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Die Erfindung betrifft eine Buttonmaschine zur Herstellung von Buttons durch das Zusammenpressen von einer Buttonfolie, einem Papier, einem Buttonoberteil und einem Buttonrückteil mit einem Oberstempel und mindestens einem Unterstempel, wobei der Oberstempel durch einen Hebelmechanismus auf den Unterstempel absenkbar ist und mit Hilfe einer Rückstellfeder in seine ursprüngliche Ausgangsstellung bewegbar ist und wobei der Oberstempel und der Unterstempel lösbar an der Buttonmaschine angeordnet sind.
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Eine Buttonmaschine der genannten Art ist beispielsweise aus dem koreanischen Patent
KR 100267907 B1 bekannt. Hierbei handelt es sich um eine Buttonmaschine mit austauschbaren Ober- und Unterstempeln. Diese Stempel werden jeweils über einen Magneten und einen Bajonettverschluss lösbar mit der Buttonmaschine verbunden. Ein Bajonettverschluss ist eine schnell herstell- und lösbare mechanische Verbindung zweier zylindrischer Teile mit Schlitz und Pin in ihrer Längsachse. Die Teile werden durch Ineinanderstecken und entgegengesetztes Drehen verbunden und so auch wieder getrennt.
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Eine derartige Buttonmaschine hat den Vorteil, dass sie aufgrund ihrer austauschbaren Ober- und Unterstempel Buttons mit unterschiedlichen Durchmessern herstellen kann. Der Austausch der Stempel ist durch den Bajonettverschluss und die Magneten ohne Werkzeuge möglich. Dies erleichtert den Austausch und hält die Rüstzeit gering.
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Die eingangs genannte Buttonmaschine hat jedoch den Nachteil, dass der Bajonettverschluss eine klemm- und verschleißanfällige Anschlussmöglichkeit darstellt. Der Bajonettverschluss erfordert eine hohe Maßgenauigkeit, da der Kraftfluss bei einem nicht präzise hergestellten Schlitz durch den Pin verläuft, wodurch dieser eine erhöhte Wahrscheinlichkeit abzubrechen aufweist. Selbst bei präziser Fertigung neigen die Komponenten durch den enormen Kraftfluss beim Zusammendrücken von Ober- und Unterstempel dazu sich zu verziehen. Ferner weisen ausreichend starke Magnete hohe Neodymgehalte auf. Unvorteilhafterweise hat sich der Rohstoffpreis für Neodym innerhalb der letzten 2 1/2 Jahren verfünffacht. Ein Ende dieser Tendenz ist derzeit nicht absehbar. Die Preissteigerung von Neodymmagneten hat eine unmittelbare Wirkung auf die Herstellungskosten der vorgenannten Buttonmaschine.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Buttonmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die günstig in der Herstellung ist, deren Komponenten robust sowie verschleißarm sind und mit einer einfachen Bewegung mit der Buttonmaschine zu verbinden oder von dieser zu trennen sind.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einer Buttonmaschine der eingangs genannten Art vor, dass der Hebelmechanismus an seiner Unterseite eine Aufnahmeplatte aufweist, in die eine Wechselplatte des Oberstempels einsetzbar ist, wobei die Wechselplatte an ihrem Umfang eine Fixiernut aufweist, in welche eine oder mehrere in die Aufnahmeplatte eingesetzte Kugeldruckschrauben mit ihrer Kugelseite formschlüssig eingreifen. Entgegen dem Bajonettverschluss verhindert ein derartiger Kugeldruckschraubenverschluss ein Festklemmen bzw. Verkanten des Oberstempels an der Buttonmaschine. Der Oberstempel lässt sich durch eine unkomplizierte Axialbewegung in die Aufnahmeplatte einsetzen und rastet durch formschlüssiges Eingreifen der Kugeldruckschrauben in die Fixiernut ein. Zum Herausnehmen des Oberstempels genügt eine entgegengesetzte Axialbewegung. Hierbei drückt die Kugel der Kugeldruckschraube auf den Fixiernutrand. Dies führt zu einer zurückweichenden Bewegung der Kugel entlang der Kugeldruckschraubenachse, wodurch der Formschluss gelöst und der Oberstempel freigegeben wird. Es handelt sich mithin um eine Buttonmaschine mit denkbar einfach konstruierten und vorteilhaft robusten Komponenten. Ein weiterer Vorteil ist, dass sämtliche Komponenten des Kugeldruckschraubenverschlusses verhältnismäßig günstig gedreht oder gefräst werden können.
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Eine besonders komponentenschonende Lösung besteht darin, dass mindestens drei, vorzugsweise vier, Kugeldruckschrauben die Wechselplatte fixieren. Hierdurch wird die Wechselplatte automatisch in Bezug auf die Aufnahmeplatte zentriert.
