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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Prägeeinheit zur Anbringung von
Kennzeichnungen an Bauteilen, mit einem Gehäuse und gegebenenfalls einer das
Gehäuse
tragenden Konsole.
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Die
Prägetechnik
dient in der Industrie unter anderem dazu, Bauteile mit Zahlen,
Buchstaben, Symbolen, Stempeln und dergleichen zu kennzeichnen.
Dies ist häufig
erforderlich, um den Ursprung der Herstellung, der Charge usw. zurückverfolgen
zu können.
Insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik ist es von Bedeutung, den
Hersteller des entsprechenden Bauteils zu ermitteln, beispielsweise
bei Rückrufaktionen
oder Schadensfeststellungen an Kraftfahrzeugen.
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Weiterhin
ist es insbesondere in der Metallbauteilfertigung üblich, in
der laufenden Produktion Tagesstempel und/oder Bauteilstempel in
oder auf das zu fertigende Blechteil oder andere Bauteile ein- oder
aufzubringen. Über
ein Stempelwerkzeug werden Signaturen, Kennzeichnungen, Buchstaben, Zahlen
usw. in oder auf das Bauteil geprägt. Dabei werden Prägemaschinen
verwendet, die beispielsweise bei etwa 3 mm großen Kennzeichnungen eine Prägekraft
von ca. 3 bis 4 t aufbringen, um die Kennzeichnung einzuprägen. Dazu
werden üblicherweise Prägezangen
verwendet, die sehr groß bauen,
d.h. etwa 0,5 m hoch und höher
sind, und einen entsprechend starken Kraftantrieb benötigen. Manche
Prägezange
besitzt ein Rollwerk, mit dem die zu prägenden Kennzeichnungen schrittweise
fortlaufend weitergestellt werden können. Dieser Prägevorgang
wird auch als Rollprägen
bezeichnet.
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Diese
Prägezangen
haben den Nachteil, dass ein großer Platzbedarf am zu fertigenden
und zu kennzeichnenden Bauteil notwendig ist, da eine Prägezange
viel Platz benötigt,
um das Bauteil angreifen zu können.
Bei kleiner dimensionierten Bauteilen oder komplizierten Bauformen
ergeben sich dadurch Platzprobleme.
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Das
Rollprägen
kann auch in der Form ausgeführt
werden, dass das Prägerad
der Prägeeinheit an
seinem Umfang verteilte Kennzeichnungen aufweist. Das Prägerad fährt mit
sehr hohem Kraftaufwand über
die Prägestelle
des Bauteils. Dabei muss die Prägeeinheit
dennoch zum Bauteil und vom Bauteil weggefahren werden, so dass
auch hier ein großer
Platzbedarf notwendig ist.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Prägeeinheit zur Anbringung von
Kennzeichnungen an Bauteilen der eingangs genannten Art zu schaffen,
die insbesondere kompakt ausgebildet ist und eine relativ geringe
Antriebskraft benötigt.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe dadurch gelöst,
dass im Gehäuse
eine axial verschiebbare und um ihre Längsachse verschwenkbare Antriebswelle
angeordnet ist, die an ihrem einen Ende unter Vorspannung mit einer
Antriebseinheit verbunden ist und an ihrem anderen Ende ein Andruckteil
aufweist, am Gehäuse
ein Kennzeichnungsmittel aufweisendes Bauelement angeordnet ist,
auf dem das zu kennzeichnendes Bauteil aufsetzbar ist, wobei während des
Prägevorganges
das Andruckteil der Antriebswelle mit einem bestimmten Anpressdruck
gegen das zu kennzeichnende Bauteil und das Kennzeichnungsmittel
aufweisende Bauelement andrückbar
und an diesem fortlaufend entlang verschwenkbar ist und das Kennzeichnungsmittel
aufweisende Bauelement die Kennzeichnung in das Bauteil einprägt.
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Unter
dem Begriff „Gehäuse" sollen geschlossene
als auch offene Konstruktionen verstanden werden, welche die Aufgabe
haben, die Antriebswelle zu halten bzw. zu führen.
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Die
axiale Verschiebbarkeit der Antriebswelle ermöglicht eine Bewegung des an
einem Ende der Antriebswelle befestigten Andruckteils hin zu und weg
von einem zu kennzeichnenden Bauteil. Weiterhin erlaubt die Verschwenkbarkeit
der Antriebswelle um ihre Längsachse
ein fortlaufendes, d.h. kontinuierliches Abwälzen des Andruckteils auf dem
die Kennzeichnungsmittel aufweisenden Bauelement, auf dem ein zu
kennzeichnendes Bauteil aufgesetzt ist. Unter "Kennzeichnungen" sind Signaturen, wie Zahlen, Buchstaben,
Symbole, Stempel und dergleichen zu verstehen, die auf oder in ein
zu fertigendes oder bereits gefertigtes Bauteil auf- oder eingebracht werden.
