maschine 1 nachgeordnet ist. In der Maschine 1 werden Werkstücke 3 in einem Durchlauf zuerst bedruckt und danach mit einer Prägung für die Blindenschrift Braille versehen. Die Werkstücke 3 sind Bogen aus Papier, Karton oder Pappe und werden nach dem Prägen zu Faltschachteln für Pharmazeutika weiterverarbeitet.
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Die Prägevorrichtung 2 umfasst mindestens ein Prägewerkzeug 4 und einen zusammen mit dem Prägewerkzeug 4 einen Bearbeitungsspalt bildenden Gegendruckzylinder 5. In den zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Prägewerkzeug 4 unten und der Gegendruckzylinder 5 oben angeordnet. Eine demgegenüber vertauschte Anordnung, bei welcher der Gegendruckzylinder 5 unten und das Prägewerkzeug 4 darüber angeordnet ist, ist ebenfalls möglich.
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Die den Bearbeitungsspalt verlassenden Werkstücke 3 sind mit einem Prägemuster 6 versehen, welches aus einer oder mehreren Gruppen von punktförmigen Prägungen besteht. Jede Gruppe gibt ein Zeichen der Blindenschrift Braille wieder. Die Prägepunkte jeder Gruppe sind in einer Matrix angeordnet, welche zwei Spalten umfasst und mindestens drei oder, wie gezeigt, vier Reihen von Prägepunkten umfasst. In einer solchen Matrix sind auch Prägestempel 7 des Prägewerkzeugs 4 angeordnet. Das Prägewerkzeug 4 ist ein Zylinder und rotiert mit dem Gegendruckzylinder 5 im Gleichlauf und mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie der Gegendruckzylinder 5. Die Werkstücke 3 werden entlang einer Transportrichtung 8 dem Bearbeitungsspalt zugeführt. Die dargestellte Transportrichtung 8 ist bezüglich des Gegendruckzylinders 5 tangential und könnte stattdessen auch entlang des Umfangs des Gegendruckzylinders 5 verlaufen, wenn das jeweilige Werkstück 3 auf dem Gegendruckzylinder 5 liegend transportiert wird. Der Gegendruckzylinder 5 bildet eine mit dem Prägewerkzeug 4 kooperierende Transporteinrichtung.
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Das Prägewerkzeug 4 ist mit Stellantrieben oder Aktoren 9 ausgestattet, welche zum Verstellen bzw. Verfahren der Prägestempel 7 dienen. Jedem Prägestempel 7 ist ein anderer der Aktoren 9 zugeordnet. Eine elektronische, werkzeuginterne Steuereinrichtung 10 steuert die Aktoren 9 in Abhängigkeit von dem gewünschten Prägemuster 6 an. Eine werkzeugexterne Steuereinrichtung 11 liefert über einen drahtlosen Übertragungsweg 12 einschließlich eines Drehübertragers, z. B. induktiv oder elektromagnetisch, die Energie und/oder Signale zur Betätigung der Aktoren 9. Die Prägestempel 7 sind im Wesentlichen nadel- oder stiftförmig und eine von den Aktoren 9 angetriebene Verfahrbewegung 13 des jeweiligen Prägestempels 7 ist im Wesentlichen radial.
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Nach der vorhergehenden gemeinsamen Beschreibung der gemeinsamen Merkmale der in den 1a bis 3b dargestellten Ausführungsbeispiele werden letztere nachfolgend voneinander getrennt weiter beschrieben.
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Bei dem in den 1a und 1b dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich das Prägewerkzeug 4 über die senkrecht zur Bildebene der 1a zu messende Gesamtbreite des Werkstücks 3.
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In 1b ist eine der in 1a angegebenen Blickrichtung Ib entsprechende Seitendarstellung des Prägewerkezugs 4 dargestellt. Die Seitendarstellung zeigt, dass die Prägestempel 7 in einer Stempelgruppe 14 angeordnet sind. Entlang der Umfangslinie und/oder der Mantellinie des Prägewerkzeugs 4 können weitere solcher Stempelgruppen 14 angeordnet sein. Jede Stempelgruppe 14 umfasst die zum Prägen jedes beliebigen Zeichens der Blindenschrift Braille erforderliche Anzahl und Anordnung der Prägestempel 7.