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Die Anbringung der Kugeldruckschrauben lässt sich durch überraschend einfache Mittel erreichen, indem an den gewünschten Stellen Gewindebohrungen für die Kugeldruckschrauben in die Aufnahmeplatte gefräst sind. Sobald die Kugeldruckschrauben eingeschraubt sind, sind diese einsatzbereit.
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Zum Schutz der Kugeldruckschrauben sowie des Benutzers der Buttonmaschine sieht die Erfindung vor, dass an jeder Kugeldruckschraube am entgegengesetzten Ende der Kugelseite eine Hutmutter angeschraubt ist. Insbesondere bei der Verwendung der Buttonmaschine durch Kinder können diese sich durch ungeschickte Bewegungen verletzen. Durch die Verwendung von Hutmuttern entfällt das Risiko, sich an dem scharfkantigen Gewinde einer Kugeldruckschraube zu verletzen.
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Um die Qualität der hergestellten Buttons zu erhöhen, sieht die Erfindung eine zweistufige Pressung vor, wobei die Buttonmaschine einen horizontal um eine Drehachse in zwei Schaltzustände schwenkbaren Werkzeugschlitten mit dem Unterstempel und einem Abschlussstempel aufweist, wobei im ersten Schaltzustand der Ober- und Unterstempel die Buttonfolie, das Papier und das Buttonoberteil zu einem Halbzeug pressen und im zweiten Schaltzustand der Ober- und Abschlussstempel das Halbzeug und das Buttonrückteil zu einem fertigen Button pressen. Die zweistufige Pressung gewährleistet einen sicheren Halt der Schichtkomponenten des Buttons miteinander. Ein derart hergestellter Button hält selbst regelmäßigem Gebrauch stand.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Unter- und der Abschlussstempel lösbar mit dem Werkzeugschlitten verbunden sind. Durch die Austauschbarkeit dieser Komponenten wird das Pressen von Buttons unterschiedlicher Durchmesser ermöglicht. Es entfallen hohe Anschaffungskosten für die gesamte Apparatur, wenn man das Pressen von unterschiedlichen Buttondurchmessern vornehmen möchte, da lediglich die Stempel auszutauschen sind. Weiterhin ist im Falle einer Stempelschädigung die Reparatur aufgrund der Austauschbarkeit der Stempel durch den geringen Arbeitsaufwand gegenüber der starren Ausführungsform bedeutend günstiger.
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Eine besonders günstige Ausführungsform ist derart realisiert, dass die Wechselplatte Distanzbolzen aufweist, die bei Betätigung des Hebelmechanismus entsprechend dem Schaltzustand des Werkzeugschlittens gegen eine Schaltplatte mit Bohrungen drücken oder in die Bohrungen ragen, so dass die Wechselplatte auf der Schaltplatte liegt. Diese Gestaltung ermöglicht zwei unterschiedliche Hübe des Oberstempels zur Anwendung an dem Unterstempel und dem Abschlussstempel, da diese unterschiedliche, oberseitig eingebrachte Hübe zum Pressen des Buttons benötigen. Der Einsatz eines zweiten Oberstempels entfällt somit. Neben der Vermeidung einer zusätzlichen Komponente, die nach langem Gebrauch einen Schaden aufweisen könnte, entfallen die Herstellungs- und Materialkosten für einen zusätzlichen Stempel.
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Eine vorteilhafte Lösung zur Änderung der Distanzbolzenposition sieht vor, dass die Schaltplatte zwei Schaltstifte aufweist, welche die Schwenkung des Werkzeugschlittens zur Änderung des Schaltzustands über einen Betätigungsstift mechanisch an die Schaltplatte weitergeben. Somit reicht eine Schwenkbewegung des Werkzeugschlittens aus, um sowohl die Position der unteren Stempel als auch die Position der Distanzbolzen den Pressbedingungen anzupassen. Sollte der Oberstempel einen anderen Schaltzustand als die unteren Stempel aufweisen, könnte dies zu einer Komponentenschädigung führen. Mithin handelt es sich um ein schadenspräventives Merkmal, welches zusätzlich einen Arbeitsschritt erspart.
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Um die Rutschfestigkeit der Buttonmaschine bei Betätigung zu erhöhen, ist vorgesehen, dass die Buttonmaschine unterseitig Gummielemente aufweist.
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Insbesondere bei der Betätigung durch Kinder ist es wichtig, dass die Buttonmaschine einen sicheren Stand hat. Durch das hohe Eigengewicht in Folge der metallischen Konstruktion in Verbindung mit den unterseitigen Gummielementen wird die notwendige Rutschfestigkeit erreicht.