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Die
Antriebswelle ist an ihrem einen Ende unter Vorspannung mit einer
Antriebseinheit verbunden, so dass der Anpressdruck der Andruckwelle
an das Kennzeichnungsmittel aufweisende Bauelement festgelegt wird.
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Da
die Antriebswelle relativ kurz ausgebildet sein kann, hat das Gehäuse eine
kompakte Abmessung. Darüber
hinaus baut durch die Anordnung der Antriebseinheit an einem Ende
der Antriebswelle und die Anordnung des Andruckteils am anderen
Ende der Antriebswelle die Prägeeinheit
so klein, dass diese in eine Spannvorrichtung, vorzugsweise eine
Positioniervorrichtung gemäß der
DE 20 2006 016 392 und/oder
einer Konsole gemäß der
DE 20 2006 000 908 integriert
werden kann, ohne dass Platzprobleme auftreten. Zum Prägevorgang
selbst sind keine weiteren Bauteile, wie Halterungen, Zuführungen usw.
notwendig.
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Für einen
Prägevorgang
wird das mit einer Prägung
zu versehende Bauteil über
dem Kennzeichnungsmittel aufweisenden Bauelement platziert, d.h.
es kann einfach auf dem Bauelement am Gehäuse der Prägeeinheit aufgelegt werden.
Während
des Prägevorganges
wird das Andruckteil der Antriebswelle mit einem bestimmten Anpressdruck gegen
das zu kennzeichnende Bauteil und das Kennzeichnungsmittel aufweisende
Bauelement gedrückt und
an diesem fortlaufend entlang verschwenkt. Dabei prägt das Kennzeichnungsmittel
die Kennzeichnung von unten in das Bauteil ein. Danach kann das mit
der Prägung
versehene Bauteil auch wieder einfach entnommen werden. Unter „Prägung" soll im Sinne der
Erfindung auch ein Stempeln verstanden werden.
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Die
Erfindung ergibt eine kleine kompakte Prägeeinheit mit geringer Bauhöhe, die
mit geringer Antriebskraft und genauen Einstellmöglichkeiten einen Prägevorgang
für zu
kennzeichnende Bauteile ermöglicht.
Die Prägeeinheit
kann beliebig in eine Fertigungsvorrichtung, z.B. eine Schweißvorrichtung, integriert
werden, ohne das ein Bewegen der Prägeeinheit, d.h. Zuführen und
Wegfahren zur Prägestelle,
erforderlich ist. Die Prägeeinheit
ist also immer ortsfest mit der Fertigungsvorrichtung verbunden. Darüber hinaus
ist die Prägeeinheit
wegen ihrer Kompaktheit auch bei engen Platzverhältnissen und komplizierten
Bauformen einsetzbar.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
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Demgemäß ist das
Kennzeichnungsmittel aufweisende Bauelement als Stempelhalter ausgebildet.
Darüber
umfasst das Kennzeichnungsmittel ein- oder mehrteilige Stempel,
die Zahlen, Buchstaben, Symbole und/oder dergleichen aufweisen,
welche vorzugsweise erhaben ausgebildet sind und somit ein Prägen gestatten.
Der Stempelhalter kann in Abhängigkeit
von der gewünschten
Kennzeichnung feste, austauschbare oder sich selbst fortlaufend
ein- bzw. verstellbare Stempel aufweisen.
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Da
das zu prägende
Bauteil auf den Stempelhalter mit den Stempeln aufgelegt wird und
das Andruckteil dann unter Druck auf dem Bauteil über den
Stempelbereich verschwenkt, wird die gewünschte Kennzeichnung von unten
in das Bauteil eingeprägt.
Dabei ist vorgesehen, dass das Andruckteil quer zur Längsachse
der Antriebswelle angeordnet und als Welle, Rolle oder Walze ausgebildet
ist. Weil das Andruckteil unmittelbar an einem Ende der Antriebswelle
und der Stempelhalter in unmittelbarer Nähe der Antriebswelle am Gehäuse angeordnet sind,
ist das Andruckteil sehr kurz, so dass der Anpressdruck vollständig auf
das zu prägende
Bauteil übertragen
wird. Durch die Festlegung der Form, Breite und Länge des
Andruckteils kann in Abhängigkeit
von der Kennzeichnungsform und -größe der Prägebereich eingestellt werden.