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Aus Gründen zeichnerischer Vereinfachung ist die in 2a gezeigte Anzahl von Prägestempeln 7 pro Stempelgruppe 14 nicht in Übereinstimmung mit der in 2b dargestellten tatsächlichen Anzahl von Prägestempeln 7. Dies gilt im übertragenen Sinne auch für die 1a und 1b sowie für die 3a und 3b.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 2a und 2b erstreckt sich das Prägewerkzeug 4 nicht über die gesamte Werkstückbreite und ist ein mit dem Prägewerkzeug 4 baugleiches, weiteres Prägewerkzeug 4 vorhanden. Das weitere Prägewerkzeug 4 ist entlang einer gemeinsamen geometrischen Rotationsachse der Prägewerkzeuge 4 zu dem Prägewerkzeug 4 hin und von diesem weg verstellbar gelagert. Die beiden Prägewerkzeuge 4 und ggf. weitere solche Module können auf einer gemeinsamen Welle sitzen, die in 2b zeichnerisch nicht dargestellt ist. Die Einstellung des axialen Abstandes zwischen den beiden Prägewerkzeugen 4 erfolgt mittels einer Verstellbewegung 15 des weiteren Prägewerkzeugs 4 beim Einrichten oder Umrüsten der Prägevorrichtung 2.
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Beim in den 3as und 3b dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Sensor 16 zum Messen der Prägetiefe des Prägemusters 6 vorhanden. Der Sensor 16 kann auch die Dicke der Werkstücke 3 erfassen. In Abhängigkeit von den Signalen des Sensors 16 steuern die Steuereinrichtungen 10, 11 die Aktoren 9 derart an, dass die bei dem jeweiligen Bearbeitungsauftrag aktiven Prägestempel 7 in einer für die Prägequalität optimalen Arbeitsposition 23 gehalten werden. Der Sensor 16 ist also mit den Aktoren 9 in einem geschlossenen Regelkreis integriert. Dieser Regelkreis bildet eine Justiereinrichtung zum entsprechend der Werkstückdicke und der Prägetiefe erfolgenden stufenlosen Justieren der Prägestempel 7.
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Eine weitere Justiereinrichtung 22 ist mit einem Pfeil symbolisch angedeutet. Die Justiereinrichtung 22 ist eine Exzenterlagerung und dient dazu, den Gegendruckzylinder 5 zum Prägewerkzeug 4 hin und von diesem weg in Abhängigkeit von der Dicke des Werkstücks 3 zu verstellen. Die Justiereinrichtung 22 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel dem Gegendruckzylinder 5 zugeordnet, kann jedoch gemäß einer zeichnerisch nicht näher dargestellten Modifikation stattdessen dem Prägewerkzeug 4 zugeordnet sein, so dass dieses in Abhängigkeit von der Werkstückdicke zum Gegendruckzylinder 5 hin und von diesem weg verstellt werden kann. Bei beiden erwähnten Zuordnungen der Justiereinrichtung 22 kann letztere in Abhängigkeit von durch den Sensor 16 gegebenen Signalen arbeiten, so dass die Justierung automatisiert erfolgt.
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Der Gegendruckzylinder 5 ist als ein Matrizenzylinder ausgebildet und mit Matrizenelementen 17 ausgestattet. Die Matrizenelemente 17 sind stiftförmig und sitzen jeweils verschiebbar in einer Bohrung. Die Matrizenelemente 17 sind in mit den Prägestempeln 7 analoger Weise mit Aktoren 9 ausgestattet, die durch Steuereinrichtungen 10, 11 angesteuert und mit Energie versorgt werden. Die Aktoren 9 der Matrizenelemente 17 sind mit den Aktoren 9 der Prägestempel 7 baugleich. Durch die Aktoren 9 werden im Wesentlichen radiale Verstellbewegungen 20 der Matrizenelemente 17 erzeugt, wodurch diese zueinander verstellbar sind.
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Im zeichnerisch dargestellten, eingefahrenen Zustand des jeweiligen Matrizenelements 17 ist dieses von der Umfangslinie des Gegendruckzylinders 5 zurückgezogen und gibt das Matrizenelement 17 ein Prägeloch frei. In dieses Prägeloch 18 kann ein damit korrespondierender Prägestempel 7 den zu erzeugenden Prägepunkt des Werkstücks 3 hineindrücken. Im ausgefahrenen Zustand des Matrizenelements 17 ist dessen Oberseite mit der Umfangsfläche des Gegendruckzylinders 5 bündig, so dass kein Prägeloch 18 vorhanden ist.