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Ein weiteres komponentenfreundliches Merkmal ist, dass über der Aufnahmeplatte Druckrollen vorgesehen sind, welche die Kraftübertragung durch die Hebelbewegung komponentenschonend an den Oberstempel weitergeben. Neben einer ausschließlich translatorischen Kraftübertragung, erfolgt ein Teil des Kraftflusses über die Momentanpole der sich drehenden Druckrollen. Die Verteilung des Kraftflusses wirkt sich schonend auf sämtliche Komponenten der Buttonmaschine aus, wodurch sich ihre Haltbarkeit deutlich verlängert.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1: Prinzipskizze der Buttonmaschine nach Lehre der Erfindung;
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2: Detailaufnahme des Oberstempels der Buttonmaschine;
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3: Schnittdarstellung einer Kugeldruckschraube mit Eingriff in eine Wechselplatte.
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1 zeigt eine Buttonmaschine 1 zur Herstellung von Buttons nach Lehre der Erfindung. Die Buttonmaschine 1 weist eine Grundplatte 2 auf, auf der oberseitig ein um eine Drehachse A schwenkbarer Werkzeugschlitten 3, ein Stützträger 4 und ein Drehträger 5 angeordnet sind, wobei der Drehträger 5 durch eine Öffnung des Werkzeugschlittens 3 mit der Grundplatte 2 verbunden ist und wobei die Öffnung gleichzeitig das Drehlager für den Werkzeugschlitten 3 ist. Die Drehachse A des schwenkbaren Werkzeugschlittens 3 ist koaxial zu der Achse des Drehträgers 5. An der Grundplatte 2 sind unterseitig rutschfeste Gummielemente 6 angeordnet. Auf dem Werkzeugschlitten 3 sind ein Unterstempel 7 und ein Abschlussstempel 8 jeweils lösbar sowie ein in der Darstellung nicht erkennbarer Betätigungsstift befestigt. Der Betätigungsstift befindet sich in der Darstellung hinter dem Drehträger 5 und ist daher nicht erkennbar. Der Stützträger 4 und der Drehträger 5 sind oben durch einen Tragbalken 9 verbunden und bilden einen tragenden Rahmen für einen Oberstempel 10. Dieser Oberstempel 10 ist durch einen Oberstempelstift 11 vertikal verschiebbar, jedoch unverdrehbar an dem Tragbalken 9 gelagert. Er besteht im Wesentlichen aus drei Teilen, nämlich einer Aufnahmeplatte 10a, einer Wechselplatte 10b und einer Schaltplatte 10c.
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Zum Herabdrücken des Oberstempels 10 ist ein Hebelmechanismus 12 vorgesehen, mit einem schwenkbar an den Tragbalken 9 gelagerten Hebelgriff 13 und zwei Druckrollen 14 aus Messing. Die Druckrollen sind durch den Hebelgriff 13 herabdrückbar und senken den Oberstempel 10 herab.
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Dem Oberstempelstift 11 ist eine Rückstellfeder 15 zugeordnet, die den Oberstempel 10 und den Hebelmechanismus 12 in die Ausgangsstellung zurückdrückt.
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Erfindungsgemäß sind die Wechselplatte 10b und die daran befestigte Schaltplatte 10c lösbar mit der Aufnahmeplatte 10a verbunden. Hierzu ist die Aufnahmeplatte 10a an ihrer Unterseite mit einer Aufnahmeöffnung versehen, in welche die Wechselplatte 10b passgenau einsetzbar ist. Weiterhin ist die Wechselplatte 10b an ihrem Außenumfang mit einer Fixiernut 16 versehen, in die vier Kugeldruckschrauben 17 formschlüssig eingreifen. Diese Kugeldruckschrauben 17 befinden sich in Gewindebohrungen, die von der Außenseite der Aufnahmeplatte 10a bis in die Aufnahmeöffnung verlaufen.
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Die an der Unterseite der Wechselplatte 10b befestigte Schaltplatte 10c ist in Bezug auf die Wechselplatte 10b um ihre Mittelachse begrenzt verschwenkbar und zugleich axial begrenzt verschiebbar. Zu ihrer begrenzten Verschwenkung ist die Schaltplatte 10c mit zwei radial vorstehenden Schaltstiften 18 versehen, die von dem mit dem Werkzeugschlitten 3 verbundenen (nicht dargestellten) Betätigungsstift betätigt werden und die Schaltplatte 10c in die eine oder die andere Schwenkstellung, d. h. die beiden Schaltzustände, verschwenken.