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Bevorzugt
ist die Antriebswelle mittels eines an sich bekannten Tellerfederpakets
vorgespannt. Hierbei erfolgt die Vorspannung der Antriebswelle beispielsweise über eine
dem Tellerfederpaket zugeordneten Stellmutter.
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Bei
der erfindungsgemäßen Prägeeinheit besteht
die Antriebseinheit für
die Antriebswelle aus einem Antriebsmotor und einem Getriebe. Der
Antriebsmotor kann ein Pneumatikmotor, Elektromotor oder dergleichen
und das Getriebe ein Schnecken-, Zahnrad-, Zahnstangengetriebe oder
dergleichen sein. Wenn sich das Andruckteil vor dem Prägevorgang
in Nullposition befindet, verfährt
beispielsweise das mit dem Pneumatikmotor angetriebene Schneckengetriebe
die Antriebswelle in axialer Richtung, d.h. also quer zur Stempelebene,
und verschwenkt dann das Andruckteil über den Prägebereich und vollzieht die
Kennzeichnung des Bauteils. Dieser Prägevorgang geschieht in sehr
kurzer Zeit, z.B. innerhalb 1 oder 2 Sekunden oder sogar Sekundenbruchteilen.
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Mit
einem relativ kleinen Pneumatik-Lamellenmotor oder Elektromotor
mit zugehörigem
Schneckengetriebe mit entsprechender Übersetzung und dem darauf abgestimmten
Tellerfederpaket kann die erforderliche Andruckkraft mit wenigen
Newtonmeter Antriebsdrehmoment relativ klein gehalten werden. Diese
relativ geringe Antriebsenergie bzw. Andruckkraft ist auch deshalb
ausreichend, weil durch das fortlaufende, d.h. kontinuierliche Abwälzen des
Andruckteils jeder Teil der Gesamtkennzeichnung, z.B. Ziffer für Ziffer,
Buchstabe für
Buchstabe usw., nacheinander geprägt wird.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Prägeeinheit sind Steuermittel
zum Ein- und Ausschalten der Antriebseinheit und zum Verschwenken
der Antriebswelle hin zum und weg vom Kennzeichnungsmittel aufweisenden
Bauelement vorgesehen. Hierbei bestehen die Steuermittel vorzugsweise
zumindest aus einem auf der Antriebswelle ausgebildeten Schaltnocken
und einem zugeordneten Näherungsschalter,
welcher die Position der Antriebswelle detektiert.
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Des
Weiteren ist vorgesehen, dass das Gehäuse auf einer Konsole, einem
Fußteil,
einem Gelenk oder dergleichen befestigt ist, beispielsweise auf einer
Positioniervorrichtung gemäß der
DE 20 2006 016 392 und/oder
einer Konsole gemäß der
DE 20 2006 000 908 .
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch
zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Der
der Erfindung zugrunde liegende Gedanke wird in der nachfolgenden
Beschreibung anhand eines Ausführungsbeispieles,
das in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
Perspektivansicht der erfindungsgemäßen Prägeeinheit,
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2 eine
Draufsicht auf die Prägeeinheit gemäß 1,
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3 eine
Seitenansicht auf die Prägeeinheit
gemäß 1,
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4 eine
Längsschnittansicht
der Prägeeinheit
entlang der Linie A-A gemäß 3 und
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5 eine
Explosivdarstellung der Prägeeinheit
gemäß den 1 bis 4.
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Die
Prägeeinheit 1 gemäß den 1 bis 5 weist
ein Gehäuse 2 auf,
welches beispielhaft mit einem schwenkbaren Halter 3 mittels
nicht gezeigter Stifte verbunden ist. Der Halter 3 wiederum
ist mit einem Fuß 4,
gegebenenfalls einer Konsole, einem Gelenk oder einer Positioniervorrichtung,
verbunden, der, falls erforderlich, über eine Shimsplatte 5,
die zur Höhenpositionierung
der Prägeeinheit dient,
an einer Fußplatte 6 befestigt
ist. Die Prägeeinheit 1 kann
damit auf einer nicht gezeigten Basis, beispielsweise einer Montageplatte
oder Schweißvorrichtung,
platziert werden.
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Die
in 5 gezeigte Ansicht der Prägeeinheit 1 enthält Strichlinien,
welche die Einbaurichtung der jeweiligen Teile der Prägeeinheit 1 verdeutlichen sollen.
Des Weiteren ist in den 1 bis 4 jeweils
ein mit einer Kennzeichnung zu versehenes, d.h. zu prägendes Bauteil
Z in Strich-Punkt-Strich-Linien
schematisch dargestellt.