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In 3b ist zu sehen, dass die Prägelöcher 18 und Matrizenelemente 17 in einer Matrizengruppe 9 angeordnet sind, deren Matrix oder Gitter mit jenem der Stempelgruppe 14 kongruent ist. Für jede Stempelgruppe 14, die das Prägewerkzeug 4 aufweist, weist der Gegendruckzylinder 5 eine Matrizengruppe 19 auf. Die Ansteuerung der Matrizenelemente 17 erfolgt sozusagen invers relativ zur Ansteuerung der Prägestempel 7. D. h., die mit den ausgefahrenen, aktiven Prägestempeln 7 korrespondierenden Matrizenelemente 17 sind eingefahren und die mit den eingefahrenen, inaktiven Prägestempeln 7 korrespondierenden Matrizenelemente 17 sind ausgefahren. Zeichnerisch nicht dargestellt ist, dass die Oberseite jedes inaktiven Prägestempels 7 mit der Umfangsfläche des Prägewerkzeugs 4 bündig ist. Die Umfangsfläche des Prägewerkzeugs 4 ist an einem Grundkörper 21 des Prägewerkzeugs 4 ausgebildet. In dem Grundkörper 21 sind zeichnerisch nicht dargestellte Radialbohrungen eingebracht, welche Linearführungen zum Verschieben der Prägestempel 7 bilden.
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Das Prägewerkzeug 4 oder der Gegendruckzylinder 5 kann mit einer Registereinrichtung zum Einstellen eines Umfangsregisters, Seitenregisters und/oder Diagonalregisters ausgerüstet sein.
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4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Antriebs der Prägestempel 7. Der Aktor 9 des jeweiligen Prägestempels 7 ist als ein Elektromotor, speziell als ein Gleichstrommotor, ausgebildet und treibt über ein selbsthemmendes Schraubengetriebe die Verfahrbewegung 13 des jeweiligen Prägestempels 7 an. Das Schraubengetriebe umfasst eine Gewindespindel 24 und eine darauf aufgeschraubte Mutter 25. Aufgrund einer selbsthemmenden Ausbildung der Gewinde der Gewindespindel 24 und der Mutter 25 bildet das Schraubengetriebe eine Festhalteeinrichtung 26 zum Festhalten des Prägestempels 7 in der Arbeitsposition 23 (vgl. 3a). Um die Hubhöhe oder den Verfahrweg des Prägestempels 7 in die Arbeitsposition 23 und somit deren Lage relativ zum Grundkörper 21 einstellen zu können, gibt der Aktor 9 der Steuereinrichtung 10 eine Rückmeldung.
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In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Antriebs der Prägestempel 7 dargestellt. Hierbei ist der jeweilige Aktor 9 durch ein Piezo-Element oder einen Stapel von Piezo-Elementen gebildet. Ein mit der Steuereinrichtung 10 verbundener Sensor 27 erfasst berührungslos die Lage einer Markierung 28 am Prägestempel 7, um dessen Verfahrweg oder aktuelle Position zu messen. Der Sensor 27 und die Steuereinrichtung 10 sind Bestandteile der erwähnten Justiereinrichtung 22 zum entsprechend der Werkstückdicke und/oder der Prägetiefe erfolgenden Justieren des Prägestempels 7.
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Die in den 4 und 5 dargestellten Antriebe der Prägestempel 7 sind auch als Antriebe der Matrizenelemente 17 verwendbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Maschine
- 2
- Prägevorrichtung
- 3
- Werkstück
- 4
- Prägewerkzeug
- 5
- Gegendruckzylinder
- 6
- Prägemuster
- 7
- Prägestempel
- 8
- Transportrichtung
- 9
- Aktor
- 10
- werkzeuginterne Steuereinrichtung
- 11
- werkzeugexterne Steuereinrichtung
- 12
- Übertragungsweg
- 13
- Verfahrbewegung
- 14
- Stempelgruppe
- 15
- Verstellbewegung
- 16
- Sensor
- 17
- Matrizenelement
- 18
- Prägeloch
- 19
- Matrizengruppe
- 20
- Verstellbewegung
- 21
- Grundkörper
- 22
- Justiereinrichtung
- 23
- Arbeitsposition
- 24
- Gewindespindel
- 25
- Mutter
- 26
- Festhalteeinrichtung
- 27
- Sensor
- 28
- Markierung
- Ib
- Blickrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007060613 A1 [0003]
- DE 69935757 T2 [0006]
- US 4653942 [0007]