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Weiterhin ist die Wechselplatte 10b an ihrer Unterseite mit drei Distanzbolzen 19 versehen, die bei der ersten Schaltstellung der Schaltplatte 10c in korrespondierende Bohrungen 20 der Schaltplatte 10c einschiebbar sind und sich in der anderen Schaltstellung an der Oberseite der Schaltplatte 10c abstützen. Hierdurch wird erreicht, dass zwei unterschiedliche Hübe des Oberstempels 10 einstellbar sind, je nachdem, ob der Unterstempel 7 oder der Arbeitshöhe abweichende Abschlussstempel 8 eingeschwenkt ist.
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Erfindungsgemäß ermöglicht dieses Austauschsystem durch den Austausch von Oberstempel 10, Unterstempel 7 und Abschlussstempel 8 die Herstellung von Buttons mit unterschiedlichen Durchmessern.
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Zur Herstellung eines Buttons werden in einem ersten Schritt eine Buttonfolie, ein Papier und ein Buttonoberteil in den Ober- und Unterstempeln 10, 7 zu einem Halbzeug gepresst. Anschließend wird der um die Drehachse A in zwei Schaltzustände schwenkbare Werkzeugschlitten 3 derart geschwenkt, dass der Abschlussstempel 8 koaxial zum Oberstempel 10 ausgerichtet ist. In diesem zweiten Schaltzustand wird das Halbzeug und ein Buttonrückteil auf den Abschlussstempel 8 gelegt und der Oberstempel 10 über die Betätigung des Hebelmechanismus 12 abgesenkt. Die Rückstellfeder 15 unterstützt die Rückführung des Hebelmechanismus 12 in seine ursprüngliche Ausgangsstellung. Die Druckrollen 14 bewirken einen gleichmäßigen und komponentenschonenden Kraftfluss vom Hebelmechanismus 12 in die darunter befindlichen Stempel 10, 7, 8. Das Eigengewicht der Buttonmaschine 1 und die unterseitig der Buttonmaschine 1 befindlichen Gummielemente 6 stabilisieren den Herstellungsprozess der Buttons insofern, als die Buttonmaschine 1 im Wesentlichen vor Verschiebung gesichert ist.
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2 zeigt eine Detailansicht des austauschbaren Oberstempels 10 gemäß 1. Der Oberstempel 10 weist die Wechselplatte 10b auf, welche unlösbar mit der Schaltplatte 10c verbunden ist. Ferner weist die Wechselplatte 10b an ihrem Außenumfang eine Fixiernut 16 und unterseitig drei Distanzbolzen 19 auf. Die Schaltplatte 10c weist drei Bohrungen 20 auf, die bei der dargestellten Schaltstellung von Wechselplatte 10b und Schaltplatte 10c koaxiale Deckungen mit den Distanzbolzen 19 aufweisen. Die Wechselplatte 10b ist über die Fixiernut 16 der Wechselplatte 10b über vier Kugeldruckschrauben 17 formschlüssig mit der Aufnahmeplatte 10a verbunden.
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Wie aus der Detaildarstellung in 2 ersichtlich ist, kann zum Zwecke des Austausches des Oberstempels 10 die Wechselplatte 10b nach unten aus der Aufnahmeöffnung der Aufnahmeplatte 10a herausgezogen werden und durch eine Alternativwechselplatte mit anhängender Alternativschaltplatte ersetzt werden. Auf diese Weise bilden die Kugeldruckschrauben 17 mit der Wechselplatte 10b eine leicht bedienbare Rastverbindung.
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An der nach außen liegenden Seite der Kugeldruckschrauben 17 sind Hutmuttern 21 angeschraubt. Diese dienen als Schutz des Gewindes der Kugeldruckschrauben 17 und als Schutz des Benutzers vor Verletzungen.
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3 zeigt eine Detailansicht einer Kugeldruckschraubenverbindung gemäß den 1 und 2. Dabei greift die Kugeldruckschraube 17 mit einer Kugel 22 formschlüssig durch die Gewindebohrung der Aufnahmeplatte 10a in die die Wechselplatte 10b von außen umlaufende Fixiernut 16 ein. Am entgegengesetzten Ende der Kugelseite ist die Hutmutter 21 angeschraubt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Buttonmaschine
- 2
- Grundplatte
- 3
- Werkzeugschlitten
- 4
- Stützträger
- 5
- Drehträger
- 6
- Gummielemente
- 7
- Unterstempel
- 8
- Abschlussstempel
- 9
- Tragbalken
- 10
- Oberstempel
- 10a
- Aufnahmeplatte
- 10b
- Wechselplatte
- 10c
- Schaltplatte
- 11
- Oberstempelstift
- 12
- Hebelmechanismus
- 13
- Hebelgriff
- 14
- Druckrollen
- 15
- Rückstellfeder
- 16
- Fixiernut
- 17
- Kugeldruckschraube
- 18
- Schaltstifte
- 19
- Distanzbolzen
- 20
- Bohrungen
- 21
- Hutmuttern
- 22
- Kugel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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