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Im
Gehäuse 2 ist
eine axial bewegliche und um ihre Längsachse verschwenkbare Antriebswelle 7 eingesetzt,
auf der zumindest zwei beabstandete Kugellager 8 und zwei
beabstandete Distanzringe 9 angeordnet sind, die in eine
Gehäusebohrung 10 eingebracht
sind. Der untere aus dem Gehäuse 2 herausragende
Abschnitt 11 der Antriebswelle 7 ist im Querschnitt
als Sechskant ausgebildet. Dieser sechskantige Abschnitt 11 führt unter
Zwischenschaltung eines Tellerfederpaketes 12 mit einer
zugehörigen
Stellmutter 13 in ein Getriebe 14, z.B. ein Schneckengetriebe.
Am unteren Ende der Antriebswelle 7 ist ein Schaltnocken 15 befestigt,
der zusammen mit einem Näherungsschalter 16,
der an einem Sensorhalter 17 befestigt ist, als Steuermittel
dient.
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Der
Sensorhalter 17 ist an einem Halteteil 18 befestigt.
Dieses Halteteil 18 nimmt in einer Öffnung 19 einen Antriebsmotor 20,
z.B. einen Pneumatik-Lamellen-Motor, auf, der mit dem Getriebe 14 mechanisch
verbunden ist. Die Kopplung der Antriebswelle 7 mit der
Motor-Getriebe-Einheit 14, 20 erfolgt dadurch,
dass das Halteteil 18 mit dem Gehäuse 2 beispielsweise
verschraubt wird.
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Die
Antriebswelle 7 weist an ihrem oberen Ende ein als Walze,
Welle oder Rolle ausgebildetes kurzes Andruckteil 21 auf,
das über
ein Kugellager 22 rechtwinklig von der Längsachse
der Antriebswelle 7 wegragt. Auf der Oberseite des Gehäuses 2 ist
eine Druckplatte 23 befestigt, auf der ein als Stempelhalter
ausgebildetes Kennzeichnungsmittel aufweisendes Bauelement 24 positioniert
ist. Das Kennzeichnungsmittel 17 umfasst nicht näher dargestellte
ein- oder mehrteilige Stempel, die Zahlen, Buchstaben, Symbole und/oder
dergleichen aufweisen, die erhaben ausgebildet sind.
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Der
Schaltnocken 15 ist mit dem als Inititator dienenden Näherungsschalter 16 in
Eingriff bringbar, der wiederum das Einschalten eines Antriebes
zur Auslösung
des Prägevorganges
initiiert und das Ausschalten des Antriebes bewirkt, wenn der Prägevorgang
abgeschlossen ist.
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In
Nullposition der Antriebswelle 7 wird die Andruckkraft
der Antriebswelle 7 für
das Andruckteil 21 durch das Tellerfederpaket 12 erzeugt.
Bei Anlage des Andruckteils 21 am zu kennzeichnenden Bauteil Z,
welches zwischen dem Andruckteil 21 und dem Kennzeichnungsmittel
aufweisenden Bauelement 24 platziert ist, wird durch die
Antriebseinheit 15, 20 ein Druck aufgebaut und
die Antriebswelle 7 wird linear, d.h. axial gegen das auf
dem Kennzeichnungsmittel aufweisenden Bauelement 24 platzierte
Bauteil Z verschoben und schwenkt mit dem Andruckteil 21 über die
Prägestelle
am Bauteil Z, so dass die Stempel des Kennzeichnungsmittels aufweisenden
Bauelementes 24 durch ihre erhabene Ausbildung eine Signatur
in das Bauteil Z prägen.
Dann verfährt
die Antriebswelle 7 mit dem Andruckteil 21 wieder
in die Nullposition und das mit der Kennzeichnung versehene Bauteil
Z kann entfernt werden. Da die Prägeeinheit 1 vorteilhafterweise
nach oben offen ist, kann das Bauteil Z nach dem Prägen einfach
entnommen werden ohne dass eine zusätzliche Verfahreinheit notwendig
ist.
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- 1
- Prägeeinheit
- 2
- Gehäuse
- 3
- Halter
- 4
- Fuß
- 5
- Shimsplatte
- 6
- Fußplatte
- 7
- Antriebswelle
- 8
- Kugellager
- 9
- Distanzring
- 10
- Gehäusebohrung
- 11
- Sechskantabschnitt
- 12
- Tellerfederpaket
- 13
- Stellmutter
- 14
- Getriebe
- 15
- Schaltnocken
- 16
- Näherungsschalter
- 17
- Sensorhalter
- 18
- Halteteil
- 19
- Öffnung
- 20
- Antriebsmotor
- 21
- Andruckteil
- 22
- Kugellager
- 23
- Druckplatte
- 24
- Kennzeichnungsmittel
- Z
- Bauteil